Методология научного исследования

Главными инструментами научного изучения являются способы изучения (рис. 1.1). Под способом знают метод теоретического либо экспериментального изучения какого-либо явления либо процесса, содействующий открытию объективных законов (закономерностей) действительности. Используемый в научных изучениях способ зависит от характера исследуемого объекта (предмета).

Самый общимявляется диалектический способ. Для изучения конкретного процесса (явления) применяют частныйметод. Совокупность неспециализированного и частного способов дает возможность приобрести ответ на вопросы:

С чего нужно затевать изучения? Как относиться к фактам? Как их обобщать? Каким методом идти к выводам? Совокупность способов, способов, приемов, их последовательность либо схема, принятая при проведении научного изучения, являются методологией ,которая есть базой каждого научного изучения.

Методика кроме этого возможно неспециализированной и личной. Неспециализированная методика – это правила диалектики, с ее помощью исследуются законы развития научного познания в целом. Личная методика основывается на законах отдельных наук и связана с частными способами изучений.

Ключевую роль в научном изучении играются задачи, на решение которых оно направлено. Эти задачи, и способы изучений, завлекаемые для их решения, в большинстве случаев подразделяют на теоретические и эмпирические.

Теоретические задачи направлены на обнаружение обстоятельств, связей, зависимостей, разрешающих установить поведение объекта, выяснить и изучить его структуру, дать его характеристику на базе применяемых в данной области науки правил, способов и методов. В теоретических изучениях вероятны два подхода: логический и исторический.

Логическийподход основан на логике (логика – наука о законах мышления) и включает в себя гипотетический (догадка – предложение) и аксиоматический (теорема – исходное положение без доказательств) способы.

Гипотетический методоснован на разработке догадки, которая употребляется в качестве средства успехи научных результатов, в то время, когда ученые не располагают достаточным фактическим материалом. Догадка – это научно обоснованное предположение, содержащее оригинальности и элементы новизны и выдвигаемое для объяснения какого-либо процесса (явления). По окончании проверки догадка может оказаться подлинной либо фальшивой. Догадка выступает довольно часто как черновой вариант устанавливаемых закономерностей и открываемых законов. Большая часть научных теорий и законов было сформулировано на базе ранее высказанных догадок.

Аксиоматический методоснован на очевидных положениях (теоремах), принимаемых без доказательств (к примеру, теоремы Евклидовой геометрии). Теоремы являются начальной формой систематизации знаний и взяли распространение в теоретических науках.

Исторический подход разрешает изучить происхождение, развитие и формирование событий и процессов в хронологической последовательности с целью изучения внутренних и внешних связей, противоречий и закономерностей. Этот способ изучения употребляется в основном в публичных науках. В естественных и прикладных науках он используется при изучении формирования и развития тех либо иных областей знания (обзорах, классификациях). Между логическим и историческим подходами существует единство, основанное на том, что любое логическое познание должно рассматриваться в историческом нюансе.

Главным способом теоретических изучений в прикладных науках есть гипотетический способ (к примеру, догадка проф. М.М. Протодьяконова об образовании свода естественного равновесия в кровле выработки). Догадка образовывает методологический стержень теоретических изучений, определяет их объём и направление. Сформулировать рабочую (начальную) догадку, в большинстве случаев, тяжело. Успех, в первую очередь, зависит от полноты собранной информации, глубины творческого анализа, стройности выводов, сформулированных задач и целей изучений. Выдвигаемые первоначально догадки в ходе изучения подвергаются анализу, уточнению и критике, в следствии чего они становятся более точными. Рабочая догадка обязана подвергается экспериментальной проверке. В случае если догадка всецело подтверждается, то она преобразовывается в научную теорию.

Теория – это совокупность знаний, растолковывающая совокупность явлений в некоей области. Посредством теории отдельные результаты упорядочиваются, обобщаются, приводятся в стройную совокупность, объединенную неспециализированной идеей. Теория должна быть эвристичной, конструктивной и несложной. Первое свойство наделяет теорию прогностическими возможностями, т.е. она обязана разрешать делать правильные количественные предсказания. Конструктивность теории пребывает в проверяемости ее положений. Простота теории достигается методом представления информации при помощи общеупотребляемых знаков. Критерием истинности теории есть практика.

Во многих случаях выдвижение догадки происходит интуитивно (интуиция – свойство постижения истины методом прямого ее усмотрения без обоснования посредством доказательств). направляться подчернуть, что интуиции не редкость достаточно для формулирования догадки, но ее не хватает, дабы убедить в истине вторых и самого себя. Для этого нужно подтверждение, на что и направлено изучение.

В ходе мышления при выдвижении догадок у исследователя появляются идеи (мысль – идея, достигшая высокой степени объективности, конкретности и полноты, и направленная на практическую реализацию). Генерация идей есть неотъемлемой изюминкой мышления исследователя, поскольку без новых идей нереально перемещение вперед. По подсчетам американских ученых, на любой применяемый в производстве итог приходится 8 патентов, 98 идей и технических 540 решений.

Особенную роль в теоретических изучениях играются общенаучные способы познания: синтез и анализ; индукция и дедукция; идеализация; абстрагирование; ранжирование; формализация и пр.

Анализ– это метод научного познания, при котором объект расчленяется на составные части. Синтез – противоположный анализу способ, заключающийся в изучении объекта в целом, на базе объединения связанных между собой элементов. Эти методы взаимосвязаны, поскольку без анализа нет синтеза. Так, к примеру, при изучении разработки, выделяя из ее состава отдельные процессы, используют анализ, а, изучая разработку как совокупность, складывающуюся из отдельных процессов, применяют синтез.

Ответственное место в изучениях занимают индукция и дедукция.

Дедуктивный метод – это таковой метод умозаключения, при котором частные положения выводятся из неспециализированных. Так, на базе неспециализированных законов механики целой среды приобретают уравнения для определения размеров территории неупругих деформаций около выработки. Данный метод, базирующийся на известных логических связях, за пределами которых он не может быть использован, определяет конечный итог изучения. Это есть недочётом дедуктивного способа, поскольку, к примеру, дабы изучить процессы деформирования пород около выработки с большим приближением к действительности, нужно учитывать новые факторы, выходящие за пределы исходных положений.

Индуктивный метод– это таковой метод умозаключения, при котором по частным фактам устанавливаются законы и общие принципы (к примеру, периодический закон Д.И. Менделеева). Научная индукция разрешает выяснить причинную сообщение параметров изучаемого объекта.

В теоретических изучениях применяют как индукцию, так и дедукцию. Так, к примеру, обосновывая ту либо иную догадку, в первую очередь, устанавливают ее соответствие с неспециализированными законами естествознания и диалектики, т.е. используют метод дедукции. Одновременно с этим догадку формируют на базе частных фактов, взятых из опыта.

При анализе процессов и явлений появляется потребность в применении и других способов. Для упрощения исследуемому объекту довольно часто присваивают несуществующие, нереальные особенности (но в допустимых пределах), т.е. прибегают к идеализации, к примеру, модель совершенного упругого либо пластичного тела при описании процесса деформирования пород.

При анализе громадного количества фактов принципиально важно мочь выделить основное. В этом случае используют метод абстрагирования, т.е. отвлечение от второстепенных факторов с целью сосредоточения на наиболее значимых изюминках изучаемого явления. Так, при изучении процессов деформирования пород довольно часто принимают постоянную температуру, не учитывают влажность, трещиноватость и пр. Абстрагирование осуществляется в две стадии. На первой факторы ранжируются по степени значимости, а на второй стадии объект заменяется вторым, более несложным, что выступает в качестве модели первого.

Для описания связей между главными параметрами модели используют метод формализации, т.е. представление абстрактных категорий в виде другой символики и формул, присущей тому либо иному математическому способу.

Эмпирические задачи направлены на обнаружение, тщательное изучение и точное описание разных факторов изучаемых процессов и явлений. В научных изучениях эти задачи решаются такими способами, как наблюдение, сравнение, эксперимент и измерение.

Наблюдение– это пассивный способ познания, при котором объект изучают без вмешательства в него, но с соблюдением правил целенаправленности, планомерности, систематичности и преднамеренности.

Сравнение– это процесс установления сходства либо явлений действительности и различия предметов, и нахождения неспециализированного, что свойственно двум либо нескольким объектам. Объекты смогут сравниваться конкретно либо опосредственно через их сравнение с каким-либо эталоном. В первом случае приобретают качественные результаты (больше, меньше). Сравнение же объектов с эталоном дает количественные характеристики. Такое сравнение именуют измерением.

Измерение– это определение численного значения некоей величины посредством средств измерения. Оно предполагает наличие следующих главных элементов: объекта измерения, эталона, измерительных устройств, способа измерения.

Опыт – это самый общий деятельный способ познания (научно поставленный опыт), при котором создают не только измерения и наблюдения, но и изменяют условия проведения изучения для обнаружения влияния одного фактора на другой (другие). К нему прибегают при необходимости изучения у объекта ранее малоизвестных особенностей, и при проверке правильности теоретических предпосылок.

теория и Эксперимент тесно взаимосвязаны между собой. Игнорирование экспериментальных данных неизбежно ведет к неточностям. Верная постановка опыта – наиболее значимый этап изучения, разрешающий подтвердить предварительные теоретические предпосылки и сделать объективные выводы.

Главным способом современных изучений, что используется как на теоретическом, так и на эмпирическом уровнях, есть моделирование. Это способ, основывающийся на применении модели в качестве средства изучения. Под модельюпонимают неестественную совокупность, отображающую с определенной степенью точности фундаментальные особенности настоящего объекта (оригинала). Модель пребывает в определенном соотношении (аналогия, подобие) с изучаемым объектом, заменяет его при изучении и дает возможность приобрести самая достоверную данные. Различают макетирование, физическое, аналоговое и математическое моделирование.

Макетирование либо геометрическое моделирование основано на соблюдении между моделью и объектом лишь геометрического подобия и есть неотёсанным приближением к процессам и реальным явлениям. Испытания М. Файоля, М.М. Протодьяконова и др., основанные на соблюдении геометрического подобия, сыграли большую роль в становлении горной науки и стали причиной широкому применению моделирования.

Физическое моделированиепредусматривает воссоздание в модели тех же самых физических полей, каковые действуют в объекте, но поменянных по своим полным значениям в соответствии с масштабом моделирования (критерием подобия). Задачи горной науки решают посредством следующих способов физического моделирования: способ эквивалентных материалов, способ фотоупругости и фотопластичности, центробежный способ, способ структурных моделей.

Аналоговое моделированиепредусматривает замену в моделе если сравнивать с объектом одних физических полей вторыми. Наряду с этим употребляется среда, которая ведет себя подобно настоящему объекту и описывается подобными математическими зависимостями. Как пример возможно привести способ электрогидравлических аналогий, основанный на математической аналогии между стационарным перемещением электрического тока в проводящей среде и ламинарным перемещением жидкости в пористой породе.

Математическое моделированиеявляется способом явлений и изучения процессов, для которых известно математическое описание. Оно базируется на применении формы и общих законах природы записи (формализации) этих законов для конкретного явления либо процесса. Моделирование пребывает в воспроизведении состояния совокупности с сохранением логической структуры связи элементов, их последовательности смены и физического содержания состояний во времени.

Применяемые в горной науке математические модели возможно подразделить на аналитические, численные, статистические и имитационные. Аналитические модели основываются на установлении математических зависимостей в явном виде между параметрами, характеризующими состояние совокупности. Дабы аналитическое ответ было вероятным, неизбежно приходится принимать последовательность допущений, идеализирующих задачу так, что ее ответ оказывается очень далеким от действительности. В случае если математическую модель нереально преобразовать к конечному виду, а упрощения приводят к неотёсанным итогам, более рационально применять численные способы, каковые особенно действенны при применении вычислительных автомобилей.

В задачах с солидным числом воздействующих факторов и случайными связями между элементами действенны способы, реализуемые на базе статистического моделирования. Сущность его пребывает в воспроизведении на ЭВМ посредством рандомизации случайного явления либо процесса для накопления материала, обрабатываемого способами математической статистики. Недочётом таких моделей есть их трудоёмкость и громоздкость, и сложность осмысления результатов.

При изучении сложных совокупностей употребляется имитационное моделирование на ЭВМ, которое синтезирует все виды моделирования и разрешает объединить имитацию исследуемого явления и планирование опыта. Имитационное моделирование представляет собой необычное экспериментирование с моделью настоящей совокупности.

Заканчивая разглядывать методологические базы научного познания возможно еще раз выделить следующее. Процесс познания идет от сбора, систематизации и изучения фактов, раскрытия и обобщения отдельных закономерностей к логически стройной совокупности знаний (теории), разрешающей растолковать малоизвестные понятия и угадать новые.

ЛЕКЦИЯ 2

5 6 методология и Структура изучения


Также читать:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: