Информационные технологии и системы для решения научно-исследовательских и научно-технических задач

Научный работник должен четко ограничивать рамки своей деятельности и определять цели своей научной работы. Научный работник не может заниматься «наукой вообще», а должен вычленить четкое направление работы, поставить конкретную цель и последовательно идти к ее достижению. Одним из главных качеств научного работника является способность сосредоточиться только на той проблеме, которой он занимается, а все остальные — «побочные» — использовать только в той мере и на том уровне, как они описаны в имеющейся на сегодняшний день научной литературе.

Первоначально, приступая к очередной научной работе, любой исследователь имеет замысел — задуманный в самых общих чертах проект — что он хочет получить.

Методы исследования подразделяются на эмпирические (эмпирический — дословно — воспринимаемый посредством органов чувств) и теоретические.

Теоретические методы:

  • • методы — познавательные действия: выявление и разрешение противоречий, постановка проблемы, построение гипотезы и т. д.;
  • • методы-операции: анализ, синтез, сравнение, абстрагирование и конкретизация и т. д.

Эмпирические методы:

  • • методы — познавательные действия: обследование, мониторинг, эксперимент и т. д.;
  • • методы-операции: наблюдение, измерение, опрос, тестирование и т. д.

Теоретические методы (методы-операции)

Анализ — это разложение исследуемого целого на части, выделение отдельных признаков и качеств явления, процесса или отношений явлений, процессов. Процедуры анализа входят органической составной частью во всякое научное исследование и обычно образуют его первую фазу, когда исследователь переходит от нерасчлененного описания изучаемого объекта к выявлению его строения, состава, его свойств и признаков.

Одно и то же явление, процесс можно анализировать во многих аспектах. Всесторонний анализ явления позволяет глубже рассмотреть его.

Синтез — соединение различных элементов, сторон предмета в единое целое (систему). Синтез — не простое суммирование, а смысловое соединение. Если просто соединить явления, между ними не возникнет системы связей, образуется лишь хаотическое накопление отдельных фактов. Синтез противоположен анализу, с которым он неразрывно связан (рис. 5.2).

Сравнение — это познавательная операция, лежащая в основе суждений о сходстве или различии объектов. С помощью сравнения выявляются количественные и качественные характеристики объектов, осуществляется их классификация, упорядочение и оценка.

Метод анализа и синтеза

Рис. 5.2. Метод анализа и синтеза

Абстрагирование — одна из основных мыслительных операций, позволяющая мысленно вычленить и превратить в самостоятельный объект рассмотрения отдельные стороны, свойства или состояния объекта в чистом виде. Одна из основных функций абстрагирования заключается в выделении общих свойств некоторого множества объектов и в фиксации этих свойств, например, посредством понятий.

Конкретизация — процесс, противоположный абстрагированию, т. е. нахождение целостного, взаимосвязанного, многостороннего и сложного. Исследователь первоначально образует различные абстракции, а затем на их основе посредством конкретизации воспроизводит эту целостность.

Обобщение позволяет отображать свойства и отношения объектов независимо от частных и случайных условий их наблюдения. Сравнивая с определенной точки зрения объекты некоторой группы, человек находит, выделяет и обозначает словом их одинаковые, общие свойства, которые могут стать содержанием понятия об этой группе, классе объектов.

Формализация — отображение результатов мышления в точных понятиях или утверждениях. В математике и формальной логике под формализацией понимают отображение содержательного знания в знаковой форме или в формализованном языке. Формализация играет существенную роль в развитии научного знания, поскольку интуитивные понятия, хотя и кажутся более ясными с точки зрения обыденного сознания, мало пригодны для науки: в научном познании нередко нельзя не только разрешить, но даже сформулировать и поставить проблемы до тех пор, пока не будет уточнена структура относящихся к ним понятий. Истинная наука возможна лишь на основе абстрактного мышления, последовательных рассуждений исследователя, протекающих в логической языковой форме посредством понятий, суждений и выводов.

В научных выводах одно суждение исходит от другого, на основе уже существующих выводов делается новый. Существуют два основных вида выводов: индуктивные (индукция) и дедуктивные (дедукция).

Идеализация — мысленное конструирование представлений об объектах, не существующих или неосуществимых в действительности, но таких, для которых существуют прообразы в реальном мире. Примерами понятий, являющихся результатом идеализации, могут быть математические понятия «точка», «прямая»; в физике — «материальная точка», «абсолютно черное тело», «идеальный газ» и т. п.

Аналогия — мыслительная операция, когда знание, полученное из рассмотрения какого- либо одного объекта (модели), переносится на другой, менее изученный или менее доступный для изучения, менее наглядный объект, именуемый прототипом, оригиналом. Открывается возможность переноса информации по аналогии от модели к прототипу. В этом суть одного из специальных методов теоретического уровня — моделирования. Различие между аналогией и моделированием заключается в том, что, если аналогия является одной из мыслительных операций, то моделирование может рассматриваться в разных случаях и как мыслительная операция и как самостоятельный метод — метод-действие.

Модель — вспомогательный объект, выбранный или преобразованный в познавательных целях, дающий новую информацию об основном объекте. По характеру моделей выделяют предметное и знаковое (информационное) моделирование.

Предметное моделирование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические либо функциональные характеристики объекта моделирования.

При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы и т. п. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование.

Моделирование всегда применяется вместе с другими методами исследования, особенно тесно оно связано с экспериментом. Изучение какого-либо явления на его модели есть особый вид эксперимента — модельный эксперимент, отличающийся от обычного эксперимента тем, что в процессе познания включается «промежуточное звено» — модель, являющаяся одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющего оригинал.

Эмпирические методы (методы-операции)

Наблюдение — в принципе, наиболее информативный метод исследования. Это единственный метод, который позволяет увидеть все стороны изучаемых явлений и процессов, доступные восприятию наблюдателя — как непосредственному, так и с помощью различных приборов.

В зависимости от целей, которые преследуются в процессе наблюдения, последнее может быть научным и ненаучным.

Научные наблюдения предполагают получение определенной информации для дальнейшего теоретического осмысления и истолкования, для утверждения или опровержения какой-либо гипотезы и пр.

Научное наблюдение складывается из следующих процедур:

  • • определение цели наблюдения (для чего, с какой целью?);
  • • выбор объекта, процесса, ситуации (что наблюдать?);
  • • выбор способа и частоты наблюдений (как наблюдать?);
  • • выбор способов регистрации наблюдаемого объекта, явления (как фиксировать полученную информацию?);
  • • обработка и интерпретация полученной информации (каков результат?).

Наблюдаемые ситуации подразделяются на:

  • • естественные и искусственные;
  • • управляемые и не управляемые субъектом наблюдения;
  • • спонтанные и организованные;
  • • стандартные и нестандартные;
  • • нормальные и экстремальные и т. д.

Можно выделить определенную структуру измерения, включающую следующие элементы:

  • 1) познающий субъект, осуществляющий измерение с определенными познавательными целями;
  • 2) средства измерения, среди которых могут быть как приборы и инструменты, сконструированные человеком, так и предметы и процессы, данные природой;
  • 3) объект измерения, т. е. измеряемая величина или свойство, к которому применима процедура сравнения;
  • 4) способ или метод измерения, который представляет собой совокупность практических действий, операций, выполняемых с помощью измерительных приборов;
  • 5) результат измерения, который представляет собой именованное число, выражаемое с помощью соответствующих наименований или знаков.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >