3. Основы методологии исследований эмпирического уровня

Важную роль в научном исследовании играют познавательные задачи, которые появляются при решении научных проблем. Эмпирические задачи направлены на выявление, точное описание и детальное изучение разных фактов, явлений и процессов. Эмпирические исследования дают возможность получать разностороннюю информацию о состоянии явлений, процессов и оказывают содействие углублению их количественного и качественного анализов.

На эмпирическом уравне научный работник получает новые знания на основе опыта с помощью описания, наблюдение и эксперимента.

Наблюдение - это способ познания объективного мира на основе непосредственного восприятия предметов и явлений с помощью чувственности. Оно разрешает получить первичный материал для изучения. Наблюдение ведется по плану и подчиняется определенной тактике.

Наиболее эффективным источником эмпирических знаний является научный эксперимент. В отличие от наблюдения и описания, эксперимент является активным средством получения новых знаний, поскольку экспериментатор в процессе опыта имеет возможность управлять процессом изучения явления, следить за его развитием, может изменять его или опровергать.

Большее 2/3 всех научных работников заняты экспериментальной работой.

Эксперимент - это система операций, влияния или наблюдений, направленных на получение информации об объекте при исследовательских испытаниях, которые могут проводиться в естественных и искусственных условиях при изменении характера прохождение процесса.

Эксперимент проводят на заключительном этапе исследования и он является критерием истины теории и гипотез. Эксперимент также в многих случаях является источником новых теоретических данных, которые развиваются на базе результатов проведенного опыта или законов, которые выходят из него. Основной целью эксперимента является проверка теоретических положений (подтверждение рабочей гипотезы), а также более широкого и глубокого изучения темы научного исследования.

Эксперимент - это способ исследования явлений, процессов путем организации специальных опытов, которые обеспечивают изучение влияния отдельных факторов при условии постоянности других условий или моделирование явлений и процессов на практике. Эксперимент может быть проведен за возможностью в короткие сроки с минимальными затратами и с высоким качеством полученных результатов.

Экспериментальные исследования являются лабораторными и производственными. В отдельных случаях производственный эксперимент эффективно проводить методом анкетирования. Этот метод разрешает собрать обширну информацию по вопросу, которое интересует.

В зависимости от темы научного исследования объем эксперимента может быть разной. Иногда для подтверждения рабочей гипотезы достаточно лабораторного эксперимента, но бывает и так, что необходимо проводить серию экспериментальных исследований: поисковом, лабораторных, полигонных на объекте, который находится в эксплуатации. Для проведения любого эксперимента следует разработать методологию, то является общую структуру (проект) эксперимента, постановку и последовательность выполнения экспериментальных исследований.

Методология эксперимента включает такие основные этапы:

разработка плана-программы эксперимента;

оценка измерения и выбор средств для проведения эксперимента;

проведение эксперимента;

обработка и анализ экспериментальных данных.

Это схема традиционного эксперимента. В условиях компьютеризации можно кое-что изменить схему, поскольку значительно возрастает скорость и повышается точность, которая разрешает уменьшить объемы экспериментальных исследований.

Проведение эксперимента является довольно трудоемким процессом, который требует терпения, выдержки, целеустремленности. Большое значение при проведении эксперимента имеет порядочность исполнителей, здесь недопустимая халатность, так как это может повлиять на чистоту эксперимента. При проведении эксперимента ведение журнала является обязательной. В журнале записывается тема исследования, фамилия исполнителя, время, место проведения эксперимента, характеристика окружающей среды, данные об объекте, средствах измерения, результаты наблюдения, а также и другие данные, которые могут быть нужными для оценки результатов опыта.

Особое внимание в методике следует уделить математическим методам обработки и анализа исследовательских данных - установлению эмпирических зависимостей, установлению критериев и интервалов. Анализ данных эксперимента - это творческая часть исследований. Иногда за цифрами тяжело четко вообразить физическую суть процесса. Поэтому следует очень тщательно співставити факты, причины, которые обусловили ход того ли другого процесса и установить адекватность гипотезы и эксперимента.

При обработке результатов измерений и наблюдений широко используют графические методы, с помощью которых наглядно можно увидеть результаты, обнаружить общий характер функциональной зависимости переменных величин, которые изучаются; установить наличие максимума или минимума функции. Для исследования закономерностей между процессами (явлениями), которые зависят от многих, иногда неизвестных факторов, применяют корреляционный анализ.

В практике выделяют три направления, которые определяют необходимость проведения эксперимента.

Первый - теоретически полученная аналитическая зависимость, которая однозначно трактует процесс исследования. В этом случае объем эксперимента для подтверждения установленной зависимости минимальный, поскольку она однозначно определяется экспериментальными данными.

Второй случай - теоретическим путем установлен только характер зависимости. Объем эксперимента кое-что больший.

Третий случай - теоретически не удалось получить любой зависимости. Разработан только предусмотрение о качественных закономерностях процесса. В многих случаях целесообразно проводить поисковый эксперимент. Объем эксперимента значительно увеличивается.

Результатами научного исследования могут быть эмпирические законы, которые грунтуются на фактах, установленных с помощью наблюдений и эксперимента.

Эмпирические законы отображают конкретные закономерности, обобщая результаты конкретного эксперимента, и с точки зрения научной общности уступают теоретическим законам.

Вместе с тем эмпирические и теоретические законы находятся в взаимосвязи и дополняют друг друга. Относительно последовательности проведения научных исследований, результаты эмпирического опыта и их обобщения составляют только начало научного познания.

Результатом эмпирических исследований, которые проводятся исследовательским путем, являются конкретные факты, за которыми осуществляется констатация существенных количественных и качественных признаков и свойств объекта, который изучается, и они становятся носителями элементарного знания.

Относительная постоянность эмпирических характеристик и связей между ними в объекте, которые исследуются, многократно регистрируются в опыте, высчитываются с помощью эмпирических правил и законов, часть которых имеет вероятный характер. На эмпирическому равные познания формируется ряд прикладных наук.