1. Общие сведения

1.1. Схема формирования научного знания

Наблюдение и эксперимент являются основными методами познания, используемыми на эмпирическом уровне исследования. Стандартная модель строения научного знания выглядит следующим образом. Познание начинается с установления путем наблюдения или экспериментов различных фактов. При обнаружении среди этих фактов определенной регулярности, повторяемости формулируется первичное эмпирическое обобщение, эмпирический закон. Как правило, при дальнейших исследованиях отыскиваются такие факты, которые никак не встраиваются в обнаруженную регулярность. Тогда ученый разрабатывает новую теоретическую гипотезу, чтобы объяснить выпадающие из общего ряда факты таким образом, чтобы они вписались в единую схему и престали противоречить найденной эмпирической закономерности.

Если гипотеза удачна и снимает найденное между фактами противоречие и позволяет предсказывать получение новых нетривиальных фактов, это значит родилась новая теория, найден эмпирический закон.

Таким образом, традиционная модель строения научного знания предполагает движение по цепочке: установление эмпирических фактов – первичное эмпирическое обобщение – обнаружение отклоняющихся от правила фактов – изобретение теоретической модели с новой схемой объяснения – логический вывод (дедукция) из гипотезы для всех наблюдаемых фактов, что и является ее проверкой на истинность. Подтверждение гипотезы превращает ее в теоретический закон. Такая модель научного знания называется гипотетико-дедуктивной. Большая часть современного научного знания построена именно таким способом.

1.2. Наблюдение и эксперимент

Научное наблюдение – это целенаправленное восприятие явлений и предметов окружающего мира, осуществляемое с целью их познания.

Эксперимент – метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект.

Основная цель эксперимента – проверка теоретических положений, а также более широкое и глубокое изучение темы научного исследования. В процессе эксперимента ученый накапливает экспериментальные факты, которые и являются главной опорой, фундаментом науки.

Экспериментальные факты оказываются исходными при создании гипотез, построении теорий и конструировании экспериментальных установок.

1.3. Планирование эксперимента и обработка результатов

Эксперимент является одним из основных методов познания и складывается из нескольких этапов: 1) планирование эксперимента; 2) этап проведения эксперимента и получение опытных данных; 3) этап обработки опытных данных, или заключительный.

Для планирования эксперимента разработаны следующие типы планов:

- классический план;

-рандомизированный план;

- метод математического планирования эксперимента.

Каждый из этих планов эксперимента имеет свои достоинства и недостатки и выбирается исследователем, исходя из цели своего исследования.

Экспериментальные факты, получаемые в процессе эксперимента и наблюдения, должны быть достоверными, воспроизводимыми и соответствовать истинному значению измеряемой величины.

С этой целью результаты экспериментальных исследований подвергаются обработке с помощью методов математической статистики, регрессионного, дисперсионного анализа и др.

Задачей каждого измерения является получение результата и оценка его точности. Абсолютно точно невозможно выполнить никакое измерение из-за ошибок, неизбежных при операциях измерения.