Освіта та самоосвіта

Реферати, дослідження, наукові статті онлайн

Основи проведення експериментального дослідження

Для дослідників-початківців дуже важливо мати уявлення про методологію та методи наукової творчості, оскільки саме на перших кроках до оволодіння навичками наукової роботи найбільше виникає питань саме методологічного характеру. Передусім бракує досвіду у використанні методів наукового пізнання, застосуванні логічних законів і правил, нових засобів і технологій. Тому є сенс розглянути ці питання докладніше.

Не можна ігнорувати факти тільки тому, що їх важко пояснити або знайти їм практичне використання. Зміст нового в науці не завжди бачить сам дослідник. Нові наукові факти і навіть відкриття, значення яких погано розкрите, можуть тривалий час лишатися в резерві науки і не використовуватися на практиці.

При науковому дослідженні важливо все. Концентруючи увагу на основних або ключових питаннях теми, не можна не зважати на побічні факти, які на перший погляд здаються малозначущими. Проте саме такі факти можуть приховувати в собі початок важливих відкриттів. Для дослідника недостатньо встановити новий факт, важливо дати йому пояснення з позицій сучасної науки, розкрити його загальнопізнавальне, теоретичне або практичне значення. Виклад наукових фактів має здійснюватися в контексті загального історичного процесу, історії розвитку певної галузі, бути багатоаспектним, з урахуванням як загальних, так і специфічних особливостей.

Під методологією звикло розуміють перш за все методологію наукового пізнання, тобто вчення про принципи побудови, форми і способи науково- пізнавальної діяльності. Вона дає характеристику компонентів наукового дослідження — його об’єкту, предмету аналізу, задачі дослідження (або проблеми), сукупності дослідницьких засобів, необхідних для вирішення задачі даного типу, а також формує уявлення про послідовність дій дослідника в процесі рішення задачі. Коротше кажучи, методологія — це вчення про структуру, логічну організацію, методи і засоби наукової діяльності.

Науковий процес базується на певних методологічних засадах — концепціях і теоріях, що лежать в основі дослідження. Загальна стратегія пізнання, система наукових принципів, форм і методів дослідження, які забезпечують досягнення кінцевого результату, називається методологією.

Питання методології досить складне, оскільки саме це поняття тлумачиться по-різному. Багато зарубіжних наукових шкіл не розмежовують методологію і методи дослідження. У вітчизняній науковій традиції методологію розглядають як учення про науковий метод пізнання або як систему наукових принципів, на основі яких базується дослідження і здійснюється вибір сукупності пізнавальних засобів, методів, прийомів дослідження. Найчастіше методологію тлумачать як теорію методів дослідження, створення концепцій, як систему знань про теорію науки або систему методів дослідження. Методику розуміють як сукупність прийомів дослідження, включаючи техніку і різноманітні операції з фактичним матеріалом.

Функції методології:

  • визначає способи здобуття наукових знань, які відображають динамічні процеси та явища;
  • направляє, передбачає особливий шлях, на якому досягається певна науково-дослідницька мета;
  • забезпечує всебічність отримання інформації щодо процесу чи явища, що вивчається;
  • допомагає введенню нової інформації до фонду теорії науки;
  • забезпечує уточнення, збагачення, систематизацію термінів і понять у
  • науці;
  • створює систему наукової інформації, яка базується на об’єктивних фактах, і логіко-аналітичний інструмент наукового пізнання.

Ці ознаки поняття «методологія», що визначають її функції в науці, дають змогу зробити такий висновок:

методологія — це концептуальний виклад мети, змісту, методів дослідження, які забезпечують отримання максимально об’єктивної, точної, систематизованої інформації про процеси та явища.

Методологічна основа дослідження, як правило, не є самостійним розділом будь-якої наукової праці, однак від її чіткого визначення значною мірою залежить досягнення мети і завдань наукового дослідження. Крім того, в розділах основної частини наукової праці подають виклад загальної методики і основних методів дослідження, а це потребує визначення методологічних основ кваліфікаційної роботи.

Під методологічною основою дослідження слід розуміти основне, вихідне положення, на якому базується наукове дослідження.

Методологічні основи даної науки завжди існують поза цією наукою, за її межами і не виводяться із самого дослідження. Методологія — вчення про систему наукових принципів, форм і способів дослідницької діяльності — має чотирирівневу структуру. Нині розрізняють:

■ фундаментальні,

  • загальнонаукові принципи, що становлять власне методологію,
  • конкретнонаукові принципи, що лежать в основі теорії тієї чи іншої дисципліни або наукової галузі,
  • систему конкретних методів і технік, що застосовуються для вирішення спеціальних дослідницьких завдань.

Сучасна методологія не обмежується вивченням методів і прийомів наукового пізнання і дослідження. Вона досліджує також основу, структуру і властивості наукового пізнання, його генезис і функціональні закономірності розвитку і трансформації. На рівні методології створюються умови визначення адекватної аксіології науки — системи критеріїв і оцінок наукової діяльності та її результатів, таких, як істинність, об’єктивність, раціональність, ефективність, прагматичність тощо.

Однією з найактуальніших проблем сучасного стану розвитку методології науки є проблема виділення поряд з емпіричними та теоретичними рівнями наукового пізнання ще й метатеоретичного рівня. Це насамперед поняття «парадигми», «стилю мислення», «картини світу», «архетипу наукового мислення».

Загальні методи наукових досліджень

Абстрагування — це відхід у думці від несуттєвих властивостей, зв’язків, відношень предметів і виділення декількох рис, котрі цікавлять дослідника.

Процес абстрагування має два ступені.

Перший: виділення найважливішого у явищах і встановлення факту незалежності чи дуже незначної залежності досліджуваних явищ, на яку можна не зважати, від певних факторів (якщо об’єкт А не залежить безпосередньо від фактора Б, то можна лишити його осторонь як несуттєвий).

Другий ступінь: реалізація можливостей абстрагування. Сутність його полягає в тому, що один об’єкт замінюється іншим, простішим, який виступає як «модель» першого.

Абстрагування може застосовуватись до реальних і абстрактних об’єктів (таких, що пройшли абстрагування раніше). Багатоступінчасте абстрагування призводить до абстракцій все більше зростаючого ступеня загальності. Абстрагування дає змогу замінити у пізнанні складне простим, але таким простим, яке відбиває основне в цьому складному.

Існують такі основні види абстракції:

  • ототожнення — утворення поняття через об’єднання предметів, пов’язаними типу рівності в особливий клас (залишаючи осторонь деякі індивідуальні якості предметів);
  • ізолювання — виділення властивостей і відношень, нерозривно пов’язаних з предметами, та позначення їх певними «іменами», що надає можливості завершення процесу утворення нескінченної множини від неможливості задати його повним переліком всіх елементів. Така множина розглядається як наявна;
  • потенціальної здійсненності — відхилення від реальних меж людських можливостей, обумовлених обмеженістю життя у часі і просторі (нескінченність розглядається як потенційно здійснена).

Результат абстрагування часто виступає як специфічний метод дослідження, а також як елемент складніших за своєю структурою методів експерименту — аналізу і моделювання.

Аналіз і синтез.

Для того, щоб дійсно пізнати предмет, треба охопити, вивчити всі його сторони, всі зв’язки. Пізнання розкриває внутрішні істотні ознаки предмету, зв’язки його елементів і їх взаємодію одного з другим. Для того, щоб це здійснити, необхідно цілісний предмет розчленувати (практично або в думках) на складові частини, а потім вивчити їх, виділяючи властивості і ознаки, зв’язки і стосунки, а потім виявити їх роль в системі цілого. Після того, як ця задача буде вирішена, частини знов можна об’єднати в єдиний предмет і скласти собі конкретне уявлення, яке спирається на глибоке знання внутрішньої природи предмету. Ця мета досягається за допомогою таких операцій як аналіз і синтез.

Аналіз — метод пізнання, який дає змогу поділяти предмети дослідження на складові частини (природні елементи об’єкта, сторони, ознаки, властивості або відносини).

Синтез, навпаки, припускає з’єднання окремих частин чи рис предмета в єдине ціле. Аналіз та синтез взаємопов’язані, вони являють собою єдність протилежностей.

Аналіз і синтез бувають:

а)  прямим або емпіричним (використовується для виділення окремих частин об’єкта, виявлення його властивостей, найпростіших вимірювань);

б)  зворотним або елементарно-теоретичним (базується на деяких теоретичних міркуваннях стосовно причинно-наслідкового зв’язку різних явищ або дій будь-якої закономірності. При цьому виділяються та з’єднуються явища, які здаються суттєвими, а другорядні ігноруються);

в)  структурно-генетичним (вимагає відокремлення у складному явищі таких елементів, які мають вирішальний вплив на всі інші сторони об’єкта).

Аналіз і синтез є найбільш елементарними і простими прийомами, які становлять фундамент людського мислення.

Узагальнення — це такий прийом мислення, в результаті якого встановлюють загальні властивості і ознаки об’єктів. Операція узагальнення здійснюється як перехід від часткового поняття або думки до загального поняття або думки. Наприклад, такі поняття як «клен», «липа», «береза» є первинними, від яких можна перейти до більш загального поняття «листяне дерево».

В процесі дослідження часто доводиться, спираючись на вже наявні знання, робити висновки про невідоме. При переході від відомого до невідомого, ми можемо або використовувати знання про окремі факти, виявляючи при цьому загальні принципи, або навпаки, спираючись на загальні принципи, робити висновки про часткові явища. Подібний перехід здійснюється за допомогою таких логічних операцій, як індукція і дедукція.

Індукція та дедукція.

Дедуктивною звуть таку розумову конструкцію, в якій висновок щодо якогось елементу множини робиться на підставі знання загальних властивостей всієї множини. Змістом дедукції як методу пізнання є використання загальних наукових положень при дослідженні конкретних явищ. Вона тісно пов’язана з узагальненням.

Загальні відомості про експеримент

Експеримент — активне і цілеспрямоване втручання у перебіг досліджуваного процесу, відповідну зміну об’єкта або його відтворення в спеціально створених і контрольованих умовах.

Таким чином, в експерименті об’єкт або відтворюється штучно, або ставиться в певним чином задані умови, що відповідають цілям дослідження. У ході експерименту досліджуваний об’єкт ізолюється від впливу побічних обставин, які затемнюють його сутність і представляється в чистому вигляді. При цьому конкретні умови експерименту не тільки задаються, але і контролюються, модернізуються, багаторазово відтворюються.

Кожен науковий експеримент завжди направляються будь-якою ідеєю, концепцією, гіпотезою. Дані експерименту завжди так чи інакше теоретично навантажені — від його постановки до інтерпретації його результатів.

Основні особливості експерименту:

а)  більш активне (ніж при спостереженні) ставлення до об’єкта, аж до його зміни і перетворення;

б)  багаторазова відтворюваність досліджуваного об’єкта за бажанням дослідника;

в)     можливість виявлення таких властивостей явищ, які не спостерігаються в природних умовах;

г)       можливість розгляду явища в чистому вигляді шляхом ізоляції його від ускладнюючих і маскуючих його хід обставин або шляхом зміни, варіювання умов експерименту;

д)  можливість контролю за поведінкою об’єкта дослідження і перевірки результатів.

Основні стадії здійснення експерименту: планування і побудова (його мета, тип, засоби, методи проведення); контроль; інтерпретація результатів.

Експеримент має дві взаємопов’язані функції: досвідчена перевірка гіпотез і теорій, а також формування нових наукових концепцій. Залежно від цих функцій виділяють експерименти: дослідницькі (пошукові), перевірочні (контрольні), які відтворюють, ізолюючі.

За характером об’єктів виділяють фізичні, хімічні, біологічні, соціальні експерименти. Важливе значення в сучасній науці має вирішальний експеримент, метою якого служить спростування однієї і підтвердження іншої з двох (або декількох) концепцій, що змагаються.

Це розходження відносне: експеримент, задуманий як підтверджуючий, може за результатами виявитися спростувальним і навпаки. Але в будь-якому випадку експеримент полягає в постановці конкретних питань природі, відповіді на які повинні дати інформацію про її закономірності.

Один з простих типів наукового експерименту — якісний експеримент, що має на меті встановити наявність або відсутність передбачуваного гіпотезою або теорією явища. Більш складний кількісний експеримент, що виявляє кількісну визначеність якої-небудь властивості досліджуваного явища.

Широке поширення в сучасній науці отримав уявний експеримент — система розумових процедур, що проводяться над ідеалізованими об’єктами. Уявний експеримент — це теоретична модель реальних експериментальних ситуацій. Тут учений оперує не реальними предметами і умовами їх існування, а їх концептуальними образами.

Все ширше розвиваються соціальні експерименти, які сприяють впровадженню в життя нових форм соціальної організації та оптимізації управління суспільством. Об’єкт соціального експерименту, в ролі якого виступає певна група людей, є одним з учасників експерименту, з інтересами якого доводиться рахуватися, а сам дослідник виявляється включеним в досліджувану їм ситуацію.

Експеримент є складовою частиною будь-якого наукового дослідження і як одна з форм практики виконує функції критерію істинності наукового пізнання. Під експериментом розуміють метод пізнання, за допомогою якого досліджуються явища дійсності. В процесі експериментального дослідження на об’єкті ставлять досліди.

Дослід — це здійснення визначеного впливу на об’єкт дослідження і реєстрація одержаного результату.

Вплив на об’єкт здійснюється за допомогою будь-яких факторів. Під факторами розуміють незалежні перемінні, які можуть приймати визначенні, заздалегідь задані, значення. Факторами можуть бути температура, тиск, тривалість процесу. Кожен фактор може приймати в досліді одне з декількох значень, які називаються рівнями цих значень. Визначений набір значень рівнів усіх факторів є умовою проведення одного з можливих дослідів і відповідає одному з можливих станів об’єкта досліджень.

Методи проведення експериментальних досліджень бувають пасивними і активними. При пасивному експерименті дослідник веде спостереження за процесом протягом тривалого часу без втручання в нормальний його хід. Активний передбачає навмисне втручання дослідника в умови проведення процесу і зміну їх у результаті проведення дослідів.

Активний експеримент може бути однофакторним і багатофакторним. Однофакторний експеримент припускає почергове вивчення впливу на процес кожного фактору окремо при стабілізації всіх інших незалежних перемінних на визначених рівнях. При багатофакторному в кожній серії дослідів оперують усіма факторами одночасно, що дозволяє встановити взаємодію факторів і підвищити ефективність експерименту в задачах з великою кількістю незалежних перемінних.

Проведенню експериментальних робіт завжди передує теоретичне пророблення проблеми, що містить вибір методів дослідження і проведення відповідних розрахунків, що необхідно для розробки і конструювання лабораторної установки.

Після створення лабораторної установки і розробки інструкції з її експлуатації, проводиться комплекс робіт з підготовки експерименту, після чого проводиться сам експеримент.

Контрольні питання

  1. Охарактеризувати загальні методи наукових досліджень.
  2. Охарактеризувати експеримент як складову частину наукового дослідження.
  3. Дати визначення понять «дослід», «фактор».
  4. Дати характеристику однофакторного і багатофакторного експерименту.
  5. Основні правила організації та проведення експериментального дослідження.