Розділ 2. Загальна методологія наукової творчості

2.1. Методологія наукового дослідження

Для дослідника недостатньо встановити новий факт, важ­ливо дати йому пояснення з позицій сучасної науки, розкри­ти його загально пізнавальне, теоретичне або практичне зна­чення. Виклад наукових фактів має здійснюватися в контексті історії розвитку певної га­лузі, бути багатоаспектним, з урахуванням як загальних, так і специфічних особливостей. Накопичення наукових фактів у процесі дослідження - це творчий процес, в основі якого завжди лежить задум уче­ного, його ідея.

У філософському визначенні ідея — це продукт людського мислення, форма відображення дійсності. Ідея відрізняється від інших форм мислення тим, що в ній не тільки відобра­жається об'єкт вивчення, а й міститься усвідомлення мети, перспективи пізнання і практичного перетворення дійсності. Ідеї народжуються з практики, спостережень навколиш­нього світу і потреб життя. В основі ідей лежать реальні факти і події. Складність, багатогранність і міждисциплінарний статус будь-якої наукової проблеми приводять до необхідності її вивчення у системі координат, що задається різними рівня­ми методології науки.

Методологія (гр. теthоdоs - спосіб, метод і lоgоs - на­ука, знання) - вчення про правила мислення при створенні теорії науки. У вітчизняній науковій традиції методологію розгля­дають як учення про науковий метод пізнання або як систе­му наукових принципів, на основі яких базується досліджен­ня і здійснюють вибір сукупності пізнавальних засобів, мето­дів, прийомів дослідження. Найчастіше методологію тлумачать як теорію методів дослідження, створення концепцій, як си­стему знань про теорію науки або систему методів дослі­дження. Методику розуміють як сукупність прийомів дослі­дження, включаючи техніку і різноманітні операції з фак­тичним матеріалом.

Методологічна основа дослідження, як правило, не є само­стійним розділом дисертації або іншої наукової праці, однак від її чіткого визначення значною мірою залежить досягнен­ня мети і завдань наукового дослідження. Крім того, в розді­лах основної частини дисертації подають виклад загальної методики і основних методів дослідження, а це потребує ви­значення методологічних основ кваліфікаційної роботи.

Отже, виходячи з методологічних основ наукового дослідження, необхідно чітко відповісти на запитання про: передбачувану провідну наукову ідею, сутність явища (об'єкта, пред­мета дослідження), суперечності, що виникають у процесі чи явищі, стадії, етапи розвитку (або тенденції). Це і становить наукову концепцію дослідження.

Концепція — це система поглядів, система опису певного предмета або явища, щодо його побудови, функціонування, що сприяє його розумінню, тлумаченню, вивченню головних ідей. Концепція має надзвичайне значення, оскільки

є єди­ним, визначальним задумом, головною ідеєю наукового дослі­дження.

2.2. Методи та методика дослідження

Стратегічні методологічні положення і принципи знахо­дять своє тактичне втілення в методах дослідження.

Метод (гр. теthdos) - спосіб пізнання, дослідження явищ природи і суспільного життя. Це також сукупність прийомів чи операцій практичного або теоретичного освоєн­ня дійсності, підпорядкованих вирішенню конкретного зав­дання. У більш загальному розумінні метод - це шлях, спосіб досягнення пос-тавленої мети і завдань дослідження. Він відповідає на запитання: як пізнавати.

Методика (гр. теthodike) - сукупність методів, прийомів проведення будь-якої роботи. Методика дослідження - це система правил використання методів, прийомів та операцій.

У науковому дослідженні часто застосовують метод кри­тичного аналізу наукової і методичної літератури, практич­ного досвіду, як того потребує рівень методики і техніки до­слідження. Вибір конкретних методів дослідження диктується ха­рактером фактичного матеріалу, умовами і метою конкрет­ного дослідження. Методи є упорядкованою системою, в якій визначається їх місце відповідно до конкретного етапу дослі­дження, використання технічних прийомів і проведення опе­рацій з теоретичним і фактичним матеріалом у заданій по­слідовності.

Успіх наукового дослідження значною мірою залежить від уміння науковця вибрати найрезультативніші методи дослі­дження, оскільки саме вони дають можливість досягти по­ставленої в дисертації мети.

Методи наукового пізнання поділяють на загальні й спеці­альні. Більшість соціальних проблем конкретних наук і навіть окремі етапи їх дослідження потребують застосування спеці­альних методів вирішення. Їх вивчають, розробляють та вдосконалюють в конкрет­них, спеціальних науках. Загальні методи наукового пізнання, на відміну від спеці­альних, використовують в дослідницькому процесі в різно­манітних науках.

Загальні методи наукового пізнання умовно поділяють на три великі групи:

• методи емпіричного дослідження (спостереження, по­рівняння, вимірювання, експеримент тощо);

• методи, що використовують як на емпіричному, так і на теоретичному рівнях дослідження (абстрагування, аналіз і синтез, індукція і дедукція, моделю-

вання та ін.);

• методи або методологія, що використовують на теоре­тичному рівні дослідження (сходження від абстрактного до конкретного, системний, структурно-діяльнісний підхід).

2.3. Методи емпіричного дослідження

Спостереження - систематичне цілеспрямоване вивчення об'скта. Це найелементарніший метод, який є, як правило, складовою інших емпіричних методів. Щоб стати основою наступних теоретичних і практичних дій, спостереження мусить відповідати таким вимогам:

• задуманості заздалегідь (спостереження проводиться для певного, чітко поставленого завдання);

• планомірності (виконується за планом, складеним відповідно до завдання спостереження);

• цілеспрямованості (спостерігаються лише певні сторо­ни явища, котрі викликають інтерес при дослідженні);

• активності (спостерігач активно шукає потрібні об'єкти, рипі явища);

• систематичності (спостереження ведеться безперервно або за певною системою).

Порівняння - процес встановлення подібності або відмінності пред­метів та явищ дійсності, а також знаходження загального, притаманного двом або кільком об'єктам. Метод порівняння дасть результат, якщо відповідатиме таким основним вимогам:

• можна порівнювати лише явища, між якими є певна об’єктивна спільність;

• порівняння необхідно здійснювати за найсуттєвішими, найважливішими (в межах конкретного пізнавального завдання) рисами.

Вимірювання - це процедура визначення числового зна­чення певної величини за допомогою одиниці виміру. Цінність цієї процедури полягає в тому, що вона дає точні, кількісно визначені відомості про об'єкт. При вимірюванні необхідні такі основні елементи: об'єкт вимірювання, етало­ни, вимірювальні прилади, методи вимірювання.

Експеримент - це такий метод вивчення об'єкта, який пов'язаний з активним і цілеспрямованим втручанням до­слідника в природні умови існування предметів і явищ або створенням штучних умов, необхідних для виявлення його відповідної властивості.

Експериментальне вивчення об'єктів порівняно зі спосте­реженням має такі переваги:

• у процесі експерименту можна вивчати явища у "чис­тому вигляді", звільнившись від побічних факторів, які заті­нюють основний процес;

• в експериментальних умовах можна дослідити власти­вості об'єктів;

• експеримент можна повторювати, тобто є можливість проводити дослід стільки разів, скільки це необхідно.

Дослідження об'єкта проводиться поетапно: на кожному етапі застосовуються найдоцільніші методи відповідно до конкретного завдання. На етапі збору фактичного матеріалу і його первинної систематизації використовують методи опи­тування (анкетування, інтерв'ювання) і експертних оцінок, а також лабораторні експерименти (спостереження за документними джерелами інформації, тестування) і польові експерименти, такі як відсторонене і приховане спостере­ження, а також "включене" спостереження - співучасть у дослідженні.

Опитування дає змогу отримати як фактичну інформа­цію, так і оцінні дані, проводиться в усній або письмовій формі. При створенні анкети або плану інтерв'ю важливо сформу­лювати запитання так, щоб вони відповідали поставленій меті. Анкета може включати декілька блоків питань, пов'язаних не лише з рівнем періодичності використання тих чи інших засобів, а й оцінкою об'єкта дослідження.

Різновидом вибіркового опитування е тестування, яке проводиться з метою виявлення суттєвих ознак об'єкта, за­собів його функціонування, використовується в лабораторних експериментах, коли масове опитування через анкетування неможливе. Тестування інколи проводять двічі — на почат­ковому етапі дослідження, де воно виконує діагностичну функ­цію, і при завершенні дослідження, де воно виконує верифікаційну функцію.

При проведенні емпіричних досліджень треба дотримуватися принципу репрезентатив­ності - достатності фактичного матеріалу. Так, якщо вивчаються характерні риси молоді, то вибірка має включати всі групи молоді - учнів і неучнів, міську і сільську молодь, яка проживає в різних регіонах країни. При недотриманні цих умов репрезентативність вибірки і мета дослідження не будуть досягнуті. Необхідно мати уявлення про генеральну й вибіркову сукупність.

Метод експертних оцінок використовують для отримання змінних емпіричних даних. Проводиться опитування спеціальної групи експертів (5—7 осіб) з метою визначення певних змінних величин, які необхідні для оцінки досліджу-ваного питання. Експертів підбирають за ознакою їх формального професійного статусу - посади, наукового ступеня, стажу роботи та ін.

На другому етапі дослідження, методи, що використовують, мають інше цільове призначення - обробку отриманих да­них, встановлення залежності кількісних та якісних показ­ників аналізу, інтерпретацію їхнього змісту. Вибір і послідовність методів визначають послідовність обробки даних.

На даному етапі широко використовують методи статистичного аналізу: кореляційний, факторний аналіз, метод імплікаційних шкал, контент-аналіз та ін.

Кореляційний аналіз - це процедура для вивчення співвідношення між незалежними змінними. Зв'язок між цими величинами виявляється у взаємній погодженості спостережуваних змін. Обчислюють коефіцієнт кореляції. Чим вищим є коефіцієнт кореляції між двома змінними, тим точ­ніше можна прогнозувати значення однієї з них за значен­ням інших.

Факторний аналіз дає можливість встановити багатомірні зв’язки змінних величин за кількома ознаками. На основі парних кореляцій, отриманих у результаті кореляційного аналізу, одержують набір нових, укрупнених ознак – факторів. У результаті послідовної процедури отримують фак­тори другого, третього та інших рівнів. Факторний аналіз дає змогу подати отримані результати в узагальненому вигляді.

2.3.1. Анкетування як метод соціологічного дослідження

Основним методом збору соціологічної інформації є опитування. Воно передбачає, по-перше, усне чи письмове звернення дослідника до певної сукупності людей — респондентів із запитаннями, зміст яких репрезентує проблему, що вивчається, на рівні емпіричних індикаторів, по-друге, реєстрацію та статистичну обробку отриманих відповідей, а також їх теоретичну інтерпретацію.

Найбільш поширений вид опитування — анкетування. Анкетування – це метод збору фактів на основі письмового самозвіту досліджуваних за спеціально складеною програмою – анкетою. Анкетне опитування проводять для з'ясування біографічних даних, поглядів, ціннісних орієнтацій, соціальних установок та особистісних рис опитуваних. Залежно від характеру інформації та способів її отримання використовують такі типи анкетного опитування:

— суцільне (охоплюються великі групи населення) та вибіркове (здійснюють опитування певної групи учасників);

— усне (за типом інтерв'ю) та письмове (робота з бланковими анкетами);

— індивідуальне та групове;

— очне (безпосереднє опитування) та заочне (поштою, телефоном тощо).

Соціологічна анкета — це система запитань, об'єднаних єдиним дослідницьким задумом і спрямованих на з'ясування кількісно-якісних характеристик об'єкта і предмета аналізу. Важливими для анкети є її композиція (розташування запитань), мова і стиль їх формулювання, оформлення, рекомендації щодо заповнення анкети. Починається вона зі вступної частини, в якій зазначають, хто, з якою метою проводить опитування, вміщують інструкцію щодо заповнення, зосереджують увагу на способі повернення заповненої анкети. Вступний текст повинен задати опитуваним особам настрій співробітництва. Вона має забезпечувати отримання правдивих відповідей як стосовно опитуваного, так і щодо проблеми, які є предметом дослідження.

За формою анкети бувають:

— відкриті — анкети, в яких інструкція не обмежує способу відповіді на запитання (Напишіть назву професії, яку б Ви обрали);

— закриті — анкети, що мають варіанти відповідей, з яких потрібно вибрати одну (альтернативні);

— напіввідкриті — передбачають не тільки можливість скористатися однією з наведених відповідей, але й запропонувати свою;

— полярні — анкети, що виявляють стандартизований набір якостей особистості, ступінь виразності яких може бути оцінений за 4-5 бальною шкалою

За змістом питання анкети поділяють на:

— прямі, коли зміст запитань і об'єкт інтересу збігаються;

— непрямі, коли зміст запитань та об'єкт інтересу дослідника різні

Підвищенню достовірності служить і забезпечення можливості ухилитися від відповіді, дати невизначену відповідь. Для цього в анкеті передбачають такі варіанти відповідей: «мені важко відповісти», «буває по-різному» тощо. Важливо, щоб запитання не мали у своїх формулюваннях явних або неявних підказок. При формулюванні оціночних запитань і варіантів відповідей обов'язково стежать за збалансованістю позитивних і негативних суджень.

При створенні анкети важливо щоб: питання точно характеризували явище, а очікувані відповіді на них були достовірними; питання були як прямими, так і непрямими, як закритими, так і відкритими; вони не містили підказок, а також неоднозначного розуміння їх змісту; давали достатній простір для відповідей; містили контрольні комбінації: прямі, опосередковані запитання, особисті, безособові запитання; передбачали попередню перевірку ступеня розуміння запитань на невеликій кількості опитуваних і коригування змісту анкети.

Надійність даних анкетного опитування перевіряють повторним опитуванням за тією ж процедурою тих самих осіб (визначається стійкість інформації), а також контролем даних анкетного опитування за допомогою інших методів. Перевага анкетування в тому, що воно є порівняно економним методом збору даних, дає змогу їх аналізувати й обробляти за допомогою статистики. Особливо ефективний цей метод при масових опитуваннях.

2.3.2. Порядок проведення експериментів

У багатьох експериментах можливість вибору послідовності роботи невелика або взагалі відсутня. В астрономії та багатьох так званих «науках про Землю» час і послідовність роботи визначається зовнішніми факторами. Наприклад, спостереження за Марсом повинне вестись не тоді, коли нам заманеться, а у ясну погоду при близькому знаходженні цієї планети до Землі и коли Луна не світить ярко. Звичайна послідовність пір року може бути не надто зручною для проведення деяких сільськогосподарських експериментів, але тут нічого не можна вдіяти.

У техніці така ситуація не є типовою, часто зустрічаються невідтворювані експерименти. Такий експеримент протікає у часі незворотньо, без можливості його зміни або повторення. Найбільш наглядними експериментами такого роду є випробування на витривалість в екстремальних умовах, коли відбувається постійне та прогресуюче погіршення властивостей дослідного зразку.

Розглянемо два основних типа експерименту. Спочатку можна взяти верхнє або нижнє граничне значення незалежної випадкової величини та змінювати її стрибкоподібно до тих пір, поки не буде досягнуто інше граничне значення. З іншого боку обрані значення можна чередувати випадковим чином, обираючи то більше, то менше значення. Перший план є послідовним, а другий – випадковим (рандомізованим). Характерно, що нині послідовний план використовується майже у всіх інженерних експериментах, тоді як для більшості не відновлюваних експериментів доцільно застосовувати рандомізований план.

Очевидно, що послідовний план варто застосовувати при проведенні випробувань матеріалів. Існують і інші, більш тонкі експерименти, де також слід проводити послідовний експеримент. Проте для більшості інженерних експериментів більше за все підходить частково або повністю рандомізований план. Доводи на користь таких планів є доволі переконливими і на деяких з них варто зупинитись.

Природні ефекти можуть виявляти тенденцію до зміни в процесі експерименту. Атмосферний тиск може збільшуватись, температура довкілля –поступово зростати або зменшуватись, вологість повітря може змінюватись.

У процесі експерименту може змінитись працездатність оператора. Найбільш вірогідним є вдосконалення навиків або навпаки, поява втоми у персоналу, що отримує вказівки та обслуговує обладнання.

Механічний вплив можуть викликати зміни змінної величини Х. Це, вочевидь, найбільш вагома причина застосування рандомізованих планів.

Таким чином, застосування послідовного плану доцільно лише в наступних випадках: 1) коли відомо, що експеримент є не відтворюваним або має деякі особливості, які можна виявити лише за отримання даних у регулярній послідовності; 2) коли тривалість, вартість або складність експерименту такі, що рандомізація є недоцільною.

До сих пір мова йшла про найпростіші експерименти, що мають одну незалежну або керовану змінну Х та залежну змінну або результат R. Такі експерименти називають однофакторними. Але, навіть якщо розглядається всього одна керована змінна або фактор, було б наївно не враховувати вплив різних інших, некерованих або зовнішніх змінних. Як вже зазначалось вище, до таких змінних відносяться зміна температури, тиску або вологості, а також коливання працездатності операторів. Зовнішні змінні такого роду змінюються безперервно з плином часу і їх вплив краще за все компенсувати шляхом простої рандомізації умов експерименту.

У тих випадках, коли дискретні зовнішні змінні можуть бути ідентифіковані можливе застосування рандомізованих блоків, як одночасне випадкове поєднання зовнішніх некерованих змінних, представлене у табличній формі. Число значень цих блоків визначатиметься обсягом вибіркової сукупності значень факторного керованого показника.

Припустимо, що потрібно перевірити роботу нового автомобіля у виробничих умовах. Необхідно визначити норму виробітку для різної відстані перевезення вантажу (число рейсів). Це однофакторний експеримент, у якому незалежною перемінною є відстань перевезення, а залежною перемінною – число рейсів. Однак, у такому експерименті мається одна явна зовнішня перемінна – водій, що обслуговує автомобіль.

Якби було, наприклад, 20 водіїв, то яким чином варто було б вибрати типового, або середнього, представника для проведення експерименту? Ясно, що ми не в змозі справитися з цим завданням. Водії можуть значною мірою відрізнятися один від одного за майстерністю, темпераментом, фізичною силою тощо, тому вибір «середнього» робітника для проведення експерименту не має сенсу. Тоді будь-яким способом виберемо випадковим образом чотирьох водіїв, кожний з який буде працювати повну зміну при заданій відстані перевезення.

Щоб збалансувати експеримент, виберемо чотири різних відстані перевезення, для того, щоб кожен водій за чотири дні випробував кожну з чотирьох відстаней; результати, отримані для кожної відстані, можна усереднити. Цим досягається рандомізація експерименту за такою зовнішньою перемінною, як водій. Позначивши відстані цифрами 1, 2, 3 і 4, а водіїв буквами A, B, C і D, можна одержати наступний план:

I варіант

Водії	День тижня
понеділок	вівторок	середа	четвер
A
B
C
D

Такий план, безумовно, є недосконалим, тому що він не враховує впливи послідовності зміни умов експерименту. Ентузіазм, інтерес, а можливо, і страх, що викликає у водія новий автомобіль у понеділок, до четверга можуть ослабнути, і з цієї причини може знизитися продуктивність. І навпаки, може з'явитися натренованість, і продуктивність збільшиться. Ми не провели аналіз за такою зовнішньою перемінною, як робочий день.

Припустимо тепер, що для кожного водія відстань перевезення вибірається за жеребом і у такий спосіб рандомізується послідовність їхньої появи вибір:

II варіант

Водії	День тижня
понеділок	вівторок	середа	четвер
A
B
C
D

Це більш досконалий план, але його можна поліпшити. Помітимо, що при рандомізації відстаней за методом «промах – влучення» перевезення 1 і 4 випали в основному на останні два дні. Тобто, ослаблення інтересу до завершального етапу експерименту може привести до підвищення продуктивності на середніх відстанях. Зробимо повну рандомізацію плану так, щоб у даний день кожна відстань перевезення зустрічалася лише один раз і щоб жоден водій не використовув ту саму відстань більше одного дня. Цей план матиме такий вигляд:

III варіант

Водії	День тижня
понеділок	вівторок	середа	четвер
A
B
C
D

Однак ми можемо ще далі удосконалити порядок експериментів. Якщо кожного водія закріпити за машиною (а машини можуть значно відрізнятися одна від одної), то внаслідок розходжень між ними може з'явитися систематична помилка. Позначимо машини буквами W, X, Y і Z. Розподілимо водіїв між автомобілями таким чином, щоб кожний з них обслуговував кожну машину тільки один день і щоб на кожній відстані кожна машина працювала тільки один день. У цьому випадку маємо:

IV варіант

Водії	День недели
понеділок	вівторок	середа	четвер
A	1W	2X	3Z	4Y
B	3X	4W	1Y	2Z
C	2Y	1Z	4X	3W
D	4Z	3Y	2W	1X

Розподіл за IV варіантом дозволяє усереднити вплив таких факторів, як робочий день.

Для багатьох експериментів квадрат не завжди є найбільш зручним планом. Наприклад, відстані змінюються шість разів, а також узяти менше число водіїв і машин. Часто для звичайних інженерних експериментів цілком достатньо побудувати план за методом квадрата 3 х 3, і його застосування не викликає утруднень. Наприклад, при відстанях перевезення 1, 2, 3, 4, 5 і 6 км, водіях А, В и С і машинах Х, Y і Z можна побудувати два квадрати 3 х 3:

Водії	День тижня
понеділок	вівторок	середа	четвер	п'ятниця	субота
A	1X	3Z	5Y	2X	4Z	6Y
B	3Y	5X	1Z	4Y	6X	2Z
C	2Z	1Y	3X	6Z	2Y	4X

Тут шість відстаней ми розподілили рівномірно між першим і другим блоками, прагнучи забезпечити як можна більше перекриття.

У багатьох експериментах розглядаються два чи більша кількість регульовані перемінні фактори. Такі експерименти називаються двохфакторними, трьохфакторними і т.д. У всіх цих експериментах можуть також мати місце одна, дві чи більша кількість зовнішніх перемінних.

Якщо задана залежна перемінна R, що є функцією декількох незалежних перемінних Х, Y, Z і т.д., то основний класичний план полягає в тому, що всі незалежні перемінні, крім однієї, вважають постійними, і ця одна перемінна змінюється у всьому інтервалі значень.

План двохфакторного експерименту, у якому кожен фактор береться на п’ятьох рівнях, схематично можна представити в наступному виді:

Рівні перемінної В

			*
			*
	*	*	*	*	*
			*
			*

	Рівні перемінної Х

Зірочка позначає комбінації умов, за яких повинний проводитися експеримент. Можливо, необхідно розглянути кілька рівнів перемінних Х и Y чи, можливо, заповнити весь квадрат і провести експеримент для всіх 25 комбінацій умов.

Рівні перемінної В

Рівні перемінної Х 5	*	*	*	*	*
	*		*		*
	*	*	*	*	*
	*		*		*
	*	*	*	*	*

Дата добавления: 2014-11-29