Загальнонаукові методи досліджень

Правила формулювання предмету доказу (тези доказу):

1. Тези доказу слід формулювати чітко, не припускаючи двозначності

2. Доказ слід залишати незмінним, тобто він повинен доводити один і той же висновок, положення

3. Слід тримати під постійним контролем основну думку і хід міркування, зв’язок основних висновків і положень

Правила підбирання аргументів доказу:

- аргументи мають бути істиними (іми можуть бути положення, істинність яких була доведена, або положення істинність яких ні в кого не викликає сумнівів)

- аргументи повинні бути автономно обґрунтовані (вони доводяться незалежно від тези)

- аргументи не мають бути суперечливими

- Аргументи мають бути достатніми

СпростуванняМетод має три форми реалізації:

критика тези опонента

критика аргументів опонента

критика демонстрації

ГіпотетичнийМетод заснований на розробці г і п о т е з и - наукового припущення, що має елементи новизни. Г. має відповідати загальним законам діалектики і природознавства та підтверджуватись експериментально.

Цей метод є основним для прикладних наук. 

Успіх гіпотези (імовірність її підтвердження експериментом і відповідно її перетворення на теорію) залежить від повноти зібраної інформації, глибини творчого аналізу цієї інформації, передбачення та інтуїції дослідника ( залеж. від досвіду та ерудиції), точності формулювання .

Системний аналізСукупність прийомів і методів для вивчення складних об’єктів – систем, складених з окремих елементів.

Сутність С.А. полягає у виявленні прямих і зворотних зв’язків між елементами і встановленні їх впливу на систему вцілому.

 

Методи , що використовуються на емпіричному  та теоретичному рівнях дослідження

АбстрагуванняМетод наукових досліджень, за яким відволікаються від другорядних фактів з метою зосередження на важливих особливостях явища, що вивчається.

Наприклад при дослідженні роботи деякого механізму аналізують розрахункову схему, яка відбиває основні суттєві властивості мєханізму

РанжуванняМетод наукових досліджень, за яким виключають усі другорядні фактори, що не впливають суттєво на явище, яке досліджується.

Наприклад при дослідженні прогинів балок приймають постійними: перерізи балок, відстані між опорами, t°балки тощо

АналізМетод наукових досліджень, при якому явище поділяється на складові частини

СинтезМетод наукових досліджень, при якому явище досліджується в цілому на підставі об’єднання зв’язаних між собою елементів в одне ціле

Дедуктивний методЗначна частина наукової інформації має характер вихідних суджень, (суджень, які не отримано через безпосереднє сприйняття будь-яких фрагментів діяльності, а виділено з інших суджень). Логічним засобом отримання таких вивідних знань і є умовивід (розумова операція за допомогою якої з певної к-ті заданих суджень виводиться інше, певним чином пов’язане з вихідними). Усі умовиводи можна кваліфікувати як дедуктивні та індуктивні.

Метод наукових досліджень, при якому конкретні (поодинокі) положення виводяться із загальних (наприклад на основі загальних законів гідродинаміки отримують конретне рівняння, що характеризує фільтрування рідини із завислими частками через зернисту засипку).

Недоліком цього методу є обмеження, які витікають із загальних закономірностей, на підставі яких досліджується конкретний випадок (наприклад щоб дослідити процес фільтрування недостатньо знати лише закони гідродинаміки, необхідно застосувати й інші принципи, які випливають з аналізу системи «оператор-фільтр-технологічна схема очищення води»)

Індуктивний методМетод наукових досліджень, за яким за конкретними (поодинокими) фактами і явищами встановлюють загальні принципи і закони (Д.І.Менделєєв, використовуючи конкретні факти про хімічні елементи,сформулював періодичний закон)

При теоретичних дослідженнях використовують як дедукцію, так й індукцію. Науковець, обґрунтовуючи гіпотезу наукового дослідження, встановлює її відповідність загальним законам діалектики і природознавства (дедукція). В той же час гіпотезу формулюють на підставі конкретних фактів(індукція).

 

Пізнавальні прийоми і форми наукових досліджень

До пізнавальних прийомів крім згаданих способів «ідеалізаціі» та «абстрагування» відносяться:

Моделювання

Узагальнення

Уявний експеримент

МоделюванняМетод дослідження об’єкту, процесу, явищ на моделях (матеріальному або розумовому уявленні об’єкта дослідження в образі більш доступному і сприятливому для вивчення, ніж сам оригінал)

Подібність між моделлю та  орігіналомФізична (подібні фізичні хар-ки М. і О.)

Функціональна (подібні функції, що виконуються у М.і О. )

Математична (подібні  математичні  описи М. і О.) 

Модель може виконувати свою роль тільки тоді, коли міра її відповідності оригіналу буде досить чітко визначена за критеріями подібності

УзагальненняПрийоми здобуття нових знань шляхом розумового (уявного) переходу від конкретних висновків і заключень до більш загальних, які в найбільшій мірі відображають суть досліджуваного процесу чи явища

Уявний (розумовий) експериментДозволяє в природничих науках виділити об’єкт дослідження в чистому вигляді незалежно від конкретної форми його взаємодії з навколишнім світом.

+ в порівнянні із реальним Е. є те, що в уяві можно провести експерименти, які в реальності неможливі.

В основі будь-якого уявного Е. явно чи неявно знаходиться питання «Що зміниться, якщо?..». Без такої постановки питання розумовий Е. втрачає цінність

 

Аналітичні методи досліджень з використанням експериментів

Фізичні процеси можна досліджувати аналітичними або експериментальними методами.

Аналітичні залежності дозволяють вивчати процеси в загальному вигляді на основі функціонального аналізу рівнянь і є математичними моделями класу процесів. Математична модель може бути представлена у вигляді функції, рівняння (алгебраїчного, диференціального, інтегрального), системи рівнянь. Використання мат. моделей є одним з основних методів сучасного наукового дослідження.

Переваги: - як правило вміщують велику кількість інформації ( є інформативними) - можуть бути перетворені за допомогою математичного апарату ( наприклад функції можна досліджувати на екстремум, а рівняння вирішити з отриманням кінцевого  результату)

Недоліки: - для того, щоб з усього класу знайти часткове рішення, притаманне лише даному процесу, необхідно знайти умови однозначності. Визначення краєвих умов вимагає проведення достовірного досліду та ретельного аналізу експериментальних даних.

Невірне прийняття краєвих умов приводить до того, що підлягає теоретичному аналізу не той процес, який планується, а видозмінений - важко (або неможливо) знайти аналітичні вирази з врахуванням умов однозначності, я  які точно відбивають фізичну сутність процесу, що вивчається

Експериментальні методи

Переваги: - дозволяють глибоко вивчити процеси в межах точності техніки експерименту та сконцентрувати увагу на тих параметрах процесу, які являють найбільший інтерес.

При цьому можна встановити поодинокі залежності між окремими змінними в строго визначених інтервалах їх зміни (аналіз змінних характеристик за межами цих інтервалів може привести до викривлення залежності та грубим помилкам).

Недоліки: - результати будь-якого експерименту відбивають індивідуальні особливості лише процесу, що досліджується, і не можуть бути розповсюджені на інший процес, навіть близький за фізичною сутністю, - з досліду неможливо встановити, які з параметрів чинять рішучий вплив на хід 

 процесу і як буде змінюватись процес, якщо змінювати різні параметри одночасно (адже техніка проведення експерименту це виключає).

Таким чином аналітичні та експериментальні методи мають свої переваги та недоліки. Тому найбільш плідним є сполучення позитивних сторін аналітичних та експериментальних методів досліджень. При такому підході явища та процеси вивчаються не ізольовано одне від одного, а комплексно. Різні об’єкти з їх специфічними змінними величинами об’єднуються в комплекси, які характеризуються єдиними законами. Це дозволяє розповсюдити аналіз одного явища на інші або цілий клас аналогічних явищ. Такий принцип досліджень зменшується кількість змінних величин, вони заміняються узагальненими критеріями. В результаті спрощується шуканий математичний вираз. На цьому принципі засновані методи: аналогії, подібності, розмінностей, які є різновидом методів моделювання.