§ 3. Методы научного познания

Вопрос 1. Что такое научный метод? Какие научные методы познания вам известны?

Научный метод — это система регулятивных принципов, приёмов и способов, с помощью которых достигается объективное познание действительности в рамках научно — познавательной деятельности.

Научные методы познания: анализ, синтез, наблюдение, описание, дедукция, индукция, обобщение, эксперимент, сравнение, абстрагирование, аналогия, моделирование, измерение, и др.

Вопрос 2. Охарактеризуйте основные этапы научного исследования.

1. Выбор темы исследования. Один из самых важных и сложных этапов, так как перед выбором актуальной темы нужно проанализировать большое количество научной литературы. От удачно выбранной темы зависит возможность успеха работы в целом. Важнейшим критерием правильности выбора темы является ее актуальность. (т. е. тема должна быть полезной для удовлетворения научных, социальных, технических и экономических потребностей общества.)

2. Объект и предмет исследования. Объект исследования — это то, что будет взято для изучения и исследования. Объектом исследования может быть процесс или явление действительности. Обычно название объекта исследования содержится в ответе на вопрос: что рассматривается? Предмет— это особая проблема, отдельные стороны объекта, его свойства и особенности, которые, не выходя за рамки исследуемого объекта, будут исследованы в работе. Предмет исследования более конкретен и включает только те связи и отношения, которые подлежат непосредственному изучению в данной работе. Обычно предмет исследования содержится в ответе на вопрос: что изучается? Из сказанного следует, что объектом выступает то, что исследуется, а предметом — то, что в этом объекте получает научное объяснение. Именно предмет исследования определяет тему исследования.

3. Цели и задачи. Исходя из объекта и предмета можно приступить к определению цели и задач исследования. Цель формулируется кратко и предельно точно, в смысловом отношении выражая, то основное, что намеревается сделать исследователь, к какому конечному результату он стремится. Цель конкретизируется и развивается в задачах исследования. Задач ставится несколько, и каждая из них четкой формулировкой раскрывает ту сторону темы, которая подвергается изучению. Определяя задачи, необходимо учитывать их взаимную связь. Иногда невозможно решить одну задачу, не решив предварительно другую. Каждая поставленная задача должна иметь решение, отраженное в одном или нескольких выводах. Задачи следует формулировать четко и лаконично.

4. Формулировка названия работы. Определив тему и конкретные задачи, уточнив объект и предмет исследования, можно дать первый вариант формулировки названия работы. Название работы рекомендуется формулировать по возможности кратко, точно в соответствии с ее содержанием. Необходимо помнить, что в названии должен быть отражен предмет исследования.

5. Разработка гипотезы. Гипотеза — познавательная конструкция, включающая как предположение, так и способы его фальсификации; обобщающая, прогнозирующая получение определенных новых фактов и систематизирующая их. Любая гипотеза рассматривается как первоначальная канва и отправная точка для исследований, которая может подтвердиться или не подтвердиться.

6. План исследования. План исследования представляет собой намеченную программу действий, которая включает все этапы работы с определением календарных сроков их выполнения. План необходим для того, чтобы правильно организовать работу и придать ей более целеустремленный характер. Кроме того, он дисциплинирует, заставляет работать в определенном ритме.

7. Работа с литературой. Место данного этапа работы определено условно, поскольку реально работа с литературой начинается в процессе выбора темы и продолжается до конца исследования.

8. Методы исследования. Метод исследования — это способ получения сбора, обработки или анализа данных. Основным ориентиром для выбора методов исследования могут служить его задачи. Именно задачи, поставленные перед работой, определяют способы их разрешения, а стало быть, и выбор соответствующих методов исследования. При этом важно подбирать такие методы, которые были бы адекватны своеобразию изучаемых явлений. Методы могут применятся в совокупности, дополняя друг друга.

9. Организация условий проведения исследования. Организация исследования связана с планированием его проведения, которое определяет последовательность всех этапов работы, а также с подготовкой всех условий, обеспечивающих полноценное исследование. Сюда входят подготовка соответствующей обстановки, приборов, средств, инструктаж помощников, планирование наблюдения и т. д.

10. Проведение исследования. На этом этапе работы с помощью выбранных методов исследования собирают необходимые эмпирические данные для проверки выдвинутой гипотезы.

11. Обработка результатов исследования. Результаты каждого исследования важно обрабатывать по возможности тотчас же по его окончании, пока память экспериментатора может подсказать те детали, которые почему — либо не зафиксированы, но представляют интерес для понимания существа дела. При обработке собранных данных может оказаться, что их или недостаточно, или они противоречивы и поэтому не дают оснований для окончательных выводов. В таком случае исследование необходимо продолжить, внеся в него требуемые дополнения. В большинстве случаев обработку целесообразно начать с составления таблиц (сводных таблиц) полученных данных.

12. Формулирование выводов. Выводы — это утверждения, выражающие в краткой форме содержательные итоги исследования, они в тезисной форме отражают то новое, что по­лучено самим автором. Решение каждой из перечисленных во введении задач должно быть определенным образом отражено в выводах.

13. Оформление работы. Основанная задача данного этапа работы представить полученные результаты в общедоступной и понятной форме, позволяющей сравнивать их с результатами других исследователей и использовать в практической деятельности. Поэтому оформление работы должно соответствовать требованиям, предъявляемым к работам.

Вопрос 3. Какими научными методами вы чаще всего пользуетесь в своей учебной и учебно — исследовательской работе?

Наблюдение, измерение, сравнение, описание, анализ, синтез, дедукция, индукция, эксперимент, моделирование, обобщение.

Вопрос 4. Приведите примеры общих и специальных методов, применяющихся в биологии.

Общие: анализ и синтез, абстрагирование, обобщение, индукция и дедукция, аналогия, моделирование.

Специальные: наблюдение, описание, измерение, сравнение, эксперимент.

Вопрос 5. Охарактеризуйте основные этапы научного исследования.

Обычно научное исследование начинается с наблюдения над объектом или явлением. После обобщения, полученных в результате данных, выдвигаются гипотезы (предположения), которые могут объяснить наблюдения. На следующем этапе исследования разрабатываются и проводятся эксперименты для их проверки. Научный эксперимент должен непременно сопровождаться контрольным опытом, условия которого отличаются от условий эксперимента одним (и только одним) фактором.

Анализ результатов эксперимента позволит решить, какая из гипотез верна. Та из них, которая была проверена и оказалась лучшим объяснением наблюдаемых фактов, а также способна служить основой для верных предсказаний, может быть названа теорией или законом. (Дополнить ответ можно, использовав ответ на вопрос 2 этого параграфа).

Вопрос 6. Какое значение имеет сбор фактического материала для проведения исследования?

Сбор фактического материала является важнейшим этапом исследовательской работы. Перед тем как приступить непосредственно к выдвижению и проверке различных гипотез исследователь должен в достаточном количестве собрать первичную информацию об исследуемом объекте. Работа с научной информацией полезна не только из — за найденных публикаций, но и благодаря знакомству со многими системами классификации, помогающими прояснить выбранное научное направление и смежные с ним. К таким системам относятся УДК (универсальная десятичная классификация), ББК (библиотечно — библиографическая классификация), МКИ (международная классификация исследований) и многие другие. Владение системами классификации необходимо для оформления заявки на НИР, быстрого поиска необходимых публикаций, издания собственных учебных и методических работ.

Вопрос 7. Возможно ли проведение научного исследования без формулирования гипотезы?

Нет, не возможно. Гипотеза определяется как научно обоснованное предположение о непосредственно наблюдаемом явлении. Т.е. гипотеза или гипотезы — это предположения, которые могут объяснить наблюдения.

Как правило, она определяет этапы выполнения работы, позволяет исследователю последовательно, а не хаотично продвигаться к достижению цели. Кроме того, позволяет придать работе больший смысл и конкретизировать предмет исследования. Гипотеза должна быть обоснованной, т. е. подкрепляться литературными (экспериментальными) данными и логическими соображениями. В любом случае, любая гипотеза рассматривается как первоначальная канва и отправная точка для исследований, которая может быть либо подтверждена, либо опровергнута. Гипотезы, не опровергнутые в эксперименте, превращаются в компоненты теоретического знания о реальности: факты, закономерности, законы.

Вопрос 8. Всегда ли по результатам исследования возможно провести теоретическое обобщение?

Да, можно.

Вопрос 9. Какая теория может претендовать на возведение в ранг закона?

Претендовать на возведение в ранг закона теория может, если учёные как бы подчёркивают ее универсальность, неоспоримость и большую достоверность. Однако часто термины «закон» и «теория» употребляются как равнозначные.

Вопрос 10. Используя материал статьи «Классическая модель научного исследования», составьте схему, раскрывающую этапы проведения научного исследования и их взаимосвязь. Для выполнения данной работы вы можете использовать графические редакторы, установленные на вашем компьютере.

Вопрос 11. Прочитайте статью «Тайна светящегося червя» на с. 22. Разберите её с точки зрения методологии, которая используется исследователями. Ответ обоснуйте.

Современные учёные практически никогда не используют в своей работе только один метод исследования — они пользуются максимально возможным для них набором методик. В ходе этой работы использовался комплекс методик по выявлению формулы люциферина — белка, вызывающего свечение у почвенного червя фридериция хелиота (Fridericia heliota).

Можно сказать, что всё исследование проходило по методу дедукции. Чтобы «докопаться» до истины, были последовательно выполнены исследования, обосновывался выбор и правильность используемых методов. Основываясь на приведенных методах, другой ученый достаточной квалификации сможет воспроизвести это исследование. Также можно проследить этапы исследовательской работы и оценить обоснованность сделанных автором выводов.

Вопрос 12. В чём заключается отличие современных биологических исследований от классических исследований, описанных в трудах биологов, живших в прошлых веках (до XX столетия)?

Современные биологические исследования отличаются точностью, качеством, скоростью обработки данных и т. д.

В XX в., благодаря появлению новых приборов для биологических исследований (электронный микроскоп, томограф, и др.), экспериментальный метод стал ведущим в биологии. Моделирование, которое считают высшей формой эксперимента, также применяют в современной биологии (ведутся активные работы по компьютерному моделированию важнейших биологических процессов, основных направлений эволюции, развития экосистем и всей биосферы). Можно исследовать объект, но не находиться с ним рядом (использование достижений техники: камеры, интернета, спутниковой связи, аппараты дистанционного управления и др.).

Современные биологические исследования отличаются тесным взаимодействием наук, системным подходом к изучению объектов исследования.

Вопрос 13. Используя доступные интернет — ресурсы, найдите научную статью в интересующей вас области биологии или реферат исследования и проведите анализ содержащегося в ней/в нём методологического аппарата. Обсудите с учителем или одноклассниками обоснованность выбора автором методов проведения данного исследования.

Например, можно выбрать проект исследования: «Влияние курения на организм молодого человека».

Эта тема очень актуальна. Борьба с курением в молодом возрасте — составляющая часть борьбы за здоровый образ жизни, поскольку курение является серьезным фактором риска многих хронических неинфекционных заболеваний в зрелом возрасте, которые в свою очередь часто не позволяют взрослому человеку достичь высот в личностном и профессиональном развитии.

В данном проекте используются следующие методы исследования: исследование и сбор материала, анализ научной литературы, анкетирование, разработка мероприятий по профилактике табакокурения.

Давайте рассмотрим нужны ли эти методы в таком проекте.

Сбор материала нужен в любом исследовании. Он включает в себя анализ научной литературы и само исследование, в ходе которого находятся новые знания с целью установления фактов.

1. Анализ научной литературы. Любая работа, независимо от ее характера (экспериментальная или реферативная), начинается с обзора литературы по исследуемой проблеме, сбора информации. Эта часть подготовки работы является опережающей (изучение литературы должны начинаться еще в процессе выбора темы ВКР) в силу нескольких обстоятельств. Во — первых, прежде чем писать работу, надо разобраться в том, что уже написано, сделано другими. Только тогда становится ясным, что еще не сделано по теме работы (ведутся научные споры; сталкиваются разные научные концепции и идеи; что устарело; какие вопросы не решены) и надлежит творить самому исследователю. Во — вторых, в процессе работы над информационными материалами выясняется, что можно и нужно творчески заимствовать из работ других авторов и перенести в собственную работу в качестве своеобразной базы, используемой для сравнения и противопоставления. В — третьих, в литературных источниках находят числовые данные, которые необходимы для иллюстрации своей работы, осуществления различных оценок и расчетов. И, наконец, анализ работ других авторов по теме работы неизбежно должен присутствовать в качестве составной части вашей работы.

2. Исследование. В данной работе выбрали анкетирование — как один из методов исследования, который является непосредственным обследованием объектов. Данный метод обладает следующими достоинствами:

— высокой оперативностью получения информации;

— возможностью организации массовых обследований;

— сравнительно малой трудоемкостью процедур подготовки и проведения исследований, обработки их результатов;

— отсутствием влияния личности и поведения опрашивающего на работу респондентов;

— невыраженностью у исследователя отношений субъективного пристрастия к кому — либо из отвечающих.

Однако анкетированию свойственны и существенные недостатки:

— отсутствие личного контакта не позволяет так, скажем, в свободном интервью изменять порядок и формулировки вопросов в зависимости от ответов или поведения респондентов;

— не всегда достаточна достоверность подобных «самоотчетов», на итоги которых влияют неосознаваемые установки и мотивы респондентов или желание их выглядеть в более выгодном свете, сознательно приукрасив реальное положение дел.

3. Разработка мероприятий по профилактике табакокурения. Это будет некий «итог» работы. Этот метод даст практический ход предупреждению описанной проблемы. Способствовать не только формированию негативного отношения к курению и потребности в здоровом образе жизни, но и способствовать сохранению личностного и социального здоровья подрастающего поколения.

Подбор таких методов для проекта исследования очень неплохой. Можно было использовать и несколько других методов, но автор сам выбирает, какими методами ему проводить исследование.