Организация и руководство исследовательской деятельностью школьников. методическое пособие

8. Стать создателем нового направления.[1 - Учимся учиться/ Под ред. А. М. Зимичева. – Л., 1990. С 35.]

Более половины предлагаемого маршрута проходит в годы учебы в школе, колледже или ВУЗе. Чтобы лучше понять логику научного исследования. Давайте обратимся к логике научного познания и проследим его основные этапы.

Итак, научное исследование, начинается с осознания пробела в знаниях, или с осознания проблемы, которую необходимо разрешить. Коль скоро проблема осознана и цель исследования поставлена начинается накопление фактов.

Мы должны собрать как можно больше фактов, касающихся нашей проблемы, цели исследования. Для этого можно ждать пока необходимое нам событие не случится само собой. Это является методом исследования. Он называется наблюдением. В некоторых науках – это практически ведущий метод исследования (например, астрономия, социология и др.).

Наблюдение дает достоверные результаты, однако занимает много времени, поэтому мы можем провести эксперимент, т.е. испытание нашего объекта исследования. Отличительной особенностью научного эксперимента является то, что его должен быть способен воспроизвести каждый исследователь в любое время.

Эксперимент можно провести не со всяким объектом. Что делать астроному или физику, изучающему микрочастицы? В этом случае можно провести модельный эксперимент, т.е. провести его на моделях, т. е. на объектах, которые идентичны оригиналу по структуре и отражают все его существенные стороны и связи. Модельные эксперименты проводятся не только в естественных науках, но и в гуманитарных.

Существует также мысленный эксперимент. Для этого понадобится представить себе объект, который вообще не существует в реальности, и провести над ними эксперимент в уме. Это связано с тем, что в некоторых науках необходимы идеальные представления, например, представление об идеальном газе или идеальной поверхности и т. д. В реальности таких объектов просто не может быть. Поэтому и эксперимент с такими объектами может быть только вымышленным.

Таким образом, с помощью наблюдения, эксперимента, других методов происходит первоначальное накопление материала, такие исследования называются эмпирическими. На их основе делаются эмпирические обобщения, или первичные выводы. В науках, которые называют эмпирическими, такими как, например, геология, эмпирические обобщения завершают исследование, в экспериментальных, теоретических науках это только начало.

Следующим шагом является создание гипотезы (предположения), объясняющую происхождение зарегистрированных фактов. Помимо самих фактов для этого необходимо все предшествующее знание, касающееся данной проблемы.

«Эмпирическое обобщение опирается на факты, индуктивным путем собранные, не выходя за их пределы и не заботясь о согласии или несогласии полученного вывода с другими существующими представлениями о природе… При гипотезе принимается во внимание какой-нибудь один или несколько важных признаков явления и на основании только их строится представление о явлении, без внимания к другим его сторонам. Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших основой для ее построения»[2 - В. И. Вернадский. Биосфера // Избранные сочинения- Т. 5.– М., I960.– С. 19]

После выдвижения определенной гипотезы (научного предположения, объясняющего причины данной совокупности явлений) исследование опять возвращается на эмпирический уровень для ее проверки. При проверке научной гипотезы должны проводиться новые эксперименты, исходя из сформулированной гипотезы. Цель – проверка следствий из этой гипотезы, о которых ничего не было известно до ее выдвижения.

Если гипотеза выдерживает эмпирическую проверку, то она приобретает статус закона или закономерности. Если нет – считается опровергнутой, и поиски иной, более приемлемой, продолжаются. Научное предположение остается, таким образом, гипотезой до тех пор, пока еще не ясно подтверждается она эмпирически или нет. Стадия гипотезы не может быть в науке окончательной, поскольку все научные положения в принципе эмпирически опровергаемы, и гипотеза рано или поздно или становится законом или отвергается.

Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания, называется теорией. В случае, если теория в целом не получает убедительного эмпирического подтверждения, она может быть дополнена новыми гипотезами, которых, однако, не должно быть слишком много, так как это подрывает доверие к теории.

Подтвержденная на практике теория считается истинной вплоть до того момента, когда будет предложена новая теория, лучше объясняющая известные эмпирические факты, а также новые эмпирические факты, которые стали известны уже после принятия данной теории и оказались противоречащими ей.

В своем учебном пособии А. А. Горелов представляет структуру научного познания следующим образом:

Эмпирический факт – научный факт – наблюдение – реальный эксперимент – модельный эксперимент – мысленный эксперимент – фиксация результатов эмпирического уровня исследований – эмпирическое обобщение – использование имеющегося теоретического знания – образ – формулирование гипотезы – проверка ее на опыте – формулирование новых понятий – введение терминов и знаков – определение их значения – выведение закона – создание теории – проверка ее на опыте – приятие в случае необходимости дополнительных гипотез.[3 - А. А. Горелов Концепции современного естествознания. Учеб пособие. – М., 1998.] Такова обобщенная логика научного познания. Каждая наука имеет свои особенности, которые накладывают отпечаток и на исследования в данной области.

1.2. Методы научного исследования (особенности их использования в условиях образовательной организации)

Под методом чаще всего понимается совокупность действий, которые способствуют достижению желаемого результат. Другими словами метод – это способ получения новой информации. Каждый уровень исследования имеет свои собственные методы. Так, для эмпирического исследования используются такие методы как: 1) наблюдение – целенаправленное восприятие явлений объективной действительности; 2) описание – фиксация сведений об объектах; 3) измерение – сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам; 4) эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явления при повторении условий.

Теоретические исследования предполагают такие методы как: 1) формализацию – построение абстрактных моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности; 2) аксиоматизацию – построение теорий на основе аксиом – утверждений, доказательства истинности которых не требуется; 3) гипотетико-дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Также, можно выделить методы общенаучные, которые используются в любой отрасли знания, и конкретно-научные методы, используемые в отдельных разделах науки. Также, существуют методы, которые используются в любой области человеческой деятельности. Такие методы можно назвать всеобщими.

Среди всеобщих выделяются следующие методы:

1) анализ – расчленение целостного предмета на составные части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их всестороннего изучения;

2) синтез – соединение ранее выделенных частей предмета в единое целое;

3) абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений;

4) обобщение – прием мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов;

5) индукция – метод исследования и способ рассуждения, в котором общий вывод строится на основе частных посылок;

6) дедукция – способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера;

7) аналогия – прием познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках;

8) моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя;

9) классификация – разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для исследователя признаком (особенно часто используется в описательных науках – многих разделах биологии, геологии, географии, кристаллографии и т. п.).

Примером общенаучного метода может служить наблюдение. Это самый распространенный в науке и наиболее доступный из всех исследовательских методов. Наблюдение с успехом применяется как в школьных исследованиях, так и в серьезных фундаментальных научных изысканиях.

Наблюдение — целенаправленное восприятия какого-либо явления, в процессе которого исследователь получает конкретный фактический материал. При этом ведутся записи (протоколы) наблюдений. Наблюдение проводится обычно по заранее намеченному плану с выделением конкретных объектов наблюдения.

Этапы наблюдения:

– определение задач и целей (для чего, с какой целью ведется наблюдение);

– выбор объекта, предмета и ситуации (что наблюдать),

– выбор способа наблюдения, наименее влияющего на исследуемый объект и наиболее обеспечивающий сбор необходимой информации (как наблюдать);

– выбор способов регистрации результатов наблюдения (как вести записи);

– обработка и интерпретация полученной информации (каков результат).

Различают наблюдение включенное, когда исследователь становится членом той группы, в которой ведется наблюдение, и невключенное – наблюдение «со стороны»; открытое и скрытое (инкогнито); сплошное и выборочное.

Наблюдение – очень доступный метод, но он имеет свои недостатки, связанные с тем, что на результаты наблюдения оказывают влияние личностные особенности (установки, интересы, психические состояния) исследователя.

В качестве конкретно-научного метода мы опишем метод анкетирования, которые с успехом применяется в социальных науках, и доступен начинающим исследователям.

Анкетирование — метод массового сбора материала с помощью анкеты. Те, кому адресованы анкеты, дают письменные ответы на вопросы. Беседу и интервью называют опросом лицом к лицу, анкетирование – заочным опросом.

Результативность беседы, интервьюирования и анкетирования во многом зависит от содержания и структуры задаваемых вопросов. План беседы, интервью и анкета – это перечень вопросов (вопросник). Этапы составления вопросника:

– определение характера информации, которую необходимо получить;

– составление приблизительного ряда вопросов, которые должны быть заданы;

– составление первой редакции вопросника;

– предварительная его проверка путем пробного исследования;

– исправление вопросника и окончательное его редактирование.

По объективной направленности различают вопросы, выявляющие фактическую информацию о личности опрашиваемого (лучше это делать в конце опроса); отношение опрашиваемого к событиям, явлениям (здесь в ответах возможна неискренность); действия опрашиваемых или других лиц (для получения более достоверной информации необходимо вводить контрольные вопросы); мнения о совершенствовании изучаемого явления.

При проведении анкетирования, интервьюирования делается вступление о цели опроса и гарантируется его анонимность. Первые вопросы должны быть интересными и недискуссионными, они направлены на установление взаимопонимания, работчей обстановки. Далее вопросы постепенно усложняются. Вопросы личного характера задаются в конце опроса. Последние вопросы уточняют предыдущие. Время проведения опроса от 15 до 25 мин.