Методология. А. М. Новиков д. А. Новиков методология
 Скачать 3.22 Mb.
|
|
Теоретические методы (методы – познавательные действия). Общефилософским, общенаучным методом по- знания является диалектика – реальная логика содержатель- ного творческого мышления, отражающая объективную диа- лектику самой действительности. Основой диалектики как метода научного познания является восхождение от абст- рактного к конкретному (Г. Гегель) – от общих и бедных содержанием форм к расчлененным и более богатым содер- жанием, к системе понятий, позволяющих постичь предмет в его сущностных характеристиках. В диалектике все пробле- мы обретают исторический характер, исследование развития Методология научного исследования 109 объекта является стратегической платформой познания. На- конец, диалектика ориентируется в познании на раскрытие и способы разрешения противоречий. Законы диалектики: переход количественных изменений в качественные, единство и борьба противоположностей и др.; анализ парных диалектических категорий: историческое и логическое, явление и сущность, общее (всеобщее) и еди- ничное и др. являются неотъемлемыми компонентами любого грамотно построенного научного исследования. Научные теории, проверенные практикой: любая такая теория, по существу, выступает в функции метода при по- строении новых теорий в данной или даже в других областях научного знания, а также в функции метода, определяющего содержание и последовательность экспериментальной дея- тельности исследователя. Поэтому различие между научной теорией как формой научного знания и как метода познания в данном случае носит функциональный характер: формируясь в качестве теоретического результата прошлого исследова- ния, метод выступает как исходный пункт и условие после- дующих исследований. Доказательство –метод – теоретическое (логическое) действие, в процессе которого истинность какой-либо мысли обосновывается с помощью других мыслей [101]. Всякое доказательство состоит из трех частей: тезиса, доводов (аргу- ментов) и демонстрации. По способу ведения доказательства бывают прямые и косвенные, по форме умозаключения – индуктивными и дедуктивными. Правила доказательств: 1. Тезис и аргументы должны быть ясными и точно опре- деленными. 2. Тезис должен оставаться тождественным на протяже- нии всего доказательства. 3. Тезис не должен содержать в себе логическое противо- речие. 4. Доводы, приводимые в подтверждение тезиса, сами должны быть истинными, не подлежащими сомнению, не 110 Глава 2 должны противоречить друг другу и являться достаточным основанием для данного тезиса. 5. Доказательство должно быть полным. В совокупности методов научного познания важное ме- сто принадлежит методу анализа систем знаний (см., напри- мер, [43]). Любая научная система знаний обладает опреде- ленной самостоятельностью по отношению к отражаемой предметной области. Кроме того, знания в таких системах выражаются при помощи языка, свойства которого оказыва- ют влияние на отношение систем знаний к изучаемым объек- там – например, если какую-либо достаточно развитую пси- хологическую, социологическую, педагогическую концепцию перевести на, допустим, английский, немецкий, французский языки – будет ли она однозначно воспринята и понята в Анг- лии, Германии и Франции? Далее, использование языка как носителя понятий в таких системах предполагает ту или иную логическую систематизацию и логически организованное употребление языковых единиц для выражения знания. И, наконец, ни одна система знаний не исчерпывает всего со- держания изучаемого объекта. В ней всегда получает описа- ние и объяснение только определенная, исторически кон- кретная часть такого содержания. Метод анализа научных систем знаний играет важную роль в эмпирических и теоретических исследовательских задачах: при выборе исходной теории, гипотезы для разреше- ния избранной проблемы; при разграничении эмпирических и теоретических знаний, полуэмпирических и теоретических решений научной проблемы; при обосновании эквивалентно- сти или приоритетности применения тех или иных математи- ческих аппаратов в различных теориях, относящихся к одной и той же предметной области; при изучении возможностей распространения ранее сформулированных теорий, концеп- ций, принципов и т.д. на новые предметные области; обосно- вании новых возможностей практического приложения сис- тем знаний; при упрощении и уточнении систем знаний для Методология научного исследования 111 обучения, популяризации; для согласования с другими систе- мами знаний и т.д. Далее, к теоретическим методам-действиям будут отно- ситься два метода построения научных теорий: – дедуктивный метод (синоним – аксиоматический ме- тод) – способ построения научной теории, при котором в ее основу кладутся некоторые исходные положения аксиомы (синоним – постулаты), из которых все остальные положе- ния данной теории (теоремы) выводятся чисто логическим путем посредством доказательства. Построение теории на основе аксиоматического метода обычно называют дедуктив- ным. Все понятия дедуктивной теории, кроме фиксированно- го числа первоначальных (такими первоначальными поня- тиями в геометрии, например, являются: точка, прямая, плоскость) вводятся посредством определений, выражающих их через ранее введенные или выведенные понятия. Класси- ческим примером дедуктивной теории является геометрия Евклида. Дедуктивным методом строятся теории в математи- ке, математической логике, теоретической физике; – второй метод в литературе не получил названия, но он безусловно существует, поскольку во всех остальных науках, кроме вышеперечисленных, теории строятся по методу, кото- рый назовем индуктивно-дедуктивным: сначала накапливает- ся эмпирический базис, на основе которого строятся теорети- ческие обобщения (индукция), которые могут выстраиваться в несколько уровней – например, эмпирические законы и теоретические законы – а затем эти полученные обобщения могут быть распространены на все объекты и явления, охва- тываемые данной теорией (дедукция) – см. Рис. 6 и Рис. 10. Индуктивно-дедуктивным методом строится большинство теорий в науках о природе, обществе и человеке: физика, химия, биология, геология, география, психология, педагоги- ка и т.д. Другие теоретические методы исследования (в смысле методов – познавательных действий): выявления и разреше- ния противоречий, постановки проблемы, построения гипотез 112 Глава 2 и т.д. вплоть до планирования научного исследования мы будем рассматривать ниже в конкретике временной структу- ры исследовательской деятельности – построения фаз, стадий и этапов научного исследования. Эмпирические методы (методы-операции). Изучение литературы, документов и результатов дея- тельности. Вопросы работы с научной литературой будут рассмотрены ниже отдельно, поскольку это не только метод исследования, но и обязательный процессуальный компонент любой научной работы. Источником фактического материала для исследования служит также разнообразная документация: архивные мате- риалы в исторических исследованиях; документация пред- приятий, организаций и учреждений в экономических, социо- логических, педагогических и других исследованиях и т.д. Изучение результатов деятельности играет важную роль в педагогике, особенно при изучении проблем профессиональ- ной подготовки учащихся и студентов; в психологии, педаго- гике и социологии труда; а, например, в археологии при про- ведении раскопок анализ результатов деятельности людей: по остаткам орудий труда, посуды, жилищ и т.д. позволяет вос- становить образ их жизни в ту или иную эпоху. Наблюдение – в принципе, наиболее информативный ме- тод исследования. Это единственный метод, который позво- ляет увидеть все стороны изучаемых явлений и процессов, доступные восприятию наблюдателя – как непосредственно- му, так и с помощью различных приборов. В зависимости от целей, которые преследуются в процес- се наблюдения, последнее может быть научным и ненаучным. Целенаправленное и организованное восприятие объектов и явлений внешнего мира, связанное с решением определенной научной проблемы или задачи, принято называть научным наблюдением. Научные наблюдения предполагают получение определенной информации для дальнейшего теоретического осмысления и истолкования, для утверждения или опровер- жения какой-либо гипотезы и пр. Методология научного исследования 113 Научное наблюдение складывается из следующих проце- дур: - определение цели наблюдения (для чего, с какой це- лью?); - выбор объекта, процесса, ситуации (что наблюдать?); - выбор способа и частоты наблюдений (как наблюдать?); - выбор способов регистрации наблюдаемого объекта, яв- ления (как фиксировать полученную информацию?); - обработка и интерпретация полученной информации (каков результат?) – см., например, [107]. Наблюдаемые ситуации подразделяются на: - естественные и искусственные; - управляемые и не управляемые субъектом наблюдения; - спонтанные и организованные; - стандартные и нестандартные; - нормальные и экстремальные и т.д. Кроме того, в зависимости от организации наблюдения оно может быть открытым и скрытым, полевым и лаборатор- ным, а в зависимости от характера фиксации – констатирую- щим, оценивающим и смешанным. По способу получения информации наблюдения подразделяются на непосредствен- ные и инструментальные. По объему охвата изучаемых объ- ектов различают сплошные и выборочные наблюдения; по частоте – постоянные, периодические и однократные. Част- ным случаем наблюдения является самонаблюдение, доста- точно широко используемое, например, в психологии. Наблюдение необходимо для научного познания, по- скольку без него наука не смогла бы получить исходную информацию, не обладала бы научными фактами и эмпириче- скими данными, следовательно, невозможно было бы и тео- ретическое построение знания. Однако наблюдение как метод познания обладает рядом существенных недостатков. Личные особенности исследова- теля, его интересы, наконец, его психологическое состояние могут значительно повлиять на результаты наблюдения. Еще в большей степени подвержены искажению объективные 114 Глава 2 результаты наблюдения в тех случаях, когда исследователь ориентирован на получение определенного результата, на подтверждение существующей у него гипотезы. Для получения объективных результатов наблюдения не- обходимо соблюдать требования интерсубъективности, то есть данные наблюдения должны (и/или могут) быть получе- ны и зафиксированы по возможности другими наблюдателя- ми. Замена прямого наблюдения приборами неограниченно расширяет возможности наблюдения, но также не исключает субъективности; оценка и интерпретация подобного косвен- ного наблюдения осуществляется субъектом, и поэтому субъ- ектное влияние исследователя все равно может иметь место. Наблюдение чаще всего сопровождается другим эмпири- ческим методом – измерением Измерение. Измерение используется повсеместно, в лю- бой человеческой деятельности. Так, практически каждый человек в течение суток десятки раз проводит измерения, смотря на часы. Общее определение измерения таково: «Из- мерение – это познавательный процесс, заключающийся в сравнении ... данной величины с некоторым ее значением, принятым за эталон сравнения» (см., например, [134]). В том числе, измерение является эмпирическим методом (методом-операцией) научного исследования. Можно выделить определенную структуру измерения, включающую следующие элементы: 1) познающий субъект, осуществляющий измерение с определенными познавательными целями; 2) средства измерения, среди которых могут быть как приборы и инструменты, сконструированные человеком, так и предметы и процессы, данные природой; 3) объект измерения, то есть измеряемая величина или свойство, к которому применима процедура сравнения; 4) способ или метод измерения, который представляет собой совокупность практических действий, операций, вы- полняемых с помощью измерительных приборов, и включает Методология научного исследования 115 в себя также определенные логические и вычислительные процедуры; 5) результат измерения, который представляет собой именованное число, выражаемое с помощью соответствую- щих наименований или знаков [265]. Гносеологическое обоснование метода измерения нераз- рывно связано с научным пониманием соотношения качест- венных и количественных характеристик изучаемого объекта (явления). Хотя при помощи этого метода фиксируются толь- ко количественные характеристики, эти характеристики не- разрывно связаны с качественной определенностью изучае- мого объекта. Именно благодаря качественной определенности можно выделить количественные характери- стики, подлежащие измерению. Единство качественной и количественной сторон изучаемого объекта означает как относительную самостоятельность этих сторон, так и их глубокую взаимосвязь. Относительная самостоятельность количественных характеристик позволяет изучить их в про- цессе измерения, а результаты измерения использовать для анализа качественных сторон объекта. Проблема точности измерения также относится к гно- сеологическим основаниям измерения как метода эмпириче- ского познания. Точность измерения зависит от соотношения объективных и субъективных факторов в процессе измере- ния. К числу таких объективных факторов относятся: – возможности выделения в изучаемом объекте тех или иных устойчивых количественных характеристик, что во многих случаях исследования, в частности, социальных и гуманитарных явлений и процессов затруднено, а, подчас, вообще невозможно; – возможности измерительных средств (степень их со- вершенства) и условия, в которых происходит процесс изме- рения. В ряде случаев отыскание точного значения величины принципиально невозможно. Невозможно, например, опреде- лить траекторию электрона в атоме и т.д. 116 Глава 2 К субъективным факторам измерения относятся выбор способов измерения, организация этого процесса и целый комплекс познавательных возможностей субъекта – от ква- лификации экспериментатора до его умения правильно и грамотно истолковывать полученные результаты. Наряду с прямыми измерениями в процессе научного экспериментирования широко применяется метод косвенного измерения. При косвенном измерении искомая величина определяется на основании прямых измерений других вели- чин, связанных с первой функциональной зависимостью. По измеренным значениям массы и объема тела определяется его плотность; удельное сопротивление проводника может быть найдено по измеренным величинам сопротивления, длины и площади поперечного сечения проводника и т.д. Особенно велика роль косвенных измерений в тех случаях, когда пря- мое измерение в условиях объективной реальности невоз- можно. Например, масса любого космического объекта (есте- ственного) определяется при помощи математических расчетов, основанных на использовании данных измерения других физических величин. Особого внимания заслуживает разговор о шкалах изме- рения. Шкала – числовая система, в которой отношения между различными свойствами изучаемых явлений, процессов пере- ведены в свойства того или иного множества, как правило – множества чисел [183, 210]. Различают несколько типов шкал. Во-первых, можно вы- делить дискретные шкалы (в которых множество возможных значений оцениваемой величины конечно – например, оценка в баллах – «1», «2», «3», «4», «5») и непрерывные шкалы (например, масса в граммах или объем в литрах). Во-вторых, выделяют шкалы отношений, интервальные шкалы, порядко- вые (ранговые) шкалы и номинальные шкалы (шкалы наиме- нований) – см. Рис. 5, на котором отражена также мощность Методология научного исследования 117 шкал 22 – то есть, их «разрешающая способность». Мощность шкалы можно определить как степень, уровень ее возможно- стей для точного описания явлений, событий, то есть, той информации, которую несут оценки в соответствующей шка- ле. Например, состояние пациента может оцениваться в шка- ле наименований: «здоров» – «болен». Бóльшую информацию будут нести измерения состояния того же пациента в шкале интервалов или отношений: температура, артериальное дав- ление и т.д. Всегда можно перейти от более мощной шкалы к более «слабой» (произведя агрегирование – сжатие – инфор- мации): например, если ввести «пороговую температуру» в 37 0 С и считать, что пациент здоров, если его температура меньше пороговой и болен в противном случае, то можно от шкалы отношений перейти к шкале наименований. Обратный переход в рассматриваемом примере невозможен – информа- ция о том, что пациент здоров (то есть, что его температура меньше пороговой) не позволяет точно сказать, какова его температура. ШКАЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ Мощность шкалы Шкала интервалов Шкала отношений Шкала наименований Шкала порядка Рис. 5. Классификация шкал измерений 22 Иногда выделяют и иные шкалы, например, шкалу разностей, в кото- рой измеряется календарное время. Например, современное летоисчисле- ние основано на разности текущих дат и даты Рождества Христова, принятой за нулевую. Или прежнее летоисчисление – от момента биб- лейского сотворения Мира. 118 Глава 2 Рассмотрим, следуя в основном [158, 168, 183], свойства четырех основных типов шкал, перечисляя их в порядке убывания мощности. Шкала отношений – самая мощная шкала. Она позволяет оценивать, во сколько раз один измеряемый объект больше (меньше) другого объекта, принимаемого за эталон, единицу. Для шкал отношений существует естественное начало отсче- та (нуль). Шкалами отношений измеряются почти все физи- ческие величины – линейные размеры, площади, объемы, сила тока, мощность и т.д. Все измерения производятся с той или иной точностью. Точность измерения – степень близости результата измере- ния к истинному значению измеряемой величины. Точность измерения характеризуется ошибкой измерения – разностью между измеренным и истинным значением. Различают систематические (постоянные) ошибки (по- грешности), обусловленные факторами, действующими оди- наково при повторении измерений, например – неисправно- стью измерительного прибора, и случайные ошибки, вызванные вариациями условий измерений и/или пороговой точностью используемых инструментов измерений (напри- мер, приборов). Из теории вероятностей известно, что при достаточно большом числе измерений случайная погрешность измерения может быть: - больше средней квадратической ошибки (обозначаемой обычно греческой буквой сигма и равной корню квадратному из дисперсии – см. определение ниже в разделе 2.3.2) при- мерно в 32 % случаев. Соответственно, истинное значение измеряемой величины находится в интервале среднее значе- ние плюс/минус средняя квадратическая ошибка с вероятно- стью 68 %; - больше удвоенной средней квадратической ошибки только в 5 % случаев. Соответственно, истинное значение измеряемой величины находится в интервале среднее значе- Методология научного исследования 119 ние плюс/минус удвоенная средняя квадратическая ошибка с вероятностью 95 %; - больше утроенной средней квадратической ошибки лишь в 0,3 % случаев. Соответственно, истинное значение измеряемой величины находится в интервале среднее значе- ние плюс/минус утроенная средняя квадратическая ошибка с вероятностью 99,7 % Следовательно, крайне маловероятно, чтобы случайная погрешность измерения получилась больше утроенной сред- ней квадратической ошибки. Поэтому в качестве диапазона «истинного» значения измеряемой величины обычно выби- рают среднее арифметическое значение плюс/минус утроен- ная среднеквадратическая ошибка (так называемое «правило трех сигма»). Необходимо подчеркнуть, что сказанное здесь о точности измерений относится только к шкалам отношений и интерва- лов. Для других типов шкал дело обстоит гораздо сложнее и требует от читателя изучения специальной литературы (см., например, [183, 210, 232]). Шкала интервалов применяется достаточно редко и ха- рактеризуется тем, что для нее не существует естественного начала отсчета. Примером шкалы интервалов является шкала температур по Цельсию, Реомюру или Фаренгейту. Шкала Цельсия, как известно, была установлена следующим обра- зом: за ноль была принята точка замерзания воды, за 100 градусов – точка ее кипения, и, соответственно, интервал температур между замерзанием и кипением воды поделен на 100 равных частей. Здесь уже утверждение, что температура 30 0 С в три раза больше, чем 10 0 С, будет неверным. В шкале интервалов сохраняется отношение длин интервалов (разно- стей). Можно сказать: температура в 30 0 С отличается от температуры в 20 0 С в два раза сильнее, чем температура в 15 0 С отличается от температуры в 10 0 С. Порядковая шкала (шкала рангов) – шкала, относительно значений которой уже нельзя говорить ни о том, во сколько раз измеряемая величина больше (меньше) другой, ни на 120 Глава 2 сколько она больше (меньше). Такая шкала только упорядо- чивает объекты, приписывая им те или иные баллы (результа- том измерений является просто упорядочение объектов). Например, так построена шкала твердости минералов Мооса: взят набор 10 эталонных минералов для определения относительной твердости методом царапанья. За 1 принят тальк, за 2 – гипс, за 3 – кальцит и так далее до 10 – алмаз. Любому минералу соответственно однозначно может быть приписана определенная твердость. Если исследуемый мине- рал, допустим, царапает кварц (7), но не царапает топаз (8), то соответственно его твердость будет равна 7. Аналогично построены шкалы силы ветра Бофорта и землетрясений Рих- тера. Шкалы порядка широко используются в социологии, пе- дагогике, психологии, медицине и других науках, не столь точных, как, скажем, физика и химия. В частности, повсеме- стно распространенная шкала школьных отметок в баллах (пятибалльная, двенадцатибалльная и т.д.) может быть отне- сена к шкале порядка. Частным случаем порядковой шкалы является дихотоми- ческая шкала, в которой имеются всего две упорядоченные градации – например, «поступил в институт», «не поступил». Шкала наименований (номинальная шкала) фактически уже не связана с понятием «величина» и используется только с целью отличить один объект от другого: телефонные номе- ра, номера госрегистрации автомобилей и т.п. Результаты измерений необходимо анализировать, а для этого нередко приходится строить на их основании произ- водные (вторичные) показатели, то есть, применять к экспе- риментальным данным то или иное преобразование. Самым распространенным производным показателем является ус- реднение величин – например, средний вес людей, средний рост, средний доход на душу населения и т.п. Использование той или иной шкалы измерений определяет множество пре- образований, которые допустимы для результатов измерений Методология научного исследования 121 в этой шкале (подробнее см. публикации [183, 210, 232] по теории измерений). Начнем с наиболее слабой шкалы – шкалы наименований (номинальной шкалы), которая выделяет попарно различи- мые классы объектов. Например, в шкале наименований измеряются значения признака «пол»: «мужской» и «жен- ский». Эти классы будут различимы независимо от того, какие различные термины или знаки для их обозначений будут использованы: «особи женского пола» и «особи муж- ского пола», или «female» и «male», или «А» и «Б», или «1» и «2», или «2» и «3» и т.д. Следовательно, для шкалы наимено- ваний применимы любые взаимно-однозначные преобразова- ния, то есть сохраняющие четкую различимость объектов (таким образом, самая слабая шкала – шкала наименований – допускает самый широкий диапазон преобразований). Отличие порядковой шкалы (шкалы рангов) от шкалы на- именований заключается в том, что в шкале рангов классы (группы) объектов упорядочены. Поэтому произвольным образом изменять значения признаков нельзя – должна со- храняться упорядоченность объектов (порядок следования одних объектов за другими). Следовательно, для порядковой шкалы допустимым является любое монотонное преобразо- вание. Например, если оценка объекта А – 5 баллов, а объекта Б – 4 балла, то их упорядочение не изменится, если мы число баллов умножим на одинаковое для всех объектов положи- тельное число, или сложим с некоторым одинаковым для всех числом, или возведем в квадрат и т.д. (например, вместо «1», «2», «3», «4», «5» используем соответственно «3», «5», «9», «17», «102»). При этом изменятся разности и отношения «баллов», но упорядочение сохранится. Для шкалы интервалов допустимо уже не любое моно- тонное преобразование, а только такое, которое сохраняет отношение разностей оценок, то есть линейное преобразова- ние – умножение на положительное число и/или добавление постоянного числа. Например, если к значению температуры в градусах Цельсия добавить 273 0 С, то получим температуру 122 Глава 2 по Кельвину, причем разности любых двух температур в обеих шкалах будут одинаковы. И, наконец, в наиболее мощной шкале – шкале отноше- ний – возможны лишь только преобразования подобия – умножения на положительное число. Содержательно это означает, что, например, отношение масс двух предметов не зависит от того, в каких единицах измерены массы – граммах, килограммах, фунтах и т.д. Суммируем сказанное в Табл. 4, которая отражает соот- ветствие между шкалами и допустимыми преобразованиями. Табл. 4 Шкалы и допустимые преобразования |