Глава 2. Логика научного исследования

2.1 План исследования

Любое научное исследование состоит из трех этапов – подготовительного, основного и заключительного. Сначала рассмотрим содержательную основу и результаты этих этапов кратко, затем более подробно.

Подготовительный этап

Содержательная основа

1. Определение актуальности исследования, формулировка проблемы, темы, цели, выделение объекта и предмета исследования.

2. Постановка задач исследования и составление плана исследования.

3. Определение методов исследования.

4. Определение практической базы исследования.

5. Составление списка литературы по выбранной проблеме.

Результат: первый вариант введения и план работы.

Основной этап

Содержательная основа

1. Изучение теории и истории вопроса, анализ базовых понятий.

2. Исследование опыта решения данной проблемы. Разработка теоретической модели. Поиск форм и методов ее реализации.

3. Реализация теоретической модели. Создание опытного образца и его тестирование. Обобщение и интерпретация экспериментального (практического) материала.

Результат: написание теоретической и практической части работы.

Заключительный этап

Содержательная основа

1. Определение новизны исследования, его теоретической и практической значимости.

2. Определение обоснованности и достоверности результатов исследования.

3. Анализ выполненной работы и перспектив ее продолжения.

4. Оформление и литературная редакция работы. Подготовка доклада и презентации.

5. Защита исследовательской работы (для ВКР).

Результат: оформление работы в соответствии с требованиями. Защита исследовательской работы.

2.2 Подготовительный этап

Актуальность, проблема, цель исследования

Актуальность исследования – это степень его важности в данный момент и в конкретной ситуации для решения стоящей перед исследователем проблемы. Актуальность обуславливается:

• наличием противоречий,

• неизученностью темы;

• возможностью решения практической задачи.

Противоречия имеют место, если в результате анализа проблемы оказывается, что:

• новая практика эффективнее прежней;

• новая практика не соответствует старой теории;

• новая система взглядов противоречит старой теории.

При этом изучаемый вопрос не должен иметь уже найденного ответа.

Проблема – это сложная ситуация, требующая разрешения. Формулировка проблемы исследования помогает студенту научиться вычленять вопрос, на который он хочет получить ответ. При конкретно сформулированной проблеме исследователь яснее представляет себе смысл предстоящей деятельности, осознанно определяет тему, цель и задачи работы.

Тема – это лаконичное и четкое ограничение аспектов исследуемой области. Тема отражает заключенное в проблеме противоречие, её формулировка одновременно уточняет проблему.

Цель исследования – это описание сути решения обозначенной в теме проблемы. Иными словами, это то, что мы хотим получить при проведении исследования.

Задачи исследования – это те действия, которые необходимо выполнить для достижения поставленной в работе цели. Обычно выделяют 3-4 задачи следующих направлений – анализа, обобщения, выявления, обоснования, разработки, оценки, апробации и т.д. Задача может являться предметом отдельной главы или раздела исследования.

Сложной процедурой является выявление объекта и предмета исследования. Объект исследования – это сфера поиска. Такими объектами могут быть системы, явления или процессы. Предмет исследования: ограниченный аспект поиска внутри объекта; процессы протекания или реализации изучаемых явлений; совокупность элементов, связей, отношений.

Примеры

1. Проблема: отсутствие эффективных систем автоматического пополнения знаний в экспертных системах.

Тема: построение модуля пополнения знаний для экспертной системы.

Цель: разработать модуль пополнения знаний для оболочки продукционной экспертной системы на основе метода репертуарных решеток.

Задачи:

• исследовать методы пополнения знаний в экспертных системах;

• проанализировать существующие системы пополнения знаний;

• построить модель пополнения знаний на основе репертуарных решеток;

• реализовать программный модуль пополнения знаний для оболочки экспертной системы.

Объект исследования: экспертные системы.

Предмет исследования: процессы пополнения знаний в экспертных системах.

2. Проблема: противоречие между современным состоянием подготовки будущих учителей информатики и развитием методов параллельной обработки информации.

Тема: лабораторный практикум по методам параллельной обработки информации.

Цель: разработка содержания лабораторных работ по дисциплине «Методы параллельной обработки информации».

Задачи:

• проанализировать существующие учебные курсы по методам параллельной обработки информации;

• определить структуру лабораторного практикума;

• разработать содержание лабораторного практикума

• экспериментально проверить эффективность разработанного лабораторного практикума.

Объект исследования: подготовка студентов по специальности «учитель информатики».

Предмет исследования: содержание дисциплины «Методы параллельной обработки информации».

3. Проблема: противоречие между современными потребностями решения задач с большими массивами данных и существующими последовательными алгоритмами обработки информации.

Тема: сравнительный анализ последовательных и параллельных алгоритмов формирования минимального остовного дерева графа.

Цель: анализ некоторых последовательных и параллельных алгоритмов нахождения минимального остовного дерева для выявления из них наиболее эффективных.

Задачи:

• пояснить важность задачи нахождения минимального остовного дерева графа для решения практических задач;

• проанализировать эффективность последовательных алгоритмов Борувки, Соллина, Краскала и Прима нахождения минимального остовного дерева;

• разработать параллельную реализацию каждого алгоритма;

• провести сравнительный анализ производительности и эффективности обеих реализаций.

Объект исследования: алгоритмы на графах.

Предмет исследования: алгоритмы формирования минимального остовного дерева графа.

4. Проблема: каким образом учитель может эффективно содействовать интеллектуальному развитию учащихся на уроках информатики?

Тема: интеллектуальное развитие учащихся на уроках информатики.

Цель: разработать и реализовать на практике систему приемов интеллектуального развития учащихся на уроках информатики.

Задачи:

• проанализировать теоретические аспекты интеллектуального развития учащихся в процессе обучения;

• охарактеризовать процесс интеллектуального развития учащихся на уроках информатики;

• разработать систему приемов интеллектуального развития учащихся на уроках информатики;

• проверить эффективность предлагаемой системы приемов интеллектуального развития учащихся на уроках информатики во время педагогической практики.

Объект исследования: процесс интеллектуального развития учащихся на уроках информатики.

Предмет исследования: система приемов интеллектуального развития учащихся на уроках информатики.

Составление плана работы

Работая над планом дипломной или курсовой работы, студент учится её структурировать, определять последовательность и характер раскрытия вопросов по проблеме исследования. Умение составить план работы и организовать свою деятельность по его реализации – одно из ведущих в процессе самостоятельной проработки каких-то вопросов и проблем. На этом этапе наиболее типичны следующие ошибки:

• отход от основной темы;

• обилие глав и параграфов.

При построении работы следует исходить из следующих примерных пропорций:

• для курсовой работы (общий объем – 25-30 страниц):

  • введение – 2-3 страницы текста;

  • теоретическая часть – 10-15 страниц (1-2 главы);

  • экспериментально-практическая – 10-15 (1-2 главы);

  • заключение – 1-2 страницы;

• для дипломной работы (общий объем – 40-50 страниц):

  • введение – 3-4 страницы текста;

  • теоретическая часть – 20-25 страниц (1-2 главы);

  • экспериментально-практическая – 15-20 (1-2 главы);

  • заключение – 3-4 страницы.

Методология и методика исследования

Нет необходимости в самом начале работы над дипломным исследованием добиваться точных формулировок проблемы, цели, задач исследования. Но понять, на какой вопрос надо получить ответ, с каких позиций его решать, определить общую стратегию работы, отобрать и отработать методы исследования необходимо в самом начале. Именно на этом этапе разработки исследования уровень сформированности у студента навыков самостоятельной работы становится решающим.

Выбор методов исследования определяется характером выполняемой работы. Методы исследования – это способы и приемы познания объективных закономерностей исследуемых процессов. Методика научного исследования – это упорядоченная совокупность приемов, способов организации и регуляции научного исследования, порядок их применения и интерпретации полученных результатов при достижении определенной научной цели.

Существуют разные группы общенаучных методов:

• общетеоретические (анализ, синтез, сравнение, индукция, дедукция, абстракция и конкретизация, классификация);

• математические (ранжирование, шкалирование, корреляция);

• социологические (анкетирование, интервьюирование, рейтинг);

• социально-психологические (социометрия, тестирование, тренинг);

• и др.

Следует осознавать, какие методы используются на разных этапах исследования, и желательно указывать эти методы во введении или при написании основной части.

Определение практической базы исследования

Любая курсовая или дипломная работа должна содержать практическую часть, например, программную реализацию рассматриваемых алгоритмов, готовый программный продукт, разработанный лабораторный практикум, результаты педагогического эксперимента и т.д.

Круг конкретных практических задач может определяться двумя различными путями. В первом случае основной является теоретическая часть исследования, а практические задачи выбираются исходя из рассмотренных в теории вопросов (путь «от теории к практике»). В другом случае тема исследования обуславливается актуальной практической задачей, и тогда теория служит базой для её решения (путь «от практики к теории»).

Выбор языка и системы программирования чаще всего определяется предпочтением исследователя, однако в работе желательно указывать основания для выбора того или иного языка или системы.

Составление библиографического списка

Смысл работы над литературой должен сводиться к тому, чтобы, сделав общий обзор источников по теме, выбрать по-настоящему ценные, суметь определить ведущих авторов, работающих по данной проблеме. Это довольно сложный этап выполнения дипломной работы. Отобранные источники надо внимательно прочитать и проанализировать. В этом дипломнику поможет, например, заполнение следующей таблицы:

Фамилия и инициалы авторов	Смирнов К.Л.	Петрова И.С.	Рыбаков С.Т.	и т.д.
Общие позиции
Различия в подходах

Для заполнения таблицы не следует механически переписывать большие отрывки, необходимо предварительно их осмыслить, выделить основные идеи, лаконично изложить, сохранив авторскую мысль и оригинальность суждения. Делая выписки, надо указывать источник, из которого они взяты. При цитировании, фрагмент текста выписывается без каких-либо изменений, ставятся кавычки и указываются номера страниц основного текста, откуда взята цитата. Если есть необходимость что-то из цитаты убрать, сделать купюры, то вместо изъятых слов (фраз) ставится многоточие.

Форма обобщающей таблицы зависит от специфики обрабатываемой информации. Необязательно пользоваться таблицей именно такого вида. Важно творчески подходить к исследованию, находить свои методы и решения.

Когда набран достаточный рабочий материал, то в тексте работы его следует представлять примерно так: «Существует много различных подходов к данной проблеме. Ведущими авторами можно считать... Есть целый ряд положений, которые объединяют на первый взгляд разные подходы... Но есть и существенные отличия...» и т.д.

Развести и соединить различные школы и направления недостаточно. Дипломнику необходимо определить собственную позицию на основе изложенных идей. Возможны варианты, когда дипломник присоединяется к одной из наиболее привлекательной для него интерпретации: конструирует обобщенный подход на основе 2-3 направлений, частично или полностью не соглашается ни с одним ученым и пытается выразить свое отношение к проблеме. Несмотря на то, что последняя попытка чаще всего бывает достаточно наивной, её всячески надо поддерживать, рекомендуя студенту основательно аргументировать свою точку зрения, искать доказательства не только «за», но и «против». При этом в конечном счёте остаётся самостоятельное видение проблемы, появляется подлинная убеждённость в правильности отстаиваемой идеи. Такая работа вырабатывает критический, вдумчивый подход к имеющимся взглядам и теориям, умение их воспринимать и творчески перерабатывать или подвергать сомнению аргументировано отводить.