Методы научного исследования

Оглавление

Введение

Принципы научного исследования
Типы научного исследования

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Наука — это сфера человеческой деятельности, результатом которой является новое знание о действительности, отвечающее критерию истинности. Практичность, полезность, эффективность научного знания считаются производными от его истинности. Ученый, а точнее, научный работник, — это профессионал, который строит свою деятельность, руководствуясь критерием «истинность—ложность».

Кроме того, термин «наука» относят ко всей совокупности знаний, полученных на сегодняшний день научным методом.

Результатом научной деятельности может быть описание реальности, объяснение предсказания процессов и явлений, которые выражаются в виде текста, структурной схемы, графической зависимости, формулы и т. д. Идеалом научного поиска считается открытие законов — теоретическое объяснение действительности.

Целью реферата является изучение принципов и типов научного исследования.

Задачи:

Определить принципы научного исследования.
Рассмотреть типы научного исследования.

1. Принципы научного исследования

В качестве важнейших принципов, обеспечивающих получение значимых результатов современной наукой признаются следующие [3]:

1) принцип детерминизма, устанавливающий обусловленность всех явлений действием тех или иных причин, т.е. принцип причинно-следственных связей всех явлений действительности;

2) принцип системности, требующий трактовки всех явлений как внутренне связанных компонентов целостной системы, природной, социальной, психической;

3) принцип развития, т.е. признания непрерывного изменения, преобразования и развития всех предметов и явлений действительности, их перехода от одних форм и уровней к другим.

Именно в соответствии с этими принципами и формируется категориальный аппарат любой науки.

Указанные исследовательские принципы носят всеобщий, общенаучный характер, они применимы в любой сфере научной деятельности, поскольку ими выражаются устанавливаемые на философском уровне универсальные свойства природной и социальной действительности. Однако каждая из множества ныне существующих наук имеет дело не со всей действительностью, а с какой-то ее стороной или частью. Поэтому каждая наука на основе общенаучных принципов вырабатывает собственную методологию, характер которой диктуется спецификой ее содержания. Так, методы естественных наук отличаются от методов гуманитарных наук, как и каждая из наук имеет свой набор способов исследования.

В современных условиях, когда научная деятельность в любой сфере приобретает характер взаимодействия многих отраслей знаний, особую остроту приобретает вопрос об использовании каждой конкретной наукой общенаучных принципов и методов. Таковы, например, теоретико-информационные, математические методы и др.

Это многообразие методов неизбежно порождает проблему выбора наиболее адекватных и перспективных для решения той или иной наукой ее специальных исследовательских задач. От этого выбора во многом зависит эффективность, практическая значимость теоретических выводов любой науки.

2. Типы научного исследования

Для методологического анализа научного познания существенное значение имеет различие между двумя видами, или уровнями, знания и, соответственно, двумя типами исследования — эмпирическим и теоретическим.

Эмпирическое знание добывается в опыте, в непосредственном или опосредованном (через приборы) контакте исследователя с существующими вне его сознания объектами.

Главной задачей в эмпирическом познании является получение научных фактов. С этой целью наука использует разнообразные методы эмпирического исследования: сбор геологических образцов, археологические раскопки, изучение исторических документов, социологические опросы, анкетирование и пр. Основными общенаучными эмпирическими методами являются наблюдение и эксперимент. Применение этих методов предполагает проведение целого ряда процедур, каждая из которых может также рассматриваться как особый метод научного познания. К таким процедурам относится описание данных наблюдения и эксперимента, которое должно выполняться, как правило, в специализированном научном языке, с использованием точной терминологии. Важной процедурой является также измерение — установление количественных значений изучаемых параметров. Для осуществления измерений необходимы специальные приборы — начиная от простейших (линейка, часы, термометр) и кончая сложнейшими устройствами, обеспечивающими получение чрезвычайно точных числовых значений разнообразных физических величин [3].

Научное наблюдение — это целенаправленное и специально организованное восприятие явлений.

Проведение научных наблюдений требует соответствующей подготовки (сбор предварительной информации о подлежащих наблюдению явлениях, выбор и комплектование приборов и другой аппаратуры, экспедиции к месту наблюдений и т. д.). Главное требование к научному наблюдению — объективность, точность даваемых им сведений [1].

Наблюдение должно проводиться так, чтобы вмешательство наблюдателя не исказило картину изучаемых явлений. Однако такое вмешательство может стать эффективным средством познания, если строго фиксировать, с одной стороны, воздействие исследователя на изучаемый объект, а с другой — изменения, которые оно вызывает в объекте. Наблюдение, проводимое в этой ситуации, превращается в элемент другого, более сложного метода эмпирического познания — эксперимента.

Эксперимент есть управляемое и контролируемое воздействие на изучаемый объект с целью получения информации о нем.

В эксперименте познавательная деятельность соединяется с практической. В нем используется целый ряд материальных средств деятельности: приготовляющие устройства, которые порождают изучаемые явления и обусловливают их изменение; изолирующие устройства; дозирующая, регистрирующая, измерительная аппаратура и т. д. В зависимости от цели, поставленной экспериментатором, различают эксперименты измерительные, проверочные (для подтверждения или опровержения какой-то гипотезы), поисковые (нацеленные на обнаружение новых явлений), контрольные (с целью проконтролировать работу аппаратуры или результаты других экспериментов) [2].

Итогом наблюдений и экспериментов, также как и применения других эмпирических методов, должно быть установление научных фактов. Однако данные, полученные в каком-то одном наблюдении или эксперименте, еще не являются фактами науки. Чтобы свести к минимуму влияние случайностей и возможные ошибки, вызванные небрежностью исследователя или неисправностью приборов, наблюдения и эксперименты многократно повторяются и их результаты подвергаются математической (статистической) обработке. Только после этого они становятся достоверными научными фактами.

Содержание научного факта, как правило, не сводится просто к фиксации данных наблюдения или эксперимента. Факты науки представляют собой знание, основанное на логическом осмыслении этих данных и их интерпретации в свете каких-то теоретических предпосылок. Всякий научный эксперимент исходит из предварительных теоретических предположений, и понять его результаты, не зная их, невозможно. Поэтому эмпирические факты не являются абсолютно независимыми от имеющихся в науке теорий (они «теоретически нагружены»). Например, даже в простейших учебных опытах данные чувственного восприятия («стрелка вольтметра сдвинулась на два деления вправо») интерпретируется в соответствии с теоретическими представлениями о смысле показаний прибора («напряжение тока возросло на два вольта»). Однако эмпирическое исследование не сводится лишь к констатации отдельных эмпирических фактов. Единичный факт — это ласточка, которая погоды не делает. Исследователю необходимо накопить некоторое множество фактов и установить связь между ними [6].

Накапливая факты и подвергая их систематизации, классификации, обобщению, ученые находят зависимости между ними — эмпирические законы или закономерности (их называют также феноменологическими).

Теоретическое знание, в отличие от эмпирического, строится умственным путем, при отсутствии контакта с изучаемыми объектами действительности.

Теоретик работает не с самими объектами, а с их мысленными образами. Его материальные орудия деятельности — не приборы или испытательные стенды, а всего лишь карандаш и бумага, к которым в наше время добавился еще и компьютер. Поскольку для теоретического исследования не требуется дорогое и сложное экспериментальное оборудование, оно обходится гораздо дешевле эмпирического [2].

Специфическим признаком теоретического познания является создание идеализированных объектов, раскрывающих сущность эмпирически наблюдаемых явлений.

Теоретическое исследование, направленное на объяснение эмпирических фактов и закономерностей, может развиваться двояким путем. Первый путь — нефундаментальное теоретическое исследование. Оно состоит в том, что объяснение эмпирических фактов и закономерностей ищется в уже имеющихся в науке теориях. Это может потребовать дальнейшего развития теорий, включением в них новых идей, расширением их предметной области. Но когда на указанном пути не удается добиться успеха, то приходится вступать на второй путь - путь фундаментального теоретического исследования. Оно связано с разработкой принципиально новой научной теории.

Принципиально новое теоретическое знание не может быть получено ни посредством индуктивного обобщения эмпирических фактов, ни посредством дедуктивного вывода из старого теоретического знания. По словам Эйнштейна, исходные идеи, понятия, принципы новой теории являются продуктами «изобретения», «догадки». Они рождаются как «свободные творения разума». «На опыте можно проверить теорию, но нет пути от опыта к теории»; к основным законам новой теории «ведет не логический путь, а только основанная на проникновении в суть опыта интуиция» [3].

Теоретические методы – это создание идеальных моделей и мысленный эксперимент.

Первые шаги к новой теории связаны с поиском новых теоретических моделей изучаемых явлений. Создание теоретической модели совершается умозрительно, на основе свободной игры воображения. Ученый придумывает, изобретает различные варианты таких моделей и выбирает из них те, которые кажутся ему наиболее подходящими для объяснения эмпирических данных. Важную роль здесь играют разнообразные мысленные эксперименты. Метод мысленного эксперимента — один из важнейших методов теоретического исследования. Мысленный эксперимент сходен с реальным экспериментом в том отношении, что здесь тоже изучается взаимосвязь между воздействием на объект и изменениями, которые вызывают в нем эти воздействия. Но в отличие от реального эксперимента, в мысленном рассматривается не реальный, а идеальный объект, т. е. теоретическая модель. И воздействия на него, и его изменения осуществляются не в реальности, а в воображении.

Мысленный эксперимент есть умозрительное исследование теоретической модели, направленное на изучение ее «поведения» в различных мысленно представляемых условиях.

Изучение теоретических моделей в мысленных экспериментах позволяет сформулировать понятия и принципы, которые отражают свойства этих моделей. Одним из первых, кто использовал метод мысленного эксперимента, был Галилей. Представив в воображении идеальный шар, катящийся по идеально гладкой плоскости, он пришел к выводу, что если плоскость строго горизонтальна, то не существует никакой силы, которая заставила бы шар прекратить движение. Этот вывод был позже сформулирован Ньютоном как принцип инерции — одно из фундаментальных положений механики. Эйнштейн при построении общей теории относительности прибегал к мысленным экспериментам, в которых рассматривал кабину лифта, расположенного в космическом пространстве. Наблюдатель, находящийся в лифте, не сможет определить, что является причиной давления тел на пол: сила тяжести или ускорение движения кабины «вверх». Это позволило Эйнштейну сформулировать принцип эквивалентности гравитационной и инертной массы.

Найденные умозрительно понятия и принципы образуют фундамент новой теории. Но чтобы на этом фундаменте возвести здание теории, необходимо вернуться из умозрительного мира, где царит игра воображения и полет фантазии, в мир «железной логики» и «упрямых фактов», которыми проверяются и обосновываются результаты воображения, интуиции, мысленных экспериментов. Из основных понятий и принципов теории должны быть логически выведены всевозможные следствия и развернута система понятий, суждений и умозаключений. С их помощью разрабатываются, изучаются и затем применяются в процессе познания действительности теоретические модели явлений.

Эта система и образует содержание теории. Формулируемые в ней утверждения — теоретические законы — должны объяснять известные факты и предсказывать новые.

Основные функции теории — объяснение и предсказание [2].

На основе сопоставления теоретических объяснений и предсказаний с опытом происходит дальнейшее развитие теории, уточнение и изменение ее содержания (или, в случае несоответствия ее утверждений данным опыта, отказ от нее).

В математике, начиная со времен Евклида, развивается аксиоматический метод построения теорий.

Аксиоматический метод состоит в том, что, во-первых, за исходные положения теории принимаются не подлежащие доказательству аксиомы; во-вторых, все остальные положения теории логически выводятся из аксиом по правилам дедуктивного вывода; в-третьих, все термины, содержащиеся в языке теории, определяются через неопределяемые термины, фигурирующие в аксиомах.

Аксиоматическое построение придает теории логическую стройность, строгость и четкость. Построение теории становится особенно строгим, если к трем указанным условиям добавляется еще точное определение используемых в ней правил логического вывода.

Можно пойти в этом отношении еще дальше, если прибегнуть к формализации теории.

Формализация предполагает изложение теории на особом, формализованном языке, т. е. языке со строго фиксированным синтаксисом — набором исходных символов, правил образования из них языковых выражений (формул) и правил перехода от одних формул к другим.

Теория, изложенная в этом языке, превращается в формализованную систему. В такой системе содержательные рассуждения, основанные на понимании смысла терминов, заменяются формальными операциями со знаками по заданным правилам. Это позволяет сводить процессы рассуждения к четко определенным алгоритмам, программировать их и «поручать» их проведение компьютеру. Для приложения формализованной теории к описанию каких-либо объектов необходимо установить ее семантику (смысл ее языковых выражений, правила его нахождения). Интерпретация формализованной теории в соответствии с правилами семантики превращает ее в содержательную теорию определенной предметной области.

Аксиоматический метод нашел некоторое применение и в естественных науках (механике, оптике, термодинамике и др.). Однако возможности его применения в естествознании ограничены, так как содержание естественнонаучных теорий должно обосновываться и корректироваться опытом, а данные опыта «не обязаны» укладываться в рамки принятой заранее аксиоматики.

Для наук, основанных на опыте, более подходит гипотетико-дедуктивный метод построения теорий. Он отличается от аксиоматического тем, что исходные положения теории формулируются не как аксиомы, а как гипотезы. В ходе разработки теории к ним могут добавляться новые гипотезы и новые понятия, их дополняющие и уточняющие. В результате в теории образуется иерархическая система гипотез различного уровня общности. Из них дедуктивным путем извлекаются выводы, которые подлежат проверке опытом. Чем больше опыт подтверждает эти выводы, тем более достоверными считаются лежащие в их основе гипотезы и, следовательно, вся теория в целом.

При гипотетико-дедуктивном построении теории она формулируется как система гипотез, из которых выводятся эмпирически проверяемые следствия.

Научные гипотезы и теории должны удовлетворять ряду регулятивных методологических требований, соблюдение которых хотя и не обеспечивает их истинность, но, по крайней мере, дает им право на существование в науке. Важнейшими требованиями такого рода являются [6]:

1.Логическая непротиворечивость.

2.Принципиальная проверяемость.

Из гипотезы (теории) должны вытекать следствия, доступные опытной проверке.

Гипотеза (теория) должна не только объяснять факты, для объяснения которых она создана, но и предсказывать новые. Чем больше неизвестных явлений предсказывает гипотеза и чем менее вероятными представляются ее предсказания, тем выше ее предсказательная сила и тем больший прирост знания она способна дать.

Новые идеи, гипотезы, теории должны вырастать из предшествующего научного знания, быть его дальнейшим развитием и продолжением. Новизна их всегда относительна: старое знание в них не отбрасывается, а используется для построения нового. Из новых идей, конкурирующих друг с другом, предпочтительнее (при прочих равных условиях) та, которая «наименее агрессивна» по отношению к предшествующему знанию, т. е. в наибольшей степени сохраняет его. Это находит выражение в принципе перманентности в математике (Ганкель) и принципе соответствия в физике (Бор); согласно им новая теория, расширяющая наши знания, должна включать в себя старую как свой частный или предельный случай. Именно так соотносятся евклидова и неевклидова геометрия, геометрическая и волновая оптика, классическая и квантовая механика и т. д.

Так как всякая математическая теория (геометрия, арифметика и др.) сама является дедуктивно построенной логической системой, то она представляет собою готовое средство для получения дедуктивных выводов. Но чтобы успешно применять это средство в науках о природе и обществе, необходимо в каждом конкретном случае устанавливать соответствие между понятиями математической теории и объектами, изучаемыми в этих науках. Иначе говоря, описание этих объектов должно быть переведено на математический язык.

В качестве математических методов в разных областях науки могут выступать различные теории. Одни научные дисциплины ограничиваются применением лишь элементарных понятий и операций арифметики, другие привлекают средства математического анализа, дифференциальное и интегральное исчисление, третьи обращаются к аппарату тензорного анализа, теории вероятностей, теории групп и пр. Но как бы ни был своеобразен путь математизации научно-теоретического знания, начинается он обычно с квантификации — выяснения простейших количественных параметров и их соотношений. Дальнейшее развитие математического аппарата научной теории опирается на нахождение подходящих форм функциональной или статистической зависимости, способных служить идеализированным выражением связи между этими параметрами. На этой основе создается математическая схема изучаемых явлений, или математическая модель. Она может выражаться в виде системы функций, уравнений, геометрических фигур, графиков и т. д.

Математическое моделирование — это построение теоретических моделей на языке математики.

Математические модели позволяют теоретически исследовать не только количественную сторону явлений, но и многие их качественные, структурные и др. свойства. С помощью математических моделей становится возможным получать выводы, которые трудно или вообще нельзя получить другими средствами. Нередко перевод понятий науки на математический язык становится орудием научных открытий, формирования принципиально новых понятий и идей. Классическим примером здесь могут служить уравнения Максвелла в физике, истолкование которых привело к развитию теории электромагнитного поля.

В современной науке особое значение приобретает «машинная математика». С помощью компьютерных программ ныне решаются теоретические задачи, которые были бы практически неразрешимыми без них из-за громоздкости расчетов. Без компьютерного моделирования современная наука не могла бы даже поставить многие проблемы, которые ныне в ней исследуются.

Заключение

В ходе исследования было выяснено, что в качестве важнейших принципов, обеспечивающих получение значимых результатов, современной наукой признаются следующие:

Именно в соответствии с этими принципами и формируется категориальный аппарат любой науки.

Исследование бывает двух основных типов - эмпирическое и теоретическое.

Список использованной литературы

Борытко, Н. М. Методология и методы психолого-педагогических исследований: учебное пособие для ВПО / Н. М. Борытко. – М.: Академия, 2009. – 320 с.
Загвязинский, В. И. Методология и методы психолого-педагогического исследования: учеб. пособие / В. И. Загвязинский, Р. Атаханов. – М.: Академия, 2010. – 208 с.
Краевский, В. В. Методология педагогики: новый этап: учеб. пособие / В. В. Краевский, Е. В. Бережнова. – 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2009. – 394 с.
Краевский, В. В. Методологические характеристики научного исследования / В. В. Краевский // Народное образование. – 2010. – № 5. – С. 135-144.
Корнилова, Т. В. Методологические основы психологии: учеб. пособие / Т. В. Корнилова, С. Д. Смирнов. – М.: Юрайт, 2014. - 483 с.
Новиков, А. М. Научно-экспериментальная работа в образовательном учреждении: деловые советы / А. М. Новиков. – М.: АПО РАО, 1998. – 134 с.
Степин, В. С. Философия и методология науки: учебник. – М.: Академический проект, 2015. – 720 с.