Что такое наблюдение эксперимент измерение
Методы научного познания: классификация, виды, описание
Научное познание — это исторически сложившийся процесс по сбору, проверке, систематизации и закреплению знаний об окружающем мире. В отличие от обыденного повседневного опыта познания мира процессу научного познания свойственна большая широта исследования, что способствует теоретическому обоснованию и закреплению знаний, которые человечество применяет не только на данном историческом этапе, но и будет применять в обозримой перспективе.
Методы научного познания — это система, включающая в себя принципы регуляции, а также способы и приемы, при помощи которых люди получают возможность объективно познавать окружающую действительность.
Разновидности методов научного познания
В научно-познавательном процессе выделяют несколько разновидностей методов:
Вместе с перечисленными выше методами выделяют и узкоспециальные способы накопления знаний, которые формируются и применяются исключительно внутри какой-либо конкретной научной дисциплины, развиваясь и совершенствуясь в относительной обособленности.
Универсальные методы
В число универсальных научно-познавательных методов входит:
Естественно, многообразие научно-познавательных методов может вызвать у исследователей определенные проблемы, связанные с применением на практике той или иной методики. Разрешить данные проблемы призвана методология — особая научная дисциплина, изучающая происхождение, способы применения и другие основные характеристики методов научного познания.
Эмпирические методы
Эмпирическое познание – это познание, основанное на непосредственном исследовании реальных объектов и явлений. Основным источником знания на данном уровне являются чувственные ощущения, возникающие при взаимодействии с изучаемыми объектами.
К данной разновидности методов относят:
К перечисленным методам следует добавить и методы, применяемые в гуманитарных дисциплинах, а именно:
Теоретические методы
Теоретическое познание — это высший (по сравнению с эмпирическим) этап процесса познания, на котором преобладает рациональный компонент (при этом, чувственный компонент на данном этапе не устраняется полностью, но становится вторичным).
В состав этой группы входят:
Критерии научного познания
В основе любой познавательной методики лежат принципы объективности, систематичности и воспроизводимости. Кратко остановимся на каждом из них:
Несоответствие конкретного научного метода приведенным здесь критериям делает процесс познания невозможным, а сам метод — неэффективным.
Методы исследования
Метод (от греч. methodos – «путь к цели»):
Методология – совокупность применимых в какой-либо науке методов.
Существует большое разнообразие методов, применяемых в различных исследованиях для сбора исходных данных.
Этот метод основывается на применении специальных приборов. Всем хорошо известны такие измерительные приборы, как линейка, весы, градусник, часы, барометр.
Но помимо измерительных в исследованиях используются и другие виды приборов:
● увеличивающие силу или диапазон чувственного восприятия (микроскопы, приборы ночного видения, телескопы, рентгеновские установки);
● позволяющие проникнуть во внутреннюю структуру (ускорители, центрифуги, фильтры, призмы);
● фиксирующие приборы (кино-, фотоаппаратура, осциллографы, различные индикаторы).
Основой эмпирических методов являются чувственное познание (ощущение, восприятие, представление) и данные приборов.
Наблюдение – целенаправленное восприятие явлений без вмешательства в них.
Эксперимент – изучение явлений в контролируемых и управляемых условиях.
Измерение – определение отношения измеряемой величины к эталону.
Сравнение – выявление сходства и различия объектов или их признаков.
Анкетирование – процедура проведения опроса в письменной форме с помощью заранее подготовленных бланков, который респонденты заполняют самостоятельно.
Интервьюирование – метод получения информации в ходе устного общения.
Теоретические методы опираются на рациональное познание (понятие, суждение, умозаключение) и логические процедуры вывода.
Анализ – процесс мысленного или реального расчленения предмета, явления на части (признаки, свойства, отношения).
Синтез – соединение выделенных в ходе анализа сторон предмета в единое целое.
Классификация – объединение различных объектов в группы на основе общих признаков.
Абстрагирование – отвлечение в процессе познания от некоторых свойств объекта с целью углубленного исследования одной определенной его стороны.
Формализация – отображение в знаковом, символическом виде (математические формулы, химические символы и т.д.).
Аналогия – умозаключение о сходстве объектов в определенном отношении на основе их сходства в ряде других отношений.
Моделирование – создание и изучение заместителя (модели) объекта.
Идеализация – создание понятий для объектов, не существующих в действительности, но имеющих прообраз в ней (геометрическая точка, шар и т.д.).
Дедукция – движение от общего к частному.
Индукция – движение от частного (фактов) к общему утверждению.
Философия науки
Тема 7. Методы научного познания: классификация, характеристика. Методы эмпирического исследования
1. Методы научного познания: классификация, характеристика. Методы эмпирического исследования
2.Виды методов научного познания.
3.Функции методов научного знания.
Метод – средство познания (как лопата: если применяют – хорошо, если нет- плохо, перестает быть орудием). Более сложное определение: метод – система приемов, правил, требований, которыми необходимо руководствоваться в процессе познания. Аспекты метода: предметно-содержательный (в нем отражено представление о предмете исследования); операциональный (метод содержит совокупность требований, которые характеризуют порядок познавательных операций); аксиологический (характеризует степень его надежности, экономичности, эффективности).
Пример развития метода. Эмпирический уровень (что-то разделяем); теоретический уровень – обобщение: делить можно все; метатеоретический – получаем метод – «анализ» (свойство становится средством).
2.Виды методов научного познания.
Выделяют приемы и методы научного познания. К приемам относятся:
Анализ и синтез. Анализ – прием мышления, связанный с разложением изучаемого объекта на составные части, стороны, тенденции развития и способы функционирования с целью их относительно самостоятельного изучения. Синтез – противоположная операция, которая заключается в объединении ранее выделенных частей в целое с целью получить знание о целом путем выявления тех существенных связей и отношений, которые объединяют ранее выделенные в анализе части в одно целое.
Индукция («наведение») – мысль движется от частного (знание фактов) к общему (законам). Дедукция – мысль идет от знания общего к знанию частного.
Аналогия – прием, в котором по сходству объектов в некоторых признаках делают вывод об их сходстве в иных отношениях.
Методы научного познания.
Измерение – важная форма наблюдения. Это – процесс определения отношений одной измеряемой величины, характеризующий изучаемый объект, к другой однородной величине, принятой за единицу. Пример – измерение роста или веса человека.
Эксперимент – активный целенаправленный метод изучения явлений в точно фиксированных условиях их протекания, которые могут воссоздаваться и контролироваться самим исследователем. Связывает эмпирический и теоретический уровни научного познания.
Виды эксперимента: 1) исследовательский (поисковый), нацеленный на обнаружение новых свойств объекта; 2) проверочный (контрольный), нацелен на проверку гипотез (может быть подтверждающим, опровергающим, решающим); 3) воспроизводящий; 4) изолирующий; 5) качественный (количественный); 6) физический, химический, биологический, социальный.
Мысленный эксперимент. Если в реальном эксперименте ученый для воспроизведения, изоляции или изучения свойств какого-либо явления ставит его в реальные физические условия и варьирует их, то в мысленном эксперименте эти условия являются воображаемыми, но воображение при этом строго регулируется известными законами науки и правилами логики.
Гипотеза – метод формирования и обоснования объяснительных предложений, ведущих к установлению законов, принципов, теорий.
Методологический плюрализм. Сколько наук – столько методов.
Бинарный подход. Есть методы естественных наук и методы гуманитарных наук. Между ними нет ничего общего. Так, неокантианцы (В.Виндельбанд и Г. Риккерт) выделяли номотетические и идиографические методы.
Тройственный подход, который наиболее распространен. 3 группы методов: специальные, общенаучные, универсальные.
Специальные методы применимы только в рамках отдельных наук. Примеры: спектральный анализ в физике и химии, метод статистического моделирования, микроскопия.
Общенаучные методы характеризуют ход познания во всех науках. Примеры: эксперимент, наблюдение, моделирование, восхождение от абстрактного к конкретному.
Универсальные методы характеризуют человеческое мышление в целом и применимы во всех сферах познавательной деятельности (с учетом их специфики). Примеры: диалектический метод, принцип историзма и т.д.
3.Функции методов научного знания.
Есть мнение, что заниматься методологией –бесмысленное занятие. Из философов об этом говорят постмодернисты (Ж. Делез, Ж.Деррида). Эта позиция неправильна. Методы нужны для упорядочения системы познания, придания ему единства. Пример: дорога со светофором и без него.
Эмпирический метод научного исследования
Слово «эмпирический» в переводе с древнегреческого означает «полученный опытным путем».
Эмпирический метод исследования — это наблюдение за конкретным объектом или явлением, основанное на чувственном восприятии с последующим анализом и описанием результатов.
Противоположностью эмпиризму выступает рационализм. Если для первого главное — практический опыт, то второй изучает действительность с помощью разума, способности мыслить логически, делать умозаключения исходя из теории.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Отличие эмпирических методов познания от теоретических состоит в том, что здесь объект и исследователь контактируют друг с другом. Субъективная оценка исключается, насколько это возможно.
Нельзя называть эмпирическое исследование обычным экспериментом. Эта категория значительно шире и подразумевает сложный познавательный процесс, в ходе которого дается оценка состоятельности какой-либо научной гипотезы, подтверждаются старые закономерности и открываются новые.
Перед тем как приступить к процедуре, необходимо сформулировать цель, определить задачи и выдвинуть рабочую гипотезу. Затем можно приступать к сбору фактов и их обработке.
Основные методы
Для изучения объектов эмпирического исследования есть несколько основных методов, которые являются универсальными для большинства научных дисциплин.
Характеристика наблюдения
Под наблюдением мы не имеем в виду пассивное созерцание из любопытства или интереса, когда человек любуется падающими на поверхность пруда осенними листьями. Отличительные признаки этого научного подхода:
Это наиболее информативный способ и единственный, с помощью которого возможно изучить абсолютно все стороны объекта или явления, доступные восприятию органами чувств или датчиками приборов.
Различают два основных вида наблюдений:
Научное отличается целенаправленностью, оно не делается из желания просто понаблюдать за окружающим миром. Ставится определенная задача, которую нужно решить, и уже в привязке к ней проводятся наблюдения. Получаемая информация должна быть в таком виде, чтобы ее можно было в дальнейшем систематизировать и анализировать для получения четких выводов. Т.е. исследователь должен в первую очередь думать о практическом применении своих наблюдений, а для этого также нужно определить, что и в каких условиях наблюдать, как регистрировать полученные данные.
Наблюдение — необходимый этап в научном познании, но у этого метода есть и минусы:
Все это может привести к сильному искажению картины, особенно когда наблюдения начинают подгонять под гипотезу в ущерб объективности и здравому смыслу. Наблюдатель может стать жертвой стереотипа или просто быть невнимательным.
Виды измерений
Измерение — это действие, которое помогает найти числовое значение величины в принятых единицах. Замеры осуществляются при помощи разных приборов. По характеру измерения могут быть прямыми и косвенными.
Прямые проводятся просто — например, градуированной линейкой. Результат можно увидеть в процессе.
Чтобы сделать косвенное измерение, надо найти связь между искомой величиной и величинами, которые измеряются, а потом произвести математические расчеты.
Измерения ценны только тогда, когда они дают максимально точные количественные данные об окружающей действительности. Часто они позволяют сделать открытие в науке, переворачивающее предыдущее представление о мире.
Большое внимание уделяется разработке новых усовершенствованных измерительных приборов на основе достижений науки и техники. Так, например, сейчас возможно вплоть до 11 знаков после запятой измерить время при помощи молекулярного генератора. Ни одни астрономические часы не способны на подобное.
Эксперимент и его виды
Этот метод познания основан на активном взаимодействии экспериментатора с объектом изучения, которое проходит в заданных условиях. В зависимости от задач, которые предполагается решить в ходе эксперимента, он может быть:
В первом случае выдвигаются новые научные гипотезы и теории. Во втором проверяются уже существующие. В третьем исследователь решает, какая из выдвинутых гипотез ложная, а какая — правдивая.
Также эксперименты могут быть качественными, когда надо только установить существование или отсутствие изучаемого явления, и измерительными — выявляющими количественную определенность какого-либо свойства.
В каждой научной дисциплине бывают свои эксперименты: физические, химические, социальные и другие. Все они осуществляются на базе теоретических знаний и соединяют в себе более простые эмпирические методы — наблюдение, сравнение и измерение.
По сравнению с наблюдением у эксперимента есть ряд очевидных преимуществ:
Элементы описания
Описание, т.е. изложение результатов опыта или наблюдения на естественном или искусственном языке при помощи схем, таблиц, диаграмм и условных обозначений, играло большую роль в науке прошлого. Сегодня преобладают направления, основанные на математических методах, но описание до сих пор используют в биологии, истории, геологии, этнографии и других дисциплинах. Характер описательной части теперь другой, он стремится к стандарту и лаконичности, должен быть предельно ясным и детальным.
Составные части описания:
Основные элементы сравнения
Когда сравниваются два и более объекта или стадии их развития, то это называется сравнением. В ходе данной процедуры нужно найти сходства или различия между объектами. Кроме того, есть «сравнение измерением», когда берется эталонный объект или явление и все остальные сравнивают с ним.
Если нет четких критериев или определения термина, нет точного эталона, то сравнение также можно провести. Эталон в этом случае будет предполагаемым, а сравнивать нужно по тому, насколько далеки или близки к нему объекты научного интереса.
Примеры эмпирического исследования
Эти исследования сопровождают нас всю жизнь, даже если мы не задумываемся об их влиянии. Обычный взгляд на часы — пример эмпирического измерения.
При помощи измерений были сделаны выдающиеся открытия во многих науках. Например, ученый Альберт Майкельсон смог измерить скорость света. Точные измерения Тихо Браге и многократные повторы вычислений Иоганном Кеплером позволили установить точные законы движения планет.
Родоначальником экспериментальной науки принято считать Галилео Галилея, который считал опыт основой всего познания. При помощи его экспериментов были открыты законы инерции, сложения движений, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, изохронность колебания маятника.
Исследовательскими экспериментами называются опыты Эрнеста Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Так была открыта планетарная структура атома.
Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение
Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение.
4 Сравнение представляет собой метод сопоставления объектов с целью выявления сходства или различия между ними. Если объекты сравниваются с объектом, выступающим в качестве эталона, то такое называется сравнение измерением
Методы эмпирического исследования
Наблюдение — это целенаправленное восприятие объекта, обусловленное задачей деятельности. Основное условие научного наблюдения — объективность, т.е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения других методов исследования (например, эксперимента) [5.5]. Это наиболее элементарный метод, один из множества других эмпирических методов.
Это один из наиболее распространенных и универсальных методов исследования. Известный афоризм «все познается в сравнении» — лучшее тому доказательство.
В исследовании сравнением называется установление сходства и различия предметов и явлений действительности. В результате сравнения устанавливается то общее, что присуще двум или нескольким объектам, а выявление общего, повторяющегося в явлениях, как известно, есть ступень на пути к познанию закона.
Для того чтобы сравнение было плодотворным, оно должно удовлетворять двум основным требованиям.
1. Сравниваться должны лишь такие явления, между которыми может существовать определенная объективная общность. Нельзя сравнивать заведомо несравнимые вещи, — это ничего не дает. В лучшем случае здесь можно только к поверхностным и потому бесплодным аналогиям.
2. Сравнение должно осуществляться по наиболее важным признакам Сравнение по несущественным признакам может легко привести к заблу^ дению.
Так, формально сравнивая работу предприятий, выпускающих один и тот же вид продукции, можно найти в их деятельности много общего. Если при этом будет упущено сравнение по таким важнейшим параметрам, как уровень производства, себестоимость продукции, различные условия, в которых функционируют сравниваемые предприятия, то легко прийти т методологической ошибке, ведущей к односторонним выводам. Если же учесть эти параметры, то станет ясным, в чем причина и где кроются действительные истоки методологической ошибки. Такое сравнение уже даст истинное, соответствующее реальному положению дел представление о рассматриваемых явлениях.
Различные интересующие исследователя объекты могут сравниваться непосредственно или опосредованно — через сравнение их с каким-либо третьим объектом. В первом случае обычно получают качественные результаты (больше — меньше; светлее — темнее; выше — ниже и т.д.). Однако уже при таком сравнении можно получить простейшие количественные характеристики, выражающие в числовой форме количественные различия между объектами (больше в 2 раза, выше в 3 раза и т.п.).
Когда же объекты сравниваются с каким-либо третьим объектом, выступающим в качестве эталона, количественные характеристики приобретают особую ценность, поскольку они описывают объекты безотносительно друг к другу, дают более глубокое и подробное знание о них (например, знать, что один автомобиль весит 1 т, а другой — 5 т, — это значит знать о них значительно больше того, что заключено в предложении: «первый автомобиль легче второго в 5 раз». Такое сравнение называется измерением. Оно будет подробно рассмотрено ниже.
С помощью сравнения информация об объекте может быть получена двумя различными путями.
Во-первых, она очень часто выступает в качестве непосредственного результата сравнения. Например, установление каких-либо соотношений между объектами, обнаружение различия или сходства между ними есть информация, получаемая непосредственно при сравнении. Эту информацию можно назвать первичной.
Во-вторых, очень часто получение первичной информации не выступает в качестве главной цели сравнения, этой целью является получение вторичной или производной информации, являющейся результатом обработки первичных данных. Наиболее распространенным и наиболее важным способом такой обработки является умозаключение по аналогии. Это умозаключение было обнаружено и исследовано (под названием «парадейгма») еше Аристотелем.
Сущность его сводится к следующему: если из двух объектов в результате сравнения обнаружено несколько одинаковых признаков, но у одного из них найден дополнительно еще какой-то признак, то предполагается, что этот признак должен быть присущ также и другому объекту. Коротко ход умозаключения по аналогии можно представить следующим образом:
Вывод: «Вероятно, Б имеет признак Хп +1». Вывод на основе аналогии носит вероятностный характер, он может привести не только к истине, но и к заблуждению. Для того чтобы увеличить вероятность получения истинного знания об объекте, нужно иметь в виду следующее:
¨ умозаключение по аналогии дает тем более истинное значение, чем больше сходных признаков мы обнаружим у сравниваемых объектов;
¨ истинность вывода по аналогии находится в прямой зависимости от существенности сходных черт объектов, даже большое количество сходных, но не существенных признаков, может привести к ложному выводу;
¨ чем глубже взаимосвязь обнаруженных у объекта признаков, тем выше вероятность ложного вывода;
¨ общее сходство двух объектов не является основанием для умозаключения по аналогии, если у того из них, относительно которого делается вывод, есть признак, несовместимый с переносимым признаком. Иначе говоря, для получения истинного вывода надо учитывать не только характер сходства, но и характер различия объектов.
Измерение исторически развивалось из операции сравнения, являющейся э основой. Однако в отличие от сравнения, измерение является более ощным и универсальным познавательным средством.
Измерение— совокупность действий, выполняемых при помощи средств измерений с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения. Различают прямые измерения (например, измерение длины проградуированной линейкой) и косвенные измерения, основанные на известной зависимости между искомой величиной и непоссредственно измеряемыми величинами [5.5].
Измерение предполагает наличие следующих основных элементов:
единицы измерения, т.е. эталонного объекта;
измерительного прибора (приборов);
При прямом измерении результат получается непосредственно из самого процесса измерения (например, в спортивных соревнованиях измерение длины прыжка при помощи рулетки, измерение длины ковровых покрытий в магазине и т.п.).
При косвенном измерении искомая величина определяется математическим путем на основе знания других величин, полученных прямым измерением. Например, зная размер и вес строительного кирпича, можно измерить удельное давление (при соответствующих расчетах), которое должен выдержать кирпич при строительстве многоэтажных домов.
Ценность измерений видна уже хотя бы из того, что они дают точные, количественно определенные сведения об окружающей действительности. В результате измерений могут быть установлены такие факты, сделаны такие эмпирические открытия, которые приводят к коренной ломке устоявшихся в науке представлений. Это касается в первую очередь уникальных, выдающихся измерений, представляющих собой очень важные вехи в истории науки. Подобную роль сыграли в развитии физики, например, знаменитые измерения А. Майкельсоном скорости света.
Важнейшим показателем качества измерения, его научной ценности является точность. Именно высокая точность измерений Т. Браге, помноженная на необыкновенное трудолюбие И. Кеплера (свои вычисления он повторил 70 раз), позволила установить точные законы движения планет. Практика показывает, что главными путями повышения точности измерений нужно считать:
совершенствование качества измерительных приборов, действующих на основе некоторых утвердившихся принципов;
создание приборов, действующих на основе новейших научных открытий. Например, сейчас время измеряется при помощи молекулярных генераторов с точностью до 11-го знака.
Эксперимент — исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования, или же через изменение течения процесса в нужном направлении Это наиболее сложный и эффективный метод эмпирического исследования Он предполагает использование наиболее простых эмпирических методов — наблюдения, сравнения и измерения. Однако сущность его не в особой сложности, «синтетичности», а в целенаправленном, преднамеренном преобразовании исследуемых явлений, во вмешательстве экспериментатора в соответствии с его целями в течение естественных процессов.
Основателем экспериментальной науки по праву считается Галилео Галилей (1564—1642), считавший основой познания опыт. Его некоторые исследования — основа современной механики: он установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, сложения движений, открыл изохронность колебания маятника. Он сам построил телескоп с 32-кратным увеличением и открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы у Венеры, пятна на Солнце. В 1657 г., после его смерти, возникла Флорентийская академия опыта, работавшая по его предначертаниям и ставившая своей целью проведение прежде всего экспериментальных исследований. Научный и технический прогресс требует все более широкого применения эксперимента. Что же касается современной науки, то без эксперимента ее развитие просто немыслимо. В настоящее время экспериментальное исследование стало настолько важным, что рассматривается как одна из основных форм практической деятельности исследователей.
Преимущества эксперимента по сравнению с наблюдением
1. В ходе эксперимента становится возможным изучение того или иного явления в «чистом» виде. Это означает, что всякого рода «юбочные» факторы, затемняющие основной процесс, могут быть устранены, и исследователь получает точное знание именно об интересующем нас явлении.
2. Эксперимент позволяет исследовать свойства объектов действитедь ности в экстремальных условиях:
при сверхнизких и сверхвысоких температурах;
при высочайших давлениях:
при огромных напряженностях электрических и магнитных полей и т п
Работа в этих условиях может привести к обнаружению самых неожиданных и удивительных свойств у обыкновенных вещей и тем самым позволяет значительно глубже проникнуть в их сущность. Примером такого рода «странных» явлений, открытых в экстремальных условиях, касающихся области управления, может служить сверхпроводимость.
3. Важнейшее достоинство эксперимента — его повторяемость. В процессе эксперимента необходимые наблюдения, сравнения и измерения могут быть проведены, как правило, столько раз, сколько нужно для получения достоверных данных. Эта особенность экспериментального метода делает его весьма ценным при исследовании.
Наиболее подробно все достоинства эксперимента будут рассмотрены ниже, при изложении некоторых специфических видов эксперимента.
Ситуации, требующие экспериментального исследования
1. Ситуация, когда необходимо обнаружить у объекта неизвестные ранее свойства. Результатом такого эксперимента являются утверждения, не вытекающие из имевшегося знания об объекте.
Классический пример — опыт Э. Резерфорда по рассеянию Х-частиц, в результате которого была установлена планетарная структура атома. Подобные эксперименты называются исследовательскими.
2. Ситуация, когда необходимо проверить правильность тех или иных утверждений или теоретических построений.