О теоретическом исследовании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

теоретический исследование расчленение математический

Введение

1. Предназначение и задачи теоретического исследования

2. Методы теоретического исследования

2.1 Общелогические методы познания

2.2 Метод расчленения

2.3 Метод объединения

2.4 Математический метод

3. Процесс проведения теоретических исследований

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Проблема возникновения нового знания, научного поиска и творчества привлекали внимание ученых с давних времен. Особую актуальность они приобретают в настоящий момент, поскольку в сферу научно-исследовательской деятельности вовлечены сотни тысяч людей, а результаты этих исследований становятся непосредственной производительной силой.

Знания быстро совершенствуются, достигают совершенства и, еще быстрее, новые знания устаревают. Вот почему люди должны непрерывно учиться. Обучение - это процесс непрерывного обогащения знаниями или актуализации знаний.

Новые знания также можно получать не только путем обучения, но и другими способами, например:

- путем самообразования (читая книги, используя компьютерные обучающие программы, наблюдая за работой и повторяя действия передовых организаций, подразделений, опытных специалистов, рабочих и т.п.);

- путем проведения научных исследований.

Научное исследование - это процесс выработки новых знаний, один из важнейших и передовых видов познавательной деятельности, оно имеет особенно большое значение для организаций, занимающих передовые позиции в развитии современного научно-технического прогресса.

Научное исследование классифицируется на следующие виды:

- экспериментальные (являются источником первоначальных знаний об объективно существующих явлениях окружающей нас природы. Результаты экспериментальных исследований являются источником теоретических обобщений, математических моделей и описаний объектов (промышленных аппаратов, оборудования, машин, процессов) и теоретические (позволяют на основе использования математических моделей и описаний выбирать оптимальные конструктивные параметры проектируемых машин и аппаратов, определять рациональные режимные параметры осуществления производственных процессов и т.п.);

- фундаментальные (направлены на получение новых, ранее никому не

известных знаний) и прикладные (практическое применение уже известных знаний для решения прикладных задач, имеющих существенное значение для развития промышленной, с/х, химической, машиностроительной, пищевой и других отраслей народного хозяйства;

- количественные (предполагают установление точных количественных соотношений) и качественные (достаточно получить результат в виде утверждения).

По данным сайта, ученые США в значительно большем объеме выполняли (и выполняют сейчас) экспериментальные исследования, а в бывшем Советском Союзе (а сегодня в Российской Федерации) существенно больше ученых, занимающихся теоретическими исследованиями. Можно предположить, что такое положение дел сложилось потому, что для проведения экспериментальных исследований требуются большие финансовые затраты (на изготовление аппаратуры, оборудования, на электроэнергию и т.п.), а для выполнения теоретических исследований зачастую бывает достаточно иметь пачку бумаги, авторучку, стол, стул и компьютер. [1]

Очень важным этапом теоретической работы является выбор исследовательского подхода и методов познания, но не обязательно он должен быть первым.

Первым этапом теоретической работы часто становится разработка понятийного аппарата, терминологии, которая будет затем использоваться в исследовании в качестве элементарной системы.

Давая определения ключевым терминам исследовательской работы, необходимо обобщить несколько определений одного и того же объекта, например, коммерческого банка и выявить те его свойства, которые играют в исследовании существенную роль.

Полученные в результате теоретических исследований математические описания и модели зачастую позволяют получить оптимальные конструктивные и режимные параметры проектируемых машин и оборудования и процессов значительно быстрее и с меньшими затратами, чем в случае проведения экспериментальных исследований.

1. Предназначение и задачи теоретического исследования

По мере того, как в ходе исследования накапливается фактический материал, возникает необходимость в его систематизации. Как известно, две основные функции науки: объяснительная и предсказательная, но перед тем как приступить к выявлению каких-либо причинно-следственных связей, необходимо упорядочить имеющиеся факты, чтобы устранить их хаотичность.

Каждая научная работа нуждается в общих принципах, которые в совокупности называются исследовательским подходом. Строго говоря, определиться с подходом необходимо еще до начала сбора фактического материала. Однако некоторое количество предварительно собранных научных фактов сделают этот выбор более простым и содержательным. В качестве исследовательских подходов можно использовать, например, системный подход, комплексный (целостный) и др.

Теоретическое исследование - это исследование без постановки эксперимента. Естественные явления и процессы описываются языком формул и чисел, и математически достигается цель исследования.

Целью теоретических исследований является выделение в процессе синтеза знаний существенных связей между исследуемым объектом и окружающей средой, объяснение и обобщение результатов эмпирического исследования, выявление общих закономерностей и их формализация.

Задачами теоретического исследования являются:

· обобщение результатов исследования, нахождение общих закономерностей путем обработки и интерпретации опытных данных;

· расширение результатов исследования на ряд подобных объектов без повторения всего объема исследований;

· изучение объекта, недоступного для непосредственного исследования;

повышение надежности экспериментального исследования объекта (обоснования параметров и условий наблюдения, точности измерений). [3]

Для решения поставленных нами задач использовался комплекс
взаимодополняющих методов исследования, которые рассмотрены в следующем разделе.

2. Методы теоретического исследования

Метод исследования -- это способ, который позволяет решить задачи и достичь цели исследования. С помощью методов исследователь получает информацию об изучаемом предмете. Каждая наука использует свои методы, которые отражают особенности изучаемых явлений.

Применение научно обоснованных методов исследования является существеннейшим условием получения новых знаний, поэтому их выбор имеет решающее значение для результатов исследования.

Современная научная деятельность немыслима без применения методов познания, они являются общепринятым инструментарием. Если автор планирует делать выводы из полученных фактов только на основе собственных, «доморощенных» методов, это, скорее всего, сделает его исследование ненаучной работой.

Избранный исследовательский подход и используемые методы в совокупности составляют методику исследования, своего рода сюжетную линию, в соответствии с которой структурируется весь собранный фактический материал. Спектр методов, используемых при выполнении исследования достаточно широк. Традиционно методы исследования делятся на две группы: теоретические и эмпирические.

Теоретические методы (анализ и синтез, обобщение, абстрагирование, конкретизация, моделирование и др.) связаны с мысленным проникновением в сущность изучаемого педагогического явления или процесса, построением моделей их идеальных состояний. Теоретические методы предполагают глубокий анализ фактов, раскрытие существенных закономерностей, образование мысленных моделей, использование гипотез и др. Далее на этом этапе осуществляется прогнозирование возможных событий или изменений в изучаемых явлениях и вырабатываются принципы действия, рекомендации о практическом воздействии на эти явления.

Методы эмпирического исследования (наблюдение, опросные методы, эксперимент и др.) основаны на опыте, практике. Суть эмпирических методов состоит в фиксации и описании явлений, фактов, видимых связей между ними.[5]

Для решения конкретных задач применяется множество исследовательских методов.

Выбор методов выполнения теоретического исследования основывается на следующих принципах:

· совокупности (комплекса) методов исследования;

· их адекватности существу изучаемого явления, тем результатам, которые предполагается получить, возможностям исследователя;

· их адекватности существу изучаемого явления, тем результатам, которые предполагается получить, возможностям исследователя;

· запрета экспериментов и использования исследовательских методов, противоречащих нравственным нормам, способных нанести вред испытуемым.[2]

Выбранные адекватно задачам, методы и способы поисковой деятельности позволяют воплотить идею и замысел, проверить гипотезы, разрешить поставленные проблемы.

Эмпирические, теоретические методы исследования взаимосвязаны и взаимообусловлены. Теоретические методы предполагают проникновение в сущность изучаемого процесса или явления и состоят в их объяснении, в построении идеального конструкта решения педагогической проблемы. А эмпирические методы позволяют описывать состояние решения педагогической проблемы в современной образовательной практике; обусловливают возможность практической проверки спроектированного теоретического конструкта решения педагогической проблемы.

Критериями выбора исследовательского подхода могут служить принципы диалектической логики:

· объективность рассмотрения (при исследовании объекта следует исходить из него самого, а не из нашего мышления о нем);

· конкретность (при изучении объекта необходимо учитывать его особенности, специфические условия существования, а принципы и методы исследования объекта использовать лишь в качестве ориентиров);

всесторонность рассмотрения (объект требуется рассматривать во всех его связях и отношениях);

· историзм (познавая объект, нельзя игнорировать его развитие, самовыдвижение, изменение).

2.1 Общелогические методы познания

При проведении теоретического исследования используются как общелогические методы познания, так и специальные.

Из общелогических можно выделить следующие, кстати, они относятся и к теоретическим и эмпирическим:

· анализ - метод познания, который позволяет расчленять предметы исследования на составные части (естественные элементы обьекта или его свойства и отношения);

· синтез - мысленное или физическое соединение отдельных составляющих элементов (признаков, свойств, отношений) объекта в единое целое с учетом знания, полученного при независимом изучении составляющих элементов;

· абстрагирование - это мысленное отвлечение от ряда признаков (свойств) объекта при одновременном выделении других признаков (свойств, предметов и проч.), представляющих интерес для исследователя при решении конкретной задачи;

· аналогия - предположение о сходстве объектов в каких-то свойствах на основании выявленного сходства в других свойствах;

· обобщение - установление признаков и свойств общих для некоей группы объектов;

· индукция - выработка общего вывода на основе частных посылок;

· дедуктивным называют такое умозаключение, в котором вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества; [6]

· моделирование - метод, основывающийся на использовании модели в качестве средства исследования явления и процессов природы. [6]

Из методов, имеющих распространение при теоретическом исследовании, являются методы, основанные:

· мысленный эксперимент - на комбинации образов, материальная реализация которых невозможна;

· идеализация - это мысленное конструирование обьектов, несуществующих в действительности или практически неосуществимых (например, абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело, линия плоскость); [6]

· формализация - метод изучения разнообразных обьектов путем отображения их структуры в знаковой форме при помощи искусственных языков, например в языке математики; [6]

· аксиоматический метод - метод построения научной теории, при котором некоторые утверждения принимаются без доказательств, а все остальные знания выводятся из них по определенным логическим правилам; [6]

· гипотетико-дедуктивный метод - на создании системы взаимосвязанных гипотез, из которых дедуктивным методом выводятся утверждения, непосредственно сопоставляемые с опытными данными;

· математическая гипотеза - на экстраполяции определенной математической структуры с изученной области явлений на неизученную;

· восхождение от абстрактного к конкретному - на выявлении исходной абстракции, воспроизводящей основное противоречие изучаемого объекта, в процессе теоретического разрешения которого выявляются более конкретные противоречия, вобравшие в себя более обширный эмпирический материал.

Большинство изучаемых явлений и процессов являются сложными объектами исследований. Для таких объектов наиболее часто сегодня применяют в теоретических исследованиях системный подход, который также относится к общенаучным методам.

При проведении теоретических исследований, основанных на общенаучных методах анализа и синтеза, широко используются расчленение и объединение элементов исследуемой системы (объекта, явления), которые мы рассмотрим более подробно.

2.2 Метод расчленения

Этот метод предложен французским философом и естествоиспытателем Р. Декартом. В своей работе «Правила для руководства ума» он пишет: «Освободите вопрос от всех излишних представлений и сведите его к простейшим элементам» процесса расчленения выделяются существенные и несущественные параметры, основные элементы и связи между ними.

Следует отметить, что каждый объект можно расчленить разными способами и это существенно влияет на проведение теоретических исследований, так как в зависимости от способа расчленения процесс изучения объекта может упроститься или при неправильном расчленении, наоборот, усложниться. После расчленения объекта изучается вид взаимосвязи элементов и осуществляется моделирование этих элементов. Наконец, элементы объединяются в сложную модель объекта.

На всех этапах построения модели объекта производится его упрощение, и вводятся определенные допущения. Последние должны быть осознанными и обоснованными. Неверные допущения могут приводить к серьезным ошибкам при формулировании теоретических выводов. При построении моделей объекта исследования должны использоваться наиболее общие принципы и закономерности. Это позволяет учесть все допущения, принятые при получении формализованных теорий, и точно определять область их применения.

2.3 Метод объединения

Противоположным расчленению является метод объединения и связанный с ним комплексный подход к изучению объекта, которые чаще всего объединяются под названием «общая теория систем» или «системология».

Общая теория систем (ОТС) возникла на основе изучения некоторых системный анализ и т. д.

В другом направлении общая теория систем представляет собой некоторый математический аппарат, претендующий на строгое описание закономерностей формирования и развития любых систем.

ОТС базируется на трех постулатах. Первый постулат утверждает, что функционирование систем любой природы может быть описано на основе рассмотрения формальных структурно-функциональных связей между отдельными элементами систем. Влияние материала, из которого состоят элементы систем, проявляется в формальных характеристиках системы (ее структуре, динамике и т.д.).

Второй постулат состоит в том, что организация системы может быть определена на основе наблюдений, проведенных извне посредством фиксирования состояний только тех элементов системы, которые непосредственно взаимодействуют с ее окружением.

Третий постулат заключается в том, что организация системы полностью определяет ее функционирование и характер взаимодействия с окружающей средой. Эти постулаты дают возможность определить организацию системы, исходя из характеристик взаимодействия с внешней средой, и характеристики взаимодействия, исходя из организации системы.

Диалектическое требование изучать объект во всех его связях получило в общей теории систем свое дальнейшее развитие в форме ряда принципов:

· системности (целостное представление объектов);

· релятивности системы (любое множество предметов можно рассматривать как систему и как не систему);

· универсальности системы, этот принцип направлен против абсолютизации отдельных систем и способов их образования, т. е. любое множество можно рассматривать как систему и как не систему в определенных аспектах и фиксированных условиях.

2.4 Математический метод

Для успешного применения теоретических методов исследований, особенно в области техники и технологий, необходимо иметь глубокие и всесторонние знания в соответствующих областях наук - математики, механики, физики, биологии, химии и др., в которых сформулированы и обоснованы общие законы и закономерности, описывающие те или иные природные явления или события. При этом такие законы и закономерности построены на основании методов логики и описаны на основе математической формализации соответствующими математическими формулами, зависимостями и другими подобными атрибутами с необходимой степенью приближения к действительности.

При построении математических моделей наиболее часто используют методы формализации из алгебры, булевой алгебры, теории множеств, дифференциального и интегрального исчисления, теории вероятностей, математической статистики и т.д.

Методы формализованного анализа явлений и объектов исследования возникли в связи со сложностями принятия решений об эффективности функционирования сложных систем на основе неформальных методов. При анализе простых объектов или явлений, когда исследователь имеет небольшое количество показателей оценки их состояния, зачастую использования таких формализованных методов не требуется.

Необходимым условием для проведения теоретических исследований является наличие логических предпосылок и соответствующих данных для математической формализации исследуемых объектов. Сложность самих объектов, а чаще недостаток данных о них, является значительным препятствием для построения моделей, описывающих их с требуемой точностью. В этом случае могут быть использованы апробированные в практике вспомогательные общепринятые и общеизвестные приемы: словесное описание объектов исследований, чертежи и структурные блок-схемы, логические блок-схемы, графики, таблицы и номограммы, а также математическое описание как объекта в целом, так и его отдельных характеристик. Последний метод применяется для изучения сложных систем, состояние которых зависит от многих факторов, изменяющихся в пространстве и времени. Он предполагает использование универсальных методов формализации, основанных на принципах современной математики, которые позволяют достаточно строго и однозначно сформулировать правила описания тех или иных явлений и процессов, являющихся объектами исследований.

Он предполагает использование универсальных методов формализации, основанных на принципах современной математики, которые позволяют достаточно строго и однозначно сформулировать правила описания тех или иных явлений и процессов, являющихся объектами исследований. Систему таких правил называют алгоритмами, а порядок их применения - алгоритмизацией.

Конечной целью теоретических исследований обычно является построение математической модели, по которой в дальнейшем осуществляется исследование объектов с помощью различных других методов. При этом один и тот же объект (в зависимости от числа учтенных факторов, цели исследований, требований точности и надежности данных исследований и т.д.) может быть описан различными моделями.

Математическое моделирование объекта исследований заключается в математической имитации поведения объекта или системы с той или иной степенью точности для возможного его воспроизведения и изучения как упрощенной.

В зависимости от сложности объекта и целей исследований получают модели трех типов: физические, расчетные и математические.

Под физическими моделями понимаются те, которые наиболее полно описывают поведение объекта с помощью физических оценок и терминов, общепринятых в этой отрасли науки. В такие модели входят без упрощений все известные функциональные соотношения и связи между параметрами объекта, а также учитываются полученные экспериментальные данные по данному объекту. Это - самый сложный и трудоемкий тип моделей. Недостатки этого метода состоят в том, что модели получаются сложными по составу и структуре. Они не позволяют четко определить степень влияния отдельных параметров на фоне остальных. Все это затрудняет анализ и синтез объектов исследований.

Расчетные модели отличаются от физических тем, что они описывают процесс без учета факторов, которые не оказывают существенного влияния на конечные результаты исследований. При таких допущениях сложные математические зависимости, описывающие процессы, заменяют приближенными (аппроксимированными) соотношениями, некоторые переменные величины - их средними значениями, нелинейные выражения - линейными и т.д. Такое упрощение позволяет использовать в дальнейших исследованиях формальные методы современной математики и вычислительной техники.

К математическим моделям относятся модели, построенные аналитическим путем или полученные на основе обработки экспериментальных данных. Они в достаточной мере полно характеризуют исследуемый объект. К ним относятся также алгоритмы решения уравнений, составленные на их основе программы для компьютерной обработки экспериментальных данных и т.д. Эти модели наиболее часто используются в прикладных отраслях наук, в частности в технических науках по многим специальностям. По мере накопления данные об объекте от таких моделей переходят к более сложным, строго описывающим изучаемые явления и закономерности, а затем к построению фундаментальных теорий идеализированной копии (модели).

В зависимости от метода построения математические модели разделяются на два типа: гносеологические (познавательные) и информационные.

Гносеологические модели предназначены для описания различных физических, технологических и других характеристик объектов исследований.

Информационные модели - это математические модели, используемые для решения задач анализа и синтеза параметров систем, описывающих объект исследований. Содержащаяся в них информация используется для разработки способов и методов воздействий на объект для получения оптимальных параметров или рациональных интервалов их варьирования с целью эффективного функционирования в реальных условиях. Модели такого типа являются важным элементом систем управления объектом. Они позволяют находить значения параметров объекта, обеспечивающих возможность оперативного управления его функционированием. [5]

Таким образом, математический метод используют в тех случаях, когда теоретические исследования невозможно провести с точностью.

3. Процесс проведения теоретических исследований

Он состоит обычно из нескольких стадий:

1. Оперативная стадия включает проверку возможности устранения технического противоречия, оценку возможных изменений в среде, окружающей объект, анализ возможности переноса решения задачи из других отраслей знания (ответить на вопрос: «Как решаются в других отраслях знаний задачи, подобные данной?»), применение «обратного» решения (ответить на вопрос: «Как решаются задачи, обратные данной, и нельзя ли использовать эти решения, взяв их со знаком минус?») или использования «прообразов» природы (ответить на вопрос: «Как решаются в природе более или менее сходные задачи?»).

2. Вторая стадия исследования является синтетической, в процессе которой определяется влияние изменения одной части объекта на построение других его частей, определяются необходимые изменения других объектов, работающих совместно с данным, оценивается возможность применения измененного объекта по новому, и найденной технической идеи при решении других задач.

3. Выполнение названных предварительных стадий дает возможность приступить к стадии постановки задачи, в процессе которой определяется конечная цель решения задачи, проверяется возможность достижения той же цели решения задачи «обходными» (может быть, более простыми) средствами, выбирается наиболее эффективный путь решения задачи и определяются требуемые количественные показатели. В связи с этим при необходимости уточняются требования применительно к конкретным условиям практической реализации полученного решения задачи.

4. Аналитическая стадия включает определение идеального конечного результата (ответить на вопрос: «Что желательно получить в самом идеальном случае?»), выявляются помехи, мешающие получению идеального результата, и их причины, определяются условия, обеспечивающие получение идеального результата с целью найти, при каких условиях исчезнет «помеха». [4]

Постановка задачи является наиболее трудной частью ее решения. Умение увидеть скрытое основное отношение задачи в самом начале решения, а, следовательно, умение поставить задачу, выделить ее из огромной массы окружающих, привходящих обстоятельств и, наконец, добраться до ее завуалированной сущности -- залог успеха в достижении поставленной цели.

Все это указывает на то, что четкая формулировка основного отношения задачи -- важнейший этап ее решения. Следует при этом иметь в виду, что преобразование в начале расплывчатой формулировки задачи в четкую, определенную (переформулировка) часто облегчает решение задач.

Заключение

По мере того, как в ходе исследования накапливается фактический материал, возникает необходимость в его систематизации. Как известно, есть две основные функции науки: объяснительная и предсказательная, но перед тем как приступить к выявлению каких-либо причинно-следственных связей, необходимо упорядочить имеющиеся факты, чтобы устранить их хаотичность.

Применение научно обоснованных методов исследования является существеннейшим условием получения новых знаний, поэтому их выбор имеет решающее значение для результатов исследования. Современная научная деятельность немыслима без применения методов познания, они являются общепринятым инструментарием. Избранный исследовательский подход и используемые методы в совокупности составляют методику исследования, своего рода сюжетную линию, в соответствии с которой структурируется весь собранный фактический материал.

Постепенно поиск основных закономерностей, которым подчинены выявленные факты, превращается в своего рода «навязчивую идею» исследователя. Такое состояние, как правило, неопасно, оно означает, что в работу включилось интуитивное мышление. Главное, нужно всегда успевать зафиксировать, записать возникающие оригинальные гипотезы.

За кульминацией теоретической работы - вспышкой интуиции - следует длительная логическая проверка гипотезы. Наиболее практические вопросы в этой связи могут начинаться со слов: «Что будет, если ...?». Это может ознаменовывать первый шаг к экспериментальной работе, попытке преобразования окружающей действительности.

Таким образом, первым шагом в направлении теоретической работы является разработка понятийного аппарата, затем следует выбор подхода и методов исследования.

Список использованной литературы

1. Алексеев, П.В. Теория познания и диалектика [Текст] / П.В. Алексеев, А.В. Панин - М.: Высшая школа, 1991. 447 с.

2. Бычкова Л.С. Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Библиотека.

3. Загвязинский, В.И. Методология и методы психолого-педагогического исследования [Текст]: учеб. для вузов / В.И. Загвязинский, Р. Атаханов - М.: 2005. 264 с.

4. Кузнецов, И.Н. Методика подготовки и оформления [Текст]: научн. работы / И.Н. Кузнецов -- Минск: 2007. 68 с.

5. Сабитов, Р.А. Научные исследования [Текст]: учеб. пособие / [Электронный ресурс]: Основы научных исследований / Р. А. Сабитов / М.: 2002 г. 145 с.

6. Чкалова О.Н. Основы научных исследований. - К.: Вища школа, 1978. - 120 с.

Размещено на Allbest.ru