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.

Слово «эмпирический» буквально означает «то, что воспринимается органами чувств». Когда это прилагательное употребляется по отношению к методам научного исследования, оно служит для обозначения методик и методов, связанных с сенсорным (чувственным) опытом. Поэтому говорят, что эмпирические методы основываются на т. н. «твердых (неопровержимых) данных» («hard data»).

Для эмпирического познания характерна фактофиксирующая деятельность в системе гносеологического отношения "субъект-объект". Основная задача эмпирического познания - собрать, описать, накопить факты, произвести их первичную обработку, ответить на вопросы: что есть что? что и как происходит?

Эту деятельность обеспечивают: наблюдение, описание, измерение, эксперимент.

1. Наблюдение . Наблюдение - это преднамеренное и направленное восприятие объекта познания с целью получить информацию о его форме, свойствах и отношениях.

Процесс наблюдения не является пассивным созерцанием. Это активная, направленная форма гносеологического отношения субъекта по отношению к объекту, усиленная дополнительными средствами наблюдения, фиксации информации и ее трансляции.

К наблюдению предъявляются достаточно четкие требования: цель наблюдения; выбор методики; план наблюдения; контроль за корректностью и надежностью полученных результатов; обработка, осмысление и интерпретация полученной информации. Элементарное по своей природе наблюдение оказывается далеко не простым. Будучи первичным генератором фактов, наблюдение может быть дорогой к истине, а может проложить путь к заблуждению. Отсюда необходимость особого внимания к наблюдению, четкое выполнение всех требований этой операции познания, а кроме того, осуществление контрольного наблюдения.

2. Описание . Описание как бы продолжает наблюдение, оно является формой фиксации информации наблюдения, его завершающим этапом.

С помощью описания информация органов чувств переводится на язык знаков, понятий, схем, графиков, обретая форму, удобную для последующей рациональной обработки (систематизации, классификации, обобщения и т.д.). Описание осуществляется на базе искусственного языка, который отличается логической строгостью и однозначностью.

Описание может быть ориентировано на качественную или на количественную определенность. Количественное описание требует фиксированных измерительных процедур, что обусловливает необходимость расширения фактофиксирующей деятельности субъекта познания за счет включения такой операции познания, как измерение.

3. Измерение . Качественные характеристики объекта, как правило, фиксируются приборами, количественная специфика объекта устанавливается с помощью измерений.

Измерение - это прием в познании, с помощью которого осуществляется количественное сравнение величин одного и того же качества.

Измерение отнюдь не второстепенный прием, это некая система обеспечения познания. На его значимость указал Д. И. Менделеев, заметив, что знание меры и веса - это единственный путь к открытию законов. В процессе измерения субъект познания, устанавливая количественные отношения между явлениями, открывает некоторые общие связи между ними. Измеряя те или иные физические величины массы, заряда, силы тока, субъект познания вскрывает качественную определенность исследуемого объекта, его существенные свойства.

4. Эксперимент . В отличие от обычного наблюдения, в эксперименте исследователь активно вмешивается в протекание изучаемого процесса с целью получить дополнительные знания.

Эксперимент - это особый прием (метод) познания, представляющий системное и многократно воспроизводимое наблюдение объекта в процессе преднамеренных и контролируемых пробных воздействий субъекта на объект исследования. В эксперименте субъект познания изучает проблемную ситуацию, чтобы получить исчерпывающую информацию. Исследуемый объект наблюдения контролируется в специально заданных условиях, что обеспечивает возможность фиксировать все свойства, связи, отношения, меняя параметры условий. Иными словами, эксперимент - это наиболее активная форма гносеологического отношения в системе "субъект-объект" на уровне чувственного познания.

Обеспечение доступности и воспроизводимости делает эксперимент одним из наиболее эффективных средств проверки гипотез и теоретических выводов. Особая активность субъекта познания в эксперименте не ставит под сомнение объективное содержание знаний, ибо эксперимент не "создает" объект познания, а только работает с ним, вступая в состояние "диалога", а не ограничиваясь односторонним "монологом". И, тем не менее, поскольку экспериментатор задает условия, то эксперимент таит в себе опасность "перекоса", переоценки одних свойств и отношений и недооценки других. Все это требует от исследователя особой технологической дисциплины, т. е. формулировку проблемы и выдвижение рабочей гипотезы ее решения; определение параметров эксперимента и создание экспериментальной установки (обстановки); обеспечение контроля за условиями эксперимента и возможности повторного контроля; фактофиксирующую деятельность субъекта познания и описание полученного результата.

Современная наука использует в основном качественный и количественный эксперименты. Качественный эксперимент устанавливает наличие или отсутствие предполагаемого свойства, признака исследуемого объекта. Количественный эксперимент более сложный, ибо его процедуры ориентированы на измерение тех величин, которые выражают качественную определенность объекта, его сущность.

44.Методы теоретического исследования: идеализация, формализация, мысленный эксперимент, гипотетико-дедуктивный метод, метод математической гипотезы

Современная наука представляет собой сложное системное образование, содержательное развертывание которого происходит под влиянием многих факторов, в том числе и в силу действия самых различных методов, в совокупности образующих методологический инструментарий науки. Многоуровневая концепция методологического знания позволяет выделить среди них основные группы с учетом степени общности и широты применения входящих в них отдельных методов. К ним относятся: 1)философские методы , задающие самые общие регулятивы исследования (диалектический, метафизический, аналитический, феноменологический, герменевтический и многие другие);2)общенаучные подходы и методы научного познания, использование которых характерно для целого ряда отраслей научного знания (аксиоматический, гипотетико-дедуктивный методы, эксперимент, описание и т.д.);3) частнонаучные методы , применение которых не выходит за рамки отдельных научных дисциплин (количественный анализ в химии, спектральный анализ в физике и т.д).

Научный метод – это система регулятивных принципов и приемов, с помощью которых достигается объективное познание действительности, генерируется новое знание.

Сообразно специфике исследовательских процедур применяемых для решения научных задач различного характера общенаучные методы можно разделить на два класса:методы эмпирического исследования и методы теоретического исследования .

Идеализация – это метод, позволяющий сконструировать особые абстрактные объекты, которыми оперирует теоретическое познание, создавая модельные представления об изучаемой предметной области (частные или фундаментальные теоретические схемы). По сути идеализация представляет собой разновидность процедуры абстрагирования, конкретизированной с учетом потребностей теоретического исследования. Полученные в ходе идеализации абстрактные объекты носят название конструктов и могут существовать только в языке научной теории, выполняя функции фиксации смыслов соответствующих терминов теоретического языка.

Метод формализации , одним из несомненных достоинств использования которого является возможность ограничить влияние логики здравого смысла и сложившихся стереотипов научного исследования, облегчая, таким образом, генерацию оригинальных результатов. Более того, метод формализации помогает выработать общий подход к исследованию целого класса объектов, несмотря на существующие различия между ними, поскольку их объединяют единые структурные характеристики.

В рамках теоретической схемы, собранной из идеализированных объектов, может быть реализован мысленный эксперимент, в ходе которого осуществляются такие комбинации идеальных объектов, которые в реальной действительности не могут быть воплощены. Мысленный эксперимент позволяет ввести в контекст научной теории новые понятия, сформулировать основополагающие принципы научной концепции, осуществить содержательную интерпретацию математического аппарата научной теории.

Гипотетико-дедуктивный метод – способ научного познания наблюдаемых явлений, состоящий в выдвижении (конструировании) таких объясняющих их гипотез, из которых описывающие эти явления высказывания следовали бы чисто логически (дедуктивно) в качестве их следствий. Другое название – индукция как обратная дедукция.

Метод математической гипотезы . Этот метод предполагает: 1)привлечение новых или поиск уже использовавшихся в научном познании математических моделей; 2) перенос их на новую изучаемую область действительности с необходимой последующей трансформацией для моделирования круга вновь исследуемых явлений; 3) использование правил соответствующих математических исчислений для решения задач, имманентных применяемым математическим моделям; 4) необходимость в последующей оценке и содержательной интерпретации полученных новых научных результатов, т.е. в поиске правил, позволяющих соотнести их с опытными данными.

наблюдение. В ряде наук это единственный эмпирич метод. Классической наблюдательной наукой является астрономия. Все ее достижения связаны с совершенствованием техники наблюдения. Не меньшее значение наблюдение имеет в поведенческих науках. Основные результаты в этологии (науке о поведении животных) получены с помощью наблюдения за активностью животных в естественных условиях. Наблюдение имеет огромное значение в физике, химии, биологии. С наблюдением связан так называемый идиографический подход к исследованию реальности. Последователи этого подхода считают его единственно возможным в науках, изучающих уникальные объекты, их поведен и историю.

Идиографический подход требует наблюдения и фиксации единичных явлений и событий. Он широко применяется в исторических дисциплинах. Важное значение он имеет и в психологии. Достаточно вспомнить такие исследования, как работу А.Р. Лурии "Маленькая книжка о большой памяти" или монографию З.Фрейда "Леонардо да Винчи".

Идиографическому подходу противостоит номотетический подход - исследование, выявляющее общие законы развития, существования и взаимодействия объектов.

Наблюдение является методом, на основе которого можно реализовать или номотетический, или идиографический подход к познанию реальности.

1.Наблюдение-целенаправленное, организованное и определенным образом фиксируемое восприятие исследуемого объекта. Результаты фиксации данных наблюдения называются описанием поведения объекта.

Наблюдение может проводиться непосредственно или же с использованием технич средств и способов регистрации данных (фото-, аудио- и видеоаппаратура, карты наблюден и пр.). Однако с помощью наблюдения можно обнаружить лишь явления, встречающиеся в обычных, "норм" условиях, а для познания существенных свойств объекта необходимо создание особых условий, отличных от "нормальных". Наблюдение не позволяет исследователю целенаправленно варьировать условия наблюдения в соответствии с замыслом. Исследователь не может воздействовать на объект, чтобы познать его характеристики, скрытые от непосредственного восприят.Эксперимент позволяет выявить причинные зависимости и ответить на вопрос: "Что вызвало изменение в поведении?". Наблюдение применяется тогда, когда либо невозможно, либо непозволительно вмешиваться в естественное течение процесса.

Главными особенности:

Непосредственная связь наблюдателя и наблюдаемого объекта;

Пристрастность (эмоциональная окрашенность) наблюден;

Сложность (порой-невозможность) повторного наблюден. В естественных науках наблюдатель, как правило, не влияет на изучаемый процесс (явление). В психологии существует проблема взаимодейств наблюдателя и наблюдаемого. Присутствие исследователя, если испытуемый знает, что за ним наблюдают, оказывает влияние на его поведен.

Ограниченность метода вызвала к жизни др, более "совершенные" методы эмпирич исследован: эксперимент и измерение (позволяют объективировать процесс, ибо они проводятся с использованием спец аппаратуры и способов объективной регистрации результатов в количественной форме).В отличие от наблюден и измерен, эксперимент позволяет воспроизводить явления реальности в спец созданных условиях и тем самым выявлять причинно-следственные зависимости между явлением и особенностями внешних условий.

2. Измерение проводится как в естественных, так и искусственно созданных услов. Отличие измерения от эксперимента-исследователь стремится не воздействовать на объект, а регистрирует его характеристики такими, какими они являются "объективно", независимо от исследователя и методики измерен (последнее для ряда наук невыполнимо).

В отличие от наблюден-проводится в ходе приборно-опосредованного взаимодействия объекта и измерительного инструмента: естественное "поведение" объекта не модифицируется, но контролируется и регистрируется прибором. При измерении невозможно выявить причинно-следственные зависимости, но можно установить связи между уровнями разных параметров объектов. Так измерение превращается в корреляционное исследован.

Измерение определяют как некоторую операцию, с помощью котор вещам приписываются числа. С математич точки зрения это "приписывание" требует установления соответствия между свойствами чисел и свойствами вещей. С методической -это регистрация состояния объекта (объектов) с помощью состояний др объекта (прибора). При этом должна быть определена функция, связывающая состояния-объекта и прибора. Операция приписывания чисел объекту является вторичной: числовые значения на шкале прибора мы считаем не показателями прибора, а количественными характеристиками состоян объекта. Специалисты по теории измерений всегда большее внимание уделяли второй процедуре - интерпретации показателей , а не первой - описанию взаимодействия прибора и объекта. Операция интерпретации должна точно описывать процесс взаимодействия объекта и прибора, а именно-влияние характеристик объекта на его показания.

Измерение-эмпирический метод выявления свойств или состояний объекта путем организации взаимодействия объекта с измерительным прибором, изменения состояний котор зависят от изменения состояния объекта . Прибором может быть не только внешний по отношению к исследователю предмет. Напр, линейка-прибор для измерения длины. Сам исследователь может быть измерительным инструментом: "чел есть мера всех вещей". И действительно, ступня, палец, предплечье служили первичными мерами длины (фут, дюйм, локоть и пр.). Также и с "измерением" чел поведен: особенности поведения др исследователь может оценивать непосредственно-тогда он превращается в эксперта. Такой вид измерения сходен с наблюден. Но существует инструментальное измерен, когда психолог применяет какую-нибудь измерительную методику, напр тест на интеллект. В психологии под измерением понимают 2 совершенно различных процесса.

1. Психологическим измерением считают оценку величины тех или иных параметров реальности или оценку сходств и различий объектов реальности, котор производит испытуемый. На основании этих оценок исследователь "измеряет" особенности субъективной реальности испытуемого. В этом смысле "психологическое измерение" является задачей, данной испытуемому.

2. Психологич измерение во втором значении, о котором мы и будем говорить в дальнейшем, проводится исследователем для оценки особенностей поведения испытуемого. Это - задача психолога, а не испытуемого.

Наблюдение условно можно отнести к "пассивным" методам исследования. Действительно, наблюдая поведение людей или измеряя параметры поведения, мы имеем дело с тем, что нам предоставляет природа "здесь-и-теперь". Мы не можем повторно провести наблюдение в удобное для нас время и воспроизвести процесс по своей воле. При измерении мы регистрируем лишь "внешние" свойства;

зачастую, чтобы выявить "скрытые" свойства, необходимо "спровоцировать" изменение объекта или его поведения, сконструировав иные внешние условия.

3. Для установления причинно-следственных связей между явлениями и процессами проводится эксперимент. Исследователь старается изменить внешние условия так, чтобы повлиять на изучаемый объект. При этом внешнее воздействие на объект считается причиной, а изменение состояния (поведения) объекта-следствием.

Эксперимент является "активным" методом изучен реальности. Исследователь не только задает вопросы природе, но и "вынуждает" ее на них отвечать. Наблюдение и измерение позволяют ответить на вопросы: "Как? Когда? Каким образом?", а эксперимент отвечает на вопрос "Почему?".

Эксперимент- проведение исследований в спец созданных, управляемых условиях в целях проверки экспериментальной гипотезы о причинно-следственной связи. В процессе эксперимента исследователь всегда наблюдает за поведением объекта и измеряет его состояние. Процедуры наблюдения и измерения входят в процесс эксперимента. Кроме того, исследователь воздействует планово и целенаправленно на объект, чтобы измерить его состояние. Эта операция называетсяэкспериментальным воздействием. Эксперимент-основной метод современного естествознания и естественнонаучно ориентированной психологии. В науч лит термин "эксперимент" применяется как к целостному экспериментальному исследованию-серии экспериментальных проб, проводимых по единому плану, так и к единичной экспериментальной пробе-опыту.

Наблюдение является непосредственным, "пассивным" методом исследования. Измерение-пассивный, но опосредованный метод. Эксперимент-активный и опосредованный метод изучения реальности.

Похожая информация.

Моделирование как метод эмпирического уровня познания

Эксперимент, планирование эксперимента

Наблюдение и измерение

ЛЕКЦИЯ 16

ТЕМА: МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКОГО УРОВНЯ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Метод научного исследования – это способ познания объективной реальности. Способ представляет собой определенную последовательность действий, приемов, операций. В зависимости от уровня 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 – определенную 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 – это систематическое, целенаправленное 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 целей 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 – это 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 – это определение количественных соотношений объектов исследования или параметров, характеризующих их свойства. Метод широко применяется в статистике для определения степени и типа изменчивости явления, процесса, достоверности полученных средних величин и теоретических выводов.

Большинство научных наблюдений включают в себя проведение разнообразных измерений.

Измерение – это определение численного значения некоторой величины путем сравнения ее с эталоном. Измерение есть процедура определения численного значения некоторой величины посредством единицы измерения. Ценность этой процедуры в том, что она дает точные, количественные определенные сведения об окружающей действительности.

Важнейшим показателем 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 – это 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.

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 определенную 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.

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

Недоступностью этих объектов для практического воздействия;

Нежелательностью, исходя из целей 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;

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 определение количественных соотношений объектов исследования или параметров, характеризующих их свойства. Метод широко применяется в статистике для определения степени и типа изменчивости явления, процесса, достоверности полученных средних величин и теоретических выводов.

Большинство научных наблюдений включают в себя проведение разнообразных измерений.

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

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:

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.