Презентация по основам проектирования на тему Средства и методы научного исследования (10 класс)

Средства и методы научного исследования Средства научного исследованияМатериальные средстваИнформационные средстваМатематические средства Логические средстваЯзыковые средства Теоретические Эмпирические Методы-действияМетоды-операцииМетоды научного исследованияСпособ достижения какой-либо цели, решения конкретной задачиСовокупность приёмов или операций практического или теоретического освоения действительности Методы научного исследования{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}ТЕОРЕТИЧЕСКИЕМетоды-операцииМетоды-действияАнализСинтез СравнениеАбстрагированиеКонкретизацияОбобщение Формализация Индукция Дедукция Идеализация АналогияМоделирование Мысленный эксперимент ВоображениеДиалектика (как метод)Научные теории, проверенные практикойДоказательствоМетод анализа систем знанийДедуктивный метод Индуктивно-дедуктивный методВыявление и разрешение противоречийПостановка проблемПостроение гипотез Методы научного исследования{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}ЭмпирическиеМетоды-операцииМетоды-действияИзучение литературы, документов и результатов деятельностиНаблюдениеИзмерениеОпрос (устный и письменный)Экспертные оценкиТестирование Методы отслеживания объекта: обследование, мониторинг, изучение и обобщение опытаМетоды преобразования объекта: опытная работа, экспериментМетоды исследования объекта во времени: ретроспектива, прогнозирование Теоретические методы-операцииАнализ – разложение исследуемого целого на части, выделение отдельных признаков и качеств явления, процесса или отношений явлений, процессов. Синтез – соединение различных элементов, сторон предмета в единое целое (систему), выявление системы связей. Сравнение – познавательная операция, выявляющая сходства и различия объектов, их количественные и качественные характеристики, основания классификации, упорядочения и оценки. Абстрагирование – мыслительная операция, позволяющая мысленно вычленить и превратить в самостоятельный объект рассмотрения отдельные стороны, свойства или состояния объекта в чистом виде. Конкретизация – процесс нахождения целостного, взаимосвязанного, многостороннего и сложного.Обобщение – выделение и фиксация относительно устойчивых, инвариантных свойств объектов и их отношений независимо от частных и случайных условий их наблюдения.Теоретические методы-операции Формализация – отображение результатов мышления в точных понятиях или утверждениях. Индукция – это умозаключение от частных объектов, явлений к общему выводу, от отдельных фактов к обобщениям. Дедукция – это умозаключение от общего к частному, от общих суждений к частным выводам. Идеализация – мысленное конструирование представлений об объектах, не существующих или неосуществимых в действительности, но таких, для которых существуют прообразы в реальном мире. Теоретические методы-операции Аналогия – мыслительная операция, когда знание, полученное из рассмотрения какого-либо одного объекта, переносится на другой, менее изученный или менее доступный для изучения, менее наглядный объект, именуемый прототипом-оригиналом.Моделирование – перенос информации от модели к прототипу. Способ конструирования нового, ранее не существующего в практике. Модель – вспомогательный объект, выбранный или преобразованный в познавательных целях, дающий новую информацию об основном объекте.Теоретические методы-операции Предметное моделирование - воспроизведение модели, имеющей определенные геометрические, физические, динамические либо функциональные характеристики объекта моделирования – оригинала. Физическое моделирование – модель и моделируемый объект имеют одну и ту же физическую природу. Знаковое моделирование – моделями служат схемы, чертежи, формулы и т.п. (математическое моделирование). Теоретические методы-операции Модельный эксперимент – особый вид эксперимента, в процессе которого происходит изучение какого-либо явления на его модели. Мысленный эксперимент – мысленное создание идеальных объектов, их соотношения в рамках определенной динамической модели, имитация движений и ситуаций, которые могли бы иметь место в реальном эксперименте.Воображение – мыслительный процесс по созданию новых представлений и образов с его специфическими формами фантазии.Теоретические методы-операции Теоретические методы-действияДиалектика – восхождение от абстрактного к конкретному, от общих и бедных содержанием форм к расчленённым и более богатым содержанием, к системе понятий, позволяющих постичь предмет в его сущностных характеристиках.Научные теории, проверенные практикой – метод, определяющий содержание и последовательность экспериментальной деятельности исследователя. Теоретические методы-действияДоказательство – метод, теоретическое (логическое) действие, в процессе которого истинность какой-либо мысли обосновывается с помощью других мыслей. Состоит из 3х частей: тезиса, доводов (аргументов) и демонстрации. Доказательства: прямые и косвенные, индуктивные и дедуктивные. Правила доказательств: 1) тезис и аргументы должны быть ясными и точно определенными; 2) тезис должен оставаться тождественным на протяжении всего доказательства; 3) тезис не должен содержать в себе логическое противоречие; 4) доводы, приводимые в подтверждение тезиса, должны быть истинными, не подлежащими сомнению, не противоречивыми; 5) доказательство должно быть полным. Теоретические методы-действияМетод анализа систем знаний – разложение исследуемой системы знаний на её составляющие. Дедуктивный метод – способ построения научной теории, при котором в её основу кладут некоторые исходные положения аксиомы, из которых все остальные положения теории (теоремы) выводятся чисто логическим путем доказательства. Индуктивно-дедуктивный метод – сначала накапливается эмпирический базис, на основе которого строятся теоретические обобщения (индукция), которые могут выстраиваться в несколько уровней, а затем эти обобщения могут быть распространены на все объекты и явления, охватываемые данной теорией (дедукция). Эмпирические методы-операцииИзучение литературы, документов и результатов деятельности – обязательный процессуальный компонент любой научной работы. Источник фактического материала для исследования – документация. Наблюдение – информативный метод, позволяющий увидеть все стороны изучаемых явлений и процессов, доступные восприятию наблюдателя как непосредственно, так и с помощью различных приборов. Научное наблюдение – целенаправленное и организованное восприятие объектов и явлений внешнего мира, связанное с решением определенной научной проблемы или задачи. Эмпирические методы-операцииЭтапы научного наблюдения: Определение цели наблюдения; Выбор объекта, процесса, ситуации; Выбор способа и частоты наблюдений; Выбор способа регистрации наблюдаемого объекта, явления; Обработка и интерпретация полученной информации. Эмпирические методы-операцииНаблюдаемые ситуации:Естественные и искусственные; Управляемые и не управляемые субъектом наблюдения; Спонтанные и организованные; Стандартные и нестандартные; Нормальные и экспериментальные. Эмпирические методы-операцииНаблюдение классифицируется: {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}Основание классификацииВид наблюденияПо способу организацииОткрытое и срытоеПолевое и лабораторноеПо характеру фиксацииКонстатирующее, оценивающее и смешанноеПо способу получения информацииНепосредственное и инструментальноеПо объему охвата изучаемых объектовСплошное и выборочноеПо частоте проведенияПостоянное, периодические и однократное Эмпирические методы-операцииИзмерение – познавательные процесс, заключающийся в сравнении данной величины с некоторым ее значением, принятым за эталон сравнения. Структура измерения: познающий объект, средства измерения, объект измерения или измеряемая величина, способ измерения, результат измерения. Косвенное измерение – искомая величина определяется на основании прямых измерений других величин, связанных с первой функциональной зависимостью. Эмпирические методы-операцииОпрос – эмпирический метод, применяемый только в общественных и гуманитарных науках. Устный опрос (беседа, интервью) дают конкретные результаты (исчерпывающие ответы на сложные вопросы, интересующие исследователя). Письменный опрос – анкетирование. В основе лежит заранее подготовленный вопросник (анкета), а ответы опрашиваемых составляют искомую эмпирическую информацию. Эмпирические методы-операцииМетод экспертных оценок – разновидность опроса, связанная с привлечением к оценке изучаемых явлений, процессов наиболее компетентных людей, мнения которых позволяют достаточно объективно оценить исследуемое. Разновидности: метод комиссий, метод мозгового штурма, метод Делфи, метод эвристического прогнозирования и др. Эмпирические методы-операцииТестирование – эмпирический метод, диагностическая процедура, заключающаяся в применении перечня вопросов, требующих кратких однозначных ответов, либо в виде задач, решение которых не занимает много времени и также требует однозначного решения.Виды тестов: бланочные, аппаратные, практические, для индивидуального применения и группового. Эмпирические методы-действияМетоды отслеживания объекта - методы изучения объекта без его преобразования, когда исследователь не вносит каких-либо изменений, преобразований в объект исследования. Отслеживание – метод, при котором происходит изучение тех или иных особенностей объекта исследования; метод-действие, при котором состояние изучаемых объектов отслеживается посредством методов-операций (наблюдения и измерения). Эмпирические методы-действияОбследование – изучение исследуемого объекта с той или иной мерой глубины и детализации в зависимости от поставленных задач исследования; первоначальное изучение объекта, проводимое для ознакомления с его состоянием, функциями, структурой и т.д. (внешнее и внутреннее). Обследование проводится с помощью методов-операций: наблюдения, изучения и анализа документации, устного или письменного опроса, привлечения экспертов и т.д. Эмпирические методы-действияПрограмма и этапы обследования: План работы;Инструментарий (анкеты, тесты, вопросники, документы для изучения и т.д.); Критерии оценки; Сбор информации; Обобщение материалов; Подведение итогов; Оформление отчетных материалов. Эмпирические методы-действияВиды обследований:Пилотажные (разведывательные) – предварительная, относительно поверхностная ориентировка в изучаемом объекте. Специализированные (частичные) – изучение отдельных аспектов, сторон изучаемого объекта.Модульные (комплексные) – изучение целых блоков, комплексов вопросов, программируемых исследователем на основании достаточно подробного предварительного изучения объекта, его структуры, функций и т.д. Системные – полноценные самостоятельные исследования на основе вычленения и формулирования их предмета, цели, гипотезы и т.д., предполагающие целостное рассмотрение объекта. Эмпирические методы-действияМониторинг – регулярное отслеживание состояния объекта, значений отдельных его параметров с целью изучения динамики происходящих процессов, прогнозирования тех или иных событий, а также предотвращения нежелательных явлений.Изучение и обобщение опыта - массовый опыт (выявление основных тенденций развития той или иной отрасли); отрицательны опыт (выявление типичных недостатков и узких мест); передовой опыт (выявление, обобщение и внедрение в практику новых позитивных находок). Эмпирические методы-действияМетоды преобразующие объект исследования – активное преобразование изучаемого объекта (опытная работа и эксперимент).Опытная работа – метод внесения преднамеренных изменений в изучаемый объект с известной степенью произвольности. Эксперимент – общий эмпирический метод исследования (метод-действие), суть которого заключается в том, что явления и процессы изучаются в строго контролируемых и управляемых условиях. Основной принцип любого эксперимента – изменение в каждой исследовательской процедуре только одного какого-либо фактора при неизменности и контролируемости остальных. Эмпирические методы-действияКлассификация экспериментов: {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}№ Основание классификацииВид эксперимента1По характеру исследуемого объектаФизические;Химические;Биологические;Психологические и т.п.2По основной целиПроверочные (эмпирическая проверка гипотезы);Поисковые (сбор информации); 3По характеру и разнообразию средств и условийПрямой; Модельный; Полевой; Лабораторный; Эмпирические методы-действияКлассификация экспериментов: {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}№ Основание классификацииВид эксперимента4По различию результатовКачественные; Количественные;5По характеру стратегии проведения Эксперименты, осуществляемые методом «проб и ошибок»; Эксперименты на основе замкнутого алгоритма;Эксперименты с помощью метода «черный ящик»; Эксперименты с помощью метода «открытый ящик» Эмпирические методы-действияМетоды исследования объекта во времени: ретроспектива и прогнозирование. Ретроспектива – изучение состояния объекта, тенденций его развития в прошлом, в истории. Прогнозирование – специальное научное исследование конкретных перспектив развития изучаемого объекта.