Методология научной деятельности

По определению научной (познавательной) деятельности наука есть сфера человеческой деятельности, которая систематизирует опытные и формирует умозрительные знания с целью рационального использования их в практической деятельности.

В этой связи, научная деятельность человека направлена на проведение экспериментальных (эмпирических) и теоретических (умозрительных) исследований. Каждому из этих направлений соответствуют свои способы выполнения исследований. Сказанное выше, может быть отображено графически (рис. 4)

Рис. 4. Основные направления научной деятельности

 

9.1. Методы (способы) научных исследований

Таким образом, по определению науки (рис. 11.1), научные исследования бывают двух видов: теоретическими и эмпирическими или экспериментальными. Рассмотрим эти виды общественной деятельности более подробно.

9.2. Теоретические методы научных исследований.

Успешное выполнение теоретических исследований зависит не только от кругозора, творческой активности, настойчивости и целеустремленности научного работника, но и от того, в какой мере он владеет теоретическими методами исследования. Самыми известными теоретическими методами исследований являются методы дедукции и индукции.

Дедуктивный — это такой способ исследования, при котором частные положения выводятся из общих положений.

Индуктивный — это такой способ исследования, при котором по частным фактам и явлениям устанавливаются общие принципы и законы.

Анализ — это способ научного исследования, при котором явление расчленяется на составные части. Часто, при анализе объектов и процессов, возникает необходимость рассмотреть большое количество фактов (признаков). Здесь важно уметь выделить главное. Для этого широко применяется способ абстрагирования, т.е. отвлечение от второстепенных фактов с целью сосредоточиться на важнейших особенностях изучаемого явления.

Синтез — противоположный анализу способ, заключающийся в исследовании явления в целом, на основе объединения связанных друг с другом элементов в единое целое. Синтез позволяет обобщать понятия, законы, теории.

Теоретические методы научных исследований подразделяют на логические и исторические методы: Логические методы, в свою очередь, включают в себя гипотетический и аксиоматический методы.

Гипотетическийметод основан на разработке гипотезы, научного предположения, содержащего элементы новизны и оригинальности. Гипотеза должна полнее и лучше объяснить объекты и процессы, подтверждаться экспериментально и соответствовать общим законам диалектики и естествознания. Гипотеза составляет суть, методологическую основу, теоретическое предвидение, стержень теоретических исследований. Являясь руководящей идеей всего исследования, она определяет направление и объем теоретических разработок. Сформулировать четко и полно рабочую гипотезу, как правило, трудно. От того, как сформулирована гипотеза, зависит степень ее приближения к окончательному теоретическому решению темы, т.е. трудоемкость и продолжительность теоретических разработок. Успех зависит от полноты собранной информации, глубины ее творческого анализа, стройности и целенаправленности методических выводов по результатам анализа, четко сформулированных целей и задач исследования, опыта и эрудиции научного работника. На стадии формулирования гипотезы теоретическую часть необходимо расчленить на отдельные вопросы, что позволит упростить их проработку. Основой для проработки каждого вопроса являются теоретические исследования, уже выполненные различными авторами и организациями. Научный работник на основе их глубокой проработки и критического анализа своих предложений развивает существующее или предлагает новое, более рациональное решение проблемы, задачи, вопроса.

Аксиоматическийметод основан на очевидных положениях (аксиомах), принимаемых без доказательства. По этому методу теория разрабатывается на основе дедуктивного принципа. Более широкое распространение он получил в теоретических науках (математике, математической логике и др.).

Исторический метод позволяет исследовать возникновение, формирование и развитие процессов и событий в хронологической последовательности с целью выявить внутренние и внешние связи, закономерности и противоречия. Данный метод исследования используется преимущественно в общественных и, главным образом, в исторических и философских науках. Любое логическое познание должно рассматриваться в историческом аспекте.

 

9.3. Экспериментальные методы научных исследований

Экспериментальные методы научных исследований позволяют глубоко изучать объекты и явления первой природы в пределах точности эксперимента и сконцентрировать внимание на тех параметрах, которые представляют наибольший интерес. Кроме того, экспериментальные методы проведения научных исследований выполняют очень важную роль проверки истинности теоретических умозаключений (законов, гипотез, утверждений и т.д.).

Однако результаты конкретного эксперимента не могут быть автоматически распространены на другой исследуемый процесс, даже близкий по физической сущности, потому что результаты любого эксперимента отображают индивидуальные особенности лишь исследуемого процесса. Из опыта еще невозможно окончательно установить, какие из параметров оказывают решающее влияние на ход событий.

При экспериментальном методе исследований каждый конкретный процесс должен быть исследован самостоятельно. В конечном счете, экспериментальные методы позволяют установить частные зависимости между отдельными переменными в строго определенных интервалах изменения. Анализ переменных характеристик за пределами этих интервалов может привести к искажению зависимости, к грубым ошибкам.

В настоящее время широко используются два типа экспериментов: натурный и вычислительный. Ниже рассмотрим эти виды экспериментов подробней.

 

10. Формы научных исследований

 

Формами научных исследований являются: научные направления, комплексные проблемы, проблемы, задачи и вопросы.

Научное направление – форма научных исследований в больших научных коллективов, направленных на решение каких-либо крупных, фундаментальных теоретических и экспериментальных задач в отдельной отрасли науки.

Комплексная проблема включает в себя несколько сложных научных проблем определенной области знаний.

Научная проблема – область научных исследований направленных на решение сложных научных задач, решение которых имеет большое перспективное значение. Для решения научных проблем, обычно, ставят общую задачу — сделать открытие; решить комплексную задачу и т.д. Проблема состоит из ряда научных тем.

Научная задача — это научное исследование, охватывающее определенную область научных знаний. Для каждой задачи выявляют свою область исследования. Научная задача базируется на многочисленных научных вопросах.

Научный вопрос – это более мелкая научная задача, относящееся к конкретной области научного исследования. Результаты решения этой задачи имеют не только теоретическое, но, главным образом, практическое значение, поскольку помогают сравнительно точно установить ожидаемый экономический эффект.

 

11. Темы научных исследований

 

Каждой научной проблеме, задаче или вопросу соответствует своя тема научных исследований. Выбор темы является трудным, ответственным этапом. При разработке научной проблемы, задачи или научного вопроса исследования выдвигается конкретная цель научного исследования, которая достигается решением задач целедостижения — разработать новую конструкцию, прогрессивную технологию, новую методологию, новый метод исследования и т.д.

12. Виды задач целедостижения (научного исследования)

12.1. Среди огромного, бесконечного множества задач целедостижения (задач научного исследования) обычно выделяют следующие классы задач:

- анализа;

- синтеза;

- управления, функционирования;

- распознавания;

- принятия решений.

12.2. Класс задач анализа обычно содержит подклассы задач:

- линейного упорядочения;

- стратификации;

- классификации и таксономии;

- кластерного анализа;

- экспертного анализа;

- дисперсионного, регрессионного, корреляционного и т.п. статистического анализа;

12.3. В классе задач синтеза обычно выделяют подклассы:

- однокритериальных задач оптимального синтеза;

- многокритериальных задач оптимального синтеза;

- задач парето-оптимального синтеза;

- комбинаторных задач оптимального синтеза.

12.4. Класс задач управления, функционирования обычно разбивают на следующие подклассы задач:

- «черного» и «серого» ящиков;

- задачи имитации управления объектами;

- задачи имитации движения объектов во времени или в пространстве;

- задачи имитации процессов (технологических, информационных, т.п.);

- задачи имитации происходящих в них событий и состояния объектов.

12.5. Класс задач распознавания обычно включает в себя:

- распознавания образов;

- распознавания состояний;

- распознавания событий/состояний;

12.6. Класс задач принятия решений обычно включает в себя:

- задачи принятия проектных решений;

- задачи принятия решений в управлении;

- задачи принятия решений на основе экспертных оценок;

- задачи принятия решений на основе анализа;

- задачи принятия решений на основе синтеза.

- задачи принятия решений на основе распознаваний.

12.7. Следует иметь в виду, что классификация научно-исследовательских задач весьма условна и всегда субъективна.

12.8. Каждая задача решается с помощью тех или иных методов научного исследования и методов решения данного класса задач. При этом в новой научной работе всегда должен быть предложен новый метод или метод, обладающий существенной научной новизной.

12.9. Каждая задача решается по определенному алгоритму или стратегии (строгой последовательности выполнения вычислительных процедур).

12.10. Для решения задач на ЭВМ требуется соответствующая программа реализации алгоритма с помощью алгоритмических языков различного уровня.

 

13. Этапы решения задач научного исследования

13.1. Несмотря на большое число различных методов решения научно-исследовательских задач, этапы (стадии) их решения практически всегда одинаковы (рис.6).

 

Актуальность и новизна

 

Рис.6. Этапы решения квалификационных научно-исследовательских задач

 

13.2. Такие же этапы характерны и для решения исследовательских задач научной квалификационной работы (дипломы, диссертации) При этом обязательно выделяют:

- актуальность и значимость задачи;

- научную новизну предложенных методов постановки и решения задачи;

- перечень использованных методов решения задач исследования;

- практическую ценность предложенных методов или/и полученных результатов;

- внедрение результатов (инжиниринг, эксперимент);

- апробацию и публикацию о новизне методов и полученных на их основе практических результатов.

13.3. Новое научное знание всегда получают с помощью решения новых проблем (и)или новых задач научных исследований. Для постановки проблем или задач научного исследования вначале определяют цели исследования.

Развернуть

Открыть в широком формате