МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Понятие метода и методологии

Научная деятельность, как и любая другая, осуществляется при помощи определенных средств, а также особых приемов и способов, т.е. методов, от правильного использования которых во многом зависит успех в реализации поставленной задачи исследования.

Метод – это совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Основная функция метода – внутренняя организация и регулирование процесса познания или практического преобразования того или иного объекта.

На уровне повседневной практической деятельности метод формируется стихийно и только позже осознается людьми. В сфере же науки метод формируется сознательно и целенаправленно. Научный метод только тогда соответствует своему статусу, когда он обеспечивает адекватное отображение свойств и закономерностей предметов внешнего мира.

Научный метод – это система правил и приемов, с помощью которых достигается объективное познание действительности.

Научному методу свойственны следующие признаки:

1) ясность или общедоступность;

2) отсутствие стихийности в применении;

3) направленность или способность обеспечивать достижение цели;

4) плодотворность или способность достигать не только намеченные, но и не менее значимые побочные результаты;

5) надежность или способность с высокой степенью достоверности обеспечивать желаемый результат;

6) экономичность или способность давать результат с наименьшими затратами средств и времени.

Характер метода существенно определяется:

Предметом исследования;

Степенью общности поставленных задач;

Накопленным опытом и другими факторами.

Методы, подходящие для одной области научных исследований, оказываются непригодными для достижения целей в других областях. В то же время мы являемся свидетелями многих выдающихся достижений как следствий переноса методов, хорошо зарекомендовавших себя в одних науках, в другие науки для решения их специфических задач. Наблюдаются, таким образом, противоположные тенденции дифференциации и интеграции наук на основе применяемых методов.

Любой научный метод разрабатывается на основе определенной теории, которая, таким образом, выступает его предпосылкой. Эффективность и сила того или иного метода обусловлена содержательностью и глубиной той теории, на основе которой он формируется. В свою очередь метод используется для углубления и расширения теоретического знания как системы. Таким образом, теория и метод тесно взаимосвязаны: теория, отражая действительность, трансформируется в метод посредством разработки вытекающих из нее правил, приемов, операций – методы способствуют формированию, развитию, уточнению теории, ее практической проверке.

Научный метод содержит в себе ряд аспектов:

1) объективно-содержательный (выражает обусловленность метода предметом познания через посредство теории);

2) операциональный (фиксирует зависимость содержания метода не столько от объекта, сколько от субъекта познания, его компетентности и способности перевести соответствующую теорию в систему правил, приемов, которые в совокупности составляют метод);

3) праксеологический (свойства надежности, эффективности, ясности).

Основные функции метода:

Интегративная;

Гносеологическая;

Систематизирующая.

В структуре метода центральное место занимают правила. Правило – это предписание, устанавливающее порядок действий при достижении некоторой цели. Правило является таким положением, в котором отражена закономерность в некоторой предметной области. Эта закономерность образует базовое знание правила. Кроме того, правило включает некоторую систему операциональных норм, обеспечивающих соединение средств и условий с деятельностью человека. Кроме того, в структуру метода входят некоторые приемы , осуществляемые на основе операциональных норм.

Понятие методологии .

В самом общем смысле под методологией понимается система методов, используемых в некоторой области деятельности. Но в контексте философского исследования методология – это, прежде всего, учение о методах научной деятельности, общая теория научного метода. Ее задачи заключаются в исследовании возможностей и перспектив развития соответствующих методов в ходе научного познания. Методология науки стремится упорядочить, систематизировать методы, установить пригодность их применения в различных областях.

Методология науки представляет собой теорию научного познания, исследующую познавательные процессы, происходящие в науке, формы и методы научного познания. В этом смысле она выступает метанаучным знанием философского характера.

Методология как общая теория метода формировалась в связи с необходимостью обобщения и разработки тех методов, которые возникли в философии и науке. Исторически первоначально проблемы методологии науки разрабатывались в рамках философии (диалектический метод Сократа и Платона, индуктивный метод Бэкона, диалектический метод Гегеля, феноменологический метод Гуссерля и т.д.). Поэтому методология науки очень тесно связана с философией, особенно с такой ее дисциплиной, как теория познания.

Кроме того, методология науки тесно связана с такой дисциплиной, как логика науки, сложившейся со второй половины 19 в. Логика науки – дисциплина, применяющая понятия и технический аппарат современной логики к анализу систем научного знания.

Основные проблемы логики науки:

1) изучение логических структур научных теорий;

2) изучение построения искусственных языков науки;

3) исследование различных видов дедуктивных и индуктивных выводов, применяемых в естественных, социальных и технических науках;

4) анализ формальных структур фундаментальных и производных научных понятий и определений;

5) рассмотрение и совершенствование логической структуры исследовательских процедур и операций и разработка логических критериев их эвристической эффективности.

Начиная с 17-18 вв. методологические идеи развиваются в рамках частных наук. Каждая наука имеет свой методологический арсенал.

В системе методологического знания можно выделить основные группы с учетом степени общности и широты применения входящих в них отдельных методов. К ним относятся:

1) философские методы (задают наиболее общие регулятивы исследования – диалектический, метафизический, феноменологический, герменевтический и др.);

2) общенаучные методы (характерно для целого ряда отраслей научного знания; они мало зависят от специфики объекта исследования и типа проблем, но при этом зависят от уровня и глубины исследования);

3) частнонаучные методы (применяются в рамках отдельных специальных научных дисциплин; отличительной особенностью этих методов является их зависимость от характера объекта исследования и специфики решаемых задач).

В связи с этим в рамках методологии науки выделяют философско-методологический анализ науки, общенаучную и частнонаучную методологию.

Специфика философско-методологического анализа науки

По существу каждая философская система имеет методологическую функцию. Примеры: диалектический, метафизический, феноменологический, аналитический, герменевтический и т.д.

Специфика философских методов состоит в том, что это не свод жестко фиксированных регулятивов, а система правил, операций, приемов, носящих всеобщий и универсальный характер. Философские методы не описываются в строгих терминах логики и эксперимента, не поддаются формализации и математизации. Они задают лишь самые общие регулятивы исследования, его генеральную стратегию, но не заменяют специальные методы и не определяют окончательный результат познания прямо и непосредственно. Образно говоря, философия – это компас, помогающий определить правильный путь, но не карта, на которой заранее расчерчен путь до конечной цели.

Философские методы играют большую роль в научном познании, задавая заранее определенный взгляд на сущность объекта. Здесь берут начало все другие методологические установки, осмысливаются переломные ситуации в развитии той или иной фундаментальной дисциплины.

Совокупность философских регулятивов выступает действенным средством, если она опосредована другими, более конкретными методами. Нелепо утверждение, что, будто зная только принципы диалектики, можно создавать новые виды машин. Философский метод не есть «универсальная отмычка», из него нельзя непосредственно получить ответы на те или иные проблемы частных наук путем простого логического развития общих истин. Он не может быть «алгоритмом открытия», а дает ученому лишь самую общую ориентацию исследования. Как пример, применение диалектического метода в науке – ученых интересуют не сами по себе категории «развитие» «причинность» и т.д., а сформулированные на их основе регулятивные принципы и то, как они могут помочь в реальном научном исследовании.

Воздействие философских методов на процесс научного познания всегда осуществляется не прямо и непосредственно, а сложным, опосредованным путем. Философские регулятивы транслируются в научные исследования через общенаучные и конкретнонаучные регулятивы. Философские методы не всегда дают о себе знать в процессе исследования в явном виде. Они могут учитываться и применяться либо стихийно, либо сознательно. Но в любой науке есть элементы всеобщего значения (законы, принципы, понятия, категории), где проявляется философия.

Общенаучная и частнонаучная методология .

Общенаучная методология представляет собой совокупность знаний о принципах и методах, применяемых в любой научной дисциплине. Она выступает своего рода «промежуточной методологией» между философией и фундаментальными теоретико-методологическими положениями специальных наук. К общенаучным относят такие понятия, как «система», «структура», «элемент», «функция» и т.д. На основе общенаучных понятий и категорий формулируются соответствующие методы познания, которые обеспечивают оптимальное взаимодействие философии с конкретно-научным знанием и его методами.

Общенаучные методы разделяют на:

1) общелогические, применяемые в любом акте познания и на любом уровне. Это анализ и синтез, индукция и дедукция, обобщение, аналогия, абстрагирование;

2) методы эмпирического исследования, применяемые на эмпирическом уровне исследования (наблюдение, эксперимент, описание, измерение, сравнение);

3) методы теоретического исследования, применяемые на теоретическом уровне исследования (идеализация, формализация, аксиоматический, гипотетико-дедуктивный и т.д.);

4) методы систематизации научных знаний (типологизация, классификация).

Характерные черты общенаучных понятий и методов:

Соединение в их содержании элементов философских категорий и понятий ряда частных наук;

Возможность формализации и уточнения математическими средствами.

На уровне общенаучной методологии формируется общенаучная картина мира.

Частнонаучная методология представляет собой совокупность знаний о принципах и методах, применяемых в той или иной специальной научной дисциплине. В ее рамках формируются специальные научные картины мира. Каждая наука имеет свой специфический набор методологических средств. В то же время методы одних наук могут транслироваться в другие науки. Возникают междисциплинарные научные методы.

Методика научного исследования .

Главное внимание в рамках методологии науки направлено на научное исследование как вид деятельности, в котором находит свое воплощение применение различных научных методов. Научное исследование – деятельность, направленная на получение истинного знания об объективной реальности.

Знания, применяемые на предметно-чувственном уровне некоторого научного исследования, составляют базу его методики . В эмпирическом исследовании методика обеспечивает сбор и первичную обработку опытных данных, регулирует практику научно-исследовательской работы – экспериментально-производственную деятельность. Теоретическая работа тоже требует своей методики. Здесь ее предписания относятся к деятельности с объектами, выраженными в знаковой форме. Например, существуют методики различного рода вычислений, расшифровки текстов, проведения мысленных экспериментов и т.д. На современном этапе развития науки как на ее эмпирическом, так и на теоретическом уровне исключительно важная роль принадлежит компьютерной технике. Без нее немыслимы современный эксперимент, моделирование ситуаций, различные вычислительные процедуры.

Всякая методика создается на основе более высоких уровней знаний, но представляет собой совокупность узкоспециализированных установок, включающую в себя достаточно жесткие ограничения – инструкции, проекты, стандарты, технические условия и т.д. На уровне методики установки, существующие идеально, в мыслях человека, как бы смыкаются с практическими операциями, завершая образование метода. Без них метод представляет собой нечто умозрительное и не получает выхода во внешний мир. В свою очередь, практика исследования невозможна без управления со стороны идеальных установок. Хорошее владение методикой – показатель высокого профессионализма ученого.

Структура научного исследования

Научное исследование содержит в своей структуре ряд элементов.

Объект исследования — фрагмент реальности, на который направлена познавательная деятельность субъекта, и который существует вне и независимо от сознания познающего субъекта. Объекты исследования могут быть как материальными, так и нематериальными по своей природе. Их независимость от сознания заключается в том, что они существуют вне зависимости от того известно или неизвестно о них что-либо людям.

Предметом исследования является часть объекта, непосредственно задействованная в исследовании; это главные, наиболее существенные признаки объекта с точки зрения того или иного исследования. Специфика предмета научного исследования заключается в том, что вначале он задается в общих, неопределенных чертах, предвосхищается и прогнозируется в незначительной степени. Окончательно он «вырисовывается» в конце исследования. Приступая к нему, ученый не может представить его в чертежах и расчетах. Что нужно «вырвать» из объекта и синтезировать в продукте исследования – об этом исследователь имеет поверхностное, одностороннее, не исчерпывающее знание. Поэтому формой фиксации предмета исследования является вопрос, проблема.

Постепенно преобразуясь в продукт исследования, предмет обогащается и развивается за счет неизвестных вначале признаков и условий его существования. Внешне это выражается в смене вопросов, дополнительно встающих перед исследователем, последовательно разрешаемых им и подчиненных общей цели исследования.

Можно сказать, что отдельные научные дисциплины заняты изучением отдельных “срезов” исследуемых объектов. Многообразие возможных “срезов” исследования объектов порождает многопредметность научного знания. Каждый из предметов создает свой понятийный аппарат, свои специфические методы исследования, свой язык.

Цель исследования – идеальное, мысленное предвосхищение результата, ради которого предпринимаются научно-познавательные действия.

Особенности предмета исследования прямо сказываются на его цели. Последняя, заключая в себе образ предмета исследования, отличается свойственной предмету неопределенностью в начале процесса исследования. Она конкретизируется по мере приближения к конечному результату.

Задачи исследования формулируют вопросы, на которые должен быть получен ответ для реализации целей исследования.

Цели и задачи исследования образуют взаимосвязанные цепочки, в которых каждое звено служит средством удержания других звеньев. Конечная цель исследования может быть названа его общей задачей, а частные задачи, выступающие в качестве средств решения основной, можно назвать промежуточными целями, или целями второго порядка.

Выделяют также основные и дополнительные задачи исследования: Основные задачи отвечают его целевой установке, дополнительные — ставятся для подготовки будущих исследований, проверки побочных (возможно, весьма актуальных), не связанных с данной проблемой гипотез, для решения каких-то методических вопросов и т.п.

Способы достижения цели :

Если основная цель формулируется как теоретическая, то при разработке программы главное внимание уделяется изучению научной литературы по данному вопросу, четкой интерпретации исходных понятий, построению гипотетической общей концепции предмета исследования, выделению научной проблемы и логическому анализу рабочих гипотез.

Иная логика управляет действиями исследователя, если он ставит перед собой непосредственно практическую цель. Он начинает работу, исходя из специфики данного объекта и уяснения практических задач, подлежащих решению. Только после этого он обращается к литературе в поисках ответа на вопрос: имеется ли "типовое" решение возникших задач, т. е. специальная теория, относящаяся к предмету? Если "типового" решения нет, дальнейшая работа развертывается по схеме теоретического исследования. Если же такое решение имеется, гипотезы прикладного исследования строятся как различные варианты "прочтения" типовых решений применительно к конкретным условиям.

Очень важно иметь в виду, что любое исследование, ориентированное на решение теоретических задач, можно продолжить как прикладное. На первом этапе мы получаем некоторое типовое решение проблемы, а затем переводим его в конкретные условия.

Также элементом структуры научного исследования выступают средства научно-познавательной деятельности . К ним относятся:

Материальные средства;

Теоретические объекты (идеальные конструкты);

Методы исследования и другие идеальные регулятивы исследования: нормы, образцы, идеалы научной деятельности.

Средства научного поиска находятся в постоянном изменении и развитии. То, что некоторые из них успешно применяются на одном этапе развития науки, не является достаточным гарантом их согласования с новыми сферами реальности и потому требуют усовершенствования или замены.

Системный подход как общенаучная методологическая программа и его сущность .

Работа со сложными исследовательскими задачами предполагает использование не только различных методов, но и различных стратегий научного поиска. Важнейшим из них, играющим роль общенаучной методологической программы научного познания, является системный подход. Системный подход представляет собой совокупность общенаучных методологических принципов, в основе которых лежит рассмотрение объектов как систем. Система – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образуя нечто целое.

Философские аспекты системного подхода выражаются в принципе системности, содержание которого раскрывается в понятиях целостности, структурности, взаимозависимости системы и среды, иерархичности, множественности описания каждой системы.

Понятие целостности отображает принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов и невыводимость из свойств частей свойств целого и, вместе с тем, зависимость каждого элемента, свойства и отношения системы от его места и функций внутри целого.

В понятии структурности фиксируется тот факт, что поведение системы обусловлено не столько поведением ее отдельных элементов, сколько свойствами ее структуры и что существует возможность описания системы через установление ее структуры.

Взаимозависимость системы и среды означает, что система формирует и проявляет свои свойства в постоянном взаимодействии со средой, оставаясь при этом ведущим активным компонентом взаимодействия.

Понятие иерархичности ориентирует на то, что каждый элемент системы может рассматриваться как система, а исследуемая в данном случае система является одним из элементов более широкой системы.

Возможность множественности описаний системы существует в силу принципиальной сложности каждой системы, вследствие чего ее адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы.

Специфика системного подхода определяется тем, что он ориентирует исследование на раскрытие целостности развивающегося объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных типов связей сложного объекта и сведение их в единую теоретическую систему. Широкое использование системного подхода в современной исследовательской практике обусловлено рядом обстоятельств и, прежде всего, интенсивным освоением в современном научном знании сложных объектов, состав, конфигурация и принципы функционирования которых далеко не очевидны и требуют специального анализа.

Одним из наиболее ярких воплощений системной методологии является системный анализ , представляющий собой особую отрасль прикладного знания, применимую к системам любой природы.

В последнее время происходит становление нелинейной методологии познания, связанной с разработкой междисциплинарных научных концепций – динамики неравновесных состояний и синергетики. В рамках названных концепций складываются новые ориентиры познавательной деятельности, задающие рассмотрение исследуемого объекта в качестве сложной самоорганизующейся и тем самым исторически саморазвивающейся системы.

С системным подходом в качестве общенаучной методологической программы также тесно связан структурно-функциональный подход , выступающий его разновидностью. Он строится на основе выделения в целостных системах их структуры – совокупности устойчивых отношений и взаимосвязей между ее элементами и их роли (функций) относительно друг друга.

Структура понимается как нечто неизменное при определенных преобразованиях, а функция как назначение каждого из элементов данной системы.

Основные требования структурно-функционального подхода:

Изучение структуры, строения изучаемого объекта;

Исследование его элементов и их функциональных характеристик;

Рассмотрения истории функционирования и развития объекта в целом.

Ориентиры познавательной деятельности, сконцентрированные в содержании общенаучных методов, представляют собой развернутые, системно организованные комплексы, отличающиеся сложной структурой. К тому же сами методы находятся в сложной связи друг с другом. В реальной практике научного исследования методы познания применяются в совокупности, задавая стратегию решения поставленных задач. Вместе с тем специфика любого из методов позволяет осуществить содержательное рассмотрение каждого из них в отдельности с учетом принадлежности к определенному уровню научного исследования.

Общелогические методы научного исследования .

Анализ – расчленение целостного предмета на составляющие части (признаки, свойства, отношения) с целью их всестороннего изучения.

Синтез – соединение ранее выделенных частей (сторон, признаков, свойств, отношений) предмета в единое целое.

Абстрагирование – мысленное отвлечение от ряда признаков, свойств и отношений изучаемого объекта при одновременном выделении для рассмотрения тех из них, которые интересуют исследователя. В результате появляются «абстрактные предметы», которыми являются как отдельно взятые понятия и категории, так и их системы.

Обобщение – установление общих свойств и признаков объектов. Общее – философская категория, отражающая сходные, повторяющиеся признаки, черты, которые принадлежат единичным явлениям или всем предметам данного класса. Различают два вида общего:

Абстрактно-общее (простая одинаковость, внешнее сходство, подобие ряда единичных предметов);

Конкретно-общее (внутренняя, глубинная, повторяющаяся у группы сходных явлений основа – сущность).

В соответствии с этим выделяют два вида обобщений:

Выделение любых признаков и свойств объектов;

Выделение существенных признаков и свойств объектов.

По другому основанию обобщения разделяют на:

Индуктивные (от отдельных фактов и событий к их выражению в мыслях);

Логические (от одной мысли к другой, более общей).

Метод, противоположный обобщению – ограничение (переход от более общего понятия к менее общему).

Индукция – метод исследования, в котором общий вывод строится на основе частных посылок.

Дедукция – метод исследования, посредством которого из общих посылок следует заключение частного характера.

Аналогия – метод познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках.

Моделирование – изучение объекта путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих познание.

Методы эмпирического исследования

На эмпирическом уровне применяются такие методы, как наблюдение, описание, сравнение, измерение, эксперимент.

Наблюдение – это систематическое и целенаправленное восприятие явлений, в ходе которого мы получаем знание о внешних сторонах, свойствах и отношениях изучаемых объектов. Наблюдение всегда носит не созерцательный, а активный, деятельный характер. Оно подчинено решению конкретной научной задачи и поэтому отличается целенаправленностью, избирательностью и систематичностью.

Основные требования к научному наблюдению: однозначность замысла, наличие строго определенных средств (в технических науках – приборов), объективность результатов. Объективность обеспечивается возможностью контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения других методов исследования, в частности, эксперимента. Обычно наблюдение включается в качестве составной части в процедуру эксперимента. Важным моментом наблюдения является интерпретация его результатов – расшифровка показаний приборов и т.д.

Научное наблюдение всегда опосредуется теоретическим знанием, поскольку именно последнее определяет объект и предмет наблюдения, цель наблюдения и способ его реализации. В ходе наблюдения исследователь всегда руководствуется определенной идеей, концепцией или гипотезой. Он не просто регистрирует любые факты, а сознательно отбирает те из них, которые либо подтверждают, либо опровергают его идеи. При этом очень важно отобрать наиболее репрезентативную группу фактов в их взаимосвязи. Интерпретация наблюдения также всегда осуществляется с помощью определенных теоретических положений.

Осуществление развитых форм наблюдения предполагает использование особых средств – и в первую очередь приборов, разработка и воплощение которых также требует привлечения теоретических представлений науки. В общественных науках формой наблюдения является опрос; для формирования средств опроса (анкетирование, интервьюирование) также требует специальных теоретических знаний.

Описание – фиксация средствами естественного или искусственного языка результатов опыта (данных наблюдения или эксперимента) с помощью определенных систем обозначения, принятых в науке (схемы, графики, рисунки, таблицы, диаграммы и т.д.).

В ходе описания проводится сравнение и измерение явлений.

Сравнение – метод, выявляющий сходство или различие объектов (либо ступеней развития одного и того же объекта), т.е. их тождество и различия. Но данный метод имеет смысл только в совокупности однородных предметов, образующих класс. Сравнение предметов в классе осуществляется по признакам, существенным для данного рассмотрения. При этом признаки, сравниваемые по одному признаку, могут быть несравнимы по другому.

Измерение – метод исследования, при котором устанавливается отношение одной величины к другой, служащей эталоном, стандартом. Наиболее широкое применение измерение находит в естественных и технических науках, но с 20 – 30-х годов XX в. оно входит в употребление и в социальных исследованиях. Измерение предполагает наличие: объекта, над которым проводится некоторая операция; свойства этого объекта, которое поддается восприятию, и величина которого устанавливается с помощью данной операции; инструмента, посредством которого эта операция производится. Общей целью любых измерений является получение числовых данных, позволяющих судить не столько о качестве, сколько о количестве некоторых состояний. При этом значение получаемой величины должно быть настолько близким к истинному, что для данной цели его можно использовать вместо истинного. Возможны погрешности результатов измерений (систематические и случайные).

Различают прямые и косвенные процедуры измерения. К последним относятся измерения объектов, которые удалены от нас или непосредственно не воспринимаются. Значение измеряемой величины устанавливается при этом опосредованно. Косвенные измерения осуществимы тогда, когда известна общая зависимость между величинами, которая позволяет вывести искомый результат из уже известных величин.

Эксперимент – метод исследования, при помощи которого происходит активное и целенаправленное восприятие определенного объекта в контролируемых и управляемых условиях.

Основные особенности эксперимента:

1) активное отношение к объекту вплоть до его изменения и преобразования;

2) многократная воспроизводимость изучаемого объекта по желанию исследователя;

3) возможность обнаружения таких свойств явлений, которые не наблюдаются в естественных условиях;

4) возможность рассмотрения явления «в чистом виде» путем изоляции его от внешний влияний, или путем изменения условий эксперимента;

5) возможность контроля за «поведением» объекта и проверки результатов.

Можно сказать, что эксперимент – идеализированный опыт. Он дает возможность следить за ходом изменения явления, активно воздействовать на него, воссоздавать, если в этом есть необходимость, прежде чем сравнивать полученные результаты. Поэтому эксперимент является методом более сильным и действенным, чем наблюдение или измерение, где исследуемое явление остается неизменным. Это высшая форма эмпирического исследования.

Эксперимент применяется либо для создания ситуации, позволяющей исследовать объект в чистом виде, либо для проверки уже существующих гипотез и теорий, либо для формулировки новых гипотез и теоретических представлений. Всякий эксперимент всегда направляется какой-либо теоретической идей, концепцией, гипотезой. Данные эксперимента, также как и наблюдения, всегда теоретически нагружены – от его постановки до интерпретации результатов.

Стадии проведения эксперимента:

1) планирование и построение (его цель, тип, средства и т.п.);

2) контроль;

3) интерпретация результатов.

Структура эксперимента:

1) объект исследования;

2) создание необходимых условий (материальные факторы воздействия на объект исследования, устранение нежелательных воздействий – помех);

3) методика проведения эксперимента;

4) гипотеза или теория, которую нужно проверить.

Как правило, экспериментирование связано с использованием более простых практических методов – наблюдений, сравнений и измерений. Поскольку эксперимент не проводится, как правило, без наблюдений и измерений, то он должен отвечать их методическим требованиям. В частности, как и при наблюдениях и измерениях, эксперимент может считаться доказательным, если он поддается воспроизведению любым другим человеком в другом месте пространства и в другое время и дает тот же результат.

Виды эксперимента:

В зависимости от задач эксперимента выделяют исследовательские (задача – формирование новых научных теорий), проверочные эксперименты (проверка существующих гипотез и теорий), решающие (подтверждение одной и опровержение другой из соперничающих теорий).

В зависимости от характера объектов выделяют физические, химические, биологические, социальные и др. эксперименты.

Выделяют также качественные эксперименты, имеющие целью установить наличие или отсутствие предполагаемого явления, и измерительные эксперименты, выявляющие количественную определенность некоторого свойства.

Методы теоретического исследования .

На теоретическом этапе используются мысленный эксперимент, идеализация, формализация, аксиоматический, гипотетико-дедуктивный методы, метод восхождения от абстрактного к конкретному, а также методы исторического и логического анализа.

Идеализация – метод исследования, состоящий в мысленном конструировании представления об объекте путем исключения условий, необходимых для его реального существования. По сути, идеализация представляет собой разновидность процедуры абстрагирования, конкретизированной с учетом потребностей теоретического исследования. Результатами такого конструирования являются идеализированные объекты.

Формирование идеализаций может идти разными путями:

Последовательно осуществляемое многоступеньчатое абстрагирование (так, получаются объекты математики – плоскость, прямая, точка и т.д.);

Вычленение и фиксация некоего свойства изучаемого объекта в отрыве от всех других (идеальные объекты естественных наук).

Идеализированные объекты гораздо проще реальных объектов, что позволяет применить к ним математические методы описания. Благодаря идеализации процессы рассматриваются в их наиболее чистом виде, без случайных привнесений извне, что открывает пути к выявлению законов, по которым эти процессы протекают. Идеализированный предмет в отличие от реального характеризуется не бесконечным, а вполне определенным числом свойств и потому исследователь получает возможность полного интеллектуального контроля над ним. Идеализированные предметы моделируют наиболее существенные отношения в реальных предметах.

Поскольку положения теории говорят о свойствах идеальных, а не реальных предметов, существует проблема проверки и принятия этих положений на основе соотнесения с реальным миром. Поэтому для учета привнесенных обстоятельств, влияющих на отклонение показателей, свойственных эмпирической данности, от характеристик идеального предмета, формулируют правила конкретизации: проверка закона с учетом конкретных условий его действия.

Моделирование (метод, тесно связанный с идеализацией) - это метод исследования теоретических моделей, т.е. аналогов (схем, структур, знаковых систем) определенных фрагментов действительности, которые называются оригиналами. Исследователь, преобразуя эти аналоги и управляя ими, расширяет и углубляет знания об оригиналах. Моделирование – это метод опосредованного оперирования объектом, в ходе которого исследуется непосредственно не сам интересующий нас объект, а некоторая промежуточная система (естественная или искусственная), которая:

Находится в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом (модель – это, прежде всего, то, с чем сравнивают - необходимо, чтобы между моделью и оригиналом было сходство в каких-то физических характеристиках, или в структуре, или в функциях);

Способна в ходе познания на известных этапах замещать в определенных случаях изучаемый объект (в процессе исследования временное замещение оригинала моделью и работа с нею позволяет во многих случаях не только обнаружить, но и предсказать его новые свойства);

Давать в процессе ее исследования в конечном счете информацию об интересующем нас объекте.

Логической основой метода моделирования являются выводы по аналогии.

Существуют различные виды моделирования. Основные:

Предметное (прямое) – моделирование, в ходе которого исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные физические, геометрические и пр. характеристики оригинала. Предметное моделирование используется как практический метод познания.

Знаковое моделирование (моделями служат схемы, чертежи, формулы, предложения естественного или искусственного языка и т.д.). Поскольку действия со знаками есть одновременно действия с некоторыми мыслями, постольку всякое знаковое моделирование по своей сути является моделированием мысленным.

В исторических исследованиях выделяют отражательно-измерительные модели («как было») и имитационно-прогностические («как могло быть»).

Мысленный эксперимент – метод исследования, основанный на комбинации образов, материальная реализация которых невозможна. Данный метод формируется на основе идеализации и моделирования. Модель при этом оказывается воображаемым объектом, преобразуемым в соответствии с правилами, пригодными для данной ситуации. Недоступные практическому эксперименту состояния раскрываются с помощью его продолжения – мысленного эксперимента.

В качестве иллюстрации можно взять модель, построенную К.Марксом и позволившую ему основательно исследовать капиталистический способ производства середины ХIХ века. Построение этой модели было связано с рядом идеализирующих допущений. В частности, было предположено, что в экономике отсутствует монополия; отменены всякие установления, препятствующие перемещению рабочей силы из одного места или из одной сферы производства в другую; труд во всех сферах производства редуцирован к простому труду; норма прибавочной стоимости одинакова во всех сферах производства; среднее органическое строение капитала во всех отраслях производства одинаково; спрос на каждый товар равен его предложению; длительность рабочего дня и денежная цена рабочей силы постоянны; сельское хозяйство осуществляет производство так же, как и любая иная отрасль производства; отсутствует торговый и банковый капитал; экспорт и импорт сбалансированы; существуют только два класса - капиталистов и наемных рабочих; капиталист постоянно стремится к максимальной прибыли, действуя при этом всегда рационально. В результате получилась модель некоего “идеального” капитализма. Мысленное экспериментирование с ней позволило сформулировать законы капиталистического общества, в частности, важнейший из них — закон стоимости, согласно которому производство и обмен товаров совершаются на основе затрат общественно необходимого труда.

Мысленный эксперимент позволяет ввести в контекст научной теории новые понятия, сформулировать основополагающие принципы научной концепции.

В последнее время для осуществления моделирования и проведения мысленного эксперимента все чаще применяется вычислительный эксперимент . Главное преимущество компьютера состоит в том, что с его помощью при исследовании весьма сложных систем удается глубоко проанализировать не только их наличные, но и возможные, в том числе будущие состояния. Сущность вычислительного эксперимента состоит в том, что проводится эксперимент над некоторой математической моделью объекта при помощи компьютера. По одним параметрам модели вычисляются другие ее характеристики и на этой основе делаются выводы о свойствах явлений, представленных математической моделью. Основные этапы вычислительного эксперимента:

1) построение математической модели изучаемого объекта в тех или иных условиях (как правило, она представлена системой уравнений высокого порядка);

2) определение вычислительного алгоритма решения базовой системы уравнений;

3) построение программы реализации поставленной задачи для ЭВМ.

Вычислительный эксперимент на основе накопленного опыта математического моделирования, банка вычислительных алгоритмов и программного обеспечения позволяет быстро и эффективно решать задачи практически в любой области математизированного научного знания. Обращение к вычислительному эксперименту в ряде случаев позволяет резко снизить стоимость научных разработок и интенсифицировать процесс научного поиска, что обеспечивается многовариантностью выполняемых расчетов и простотой модификаций для имитации тех или иных условий эксперимента.

Формализация – метод исследования, в основе которого лежит отображение содержательного знания в знаково-символическом виде (формализованном языке). Последний создается для точного выражения мыслей с целью исключения возможности для неоднозначного понимания. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами), что связано с построением искусственных языков. Использование специальной символики позволяет устранить многозначность и неточность, образность слов естественного языка. В формализованных рассуждениях каждый символ строго однозначен. Формализация служит основой для процессов алгоритмизации и программирования вычислительных устройств, а тем самым и компьютеризации знания.

Главное в процессе формализации состоит в том, что над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из них новые формулы и соотношения. Тем самым операции с мыслями заменяются действиями со знаками и символами (границы метода).

Метод формализации открывает возможности для использования более сложных методов теоретического исследования, например метода математической гипотезы , где в качестве гипотезы выступают некоторые уравнения, представляющие модификацию ранее известных и проверенных состояний. Изменяя последние, составляют новое уравнение, выражающее гипотезу, которая относится к новым явлениям. Часто исходная математическая формула заимствуется из смежной и даже не смежной области знания, в нее подставляются значения, иной природы, а затем проверяют, совпадение рассчитанного и реального поведения объекта. Разумеется, применимость этого метода ограничена теми дисциплинами, которые уже накопили, достаточно богатый математический арсенал.

Аксиоматический метод – способ построении научной теории, при котором за ее основу принимаются некоторые положения, не требующие специального доказательства (аксиомы или постулаты), из которых все остальные положения выводятся при помощи формально-логических доказательств. Совокупность аксиом и выведенных на их основе положений образует аксиоматически построенную теорию, включающую в себя абстрактные знаковые модели. Такая теория может быть использована для модельного представления не одного, а нескольких классов явлений, для характеристики не одной, а нескольких предметных областей. Для вывода положений из аксиом формулируются особые правила вывода – положения математической логики. Отыскание правил соотнесения аксиом формально построенной системы знания с определенной предметной областью называют интерпретацией. В современном естествознании примерами формальных аксиоматических теорий являются фундаментальные физические теории, что влечет за собой ряд специфических проблем их интерпретации и обоснования (особенно для теоретических построений неклассической и постнеклассической науки).

В силу специфики аксиоматически построенных систем теоретического знания для их обоснования особое значение приобретают внутритеоретические критерии истинности: требование непротиворечивости и полноты теории и требование достаточных оснований для доказательства или опровержения любого положения, сформулированного в рамках такой теории.

Данный метод широко применяется в математике, а также в тех естественных науках, где применяется метод формализации. (Ограниченность метода).

Гипотетико-дедуктивный метод – способ построения научной теории, в основе которого лежит создание системы взаимосвязанных гипотез, из которых затем путем дедуктивного развертывания выводится система частных гипотез, подлежащая опытной проверке. Тем самым этот метод основан на дедукции (выведении) заключений из гипотез и других посылок, истинное значение которых неизвестно. А это значит, что заключение, полученное на основе данного метода, неизбежно будет иметь вероятностный характер.

Структура гипотетико-дедуктивного метода:

1) выдвижение гипотезы о причинах и закономерностях данных явлений с помощью разнообразных логических приемов;

2) оценка основательности гипотез и выбор из их множества наиболее вероятной;

3) выведение из гипотезы дедуктивным путем следствий с уточнением ее содержания;

4) экспериментальная проверка выведенных из гипотезы следствий. Тут гипотеза или получает экспериментальное подтверждение или опровергается. Однако подтверждение отдельных следствий не гарантирует ее истинности или ложности в целом. Лучшая по результатам проверки гипотеза переходит в теорию.

Метод восхождения от абстрактного к конкретному – метод, заключающийся в том, что первоначально находится исходная абстракция (главная связь (отношение) изучаемого объекта), а затем, шаг за шагом, через последовательные этапы углубления и расширения познания, прослеживается, как она видоизменяется в различных условиях, открываются новые связи, устанавливаются их взаимодействия и, таким образом, отображается во всей полноте сущность изучаемого объекта.

Метод исторического и логического анализа . Исторический метод требует описания фактической истории объекта во всем разнообразии его существования. Логический метод – это мысленная реконструкция истории объекта, очищенная от всего случайного, несущественного и сосредоточенная на выявлении сущности. Единство логического и исторического анализа.

Логические процедуры обоснования научных знаний

Все конкретные методы, как эмпирические, так и теоретические, сопровождаются проведением логических процедур. Эффективность эмпирических и теоретических методов находится в прямой зависимости от того, насколько правильно с точки зрения логики строятся соответствующие научные рассуждения.

Обоснование – логическая процедура, связанная с оценкой некоторого продукта познания в качестве компонента системы научного знания с точки зрения его соответствия функциям, целям и задачам этой системы.

Основные виды обоснования:

Доказательство – логическая процедура, при которой выражение с неизвестным пока значением выводится из высказываний, истинность которых уже установлена. Это позволяет исключить всякие сомнения и признать истинность данного выражения.

Структура доказательства:

Тезис (выражение, истинность, которого устанавливается);

Доводы, аргументы (высказывания, с помощью которых устанавливается истинность тезиса);

Добавочные допущения (выражения вспомогательного характера, вводимые в структуру доказательства и устраняемые при переходе к окончательному результату);

Демонстрация (логическая форма данной процедуры).

Типичный пример доказательства – любое математическое рассуждение, по результатам которого принимается некоторая новая теорема. В нем эта теорема выступает в качестве тезиса, ранее доказанные теоремы и аксиомы – в качестве аргументов, демонстрация представляет собой форму дедукции.

Виды доказательств:

Прямое (тезис непосредственно вытекает из доводов);

Косвенное (тезис доказывается косвенным путем):

Апагогическое (доказательство от противного – установление ложности антитезиса: допускается, что антитезис истинен, и из него выводятся следствия, если хотя бы одно из полученных следствий вступает в противоречие с наличными истинными суждениями, то следствие признается ложным, а вслед за ним и сам антитезис – признается истинность тезиса);

Разделительное (истинность тезиса устанавливается путем исключения всех противостоящих ему альтернатив).

С доказательством тесно связана такая логическая процедура как опровержение.

Опровержение – логическая процедура, устанавливающая ложность тезиса логического высказывания.

Виды опровержения:

Доказательство антитезиса (самостоятельно доказывается высказывание, противоречащее опровергаемому тезису);

Установление ложности следствий, вытекающих из тезиса (делается допущение об истинности опровергаемого тезиса и из него выводятся следствия; если хотя бы одно следствие не соответствует действительности, т.е. является ложным, то ложным будет и допущение – опровергаемый тезис).

Таким образом, с помощью опровержения достигается негативный результат. Но он также обладает положительным эффектом: сужается круг поиска истинного положения.

Подтверждение – частичное обоснование истинности некоторого высказывания. Оно играет особую роль при наличии гипотез и отсутствии достаточных аргументов для их принятия. Если при доказательстве достигается полное обоснование истинности некоторого высказывания, то при подтверждении – частичное.

Высказывание В подтверждает гипотезу А, если и только если высказывание В есть истинное следствие А. Этот критерий верен в тех случаях, когда подтверждаемое и подтверждающее относятся к одному и тому же уровню познания. Поэтому он надежен в математике или при проверке элементарных обобщений, редуцируемых к результатам наблюдений. Однако есть существенные оговорки, если подтверждаемое и подтверждающее находятся на разных познавательных уровнях – подтверждение теоретических положений эмпирическими данными. Последние формируются под воздействием самых разных, в том числе и случайных, факторов. Только их учет и сведение к нулю может принести подтверждение.

Если гипотеза подтверждается фактами, это вовсе не означает, что она должна быть сразу и безоговорочно принята. По правилам логики, истинность следствия В не означает истинности основания А. Каждое новое следствие делает гипотезу все более и более вероятной, но, чтобы стать элементом соответствующей системы теоретического знания, ей надо пройти долгий путь испытаний на применимость в данной системе и способность выполнять определяемые ее характером функции.

Таким образом, при подтверждении тезиса:

В качестве аргументов выступают его следствия;

Демонстрация не носит необходимого (дедуктивного) характера.

Возражение – логическая процедура, противоположная подтверждению. Оно направлено на ослабление некоторого тезиса (гипотезы).

Виды возражений:

Прямое (непосредственное рассмотрение недостатков тезиса; как правило, путем приведения истинного антитезиса, ил путем использования антитезиса, который недостаточно обоснован и обладает определенной степенью вероятности);

Косвенное (направлено не против самого тезиса, а против приводимых в его обоснование аргументов или логической формы его связи с аргументами (демонстрации).

Объяснение – логическая процедура, раскрывающая сущностные характеристики, причинные связи или функциональные отношения некоторого объекта.

Виды объяснения:

1) Объектное (зависит от характера объекта):

Эссенциальное (направлено на раскрытие сущностных характеристик некоторого объекта). В качестве аргументов выступают научные теории и законы;

Причинное (в качестве аргументов выступают положения о причинах тех или явлений;

Функциональное (рассматривается роль, выполняемая некоторым элементом в системе)

2) Субъектное (зависит от направленности субъекта, исторического контекста – один и тот же факт может получить разное объяснение в зависимости от конкретных условий и направленности субъекта). Используется в неклассической и постнеклассической науке – требование четкой фиксации особенностей средств наблюдения и т.д. Не только представление, но и отбор фактов несет на себе следы субъективной деятельности.

Объективизм и субъективизм.

Отличие объяснения от доказательства: доказательство устанавливает истинность тезиса; при объяснении некоторый тезис уже доказан (в зависимости от направленности один и тот же силлогизм может быть как доказательством, так и объяснением).

Интерпретация – логическая процедура, приписывающая некоторый содержательный смысл или значение символам или формулам формальной системы. В результате формальная система превращается в язык, описывающий ту или иную предметную область. Сама эта предметная область, как и значения, приписываемые формулам и знакам, также называется интерпретацией. Формальная теория не обоснована, пока не имеет интерпретации. Может также наделяться новым смыслом и по-новому интерпретироваться ранее выработанная содержательная теория.

Классический пример интерпретации – нахождение фрагмента действительности, свойства которой описывались геометрией Лобачевского (поверхности отрицательной кривизны). Интерпретация используется преимущественно в наиболее абстрактных науках (логика, математика).

Методы систематизации научных знаний

Классификация – метод разделения множества изучаемых объектов на подмножества на основе строго зафиксированных сходств и различий. Классификация – способ организации эмпирического массива информации. Цель классификации – определение места в системе любого объекта, а тем самым установление наличия некоторых связей между объектами. Субъект, владеющий критерием классификации, получает возможность ориентироваться в многообразии понятий или (и) объектов. Классификация всегда отражает имеющийся на данный момент времени уровень знания, суммирует его. С другой стороны, классификация позволяет обнаруживать пробелы в существующем знании, служить основанием для диагностических и прогностических процедур. В так называемой описательной науке она выступала итогом (целью) познания (систематика в биологии, попытки по разным основаниям классифицировать науки и т.д.), а дальнейшее развитие представлялось как ее усовершенствование или предложение новой классификации.

Различают естественные и искусственные классификации в зависимости от существенности признака, который кладется в ее основу. Естественные классификации предполагают нахождение значимого критерия различения; искусственные могут быть в принципе построены на основании любого признака. Вариантом искус c твенных классификаций являются различные вспомогательные классификации типа алфавитных указателей и т.д. Кроме того, различают теоретические (в частности, генетические) и эмпирические классификации (в рамках последней во многом проблемным является установление критерия классификации).

Типологизация – метод разделения некоторой изучаемой совокупности объектов на обладающие определенными свойствами упорядоченные и систематизированные группы с помощью идеализированной модели или типа (идеального или конструктивного). В основе типологизации лежит понятие о нечетких множествах, т.е. множествах, не имеющих четких границ, когда переход от принадлежности элементов множеству к непринадлежности их множеству происходит постепенно, не резко, т.е. элементы некоторой предметной области относятся к ней лишь с известной степенью принадлежности.

Типологизация проводится по выбранному и концептуально обоснованному критерию (критериям), или по эмпирически обнаруженному и теоретически интерпретированному основанию (основаниям), что позволяет различать соответственно теоретические и эмпирические типологизации. Предполагается, что различия между формирующими тип единицами в интересующем исследователя отношении носят случайный характер (обусловлены не поддающимися учету факторами) и незначительны по сравнению с аналогичными различиями между объектами, относимыми к разным типам.

Результатом типологизации выступает обоснованная внутри ее типология. Последняя может рассматриваться в ряде наук как форма представления знания, или как предшествующая построению теории какой-либо предметной области, или как завершающая при невозможности (или неготовности научного сообщества) сформулировать адекватную области изучения теорию.

Связь и различие классификации и типологизации :

Классификация предполагает нахождение четкого места каждому элементу (объекту) в группе (классе) или ряде (последовательности), при четком проведении границ между классами или рядами (один отдельно взятый элемент не может одновременно принадлежать разным классам (рядам), или не входить в какой-либо из них вовсе). К тому же считается, что критерий классификации может быть случайным, а критерий типологизации всегда сущностный. Типология выделяет гомогенные множества, каждое из которых есть модификация одного и того же качества (существенного, "коренного" признака, точнее "идеи" этого множества). Естественно, что в отличие от признака классификации "идея" типологизации далеко не является наглядной, внешне проявляемой и обнаруживаемой. Классификация слабее, чем типология, связана с содержанием

В то же время некоторые классификации, особенно эмпирические, могут быть истолкованы как предварительные (первичные) типологизации, или как переходная процедура упорядочивания элементов (объектов) на пути к типологизации.

Язык науки. Специфика научной терминологии

Как в эмпирическом, так и в теоретическом исследовании особую роль играет язык науки, обнаруживающий ряд особенностей по сравнению с языком обыденного познания. Существует несколько причин, по которым обыденный язык оказывается недостаточным для описания объектов научного исследования:

Его лексика не позволяет зафиксировать информацию об объектах, выходящих за сферу непосредственной практической деятельности человека и его обыденного познания;

Понятия обыденного языка отличаются расплывчатостью и многозначностью;

Грамматические конструкции обыденного языка складываются стихийно, содержат в себе исторические напластования, носят зачастую громоздкий характер и не позволяют четко выразить структуру мысли, логику мыслительной деятельности.

В силу указанных особенностей научное познание предполагает выработку и использование специализированных, искусственных языков. Количество их постоянно возрастает по мере развития науки. Первым примером создания специальных языковых средств служит введение Аристотелем символических обозначений в логику.

Потребность в точном и адекватном языке привела в ходе развития науки к созданию специальной терминологии. Наряду с этим необходимость совершенствования языковых средств в научном познании обусловила появление формализованных языков науки.

Особенности языка науки:

Ясность и однозначность понятий;

Наличие четких правил, определяющих значение исходных терминов;

Отсутствие культурно-исторических напластований.

В языке науки различают объектный язык и метаязык.

Объектный (предметный) язык – язык, выражения которого относятся к некоторой области объектов, их свойств и отношений. Напр., язык механики описывает свойства механического движения материальных тел и взаимодействия между ними; язык арифметики говорит о числах, об их свойствах, операциях над числами; язык химии — о химических веществах и реакциях и т. д. Вообще любой язык обычно используется, прежде всего, для того, чтобы говорить о каких-то внеязыковых объектах, и в этом смысле каждый язык является объектным.

Метаязык – это язык, используемый для выражения суждений о другом языке, языке-объекте. С помощью М. изучают структуру выражений языка-объекта, его выразительных свойствах, об отношении его к др. языкам и т. п. Пример: в учебнике английского языка для русских русский язык является метаязыком, а английский — языком-объектом. Наряду с этим необходимость совершенствования языковых средств в научном познании обусловила появление формализованных языков науки.

Конечно, в естественном языке объектный язык и метаязык соединены: мы говорим на этом языке, как о предметах, так и о самих выражениях языка. Такой язык называется семантически замкнутым. Языковая интуиция обычно помогает нам избегать парадоксов, к которым приводит семантическая замкнутость естественного языка. Но при построении формализованных языков тщательно следят за тем, чтобы объектный язык был четко отделен от метаязыка.

Научная терминология – совокупность слов с точным, единственным значением в рамках данной научной дисциплины.

Основу научной терминологии составляют научные определения .

Выделяют два смысла термина «определение»:

1) определение – операция, позволяющая выделить некоторый предмет среди других предметов, однозначно отличить его от них; это достигается путем указания на признак, присущий этому, и только этому, предмету (отличительному признаку) (например, для выделения квадрата из класса прямоугольников указывается на такой признак, который присущ квадратам и не присущ другим прямоугольникам, как равенство сторон);

2) определение – логическая операция, дающая возможность раскрыть, уточнить или сформировать смысл одних языковых выражений при помощи других языковых выражений (например, десятина – это площадь, равная 1,09 га – поскольку человеку понятен смысл выражения «1,09 га», для него становится понятным смысл слова «десятина».

Определение, дающее отличительную характеристику некоторого предмета, называется реальным. Определение, раскрывающее, уточняющее или формирующее смысл одних языковых выражений с помощью других, называется номинальным. Эти два понятия не исключают друг друга. Определение выражения может быть одновременно определением соответствующего предмета.

Номинальное:

Явное (классическое и генетическое или индуктивное);

Контекстуальное.

В науке определения играют существенную роль. Давая определение, мы получаем возможности для решения ряда познавательных задач, связанных, во-первых, с процедурами именования и распознавания. К этим задачам относится:

Установление смысла незнакомого языкового выражения с помощью выражений знакомых и уже осмысленных (регистрирующие определения);

Уточнение терминов и, одновременно, выработка однозначной характеристики рассматриваемого предмета (уточняющие определения);

Введение в научный оборот новых терминов или понятий (постулирующие определения).

Во-вторых, определения позволяют строить выводные процедуры. Благодаря определениям слова приобретают точность, ясность и однозначность.

Вместе с тем значение определений не стоит преувеличивать. Нужно иметь в виду, что они не отображают всего содержания рассматриваемого предмета. Фактическое изучение научной теории не сводится к овладению сумой определений, которая в них заключена. Вопрос о точности терминов.

16. Суждение и умозаключение. Две категорий умозаключений.

17. Основные этапы научного исследования.

19. Научная теория: определение, структура.

20. Системный анализ, основные этапы системного анализа

Этапы системного анализа.

21. Цель научного исследования, объект и предмет исследования

22.Фундаментальные и прикладные исследования

24. Цели и задачи теоретических исследований. Состав теоретических исследований

27. Математическая формулировка задачи исследования и математическая модель, выбор вида математической модели, виды ее контроля.

Вопрос 28. Дайте определение научного эксперимента. Виды экспериментов, классификация экспериментов

30. По характеру получения экспериментальных данных, методика планирования эксперимента подразделяется на пассивный и активный эксперименты.

31. Основные концепции математического эксперимента, обеспечивающие реализацию задач исследования. Структурная схема эксперимента.

Этапы технологического цикла вычислительного эксперимента

33. Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований, суть измерений. Метрология – как наука об измерениях.

35. Эталоны и средства измерений, метрологическая служба.

36. Методы измерений: прямые, косвенные, абсолютные и относительные.

37. Совокупные и совместные методы измерения, непосредственные и сравнительные оценки результатов измерений.

38. Средства измерения, меры, измерительные приборы, установки и системы.

39. Технические характеристики средств измерения: погрешность, точность, стабильность, чувствительность, диапазон измерений.

40. Классы точности измерительных приборов. Проверка приборов на точность, организация проверки.

41. Технология машиностроения, как направление науки, ее цель и задачи

44. Имитационные модели информационных систем (определение). Пять особенностей применения метода исследования информационных систем

45. Основные достоинства и недостатки метода имитационного моделирования

46. Основные составляющие имитационной модели: компоненты, параметры, переменные, функциональные зависимости, ограничения, целевые функции.

47. В чем заключается суть машинного эксперимента с имитационной моделью.

Вопрос 48. Функциональные действия (фд) при реализации имитационной модели. Упрощенные действия (фд). Что порождает ошибки имитации процесса функционирования реальной системы

Определение понятий: класс объектов, работа (активность), события, процесс, фаза процесса. Описание их взаимосвязи в имитационной модели и при её реализации.

Общие черты (этапы) машинного эксперимента при решении сложных прикладных задач. Графическая схема этапов машинного эксперимента

53. Испытание имитационной модели: задание исходной информации, верификация модели, проверка адекватности и калибровка модели.

55. Информационные продукты. Библиографические базы данных (первичная и вторичная информация)

56. Что такое научный документ. Первичный и вторичный документ.

57. Опубликованные документы и непубликуемые. Виды и значения опубликованных документов: монографии, книги, брошюры, периодические издания.

59. Первичные непубликуемые документы (научно-технические отчеты, диссертации, депонированные рукописи и др.)

60. Вторичные опубликованные документы и издания: справочные, обзорные и др.

Научно-технический прогресс и инженерная деятельность

Зарождение, становление и развитие инженерной деятельности и технического образования являются важными вехами в процессе формирования человеческой цивилизации, значительными этапами в развитии техники, науки и культуры Исторический процесс становления и развития инженерной деятельности и инженерного образования можно условно разделить на пять этапов, соответствующих пяти основным историческим этапам развития техники:

1 этап – (инструментализации, праинженерный) соответствует развитию инструментов и орудий труда в условиях ручного производства. Он начинается с появлением письменности и отделением умственного труда от физического.

2 этап – (механизации, прединженерный) соответствует периоду развития механизмов и механизации производственных процессов, начавшихся еще на предшествующем этапе, но ставших значимыми для производства с наступлением новой эры. Процесс механизации особенно интенсифицировался в эпоху Возрождения.

3 этап – (машинизации, инженерный) стал периодом становления инженерной профессии в социальном плане, обретением ею своего общественного статуса. Основой для подобной трансформации стал переход от мануфактурного к машинному производству с изобретением парового двигателя в эпоху разложения феодально-крепостнических и утверждения капиталистических производственных отношений.

4 этап – (автоматизации, развитый инженерный) является этапом автоматизации и связан с наступлением с середины ХХ в. научно-технической революции (НТР). Мощным стимулирующим фактором в развитии инженерной деятельности и инженерного образования на данном этапе стало бурное, опережающее развитие науки и ее превращение в непосредственную производительную силу. Непрерывное ускорение в развитии техники не могло осуществляться без широкого использования результатов научных исследований. Наука окончательно вырвалась вперед по отношению к технике, обеспечивая, таким образом, резкое ускорение технического прогресса.

5 этап – (кибернетизации, постинженерный) развития инженерной деятельности и инженерного образования связан с наступлением этапа кибернетизации и второго этапа НТР, развернувшейся на границе тысячелетий, а также зарождением шестого технологического уклада, в основе которого закладываются нанотехнологии, генная инженерия и информационная революция.

Планирование научных исследований

Планирование научного исследования имеет важное значение для ее рациональной организации. В научно-исследовательских и образовательных учреждениях по темам научно-исследовательских работ составляются рабочие программы и планы-графики их выполнения. При подготовке монографий, учебников, учебных пособий и лекций разрабатываются планы-проспекты этих работ.

Рабочая программа – это изложение общей концепции исследования в соответствии с его целями и гипотезами. Она состоит, как правило, из двух разделов: методологического и процедурного. Методологический раздел включает: 1) формулировку проблемы или темы; 2) определение объекта и предмета исследования; 3) определение цели и постановку задач исследования; 4) интерпретацию основных понятий; 5) формулировку рабочих гипотез.

Формулировка проблемы (темы) – это определение задачи, которая требует решения. Проблемы бывают социальные и научные. Под социальной проблемой понимают противоречие в развитии общественной системы или отдельных ее элементов. Научная (гносеологическая) проблема – это противоречие между знаниями о потребностях общества и незнанием путей и средств их удовлетворения. Такие проблемы решаются путем создания теории, выработки практических рекомендаций.

Определение объекта и предмета исследования является важным методологическим этапом научной научно-исследовательской работы. Объект исследования – это материальная или идеальная система. Предмет исследования – это структура система закономерностей взаимных элементов внутри системы и вне ее, закономерности развития, различные свойства, качества и т.д.

Цель исследования – это всестороннее изучения объекта, процесса и явления, их структуры, связей и отношений, на основе разработанных в науке процессов и методов познания, а также получение и внедрение в производство полученных результатов. Задачи исследования – это то, что требует решения в процессе исследования; вопросы, на которые должен быть получен ответ.

Интерпретация основных понятий – это истолкование, разъяснение значения основных понятий. Существуют теоретическая и эмпирическая интерпретация понятий. Теоретическое истолкование представляет собой логический анализ существенных свойств и отношений интерпретируемых понятий путем раскрытия их связей с другими понятиями. Эмпирическая интерпретация – это определение эмпирических значений основных теоретических понятий, перевод их на язык наблюдаемых фактов.

Формулировка гипотез. Гипотеза как научное предположение, выдвигаемое для объяснения каких-либо фактов, явлений и процессов, является важным инструментом успешного решения исследовательских задач. Программа исследования может быть ориентирована на одну или несколько гипотез.

Конкретное научное исследование осуществляется по принципиальному плану, который строится в зависимости от количества информации об объекте исследования. Планы бывают разведывательные (применяется, если об объекте и предмете исследования нет ясных представлений и трудно выдвинуть рабочую гипотезу),аналитические или описательные (используется тогда, когда можно выделить объект и предмет исследования и сформулировать описательную гипотезу) иэкспериментальные (применяется, когда сформулированы научная проблема и объяснительная гипотеза).

Вопрос №3. К основополагающимэтапам научного исследования относятся:

возникновение идеи;

формирование понятия;

формирование суждения;

выдвижение гипотезы;

доказательство правильности гипотезы и суждения.

Идея – объяснение явления или процесса интуитивно без промежуточного аргументирования, без осознания всей совокупности связей, на сновании которых делается вывод. Идея базирует­ся на имеющихся знаниях по выбранному направлению исследований и вскрывает факт того, что раннее (предшественниками) не было замечено (какие-либо не замеченные особенности, закономерности протекания про­цесса, явления). По сути дела, предлагаемая идея подчеркивает или опре­деляет новизну работы, что является обязательным в исследовательской деятельности.

Материализацией идеи выступает гипотеза – предположение о причине, которую вызывает данное следствие , которая после уточнения превращается в закон – внутренняя существенная связь явлений обуславливающая их необходимое закономерное развитие, выражает определенную устойчивую связь между явлениями или свойствами материальных объектов. В дальнейшем гипотеза может стать теорией.

Теория – система обобщенного знания, объяснения тех или иных сто­рон действительности, формируемой на основе известных принципов, ак­сиом, законов, суждений, положений, понятий, категорий и фактов.

4. Общая классификация методов научных исследований; общенаучные методы

Многообразие видов человеческой деятельности обуславливает и многообразие методов научного познания, которые могут быть классифицированы по различным основаниям и критериям. Прежде всего, в научной методологии выделяют:

методы духовной (в том числе и научной);

методы практической деятельности.

Однако в настоящее время, очевидно, что методология не может быть ограничена лишь сферой научного познания, а должна, в свою очередь, выходить далеко за его пределы и непременно включать в свою орбиту и сферу практики.

Что же касается методов науки, то оснований для их разделения на группы (или классы) может быть несколько. Так,

по роли и месту в процессе научного познания различают:

методы формальные (методы формальной и математической символической логики);

К основным видам содержательной методологии относятся:

методы философские,

общенаучные,

общелогические,

частнонаучные.

Выделяются и такие методы науки, как:

эмпирические и теоретические,

фундаментальные и прикладные,

методы исследования и методы изложения.

методы естествознания

методы социально-гуманитарных наук.

В свою очередь, методы естественных наук могут быть подразделены на методы изучения неживой природы и методы изучения живой природы. В этой связи выделяют также методы качественные и количественные, вероятностные, непосредственного и опосредованного познания и др.

В современном науковедении успешно работает многоуровневая методологическая классификация методов научного познания, согласно которой по степени общности и сфере действия методы научного познания подразделяются на:

всеобщие философские,

общенаучные,

частнонаучные,

дисциплинарные,

междисциплинарные методы исследования.

I. Всеобщие философские методы , среди которых наиболее древними являются диалектический и метафизический. По существу каждая философская концепция имеет методологическую функцию, является своеобразным способом мыслительной деятельности. Поэтому философские методы не исчерпываются двумя названными. К ним относятся также такие методы, как аналитический (характерный для современной аналитической философии), интуитивный, феноменологический, герменевтический (понимание) и др.

Следует отметить, что философские методы - это не свод жестко фиксированных регулятивов, а система мягких принципов, операций, приемов, носящих всеобщий, универсальный характер, находящийся на самых высших «этажах» абстрагирования. Поэтому философские методы не описываются в строгих терминах логики и эксперимента, не поддаются математизации и формализации.

Философские методы определяют лишь самые общие регулятивы исследования, его генеральную стратегию, но не заменяют специальные методы и не определяют окончательный результат познания прямо и непосредственно. Опыт показывает, что «чем более общим является метод научного познания, тем он неопределеннее в отношении предписании конкретных шагов познания, тем более велика его неоднозначность в определении конечных результатов исследования». Но это не означает, что философские методы не обязательны в научном исследовании. Например, ошибочные исходные установки с самого начала предполагают искажение объективной истины и могут привести к ограниченному взгляду на сущность изучаемого объекта.

Важное значение в научном исследовании имеет принцип всеобщей связи и взаимозависимости. Дело в том, что окружающий мир представляет собой единое целое, определенную систему, где каждый предмет неразрывно связан с другими предметами, и все они постоянно взаимодействуют друг с другом. При этом любой из них не только находится во взаимосвязи и взаимодействии с другими, внешними явлениями, но одновременно каждая вещь имеет в себе множество внутренних сторон. Всеобщая связь и взаимозависимость явлений имеют место не только в природе и обществе, но и в мышлении.

II. Общенаучные методы исследования , так же, как и другие методы классифицируется по степени общности и сфере действия. Они получили широкое развитие и применение в науке в XX в. Общенаучные методы выступают в качестве своеобразной промежуточной методологии между философией и фундаментальными теоретико-методологическими положениями специальных наук. К общенаучным относятся такие понятия, как «информация», «модель», «структура», «функция», «система», «элемент», «вероятность», «оптимальность».

На основе общенаучных понятий и концепций формируются соответствующие методы и принципы познания, которые обеспечивают связь и оптимальное взаимодействие философии со специально-научным знанием и его методами. К числу общенаучных методов относятся системный, структурно-функциональный, кибернетический, вероятностный, моделирование, формализация и др.

В последнее время интенсивно развивается такая общенаучная дисциплина, как синергетика - теория самоорганизации и развития отдельных целостных систем любого происхождения - природных, социальных, когнитивных (познавательных). Основные понятия синергетики - «порядок», «хаос», «нелинейность», «неопределенность», «нестабильность» и др. Синергетические понятия тесно связаны и переплетаются с рядом философских категорий, особенно таких, как «бытие», «целое», «случайность», «возможность» и т.д.

Следует отметить, что в структуре общенаучной методологии чаще всего выделяют три уровня методов и приемов научного исследования:

Методы эмпирического исследования - наблюдение, эксперимент, сравнение, описание, измерение;

Методы теоретического исследования - моделирование, формализация, идеализация, аксиоматический метод, гипотетико-дедуктивный метод, восхождение от абстрактного к конкретному и др.;

Общелогические методы научного исследования: анализ и синтез, индукция, дедукция и аналогия, абстрагирование, обобщение, идеализация, формализация, вероятностно-статистические методы, системный подход и др.

Важная роль общенаучных подходов состоит в том, что благодаря своему «промежуточному характеру» они опосредуют взаимопереходы философского и частнонаучного, дисциплинарного, междисциплинарного знания и соответствующих методов научного исследования.

III. Частнонаучные методы исследования . Определяются, прежде всего, специфическим характером отдельных форм движения материи. Каждая сколько-нибудь развитая наука, имея свой особый предмет и свои теоретические принципы, применяет свои особые методы, вытекающие из того или иного понимания сущности её объекта.

Частнонаучную методологию чаще всего определяют как совокупность методов, принципов и приемов исследования, применяемых в той или иной науке. К ним обычно относят механику, физику, химию, геологию, биологию, социальные науки.

IV. Дисциплинарные методы научного исследования , т.е. системы приемов, принципов, применяемых в той или иной дисциплине, входящей в какую-нибудь отрасль науки или возникшей на стыках наук. Каждая фундаментальная наука представляет собой комплекс дисциплин, которые имеют свой специфический предмет и свои методы исследования.

С высоты сегодняшнего уровня развития научного познания, очевидно, что есть система определенных научных дисциплин, число которых быстро растет несмотря на интегративные процессы. Сформировались многочисленные «стыковые» дисциплины, такие как биофизика, геофизика, физическая химия, геохимия, электрохимия. Усилилось взаимодействие различных наук и научных дисциплин, а значит, их методов и приемов исследования.

V. Методы междисциплинарного исследования . Углубление взаимосвязи наук приводит к тому, что результаты, приемы и методы одних наук все более широко используются в других, например применение физических и химических методов в биологии, медицине. Это порождает проблемы методов междисциплинарного исследования. Последние можно определить как совокупность ряда синтетических, интегративных способов, возникших как результат сочетания элементов различных уровней методологии, нацеленных главным образом на стыки научных дисциплин. Эти методы широко применяются в комплексных научных программах.

Как видно, методология не может быть сведена к какому-то одному, даже «очень важному», методу, а тем более, «единственно научному». В научном исследовании функционирует сложная, динамическая, целостная, субординированная система многообразных методов разных уровней, сфер действия, направленности, которые всегда реализуются с учетом конкретных условий. Среди них наиболее универсальными, применяемыми как в познании, так и в практике, являются философские методы.

Методы научных исследований эмпирического уровня

Научное исследование – изучение различными научными методами того или иного явления или процесса.

Цель научного исследования – получение еще неизвестных знаний о явлении или процессе и дальнейшее полезное использование этих знаний в практической деятельности.

Научное исследование имеет две составляющие:

 объект научного исследования;

 предмет научного исследования.

Под объектом научного исследования понимают материальную

систему, а под предметом структуру закономерностей взаимодействия элементов (факторов) этой системы.

Метод – путь исследования, способ достижения цели, способ решения задачи.

В области машиностроения (конструкторско-технологического обеспечения машиностроительных производств) находят применение следующие методы:

1) наблюдение;

3) измерение;

4) сравнение;

5) эксперимент;

6) обобщение;

7) анализ;

8) аналогия;

9) моделирование.

На эмпирическом уровне преобладает живое созерцание (чувственное познание), рациональный момент и его формы (суждения, понятия и др.) здесь присутствуют, но имеют подчиненное значение. Поэтому исследуемый объект отражается преимущественно со стороны своих внешних связей и проявлений, доступных живому созерцанию и выражающих внутренние отношения. Сбор фактов, их первичное обобщение, описание наблюдаемых и экспериментальных данных, их систематизация, классификация и иная фактофиксирующая деятельность - характерные признаки эмпирического познания.

Эмпирическое, опытное исследование направлено непосредственно (без промежуточных звеньев) на свой объект. Оно осваивает его с помощью таких приемов и средств, как описание, сравнение, измерение, наблюдение, эксперимент, анализ, индукция, а его важнейшим элементом является факт.

1. Наблюдение - познание процесса взаимодействия объектов материального мира через различные органы чувств, без вмешательства со стороны исследователя в этот процесс.

Приведем несколько примеров:

1) можно визуально оценить устойчивость протекания процесса электроэрозионной размерной обработки проволочным электродом-инструментом, опираясь на колебания показаний вольтметра контроля напряжения в межэлектродном промежутке системы обратной связи электроэрозионного вырезного станка с ЧПУ. Если стрелка прибора находится в пределах одного и того же значения с максимальным отклонением не более ±0,5 В, то процесс электроэрозионного резания устойчив. В противном случае требуется корректировка показателей электрического режима обработки;

2) по наличию следов дробления на обработанной шлифованием поверхности заготовки можно судить о затуплении шлифовального круга или о его дисбалансе;

3) наличие прижогов на обработанной шлифованием поверхности заготовки может свидетельствовать о правильности выбора характеристики круга и назначения режима обработки, а также о затуплении инструмента;

4) визуально можно оценить режущую способность лезвийного инструмента (например, токарного резца, сверла) по характерному звуку, приближающемуся к «свисту» в процессе обработки;

5) по запаху можно оценить состояние смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).

2. Эксперимент - активное и целенаправленное вмешательство в протекание изучаемого процесса, соответствующее изменение исследуемого объекта или его воспроизведение в специально созданных и контролируемых условиях, определяемых целями эксперимента. В его ходе изучаемый объект изолируется от влияния побочных, затемняющих его сущность обстоятельств и представляется в «чистом виде».

Основные особенности эксперимента: а) более активное (чем при наблюдении) отношение к объекту исследования, вплоть до его изменения и преобразования; б) возможность контроля за поведением объекта и проверки результатов; в) многократная воспроизводимость изучаемого объекта по желанию исследователя; г) возможность обнаружения таких свойств явлений, которые не наблюдаются в естественных условиях.

3. Сравнение - познавательная операция, выявляющая сходство или различие объектов (либо ступеней развития одного и того же объекта), т. е. их тождество и различия. Оно имеет смысл только в совокупности однородных предметов, образующих класс. Сравнение предметов в классе осуществляется по признакам, существенным для данного рассмотрения. При этом предметы, сравниваемые по одному признаку, могут быть несравнимы по другому.

4. Описание - познавательная операция, состоящая в фиксировании результатов опыта (наблюдения или эксперимента) с помощью определенных систем обозначения, принятых в науке.

5. Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Например:

измерить линейный размер заготовки с помощью штангенинструмента (штангенциркуля), микрометрического инструмента (микрометра), вертикального или горизонтального оптиметра, длиномера, индикаторного нутромера; измерить угловой размер заготовки с помощью угломера, часового проектора, оптической делительной головки; оценить отклонения формы и расположения поверхностей заготовки с помощью индикаторной или рычажной скобы, кругломера, индикатора часового типа или многооборотного; измерить шероховатость обработанной поверхности заготовки с помощью двойного микроскопа, профилографа-профилометра; оценить точность изготовления цилиндрического зубчатого колеса с помощью межосемера, накладного шагомера, эвольвентомера, шумомера и др.; измерить твердость поверхностного слоя материала заготовки с помощью твердомера; измерить величину износа режущей кромки инструмента с помощью оптического микроскопа.

6. Счет – нахождение результата, определяющего количественное соотношение параметров, характеризующих свойства объекта или процесса. Например, можно выполнить вычисления основного технологического времени токарной обработки заготовки (􀜶􀝋) при различных показателях режима, а затем соотнести их друг с другом (Т􀝋􀬵 > Т􀝋₂или Т􀝋􀬵 < Т􀝋₂).

Следует подчеркнуть, что методы эмпирического исследования никогда не реализуются «вслепую», а всегда «теоретически нагружены», направляются определенными концептуальными идеями.

Методы научных исследований теоретического уровня.

Метод представляет собой путь исследования, способ достижения цели, способ решения задачи.

Методы теоретического уровня: абстрагирование, идеализация, формализация, анализ и синтез, индукция и дедукция, аксиоматика, обобщение.

Абстрагирование – это мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предметов и выделение нескольких сторон, интересующих исследователя.

Идеализация – мысленное конструирование объектов, которые практически неосуществимы. Объекты лишаются некоторых присущих им свойств и наделяются гипотетическими свойствами.

Формализация – отображение объекта или явления в знаковой форме какого-либо искусственного языка (математики, химии и так далее) и обеспечение возможности исследования реальных объектов и их свойств через формальное исследование соответствующих знаков.

Анализ – метод познания при помощи разложения предметов исследования на составные части.

Синтез – соединение отдельных сторон предмета в единое целое. Анализ и синтез между собой связаны, они представляют единство противоложностей.

Индукция – умозаключение от фактов к некоторой гипотезе.

Дедукция – умозаключение, в котором вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества.

Аксиоматика – способ построения научной теории, при котором аксиомы принимаются без доказательств и затем используются для получения остальных знаний по определенным логическим правилам.

Обобщение – определение общего понятия, в котором находит отражение главное, основное, характеризующее объекты данного класса.

Таким образом, можно выделить два основных метода теоретического исследования: расчленение и объединение.

Суть метода расчленения заключается в том, что система взаимосвязи объектов (параметров) расчленяется на простейшие составные части и выделяются значимые и незначимые параметры, а также связи между ними. Изучается вид взаимосвязи элементов и осуществляется моделирование. С учетом значимости параметров модель претерпевает упрощения и вводятся некоторые допущения.

Суть метода объединения заключается в том, что реализуется комплексный подход к изучению объекта. Осуществляется переход от дифференциации к интеграции. Система не дробится, а рассматривается как единое целое. Находят решение, удовлетворяющее условиям решения этой системы.

На теоретическом уровне производятся логические исследования собранных фактов, выработка понятий, суждений, делаются умозаключения. В процессе этой работы соотносятся ранние научные представления с возникающими новыми. На теоретическом уровне научное мышление освобождается от эмпирической описательности, создает теоретические обобщения. Таким образом, новое теоретическое содержание знаний надстраивается над эмпирическими знаниями.

На теоретическом уровне познания широко используются логические методы сходства, различия, сопутствующих изменений, разрабатываются новые системы знаний, решаются задачи дальнейшего согласования теоретически разработанных систем с накопленным новым экспериментальным материалом.

Похожие статьи