Меню

Практические методы научного познания наблюдение измерение эксперимент



Научное познание: методы научного познания, его уровни, особенности, формы и виды.

Содержание:

↑ Научное познание. Особенности научного познания

Наука направлена на изучение окружающего мира, действительности, исследование природных процессов и явлений, выявление закономерностей. Целью научного познания является объективная истина, те. истина, которая не зависит от интересов и воли познающего.

Научное познание — особый вид познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о природе, человеке и обществе.

Особенности научного познания:

  • стремление к получению достоверных знаний;
  • строгая доказанность научных фактов;
  • рациональность, связанная с непротиворечивостью, доказательностью и системностью;
  • проверяемость;
  • большая система научных знаний, которая изложена в определенных терминах, понятиях, теориях и гипотезах;
  • отражение существенных свойства и объективных законов;
  • формирование в ходе профессиональной деятельности ученых, осуществляемой с помощью специфических методов;
  • использование специальных материальных средств, таких как приборы, инструменты и другое научное оборудование.

Научное познание универсально в том смысле, что может сделать предметом исследования любой феномен, может изучать всё в человеческом мире — будь то деятельность сознания, психика или же хозяйственная деятельность человека. Однако всё, что наука делает своим предметом, она исследует со стороны закономерностей и причин.

Научное познание имеет свои уровни, формы и методы.

↑ Уровни и формы научного познания

Научное познание также состоит из двух уровней — эмпирического и теоретического, которые в своей основе зависят от научных фактов.

Эмпирический или практический уровень (выявление объективных фактов, как правило, со стороны их очевидных связей).

Формы научного познания:

  • Научный факт;
  • Эмпирический закон.

Научный факт (от лат. — сделанное, совершившееся) — отражение объективного факта в человеческом сознании, т. е. описание посредством некоторого языка.

Эмпирический закон — объективная, существенная, конкретно-всеобщая, повторяющаяся, устойчивая связь между явлениями и процессами.

Теоретический уровень (выявление фундаментальных закономерностей, обнаружение за видимыми проявлениями скрытых внутренних связей и отношений)

Формы научного познания:

Проблема — осознанная формулировка вопросов, возникающих в ходе познания и требующих ответа (бывают теоретические и практические).

Научная проблема выражается в наличии противоположных позиций в объяснении каких-либо явлений, объектов, процессов и требует адекватной научной теории для её разрешения.

Гипотеза — это научное предположение о каких-либо свойствах, качествах объекта, характеристиках и закономерностях процессов или явлений окружающего мира.

В ходе проверки гипотезы:

  • превращаются в теории
  • уточняются и конкретизируются
  • отбрасываются как заблуждения

Теория — это научно доказанное знание о фактах окружающей действительности или явлений прошлого, систематизированное и зафиксированное научным языком.
Структура теории:

  • Исходные основания: фундаментальные понятия, принципы, законы, аксиомы, ценностные факторы и т.п.
  • Идеализированный объект данной теории.
  • Логика и методология, применяемые для построения теории.
  • Совокупность законов и утверждений, выведенных из теории.
  • Ключевой элемент любой теории — закон, поэтому её можно рассматривать как систему законов.

↑ Методы научного познания

Методы научного познания: наблюдение, эксперимент, измерение, классификация, систематизация, описание, сравнение.

Универсальные: анализ и синтез, дедукция и индукция, аналогия, моделирование, абстрагирование, идеализация.

Метод (от гр. — путь исследования) понимается как орудие, средство познания. В методе познания объективная закономерность превращается в правило действия субъекта (исследователя).

Характеристики научного метода: строгость и объективность.

Среди эмпирических методов научного познания большую роль играют наблюдение и эксперимент.

Наблюдение — целенаправленный и постоянный контроль исследуемого объекта, при этом объект может быть как элементом живой, так и неживой природы.

С помощью метода наблюдения познаются и открываются новые факты об окружающем мире. Эти факты образуют первичную научную информацию, которая впоследствии помогает объяснить многие процессы и явления, происходящие в природе. Результаты данного метода будут зависеть не только от познаваемого объекта, но и от уровня знаний и опыта исследующего.

Эксперимент — это метод научного познания, при котором исследователь создает при помощи научного оборудования искусственную среду или ситуацию, тем самым воздействуя на объект, для определения и выявления необходимых качеств, характеристик или свойств данного объекта.

Эксперимент представляет собой довольно глубокий, комплексный, действенный и результативный практический метод познания. Его отличительными особенностями является то, что исследователь способен изменить ход эксперимента, его условия, а при необходимости и остановить его. Различают естественный эксперимент (происходит в естественных условиях) и лабораторный (происходит в искусственных условиях).

Любой эксперимент может быть проведен как с натуральным, естественным объектом, так и с его макетом, искусственным заменителем. В основном это происходит тогда, когда изучение объекта в его естественной среде невозможно по какой-либо причине, как, например, исследование атмосферных явлений, комет и мн. др. Создание таких моделей называется моделированием.

Моделирование — воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте (модели), специально созданном для их изучения. Потребность в моделировании возникает тогда, когда исследование непосредственно самого объекта невозможно, затруднительно, дорого, требует слишком длительного времени и т. п.

Измерение — это исследование, которое заключается в определении числового значения качеств, свойств и характеристик объекта, путем сравнения его с общепринятым стандартом или единицей измерения, таких как, метр, грамм, литр и т п.

Все результаты, полученные в ходе эксперимента, наблюдения и измерений записываются с помощью знаковых символов, формул, схем, диаграмм, таблиц — этот метод получил название научного описания .

С помощью него составляются научные картины мира, теории, гипотезы — это своеобразный научный язык. Далее все описания синтезируются в теорию.

К универсальным методам научного познания относятся анализ и синтез.

Анализ — процесс мысленного или фактического разложения целого на составные части.

Синтез — процесс мысленного или фактического воссоединения целого из частей.

Познание не может сделать действительного шага вперёд, только анализируя или только синтезируя. Анализ предшествует синтезу, но и сам возможен только на основе результатов проделанной синтетической деятельности; связь анализа и синтеза — органическая, внутренне необходимая.

Читайте также:  Прибор для измерения цвета спектрофотометр

Неразрывно связаны между собой методы индукции и дедукции, которые обусловливают друг друга в процессе познания.

Индукция — путь опытного изучения явлений, в ходе которого от отдельных фактов совершается переход к общим положениям. Отдельные факты как бы наводят на общее положение.

Дедукция — доказательство или выведение утверждения (следствия) из одного или нескольких других утверждений (посылок) на основе законов логики, носящее достоверный характер.

Универсальным методом научного познания является аналогия — сходство нетождественных объектов в некоторых сторонах, качествах, отношениях. В современной науке развитой областью систематического применения аналогии выступает так называемая теория подобия, широко используемая в моделировании.

Абстракция (от лат. — отвлечение) — один из универсальных методов познания, заключающийся в мысленном отвлечении от ряда свойств предметов и отношений между ними и выделении какого-либо свойства или отношения. В качестве результатов процесса абстрагирования выступают различные понятия и категории.

К универсальным методам познания также относится идеализация — мыслительный акт, связанный с образованием некоторых абстрактных объектов, принципиально не осуществимых в опыте и действительности. Примерами идеализированных объектов могут быть: «прямая», «точка» (в математике), «абсолютно твёрдое тело», «идеальный газ» (в физике) и т. д.

К теоретическим методам научного познания принадлежит единство исторического и логического.

Связан с освещением различных этапов развития объектов в их хронологической последовательности, в конкретных формах проявления.
Описание исторического процесса во всём его многообразии, с учётом его неповторимых, индивидуальных особенностей. Связан с воспроизведением в теоретической форме, в системе абстракций сущности, основного содержания исторического процесса
Отражение объекта одновременно в самых его существенных связях и истории его развития: воспроизведя объект в высшей, зрелой его форме, включающей как бы в снятом виде предыдущие его ступени, осуществляется познание и главных вех его истории

Исторический и логический методы тесно связаны между собой. Исторический метод без логического слеп, а логический без изучения реальной истории беспредметен.

Чтобы мысленно воспроизвести объект в его целостности, используют теоретический метод научного познания, получивший название восхождения от конкретного к абстрактному.

Формализация (от лат. — вид, образ) — уточнение содержания познания, осуществляемое посредством того, что изучаемые объекты, явления, процессы сопоставляются с некоторыми материальными конструкциями, позволяющими выявлять и фиксировать существенные и закономерные стороны рассматриваемых объектов.

Математизация — использование различных способов измерения, позволяющих приписывать материальным объектам и их свойствам определённые числа, а затем вместо трудоёмкой работы с объектами действовать с числами по определённым математическим правилам. Только единство всех методов современного научного познания обеспечивает их объективную истинность и возрастающее влияние на научно-технический прогресс.

Источник

Практические методы научного познания

В человеческом обществе существуют методы духовной, идеальной деятельности и методы практической, материальной деятельности. Соответственно, и методы познания делят на логические и практические методы.

Первые методы научного познания были практическими. На общенаучном уровне к практическим методам относят наблюдение, измерение и эксперимент. Эти методы тесно связаны между собой.

Наблюдение – это восприятие объекта, обусловленное задачей исследования, преднамеренное и целенаправленное. Это опытное (эмпирическое) начало его познания, базирующееся непосредственно на показаниях органов чувств.

В общественных науках разновидностью наблюдения является опрос – метод сбора информации со слов спрашиваемых [2, с. 87-88].

Измерение – метод исследования, при котором устанавливаются отношения одной величины к другой, служащей эталоном, стандартом.

В технических науках измерение – это нахождение значения физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.

В социальном исследовании измерение – это способ упорядочивания информации, при котором системы чисел и отношений между ними ставятся в соответствие ряду социальных факторов (например, денежных оценок труда, разрядов квалификации, успехов в обучении). Различные меры повторяемости, воспроизводимости социальных фактов и являются социальными измерениями или шкалами.

Общей целью любых измерений является получение численных данных, позволяющих судить не столько о качестве, сколько о количестве некоторых состояний объекта.

В соответствии с постулатом о неизбежности погрешности измерения любые результаты должны сопровождаться оценкой погрешности результатов. Измерение предполагает обязательное наличие: а) объекта;
б) свойства объекта, которое поддаётся восприятию; в) инструмента измерения [2, с. 89–90].

Эксперимент – это метод, с помощью которого явления действительности изучаются в контролируемых, управляемых условиях.

Эксперимент – это идеализированный опыт. Эксперимент является методом более сильным, чем наблюдение и измерение, где исследуемое явление остаётся неизменным. Эксперимент обычно включает выделение объекта исследования и создание необходимых условий.

Различают практический эксперимент на предметно-чувственном уровне и мысленный эксперимент на абстрактно-логическом уровне [2,
с. 90–91].

Источник

Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение

Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение.

Эмпирическое зна­ние — это совокупность высказываний о реальных, эмпирических объектах.Эмпирическое знание основывается на чувствен­ном познании. 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 созерцанию и выражающих внутренние отношения. Эмпирическое, опытное исследование направлено без промежуточных звеньев на свой объект. Оно осваивает его с помощью таких приемов и средств, как описание, сравнение, измере­ние, наблюдение, эксперимент, анализ, индукция (от частного к общему), а его важнейшим элементом является факт (от лат. factum — сделанное, свершившееся). 1. Наблюдение — это преднамеренное и направленное восприятие объекта познания с целью получить информацию о его форме, свойствах и отношениях. Процесс наблюдения не является пассивным созерцанием. Это активная, направленная форма гносеологического отношения субъекта по отношению к объекту, усиленная дополнительными средствами наблюдения, фиксации информации и ее трансляции. К наблюдению предъявляются требования: цель наблюдения; выбор методики; план наблюдения; контроль за корректностью и надежностью полученных результатов; обработка, осмысление и интерпретация полученной информации. 2. Измерение — это прием в познании, с помощью которого осуществляется количественное сравнение величин одного и того же качества. Качественные характеристики объекта, как правило, фиксируются приборами, количественная специфика объекта устанавливается с помощью измерений.

Читайте также:  Ско измерения горизонтального угла

3. Эксперимент — (от лат. experimentum — проба, опыт), метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности. Отличаясь от наблюдения активным оперированием изучаемым объектом, Э. осуществляется на основе теории, определяющей постановку задач и интерпретацию его результатов.

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.

Сравнение — это соотношение между двумя целыми числами а и b, означающие, что разность (а — b) этих чисел делится на заданное целое число т, называемое модулем С; пишется а = b (mod, т) [5.5].

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:

А имеет признаки Х1, Х2, Х3, . Хп, Хп+ ,.

Б имеет признаки Х1, Х2, Х3, . Хп.

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.

Читайте также:  1с задать значение единицы измерения

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.

В числе эмпирических методов исследования измерение занимает при^ мерно такое же место, как наблюдение и сравнение. Оно представляет собой сравнительно элементарный метод, одну из составных частей эксперимента -наиболее сложного и значимого метода эмпирического исследования.

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.

Следует отметить, что утверждение экспериментального метода в науке — это длительный процесс, протекавший в острой борьбе передовых ученых Нового времени против античного умозрения и средневековой схоластики. (Например, английский философ-материалист Ф. Бэкон одним из первых выступил против эксперимента в науке, хотя ратовал за опыт.)

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.

Источник