Сравнение и измерение

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В соответствии с двумя взаимосвязанными уровнями научного познания (эмпирическим и теоретическим) различают эмпирические методы научных исследований (наблюдение, описание, сравнение, измерение, эксперимент, индукция и др.), с помощью которых осуществляется накопление, фиксация, обобщение и систематизация опытных данных, их статистическая обработка, и теоретические (анализ и синтез, аналогия и моделирование, идеализация, дедукция и др.); с их помощью формируются законы науки, теории.

В процессе научного исследования целесообразно использовать многообразные методы, а не ограничиваться каким-то одним.

Наблюдение

Наблюдение – это целенаправленное систематическое восприятие объекта, доставляющее первичный материал для научного исследования. Наблюдение – это метод познания, при котором объект изучают без вмешательства в него. Целенаправленность – важнейшая характеристика наблюдения. Наблюдение характеризуется также систематичностью, которая выражается в восприятии объекта многократно и в разных условиях, планомерностью, исключающий пробелы в наблюдении, и активностью наблюдателя, его способностью к отбору нужной информации, определяемой целью исследования.

Непосредственные наблюдения в истории науки постепенно сменились наблюдениями с помощью все более совершенных приборов – телескопов, микроскопов, фотокамер и т.п. Затем появился еще более опосредованный метод наблюдений. Он позволил не только приближать, увеличивать или запечатлевать изучаемый объект, но и преобразовывать информацию, недоступную нашим органам чувств, в доступную для них форму. В этом случае прибор-посредник играет роль не только "посыльного", но и "переводчика". Так, например, радиолокаторы трансформируют улавливаемые радиолучи в световые импульсы, которые могут видеть и наши глаза.

Как метод научного исследования наблюдение дает исходную информацию об объекте, необходимую для его дальнейшего исследования.

Сравнение и измерение

Важную роль в научных исследованиях играют сравнение и измерение. Сравнение представляет собой метод сопоставления объектов с целью выявления сходства или различия между ними. Сравнение – это операция мышления, посредством которой классифицируется, упорядочивается и оценивается содержание действительности. При сравнении производят попарное сопоставление объектов в целях выявления их отношений, сходственных или отличительных признаков. Сравнение имеет смысл только применительно к совокупности однородных предметов, образующих класс.

Измерение – это нахождение физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Целью измерения является получение информации об исследуемом объекте.

Измерение может проводиться в следующих случаях:

– в чисто познавательных задачах, в которых осуществляется всестороннее изучение объекта, без четкого сформулированных идей по применению получаемых результатов в прикладной деятельности;

– в прикладных задачах, связанных с выявлением определенных свойств объекта, существенных для вполне конкретного применения.

Теорией и практикой измерения занимается метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Для точных наук характерна органическая связь наблюдений и экспериментов с нахождением числовых значений характеристик исследуемых объектов. По образному выражению Д. И. Менделеева, «наука начинается с тех пор, как начинают измерять.

Любое измерение может быть осуществлено в том случае, если имеются следующие элементы: объект измерения , свойство или состояние которого характеризует измеряемая величина ; единица измерения ; способ измерения ; технические средства измерения , проградуированные в выбранных единицах; наблюдатель или регистрирующее устройство , воспринимающее результат.

Различают прямое и косвенное измерения. При первом из них результат получают непосредственно из измерения (например, измерение длины линейкой, массы с помощью гирь). Косвенные измерения базируются на использовании известной зависимости между искомым значением величины и значениями непосредственно измеряемых величин.

К средствам измерений относят измерительный инструмент, измерительные приборы и установки. Измерительные средства делят на образцовые и технические.

Образцовые средства являются эталонами. Они предназначены для проверки для проверки технических, т. е. рабочих средств.

Передача размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам осуществляется государственными и ведомственными метрологическими органами, составляющими отечественную метрологическую службу, их деятельность обеспечивает единство измерений и единообразие средств измерений в стране. Основоположником метрологической службы и метрологии как науки в России был великий русский ученый Д. И. Менделеев, создавший в 1893 г. Главную Палату мер и весов, которой проведена, в частности, большая работа по внедрению метрической системы в стране (1918 – 1927).

Одной из важнейших задач при проведении измерений является установление их точности, т е. определение погрешностей (ошибок). Погрешностью или ошибкой измерения называют отклонение результата измерения физической величины от ее истинного значения.

Если погрешность мала, то ею можно пренебречь. Однако при этом неизбежно возникают два вопроса: во-первых, что понимать под малой погрешностью, и, во-вторых, как оценить величину погрешности.

Ошибка измерения обычно неизвестна, как неизвестно и истинное значение измеряемой величины (исключения составляют измерения известных величин, проведенные со специальной целью исследования ошибок измерения, например для определения точности измерительных приборов). Поэтому одной из основных задач математической обработки результатов эксперимента как раз и является оценка истинного значения измеряемой величины по получаемым результатам.

Рассмотрим классификацию погрешностей измерения.

Различают систематическую и случайную погрешности измерения.

Систематическая погрешность остается постоянной (или закономерно изменяющейся) при повторных измерениях одной и той же величины. К постоянно действующим причинам этой погрешности относятся следующие: недоброкачественные материалы, комплектующие изделия, применяемые для изготовления приборов; неудовлетворительная эксплуатации, неточная градуировка датчика, применение измерительных приборов невысокого класса точности, отклонение теплового режима установки от расчетного (обычно стационарного), нарушение допущений, при которых справедливы расчетные уравнения и т. п. Такие ошибки легко устраняются при отладке измерительной аппаратуры или введением специальных поправок к значению измеряемой величины.

Случайная погрешность изменяется случайным образом при повторных измерениях и обусловлена хаотическим действием множества слабых, и поэтому трудно выявляемых причин. Примером одной из этих причин является считывание показаний со шкалы стрелочного прибора – результат непредсказуемым образом зависит от угла зрения оператора. Оценить случайную погрешность измерения можно лишь методами теории вероятности и математической статистики. Если погрешность в эксперименте существенно превышает ожидаемую, то ее называют грубой ошибкой (промахом), результат измерения в этом случае отбрасывается. Грубые ошибки возникают вследствие нарушения основных условий измерения или в результате недосмотра экспериментатора (например, при плохом освещении вместо 3 записывают 8). При обнаружении грубой ошибки результат измерения следует сразу отбросить, а само измерение повторить (если это возможно). Внешним признаком результата, содержащего грубую ошибку, является его резкое отличие по величине от результатов остальных измерений.

Другой классификацией погрешностей является их разделение на методические и инструментальные погрешности. Методические погрешности обусловлены теоретическими ошибками выбранного метода измерений: отклонением теплового режима установки от расчетного (стационарного), нарушением условий, при которых справедливы расчетные уравнения и т.п. Инструментальные погрешности вызваны неточной градуировкой датчиков, погрешностями измерительных приборов и т.д. Если методические погрешности в тщательно поставленном опыте можно свести к нулю или учесть введением поправок, то инструментальные погрешности устранить в принципе невозможно – замена одного прибора другим, такого же типа, изменяет результат измерений.

Таким образом, наиболее трудно устраняемыми в эксперименте погрешностями являются случайные и систематические инструментальные погрешности.

Если измерения провести многократно в одних и тех же условиях, то результаты отдельных измерений одинаково надежны. Такую совокупность измерений x 1 , x 2 ...x n называют равноточными измерениями.

При многократных (равноточных) измерениях одной и той же величины x случайные погрешности приводят к разбросу получаемых значений x i , которые группируются вблизи истинного значения измеряемой величины Если проанализировать достаточно большую серию равноточных измерений и соответствующих случайных ошибок измерений, то можно выделить четыре свойства случайных ошибок:

1) число положительных ошибок почти равно числу отрицательных;

2) мелкие ошибки встречаются чаще, чем крупные;

3) величина наиболее крупных ошибок не превосходит некоторого определенного предела, зависящего от точности измерения;

4) частное от деления алгебраической суммы всех случайных ошибок на их общее количество близко к нулю, т.е.

На основе перечисленных свойств при учете некоторых допущений математически достаточно строго выводится закон распределения случайных ошибок, описываемый следующей функцией:

Закон распределения случайных ошибок является основным в математической теории погрешностей. Иначе его называют нормальным законом распределения измеряемых данных (распределением Гаусса). Этот закон в виде графика изображен на рис. 2

Рис. 2. Характеристики нормального закона распределения

р(x) – плотность вероятности получения отдельных значений x i (сама вероятность изображается площадью под кривой);

m – математическое ожидание, наиболее вероятное значение измеряемой величины x (соответствующее максимуму графика), стремящееся при бесконечно большом числе измерений к неизвестному истинному значению x; , где n – число измерений. Таким образом, математическое ожидание m определяется как среднее арифметическое от всех значений x i ,

s – среднее квадратическое отклонение измеряемой величины x от значения m; (x i - m) – абсолютное отклонение x i от m,

Площадь под кривой графика в каком-либо интервале значений x представляет собой вероятность получения случайного результата измерения в этом интервале. Для нормального распределения в интервал ±s (относительно m) попадают 0,62 всех проведенных измерений; в более широком интервале ±2s содержатся уже 0,95 всех измерений, а в интервал ±3s укладываются практически все результаты измерений (кроме грубых ошибок).

Среднее квадратическое отклонение s характеризует ширину нормального распределения. Если повысить точность измерения, разброс результатов резко уменьшится за счет уменьшения s (распределение 2 на рис. 4.3 б уже и острее, чем кривая 1).

Конечной целью эксперимента является определение истинной величины x, к которой при наличии случайных погрешностей можно лишь приблизиться, вычисляя математическое ожидание m для все большего числа экспериментов.

Разброс значений математического ожидания m, вычисленных для различного числа измерений n характеризуется величиной s m ; При сравнении с формулой для s видно, что разброс величины m, как средней арифметической, в Ön меньше разброса отдельных измерений x i . Приведенные выражения для s m и s отражают закон возрастания точности при росте числа измерений. Из него следует, что для повышения точности измерений в 2 раза необходимо сделать вместо одного - четыре измерения; чтобы повысить точность в 3 раза, нужно увеличить число измерений в 9 раз и т.д.

Для ограниченного числа измерений значение m все же отличается от истинного значения величины x, поэтому наряду с вычислением m необходимо указать доверительный интервал, в котором с заданной вероятностью находится истинное значение x. Для технических измерений вероятность 0,95 считают достаточной, поэтому доверительный интервал при нормальном распределении составляет ±2s m . Нормальное распределение справедливо для количества измерений n ³ 30.

В реальных условиях технический эксперимент редко проводится более 5 – 7 раз, поэтому недостаток статистической информации должен компенсироваться расширением доверительного интервала. В этом случае при (n < 30) доверительный интервал определяется как ± k s s m , где k s – коэффициент Стьюдента, определяемый по справочным таблицам

С уменьшением числа измерений n коэффициент k s увеличивается, что расширяет доверительный интервал, а при увеличении n значение k s стремится к 2, что соответствует доверительному интервалу нормального распределения ± 2s m .

Конечный результат многократных измерений постоянной величины всегда приводится к виду: m ± k s s m .

Таким образом, для оценки случайных погрешностей необходимо выполнить следующие операции:

1). Записать результаты x 1 , x 2 ...x n многократных измерений n постоянной величины;

2). Вычислить среднее значение из n измерений – математическое ожидание ;

3). Определить погрешности отдельных измерений х i -m;

4). Вычислить квадраты погрешностей отдельных измерений (х i -m) 2 ;

если несколько измерений резко отличаются по своим значениям от остальных измерений, то следует проверить не являются ли они промахом (грубой ошибкой). При исключении одного или нескольких измерений п.п. 1...4 повторить;

5). Определяется величина s m – разброс значений математического ожидания m;

6). Для выбранной вероятности (обычно 0,95) и числа проведенных измерений n определяется по справочной таблице коэффициент Стьюдента k s ;

Значения коэффициента Стьюдента k s в зависимости от числа измерений n для доверительной вероятности 0,95

7). Определяются границы доверительного интервала ± k s s m

8). Записывается окончательный результат m ± k s s m .

Инструментальные погрешности устранить в принципе невозможно. Все средства измерения основаны на определенном методе измерения, точность которого конечна.

Инструментальные погрешности устранить в принципе невозможно. Все средства измерения основаны на определенном методе измерения, точность которого конечна. Погрешность прибора определяется точностью деления шкалы прибора. Так, например, если шкала линейки нанесена через 1 мм, то точность отсчета (половина цены деления 0,5 мм) не изменить, если применить лупу для рассматривания шкалы.

Различают абсолютную и относительную погрешности измерения.

Абсолютная погрешность D измеряемой величины x равна разности измеренного и истинного значений:

D = x - x ист.

Относительная погрешность e измеряется в долях от найденной величины x:

Для простейших средств измерения – измерительных инструментов абсолютная погрешность измерения D равна половине цены деления. Относительная погрешность определяется по формуле.

Вопрос № 2. Формы и методы эмпирического исследования: факт, наблюдение и эксперимент; сравнение, измерение, описание и систематизация.

Формы и методы научного исследования.

Эмпирический уровень – исследуемый объект отражается со стороны внешних связей, доступных живому созерцанию и выражающих внутренние отношения. Опытное исследование непосредственно направлено на объект.

Признаки эмпирического познания это сбор фактов, их первичное обобщение и описание наблюдаемых данных, их систематизация и классификация – основные приемы и средства – сравнение, измерение, наблюдение, эксперимент, анализ, индукция. При этом опыт не бывает слепым, он планируется и конструируется теорией.

Эмпирическое и теоретическое. В науке различают эмпирические и теоретические уровни исследования. Это различие имеет своим основанием:

Методы познавательной активности.

Характер достигаемых результатов.

Эмпирическое исследование предполагает выработку программы исследований, организацию наблюдения и экспериментов, описание и обобщение экспериментальных данных, их классификацию, первичное обобщение. Словом для эмпирического познания характерна фактофиксирующая активность . Теоретическое познани е - это сущностное познание, осуществляемое на уровне абстракций высоких порядков. Здесь орудием выступают понятия, категории, законы, гипотезы. Исторически, эмпирическое познание предшествует теоретическому, но только этим путем нельзя достигнуть полного и истинного знания.

Эмпирическое исследование , выявляет все новые данные наблюдений и экспериментов, ставит перед теоретическим мышлением новые задачи, стимулирует его к дальнейшему совершенствованию. Однако и обогащающееся теоретическое знание ставит перед наблюдением и экспериментом все более сложные задачи.

Всякое наблюдение начинается не со сбора фактов, а с попытки решения какой-то задачи, в основе которой всегда лежит известное предположение, догадка, постановка проблемы.

Постановка проблемы и исследовательская программа. Люди стремятся познать то, чего они не знают. Проблема - это вопрос, с которым мы обращаемся к самой природе, к жизни, к практике и теории. Поставить проблему, порой, не менее трудно, чем найти ее решение: правильная постановка проблемы в известной мере направляет поисковую активность мысли, ее устремленность. Когда ученый ставит проблему и пытается решить ее, он неизбежно разрабатывает и исследовательскую программу, строит план своей деятельности. При этом он исходит из предполагаемого ответа на свой вопрос. Этот предполагаемый ответ выступает в виде гипотезы.

Наблюдение и эксперимент . Наблюдение - это преднамеренное, направленное восприятие, имеющее целью выявление существующих свойств и отношений объекта познания. Оно может быть непосредственным и опосредованным приборами. Наблюдение приобретает научное значение, когда оно в соответствии с исследовательской программой позволяет отобразить объекты с наибольшей точностью и может быть многократно повторено при варьировании условий.

Но человек не может ограничиться ролью только наблюдателя: наблюдение только фиксирует то, что дает сама жизнь, а исследование требует эксперимента, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в заданные условия, отвечающие целям исследования. В ходе эксперимента исследователь активно вмешивается в исследовательский процесс.

В процессе познания применяется и мысленный эксперимент, когда ученый в уме оперирует определенными образами, мысленно ставит объект в определенные условия.

Эксперимент двусторонен. С одной стороны он способен подтвердить или опровергнуть гипотезу, а с другой - содержит возможность выявления неожиданных новых данных.

Таким образом, экспериментальная деятельность обладает сложной структурой: теоретические основы эксперимента - научные теории, гипотезы; материальная основа - приборы; непосредственное осуществление эксперимента; экспериментальное наблюдение; количество и качество анализа результатов эксперимента, их теоретическое обобщение.

Необходимым условием научного исследования является установление фактов. Факт, от factum - «сделанное», «совершившееся». Факт - это явление материального или духовного мира, ставшее удостоверенным достоянием нашего сознания, зафиксированность какого-либо предмета, явления, свойства или отношения. “Факты - это воздух ученого” , - говорил Павлов. Самое характерное для научного факта - его достоверность. Факт должен быть осмыслен, обоснован. Факты всегда оказываются опосредованными нашим пониманием, интерпретацией. Например, свидетельские показания. Люди говорят об одном и том же, но как-то по-разному. Таким образом, очевидность отнюдь не является полной гарантией реальной достоверности факта.

Факты сами по себе не составляют науки. Факты должны быть подвергнуты отбору, классификации, обобщению и объяснению, тогда они включатся в ткань науки. Факт содержит немало случайного. Поэтому основой для научного анализа является не просто единичный факт , а множество фактов, отражающих основную тенденцию. Только во взаимной связи и цельности факты могут служить основанием для теоретического обобщения. Из соответственно подобранных фактов можно построить любую теорию.

Описание. В ходе наблюдений и экспериментов осуществляется описание, протоколирование. Основное научное требование к описанию - его достоверность, точность воспроизведения данных наблюдений и экспериментов. Э.Мах единственной функцией науки считал описание. Он отмечал: "Дает ли описание все, что может требовать научный исследователь? Я думаю, что да!" Объяснение и предвидение Мах по сути сводил к описанию. Теории с его точки зрения - это как бы спрессованная эмпирия. Э.Мах писал: "Быстрота, с которой расширяются наши познания благодаря теории, предает ей некоторое количественное преимущество перед простым наблюдением, тогда как качественно нет между ними никакой существенной разницы ни в отношении происхождения, ни в отношении конечного результата". Атомно-молекулярную теорию Мах назвал "мифологией природы". Аналогичную позицию занимал и известный химик В.Оствальд . По этому поводу А.Эйнштейн писал: "Предубеждение этих ученых против атомной теории можно, несомненно, отнести за счет их позитивистской философской установки. Это - интересный пример того, как философские предубеждения мешают правильной интерпретации фактов даже ученым со смелым мышлением и тонкой интуицией. Предрассудок, который сохранился до сих пор, заключается в убеждении, будто факты сами по себе, без свободного теоретического построения, могут и должны привести к научному познанию".

Интеграция в науке связана, прежде всего, с унификацией разнообразных методов научного исследования. Разработка методологии науки привела к единому научному стандарту, конечно, эти методы есть уровень абстракции и в каждой конкретной области они имеют собственную объективность. Кроме того, есть общенаучные методы, типа применения математических методов исследования объектов во всех науках без исключения. Интеграция идет и в плане объединения теория и видения их внутренней взаимосвязи на основе открытия основополагающих принципов бытия. Это не означает отмены этих наук, а это лишь более глубокий уровень проникновения в сущность исследуемых явлений - создание общих теорий, метатеорий и общих методов доказательства. Происходит объединение наук на принципе нового уровня абстракции, примером чему может опять служить теория систем.

Источник имеющихся данных.

Практически во всех статистических пакетах задается строкой значений

переменных.

Синоним: case.

Отличное определение

Неполное определение ↓

Наблюдение

общенаучный метод эмпирического исследования. В социологии используется преимущественно для сбора и простейшего обобщения первичной информации. В качестве последней выступают зафиксированные акты вербального или реального поведения единицы наблюдения. В отличие от естественных наук, где Н. считается простейшим видом исследования, в социологии научное Н.один из наиболее сложных и трудоемких методов. Сложность его обусловлена спецификой отношения субъекта и объекта наблюдения, в котором и субъектом и объектом выступает человек. Это отношение является фактически субъект-субъектным социальным отношением, что предопределяет неизбежность их взаимовлияния в процессе исследования, а следовательно возможность получения артефактов, «деформированной» информации. Поэтому применение этого метода обычно связано с разработкой сложных технических приемов, обеспечивающих надежность исходных данных. Надежность Н. обеспечивается прежде всего адекватностью его условий типу взаимодействия субъекта и объекта, степенью формализации процедуры, репрезентативностью информации. Для всякого социологического Н., в зависимости от того, знают наблюдаемые о нем или нет, характерны следующие типы взаимодействия: 1. Включенное (участвующее) Н., когда наблюдаемые знают о присутствии исследователя в группе. Субъект в силу самого факта включения ощущает влияние объекта, в известной мере сам становится объектом. Объект реагирует на присутствие субъекта. В этом случае необходим;) сложная коррекция данных Н, получающих деформацию из-за «возмущающего» их взаимовлияния субъекта и объекта. 2. Включенное Н., когда наблюдаемые не знают о нем. Субъект также ощущает влияние объекта, однако объект не реагирует на присутствие субъекта. Надежность информации в данном случае повышается, однако возникают проблемы этики исследования, регистрации и полноты информации. 3. Невключенное Н., когда наблюдаемые знают о нем. Объект существенно не влияет на субъект, но сам реагирует на его присутствие. Эта реакция (изменение поведения)-основная причина деформации первичных данных и должна быть учтена субъектом. 4. Невключенное Н., когда наблюдаемые не знают о нем. Во взаимодействии субъекта и объекта фактически не возникает «возмущающего» влияния. Однако увеличивается возможность деформации и потери информации за счет более ограниченного поля наблюдения. В данном случае, как и в предыдущем (3), большая вероятность организационно-технических ошибок. В названных типах взаимодействия субъекта и объекта Н. проблема исключения «возмущающих» факторов решается как проблема учета конкретных условий, научной организации и проведения исследования, а также достаточного контроля данных на обоснованность, устойчивость и точность. Для обеспечения этого объект Н. прежде всего должен быть определен в конкретной эмпирической ситуации. В зависимости от того, является она естественной или создана искусственно, определяют и тип взаимодействия. Эмпирическая ситуация далее должна быть кодифицирована в категориях гипотезы и программы исследования. Соответственно им разрабатываются рубрики индикаторов И. Единая система индикации эмпирических ситуаций позволяет унифицировать данные, осуществить их сопоставимость и количественную обработку на ЭВМ или вручную. В итоге социологические Н., вопреки распространенному скептицизму, дают возможность при хорошей подготовке наблюдателей получать данные, корреляция которых достигает 0,75-0,95. Основным преимуществом Н. является то, что этот метод позволяет непосредственно изучать взаимодействия, связи и отношения между людьми и делать обоснованные эмпирические обобщения. Вместе с тем на основе таких обобщении труднее устанавливать закономерности явлений, выявлять их детерминанты, различать случайность и необходимость в социальных процессах. Поэтому социологическое Н. должно применяться в сочетании с другими методами исследования, обеспечивать комплексное рассмотрение объекта.

Отличное определение

Неполное определение ↓

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Методы построения теории

1. Частные, используемые только в какой-то отдельной области (например, метод раскопок в археолгии)

2. Общенаучные, используемые разными науками, дающие возможность связывать воедино все стороны процесса познания:

– общелогические методы (анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия)

– методы эмпирического познания (наблюдение, эксперимент, измерение, моделирование)

– методы теоретического познания (абстрагирование, идеализация, формализация)

3. Всеобщие (диалектика, метафизика, метод проб и ошибок)

В структуре науки выделяют эмпирический и теоретический уровни и, соответственно, эмпирические и теоретические методы научного познания.

Эмпирическое знание имеет сложную структуру:

1. Простейший уровень – это единичные эмпирические высказывания (протокольные предложения, фиксирующие результаты наблюдений, точное место и время наблюдений и тд.)

2. Факты – информация о действительности, это общие утверждения о наличии или отсутствии события, свойств предмета. Факт фиксирует эмпирическое знание. Факт выступает в виде графика, таблицы, классификации.

3. Эмпирические законы: функциональные, причинные, структурные, динамические, статистические. Эти законы характеризуются временным или пространственным постоянством, они имеют характер общих высказываний (например, все металлы электропроводны). Научные эмпирические законы, как и факты, являются общими гипотезами.

4. Феноменологические теории – это логически организованное множество эмпирических законов и фактов. Они есть предположительное знание.

Различия между уровнями эмпирического знания скорее количественные, чем качественные. Они отличаются лишь степенью общности представлений о наблюдаемом.

Методы эмпирического уровня научного познания.

НАБЛЮДЕНИЕ – это активный познавательный процесс, опирающийся с одной стороны на работу органов чувств, с другой – на выработанные наукой средства и методы истолкования показаний органов чувств.

Особенности: целенаправленность; планомерность; активность.

Всегда сопровождается описанием объекта. Описание должно давать достоверную и адекватную картину объекта, точно отображать явления. Понятия, используемые для описания должны иметь четкий, однозначный смысл.

В наблюдении отсутствует деятельность, направленная на преобразование, изменение объектов познания из-за недоступности этих объектов (удаленные космические объекты), нежелательности, исходя из целей исследования, вмешательства в процесс (природные, психологические и др.).

По способу проведения наблюдения могут быть непосредственными (органы чувств) и опосредованными (приборы), косвенные (ядерная физика – треки, продукты жизнедеятельности). Косвенные наблюдения обязательно основываются на некоторых теоретических положениях.

Наблюдение предполагает:

Четкую постановку целей;

Выбор методики;

Постановку плана; систематичность;

Контроль за чистотой результатов;

Обработку, то есть осмысление и истолкование полученных результатов.

Условием наблюдения является взаимосвязь наблюдателя и объекта познания. Фиксируя наблюдение средствами языка, мы получаем эмпирическое высказывание.

Эмпирическое высказывание имеет следующие свойства:

1. Оно отражает события независимо от наблюдателя, т.е. оно объективно по содержанию.

2. Оно выражает событие некоторым контролируемым способом. Одно событие может наблюдаться многими наблюдателями, нос выразят его в одних словах.

3. Гносеологическая функция наблюдения. С помощью него мы переводим реально наблюдаемую ситуацию в область сознания, превращая ее в нечто идеальное. Перенос материального в идеальное есть предпосылка для последующих познавательных операций.

ИЗМЕРЕНИЕ – процедура, фиксирующая не только качественные характеристики объекта, но и количественные. Измерение осуществляется с помощью определенных приборов (линейка, весы и тп.). измерение как способ познавательной деятельности, стал использоваться во времена Галилея. Методика проведения: совокупность приемов, использующих определенные принципы и средства измерений. Измерять может либо сам исследователь, либо приборы. Проблема – выбор единица измерения (эталон). Виды: статические и динамические, прямые и косвенные. Точность зависит от уровня развития техники.

ЭКСПЕРИМЕТ – это прием научного исследования, предполагающий изменение объекта или воспроизведение его в специально заданных условиях.

В зависимости от целей исследования, различают:

1) исследовательский эксперимент. Цель – открытие нового

2) проверочный эксперимент. Цель – установить истину гипотезы.

По объекту исследования различают:

Природный эксперимент

Социальный эксперимент.

По способам осуществления различают:

Естественный и искусственный

Модельный и непосредственный

Реальный и мысленный

Научный и производственный

Предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных сторон, свойств, связей, включает в себя наблюдения, измерения.

Особенности: позволяет изучать объект в «очищенном» виде; в ходе эксперимента объект м/б поставлен в искусственные условия; активное влияние на его протекание; воспроизводимость; возможность варьирования одного или нескольких параметров

Условия: цель обязательна; базируется на теоретических положения; имеет план; требует определенного уровня развития технических средств познания.

Виды: В зависимости от характера проблем, решаемых в ходе экспериментов, делятся на исследовательские и проверочные. В зависимости от области научного знания: естественнонаучный, прикладной (в технических науках, сельскохозяйственной науке и т. д.) и социально-экономический.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ

Эмпирическое познание никогда не может быть сведено только к чистой чувственности. Даже первичный слой эмпирических знаний – данные наблюдений – представляют собой сложное переплетение чувственного и рационального. Но эмпирическое познание к данным наблюдений не сводится. Оно предполагает также формирование на основе данных наблюдения особого типа знаний – научного факта. Научный факт возникает как результат очень сложной рациональной обработки данных наблюдений.

Моделирование как метод эмпирического уровня познания

Эксперимент, планирование эксперимента

Наблюдение и измерение

ЛЕКЦИЯ 16

ТЕМА: МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКОГО УРОВНЯ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Метод научного исследования - ϶ᴛᴏ способ познания объективной реальности. Способ представляет собой определœенную последовательность действий, приемов, операций. Учитывая зависимость отуровня научного познания выделяют методы эмпирического и теоретического уровней. К методам эмпирического уровня относят наблюдение, описание, сравнение, счет, измерение, эксперимент. К методам теоретического уровня научного познания относят аксиоматический, гипотетический (гипотетико-дедуктивный) и формализацию. Выделяют методы, которые применяются на обоих уровнях научного познания такие как: моделирование, абстрагирование, обобщение, классификация и общелогические методы.

От рассматриваемого понятия метода следует отграничивать понятия техники, процедуры и методики научного исследования.

Под техникой исследования понимают совокупность специальных приемов для использования того или иного метода, а под процедурой исследования – определœенную последовательность действий, способ организации исследования.

Методика - это совокупность способов и приемов исследования, порядок их применения и интерпретация полученных с их помощью результатов. Она зависит от характера объекта изучения, методологии, цели исследования, разработанных методов, общего уровня квалификации исследователя.

Наблюдение - ϶ᴛᴏ систематическое, целœенаправленное восприятие каких-либо отдельных сторон объекта͵ либо объекта в целом.

По способу проведения различают наблюдения непосредственные и опосредованные. При непосредственных наблюдениях те или иные свойства, стороны объекта воспринимаются органами чувств человека. Опосредованные наблюдения проводятся с использованием технических средств.

В наблюдениях отсутствуют деятельность, направленная на преобразование, изменение объектов познания. Это обуславливается рядом обстоятельств:

Недоступностью этих объектов для практического воздействия;

Нежелательностью, исходя из целœей исследования, вмешательства в наблюдаемый процесс;

Отсутствием технических, энергетических, финансовых и иных возможностей для воздействия.

В биологии непосредственные наблюдения подразделяют на:

1) полевые или экспедиционные;

2) лабораторные или стационарные.

При полевом обследовании различают методы:

Маршрутные;

Ключевые;

Площадные;

Комбинированные (для изучения площади различают маршруты, эти маршруты обследуются с помощью систем ключевых точек).

Лабораторные наблюдения отличаются от полевых большей повторяемостью наблюдений и тем, что аппаратура обычно закреплена на точке наблюдения. В лабораторных условиях возможность использования измерительной техники несравненно выше, чем в полевых условиях.

Результаты наблюдения могут фиксироваться в протоколах, дневниках, карточках, на кинопленках и другими способами.

Описание - ϶ᴛᴏ фиксация средствами естественного или искусственного языка признаков исследуемого объекта͵ которые устанавливаются путем наблюдения или измерения. Описание бывает:

1) непосредственным , когда исследователь непосредственно воспринимает и указывает признаки объекта;

2) опосредованным , когда исследователь отмечает признаки объекта͵ которые воспринимались другими лицами.

Счет - ϶ᴛᴏ определœение количественных соотношений объектов исследования или параметров, характеризующих их свойства. Метод широко применяется в статистике для определœения степени и типа изменчивости явления, процесса, достоверности полученных средних величин и теоретических выводов.

Большинство научных наблюдений включают в себя проведение разнообразных измерений.

Измерение - ϶ᴛᴏ определœение численного значения некоторой величины путем сравнения ее с эталоном. Измерение есть процедура определœения численного значения некоторой величины посредством единицы измерения. Ценность этой процедуры в том, что она дает точные, количественные определœенные сведения об окружающей действительности.

Важнейшим показателœем качества измерения, его научной ценности является точность, которая зависит от исследователя и от имеющихся измерительных приборов.

Выделяют следующие виды измерений:

1) по характеру зависимости измеряемой величины от времени:

Статические (измеряемая величина остается постоянной во времени);

Динамические (измеряемая величина в процессе измерения меняется во времени).

2) по способу получения результатов:

Прямые измерения (значение измеряемой величины получается путем непосредственного сравнения ее с эталоном или выдается измерительным прибором);

Косвенные измерения (величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемых путем прямых измерений).

Сравнение - ϶ᴛᴏ сопоставление признаков, присущим двум или нескольким объектам, установление различия между ними или нахождение в них общего, осуществляемое как органами чувств, так и с помощью специальных устройств.

Наблюдение и измерение - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Наблюдение и измерение" 2017, 2018.