Методология теоретических исследований

Процесс теоретических исследований содержит несколько этапов:

• выбор проблемы;
• знакомство с известными решениями;
• отказ от известных путей решение аналогичных задач, или их уточнение;
• анализ различных вариантов решения задачи, моделей объекта исследования;
• аналитическое решение на основе выбранной модели объекта исследования.

Часто удачные решения возникают у специалистов смежных областей знаний, на которых не давит груз известных решений. Творческий процесс в исследовании представляет по существу резерв привычных представлений и взглядов, - взгляд на явления с другой точки зрения.

Успех научного исследования зависит не только от научного кругозора, настойчивости и целеустремленности научного специалиста, но и от того, как он владеет методами и способами научных исследований.

Важную роль при проведении научных исследований играют методы индукции и дедукции.

Дедуктивный метод - это способ исследования, при котором частные положения, решения выводятся из общих закономерностей. На основе общих законов механики получается закон движения какого либо устройства, механизма.

Индуктивный метод - это способ, при котором по частным фактам и явлениям получают, устанавливают общие принципы и законы. Так например, Д.И Менделеев, используя частные факты о химических элементах, сформулировал периодический закон.

При теоретических исследования используют как индукцию, так и дедукцию.

Большую роль в теоретических исследованиях играют анализ и синтез:

Анализ – способ проведения научного исследования, при котором сложное явление расчленяется на составные части и анализируется роль и влияние отдельных факторов.

Синтез - исследование явления в целом, на основе объединения влияния отдельных связанных между собой элементов, факторов в единое целое. Важно уметь выделить главное и отбросить второстепенное, не определяющее. Для этого применяют способ ранжирования, когда исключают все второстепенное, существенно не влияющее на исследуемое явление. В научных исследованиях широко применяют способ абстрагирования, отвлечение от второстепенных факторов с целью сосредоточения на важнейших особенностях изучаемого явления.

Необходимо выделить главное и затем глубоко исследовать процессы и явления. Информацию стремятся «сгустить» в некотором абстрактном понятии – модель. Под моделью понимают искусственную систему, отображающую основные свойства изучаемого объекта- оригинала.

Метод моделирования (изучение явлений с помощью моделей) - один из основных в современных исследованиях. Основой для моделирования является то, что единство природы обнаруживается в поразительной аналогичности дифференциальных уравнений, относящихся к разным областям явлений.

Различают физическое и математическое моделирование.

При физическом моделировании физика явлений в исследуемом объекте и модели и их математические зависимости (описание) одинаковы. Исследование движение воды в трубах, перенос результатов на трубы других диаметров, с другой средой (воздух, другие жидкости).

При математическом моделировании физика явлений может быть различной, а математические зависимости одинаковы. Исследование полей скоростей в трубах на электрических моделях, на упругих пленках и т.д.

Физические процессы можно исследовать аналитическими или экспериментальными методами.

При построении моделей свойства и сам объект упрощают, отбрасывая второстепенное. Чем ближе модель к оригиналу, тем эффективнее исследование.

Аналитические методы исследования применяются для изучения непрерывно протекающих процессов в объекте, модели исследования. Математическая модель может быть представлена в виде функций, уравнений, системы уравнений, дифференциальных или интегральных уравнений. Составляются дифференциальные уравнения связи между переменными параметрами, характеризующими состояние объекта, записываются условия однозначности,- граничные и начальные условия. Решаются системы дифференциальных уравнений, являющейся аналитической моделью объекта. Анализируются и обобщаются полученные результаты. Такие модели содержат большое количество информации.

Использование математических моделей является одним из основных методов научных исследований.

Экспериментальные методы позволяют глубоко изучить процессы в пределах точности техники эксперимента и сконцентрировать внимание на тех параметрах процесса, которые представляют наибольший интерес. Экспериментальные методы позволяют установить частные зависимости между отдельными переменными в строго определенных пределах их измерения (в пределах диапазона изменения переменных в экспериментах).

Аналитические и экспериментальные методы дополняют друг друга.

Дата добавления: 2014-01-04