Стадии теоретического уровня научного исследования реферат
Обновлено: 05.07.2024
4. Эмпирические и теоретические методы научного исследования.
5. Роль методов научного познания в практической деятельности общества.
Человечество всегда стремилось к приобретению новых знаний. В наше время
развитие цивилизации требует компетентности и доброй воли людей. Развитие
человека невозможно без познания. Теория познания, или гносеология, – это раздел
философии, в котором изучаются п рирода познания и его возмож ности, отношение
знания к реальности, выявляются условия достоверности и истинности познания (от
Познание и знание различаются как процесс и результат. Познание – это
общественно-исторический, аккумулятивный (накопительный) процесс получения и
совершенствования знаний о мире, в котором живет человек.
1. способности, умения, навыки, которые базируются на осведомленности о
3. особая познавательная единица, гносеологическая форма отношения
человека к действительности, существующая наряду и в о взаимосвязи с
практическим отношением. (Второй и третий пункты являются предметом
Процесс познания весьма многогранен, как многогранна и общественная
практика. Во-первых, познание различается своей глубиной, уровнем
профессионализма, использованием источников и средств. Поэтому выделяют
обыденное и научное познание. Обыденные знания не я вляются результатом
профессиональной деятельности и присущи в той или иной мере любому индивиду.
Научные знания являются результатом специализированной профессиональной
Научное познание как профессиональный в ид общественной деятельности
осуществляется по определенным научным каналам, принимаемым научным
Субъект познания – это тот, кто его реализует, т. е. творческая личность,
формирующая новое знание. Субъекты познания в своей совокупности образуют
научное сообщество. Оно (сообщество) в свою очередь, исторически развивается и
организуется в различные социальные и профессиональные формы (академ ии,
Объект познания - это фрагмент действительности, оказавшийся в фокусе
внимания исследователя. Т.е. объектом познания является то, что исследуется
ученым: электрон, клетка, семья и т.д. Объ ектом исследования могут быть как
явления и процессы объективного мира, так и субъективный мир человека: образ
мышления, психическое состояние, общественное мнение. Также объектом
деятельности человека: художественные особенности литературног о произведения,
Объект познания всегда объектив ен в отличие от собственных представлений о
нем исследователя. Иногда в гносеологии вводится еще дополнительный термин
значении - способ движения цели, определенным образом упорядоченная
деятельность. Метод - это способ познания, исследования явлений природы и
общественной жизни; это прием, способ или образ действия.
Методология науки исследует структуру и развитие научного знания, средства и
методы научного исследования, способы обоснования его результатов, механизмы и
формы реализации знания в практике. Метод как средство познания есть способ
воспроизведения в мышлении изучаемого предмета. Сознательное применение
научно обоснованных методов является существенным условием получения новых
В современной науке вполне успешно работает многоуровневая концепция
методологического знания. В этом плане все методы научного познания могут быть
1. Философские методы. Сюда относятся диалектика (античная, немецкая и
2. Общенаучные (общелогические) подходы и м етоды исследования, находящие
применение во всех или почти во всех науках. И своеобразие, и отличие от
всеобщих методов в том, что они находят применение не на всех, а лишь на
определенных этапах процесса познания. Например, индукция играет ведущую роль
на эмпирическом, а дедукция - на теоретическом уровне познания, анализ
преобладает на начальной стадии исследования, а синтез – на заключительной и т.д.
При этом в самих общенаучных методах находят, как правило, свое проявление и
3. Частно-научные методы, характерные для отдельных наук или областей
4. Дисциплинарные методы, это методы химии или физики, биологии или
В науке широко используются так наз ываемые общенаучные, или
общелогические, методы и приемы познания. Из них выделяют:
1. Анализ и синтез. Анализ - процесс мысленного, а нередко и реального
расчленения предмета, явления на части (признаки, свойства, отношения).
Процедурой, обратной анализу, является синтез. Синтез - это соединение
выделенных в ходе анализа сторон предмета в единое целое.
2. Абстрагирование - метод, сводящийся к отвлечению в процессе познания от
каких-то свойств объекта с целью углубленного исследования одной определенной
его стороны. Результатом абстрагирования является выработка абстрактных
3. Идеализация – мыслительная процедура, связанная с образованием
абстрактных (идеализированных) объект ов, принципиально неосуществимых в
Идеализация тесно связана с абстрагированием и мысленным экспериментом.
4. Индукция и дедукция. Индукция – (от лат. inductio - наведение), особый вид
обобщения данных опыта. При индукции мысль исследователя движется от
частного (частных факторов) к общему. Различают популярную и научную, полную
и неполную индукцию. Противоположностью индукции является дедукция,
5. Аналогия (соответствие, сходство) – установление сходства в некоторых
сторонах, свойствах и отношениях между нетождественными объектами. На
основании выявленного сходства делается соответствующий вывод -
6. Моделирование – метод исследования определенных объектов путем
воспроизведения их характеристик на другом объекте – мод ели, которая
представляет собой аналог того или иного фрагмента действительности
Между моделью и объектом исследования должно существовать известное
подобие (сходство) в физических характеристиках, структуре, функциях и др.
Формы моделирования весьма многообразны. Различают ряд видов моделирования:
1) Предметное моделирование, при котором модель воспроизводит
геометрические, физические, динамические или функциональные
характеристики объекта. Например, модель м оста, плотины, модель крыла
2) Аналоговое моделирование , при котором модель и оригинал описываются
единым математическим соотношением. При мером могут служить
электрические модели, испо льзуемые для изучения механических,
3) Знаковое моделирование, при котором в роли моделей выступают схемы,
чертежи, формулы. Роль знаковых моделей особенно возросла с расширением
масштабов применения ЭВМ при построении знаковых моделей.
4) Со знаковым тесно связано мысленное моделирование , при котором модели
приобретают мысленно наглядный характер. Примером может в данном
случае служить модель атома, предложенная в свое время Бором.
5) Наконец, особым видом моделирования является вкл ючение в эксперимент
не самого объ екта, а его модели, в силу чего последний приобретает характер
модельного эксперимента. Этот вид моделирования свидетельствует о том,
что нет жесткой грани между м етодами эмпирического и теоретического
Некоторые авторы к общелогическим методам исследования относят еще
7. Классификация - объединение различных понятий и соответствующих им
явлений в определенные г руппы, типы с цель ю установления связей между
Примеры классификаций - таблица Менделеева, классификации животных,
растений и т.д. Классификации представляются в виде схем, таблиц, используемых
для ориентировки в многообразии понятий или соответствующих объектов.
8. Системный подход - это способ теоретического представления и
воспроизведения объектов как систем В центре внимания при системном подходе
находится изучение не элементов как таковых, а прежде всего структуры объекта и
места элементов в ней. В целом же основные моменты системного подхода
1) Изучение феномена це лостности и установление состава целого, ег о
2) Исследование законом ерностей соединения элементов в систему, т.е.
структуры объекта, что образует ядро системного подхода.
3) В тесной связи с изучением структуры необходимо изучение функций
системы и ее составляющих, т.е. структурно-функциональный анализ
4) Исследование генезиса системы, ее границ и связей с другими системами.
9. Исторический и логический м етоды. При историческом методе т еория
воспроизводит реальный процесс возникновения и развития объекта вплоть до
настоящего времени, при логическом она ограничивается воспроизведением сторон
объекта, как они существуют в предмете в развитом его состоянии. Выбор метода
диктуется целями исследования. Исторический и логический м етоды тесно
взаимосвязаны. Ведь в результате сохраняется все положительное, накапливавшееся
в процессе развития объекта. Не случайно организм в своем индивидуальном
развитии повторяет эволюцию живого от уровня клетки до современного состояния.
Поэтому можно сказать, что логический метод есть тот же исторический, но
очищенный от исторической ф ормы. Так, учащийся начинает изучать математику с
того, с чего начиналась ее история – с арифметики. В свою очередь исторический
метод дает ту ж е, что и логический метод, реальную картину объекта, но логический
Научное теоретическое познание является разновидностью рационального познания, т.е. деятельности мышления. Поэтому оно в полной мере опирается на всеобщие методы мышления: абстракцию, идеализацию, экстраполяцию. Результатом их применения оказываются понятия и суждения, отражающие сущность познаваемых явлений.
В научном познании всеобщие методы мышления конкретизируются общенаучными методами теоретического познания: сравнением и аналогией, анализом и синтезом, индукцией и дедукцией, детализацией и конструированием и т.д. Каждый из этих методов обладает достоинствами и недостатками, т.е. позволяет достичь одного и не позволяет достичь другого. Например, сравнение позволяет установить достоверное соотношение сходного и различного, но не позволяет вскрыть причину и сущность сходства и различия, в то время как использование аналогий позволяет вскрыть сущность или выдвинуть догадку о ней, но аналогия сама по себе не удостоверяема, так как извлекается не из рассматриваемого явления, а из ранее известных.
Зная ограниченность каждого из указанных методов, следует руководствоваться диалектикой их взаимоотношений: не превозносить одни из них за счет других, а использовать каждый сообразно его возможностям в различных познавательных целях, добиваясь всестороннего познания явлений. Обычно эти общенаучные методы теоретического познания рассматриваются в студенческих курсах философии и поэтому их подробное рассмотрение здесь не оправдано. Здесь уместно сосредоточиться на более специфических методах и средствах научного теоретического познания: на постановке проблемы, выдвижении гипотез, дедукции проверяемых следствий, теоретическом моделировании и мысленном экспериментировании.
Методология науки исследует структуру и развитие научного знания, средства и методы научного исследования, способы обоснования его результатов, механизмы и формы реализации знания в практике. Метод как средство познания есть способ воспроизведения в мышлении изучаемого предмета. Сознательное применение научно обоснованных методов является существенным условием получения новых знаний.
В современной науке вполне успешно работает многоуровневая концепция методологического знания. В этом плане все методы научного познания могут быть разделены на пять основных групп:
1. Философские методы. Сюда относятся диалектика (античная, немецкая и материалистическая) и метафизика.
2. Общенаучные (общелогические) подходы и методы исследования.
3. Частно-научные методы.
4. Дисциплинарные методы.
5. Методы междисциплинарного исследования.
2. Виды исследований
Научные дисциплины, образующие в своей совокупности систему науки в целом, весьма условно можно подразделить на три большие группы
3)технические науки, различающиеся по своим предметам и методам. Резкой грани между этими подсистемами нет - ряд научных дисциплин занимает промежуточное положение.
Наряду с традиционными исследованиями, проводимыми в рамках какой-либо одной отрасли науки, проблемный характер ориентации современной науки вызвал к жизни широкое развертывание междисциплинарных и комплексных исследований, проводимых средствами нескольких различных научных дисциплин, конкретное сочетание которых определяется характером соответствующей проблемы.
В науке различаются два уровня исследований
Эмпирическоеисследование направлено непосредственно на изучаемый объект и реализуется посредством наблюдения и эксперимента. На уровне эмпирического познания происходит отбор и описание фактов, осуществляется такое их обобщение, при котором факты представляются в виде системы, показываются их зависимости.
Теоретическоеисследование концентрируется вокруг универсальных законов и гипотез. Теоретическое познание характеризуется абстракцией, определением и т.п. С их помощью устанавливаются закономерности, сущность явлений и процессов. Процесс эмпирического и теоретического познания - это не только логическая проблема, но в равной степени методологическая проблема. Проблематика отношений между эмпирическим и теоретическим познании особенно актуальна в области методологии. Переход от фактов к теоретическим выводам, процесс освещения новых фактов и проблем приводят к возникновению следующих четырех основных ситуаций:
Новые факты могут быть объяснены в рамках уже существующей системы понятий. Для описания и объяснения новых фактов требуется введение новых терминов и понятий. Новые факты и проблемы требуют, чтобы для их объяснения. была разработана специальная теория. Новые факты и новые проблемы требуют кардинального пересмотра исходных принципов прежней системы взглядов.
По своей направленности, по непосредственному отношению к практике отдельные науки принято подразделять на фундаментальные и прикладные.
Деление на фундаментальные и прикладныеисследования носит условный характер. Вне зависимости от характера целей результатом и фундаментальных и прикладных работ являются новые знания. Под фундаментальными исследованиями понимаются экспериментальные и теоретические работы, которые ставят своей целью найти и описать новые, неизвестные явления и процессы в природе, вскрыть их механизм и законы, управляющие ими. Как правило, фундаментальные науки опережают в своем развитии прикладные, создавая для них теоретический раздел.
Фундаментальные исследования, приоритетом которых является выработка новых научных знаний, имеющих доминирующее, главенствующее значение в фундаментальных отраслях знаний. Это исследования поискового характера, тематика которых определяется общим развитием науки, т.е. из одной работы вытекает как цепная реакция последующая проблема, подлежащая исследованию.
Под прикладными исследованиями подразумевается практическое использование полученных знаний, т.е. научные работы, цель которых использовать полученное в результате фундаментальных исследований для практической деятельности человека.
Непосредственная цель прикладных наук - применение результатов фундаментальных наук для решения не только познавательных, но и социально-практических проблем. На стыке прикладных наук и практики развивается особая область исследований - разработки, переводящие результаты прикладных наук в форму технологических процессов, конструкций, промышленных материалов и т.п.
Внутренняя структура научных исследований состоит из следующих звеньев:
1. Стратегические исследования это исследования для получения новых знаний в ведущих, определяющих общественное развитие областях. Здесь имеются в виду исследования, рассчитанные на долгосрочную перспективу.
2. Целевые исследования - это исследования, направленные на достижение установленных целей, задач, результаты которых используются на практике. Например, радиация как одна из причин заболевания раком, изучение озоновых дыр в верхних слоях атмосферы. Учитывается утилитарный мотив, применение итогов исследований на практике.
3. Технологические прикладные исследования - это исследования, направленные на разрешение практических, в основном кратковременных задач. Их питательная среда фундаментальные исследования, теоретические итоги которых используются для разработки новых технологий и их использования на практике.
Технологические работы по развитию опытные, проектные, конструкторские работы, которые подводят итоги предыдущего исследовательского цикла для массового технологического использования и применения.
Интердисциплинарные и междисциплинарные исследования характеризуются следующими признаками:
1) работа направлена на разрешение отдельно взятой комплексной проблемы;
2) работают представители разных научных отраслей, итоги одной работы воздействуют на другие;
3) используются различные методы исследования в зависимости от специфики той или иной отрасли (наблюдение, экспериментирование и т.д.);
4) распределение обязанностей между членами исследовательской группы;
5) используется общее лабораторное оборудование и техника;
6) коллективная ответственность, т.е. за конечный итог отвечают все участники исследовательской работы.
3. Этапы теоретического исследования
3.1 Постановка проблемы
Проблема (преграда, трудность - в переводе с древнегреческого) в научном познании является выражением несоответствия между достигнутым уровнем и объемом знания, с одной стороны, и потребностью в объяснении и предвидении необъясненных и новых фактов - с другой. К числу фактов относятся и противоречия между соперничающими научными теориями. Когда наблюдается указанное несоответствие, принято говорить о наличии проблемной ситуации. При наличии множества проблемных ситуаций выбор и постановка проблем определяются объективными и субъективными условиями. Объективные условия - это необходимость изменения теоретических представлений, средств и методов познания, препятствующих решению теоретических и практических задач удовлетворения потребностей людей.
Скажем, физики почти столетие испытывают потребность в единой физической теории основных взаимодействий (гравитационных, слабых, электромагнитных и сильных), биологи - в современной теории эволюции организмов и популяций, социологи - в теории социального прогресса, семантики - в универсальной теории значений и т.д. Практические же потребности необозримы, и их удовлетворение опирается в конечном счете на создание новых научных теорий (касающихся производства средств существования, лечения болезней, сохранения окружающей среды и т.д.).
Важны также материальные возможности решения имеющихся проблем. В отличие от положения дел в теории и практике и от материальных возможностей общества, задающих объективные возможности выбора проблем, субъективные предпосылки (условия) выбора заключаются в господствующих предпочтениях общественного мнения, престиже видов исследовательской работы и образования, склонностях исследовательских коллективов и индивидов. К примеру, не каждая страна может себе позволить исследования фундаментальных проблем, а выбор прикладных проблем зависит от соотношения естественных и гуманитарных наук в образовании, от моды на профессии и т.п. Заметно также, что различие между объективными и субъективными условиями выбора проблем относительно: объективное в одном отношении оказывается субъективным в другом отношении, и наоборот.
Выбранная проблема подлежит представлению, постановке, т.е. выражению в языковой форме. Не существует никаких рецептов, указывающих, как надо ставить новые проблемы, в особенности фундаментальные. Но можно указать факторы и шаги постановки проблем.
Чем более фундаментальной выглядит проблема, тем более отвлеченный и общий характер приобретает ее первоначальная формулировка. Таковы формулировки проблем математической логики (определения строгой импликации, полноты аксиоматики содержательных систем и т.д.), математики (аксиоматизации теории множеств, доказательства, континуум - гипотезы и др.), физики (формулировки общей теории атомного ядра, установления носителя гравитационного поля и т.д.) и других фундаментальных наук, а также прикладных исследований (управляемого термоядерного синтеза, утилизации радиоактивных отходов, достижения гармонии человека с природой, устранения конфликтов и терроризма и многих других).
Узкие и прикладные проблемы ставятся в развитых областях исследования. В рамках общих истинных теорий формулируются проблемы возможностей их частного применения в качестве объяснения и предсказания. Скажем, термодинамика провозглашает теплопроводимость тел, отвлекаясь от их агрегатного состояния и химического состава. Для определенных узких областей исследования возникает проблема установления зависимости теплопроводности именно от агрегатного состояния, плотности, температуры и др., или химического состава.
Широта и глубина проблем зависят от широты и глубины знания, на основе которого они формулируются. Вместе с тем любая научная проблема отличается от простого вопроса тем, что ответ на нее нельзя найти путем преобразования имеющегося знания. Решение проблемы предполагает выход за пределы известного и поэтому не может быть найдено по заранее известным правилам. Можно перечислить лишь шаги, предваряющие постановку и решение проблемы. К ним относятся: обсуждение новых данных, которые не могут быть объяснены в рамках существующих теорий; анализ и оценка тех идей и методов решения проблемы, которые могут быть выдвинуты на основе новых данных; определение типа решения проблемы, его связи с решением других проблем и возможности контроля решения; предварительное описание проблемы. В итоге устанавливается специфика данных, подлежащих объяснению, выделяются частично соответствующие им знания и провозглашается необходимость недостающей гипотезы для их объяснения, доказательства или предвидения. Это и есть формулировка проблемы, мобилизующая на выдвижение гипотезы для ее решения.
3.2 Выдвижение гипотезы
Шаги в направлении постановки проблемы способствуют выдвижению гипотезы. В них выявляется минимум достоверных знаний, необходимых для гипотезы. Новое же, первоначально предположительное знание оказывается результатом особого творчества, совокупно именуемого интеллектуальной интуицией. Правда, обращения к описанию интуиции, социологии, психологии творчества и т.п. могут пояснить, как возникает новое знание, но не могут пояснить, что и откуда берется в новом знании.
В той степени, в какой гипотеза включает известные знания, она допускает предварительную частичную оправданность или доказательность. К примеру, гипотеза об отсутствии атмосферы у Луны, спутников у Юпитера или астероидов включала знание величины необходимой массы для удержания атмосферы телом, вращающимся вокруг собственной оси и вокруг более массивного тела. Поскольку же гипотеза включает новое знание, она требует как новых средств выражения знания, так и средств его оправдания.
Способы образования аналогий и метафор составляют предмет особых исследований и обсуждений. Здесь важно учесть отсутствие прямой, однозначной обусловленности вида аналогий и метафор как наличным теоретическим знанием в силу его несоответствия новым данным и новому объекту познания, так и самими новыми данными и новым объектом познания, ибо они не содержат требуемого для аналогий и метафор теоретического знания. Отсюда следует неизбежность множества (плюрализма) гипотез, претендующих на решение проблемы. Плюрализм гипотез преодолевается выбором предпочтительной гипотезы по гносеологическим, логическим и прагматическим критериям (см. изложенный далее раздел о выборе альтернатив в познании). В пособиях по философии науки обычно перечисляют требования к выбираемым гипотезам: эмпирическая проверяемость, логическая обоснованность, объяснительность, предсказательность и др.
Выбранная гипотеза подлежит уточнению и развертыванию составляющих ее понятий и суждений с тем, чтобы быть посылкой для дедукции частностей, одни их которых могут оказаться имеющимися необъясненными новыми данными, другие - предсказываемыми новыми данными. Поскольку дедукция частностей из гипотезы требует принятия не содержащихся в них допущений, краевых условий, воплощений (интерпретаций по правилам соответствия), постольку приходится мириться с неустранимым многообразием (плюрализмом) следствий гипотезы, в том числе опытно проверяемых. И если в любой гипотезе неизбежны идеализации, непроверяемые допущения, неполные индукции, то полная, во всех частностях удостоверяемость гипотезы опытом не достижима. Но на такую полноту гипотеза не претендует; она претендует на удостоверение сущности, основного, общего, необходимого, - и это удостоверение достаточно для превращения гипотезы в научную теорию.
Подобную теоретическому моделированию роль средства предварительной проверки гипотезы (или действующей теории) воображаемыми ситуациями играет мысленный эксперимент. В нем в идеализированной форме воспроизводятся существенные черты поведения объекта познания и мысленно (доказательствами и объяснением) проверяется соответствие гипотетического поведения воображаемому, но принимаемому за действительное в силу кажущейся правдоподобности. В каждой конкретной науке есть свои примеры мысленных экспериментов. В физике, в частности, известен мысленный эксперимент Эйнштейна, Подольского и Розена, содержащий воображаемую ситуацию, относительно которой испытываются объяснительные и доказательные возможности представлений о поведении элементов квантовомеханической системы авторов мысленного эксперимента и Н. Бора, олицетворявшего копенгагенскую школу.
По мере того, как в ходе исследования накапливается фактический материал, возникает необходимость в его систематизации. Как известно, есть две основные функции науки: объяснительная и предсказательная, но перед тем как приступить к выявлению каких-либо причинно-следственных связей, необходимо упорядочить имеющиеся факты, чтобы устранить их хаотичность.
Применение научно обоснованных методов исследования является существеннейшим условием получения новых знаний, поэтому их выбор имеет решающее значение для результатов исследования. Современная научная деятельность немыслима без применения методов познания, они являются общепринятым инструментарием. Избранный исследовательский подход и используемые методы в совокупности составляют методику исследования, своего рода сюжетную линию, в соответствии с которой структурируется весь собранный фактический материал.
2. Банковское дело: Учебник. - 2-е изд., стереотип./Под. ред. В.И. Колесникова и Л.П. Кроливецкой. - М.: Финансы и статистика, 2005.
5. П.В. Алексеев, А.В. Панин. Теория познания и диалектика. Москва, Высшая школа. 1991г.
6. Кузнецов И. Н. Научные работы: методика подготовки и оформления/Кузнецов И.Н. — Минск, 2007.
Научное исследование - процесс выработки новых научных знаний, один из видов познавательной деятельности. Классификация научных исследований может проводиться по различным основаниям. По источнику финансирования различают научные исследования бюджетные, хоздоговорные и не финансируемые.
Содержание работы
Введение………………………………………………………..3
1.Определение научного исследования……………………………….4
2.Классификационные признаки научных исследований……………6
3.Основные этапы научного исследования…………………………. 14
Заключение……………………………………………………………. 17
Список используемой литературы
Файлы: 1 файл
реферат научное исследование. его структура, этапы и уровни.docx
1.Определение научного исследования……………………………….4
2.Классификационные признаки научных исследований……………6
3.Основные этапы научного исследования…………………………. 14
Список используемой литературы…………………………………….18
На рубеже 3-го тысячелетия расширение объема знаний, накопленных человечеством, превратило в проблему способ их усвоения. Ускорение научно-технического прогресса увеличило объем активного времени, затрачиваемого людьми на получение новых знаний, на выявление новых законов природы и общества. В студенческие годы развитие интеллекта характеризуется максимальной за всю жизнь человека скоростью мыслительных и логических процессов. Великие ученые и педагоги всегда мечтали о превращении учебы в процесс активного познавательного творчества или в процесс творческого познавания. Они желали своим ученикам почувствовать в жизни непередаваемое счастье творчества, акта совершенного открытия.
В конце ХХ века полученные знания устаревают гораздо быстрее, чем в его начале. Если раньше полученных знаний специалисту хватало на 10-15 лет, то теперь этот срок сократился в 3 - 5 раз. Это значит, что приходится всю жизнь учиться и переучиваться, заниматься самообразованием. В современных условиях необходимо уметь самостоятельно пополнять свои знания, быстро ориентироваться в стремительном потоке научно-технической информации. Все это привело к научно-технической революцией (НТР). Особенностями НТР являются возрастающая роль науки; возможность автоматизации не только физического, но и умственного (не творческого) труда; бурный рост и обновление научно-технической информации; быстрая смена материалов, конструкций, машин, технологических процессов; резкое увеличение разновидностей инженерных решений; повышение уровня комплексной механизации и автоматизации, а также систем управления.
1.Определение научного исследования
внедрение в практику полезных для человека результатов. Его объектом являются материальная или идеальная системы, а предметом – структура системы, взаимодействие ее элементов, различные свойства, закономерности развития и т.д.
Научное исследование, процесс выработки новых научных знаний, один из видов познавательной деятельности. Научное исследование характеризуется объективностью, воспроизводимостью, доказательностью, точностью (понимаемой по-разному в различных областях науки). Различаются два его взаимосвязанных уровня: эмпирический и теоретический. На первом устанавливаются новые факты науки и на основе их обобщения формулируются эмпирические закономерности. На втором уровне выдвигаются и формулируются общие для данной предметной области закономерности, позволяющие объяснить ранее открытые факты и эмпирические закономерности, а также предсказать и предвидеть будущие события и факты.
Основными компонентами научного исследования являются: постановка задачи; предварительный анализ имеющейся информации, условий и методов решения задач данного класса; формулировка исходных гипотез; теоретический анализ гипотез; планирование и организация эксперимента; проведение эксперимента; анализ и обобщение полученных результатов; проверка исходных гипотез на основе полученных фактов; окончательная формулировка новых фактов и законов, получение объяснений или научных предсказаний. Для прикладных научных исследований выделяется дополнительный этап: внедрение полученных результатов в производство. Структура научных исследований определяется различными комбинациями перечисленных этапов, которые могут осуществляться в различном порядке с определёнными повторениями и изменениями. В ряде случаев те или иные этапы могут отсутствовать (например, при экспериментальной проверке ранее выдвинутых гипотез и т. п.).
Так как результаты научных исследований не должны повторять ранее открытые факты и законы, то процесс научных исследований следует рассматривать как функцию цели и времени. Из двух исследовательских процессов, относящихся к одним и тем же объектам и решающих одну и ту же задачу, более эффективным является тот, который, при прочих равных условиях, приводит к намеченной цели за более короткий интервал времени.
Выделяют следующие уровни научного исследования:
• теоретический- научные методы исследования (познания): формализация, аксиоматический метод, гипотетико-дедуктивный метод;
• эмпирический - научные методы исследования: наблюдение, эксперимент (социальный), аналогия (сравнение), моделирование.
Эмпирическийуровень исследованиясвязан с получением и первичной обработкой исходного фактического материала. Обычно разделяют: научные факты и факты действительности. Научные факты– это подвергнутые анализу факты действительности, проверенные, осмысленные и зафиксированные в виде логических суждений. Факты действительности– события, явления, которые происходили или происходят на самом деле, различные стороны, свойства, отношения изучаемых объектов.
Эмпирический этапсостоит из двух стадий работы: первая – процесс добывания, получения и фиксации фактов; вторая – первичная обработка и оценка фактов в их взаимосвязи, т.е. включает в себя: осмысление и строгое описание добытых фактов в терминах научного языка; классификация фактов и выявление основных зависимостей между ними. В ходе этого этапа исследователь осуществляет: критическую оценку и проверку каждого факта, очищая его от случайных и несущественных деталей; описание каждого факта научным языком; отбор из всех фактов типичных, наиболее повторяющихся и выражающих основные тенденции развития; классификацию фактов по видам изучаемых явлений, по их существенности, приводит их в систему; вскрывает наиболее очевидные связи между отобранными фактами, т.е. на эмпирическом уровне исследует закономерности, которые характеризуют изучаемые явления.
Рассматривая теоретическое познание как высшую и наиболее развитую его форму, определяют основные его структурные компоненты: проблема, гипотеза и теория, - выступающие и как узловые моменты построения и развития знания на теоретическом его уровне. Проблема - форма знания, содержанием которой является то, что еще не познано человеком (знание о незнании), но что нужно познать. Гипотеза - научное предположение, выдвигаемое для объяснения каких-либо явлений. Теория - наиболее развитая форма научного знания, дающая целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности.
Научные методы теоретического исследования: формализация, аксиоматический метод, гипотетико-дедуктивный метод.
Формализация (лат. forma вид, образ) - отображение результатов мышления в точных понятиях и утверждениях; отображение содержательного знания в формализованной теории (исчислении); метод исследования объектов путем представления их элементов в виде специальной символики. При этом изучаемым объектам, их свойствам и отношениям ставятся в соответствие некоторые устойчивые, хорошо обозримые и отождествимые материальные конструкции, дающие возможность выявить и зафиксировать существенные стороны объектов. Она уточняет содержание путем выявления его формы и может осуществляться с разной степенью полноты.
Формализация позволяет систематизировать, уточнить и методологически прояснить содержание теории, выяснить характер взаимосвязи между собой различных её положений, выявить и сформулировать ещё не решенные проблемы. Как познавательный приём (в частности в узком "математическом" смысле) она носит относительный характер: одна и та же теория может быть одновременно и средством формализации (некоторой др. теории и области явлений), и предметом формализации (в более "формальной" теории). Так, традиционная "формальная" логика является формализацией по отношению к совокупности отражённых в ней закономерностей человеческого мышления; по отношению же к своим (аксиоматическим) формализациям она выступает в качестве содержательной теории предмета формализации.
Выражение мышления в естественном языке можно считать первым шагом формализации. Дальнейшее ее углубление достигается введением в обычный язык разного рода специальных знаков и созданием частично искусственных и искусственных языков. Логическая формализация направлена на выявление и фиксацию логической формы выводов и доказательств. Полная формализация теории имеет место тогда, когда совершенно отвлекаются от содержательного смысла ее исходных понятий и положений и перечисляют все правила логического вывода, используемые в доказательствах. Она включает в себя три момента: 1) обозначение всех исходных, неопределяемых терминов; 2) перечисление принимаемых без доказательства формул (аксиом); 3) введение правил преобразования данных формул для получения из них новых формул (теорем).
В формализованной теории доказательство не требует обращения к содержанию используемых понятий, их смыслу. Доказательство является здесь последовательностью формул, каждая из которых либо есть аксиома, либо получается из аксиом по правилам вывода. Проверка такого доказательства (но не его отыскание) превращается в чисто механическую процедуру, которая может быть передана вычислительной машине. Ф. играет существенную роль в уточнении научных понятий. Многие проблемы не могут быть не только решены, но даже сформулированы, пока не будут формализованы связанные с ними рассуждения. Так обстоит дело, в частности, с широко используемым понятием алгоритма и вопросом о том, существуют ли алгоритмически неразрешимые проблемы.
Модель - алгоритм - программа. Алгоритм[23]– совокупность правил, определяющих эффективную процедуру решения любой задачи из некоторого класса задач. Свойства, которыми должен обладать алгоритм: определенность (однозначность и понятность для исполнения), результативность (приводить к искомому результату во всех случаях, для которых он создан, за конечное число простых шагов - дискретность), массовость (для каждого алгоритма существует некоторый класс меняющихся в известных пределах значений исходных данных). Формы представления алгоритма: а) словесная форма записи на естественном языке, б) графический способ - блок-схема.
Аксиоматический подход, или метод – способ построения научной теории, при котором в основу теории кладутся некоторые исходные положения (аксиомы теории), а все остальные предложения теории получаются как логические следствия аксиом.
Каким требованиям должна отвечать система аксиом?
В результате отказа от ставки на непосредственную очевидность некоторых истин математики и логики было установлено, что в формальном плане, где нет места образному мышлению, аксиомы должны отвечать, прежде всего, трем главным требованиям - непротиворечивости,полноты и независимости.
Система аксиом называется непротиворечивой, если из этих аксиом нельзя сделать два взаимно исключающих друг друга вывода.
Система аксиом называется полной, если она допускает лишь одну-единственную реализацию, то есть если две любые модели этой системы аксиом совпадают, или, как говорят, изоморфны. Две модели аксиоматической системы считаются изоморфными, если между образующими эти модели элементами можно установить взаимно-однозначное соответствие. Иными словами, две изоморфные модели представляют собой один и тот же абстрактный математический объект, только описанный разными (но "переводимыми") формальными языками.
Система аксиом называется независимой, если ни одну из аксиом этой системы нельзя вывести из других аксиом, то есть как теорему доказать, базируясь на всех остальных аксиомах системы.
Развитие аксиоматического метода можнорассматриватькаквыражениетенденции ограничитьобращениекинтуитивнойочевидности, которая чревата субъективизмом и разночтением.
Формальное доказательство некоторого высказывания S состоит в построении конечной последовательности высказываний, такой, что (1) первое высказывание есть какая-либо аксиома нашего формального языка, (2) каждое из последующих высказываний есть или некоторая аксиома, или непосредственно выводимо с помощью одного из правил вывода из каких-либо высказываний, предшествующих ему в этой последовательности, и (3) последним высказыванием в этой последовательности является S. Ни одно высказывание не может рассматриваться здесь как теорема, если для него не может быть найдено соответствующее формальное доказательство.
Гипотетический метод основан на гипотезе, научном предположении, выдвигаемом для объяснения какого-либо явления и требующем проверки на опыте и теоретического обоснования, чтобы стать достоверно научной теорией. Он применяется при исследовании новых явлений, не имеющих аналогов (изучение эффективности телекоммуникационных и мобильных средств связи и т. п.).
В современной методологии термин "гипотеза" употребляется в двух основных значениях: метод развития научного знания; форма знания, характеризующаяся проблематичностью и недостоверностью, содержащая предположение, сформулированное на основе ряда фактов, истинное значение которого неопределенно и нуждается в доказательстве.
Гипотезы могут быть описательными (предполагающими существование явления), объяснительными (вскрывающими причины его) и описательно-объяснительными. Говоря об отношении гипотез к опыту, выделяют следующие типы: гипотезы, которые возникают на основе обобщения только предшествующих концептуальных построений; гипотезы, возникающие непосредственно для объяснения опыта; гипотезы, в формулировании которых опыт играет определенную, но не исключительную роль.
Дедуктивная гипотеза, как правило, выводится из уже известных отношений или теорий, от которых отталкивается исследователь. В случаях, когда степень надежности гипотезы может быть определена путем статистической переработки количественных результатов опыта, рекомендуется формулировать нулевую, или отрицательную гипотезу. При ней исследователь допускает, что нет зависимости между исследуемыми факторами.
Дедукция - вид умозаключения от общего к частному, когда из массы частных случаев делается обобщенный вывод о всей совокупности таких случаев. Индукция - вид умозаключения от частных фактов, положений к общим выводам. Идея - определяющее положение в системе взглядов, теорий и т.п.
Решение любой научной проблемы включает выдвижение различных догадок, предположений, а чаще всего более или менее обоснованных гипотез, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, не укладывающиеся в старые теории. Гипотезы возникают в неопределенных ситуациях, объяснение которых становится актуальным для науки. Кроме того, на уровне эмпирических знаний (а также на уровне их объяснения) нередко имеются противоречивые суждения. Для разрешения этих проблем требуется выдвижение гипотез. Гипотеза представляет собой всякое предположение, догадку или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании. Поэтому гипотеза есть не достоверное, а вероятное знание, истинность или ложность которого еще не установлены. Любая гипотеза должна быть обоснована либо достигнутым знанием данной науки, либо новыми фактами (неопределенное знание для обоснования гипотезы не используется). Она должна обладать свойством объяснения всех фактов, которые относятся к данной области знания, систематизации их, а также фактов за пределами данной области, предсказывать появление новых фактов (например, квантовая гипотеза М. Планка, выдвинутая в начале XX в., привела к созданию квантовой механики, квантовой электродинамики и других теорий). При этом она не должна противоречить уже имеющимся фактам.
Гипотеза должна быть либо подтверждена, либо опровергнута. Для этого она должна обладать свойствами фальсифицируемости и верифицируемости. Фальсификация - процедура, устанавливающая ложность гипотезы в результате экспериментальной или теоретической проверки. Требование фальсифицируемой гипотез означает, что предметом науки может быть только принципиально опровергаемое знание. Неопровержимое знание (истины религии, например) к науке отношения не имеет. При этом сами по себе результаты эксперимента опровергнуть гипотезу не могут. Для этого нужна альтернативная гипотеза или теория, обеспечивающая дальнейшее развитие знаний. В противном случае отказа от первой гипотезы не происходит. Верификация - процесс установления истинности гипотезы или теории в результате их эмпирической проверки. Возможна также косвенная верифицируемость, основанная на логических выводах из прямо верифицированных фактов.
Научные методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент (социальный), аналогия (сравнение), моделирование.
Наблюдение - это целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. Исторически метод наблюдения развивается как составная часть трудовой операции, включающей в себя установление соответствия продукта труда его запланированному образцу. Наблюдение как метод познания действительности применяется либо там, где невозможен или очень затруднен эксперимент, либо там, где стоит задача изучить именно естественное функционирование или поведение объекта (социальная психология). Наблюдение как метод предполагает наличие программы исследования, формирующейся на базе прошлых убеждений, установленных фактов, принятых концепций. Частными случаями метода наблюдения являются измерение и сравнение.
Развитие естествознания выдвигает проблему строгости наблюдения и эксперимента. Дело в том, что они нуждаются в специальных инструментах и приборах, которые последнее время становятся настолько сложными, что сами начинают оказывать влияние на объект наблюдения и эксперимента, чего по условиям быть не должно. Это, прежде всего, относится к исследованиям в области (квантовой) физики микромира.
Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного в ходе рассмотрения какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный и в данный момент изучаемый. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, что позволяет получить вполне достоверные знания об изучаемом предмете. Применение метода аналогии в научном познании требует определенной осторожности. Здесь чрезвычайно важно четко выявить условия, при которых он работает наиболее эффективно. Однако в тех случаях, когда можно разработать систему четко сформулированных правил переноса знаний с модели на прототип, результаты и выводы по методу аналогии приобретают доказательную силу.
Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении каких- либо объектов посредством их моделей. Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого вмешательства познающего субъекта или такое вмешательство нецелесообразно по ряду причин. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя интересующего нас объекта или явления. Объект-заместитель называют моделью, а объект исследования - оригиналом, или прототипом. При этом модель выступает как такой заместитель прототипа, который позволяет получить о последнем определенное знание.
Таким образом, сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью, причем в качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения. Возможность моделирования основана на том, что модель в определенном отношении отображает какие-либо стороны прототипа. При моделировании очень важно наличие соответствующей теории или гипотезы, которые строго указывают пределы и границы допустимых упрощений.
Модель – условный образ, отображающий существенные свойства исследуемого объекта (или процесса) так, что его изучение дает новую информацию о моделируемом объекте. Модель математическая– приближенное описание какого-либо класса явлений внешнего мира, выраженное с помощью математической символики. Модель тренда–графическое или аналитическое (табличное) описание эмпирического временнόго ряда, то есть упорядоченного по времени набора измерений тех или иных характеристик исследуемого объекта, процесса.
Читайте также: