Что такое обобщение в естествознании
Что такое обобщение в естествознании
Каждый изучаемый объект характеризуется множеством свойств и связан множеством нитей с другими объектами. В процессе естественно-научного познания возникает необходимость сконцентрировать внимание на одной какой-либо стороне или свойстве изучаемого объекта и отвлечься от ряда других его качеств или свойств.
Абстрагирование – мысленное выделение какого-либо предмета, в отвлечении от его связей с другими предметами, какого-либо свойства предмета в отвлечении от других его свойств, какого-либо отношения предметов в отвлечении от самих предметов. Первоначально абстрагирование выражалось в выделении руками, взором, орудиями труда одних предметов и отвлечении от других. Об этом свидетельствует и происхождение самого слова «абстрактный» – от латинского глагола « tagere » (тащить) и приставки « ab » (в сторону). Да и русское слово «отвлеченный» происходит от глагола «волочь» (тащить).
Абстрагирование составляет необходимое условие возникновения и развития любой науки и человеческого познания вообще. Вопрос о том, что в объективной действительности выделяется абстрагирующей работой мышления и от чего мышление отвлекается, в каждом конкретном случае решается в прямой зависимости от природы изучаемого объекта и тех задач, которые ставятся перед исследователем. Например, в математике многие задачи решаются с помощью уравнений без рассмотрения конкретных вещей, стоящих за ними. Числам нет дела до того, что стоит за ними: люди или животные, растения или минералы. В этом и состоит великая сила математики, а вместе с тем и ее ограниченность.
Для механики, изучающей перемещение тел в пространстве, безразличны физико-кинетические свойства тел, кроме массы. И. Кеплеру были неважны красноватый цвет Марса или температура Солнца для установления законов обращения планет. Когда Луи де Бройль искал связь между свойствами электрона как частицы и как волны, он имел право не интересоваться никакими другими характеристиками этой частицы.
Абстрагирование – это движение мысли вглубь предмета, выделение его существенных элементов. Например, чтобы данное свойство объекта рассматривалось как химическое, необходимо отвлечение, абстракция. В самом деле, к химическим свойствам вещества не относится изменение его формы, поэтому химик исследует медь, отвлекаясь от того, что именно из нее изготовлено.
В живой ткани логического мышления абстракции позволяют воспроизвести более глубокую и точную картину мира, чем это можно сделать с помощью восприятий.
Важным приемом естественно-научного познания мира является идеализация как специфический вид абстрагирования. Идеализация – это мыслительное образование абстрактных объектов, не существующих и неосуществимых в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном мире. Идеализация – это процесс образования понятий, реальные прототипы которых могут быть указаны лишь с той или иной степенью приближения. Примеры идеализированных понятий: «точка», т. е. объект, который не имеет ни длины, ни высоты, ни ширины; «прямая линия», «окружность», «точечный электрический заряд», «идеальный газ», «абсолютно черное тело» и др.
Введение в естественно-научный процесс исследования идеализированных объектов позволяет осуществить построение абстрактных схем реальных процессов, необходимых для более глубокого проникновения в закономерности их протекания.
Важной задачей естественно-научного познания является обобщение – процесс мысленного перехода от единичного к общему, от менее общего к более общему.
Например, мысленный переход от понятия «треугольник» к понятию «многоугольник», от понятия «механическая форма движения материи» к понятию «форма движения материи», от суждения «этот металл электропроводен» к суждению «все металлы электропроводны», от суждения «механическая форма энергии превращается в тепловую» к суждению «всякая форма энергии превращается в иную форму энергии» и т. п.
Мысленный переход от более общего к менее общему есть процесс ограничения. Процессы обобщения и ограничения неразрывно связаны между собой. Без обобщения нет теории. Теория создается для применения ее на практике к решению конкретных задач. Например, для измерения объектов, создания технических сооружений всегда необходим переход от более общего к менее общему и единичному, т. е. всегда необходим процесс ограничения.
Этим естествознание наступившей новой исторической эпохи существенно отличалось от естествознания.
В своем труде «Материализм и эмпириокритицизм», опубликованном в 1909 г., Ленин ответил на кардинальные философские, вопросы, возникшие в ходе развития естествознания.
Общие условия развития естествознания. Борьба передовых и реакционных идей в естествознании.
областях естествознания, что проф. Генсло, рекомендуя его в 1831 г. в качестве натуралиста на «Бигль», руководился далеко не одной лишь своей интуицией.
Все это вело к серьезному отставанию клинической медицины того времени от развивающегося естествознания. ВНУТРЕННЯЯ МЕДИЦИНА (терапия).
В эпоху Возрождения основными чертами естествознания стали: утверждение опытного метода в науке, развитие математики и механики, метафизическое мышление.
И таким образом в научном мире сложился странный парадокс: представители естествознания, изучающие заведомо более простые объекты, давно открыли сложность, многомерность.
космологии Коперника и опытного естествознания. Николай Кузанский родился в селении Куза в Южной Германии в 1401 году Отец.
Концепции современного естествознания. Шпаргалки
В книге кратко изложены ответы на основные вопросы темы «Концепции современного естествознания». Издание поможет систематизировать знания, полученные на лекциях и семинарах, подготовиться к сдаче экзамена или зачета. Пособие адресовано студентам высших и средних образовательных учреждений, а также всем интересующимся данной тематикой.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Концепции современного естествознания. Шпаргалки предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
10. Общенаучные методы познания: анализ, синтез, обобщение, абстрагирование, индукция, дедукция
К общенаучным методам познания относятся анализ, синтез, обобщение, абстрагирование, индукция, дедукция, аналогия, моделирование, исторический метод, классификация.
Анализ — мысленное или реальное разложение объекта на составляющие его мельчайшие части. Синтез — объединение изученных в результате анализа элементов в единое целое. Анализ и синтез применяются как взаимодополняющие друг друга методы. В основе такого способа познания лежит желание разобрать нечто, чтобы понять, почему и как оно работает, и собрать снова, чтобы убедиться, что работает именно потому, что имеет изученное строение.
Обобщение — процесс мышления, заключающийся в переходе от единичного к целому, от частного к общему (в принципах формальной логики: Кай — человек, все люди — смертны, Кай — смертен).
Абстрагирование — процесс мышления, заключающийся в добавлении определенных изменений в изучаемый объект или исключении из рассмотрения некоторых свойств объектов, которые не считаются существенными. Абстракциями являются такие понятия, как
(в физике) материальная точка, обладающая массой, но лишенная остальных качеств, бесконечная прямая (в математике) и т. п. Индукция — процесс мышления, заключающийся в выведения общего положения из наблюдения ряда частных единичных фактов. Индукция может быть полной и неполной. Полная индукция предусматривает наблюдение всей совокупности объектов, из которого следуют общие выводы, но в экспериментах используется неполная индукция, делающая вывод о совокупности объектов, исходя из изучения части объектов. Неполная индукция предполагает, что вынесенные за скобки эксперимента аналогичные объекты обладают теми же свойствами, что и изученные, и это позволяет использовать экспериментальные данные для теоретического обоснования. Неполную индукцию принято называть научной. Дедукция — процесс мышления, заключающийся в проведении аналитического рассуждения от общего к частному. Дедукция базируется на обобщении, но проводимом от неких исходных общих положений, считающихся неоспоримыми, к частному случаю для получения истинно верного вывода. Наибольшее распространение дедуктивный метод получил в математике.
Естествознание. 10 класс
Конспект урока
Естествознание, 10 класс
Урок 6 Теоретические методы исследования
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
Метод — способ построения знания, форма практического и теоретического освоения действительности.
Анализ – разделение целостного предмета на составные части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их всестороннего изучения;
Аналогия – прием познания, при котором на основе сходных объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках;
Дедукция – логическое умозаключение от общего к частному.
Индукция – это логическое умозаключение от частных, единичных случаев к общему выводу, от отдельных фактов к обобщению.
Классификация – это разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким – либо важным для исследователя признаком
Моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя;
Обобщение – прием мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов;
Синтез – соединение ранее выделенных частей предмета в единое целое;
Сравнение – методы измерений, в которых измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Развитие научных представлений о мире шло сложным путем накопления фактов, наблюдений, открытий законов природы. Представление о мире, степень воздействия науки на жизнь человеческого общества время от времени резко менялись. Менялись и методы познания природных явлений. Роль методов как составной части науки сложно переоценить. Зачастую именно появление нового метода исследования определяет дальнейшее развитие науки. Метод в переводе с греческого языка означает «путь исследования, способ познания».
Немецкий ученый Готлиб Лейбниц (1646 — 1716) говорил: «На свете есть вещи поважнее самых прекрасных открытий – это знание метода, которым они были сделаны», а английский философ и ученый Фрэнсис Бэкон (1561 — 1626) сравнивал метод со светильником, освещающим путнику дорогу в темноте: «Даже хромой, идущий по дороге, опережает того, кто идет без дороги». Правильно подобранный метод ведет к определенной цели, дает достоверные результаты, обеспечивает получение объективных знаний.
Любая отрасль естествознания развивалась и развивается в два этапа. Сначала научные исследования имеют описательный характер. Происходит накопление фактических данных, составляющих основу конкретной науки. Особую ценность представляют те результаты, которые связывают воедино, приводят в систему ранее известные, но разрозненные факты. Такой период развития науки называют эмпирическим.
Эмпиризм (греч. empeiria – опыт) – учение, признающее опыт, основанный на ощущениях, единственным источником знаний. На данном этапе развития исследований естествоиспытатели ставят вопрос «как»: как протекает реакция, какое вещество получается, какие вещества необходимы и т. д.
На втором этапе развития исследования направляются на выяснение причинной связи, например, установления связи между строением вещества и его свойствами. Этот период развития науки называют рациональным. Рационализм (лат. rationalis – разумный, обоснованный, целесообразный) – направление в теории познания, признающее разум решающим источником знания. На данном этапе исследователи пытаются ответить на вопрос «почему».
Развитие в два этапа – эмпирический и теоретический (рациональный) – касается как науки в целом, так и отдельных ее разделов. Таким образом, выделяются эмпирические и теоретические методы.
Эмпирические методы: наблюдение, измерение эксперимент. Теоретические методы: анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, индукция, дедукция, моделирование, классификация и др.
Рассмотрим особенности некоторых теоретических методов
Классификация и систематизация – это важнейшие функции любой науки.
Классификация – это разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким – либо важным для исследователя признаком (особенно часто используется в описательных науках – многих разделах биологии, геологии, географии, кристаллографии и. т. п.). Примерами классификаций могут служить: 1) планеты Солнечной системы; 2) растения; 3) химических элементов.
К основным принципам классификации можно отнести следующие положения:
1. Все члены деления в совокупности должны составлять исходное понятие;
2. Разбиение на группы (классы) проводят по одному или небольшому числу признаков (основанию классификации), которое имеет существенное значение.
3. Члены деления не должны пересекаться, т.е. взаимно исключать друг друга.
4. Распределение на классы должно быть непрерывным, без скачков
Систематизация упорядочивает знания, т.е. приводит в систему наблюдения и экспериментальные факты. Для узкого круга фактов, например для веществ, она обычно сводится к классификации, то есть к распределению на классы. Таким образом, классификация – это тоже упорядочение, но более узкое и менее глубокое, чем систематизация.
Классификацию проводят по одному или небольшому числу признаков. Например, все химические элементы делят на металлы и неметаллы. Систематизация – это более глубокое, чем классификация, обобщение. Она отражает внутреннюю сущность объектов исследования. Например, Д. И. Менделеев систематизировал все химические элементы. В данном случае не имеет значения то, что внутренняя сущность химических элементов в то время не была ясной (электронное строение). Важно то, что суждение о внутренней связи химических элементов являлось в данной ситуации почти неизбежным следствием. Систематизация – столь широкое обобщение, что часто позволяет делать предсказания (для Периодической системы – свойства еще не открытых химических элементов), а это уже характерная черта научной теории. Таким образом, систематизация часто бывает первым шагом к научной теории.
Научные теории создаются, в основном индуктивным путем, т.е. на основе систематизации накопленной информации от частного к общему, от отдельных фактов к выводу об общей закономерности. Такой теоретический метод познания называют индукцией. Индукция как метод широко используется в науке. Можно сказать, что она является основным методом научного познания природы. Им пользуются ученые для создания и развития науки.
Например, изучение свойств отдельных химических элементов, в конце концов, привело Менделеева к созданию Периодической системы и открытию Периодического закона.
Способ рассуждения от общего к частному, то есть при котором из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера, называется дедукцией. Например, зная, что все селитры (нитраты щелочных и щелочноземельных металлов и нитрат аммония) хорошо растворимы в воде, мы можем сделать умозаключение, что нитрат калия KNO3 хорошо растворим в воде.
Теоретическая физика, современная математика основываются на системе аксиом, основополагающих утверждениях. Аксиомы являются фундаментом на котором строиться научного знание путем выведения умозаключений от общего к частному. Этот метод называют дедукцией. Его развивал французский философ и ученый Рене Декарт (1596-1650).
Примерам получения знания об одном предмете разными путями является открытие законов движения небесных тел. В начале XVII на основе большого количества данных наблюдений за движением планеты Марс методом индукции И. Кеплер открыл эмпирические законы движения планет в Солнечной системе. В конце этого же века на основе закона всемирного тяготения дедуктивным путем Ньютон вывел обобщенные законы движения небесных тел.
Большое значение в современной науке приобрели статистические методы, позволяющие определять средние значения, характеризующие всю совокупность изучаемых предметов. «Применяя статистический метод, мы не можем предсказать поведение отдельного индивидуума совокупности. Мы можем только предсказать вероятность того, что он будет вести себя некоторым определенным образом…
Статистические законы можно применять только к большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам, образующим эти совокупности» (А. Эйнштейн, Л. Инфельд).
Важную роль при переходе от эмпирических исследований к созданию теории играет интуиция. Интуитивное прозрение обычно является результатом напряженной и обширной предшествующей работой мысли. Интуиция – это предчувствие, постижение истины без логического обоснования. Можно сказать, что интуиция – это высшая степень познания, когда подсознательно используется знание законов, правил, теорий, хотя между ними и есть логические пробелы. Высокое мастерство исследователя проявляется в умении заставить мозг работать на уровне интуиции.
Эйнштейн писал: “В моей жизни взгляд на мир глазами художника играл большую роль. В конце концов работа научного исследователя развивается на почве воображения. Как артист создает свои образы отчасти интуитивно, так и ученый должен обладать большой долей интуиции”.
Эту позицию разделяет и выдающейся физик XX века Макс Борна (1882-1970): “…мы, ученые, всегда должны помнить, что весь опыт базируется на чувствах. Теоретик, погрязший в своих формулах, забывший о явлениях, которые он собирался объяснить, – это уже не настоящий ученый – физик или химик; а если своими книгами он загораживается от красоты и разнообразия природы, то для меня он жалкий глупец. Ныне мы достигли разумного равновесия между экспериментом и теорией, между чувственной и интеллектуальной реальностью. И мы должны следить за тем, чтобы такое равновесие сохранилось”.
Методы – неотъемлемая составная часть науки, они развиваются вместе с наукой и во многом определяют ее развитие.
В реальной исследовательской деятельности методы научных исследований взаимосвязаны
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
Задание 1. Метод, связанный с целенаправленным созданием ситуации, которая помогает изучить свойства и явления живой природы:
Задание 2. Начинающий исследователь целый месяц кормил одну группу из 10 крыс йогуртом, и все они прибавили в весе. Выделите цветом выводы, которые НЕ требуют дальнейшего экспериментального подтверждения?
Естествознание. 10 класс
Конспект урока
Естествознание, 10 класс
Урок 1. Естествознание как познавательная деятельность
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
Наука – особый вид человеческой деятельности, главной задачей которого является получение нового знания о природе, обществе, человеке, культуре и самой себе.
Критерии научности – особенности научного познания, позволяющие отличить его от других форм знания и познания.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
Открытые электронные ресурсы по теме урока:
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Естествознание прошло длительный путь развития. В XVI- XVII веках оно обрело научную форму. Естествознание становится частью науки, которая изучает природу, мир как он есть, в его естественном состоянии, независимо от человека. Поэтому, прежде чем говорить об особенностях естествознания, необходимо выяснить, что же такое наука.
Существует множество определений понятия «наука», но все они сходятся в том, что наука особая система знаний, а еще вид человеческой деятельности, главной задачей которого является получение нового объективного и системно-организованного знания.
Наука изучает не только природу, общество и человека, но и саму себя, например, через собственную историю. Каждая из наук (физика, химия, биология и т.д.) имеет свою историю, изучение которой позволяет проследить, как происходил процесс научного познания, как развивались научные знания и понять закономерности этого развития.
Рассмотрение истории научного открытия, биографии выдающегося ученого, становления научной теории, важного научного эксперимента служит источником для понимания специфики научного знания, методов его получения и способов обоснования, осознания сложности и нелинейности процесса научного познания. Именно поэтому на уроках естествознания вы будете знакомиться не только с естественнонаучными знаниями, но и с наиболее важными событиями из истории науки.
Как вы уже знаете, что наука наряду с другими подсистемами духовной сферы общества (философией, религией, искусством, моралью) связана с производством, сохранением, распространением и потреблением ценностей духовной культуры и является сложным и многогранным явлением. Основные стороны науки показаны на схеме.
Главной целью научной деятельности является получение объективных знаний о мире, а результатом научного познания – система научных знаний.
Разумеется, человек получает знания о мире не только в результате научных исследований. Многое мы узнаем из произведений литературы и искусства, философских трактатов, а также из обыденной жизни. К основным формам познания относятся чувственное познание, (ощущения, восприятие, представление), рациональное познание ( понятие, суждение, умозаключение) и иррациональные формы познания (интуиция, вера, и т.д.)
Вопреки широко распространенному мнению, «истинное» и «научное» – совсем не одно и то же. Вы можете иметь истинное знание, но оно не обязательно будет научным (например, знание о том, что ваш приятель прогулял урок по естествознанию). С другой стороны, далеко не каждое научное утверждение является истинным. История науки знает немало случаев, когда некоторая теория в течение долгого времени принималась научным сообществом как истинная, активно и плодотворно использовалась, приводя к важным и, как потом выяснялось, истинным выводам, но, тем не менее, в итоге сама она оказывалась ложной. Например, в XVIII – начале XIX вв. широкое распространение получило представление о тепле как об особой тонкой материи («флюиде»), названной теплородом, с помощью которой переносится тепло. И хотя к середине XIX столетия теплородная теория стала фактом истории науки, с ее помощью – пока она господствовала – удалось добиться многих важных результатов. Например, в рамках этой теории началось изучение тепловых явлений при химических реакциях, что привело к становлению научной термохимии, открытию закона Гесса и развитию других научных направлений.
Чем же наука отличается от других видов человеческой деятельности: литературы, искусства, теологии, права, политики? Вопрос этот, получивший название «проблема демаркации» (Демаркация, от фр.demarcation – разграничение), – один из труднейших.
Наука отличается от религии, мистики, мифологии реальностью материальных объектов исследования, а также тем, что научные понятия, суждения и умозаключения, открытые закономерности и теоретические концепции имеют объективное содержание. Οʜᴎ могут использоваться людьми в практической деятельности по воспроизводству материальной и духовной культуры.
От искусства, ĸᴏᴛᴏᴩᴏе отражает действительность в основном эмоционально, на базе чувствования и сопереживания через восприятие прекрасного, возвышенного, трагического и комического, наука отличается строгостью и “сухостью” суждений, ориентацией на точное, рационально-теоретическое знание. Но говорить о том, что наука бесстрастна, бесчувственна в своём функционировании, нельзя. Высокоэмоциональное, ликующее “эврика!” (нашёл!) принадлежит древнегреческому учёному Архимеду, открывшему закон гидростатики. В науке, как и в других сферах жизни, действуют люди. Οʜᴎ не лишены стрессов и аффектов, ценностного и эмоционально-чувственного восприятия действительности и собственных исследований, проявления воли и ответственности.
Таким образом, отражая мир в его объективности, наука дает лишь один из срезов многообразия человеческого мира. Поэтому она не исчерпывает собой всей культуры, а составляет лишь одну из сфер, которая взаимодействует с другими сферами культурного творчества — искусством, моралью, религией, философией, и т.д.
Современная наука имеет две основные функции: познавательную и практическую. Люди развивают науки как для раскрытия тайн и загадок природы, так и для решения практических задач. Познавательная функция позволяет удовлетворить потребность в познании существенных связей окружающего мира. Практическая функция имеет самостоятельное значение, хотя и определяется зачастую особенностями и запросами практики в широком смысле слова.
С этих позиций, естествознание как система наук о природе имеет двоякую цель:
Научное знание отличает объективность, системность, логичность, использование специального языка, теоретичность. Для его получения используется широкий арсенал методов научного познания (наблюдение, эксперимент, измерение, анализ и синтез, идеализация и т.д.). Наука оперирует только научными фактами, т.е. такими знаниями, достоверность которых доказана и обоснована, а научные знания представляет в форме понятий, законов, принципов, теорий, концепций. Вам хорошо известно, что в основе научных знаний лежит логическое мышление, они должны быть убедительно доказанными и содержать объяснение того, каким образом они получены.
Многообразие научных методов и подходов обусловлено многообразием действительности, которую она изучает. Вместе с тем мы можем говорить и о единстве науки, которое выражается во все более отчетливо вырисовывающихся взаимосвязях различных разделов науки и научных дисциплин. Элементами системы «наука» выступают различные естественные, общественные, гуманитарные, технические научные дисциплины (отдельные направления науки). Современная наука насчитывает более 15 тыс. дисциплин, число профессиональных ученых превысило 5 млн. человек. Наука сегодня имеет сложную структуру и организацию. Наука XXI века требует целостного взгляда на мир во всей его сложности, масштабности и взаимозависимости. По мысли Альберта Эйнштейна, большинство проблем не имеют решения на том уровне, на котором они были поставлены. Наша задача – подняться на научный уровень, адекватный проблемам современной России и мира.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
Задание 1. Найдите и подчеркните понятие, которое является обобщающим для всех остальных понятий представленного ниже ряда:
Пояснения: 1-3 относятся к чувственным формам познания, 4-5,7 – рациональным. Обобщающим для рационального и чувственного является – познание.
О каком из критериев научного знания говорит американский писатель Марк Твен в своем произведении «Дневник Евы»?
Самое лучшее — всё проверять экспериментальным путем: тогда действительно можно приобрести знания, в то время, как строя догадки и делая умозаключения, никогда не станешь по-настоящему образованным человеком.
2. Обоснованность и доказательность.
5. Отсутствие фактора субъективности.
7. Ориентированность на практическое применение.
Правильный ответ: 8. Исследуемость.
Подсказка: Обратите внимание на то, что автор призывает все проверять экспериментальным путем, т.е. в познании использовать методы исследования