Pojmovi i metode savremene prirodne nauke - apstrakt. Predmet i metoda prirodnih nauka

RAZVOJ NAUČNOG ZNANJA

Sam proces naučnog saznanja opšti pogled predstavlja rješenje za različite vrste problema koji se javljaju u toku praktičnih aktivnosti. Rješenje problema koji se javljaju u ovom slučaju postiže se korištenjem posebnih tehnika (metoda) koje omogućavaju prelazak sa već poznatog na nova znanja. Ovaj sistem tehnika se obično naziva metodom. Metoda je skup tehnika i operacija za praktično i teorijsko poznavanje stvarnosti.

METODE NAUČNOG SAZNANJA

Svaka nauka koristi različite metode, koje zavise od prirode problema koje rješava. Međutim, jedinstvenost naučnih metoda leži u činjenici da su relativno nezavisne od vrste problema, ali zavise od nivoa i dubine. naučno istraživanje, što se očituje prvenstveno u njihovoj ulozi u istraživačkim procesima. Drugim riječima, u svakom istraživačkom procesu mijenja se kombinacija metoda i njihova struktura. Zahvaljujući tome nastaju posebni oblici (strane) naučnog znanja, od kojih su najvažniji empirijski, teorijski i proizvodno-tehnički.

Empirijska strana pretpostavlja potrebu prikupljanja činjenica i informacija (utvrđivanje činjenica, njihovo evidentiranje, akumuliranje), kao i njihovo opisivanje (prezentacija činjenica i njihova primarna sistematizacija).

Teorijska strana je povezana sa objašnjenjem, generalizacijom, stvaranjem novih teorija, postavljanjem hipoteza, otkrivanjem novih zakona, predviđanjem novih činjenica u okviru ovih teorija. Uz njihovu pomoć se proizvodi naučna slika svijeta i time vrši ideološku funkciju nauke.

Proizvodno-tehnička strana se manifestuje kao neposredna proizvodna snaga društva, koja utire put razvoju tehnologije, ali to već prevazilazi okvire samih naučnih metoda, jer je primenjene prirode.

Sredstva i metode spoznaje odgovaraju strukturi nauke o kojoj smo gore govorili, čiji su elementi ujedno i faze u razvoju naučnog znanja. Dakle, empirijska, eksperimentalna istraživanja pretpostavljaju čitav sistem eksperimentalne i posmatračke opreme (uređaja, uključujući računarske uređaje, mjerne instalacije i instrumente), uz pomoć kojih se utvrđuju nove činjenice. Teorijska istraživanja obuhvataju rad naučnika koji ima za cilj objašnjenje činjenica (pretpostavljenih - uz pomoć hipoteza, proverenih i dokazanih - uz pomoć teorija i zakona nauke), na formiranje koncepata koji generalizuju eksperimentalne podatke. Oba zajedno testiraju ono što je poznato u praksi.

Metode prirodne nauke zasnivaju se na jedinstvu njenih empirijskih i teorijskih strana. One su međusobno povezane i uslovljavaju jedna drugu. Njihov raskid, ili preferencijalni razvoj jednog na račun drugog, zatvara put ka ispravnom poznavanju prirode - teorija postaje besmislena, iskustvo -

Prirodnonaučne metode mogu se podijeliti u sljedeće grupe:

1. Opšte metode koje se odnose na bilo koji predmet, bilo koju nauku. Riječ je o različitim oblicima metode koja omogućava povezivanje svih aspekata procesa spoznaje, svih njegovih faza, na primjer, metoda uspona od apstraktnog ka konkretnom, jedinstva logičkog i povijesnog. To su, prije, općefilozofske metode spoznaje.

2. Posebne metode se tiču samo jedne strane predmeta koji se proučava ili određene istraživačke tehnike:

analiza, sinteza, indukcija, dedukcija. Posebne metode također uključuju posmatranje, mjerenje, poređenje i eksperiment.

U prirodnim naukama se posebnim naučnim metodama pridaje izuzetno važan značaj, pa je u okviru našeg predmeta potrebno detaljnije razmotriti njihovu suštinu.

Posmatranje je svrsishodan, strog proces opažanja objekata stvarnosti koji ne treba mijenjati. Istorijski gledano, metoda posmatranja se razvija kao sastavni dio radne operacije, koja uključuje utvrđivanje usklađenosti proizvoda rada sa njegovim planiranim modelom.

Promatranje kao metoda razumijevanja stvarnosti koristi se ili tamo gdje je eksperiment nemoguć ili vrlo težak (u astronomiji, vulkanologiji, hidrologiji), ili gdje je zadatak proučavati prirodno funkcioniranje ili ponašanje objekta (u etologiji, socijalnoj psihologiji itd. ). Posmatranje kao metoda pretpostavlja postojanje istraživačkog programa formiranog na osnovu prošlih vjerovanja, utvrđenih činjenica i prihvaćenih koncepata. Posebni slučajevi metode posmatranja su mjerenje i poređenje.

Eksperiment je metoda spoznaje kojom se proučavaju fenomeni stvarnosti u kontroliranim i kontroliranim uvjetima. Razlikuje se od posmatranja intervencijom u predmetu koji se proučava, odnosno aktivnošću u odnosu na njega. Prilikom izvođenja eksperimenta, istraživač se ne ograničava na pasivno posmatranje pojava, već svjesno intervenira u prirodni tok njihovog nastanka direktnim utjecajem na proces koji se proučava ili mijenjanjem uslova u kojima se taj proces odvija.

Specifičnost eksperimenta je i u činjenici da su u normalnim uslovima procesi u prirodi izuzetno složeni i zamršeni i ne mogu se u potpunosti kontrolisati i kontrolisati. Stoga se nameće zadatak organizovanja studije u kojoj bi bilo moguće pratiti tok procesa u „čistom“ obliku. U te svrhe eksperiment odvaja bitne faktore od nebitnih i time značajno pojednostavljuje situaciju. Kao rezultat, takvo pojednostavljivanje doprinosi dubljem razumijevanju fenomena i stvara mogućnost kontrole nekoliko faktora i veličina koji su bitni za dati proces.

Razvoj prirodnih nauka postavlja problem strogosti posmatranja i eksperimenta. Činjenica je da su im potrebni posebni alati i uređaji, koji su u posljednje vrijeme postali toliko složeni da i sami počinju utjecati na objekt promatranja i eksperimenta, što, prema uvjetima, ne bi trebao biti slučaj. To se prvenstveno odnosi na istraživanja u oblasti fizike mikrosvijeta (kvantna mehanika, kvantna elektrodinamika itd.).

Analogija je metoda spoznaje u kojoj se prijenos znanja stečenog tijekom razmatranja bilo kojeg objekta događa na drugi, manje proučavan i koji se trenutno proučava. Metoda analogije zasniva se na sličnosti objekata prema nizu karakteristika, što omogućava da se dobije potpuno pouzdano znanje o predmetu koji se proučava.

Upotreba metode analogije u naučnom znanju zahtijeva određeni oprez. Ovdje je izuzetno važno jasno identificirati uslove pod kojima djeluje najefikasnije. Međutim, u slučajevima kada je moguće razviti sistem jasno formulisanih pravila za prenošenje znanja sa modela na prototip, rezultati i zaključci metodom analogije dobijaju dokaznu snagu.

Modeliranje je metoda naučnog saznanja zasnovana na proučavanju bilo kojih objekata kroz njihove modele. Pojava ove metode uzrokovana je činjenicom da se predmet ili pojava koja se proučava ponekad pokaže nedostupnim direktnoj intervenciji subjekta koji spoznaje, ili je takva intervencija neprikladna iz više razloga. Modeliranje uključuje prenošenje istraživačkih aktivnosti na drugi objekt, koji djeluje kao zamjena za predmet ili fenomen koji nas zanima. Zamjenski objekt naziva se model, a istraživački objekt naziva se original ili prototip. U ovom slučaju, model djeluje kao zamjena za prototip, što omogućava da se stekne određena saznanja o potonjem.

Dakle, suština modeliranja kao metode spoznaje je da se predmet proučavanja zamijeni modelom, a kao model se mogu koristiti objekti prirodnog i vještačkog porijekla. Sposobnost modeliranja zasniva se na činjenici da model, u određenom pogledu, odražava neki aspekt prototipa. Prilikom modeliranja vrlo je važno imati odgovarajuću teoriju ili hipotezu koja striktno ukazuje na granice i granice dopuštenih pojednostavljenja.

Moderna nauka poznaje nekoliko tipova modeliranja:

1) predmetno modeliranje, pri čemu se istraživanje vrši na modelu koji reprodukuje određene geometrijske, fizičke, dinamičke ili funkcionalne karakteristike originalnog objekta;

2) simboličko modeliranje, u kojem dijagrami, crteži i formule djeluju kao modeli. Najvažnija vrsta takvog modeliranja je matematičko modeliranje, proizvedeno pomoću matematike i logike;

3) mentalno modeliranje, u kojem se umjesto znakovnih modela koriste mentalne vizualne reprezentacije ovih znakova i operacija sa njima.

Nedavno je postao široko rasprostranjen model eksperimenta sa kompjuterima, koji su i sredstvo i predmet eksperimentalnog istraživanja, koji zamjenjuje original. U ovom slučaju algoritam (program) za funkcioniranje objekta djeluje kao model.

Analiza je metoda naučnog saznanja, koja se zasniva na postupku mentalne ili realne podjele objekta na njegove sastavne dijelove. Rastavljanje ima za cilj da pređe sa proučavanja celine na proučavanje njenih delova i sprovodi se apstrahovanjem od povezanosti delova međusobno.

Analiza je organska komponenta svakog naučnog istraživanja, što je obično njegova prva faza, kada istraživač prelazi od nediferenciranog opisa predmeta koji se proučava na identifikaciju njegove strukture, sastava, kao i njegovih svojstava i karakteristika.

Sinteza je metod naučnog saznanja, koji se zasniva na postupku kombinovanja različitih elemenata predmeta u jedinstvenu celinu, sistem, bez kojeg je nemoguće istinsko naučno saznanje o ovom predmetu. Sinteza ne djeluje kao metoda konstruisanja cjeline, već kao metoda predstavljanja cjeline u obliku jedinstva znanja dobijenog analizom. U sintezi, ne postoji samo unifikacija, već generalizacija analitički identifikovanih i proučavanih karakteristika objekta. Odredbe dobijene kao rezultat sinteze uključene su u teoriju predmeta, koja, obogaćena i rafinirana, određuje put novih naučnih istraživanja.

Indukcija je metoda naučnog saznanja, koja predstavlja formulaciju logičkog zaključka sumiranjem opservacijskih i eksperimentalnih podataka.

Neposredna osnova induktivnog zaključivanja je ponovljivost karakteristika u nizu objekata određene klase. Zaključak indukcijom je zaključak o opštim svojstvima svih objekata koji pripadaju datoj klasi, zasnovan na posmatranju prilično širokog spektra pojedinačnih činjenica. Tipično, induktivne generalizacije se posmatraju kao empirijske istine ili empirijski zakoni.

Pravi se razlika između potpune i nepotpune indukcije. Potpuna indukcija gradi opći zaključak zasnovan na proučavanju svih objekata ili pojava date klase. Kao rezultat potpune indukcije, rezultirajući zaključak ima karakter pouzdanog zaključka. Suština nepotpune indukcije je u tome što ona gradi opći zaključak na temelju promatranja ograničenog broja činjenica, ako među posljednjima nema onih koje su u suprotnosti s induktivnim zaključkom. Stoga je prirodno da je istina dobijena na ovaj način nepotpuna; ovdje se dobija vjerovatnostna saznanja koja zahtijevaju dodatnu potvrdu.

Dedukcija je metod naučnog saznanja, koji se sastoji u prelasku sa određenih opštih premisa na određene rezultate i posledice.

Zaključak dedukcijom se konstruiše prema sljedećoj shemi;

svi artikli klase “A” imaju svojstvo “B”; stavka “a” pripada klasi “A”; To znači da "a" ima svojstvo "B". Općenito, dedukcija kao metoda spoznaje zasniva se na već poznatim zakonima i principima. Stoga, metoda odbitka ne dozvoljava | steći nova smislena znanja. Dedukcija je samo način logičke implementacije sistema prema | izjave zasnovane na inicijalnim saznanjima, način da se identifikuju specifični sadržaji opšteprihvaćenih premisa.

Rješenje bilo kojeg znanstvenog problema podrazumijeva iznošenje različitih nagađanja, pretpostavki, a najčešće manje ili više potkrijepljenih hipoteza, uz pomoć kojih istraživač pokušava objasniti činjenice koje se ne uklapaju u stare teorije. Hipoteze nastaju u neizvjesnim situacijama, čije objašnjenje postaje relevantno za nauku. Osim toga, na nivou empirijskog znanja (kao i na nivou njegovog objašnjenja) često postoje kontradiktorni sudovi. Za rješavanje ovih problema potrebne su hipoteze.

Hipoteza je svaka pretpostavka, nagađanje ili predviđanje izneseno kako bi se eliminirala situacija neizvjesnosti u naučnom istraživanju. Dakle, hipoteza nije pouzdano znanje, već vjerovatno znanje, čija istinitost ili neistinitost još nije utvrđena.

Svaka hipoteza mora biti opravdana ili postignutim znanjem o datoj nauci ili novim činjenicama (neizvjesno znanje se ne koristi za potkrepljenje hipoteze). Mora imati svojstvo da objašnjava sve činjenice koje se odnose na datu oblast znanja, da ih sistematizuje, kao i činjenice izvan ovog polja, predviđa pojavu novih činjenica (na primjer, kvantna hipoteza M. Plancka, iznesena kod početkom 20. stoljeća, dovela je do stvaranja kvantne mehanike, kvantne elektrodinamike i drugih teorija). Štaviše, hipoteza ne bi trebala biti u suprotnosti s postojećim činjenicama.

Hipoteza se mora ili potvrditi ili opovrgnuti. Da bi se to postiglo, mora imati svojstva krivotvorenja i provjerljivosti. Falsifikacija je postupak kojim se utvrđuje netačnost hipoteze kao rezultat eksperimentalnog ili teorijskog testiranja. Zahtjev za pogrešnim hipotezama znači da predmet nauke može biti samo znanje koje je u osnovi opovrgnuto. Nepobitno znanje (na primjer, istine religije) nema nikakve veze sa naukom. Međutim, sami eksperimentalni rezultati ne mogu opovrgnuti hipotezu. Ovo zahteva alternativnu hipotezu ili teoriju koja obezbeđuje dalji razvoj znanja. U suprotnom, prva hipoteza se ne odbacuje. Verifikacija je proces utvrđivanja istinitosti hipoteze ili teorije kao rezultat njihovog empirijskog testiranja. Moguća je i indirektna provjerljivost, zasnovana na logičkim zaključcima iz direktno provjerenih činjenica.

3. Posebne metode su posebne metode koje djeluju ili samo unutar određene grane nauke, ili izvan grane u kojoj su nastale. Ovo je metoda prstenovanja ptica koja se koristi u zoologiji. A metode fizike koje se koriste u drugim granama prirodnih nauka dovele su do stvaranja astrofizike, geofizike, kristalne fizike itd. Za proučavanje jednog predmeta često se koristi kompleks međusobno povezanih privatnih metoda. Na primjer, molekularna biologija istovremeno koristi metode fizike, matematike, hemije i kibernetike.

Naše ideje o suštini nauke neće biti potpune ako ne razmotrimo pitanje razloga koji su je doveli. Ovdje smo odmah suočeni s raspravom o vremenu nastanka nauke.

Kada i zašto je nastala nauka? Postoje dva ekstremna gledišta po ovom pitanju. Pristalice jednog proglašavaju bilo koje generalizovano apstraktno znanje naučnim i pripisuju nastanak nauke onoj sivoj antici kada je čovek počeo da pravi prva oruđa. Druga krajnost je pripisivanje geneze (postanka) nauke onoj relativno kasnoj fazi istorije (XV - XVII vek) kada se pojavljuje eksperimentalna prirodna nauka.

Moderna nauka još ne daje jasan odgovor na ovo pitanje, budući da samu nauku razmatra u nekoliko aspekata. Prema glavnim tačkama gledišta, nauka je skup znanja i aktivnost proizvodnje tog znanja; oblik društvene svijesti; socijalna ustanova;

direktna proizvodna snaga društva; sistem stručnog (akademskog) osposobljavanja i reprodukcije kadrova. Već smo imenovali i pobliže govorili o ovim aspektima nauke. U zavisnosti od toga koji aspekt uzmemo u obzir, dobićemo različita polazišta za razvoj nauke:

Nauka kao sistem obuke kadrova postoji od sredine 19. vijeka;

Kao direktna proizvodna snaga - od druge polovine 20. veka;

Kao društvena institucija - u moderno doba; /U^>

Kao oblik društvene svijesti - u staroj Grčkoj;

Poput znanja i aktivnosti za proizvodnju ovog znanja - od početka ljudske kulture.

Drugačije vrijeme Razne specifične nauke takođe imaju rođenja. Tako je antika svijetu dala matematiku, moderno doba modernu prirodnu nauku, a u 19. vijeku. pojavljuje se društvo znanja.

Da bismo razumeli ovaj proces, moramo se obratiti istoriji.

Nauka je složena, višestruka društvena pojava: van društva nauka ne može nastati niti se razvijati. Ali nauka se javlja kada se za to stvore posebni objektivni uslovi: manje-više jasan društveni zahtev za objektivnim znanjem; društvena mogućnost identifikacije posebne grupe ljudi čiji je glavni zadatak da odgovore na ovaj zahtjev; podjela rada koja je započela unutar ove grupe; akumulacija znanja, veština, kognitivnih tehnika, metoda simboličkog izražavanja i prenošenja informacija (prisustvo pisanja), koje pripremaju revolucionarni proces nastanka i širenja nove vrste znanja – objektivnih, opštevažećih istina nauke.

Kombinacija takvih uslova, kao i pojava u kulturi ljudskog društva nezavisne sfere koja ispunjava kriterijume nauke, oblikovala se u staroj Grčkoj u 7.-6. veku. BC.

Da bi se to dokazalo, potrebno je povezati kriterijume naučnosti sa tokom stvarnog istorijskog procesa i saznati od kog trenutka počinje njihova korespondencija. Podsetimo se kriterijuma za naučnost: nauka nije samo skup znanja, već i aktivnost za dobijanje novih znanja, što pretpostavlja postojanje posebne grupe ljudi specijalizovanih za to, relevantnih organizacija koje koordiniraju istraživanje, kao i dostupnost potrebnih materijala, tehnologija i sredstava za snimanje informacija (1); teoretičnost - poimanje istine radi same istine (2); racionalnost (3), konzistentnost (4).

Prije nego što govorimo o velikoj revoluciji u duhovnom životu društva - nastanku nauke koja se dogodila u staroj Grčkoj, potrebno je proučiti situaciju na Starom istoku, koji se tradicionalno smatra istorijskim središtem rađanja civilizacije i kulture.

Neke od odredbi u sistemu pravih osnova klasične fizike smatrane su istinitim samo zahvaljujući onim epistemološkim premisama koje su u fizici 17. - 18. veka prihvaćene kao prirodne.U klasičnoj mehanici različita tela su smatrana materijalnim tačkama na koja je sila delovala, a takva idealizacija je korišćena i u odnosu na planete kada se opisuje njihova rotacija oko Sunca, široko je korišćen koncept apsolutno čvrstog, nedeformabilnog tela, koje se pokazalo pogodnim za rešavanje određenih problema. Njutnovska fizika, prostor i vreme smatrani su apsolutnim entitetima, nezavisnim od materije, kao spoljnom pozadinom na kojoj se sve odvijalo procese U razumevanju strukture materije, atomistička hipoteza je bila široko korišćena, ali su se atomi smatrali nedeljivim, besstrukturnim česticama sa masa, slična materijalnim tačkama.

Iako su sve ove pretpostavke bile rezultat snažne idealizacije stvarnosti, one su omogućile da se apstrahuju od mnogih drugih svojstava objekata koja su bila nevažna za rješavanje određene vrste problema, pa su stoga bila potpuno opravdana u fizici u toj fazi njenog razvoja. Ali kada su se te idealizacije proširile izvan okvira njihove moguće primjene, to je dovelo do kontradikcije u postojećoj slici svijeta, u koju se mnoge činjenice i zakoni valne optike i teorije nisu uklapale. elektromagnetne pojave, termodinamika, hemija, biologija itd.

Stoga je vrlo važno shvatiti da se epistemološke premise ne mogu apsolutizirati. U uobičajenom, glatkom razvoju nauke, njihova apsolutizacija nije baš uočljiva i ne meša se previše. Ali kada dođe faza revolucije u nauci, pojavljuju se nove teorije koje zahtevaju potpuno nove epistemološke premise, često nespojive sa epistemološkim premisama starih. Dakle, navedeni principi klasične mehanike su rezultat prihvatanja izuzetno jakih epistemoloških premisa, koje su se na tom nivou razvoja nauke činile očiglednim.Svi ovi principi su bili i ostali, naravno, pod određenim epistemološkim premisama, pod određenim uslovima. za testiranje njihove istine. Drugim riječima, pod određenim epistemološkim pretpostavkama i određenim nivoom prakse, ovi principi su bili, jesu i uvijek će biti istiniti. Ovo takođe sugeriše da ne postoji apsolutna istina.Istina uvek zavisi od epistemoloških premisa, koje nisu jednom zauvek date i nepromenljive.

Kao primjer, uzmimo modernu fiziku za koju su istiniti novi principi, fundamentalno različiti od klasičnih: princip konačne brzine širenja fizičkih interakcija, koja ne prelazi brzinu svjetlosti u vakuumu, princip međusobne povezanosti. najopštijih fizičkih svojstava (prostor, vrijeme, gravitacija, itd.), principi relativnosti logičkih osnova teorija Ovi principi su zasnovani na kvalitativno drugačijim epistemološkim premisama od starih principa, logički su nekompatibilni. ne može se tvrditi da ako su novi principi istiniti, onda su stari lažni, i obrnuto. Uz različite epistemološke premise, stari također mogu biti istiniti, a novi principi u isto vrijeme, ali područja primjene ovih principi će biti drugačiji. Ova situacija se zapravo događa u prirodnim naukama, zbog čega su istinite i stare teorije (na primjer, klasična mehanika) i nove (na primjer, relativistička mehanika, kvantna mehanika itd.).

NAJNOVIJA REVOLUCIJA U NAUCI

Poticaj, početak najnovije revolucije u prirodnim naukama, koja je dovela do pojave moderne nauke, bio je cela linija zapanjujuća otkrića u fizici koja su uništila čitavu kartezijansko-njutnovsku kosmologiju. Ovo uključuje otkriće elektromagnetnih talasa G. Hertza, kratkotalasnih elektromagnetno zračenje K. Roentgen, radioaktivnost A. Becquerel, elektron J. Thomson, svjetlosni pritisak P.N. Lebedev, uvođenje ideje kvanta od M. Plancka, stvaranje teorije relativnosti od A. Einsteina, opis procesa radioaktivnog raspada E. Rutherforda. Godine 1913 - 1921 Na osnovu ideja o atomskom jezgru, elektronima i kvantima, N. Bohr stvara model atoma, čiji razvoj se vrši u skladu sa periodičnim sistemom elemenata od strane D.I. Mendeljejev. Ovo je prva faza najnovije revolucije u fizici i čitavoj prirodnoj nauci. Prati ga urušavanje dosadašnjih ideja o materiji i njenoj strukturi, svojstvima, oblicima kretanja i vrstama obrazaca, o prostoru i vremenu. To je dovelo do krize u fizici i cjelokupnoj prirodnoj znanosti, što je bio simptom dublje krize u metafizičkim filozofskim osnovama klasične nauke.

Druga faza revolucije započela je sredinom 20-ih godina. XX vijeka i povezuje se sa stvaranjem kvantne mehanike i njenom kombinacijom sa teorijom relativnosti u novoj kvantno-relativističkoj fizičkoj slici svijeta.

Krajem treće decenije 20. veka pobijeni su gotovo svi glavni postulati koje je nauka ranije iznela. To je uključivalo ideje o atomima kao čvrstim, nedjeljivim i odvojenim “ciglama” materije, o vremenu i prostoru kao nezavisnim apsolutima, o strogoj uzročnosti svih pojava, o mogućnosti objektivnog promatranja prirode.

Dosadašnje naučne ideje bile su osporene bukvalno sa svih strana. Njutnovski čvrsti atomi, kako se sada ispostavilo, gotovo su u potpunosti ispunjeni praznim prostorom. Čvrsta materija više nije najvažnija prirodna supstanca. Trodimenzionalni prostor i jednodimenzionalno vrijeme postali su relativne manifestacije četverodimenzionalnog prostorno-vremenskog kontinuuma. Vrijeme teče drugačije za one koji se kreću različitim brzinama. U blizini teških predmeta vrijeme se usporava, a pod određenim okolnostima može čak i potpuno stati. Zakoni euklidske geometrije više nisu obavezni za upravljanje životnom sredinom na skali Univerzuma. Planete se kreću po svojim orbitama ne zato što ih Sunce privlači neka sila koja djeluje na daljinu, već zato što je sam prostor u kojem se kreću zakrivljen. Subatomski fenomeni se otkrivaju i kao čestice i kao talasi, pokazujući njihovu dvostruku prirodu. Postalo je nemoguće istovremeno izračunati lokaciju čestice i izmjeriti njeno ubrzanje. Princip neizvjesnosti radikalno je potkopao i istisnuo stari Laplasov determinizam. Naučna zapažanja i objašnjenja nisu mogla napredovati bez uticaja na prirodu posmatranog objekta. Fizički svijet, viđen očima fizičara iz 20. stoljeća, nije ličio toliko na ogromnu mašinu koliko na ogromnu misao.

Početak treće etape revolucije bilo je ovladavanje atomskom energijom 40-ih godina našeg vijeka i kasnija istraživanja, koja su povezana sa rođenjem elektronskih kompjutera i kibernetike. Takođe u ovom periodu, zajedno sa fizikom, hemijom, biologijom i ciklusom nauka o Zemlji su počeli da prednjače. Takođe treba napomenuti da se od sredine 20. veka nauka konačno spojila sa tehnologijom, što je dovelo do moderne naučno-tehnološke revolucije.

Kvantno-relativistička naučna slika sveta postala je prvi rezultat najnovije revolucije u prirodnim naukama.

Drugi rezultat naučne revolucije bilo je uspostavljanje neklasičnog stila mišljenja.Stil naučnog mišljenja je način postavljanja naučnih problema, raspravljanja, predstavljanja naučnih rezultata, vođenja naučnih diskusija itd., prihvaćen u naučnoj zajednici. Reguliše ulazak novih ideja u arsenal univerzalnog znanja i formira odgovarajući tip istraživača. Najnovija revolucija u nauci dovela je do zamjene kontemplativnog stila razmišljanja aktivnim. Ovaj stil karakteriziraju sljedeće karakteristike:

1. Promijenjeno je razumijevanje subjekta znanja: to sada nije stvarnost u svom čistom obliku, fiksirana živom kontemplacijom, već određeni njezin dio, dobiven kao rezultat određenih teorijskih i empirijskih metoda ovladavanja ovom stvarnošću.

2. Nauka je prešla sa proučavanja stvari koje su se smatrale nepromjenjivim i sposobne da stupe u određene veze, na proučavanje stanja u kojima se stvar ne samo ponaša na određeni način, već samo u njima može biti ili ne biti nešto . Dakle, moderna naučna teorija počinje sa identifikovanjem metoda i uslova za proučavanje nekog objekta.

3. Zavisnost znanja o objektu od sredstava saznanja i odgovarajuće organizacije znanja određuje posebnu ulogu uređaja, eksperimentalne postavke u savremenom naučnom znanju. Bez uređaja često ne postoji mogućnost identifikacije predmeta nauke (teorije), jer se ističe kao rezultat interakcije objekta sa uređajem.

4. Analiza samo specifičnih manifestacija aspekata i svojstava objekta u različitim vremenima, u različitim situacijama dovodi do objektivnog „razbacaja“ konačnih rezultata studije. Svojstva objekta takođe zavise od njegove interakcije sa uređajem. To implicira legitimnost i jednakost različitih tipova opisa objekta, njegovih različitih slika. Ako se klasična nauka bavila jednim objektom, prikazanim na jedini mogući istinit način, onda se moderna nauka bavi mnogim projekcijama ovog objekta, ali te projekcije ne mogu tvrditi da su njegov potpun, sveobuhvatan opis.

5. Odbacivanje kontemplacije i naivnog realizma stavova klasične nauke dovelo je do pojačane matematizacije moderne nauke, spajanja fundamentalnih i primenjenih istraživanja, proučavanja krajnje apstraktnih tipova realnosti potpuno nepoznatih nauci do tada – potencijalnih realnosti (kvantna mehanika ) i virtuelne (fizika visokih energija), što je dovelo do međusobnog prožimanja činjenice i teorije, do nemogućnosti odvajanja empirijskog od teorijskog.

Modernu nauku odlikuje povećanje nivoa njene apstrakcije, gubitak jasnoće, što je posledica matematizacije nauke, sposobnost da se operiše sa visoko apstraktnim strukturama lišenim vizuelnih prototipova.

Logički temelji nauke su se takođe promenili. Nauka je počela da koristi logički aparat koji je najprikladniji za hvatanje novog pristupa koji se temelji na aktivnostima analizi fenomena stvarnosti. Ovo je povezano s korištenjem neklasičnih (nearistotelovskih) viševrijednih logika, ograničenja i odbijanja korištenja takvih klasičnih logičkih tehnika kao što je zakon isključene sredine.

Konačno, još jedan rezultat revolucije u nauci bio je razvoj klase nauka o biosferi i novi stav prema fenomenu života. Život je prestao izgledati kao slučajna pojava u Univerzumu, već se počeo posmatrati kao prirodni rezultat samorazvoja materije, što je također prirodno dovelo do pojave uma. Nauke klase biosfere, koje obuhvataju nauku o tlu, biogeohemiju, biocenologiju, biogeografiju, proučavaju prirodne sisteme u kojima postoji međuprožimanje žive i nežive prirode, odnosno međusobna povezanost prirodnih fenomena različitog kvaliteta. Nauke o biosferi zasnivaju se na prirodnoistorijskom konceptu, ideji univerzalne povezanosti u prirodi. Život i živa bića se u njima shvataju kao suštinski element sveta, koji efektivno oblikuje ovaj svet, stvarajući ga u njegovom sadašnjem obliku.

GLAVNE KARAKTERISTIKE MODERNE NAUKE

Moderna nauka je nauka povezana s kvantno-relativističkom slikom svijeta. Gotovo po svim svojim karakteristikama razlikuje se od klasične nauke, zbog čega se moderna nauka inače naziva neklasičnom naukom. Kao kvalitativno novo stanje nauke, ima svoje karakteristike.

1. Odbijanje priznavanja klasične mehanike kao vodeće nauke i njena zamena kvantnim relativističkim teorijama doveli su do uništenja klasičnog modela svetskog mehanizma. Zamijenio ga je svjetski misaoni model zasnovan na idejama univerzalne povezanosti, varijabilnosti i razvoja.

Mehanistička i metafizička priroda klasične nauke: ustupila je mjesto novim dijalektičkim stavovima:

: - klasični mehanički determinizam, koji apsolutno isključuje element slučajnosti iz slike svijeta, zamijenjen je modernim probabilističkim determinizmom, koji pretpostavlja varijabilnost u slici svijeta;

Pasivna uloga posmatrača i eksperimentatora u klasičnoj nauci zamenjena je novim pristupom aktivnosti, koji prepoznaje neophodan uticaj samog istraživača, instrumenata i uslova na eksperiment koji se izvodi i rezultate dobijene tokom njega;

Želja za pronalaženjem krajnje materijalne osnove svijeta zamijenjena je uvjerenjem u fundamentalnu nemogućnost da se to učini, idejom o neiscrpnosti materije u dubini;

Novi pristup razumevanju prirode kognitivne aktivnosti zasniva se na prepoznavanju aktivnosti istraživača, koji nije samo ogledalo stvarnosti, već efektivno oblikuje njenu sliku;

Naučno znanje se više ne shvaća kao apsolutno pouzdano, već samo kao relativno istinito, koje postoji u raznim teorijama koje sadrže elemente objektivno istinitog znanja, što uništava klasični ideal tačnog i strogog (kvantitativno neograničeno detaljnog) znanja, uzrokujući nepreciznost i nedostatak strogosti moderne nauke.

2. Slika prirode koja se stalno mijenja prelama se u novim istraživačkim okruženjima:

Odbijanje da se subjekt izoluje od okolnih uticaja, što je bilo karakteristično za klasičnu nauku;

Prepoznavanje zavisnosti svojstava objekta od konkretnu situaciju, u kojoj se nalazi;

Sistemsku i holističku procjenu ponašanja objekta, za koju se prepoznaje da je određeno kako logikom unutrašnje promjene tako i oblicima interakcije sa drugim objektima;

Dinamizam je prelazak sa proučavanja ravnotežnih strukturnih organizacija na analizu neravnotežnih, nestacionarnih struktura, otvorenih sistema sa povratne informacije;

Antielementarizam je odbacivanje želje da se izoluju elementarne komponente složenih struktura, sistematska analiza dinamički delujućih otvorenih neravnotežnih sistema.

3. Razvoj klase nauka o biosferi, kao i koncept samoorganizacije materije, dokazuju neslučajnost pojave Života i Uma u Univerzumu; ovo nas, na novom nivou, vraća na problem svrhe i smisla Univerzuma, govori o planiranoj pojavi inteligencije, koja će se u potpunosti manifestovati u budućnosti.

4. Konfrontacija između nauke i religije je dostigla svoj logičan kraj. Bez preterivanja možemo reći da je nauka postala religija 20. veka. Kombinacija nauke i proizvodnje, naučna i tehnološka revolucija koja je započela sredinom veka, činilo se da pruža opipljiv dokaz vodeće uloge nauke u društvu. Paradoks je bio da je upravo ovaj opipljiv dokaz bio predodređen da bude odlučujući u postizanju suprotnog efekta.

Interpretacija dobijenih podataka. Posmatranje se uvijek provodi u okviru naučne teorije sa ciljem da se ona potvrdi ili opovrgne. Isti univerzalni metod naučnog saznanja je eksperiment, kada se prirodni uslovi reprodukuju pod veštačkim uslovima. Neosporna prednost eksperimenta je što se može ponoviti mnogo puta, svaki put uvodeći nove i nove...

Ali, kao što je Gödel pokazao, u teoriji će uvijek postojati neformalizirajući ostatak, odnosno nijedna teorija ne može biti potpuno formalizirana. Formalni metod, čak i kada se provodi dosljedno, ne pokriva sve probleme logike naučnog znanja (čemu su se nadali logički pozitivisti). 2. Aksiomatska metoda je metoda izgradnje naučne teorije, u kojoj se zasniva na određenim sličnostima...

Osnova za razvoj savremenih prirodnih nauka je specifična naučna metodologija. Naučna metodologija se zasniva na iskustvo- čulno-empirijsko poznavanje stvarnosti zasnovano na praksi. Ispod praksa odnosi se na objektivnu ljudsku aktivnost usmjerenu na postizanje materijalnih rezultata.

U procesu svog razvoja, klasična prirodna nauka razvila je specifičnu vrstu prakse, nazvanu „naučni eksperiment”. Naučni eksperiment- ovo je također sadržajna aktivnost ljudi, ali usmjerena na ispitivanje naučnih propozicija. Naučni stav se smatra istinitim ako je potvrđen iskustvom, praksom ili naučnim eksperimentom.

Osim interakcije s eksperimentom, kada razvijaju naučne teorije, ponekad koriste i čisto logičkim kriterijumima: unutrašnja konzistentnost, razmatranja simetrije, pa čak i takva nejasna razmatranja kao što je "ljepota" hipoteze. kako god Konačni suci naučne teorije su uvek praksa i eksperiment.

Kao primjer "lijepe" hipoteze navešću hipotezu američkog fizičara Feynmana o identitetu elementarne čestice. Činjenica je da imaju apsolutno fantastičnu imovinu. Elementarne čestice istog tipa, na primjer, elektroni, ne mogu se razlikovati. Ako u sistemu postoje dva elektrona i jedan od njih je uklonjen, onda nikada nećemo moći odrediti koji je uklonjen, a koji je ostao. Da bi objasnio ovu nerazlučivost, Feynman je predložio da postoji samo jedan elektron na svijetu, koji se može kretati naprijed-nazad u vremenu. U svakom trenutku, ovaj jedan elektron doživljavamo kao mnogo elektrona, koji se prirodno ne razlikuju. Na kraju krajeva, ovo je zapravo isti elektron. Nije li to predivna hipoteza? Bilo bi lijepo da možete smisliti nešto slično, ali iz oblasti ekonomije.

Faze rješavanja naučnog problema

Interakcija sa iskustvom zahtevala je od nauke da razvije specifičan mehanizam za tumačenje eksperimentalnih podataka. Sastoji se od primjene idealizacije i apstrakcije na ove podatke.

Suština idealizacije sastoji se u odbacivanju aspekata fenomena koji se proučava koji nisu bitni za njegovo rješenje.

Strana fenomena ili objekta je svojstvo koje mu je inherentno, a koje može postojati, ali i ne mora. Na primjer, drška vatrene sjekire može, ali ne mora biti obojena crvenom bojom. Sjekira neće promijeniti svoja druga svojstva.

Aspekti fenomena mogu biti manje ili više značajni u ovom pogledu. Dakle, boja drške sjekire ne igra nikakvu ulogu u odnosu na njegovu glavnu namjenu - rezanje drva. Istovremeno, prisustvo svijetle boje neophodna kada tražite ratnu sjekiru u ekstremnoj situaciji. Sa estetske tačke gledišta, korišćenje jarko crvene boje za farbanje instrumenta može izgledati neukusno. Dakle, u procesu idealizacije, aspekti neke pojave moraju se uvijek procjenjivati u ovom specifičnom pogledu.

U procesu idealizacije odbacuju se aspekti fenomena koji su nevažni u odnosu na koje se razmatra. Preostale značajne strane prolaze kroz proces apstrakcije.

Apstrakcija sastoji se u prelasku sa kvalitativne procjene strana u razmatranju na kvantitativnu.

U ovom slučaju, kvalitativni odnosi su odjeveni u “odjeću” matematičkih odnosa. Obično se koriste pomoćne kvantitativne karakteristike i primjenjuju se poznati zakoni kojima te karakteristike podliježu. Proces apstrakcije dovodi do stvaranja matematičkog modela procesa koji se proučava.

Na primjer, smeđa vreća za boksanje teška 80 kg i košta 55 konvencionalnih jedinica pada sa prozora na šestom spratu nove zgrade. Potrebno je odrediti količinu topline koja se oslobađa u trenutku njenog kontakta s asfaltom.

Da bi se riješio problem, prvo se mora izvršiti idealizacija. Dakle, cijena torbe i njena boja su nevažni aspekti u odnosu na problem koji se rješava. Prilikom pada sa relativno male visine, trenje sa vazduhom se takođe može zanemariti. Stoga se ispostavlja da su oblik i veličina torbe nevažni u odnosu na ovaj problem. Stoga, kada se razmatra proces pada, na vreću se može primijeniti model materijalne tačke (materijalna tačka je tijelo čiji se oblik i dimenzije mogu zanemariti u uslovima ovog problema).

Proces apstrakcije daje visinu prozora šestog sprata nove zgrade, otprilike jednaku 15 m. Ako pretpostavimo da se proces interakcije vreće sa asfaltom povinuje osnovnim zakonima teorije toplote, onda se odredi količina toplote koja se oslobađa prilikom njenog pada, dovoljna je da se pronađe kinetička energija ove vreće u trenutku kontakta sa asfaltom. Konačno, problem se može formulirati na sljedeći način: pronaći kinetičku energiju koju će materijalna tačka mase 80 kg dobiti pri padu sa visine od 15 m. Osim zakona termodinamike, proces apstrakcije koristi i zakon održanja ukupne mehaničke energije. Proračun koji koristi ove zakone će dovesti do rješenja problema.

Skup matematičkih odnosa koji omogućavaju rješavanje problema je matematički model rješenja.

Ovdje treba napomenuti da idealizacija, koja se u suštini zasniva na odbacivanju nevažnih aspekata fenomena, neizbježno dovodi do određenog gubitka informacija o procesu koji se opisuje. Paradigma legitimira idealizaciju i čini da se ona uzima zdravo za gotovo. Stoga, pod uticajem paradigme, idealizacija se često koristi čak iu slučajevima kada je neopravdana, što, naravno, dovodi do grešaka. Da bi se izbegle takve greške, akademik A. S. Predvoditelev je predložio princip dualnosti. Princip dualnosti nas upućuje da bilo koji problem razmotrimo sa dvije alternativne tačke gledišta, odbacujući njegove različite aspekte u procesu idealizacije. Ovim pristupom može se izbjeći gubitak informacija.

Fenomenološke i modelne metode

Postoje dvije vrste interakcije između naučne teorije i iskustva: fenomenološki i model.

Naziv fenomenološke metode dolazi od grčke riječi “fenomen”, što znači pojava. Ovo je empirijska metoda, tj. zasnovana na eksperimentu.

Zadatak se prvo mora postaviti. To znači da početni uslovi i cilj problema koji se rešava moraju biti precizno formulisani.

Nakon toga, metoda propisuje sljedeće korake za njegovo rješavanje:

Akumulacija eksperimentalnog materijala.
Obrada, sistematizacija i generalizacija ovih materijala.
Uspostavljanje odnosa i, kao posljedicu, moguće veze između vrijednosti dobijenih kao rezultat obrade. Ovi odnosi predstavljaju empirijske zakone.
Dobivanje prognoza zasnovanih na empirijskim obrascima koji predviđaju moguće rezultate eksperimentalnog testiranja.
Eksperimentalna verifikacija i poređenje njenih rezultata sa predviđenim.

Ako se predviđeni podaci i rezultati ispitivanja uvijek poklapaju sa zadovoljavajućim stepenom tačnosti, tada obrazac dobija status zakona prirodnih nauka.

Ako se takvo podudaranje ne postigne, onda se postupak ponavlja počevši od koraka 1.

Fenomenološka teorija je obično generalizacija eksperimentalnih rezultata. Pojava eksperimenta koji je u suprotnosti sa ovom teorijom dovodi do pojašnjenja obima njene primjenjivosti ili do unošenja pojašnjenja u samu teoriju. Dakle, što više pobijanja fenomenološka teorija dobije, ona postaje tačnija.

Primjeri fenomenoloških teorija uključuju klasičnu termodinamiku, fenomenološke odnose vezane za područje fizičke i kemijske kinetike, zakone difuzije, toplinske provodljivosti itd.

Teorije modela koriste deduktivnu metodu. Očigledno, prvo naučno opravdanje za ovu metodu dao je poznati francuski filozof Rene Descartes. Obrazloženje za deduktivnu metodu sadržano je u njegovoj čuvenoj raspravi “O metodi”.

Stvaranje teorije modela počinje formulisanjem naučne hipoteze – pretpostavke o suštini fenomena koji se proučava. Na osnovu hipoteze, apstrakcijom se stvara matematički model, koji pomoću matematičkih odnosa reproducira osnovne obrasce fenomena koji se proučava. Posljedice dobivene iz ovih odnosa upoređuju se s eksperimentom. Ako eksperiment potvrdi rezultate teorijskih proračuna napravljenih na osnovu ovog modela, onda se smatra ispravnim. Pojava eksperimentalnog pobijanja dovodi do odbacivanja hipoteze i postavljanja nove.

Primjer teorije modela je klasični opis disperzije svjetlosti. Zasnovan je na ideji koju je iznio J. Thomson o atomu kao snopu pozitivnog naboja, u kojem su umiješani negativni elektroni, poput sjemenki u lubenici. Klasična teorija disperzije daje dobro kvalitativno slaganje s eksperimentom. Međutim, Rutherfordovi eksperimenti za određivanje strukture atoma pokazali su nedosljednost glavne hipoteze i doveli do potpunog odbacivanja klasične teorije disperzije.

Na prvi pogled, teorije modela izgledaju manje privlačne od fenomenoloških. Ipak, upravo oni nam omogućavaju da bolje razumijemo unutrašnje mehanizme fenomena koji se razmatraju. Često se teorije modela rafiniraju i nastavljaju postojati u novom kapacitetu. Dakle, da bi objasnili prirodu nuklearnih sila, domaći znanstvenici Ivanenko i Tamm iznijeli su hipotezu prema kojoj se interakcija nuklearnih čestica događa zbog činjenice da razmjenjuju elektrone. Iskustvo je pokazalo da karakteristike elektrona ne odgovaraju potrebnoj skali interakcije. Nešto kasnije, na osnovu modela Ivanenka i Tamma, Japanac Yukawa je sugerirao da nuklearnu interakciju vrše čestice s karakteristikama sličnim elektronima, a mase približno dvjesto puta veće. Nakon toga, čestice koje je opisao Yukawa su otkrivene eksperimentalno. Zovu se mezoni.

Mjerenja su temelj naučne istine

Naučni eksperiment zahteva dobijanje tačnih kvantitativnih rezultata. U tu svrhu se koriste mjerenja. Mjerenja proučava posebna grana nauke - mjeriteljstvo.

Mjerenja mogu biti direktna ili indirektna. Rezultati direktnog mjerenja se dobijaju direktno, obično očitavanjem skala i indikatora mjernih instrumenata. Rezultati indirektnih mjerenja dobivaju se proračunima koristeći rezultate direktnih mjerenja.

Dakle, da biste izmjerili volumen pravokutnog paralelepipeda, morate izmjeriti njegovu dužinu, širinu i visinu. Ovo su direktna mjerenja. Zatim treba pomnožiti dobivena mjerenja. Rezultirajuća zapremina je već rezultat indirektnog mjerenja, budući da je dobivena kao rezultat proračuna na osnovu direktnih mjerenja.

Mjerenje uključuje poređenje dva ili više objekata. Da bi se to postiglo, objekti moraju biti homogeni u odnosu na kriterij poređenja. Dakle, ako želite izmjeriti broj studenata koji su došli na omladinsku tribinu, onda morate od okupljenih odabrati sve one koji su studenti (kriterijum poređenja) i prebrojati ih. Njihovi ostali kvaliteti (pol, godine, boja kose) mogu biti proizvoljni. Homogenost objekata u ovom slučaju znači da ne treba računati mehanike osim ako nisu studenti.

Tehnika mjerenja je određena objektima koji se mjere. Postoji mnogo mjernih objekata istog tipa. Možemo govoriti, na primjer, o skupu dužina ili skupu masa.

Za izvođenje mjerenja potrebno je imati mjeru na skupu mjernih objekata i mjerni uređaj. Dakle, mjera za mnoge dužine je metar, a kao uređaj može poslužiti običan ravnalo. Na mnogim masama se kao mjera uzima jedan kilogram. Masa se najčešće mjeri pomoću vaga.

Skup mjernih objekata dijeli se na kontinuirane i diskretne.

Skup se smatra kontinuiranim ako je za bilo koja dva njegova elementa uvijek moguće pronaći treći koji leži između njih. Sve tačke na brojevnoj pravoj čine neprekidan skup. Za diskretni skup, uvijek možete pronaći dva elementa bez trećeg između njih. Na primjer, skup svih prirodni brojevi je diskretna.

Postoji fundamentalna razlika između kontinuiranih i diskretnih skupova. Diskretni skup sadrži svoju unutrašnju meru u sebi. Stoga je za izvođenje mjerenja na diskretnom skupu dovoljan jednostavan proračun. Na primjer, da bi se pronašla udaljenost između tačaka 1 i 10 prirodnog niza, dovoljno je jednostavno izbrojati broj brojeva od jedan do deset.

Kontinuirani skupovi nemaju internu mjeru. Mora se uneti spolja. U tu svrhu koristi se mjerni etalon. Tipičan primjer mjerenja na kontinuiranom skupu je mjerenje dužine. Za mjerenje dužine koristi se standardna ravna linija dužine jedan metar, s kojom se izmjerena dužina upoređuje.

Ovdje treba napomenuti da su kroz gotovo čitav period razvoja moderne tehnologije, mjerenja raznih fizičke veličine nastojalo se svesti na mjerenje dužine. Tako se mjerenje vremena svelo na mjerenje udaljenosti koju je prešla kazaljka na satu. Mjera ugla u tehnologiji je omjer dužine luka savijenog uglom i dužine polumjera ovog luka. Količine mjerene pokazivačima određuju se udaljenosti koju je prešao pokazivač instrumenta. Proučavajući tehnologiju fizičko-hemijskih mjerenja, čovjek se nehotice zadivi trikovima kojima su naučnici pribjegli kako bi mjerenje bilo koje veličine sveli na mjerenje dužine.

Oko sredine 20. vijeka, u vezi sa stvaranjem elektronskih pretvarača, razvijena je fundamentalno nova tehnika mjerenja, nazvana digitalna. Suština digitalne tehnike je da se kontinuirana mjerena vrijednost pretvara u diskretnu pomoću posebno odabranih graničnih uređaja. Na rezultirajućem diskretnom skupu, mjerenje se svodi na jednostavno brojanje koje se izvodi pomoću kruga za ponovno izračunavanje.

Digitalni mjerni uređaj u sebi sadrži analogno-digitalni pretvarač (ADC), brojilo i logički uređaj i indikator. Osnova analogno-digitalnog pretvarača su uzorkivač, komparator i sabirač. Sampler je uređaj sposoban da proizvodi signale koji imaju fiksne nivoe. Razlika između ovih nivoa je uvijek jednaka najmanjem od njih i naziva se interval uzorkovanja. Komparator upoređuje izmjereni signal sa prvim intervalom uzorkovanja. Ako je signal manji, indikator prikazuje nulu. Ako je prvi nivo uzorkovanja prekoračen, signal se upoređuje sa drugim, a jedinica se šalje sabiraču. Ovaj proces se nastavlja sve dok nivo signala ne pređe nivo uzorkovanja. U ovom slučaju, sabirač će sadržavati broj nivoa uzorkovanja manji ili jednak vrijednosti izmjerenog signala. Indikator prikazuje vrijednost sabirača pomnoženu vrijednošću intervala uzorkovanja.

Ovako, na primjer, radi digitalni sat. Specijalni generator generiše impulse sa strogo stabilizovanim periodom. Brojanje broja ovih impulsa daje vrijednost izmjerenog vremenskog intervala.

Primjere takve diskretizacije lako je pronaći u svakodnevnom životu. Dakle, pređenu udaljenost duž puta mogla se odrediti telegrafskim stupovima. U Sovjetskom Savezu telegrafski stubovi su postavljani na svakih 25 m. Prebrojavanjem broja stubova i množenjem sa 25, bilo je moguće odrediti pređenu udaljenost. Greška je bila 25 m (interval uzorkovanja).

Pouzdanost i tačnost mjerenja

Glavne karakteristike mjerenja su njegova tačnost i pouzdanost. Za kontinuirane setove, tačnost je određena proizvodnom preciznošću standarda i mogućim greškama koje nastaju tokom procesa mjerenja. Na primjer, pri mjerenju dužine standard može biti obično ravnalo skale, ili možda poseban alat - čeljust. Dužine različitih ravnala mogu se razlikovati za najviše 1 mm. Nonius čeljusti se proizvode tako da se njihove dužine mogu razlikovati za najviše 0,1 mm. Shodno tome, tačnost mjerenja ravnalom skale ne prelazi 1 mm, a tačnost čeljusti je 10 puta veća.

Minimalna moguća greška koja se javlja prilikom mjerenja ovim uređajem je njegova klasa tačnosti. Tipično, klasa tačnosti instrumenta je naznačena na njegovoj skali. Ako takve indikacije nema, za klasu tačnosti uzima se minimalna vrijednost podjele uređaja. Greške mjerenja određene klasom tačnosti mjernog uređaja nazivaju se instrumentalne greške.

Neka se rezultat mjerenja izračuna po formuli koristeći direktna mjerenja koja se vrše raznim instrumentima, odnosno mjerenje je indirektno. Greška povezana sa ograničenom preciznošću ovih instrumenata naziva se greška metode. Greška metode je minimalna greška koja se može napraviti prilikom mjerenja korištenjem date tehnike.

Prilikom mjerenja na diskretnim skupovima, greške određene preciznošću uređaja obično izostaju. Mjerenje na takvim skupovima svodi se na jednostavno brojanje. Stoga je tačnost mjerenja određena preciznošću brojanja. Mjerenje na diskretnom skupu u principu može biti apsolutno tačno. U praksi se za takva mjerenja koriste mehanički ili elektronski brojači (sabirači). Preciznost takvih sabirača određena je njihovom mrežom bitova. Broj cifara sabirača određuje maksimalan broj koji on može prikazati. Kada se ovaj broj prekorači, sabirač „skače“ preko nule. Očigledno, u ovom slučaju će biti vraćena pogrešna vrijednost.

Za digitalna mjerenja, tačnost je određena greškama uzorkovanja i bitnom mrežom sabirača koji se koristi u ovom mjerenju.

Pouzdanost rezultata dobijenih mjerenjem pokazuje koliko možemo vjerovati dobivenim rezultatima. Pouzdanost i tačnost su međusobno povezane na način da kako se tačnost povećava, pouzdanost opada i, obrnuto, kako se pouzdanost povećava, točnost opada. Na primjer, ako vam se kaže da dužina mjerenog segmenta leži između nule i beskonačnosti, onda će ova izjava imati apsolutnu pouzdanost. O tačnosti u ovom slučaju uopšte ne treba govoriti. Ako je određena vrijednost dužine navedena precizno, onda će ova izjava imati nultu pouzdanost. Zbog grešaka u mjerenju moguće je samo naznačiti interval unutar kojeg može biti izmjerena vrijednost.

U praksi se nastoje izvršiti mjerenja na način da i tačnost mjerenja i njegova pouzdanost ispunjavaju zahtjeve problema koji se rješava. U matematici se takva koordinacija veličina koje se ponašaju na suprotan način naziva optimizacija. Problemi optimizacije su tipični za ekonomiju. Na primjer, kada idete na pijacu, pokušavate kupiti maksimalnu količinu robe dok trošite minimalnu količinu novca.

Osim grešaka u vezi sa klasom tačnosti mjernog uređaja, mogu se pojaviti i druge greške tokom procesa mjerenja zbog ograničenih mogućnosti mjernog uređaja. Primjer je greška paralakse. Javlja se pri mjerenju ravnalom ako je linija nišana orijentirana pod uglom u odnosu na skalu ravnala.

Pored instrumentalnih i slučajnih grešaka u metrologiji, uobičajeno je razlikovati sistematske greške i grube greške. Sistematske greške se očituju u činjenici da se izmjerenoj vrijednosti dodaje pravilan pomak. Često se povezuju s promjenom porijekla. Kako bi se te greške kompenzirale, većina pokazivača instrumenata opremljena je posebnim nultim korektorom. Velike greške nastaju kao rezultat nepažnje mjernika. Obično se greške oštro ističu iz raspona izmjerenih vrijednosti. Opća teorija mjeriteljstva omogućava da se ne uzme u obzir do 30% vrijednosti za koje se pretpostavlja da su grube greške.

Novosibirsk State University

Mašinsko-matematički fakultet

Predmet: Koncepti savremene prirodne nauke

Na temu: “Metode naučnog saznanja”

Panov L.V.

Kurs 3, grupa 4123

Nauka je glavni razlog tranzicije u postindustrijsko društvo, širokog uvođenja informacionih tehnologija i pojave „nove ekonomije“. Nauka ima razvijen sistem metoda, principa i imperativa znanja. Upravo pravilno odabrana metoda, uz talenat naučnika, pomaže mu da shvati duboku povezanost pojava, otkrije njihovu suštinu, otkrije zakonitosti i zakonitosti. Broj naučnih metoda se stalno povećava. Uostalom, u svijetu postoji veliki broj nauka i svaka od njih ima svoje specifične metode i predmet istraživanja.

Svrha ovog rada je da se detaljno ispitaju metode naučnog eksperimentalnog i teorijskog saznanja. Naime, šta je metoda, glavne karakteristike metode, klasifikacija, obim itd. Kriterijumi naučnog znanja će takođe biti uzeti u obzir.

Opservation.

Znanje počinje posmatranjem. Posmatranje je čulni odraz predmeta i pojava vanjskog svijeta. Promatranje je svrsishodno proučavanje objekata, zasnovano uglavnom na takvim ljudskim senzornim sposobnostima kao što su senzacija, percepcija i predstavljanje. Ovo je početna metoda empirijske spoznaje, koja nam omogućava da dobijemo neke primarne informacije o objektima okolne stvarnosti.

Naučno posmatranje karakteriše niz karakteristika. Prvo, svrhovitošću, promatranje treba provoditi radi rješavanja navedenog istraživačkog problema, a pažnju promatrača treba usmjeriti samo na pojave vezane za ovaj zadatak. Drugo, sistematski, jer se posmatranje mora vršiti striktno prema planu. Treće, aktivnošću – istraživač mora aktivno tražiti, istaknuti momente koji su mu potrebni u posmatranom fenomenu, oslanjajući se za to na svoje znanje i iskustvo.

Tokom posmatranja ne postoji aktivnost koja ima za cilj transformaciju ili promenu objekata znanja. To je zbog niza okolnosti: nepristupačnosti ovih objekata za praktičan uticaj (npr. posmatranje udaljenih svemirskih objekata), nepoželjnosti, na osnovu svrhe proučavanja, uplitanja u posmatrani proces (fenološki, psihološki i druga zapažanja), nedostatak tehničkih, energetskih, finansijskih i drugih mogućnosti za postavljanje eksperimentalnih studija objekata znanja.

Naučna zapažanja su uvek praćena opisom predmeta saznanja. Uz pomoć opisa, senzorne informacije se prevode na jezik pojmova, znakova, dijagrama, crteža, grafikona i brojeva, te na taj način poprimaju oblik pogodan za dalju racionalnu obradu. Važno je da pojmovi koji se koriste za opis uvijek imaju jasno i nedvosmisleno značenje. Razvojem nauke i promenom njenih osnova, sredstva opisa se transformišu, a često se stvara novi sistem pojmova.

Prema načinu vršenja opservacija, ona mogu biti direktna i indirektna. Tokom direktnih posmatranja, određena svojstva i aspekti objekta se odražavaju i percipiraju ljudskim čulima. Poznato je da su posmatranja položaja planeta i zvijezda na nebu, koje je više od dvadeset godina provodio Tycho Brahe, bila empirijska osnova za Keplerovo otkriće njegovih čuvenih zakona. Naučno posmatranje je najčešće indirektno, odnosno vrši se korišćenjem određenih tehničkih sredstava. Ako je prije početka 17.st. Dok su astronomi posmatrali nebeska tela golim okom, Galilejev izum optičkog teleskopa 1608. godine podigao je astronomska posmatranja na novi, mnogo viši nivo. A današnje stvaranje rendgenskih teleskopa i njihovo lansiranje u svemir na orbitalnoj stanici omogućilo je promatranje takvih objekata svemira kao što su pulsari i kvazari.

Razvoj moderne prirodne nauke povezana sa sve većom ulogom takozvanih indirektnih zapažanja. Dakle, objekti i pojave koje proučava nuklearna fizika ne mogu se direktno promatrati ni uz pomoć ljudskih osjetila ni uz pomoć najnaprednijih instrumenata. Na primjer, kada se proučavaju svojstva nabijenih čestica pomoću komore za oblake, te čestice istraživač percipira indirektno - kroz vidljive tragove koji se sastoje od mnogih kapljica tekućine.

Eksperimentiraj

Eksperimentiraj - više kompleksna metoda empirijsko znanje naspram posmatranja. Uključuje aktivan, svrsishodan i strogo kontrolisan uticaj istraživača na predmet koji se proučava u cilju identifikacije i proučavanja određenih aspekata, svojstava i veza. U ovom slučaju, eksperimentator može transformirati predmet koji proučava, stvoriti umjetne uvjete za njegovo proučavanje i ometati prirodni tok procesa. U opštoj strukturi naučnog istraživanja, eksperiment zauzima posebno mesto. Upravo je eksperiment povezujuća karika između teorijskih i empirijskih faza i nivoa naučnog istraživanja.

Neki naučnici tvrde da je pametno smišljen i vješto izveden eksperiment superiorniji od teorije, jer se teorija, za razliku od iskustva, može potpuno opovrgnuti.

Eksperiment uključuje, s jedne strane, posmatranje i mjerenje, as druge, ima niz važnih karakteristika. Prvo, eksperiment vam omogućava da proučavate objekt u "pročišćenom" obliku, odnosno eliminišete sve vrste sporednih faktora i slojeva koji kompliciraju proces istraživanja. Drugo, tokom eksperimenta predmet se može postaviti u neke veštačke, posebno ekstremne uslove, odnosno proučavati na ultra niskim temperaturama, na ekstremno visoki pritisci ili, obrnuto, u vakuumu, pri ogromnim jačinama elektromagnetnog polja, itd. Treće, proučavajući bilo koji proces, eksperimentator može da se umeša u njega i aktivno utiče na njegov tok. Četvrto, važna prednost mnogih eksperimenata je njihova ponovljivost. To znači da se eksperimentalni uvjeti mogu ponoviti onoliko puta koliko je potrebno da bi se dobili pouzdani rezultati.

Priprema i provođenje eksperimenta zahtijeva poštovanje brojnih uslova. Dakle, naučni eksperiment pretpostavlja postojanje jasno formulisanog istraživačkog cilja. Eksperiment se zasniva na nekim početnim teorijskim principima. Eksperiment zahteva određeni nivo razvoja tehničkih sredstava saznanja neophodnih za njegovu realizaciju. I na kraju, to moraju izvoditi ljudi koji su dovoljno kvalifikovani.

Na osnovu prirode problema koji se rješavaju eksperimenti se dijele na istraživačke i ispitne. Istraživački eksperimenti omogućavaju otkrivanje novih, nepoznatih svojstava u objektu. Rezultat takvog eksperimenta mogu biti zaključci koji ne proizlaze iz postojećeg znanja o predmetu proučavanja. Primjer su eksperimenti izvedeni u laboratoriji E. Rutherforda, koji su doveli do otkrića atomskog jezgra. Verifikacioni eksperimenti služe za testiranje i potvrdu određenih teoretskih konstrukcija. Na primjer, postojanje određenog broja elementarnih čestica (pozitron, neutrino, itd.) prvo je predviđeno teorijski, a tek kasnije su otkrivene eksperimentalno. Eksperimenti se mogu podijeliti na kvalitativne i kvantitativne. Kvalitativni eksperimenti nam samo omogućavaju da identifikujemo uticaj određenih faktora na fenomen koji se proučava. Kvantitativni eksperimenti uspostavljaju precizne kvantitativne odnose. Kao što je poznato, vezu između električnih i magnetnih fenomena prvi je otkrio danski fizičar Ersted kao rezultat čisto kvalitativnog eksperimenta (postavivši iglu magnetnog kompasa pored provodnika kroz koji je prolazila električna struja, otkrio je da igla odstupi od prvobitnog položaja). Uslijedili su kvantitativni eksperimenti francuskih naučnika Biota i Savarta, kao i Ampereovi eksperimenti na osnovu kojih je izvedena matematička formula. Prema oblasti naučnih saznanja u kojoj se eksperiment izvodi, razlikuju se prirodni naučni, primenjeni i društveno-ekonomski eksperimenti.

Mjerenje i poređenje.

Naučni eksperimenti a posmatranje obično uključuje uzimanje raznih mjerenja. Mjerenje je proces koji uključuje određivanje kvantitativnih vrijednosti određenih svojstava, aspekata predmeta ili fenomena koji se proučava pomoću posebnih tehničkih uređaja.

Operacija mjerenja je zasnovana na poređenju. Da biste napravili poređenje, morate odrediti mjerne jedinice. U nauci poređenje djeluje i kao komparativna ili uporedno-istorijska metoda. Prvobitno je nastao u filologiji i književnoj kritici, a potom je počeo da se uspešno primenjuje u pravu, sociologiji, istoriji, biologiji, psihologiji, istoriji religije, etnografiji i drugim oblastima znanja. Pojavile su se čitave grane znanja koje koriste ovu metodu: komparativna anatomija, komparativna fiziologija, komparativna psihologija itd. Tako se u komparativnoj psihologiji proučavanje psihe provodi na osnovu poređenja psihe odrasle osobe s razvojem psihe djeteta, kao i životinja.

Važan aspekt procesa mjerenja je metodologija za njegovo izvođenje. To je skup tehnika koje koriste određene principe i sredstva mjerenja. Pod principima mjerenja podrazumijevamo pojave koje čine osnovu mjerenja.

Mjerenja se dijele na statička i dinamička. Statička mjerenja uključuju mjerenje veličina tijela, konstantnog pritiska itd. Primjeri dinamičkih mjerenja su mjerenje vibracija, pulsirajući pritisak itd. Na osnovu načina dobijanja rezultata razlikuju se direktna i indirektna mjerenja. U direktnim mjerenjima, željena vrijednost izmjerene veličine dobija se direktnim poređenjem sa etalonom ili se izdaje mjernim uređajem. U indirektnom mjerenju, željena vrijednost se utvrđuje na osnovu poznatog matematičkog odnosa između ove vrijednosti i drugih vrijednosti dobijenih direktnim mjerenjem. Na primjer, pronalaženje električne otpornosti vodiča prema njegovom otporu, dužini i površini poprečnog presjeka. Indirektna mjerenja se široko koriste u slučajevima kada je željenu količinu nemoguće ili previše teško direktno izmjeriti.

Vremenom se, s jedne strane, unapređuju postojeći mjerni instrumenti, as druge se uvode novi mjerni uređaji. Dakle, razvoj kvantna fizika značajno povećane mjerne mogućnosti sa visok stepen tačnost. Korištenje Mössbauerovog efekta omogućava kreiranje uređaja s rezolucijom od oko 10 -13 posto izmjerene vrijednosti. Dobro razvijena mjerna instrumentacija, raznovrsnost metoda i visoke karakteristike mjernih instrumenata doprinose napretku naučnih istraživanja.

Opće karakteristike teorijskih metoda

Teorija je sistem koncepata zakona i principa koji omogućava da se opiše i objasni određena grupa pojava i da se ucrta program djelovanja za njihovu transformaciju. Shodno tome, teorijsko znanje se ostvaruje uz pomoć različitih koncepata, zakona i principa. Činjenice i teorije se ne suprotstavljaju jedna drugoj, već čine jednu cjelinu. Razlika između njih je u tome što činjenice izražavaju nešto pojedinačno, dok se teorija bavi opštim. U činjenicama i teorijama mogu se razlikovati tri nivoa: eventualni, psihološki i lingvistički. Ovi nivoi jedinstva mogu se predstaviti na sljedeći način:

Lingvistički nivo: teorije uključuju univerzalne izjave, činjenice uključuju pojedinačne iskaze.

Psihološki nivo: misli (t) i osjećaji (f).

Nivo događaja - ukupni pojedinačni događaji (t) i pojedinačni događaji (f)

Teorija je, u pravilu, izgrađena na način da ne opisuje okolnu stvarnost, već idealne objekte, kao što su materijalna tačka, idealni plin, apsolutno crno tijelo itd. Ovaj naučni koncept naziva se idealizacija. Idealizacija je mentalno konstruisan koncept objekata, procesa i pojava za koje se čini da ne postoje, ali imaju slike ili prototipove. Na primjer, malo tijelo može poslužiti kao prototip materijalne točke. Idealne objekte, za razliku od stvarnih, karakterizira ne beskonačan, već dobro definiran broj svojstava. Na primjer, svojstva materijalne tačke su masa i sposobnost da se nalazi u prostoru i vremenu.

Osim toga, teorija specificira odnose između idealnih objekata, opisane zakonima. Izvedeni objekti se također mogu konstruirati od primarnih idealnih objekata. Kao rezultat toga, teorija koja opisuje svojstva idealnih objekata, odnose između njih i svojstva struktura formiranih od primarnih idealnih objekata može opisati čitav niz podataka sa kojima se naučnik susreće na empirijskom nivou.

Razmotrimo glavne metode kojima se teorijsko znanje ostvaruje. Te metode su: aksiomatske, konstruktivističke, hipotetičko-induktivne i pragmatične.

Kada se koristi aksiomatska metoda, naučna teorija se konstruiše u obliku sistema aksioma (propozicija prihvaćenih bez logičkog dokaza) i pravila zaključivanja koja omogućavaju da se putem logičke dedukcije dobiju iskazi date teorije (teoreme). Aksiomi ne bi trebali biti u suprotnosti jedni s drugima, također je poželjno da ne zavise jedni od drugih. Aksiomatska metoda će biti detaljnije razmotrena u nastavku.

Konstruktivistički metod, uz aksiomatski, koristi se u matematičkim naukama i računarstvu. U ovoj metodi, razvoj teorije ne počinje s aksiomima, već s konceptima, čija se legitimnost upotrebe smatra intuitivno opravdanom. Pored toga, postavljaju se pravila za izgradnju novih teorijskih struktura. Naučnim se smatraju samo one građevine koje su stvarno izgrađene. Ova metoda se smatra najboljim lijekom protiv nastajanja logičkih kontradikcija: koncept je konstruiran, dakle, sam način njegove konstrukcije je dosljedan.

U prirodnim naukama široko se koristi hipotetičko-deduktivna metoda ili metoda hipoteza. Osnova ove metode su hipoteze generalizirajuće moći, iz kojih se izvode sva ostala znanja. Dok se hipoteza ne odbaci, ona se ponaša kao naučni zakon. Hipoteze, za razliku od aksioma, zahtijevaju eksperimentalnu potvrdu. Ova metoda će biti detaljno opisana u nastavku.

U tehničkim i humanističkim naukama široko se koristi pragmatička metoda, čija je suština logika tzv. praktičan zaključak. Na primjer, subjekt L želi izvršiti A, ali vjeruje da neće moći izvršiti A ako ne izvrši c. Stoga se smatra da je A učinio c. Logičke konstrukcije izgledaju ovako: A-> p-> c. Sa konstruktivističkom metodom, konstrukcije bi imale sljedeći oblik: A-> c-> r. Za razliku od hipotetičko-deduktivnog zaključivanja, u kojem se informacija o nekoj činjenici dovodi pod zakon, u praktičnom zaključivanju informacija o sredstvu c mora odgovarati cilju p, koji je u skladu sa određenim vrijednostima.

Pored razmatranih metoda, postoje i tzv. deskriptivne metode. Oni se adresiraju ako su gore navedene metode neprihvatljive. Opisi fenomena koji se proučavaju mogu biti verbalni, grafički, šematski, formalno-simbolički. Deskriptivne metode su često faza naučnog istraživanja koja vodi ka idealima razvijenijih naučnih metoda. Često je ova metoda najadekvatnija, jer se moderna nauka često bavi pojavama koje ne ispunjavaju prestroge zahtjeve.

Apstrakcija.

U procesu apstrakcije dolazi do odstupanja od čulno opaženih konkretnih predmeta ka apstraktnim idejama o njima. Apstrakcija se sastoji od mentalne apstrakcije od nekih manje značajnih svojstava, aspekata, osobina predmeta koji se proučava uz istovremeno naglašavanje i formiranje jednog ili više bitnih aspekata, svojstava, osobina ovog objekta. Rezultat koji se dobije tokom procesa apstrakcije naziva se apstrakcija.

Prijelaz iz čulno-konkretnog u apstraktno uvijek je povezan s određenim pojednostavljenjem stvarnosti. Istovremeno, uzdižući se od čulno-konkretnog ka apstraktnom, teorijskom, istraživač dobija priliku da bolje razume predmet koji se proučava i otkrije njegovu suštinu. Proces prelaska sa senzorno-empirijskih, vizuelnih ideja o pojavama koje se proučavaju do formiranja određenih apstraktnih, teorijskih struktura koje odražavaju suštinu ovih fenomena, leži u osnovi razvoja svake nauke.

Budući da je beton skup mnogih svojstava, aspekata, unutrašnjih i vanjskih veza i odnosa, nemoguće ga je spoznati u svoj njegovoj raznolikosti, ostajući na stupnju čulnog saznanja i ograničavajući se na njega. Stoga postoji potreba za teorijskim razumijevanjem konkretnog, što se obično naziva usponom od čulno-konkretnog ka apstraktnom. Međutim, formiranje naučnih apstrakcija i opštih teorijskih pozicija nije krajnji cilj znanja, već je samo sredstvo dubljeg, svestranijeg znanja o konkretnom. Stoga je potrebno dalje premeštati znanje sa postignutog apstraktnog nazad na konkretno. Logičko-konkretno dobijeno u ovoj fazi istraživanja bit će kvalitativno drugačije u odnosu na senzorno-konkretno. Logičko-konkretno je ono konkretno, teorijski reprodukovano u razmišljanju istraživača, u svom bogatstvu svog sadržaja. Sadrži ne samo nešto čulno opaženo, već i nešto skriveno, nedostupno čulnom opažanju, nešto bitno, prirodno, shvaćeno samo uz pomoć teorijskog mišljenja, uz pomoć određenih apstrakcija.

Metoda uspona od apstraktnog ka konkretnom koristi se u izgradnji različitih naučnih teorija i može se koristiti u društvenim i prirodnim naukama. Na primjer, u teoriji plinova, nakon što je identificirao osnovne zakone idealnog plina - Clapeyronove jednačine, Avogadrov zakon, itd., istraživač prelazi na specifične interakcije i svojstva stvarnih plinova, karakterizirajući njihove bitne aspekte i svojstva. Kako dublje ulazimo u konkretno, uvode se nove apstrakcije koje djeluju kao dublji odraz suštine objekta. Tako je u procesu razvoja teorije gasova ustanovljeno da zakoni idealnog gasa karakterišu ponašanje stvarnih gasova samo pri niskim pritiscima. Uzimanje ovih sila u obzir dovelo je do formulacije Van der Waalsovog zakona.

Idealizacija. Misaoni eksperiment.

Idealizacija je mentalno uvođenje određenih promjena u predmet koji se proučava u skladu sa ciljevima istraživanja. Kao rezultat takvih promjena, na primjer, neka svojstva, aspekti ili karakteristike objekata mogu biti isključeni iz razmatranja. Dakle, široko rasprostranjena idealizacija u mehanici - materijalna tačka podrazumijeva tijelo lišeno ikakvih dimenzija. Takav apstraktni objekt, čije su dimenzije zanemarene, zgodan je kada se opisuje kretanje širokog spektra materijalnih objekata od atoma i molekula do planeta. Solarni sistem. Kada se idealizuje, objekt može biti obdaren nekim posebnim svojstvima koja nisu ostvariva u stvarnosti. Primjer je apstrakcija uvedena u fiziku kroz idealizaciju, poznata kao apsolutno crno tijelo. Ovo tijelo je obdareno svojstvom, koje ne postoji u prirodi, da apsorbira apsolutno svu energiju zračenja koja pada na njega, ne reflektirajući ništa i ne puštajući da bilo šta prođe kroz njega.

Idealizacija je prikladna kada su stvarni objekti koji se proučavaju dovoljno složeni za raspoloživa sredstva teorijske, posebno matematičke analize. Preporučljivo je koristiti idealizaciju u slučajevima kada je potrebno isključiti određena svojstva objekta koja zamagljuju suštinu procesa koji se u njemu odvijaju. Složeni objekt je predstavljen u „pročišćenom“ obliku, što ga čini lakšim za proučavanje.

Kao primjer možemo ukazati na tri različita koncepta „idealnog plina“, nastala pod utjecajem različitih teorijskih i fizičkih koncepata: Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein i Fermi-Dirac. Međutim, sve tri opcije idealizacije dobivene u ovom slučaju pokazale su se plodonosnim u proučavanju plinskih stanja različite prirode: Maxwell-Boltzmannov idealni plin postao je osnova za proučavanje običnih razrijeđenih molekularnih plinova koji se nalaze na prilično visokim temperaturama; Bose-Einsteinov idealan plin korišten je za proučavanje fotonskog plina, a Fermi-Diracov idealni plin pomogao je u rješavanju brojnih problema s elektronskim plinom.

Misaoni eksperiment uključuje rad sa idealiziranim objektom, koji se sastoji u mentalnom odabiru određenih pozicija i situacija koje omogućavaju otkrivanje nekih važnih karakteristika predmeta koji se proučava. Svaki pravi eksperiment, prije nego što se provede u praksi, istraživač prvo izvede mentalno u procesu razmišljanja i planiranja. U znanstvenom znanju mogu postojati slučajevi kada se pri proučavanju određenih pojava i situacija izvođenje pravih eksperimenata pokaže potpuno nemogućim. Ovu prazninu u znanju može popuniti samo misaoni eksperiment.

Naučna aktivnost Galilea, Newtona, Maxwella, Carnota, Einsteina i drugih naučnika koji su postavili temelje moderne prirodne nauke svjedoči o značajnoj ulozi misaonih eksperimenata u formiranju teorijskih ideja. Istorija razvoja fizike bogata je činjenicama o upotrebi misaonih eksperimenata. Primjer su Galilejevi misaoni eksperimenti, koji su doveli do otkrića zakona inercije.

Glavna prednost idealizacije kao metode naučnog saznanja je da teorijske konstrukcije dobijene na njenoj osnovi onda omogućavaju efikasno proučavanje stvarnih objekata i pojava. Pojednostavljenja postignuta idealizacijom olakšavaju stvaranje teorije koja otkriva zakonitosti proučavanog područja pojava materijalnog svijeta. Ako teorija u cjelini ispravno opisuje stvarne pojave, onda su idealizacije koje su u njenoj osnovi također legitimne.

Formalizacija. Aksiomi.

Formalizacija je poseban pristup u naučnom znanju, koji se sastoji u upotrebi posebnih simbola, koji omogućava da se pobegne od proučavanja stvarnih objekata, od sadržaja teorijskih odredbi koje ih opisuju, i da se umesto toga operiše određenim skupom simbola. (znakovi).

Ovaj metod spoznaje sastoji se u konstruisanju apstraktnih matematičkih modela koji otkrivaju suštinu procesa stvarnosti koja se proučava. Prilikom formalizacije, razmišljanje o objektima se prenosi u ravan rada sa znakovima (formulama). Odnosi znakova zamjenjuju iskaze o svojstvima i odnosima objekata. Na taj način se stvara generalizovani znakovni model određene predmetne oblasti, koji omogućava otkrivanje strukture različitih pojava i procesa apstrahujući od kvalitativnih karakteristika ovih potonjih. Izvođenje nekih formula iz drugih prema strogim pravilima logike predstavlja formalno proučavanje glavnih karakteristika strukture različitih, ponekad veoma udaljenih, pojava.

Primer formalizacije su matematički opisi različitih objekata i fenomena koji se široko koriste u nauci, zasnovani na relevantnim suštinskim teorijama. Istovremeno, korišteni matematički simbolizam ne samo da pomaže u konsolidaciji postojećeg znanja o predmetima i pojavama koji se proučavaju, već djeluje i kao svojevrsno oruđe u procesu daljnjeg znanja o njima.

Iz kursa matematičke logike je poznato da je za izgradnju formalnog sistema potrebno postaviti abecedu, postaviti pravila za formiranje formula, postaviti pravila za izvođenje nekih formula iz drugih. Važna prednost formalnog sistema je mogućnost da se u njegovom okviru proučava bilo koji objekat na čisto formalan način, koristeći znakove. Još jedna prednost formalizacije je osigurati da se naučne informacije bilježe sažeto i jasno.

Treba napomenuti da formalizirani umjetni jezici nemaju fleksibilnost i bogatstvo prirodnog jezika. Ali nedostaje im polisemija pojmova (polisemija) karakteristična za prirodnim jezicima. Odlikuju ih precizno izgrađena sintaksa i nedvosmislena semantika.

Analiza i sinteza. Indukcija i dedukcija. Analogija

Empirijska analiza je jednostavno dekompozicija cjeline na njene sastavne, jednostavnije elementarne dijelove. . Takvi dijelovi mogu biti materijalni elementi objekta ili njegova svojstva, karakteristike, odnosi.

Sinteza je, naprotiv, kombinacija komponenti složenog fenomena. Teorijska analiza podrazumijeva isticanje osnovnog i bitnog u objektu, neprimjetno za empirijsku viziju. Analitička metoda uključuje rezultate apstrakcije, pojednostavljenja i formalizacije. Teorijska sinteza je širenje znanja koje konstruiše nešto novo što nadilazi postojeći okvir.

U procesu sinteze spajaju se komponente (strane, svojstva, karakteristike, itd.) predmeta koji se proučava, raščlanjeni kao rezultat analize. Na osnovu toga se odvija dalje proučavanje objekta, ali kao jedinstvene celine. Istovremeno, sinteza ne znači jednostavno mehaničko povezivanje nepovezanih elemenata u jedinstven sistem. Analiza uglavnom obuhvata ono što je specifično po čemu se dijelovi razlikuju jedan od drugog. Sinteza otkriva ono suštinsko zajedništvo koje povezuje dijelove u jedinstvenu cjelinu.

Ove dvije međusobno povezane istraživačke metode dobijaju vlastitu specifikaciju u svakoj grani nauke. Iz opće tehnike mogu se pretvoriti u posebnu metodu: na primjer, postoje specifične metode matematičke, hemijske i društvene analize. Analitička metoda je također razvijena u nekim filozofskim školama i smjerovima. Isto se može reći i za sintezu.

Indukcija se može definisati kao metod prelaska sa znanja pojedinačnih činjenica na znanje opštih činjenica. Dedukcija je metoda prelaska sa poznavanja opštih zakona na njihovu posebnu manifestaciju.

Indukcija se široko koristi u naučnim saznanjima. Otkrivajući slične znakove i svojstva u mnogim objektima određene klase, istraživač zaključuje da su ti znakovi i svojstva svojstveni svim objektima date klase. Induktivna metoda je odigrala važnu ulogu u otkrivanju nekih zakona prirode - univerzalne gravitacije, atmosferskog tlaka, toplinskog širenja tijela.

Metoda indukcije može se implementirati u obliku sledećim metodama. Metoda jedinstvene sličnosti, u kojoj se u svim slučajevima posmatranja neke pojave nalazi samo jedan zajednički faktor, svi ostali su različiti. Ovaj jedini sličan faktor je uzrok ove pojave. Metoda pojedinačne razlike, u kojoj su uzroci nastanka neke pojave i okolnosti pod kojima se ona ne javlja slični u gotovo svim aspektima i razlikuju se samo u jednom faktoru, koji je prisutan samo u prvom slučaju. Zaključuje se da je ovaj faktor uzrok ove pojave. Kombinirana metoda sličnosti i razlike je kombinacija gornje dvije metode. Metoda pratećih promjena, u kojoj ako određene promjene u jednoj pojavi svaki put povlače određene promjene u drugoj pojavi, onda se izvodi zaključak o uzročno-posledičnoj vezi ovih pojava. Metoda reziduala, u kojoj ako je složena pojava uzrokovana višefaktorskim uzrokom, a neki od ovih faktora su poznati kao uzrok nekog dijela ove pojave, onda slijedi zaključak: uzrok drugog dijela fenomena je preostali faktori uključeni u opšti uzrok ove pojave. U stvari, gore navedene metode naučne indukcije služe uglavnom za pronalaženje empirijskih odnosa između eksperimentalno posmatranih svojstava objekata i pojava.

F. Bacon. indukciju je tumačio izuzetno široko, smatrajući je najvažnijim metodom otkrivanja novih istina u nauci, glavnim sredstvom naučnog saznanja prirode.

Dedukcija je, naprotiv, dobijanje konkretnih zaključaka na osnovu poznavanja nekih opštih odredbi. Drugim riječima, ovo je kretanje našeg mišljenja od opšteg ka specifičnom. Ali posebno veliko kognitivno značenje dedukcije očituje se u slučaju kada opća premisa nije samo induktivna generalizacija, već neka vrsta hipotetičke pretpostavke, na primjer, nova naučna ideja. U ovom slučaju, dedukcija je polazna tačka za nastanak novog teorijskog sistema. Na ovaj način stvoreno teorijsko znanje predodređuje dalji tok empirijskog istraživanja i usmjerava izgradnju novih induktivnih generalizacija.

Dobijanje novih znanja putem dedukcije postoji u svim prirodnim naukama, ali je deduktivna metoda posebno važna u matematici. Matematičari su najčešće primorani da koriste dedukciju. A matematika je, možda, jedina istinski deduktivna nauka.

U modernoj nauci, istaknuti matematičar i filozof R. Descartes bio je promoter deduktivne metode spoznaje.

Indukcija i dedukcija se ne koriste kao izolovane, odvojene jedna od druge. Svaka od ovih metoda se koristi u odgovarajućoj fazi kognitivnog procesa. Štaviše, u procesu korištenja induktivne metode, dedukcija je često prisutna „u skrivenom obliku“.

Pod analogijom se podrazumijeva sličnost, sličnost nekih svojstava, karakteristika ili odnosa općenito različitih objekata. Utvrđivanje sličnosti (ili razlika) između objekata vrši se kao rezultat njihovog poređenja. Dakle, poređenje je osnova metode analogije.

Dobijanje tačnog zaključka po analogiji zavisi od sledećih faktora. Prvo, o broju zajedničkih svojstava upoređenih objekata. Drugo, od lakoće otkrivanja zajedničkih svojstava. Treće, o dubini razumijevanja veza između ovih sličnih svojstava. Istovremeno, mora se imati na umu da ako predmet u odnosu na koji se zaključak izvodi po analogiji s drugim objektom ima neko svojstvo koje je nespojivo sa svojstvom o čijem bi se postojanju trebalo zaključiti, onda je opća sličnost ovi objekti gube svako značenje.

Postoje različite vrste zaključaka po analogiji. Ali zajedničko im je da se u svim slučajevima direktno ispituje jedan predmet, a o drugom se donosi zaključak. Stoga se zaključivanje po analogiji u najopštijem smislu može definirati kao prijenos informacija s jednog objekta na drugi. U ovom slučaju, prvi objekt, koji je zapravo predmet istraživanja, naziva se model, a drugi objekt, na koji se prenose informacije dobijene kao rezultat proučavanja prvog objekta (modela), naziva se original ili prototip. . Dakle, model uvijek djeluje kao analogija, odnosno model i predmet (original) prikazani uz njegovu pomoć su u određenoj sličnosti (sličnosti).

Metoda analogije se koristi u raznim oblastima nauke: matematici, fizici, hemiji, kibernetici, humanističkim naukama, itd.

Modeliranje

Metoda modeliranja zasniva se na kreiranju modela koji je zamjena za stvarni objekt zbog određene sličnosti s njim. Glavna funkcija modeliranje, ako ga uzmemo u najširem smislu, sastoji se od materijalizacije, objektivizacije ideala. Izgradnja i proučavanje modela je ekvivalentno istraživanju i konstrukciji modeliranog objekta, s jedinom razlikom što se drugo radi materijalno, a prvo idealno, bez utjecaja na sam modelirani objekt.

Upotreba modeliranja diktirana je potrebom da se otkriju aspekti objekata koji se ili ne mogu shvatiti direktnim proučavanjem, ili ih je neisplativo proučavati na ovaj način iz čisto ekonomskih razloga. Čovjek, na primjer, ne može direktno promatrati proces prirodnog formiranja dijamanata, nastanak i razvoj života na Zemlji, niz pojava mikrosvijeta i makrokosmosa. Stoga moramo pribjeći umjetnoj reprodukciji takvih pojava u obliku pogodnom za promatranje i proučavanje. U nekim slučajevima, mnogo je isplativije i ekonomičnije izgraditi i proučavati njegov model umjesto direktnog eksperimentiranja s objektom.

Ovisno o prirodi modela, razlikuje se nekoliko tipova modeliranja. Mentalno modeliranje uključuje različite mentalne reprezentacije u obliku određenih imaginarnih modela. Treba napomenuti da se mentalni (idealni) modeli često mogu materijalno realizovati u obliku senzorno perceptibilnih fizičkih modela. Fizičko modeliranje karakterizira fizička sličnost između modela i originala i ima za cilj da u modelu reproducira procese svojstvene originalu. Na osnovu rezultata proučavanja određenih fizičkih svojstava modela, ocjenjuju se pojave koje se javljaju u realnim uslovima.

Trenutno se fizičko modeliranje široko koristi za razvoj i eksperimentalno proučavanje različitih konstrukcija, mašina, za bolje razumijevanje nekih prirodnih fenomena, za proučavanje efikasnih i sigurnih metoda rudarenja itd.

Simboličko modeliranje je povezano sa konvencionalnim simboličkim predstavljanjem nekih svojstava, odnosa originalnog objekta. Simbolički (znakovi) modeli uključuju različite topološke i grafičke prikaze objekata koji se proučavaju ili, na primjer, modele predstavljene u obliku hemijskih simbola i koji odražavaju stanje ili odnos elemenata tokom hemijskih reakcija. Vrsta simboličkog (znakovnog) modeliranja je matematičko modeliranje. Simbolični jezik matematike omogućava izražavanje svojstava, aspekata, odnosa objekata i pojava vrlo različite prirode. Odnosi između različitih veličina koje opisuju funkcionisanje takvog objekta ili pojave mogu se predstaviti odgovarajućim jednačinama (diferencijalnim, integralnim, algebarskim) i njihovim sistemima. Numeričko modeliranje se zasniva na prethodno kreiranom matematičkom modelu objekta ili fenomena koji se proučava i koristi se u slučajevima velikih količina proračuna potrebnih za proučavanje ovog modela.

Numeričko modeliranje je posebno važno tamo gdje fizička slika fenomena koji se proučava nije sasvim jasna i nije poznat unutrašnji mehanizam interakcije. Računanjem različitih opcija na računaru, akumuliraju se činjenice, što omogućava, u konačnici, odabir najrealnijih i najvjerovatnijih situacija. Aktivna upotreba metoda numeričkog modeliranja može dramatično smanjiti vrijeme potrebno za razvoj nauke i dizajna.

Metoda modeliranja se stalno razvija: neke vrste modela zamjenjuju se drugima kako nauka napreduje. Istovremeno, jedna stvar ostaje nepromijenjena: važnost, relevantnost, a ponekad i nezamjenjivost modeliranja kao metode naučnog saznanja.

Za utvrđivanje kriterijuma prirodno-naučnog znanja, u metodologiji nauke je formulisano nekoliko principa - princip verifikacije i princip falsifikovanja. Formulacija principa verifikacije: svaki koncept ili sud ima značenje ako se svodi na direktno iskustvo ili izjave o njemu, tj. empirijski proverljivo. Ako nije moguće pronaći nešto empirijski fiksirano za takav sud, onda on ili predstavlja tautologiju ili je besmislen. Budući da se koncepti razvijene teorije po pravilu ne svode na eksperimentalne podatke, za njih je napravljena relaksacija: moguća je i indirektna verifikacija. Na primjer, nemoguće je ukazati na eksperimentalni analog konceptu "kvark". Ali teorija kvarkova predviđa brojne fenomene koji se već mogu eksperimentalno otkriti. I time indirektno potvrditi samu teoriju.

Princip verifikacije omogućava, u prvoj aproksimaciji, razlikovanje naučnog znanja od očigledno nenaučnog znanja. Međutim, ne može pomoći tamo gdje je sistem ideja skrojen tako da može tumačiti apsolutno sve moguće empirijske činjenice u svoju korist – ideologiju, religiju, astrologiju itd.

U takvim slučajevima, korisno je pribjeći drugom principu diferencijacije između nauke i nenauke, koji je predložio najveći filozof 20. stoljeća. K. Popper, - princip falsifikovanja. U njemu se kaže: kriterijum naučnog statusa teorije je njena falsifikabilnost ili lažljivost. Drugim riječima, samo to znanje može dobiti titulu „naučnog“, što je u principu pobitno.

Uprkos svom naizgled paradoksalnom obliku, ovaj princip ima jednostavno i duboko značenje. K. Popper je skrenuo pažnju na značajnu asimetriju u postupcima potvrđivanja i opovrgavanja u spoznaji. Nijedan broj padajućih jabuka nije dovoljan da se definitivno potvrdi istinitost zakona univerzalne gravitacije. Međutim, dovoljna je samo jedna jabuka koja odleti sa Zemlje da bi se ovaj zakon prepoznao kao lažan. Dakle, upravo se radi o pokušajima falsifikovanja, tj. opovrgavanje teorije trebalo bi da bude najefikasnije u smislu potvrđivanja njene istinitosti i naučnog karaktera.

Teorija koja je u principu neoboriva ne može biti naučna. Ideja o božanskom stvaranju svijeta je u principu nepobitna. Svaki pokušaj opovrgavanja može se predstaviti kao rezultat istog božanskog plana, čija je sva složenost i nepredvidljivost jednostavno previše za nas. Ali pošto je ova ideja nepobitna, to znači da je izvan nauke.

Može se, međutim, primijetiti da dosljedno primjenjivani princip falsifikovanja svako znanje čini hipotetičkim, tj. lišava ga potpunosti, apsolutnosti, nepromjenljivosti. Ali to vjerojatno i nije loše: stalna prijetnja falsifikata drži nauku „na nogama“ i sprečava je da stagnira i odmara na lovorikama.

Dakle, razmatrane su glavne metode empirijskog i teorijskog nivoa naučnog saznanja. Empirijsko znanje uključuje opservacije i eksperimente. Znanje počinje posmatranjem. Da bi potvrdio hipotezu ili proučio svojstva objekta, naučnik ga stavlja pod određene uslove - provodi eksperiment. Blok eksperimentalnih i opservacijskih postupaka uključuje opis, mjerenje i poređenje. Na nivou teorijskog znanja široko se koriste apstrakcija, idealizacija i formalizacija. Velika važnost ima modeliranje, a sa razvojem kompjuterske tehnologije - numeričko modeliranje, budući da su složenost i cijena izvođenja eksperimenta sve veća.

Rad opisuje dva glavna kriterijuma prirodno-naučnog znanja – princip verifikacije i falsifikovanja.

1. Aleksejev P.V., Panin A.V. “Filozofija” M.: Prospekt, 2000

2. Leshkevich T.G. “Filozofija nauke: tradicije i inovacije” M.: PRIOR, 2001.

3. Ruzavin G.I. “Metodologija naučnog istraživanja” M.: UNITY-DANA, 1999.

4. Gorelov A.A. “Koncepti modernih prirodnih nauka” - M.: Centar, 2003.

5. http://istina.rin.ru/philosofy/text/3763.html

6. http://vsvcorp.chat.ru/mguie/teor.htm

VERBALNE METODE TRENINGA.

Verbalne metode zauzimaju vodeće mjesto u sistemu nastavnih metoda. Bilo je perioda kada su oni bili gotovo jedini način za prenošenje znanja. Progresivni nastavnici - Ya.A. Komensky, K.D. Ušinski i drugi - protivili su se apsolutizaciji njihovog značenja, zagovarali potrebu da se oni dopune vizuelnim i praktičnim metodama. Danas se često nazivaju zastarjelim, „neaktivnim“. Evaluaciji ove grupe metoda mora se pristupiti objektivno. Verbalne metode omogućavaju prenošenje velike količine informacija u najkraćem mogućem roku, postavljaju probleme učenicima i ukazuju na načine za njihovo rješavanje. Uz pomoć riječi, učitelj može izazvati u svijesti djece svetle slike prošlost, sadašnjost i budućnost čovečanstva. Riječ aktivira maštu, pamćenje i osjećaje učenika.

Verbalne metode se dijele na sljedeće vrste: priča, objašnjenje, razgovor, diskusija, predavanje, rad s knjigom.

Priča je monološki prikaz nastavnog materijala koji se koristi za dosljedan, sistematizovan, razumljiv i emocionalan prikaz znanja. Ova metoda se najčešće koristi u osnovnim školama. Nastavnik se okreće priči kada djeci treba ispričati živopisne, nove činjenice, događaje ili nešto što djeca ne mogu direktno posmatrati. Priča je snažan izvor uticaja na mentalnu aktivnost, maštu, emocije mlađih školaraca, proširujući njihove vidike.Glavna nastavna sredstva su: govor, ilustracije, metodičke i mnemotehničke tehnike, logičke tehnike poređenja, jukstapozicije, sažimanja.

Glavni uslovi za uspeh ove metode su:

· uspješna kombinacija kombinacije s drugim metodama:

· pozitivna emocionalna percepcija;

· uslovi (vrijeme, mjesto);

· ne preopterećenost činjenicama;

· sposobnost nastavnika da kaže.

U priči se obično predstavlja niz pedagoških zahtjeva, kao metoda prezentiranja novih znanja:

Priča treba da pruži ideološku i moralnu orijentaciju nastave;

Sadrži samo pouzdane i naučno provjerene činjenice;

Uključiti dovoljan broj živopisnih i uvjerljivih primjera i činjenica koje dokazuju ispravnost predloženih odredbi;

Imati jasnu logiku prezentacije;

Budite emotivni;

Biti predstavljen jednostavnim i pristupačnim jezikom;

Odrazite elemente nastavnikove lične procjene i stava prema iznesenim činjenicama i događajima.

Razgovor - dijaloška nastavna metoda, u kojoj nastavnik, postavljajući pažljivo osmišljen sistem pitanja, navodi učenike na razumijevanje novog gradiva ili provjerava njihovu asimilaciju već naučenog. Razgovor je jedna od najstarijih metoda didaktičkog rada. Majstorski ga je koristio Sokrat, iz čijeg je imena nastao koncept „sokratskog razgovora“. Ovisno o konkretnim zadacima, sadržaju edukativni materijal, nivo kreativne, kognitivne aktivnosti učenika, mjesto razgovora u didaktičkom procesu, razlikuju se različite vrste razgovora. Heuristički razgovor (od riječi "eureka" - nalazim, otvaram) je široko rasprostranjen. Tokom heurističkog razgovora, nastavnik, oslanjajući se na postojeće znanje i praktično iskustvo učenika, navodi ih na razumevanje i usvajanje novih znanja, formulisanje pravila i zaključaka.Informativni razgovori služe za prenošenje novih znanja. Ako razgovor prethodi proučavanju novog materijala, naziva se uvodnim ili uvodnim. Svrha ovakvog razgovora je da se kod učenika izazove stanje spremnosti za učenje novih stvari. Konsolidovani razgovori se koriste nakon učenja novog gradiva.

Tokom razgovora pitanja se mogu uputiti jednom učeniku (individualni razgovor) ili učenicima cijelog razreda (frontalni razgovor). Jedna vrsta razgovora je intervju. Može se izvoditi kako sa razredom u cjelini, tako i sa pojedinačnim grupama učenika. Posebno je korisno organizovati intervju u srednjoj školi, kada učenici pokazuju veću samostalnost u prosuđivanju, mogu postavljati problematična pitanja i iznositi svoje mišljenje o određenim temama koje nastavnik stavlja na raspravu.

Uspjeh razgovora u velikoj mjeri zavisi od ispravnosti postavljanja pitanja. Nastavnik postavlja pitanja cijelom razredu kako bi svi učenici bili spremni da odgovore. Pitanja treba da budu kratka, jasna, smislena i formulisana na način da probude mišljenje učenika. Ne biste trebali postavljati dvostruka, sugestivna pitanja ili poticati na pogađanje odgovora. Ne treba da formulišete alternativna pitanja koja zahtevaju jasne odgovore poput „da“ ili „ne“.

Općenito, metoda razgovora ima sljedeće prednosti:

Aktivira studente;

Razvija njihovo pamćenje i govor;

Čini znanje učenika otvorenim;

Ima veliku obrazovnu moć;

To je dobar dijagnostički alat.

Nedostaci metode razgovora:

Zahteva dosta vremena;

Sadrži element rizika (učenik može dati netačan odgovor, koji drugi učenici percipiraju i zabilježe u njihovu memoriju);

Potrebna je zaliha znanja

Objašnjenje – verbalno tumačenje predmeta, pojava, obrazaca, veza, najčešće monološko izlaganje. Objašnjenje može biti ili u „čistom“ obliku, odnosno nastavnik koristi samo ovu metodu, ili kao dio razgovora, priče, ili, obrnuto, struktura objašnjenja uključuje elemente razgovora, priče itd. Za korištenje metode objašnjenja potrebno je:

Precizna i jasna formulacija zadatka, suštine problema, pitanja;

Dosljedno otkrivanje uzročno-posljedičnih veza, argumentacije i dokaza;

Upotreba poređenja, jukstapozicije, analogije;

Privlačenje upečatljivih primjera;

Besprijekorna logika prezentacije.

Objašnjenje kao nastavna metoda ima široku primjenu u radu s djecom različitih starosnih grupa. Međutim, u srednjem i srednjem školskom uzrastu, zbog složenosti nastavnog materijala i sve većih intelektualnih sposobnosti učenika, upotreba ove metode postaje neophodnija nego u radu sa mlađim učenicima. Kao samostalna metoda, objašnjenje često djeluje kao instrukcija: kako napisati prezentaciju, kako raditi laboratorijski rad, itd.

Rad sa udžbenikom i knjigom- najvažnija nastavna metoda. U osnovnoj školi rad sa knjigama se odvija uglavnom na časovima pod vodstvom nastavnika. U budućnosti, školarci sve više uče da samostalno rade sa knjigom. Postoji niz tehnika za samostalan rad sa štampanim izvorima. Glavni:

- Bilješke- sažetak, kratak zapis sadržaja pročitanog. Zapisivanje se vrši u prvom (sebe) ili trećem licu. Zapisivanje u prvom licu bolje razvija samostalno razmišljanje.

- Izrada tekstualnog plana . Plan može biti jednostavan ili složen. Da biste napravili plan, nakon čitanja teksta, morate ga razbiti na dijelove i nasloviti svaki dio.

- Testiranje- kratak sažetak glavnih ideja pročitanog.

- Citiram- doslovni izvod iz teksta. Izlazni podaci moraju biti naznačeni (autor, naziv djela, mjesto izdavanja, izdavač, godina izdanja, stranica).

- Napomena- kratak sažeti sažetak sadržaja pročitanog bez gubljenja suštinskog značenja.

- Pregled - pisanje kratke recenzije u kojoj izražavate svoj stav o pročitanom.

- Izrada sertifikata - informacije o nečemu dobijene nakon pretraživanja. Certifikati mogu biti statični, biografski, terminološki, geografski itd.

- Izrada formalnog logičkog modela - verbalno-šematski prikaz pročitanog.

- Sastavljanje tematskog tezaurusa - uređen skup osnovnih pojmova po odjeljku, temi.

- Sastavljanje matrice ideja - komparativne karakteristike homogenih predmeta i pojava u djelima različitih autora.

PRAKTIČNE METODE OBUKE

PRIMARNE PRIRODNE NAUKE.

Praktične metode nastave prirodnih nauka zasnivaju se na praktičnim aktivnostima učenika. Oni doprinose formiranju praktičnih vještina. U osnovnoškolskoj nauci, praktične metode uključuju posmatranje, prepoznavanje i identifikaciju karakteristika, modeliranje i eksperiment ili eksperiment. Također možete istaknuti vrste praktičnog rada, na primjer geografskom kartom. Praktične nastavne metode pokrivaju veoma širok raspon razne vrste aktivnosti učenika. Prilikom korištenja praktičnih metoda koriste se sljedeće tehnike:

· postavljanje zadatka,

· planiranje njegove implementacije,

· upravljanje procesom izvršenja,

· operativna stimulacija, regulacija i kontrola,

· analiza rezultata praktičnog rada,

· utvrđivanje uzroka nedostataka,

· prilagođavanje treninga za potpuno postizanje cilja.

Na času morate polagati optimalno rešenje pri izboru praktičnih nastavnih metoda, drugim riječima, kao i svaka druga. Na primjer:

· Koje probleme ova metoda posebno uspješno rješava? Razviti praktične vještine.

· Za koji sadržaj obrazovnog materijala je posebno racionalno koristiti ovu metodu? Kada sadržaj teme uključuje praktične vježbe, izvođenje eksperimenata.

· Pod kojim karakteristikama učenika je racionalno koristiti ovu metodu? Kada su učenici spremni za obavljanje praktičnih zadataka.

· Koje sposobnosti nastavnik treba da ima da koristi ovu metodu? Kada nastavnik ima potreban materijal za izvođenje eksperimenata i vježbi.

Opservation.

Promatranje, kao nastavna metoda, je aktivan oblik čulne spoznaje. Ova metoda se češće koristi pri proučavanju prirodnih nauka. Posmatranja se mogu izvoditi ili pod vodstvom nastavnika ili samostalno od strane učenika po uputama nastavnika.Prilikom upotrebe ove metode potrebna je pažljiva priprema: potrebno je upozoriti učenike na nuspojave, naučiti ih da bilježe i obrađuju opservacione podatke itd. Ova metoda podstiče razvoj vještina samostalnog rada i ima veliki kognitivni i obrazovni značaj.

Vrste zapažanja:

· u učionici ili na otvorenom.

· iza objekata nežive prirode;

· iza fenomena nežive prirode;

· za objekte divljih životinja;

· frontalni, grupni ili individualni.

Djeca posmatraju samostalno ili pod neposrednim nadzorom nastavnika. Uslovi: 1) Specifičnost 2) Sistematičnost zapažanje – važan izvor znanja o okolnom svetu. Oni daju osnovu na kojoj se kasnije grade mentalne operacije. Posmatranje je sredstvo za razvoj mišljenja. Svako zapažanje počinje postavljanjem cilja, definiranjem objekta. Važan uslov posmatranje je razuman odabir objekata. Faze posmatranja: 1) Razmatranje objekta kao celine (da se formira holistički pogled na objekat). 2) Rad na ispitivanju dijelova objekta. 3) Generalizacija viđenog. Tehnike za konsolidaciju zapažanja: 1) Pogledajte predmet, zatim zatvorite oči i mentalno ga zamislite. 2) Imitacija. 3) Poređenje. 4) Rad sa ilustracijama. 5) Nezavisno posmatranje.

Metoda prepoznavanja i određivanja osobina.

Osnova metode je analiza vanjskih, morfoloških i djelomično anatomskih karakteristika objekata. Koristi se pri radu sa materijalima, kada postoji potreba da se napravi opis predmeta, pojava, istakne njihove karakteristike i odredi lokacija datog predmeta ili pojave. Prilikom korištenja metode potrebna je instrukcija. Na primjer: proučavanje karakteristika biljaka, proučavanje termometra. Metoda modeliranja. Vrste: · materijal (globus) · idealan (spekulativan, mentalno konstruisan) · figurativno (sagrađeno od · senzorni vizuelni elementi) · simbolički (simboli) Odnosno, dijete samo pravi model na osnovu stvorene slike.

Edukativne (didaktičke) igre.

Ovo je specijalno napravljenoOve situacije simuliraju stvarnost iz koje se od učenika traži da nađu izlaz. Osnovna svrha ove metode jestimulišu kognitivni proces. Savremene didaktičke igre u osnovnoj školi su predimovinske igre po pravilima .

Igre imaju mnogo funkcija: aktiviraju kognitivne vještinecesses; gajiti interesovanje i pažnju dece; razvijati specijalno obrazovanjesvojstva; uvesti djecu u životne situacije; naučiti ih da se ponašaju po pravilima; razvijati radoznalost i pažnju; konsolidovati znanja i veštine.Pravilno konstruirana igra obogaćuje igruproces razmišljanja sa individualnim osećanjima, razvija samoregulaciju jača djetetovu volju.Najčešći su igranje uloga igre, vežbenia, igre dramatizacije, igre izgradnje. U obrazovnom procesumogu se koristiti samo elementi didaktička igra - igradrugačija situacija, tehnika, vježba.Osnovni zahtjevi koje nastavnici moraju poštovati prilikom planiranja i izvođenja didaktičke igre: igra mora orglogički slediti logiku obrazovnog procesa, a ne biti veštački vezani za nju;mora imati zanimljivatraktivno ime; sadrže zaista elemente igre; imati obavezna pravila koje se ne smiju kršiti; sadrže brojanje rima, pjesama.

Metoda Eksperiment ili eksperimenti.

Prilikom korištenja određenih metoda i tehnika aktivacije uvijek je potrebno voditi računa o postojećem stepenu razvoja kognitivnih sposobnosti učenika. Složeni kognitivni zadaci mogu biti predstavljeni samo učenicima sa visokim nivoom kognitivnog razvoja. Zadaci koji nisu u korelaciji sa stepenom razvijenosti kognitivnih moći učenika, koji prevazilaze učenikove mogućnosti, koji pred njega postavljaju zahtjeve, koji su znatno ispred njegovog stepena razvoja, ne mogu imati pozitivnu ulogu u učenju. Podrivaju povjerenje učenika u svoje snage i sposobnosti.

Jedna od najvažnijih praktičnih nastavnih metoda je eksperimentisanje. Ima posebnu ulogu u učenju.

Dakle, šta je eksperiment?

riječ " eksperiment" dolazi od grčke riječi i prevodi se kao “test, iskustvo”.

"Moderni rječnik stranih riječi" (1994) sadrži sljedeću definiciju: eksperiment - ovo je „1. naučno sproveden eksperiment, posmatranje fenomena koji se proučava u naučno uzetim uslovima, koji omogućava da se prati napredak fenomena i reprodukuje ga mnogo puta kada se ovi uslovi ponavljaju; 2. uopšte, iskustvo, pokušaj da se nešto postigne.”

Velika sovjetska enciklopedija dodaje: „Za razliku od promatranja aktivnim upravljanjem predmetom koji se proučava, eksperiment se izvodi na temelju teorije, određuje formulaciju problema i tumačenje njegovih rezultata.“

"Eksperiment... je sistematsko posmatranje. Dakle, osoba stvara mogućnost zapažanja, na osnovu kojih se formira njegovo znanje o obrascima u posmatranom fenomenu" ("Kratka filozofska enciklopedija", 1994).

"Eksperiment... je čulno - objektivna aktivnost u nauci; u užem smislu riječi - iskustvo, reprodukcija predmeta saznanja, ispitivanje hipoteza itd." „sovjetski enciklopedijski rječnik" (1997);

Iz gornjih definicija jasno je da su u užem smislu riječi pojmovi „iskustvo“ i „eksperiment“ sinonimi: „Koncept iskustva suštinski se poklapa sa kategorijom prakse, posebno eksperimenta, posmatranja“ (TSB, 1974). Međutim, u širem smislu, „iskustvo djeluje i kao proces ljudskog utjecaja na spoljni svet, a kao rezultat tog uticaja u vidu znanja i veština" („Sovjetski enciklopedijski rečnik"). U nauci se eksperimentom koristi za dobijanje znanja nepoznatog čovečanstvu u celini. U procesu učenja koristi se za dobijanje saznanja nepoznata ovoj osobi.Eksperiment upoznaje učenike sa samim pojavama. Pomaže da se probudi interesovanje za predmet, nauči učenike da posmatraju procese, ovladaju tehnikama rada i razviju praktične veštine i sposobnosti.

Eksperiment se može podijeliti u dvije vrste: demonstracijski i studentski. Demonstracija je eksperiment koji u učionici provodi nastavnik, laboratorijski asistent ili ponekad jedan od učenika. Demonstracijski eksperiment omogućava nastavniku da stvori interesovanje za predmet među školarcima i nauči ih da izvode određene operacije; laboratorijske tehnike. Zahtjevi:

- Vidljivost

- Jednostavnost

- Eksperimentirajte sigurnost

- Pouzdanost

Treba imati na umu da je eksperiment istraživačka metoda, pa je bolje provesti manji broj njih, ali svaki eksperiment mora biti objašnjen. Eksperiment, kao nastavna metoda, ima velike obrazovne mogućnosti u razvoju kognitivne aktivnosti školaraca. Svaki učenik mora razumjeti zašto radi eksperiment i kako riješiti zadatak koji mu je zadat. Organoleptički ili uz pomoć instrumenata i indikatora proučava tvari, ispituje dijelove uređaja ili cijeli uređaj. Izvođenjem eksperimenta student ovladava tehnikama i manipulacijama, uočava i uočava karakteristike procesa i razlikuje bitne promjene. Nakon završetka eksperimenta, mora napisati izvještaj.

Oslanjanje na određenu sliku, njeno formiranje - funkcija vidljivosti.

Funkcija poticaja je zbog mogućnosti da eksperiment pojača kognitivnu aktivnost učenika i na osnovu toga formira održivo interesovanje za predmet.

Funkcija svjetonazora teško je precijeniti. Naučna vizija svijeta ne može se formirati bez promatranja pojava koje nas okružuju, bez eksperimenata s njima.

Metodološka funkcija je da vam omogućava da jasno identifikujete faze spoznaje. Ovdje je eksperiment u velikoj većini slučajeva izvor kontradikcija, odgovoran je za identifikaciju grupe početnih činjenica, proučavanje ponašanja materijalnog modela pri identifikaciji hipoteze, i konačno, samo eksperiment može dati zaključak o pouzdanosti logičkih posledica hipoteze. Drugo, jasno se odražavaju struktura, sredstva i metode naučnog eksperimenta.

Nastavno-kontrolna funkcija zbog činjenice da je eksperiment postao vodeća vizuelna i praktična metoda nastave. Nastavnik može objektivno proučavati dubinu razumijevanja predmeta od strane školaraca ako kao jedan od zadataka ponudi da provede kratkotrajni eksperiment i objasni dobijene rezultate.

Moralno - radna funkcija podrazumijeva formiranje kod učenika pozitivnog stava prema poslu, njegovanje moralnih kvaliteta kao što su istrajnost, odgovornost, posvećenost, tačnost, štedljivost, inicijativa itd.

Racionalno - lična funkcija ima za cilj razvijanje mišljenja učenika i povezanih individualnih kvaliteta kao što su kreativnost i samostalnost.

Glavna prednost upotrebe eksperimentalne metode je da u njenom procesu:

Djeca dobijaju stvarne ideje o različitim aspektima predmeta koji se proučava, o njegovim odnosima s drugim objektima i okolinom.

Obogaćuje se djetetovo pamćenje, aktiviraju se njegovi misaoni procesi, jer se stalno javlja potreba za izvođenjem operacija analize i sinteze, poređenja i klasifikacije i generalizacije.

Razvija se djetetov govor, jer treba da ispriča ono što je vidio, formulira otkrivene obrasce i zaključke.

Postoji akumulacija fonda mentalnih tehnika i operacija koje se smatraju mentalnim vještinama.

Također je važno za formiranje neovisnosti, postavljanje ciljeva i sposobnost transformacije bilo kojih predmeta i pojava za postizanje određenog rezultata.

U toku eksperimentalne aktivnosti Razvijaju se djetetova emocionalna sfera i kreativne sposobnosti, formiraju se radne vještine, a zdravlje se poboljšava povećanjem ukupnog nivoa fizičke aktivnosti.

Klasifikacija eksperimenata.

Eksperimenti su klasifikovani prema različitim principima.

Prema prirodi objekata korištenih u eksperimentu: eksperimenti: sa biljkama; sa životinjama; sa predmetima nežive prirode; čiji je objekat osoba.

Na lokaciji eksperimenata: u grupnoj sobi, na lokaciji; u šumi, na polju itd.

Po broju djece: individualni; grupa; kolektivno.

Zbog njihove implementacije: random; planirano; postavljeno kao odgovor na djetetovo pitanje.

Po prirodi uključenosti u pedagoški proces: epizodni (izvodi se s vremena na vrijeme); sistematično.

Po trajanju: kratkotrajno (5 - 15 min.); dugo (preko 15 minuta).

Po broju zapažanja istog objekta: jednom; višestruki ili ciklični.

Po mjestu u petlji: primarni; ponovljeno; konačni i konačni.

Po prirodi mentalnih operacija: utvrđivanje (omogućavanje sagledavanja jednog stanja predmeta ili jedne pojave bez veze sa drugim objektima i pojavama); uporedni (omogućava vam da vidite dinamiku procesa ili zabilježite promjene u stanju objekta); generalizujući (eksperimenti u kojima se prate opšti obrasci procesa koji su prethodno proučavani u pojedinim fazama).

Prema prirodi kognitivne aktivnosti djece: ilustrativno (djeca znaju sve, a eksperiment samo potvrđuje poznate činjenice); pretraživanje (djeca ne znaju unaprijed kakav će biti rezultat); rješavanje eksperimentalnih problema.

Po načinu upotrebe u učionici: demonstracija; frontalni.

Svaka vrsta eksperimentiranja ima svoju metodologiju, svoje prednosti i nedostatke.

Eksperiment se također može podijeliti u dvije vrste: demonstracijski i studentski. Demonstracija se zove eksperiment koji u učionici provodi nastavnik, laboratorijski asistent ili ponekad jedan od učenika. Demonstracijski eksperiment omogućava nastavniku da stvori interesovanje za predmet među školarcima i nauči ih da izvode određene operacije; laboratorijske tehnike. Zahtjevi:

- Vidljivost. Eksperiment treba izvesti tako da se fenomen može promatrati s bilo kojeg mjesta u učionici. Učiteljski sto ne treba da bude zatrpan nepotrebnim predmetima tako da se vide ruke nastavnika. Možete koristiti sto za podizanje ili grafoskop.

- Jednostavnost. Uređaj u kojem se demonstrira eksperiment ne bi trebao sadržavati nepotrebne detalje ili nered, kako se pažnja učenika ne bi odvlačila od procesa. Ne biste se trebali zanositi spektakularnim eksperimentima, jer manje spektakularni eksperimenti neće privući pažnju.

- Eksperimentirajte sigurnost . Nastavnik je odgovoran za sigurnost učenika, tako da u učionici moraju biti sredstva Sigurnost od požara, napa za rad sa štetnim i mirisnim materijama, sredstvo za prvu pomoć. Prilikom izvođenja opasnih eksperimenata treba koristiti zaštitni štit.

- Pouzdanost. Eksperiment uvijek mora biti uspješan, a u tu svrhu, eksperimentalna tehnika mora biti pažljivo razrađena prije njegovog izvođenja, sve operacije moraju biti jasne i sigurne; Aljkavost u dizajnu iskustva je neprihvatljiva. Učitelj mora pratiti njegov izgled i ponašanje. U slučaju neuspjeha potrebno je otkriti njegov uzrok i ponoviti eksperiment u sljedećoj lekciji.

- Potreba da se objasni eksperiment . Svako iskustvo mora biti popraćeno riječju nastavnika. Pauze koje nastaju mogu se iskoristiti za organizaciju dijaloga sa školarcima i razjašnjavanje uslova za izvođenje eksperimenta.

Treba imati na umu da je eksperiment istraživačka metoda, pa je bolje provesti manji broj njih, ali svaki eksperiment mora biti objašnjen.

Studentski eksperiment- Ovo je vrsta samostalnog rada. Ne samo da obogaćuje učenike novim znanjima, pojmovima, učenjima, već i dokazuje istinitost stečenog znanja, čime se osigurava dublje razumijevanje i usvajanje gradiva. Omogućava vam da potpunije implementirate princip povezanosti teorije i prakse. Studentski eksperiment je podijeljen na laboratorijske eksperimente i praktične vježbe.

Završna faza eksperimenta je sumiranje rezultata i izvođenje zaključaka. Prilikom formulisanja zaključaka potrebno je poticati razvoj dječjeg govora postavljanjem pitanja koja se po sadržaju ne ponavljaju i zahtijevaju detaljan odgovor djece. Prilikom analize i evidentiranja dobijenih rezultata potrebno je to zapamtiti neželjeni rezultat nije netačan.

Vježbe.

Vježbe se podrazumijevaju kao ponovljeno (višestruko) izvođenje mentalne ili praktične radnje u cilju ovladavanja njome ili poboljšanja njenog kvaliteta. Vježbe se koriste u izučavanju svih predmeta iu različitim fazama obrazovnog procesa. Priroda i metodologija vježbi ovisi o karakteristikama predmeta, specifičnom gradivu, temi koja se proučava i uzrastu učenika. Vježbe se po svojoj prirodi dijele na usmene, pismene, grafičke i edukativne. Prilikom izvođenja svakog od njih studenti obavljaju mentalni i praktični rad. Prema stepenu samostalnosti učenika pri izvođenju vežbi razlikuju se: · vježbe za reprodukciju poznatog u svrhu konsolidacije - vježbe reprodukcije; · vežbe za primenu znanja u novim uslovima - vežbe obuke; Ako učenik prilikom izvođenja radnji govori sam sa sobom ili naglas i komentariše predstojeće radnje, takve vježbe se nazivaju komentirane vježbe. Komentiranje radnji pomaže nastavniku da otkrije tipične greške, izvršiti prilagođavanja u postupcima učenika. Razmotrimo karakteristike korištenja vježbi. Usmene vježbe doprinose razvoju logičkog mišljenja, pamćenja, govora i pažnje učenika. Oni su dinamični i ne zahtijevaju dugotrajno vođenje evidencije. Pisane vježbe služe za učvršćivanje znanja i razvijanje vještina u njegovoj primjeni. Njihova upotreba doprinosi razvoju logičkog mišljenja, kulture pisanog jezika i samostalnosti u radu. Pisane vježbe mogu se kombinirati s usmenim i grafičkim vježbama. Grafičke vježbe uključuju: · rad učenika na izradi dijagrama, crteža, grafikona, tehnoloških karata, · izrada albuma, postera, štandova, pravljenje skica tokom · laboratorijski i praktični radovi, ekskurzije i dr. Grafičke vježbe se obično izvode istovremeno sa pismenim i rješavaju uobičajene obrazovne probleme. Njihova upotreba pomaže učenicima da bolje percipiraju, shvate i pamte nastavni materijal, te doprinosi razvoju prostorne mašte. Grafički radovi U zavisnosti od stepena samostalnosti učenika pri njihovom izvođenju, mogu biti reproduktivne, trenažne ili kreativne prirode. Obuka i radne vježbe uključuju · praktičan rad studenata proizvodno-radne orijentacije. Svrha ovih vježbi je primjena teorijskih znanja studenata u njihovim radnim aktivnostima. Ovakve vježbe doprinose radnom obrazovanju učenika. Vježbe su efikasne samo ako je ispunjen niz zahtjeva: · svjesni pristup učenika njihovoj realizaciji; · pridržavanje didaktičkog slijeda u izvođenju vježbi - prvo vježbe pamćenja i pamćenja nastavnog materijala, zatim - reprodukcije - primjene prethodno naučenog - na · samostalno prenošenje naučenog u nestandardne situacije – u kreativne · primjena, koja osigurava uključivanje novog gradiva u sistem već stečenih znanja, vještina i sposobnosti. Vježbe traženja problema koje razvijaju sposobnost učenika da pogađaju i intuiciju su također izuzetno neophodne. Praktični rad se izvodi nakon proučavanja velikih dijelova, a teme su opšteg karaktera. Mogu se izvoditi ne samo u učionici, već i van škole (mjerenja na tlu, rad na školskom mjestu). Laboratorijski radovi. Laboratorijski rad je izvođenje od strane učenika, po uputstvu nastavnika, eksperimenata sa instrumentima, upotrebom alata i drugih tehničkih sredstava, tj. Ovo je proučavanje bilo kojeg fenomena od strane studenata uz pomoć posebne opreme. Laboratorijski rad se izvodi na ilustrativan ili istraživački način. Vrsta istraživačkog laboratorijskog rada može biti dugotrajna zapažanja studenata na pojedinačnim pojavama, kao što je rast biljaka i razvoj životinja, vremenske prilike, vetar, oblaci, ponašanje reka i jezera u zavisnosti od vremena itd. U nekim školama, u okviru laboratorijskog rada, praktikuje se da se školarci upućuju na prikupljanje i dopunu eksponata iz zavičajnih ili školskih muzeja, proučavanje folklora svog kraja itd. U svakom slučaju, nastavnik sastavlja uputstva, a učenici rezultate rada evidentirati u obliku izvještaja, brojčanih indikatora, grafikona, dijagrama, tabela. Laboratorijski rad može biti dio lekcije, zauzimati lekciju ili više.

VIZUELNE METODE TRENINGA.

Vizuelne metode uključuju demonstraciju prirodnih objekata, demonstraciju eksperimenata, demonstraciju slika ili objekata ili fenomena. Vizuelne metode se koriste u svim fazama pedagoškog procesa. Njihova uloga je da pruže sveobuhvatnu maštovitu percepciju i pruže podršku za razmišljanje. Demonstracija- ovo je skup radnji nastavnika, koji se sastoji od pokazivanja učenicima samih predmeta, njihovih modela ili slika, ili odgovarajućeg objašnjenja njihovih karakteristika.

Glavna sredstva demonstracije su: predmeti koji se proučavaju (u njihovom prirodnom obliku), vještačke zamjene za prirodne objekte.

Uspeh ove metode je:

· aktivno učešće studenata;

· ispravan izbor objekata;

· sposobnost nastavnika da usmjeri pažnju učenika na bitne aspekte pojava;

· kombinacija sa drugim metodama.

Prilikom upotrebe vizuelnih nastavnih metoda potrebno je ispuniti niz uslova:

a) korišćena vizuelizacija mora biti prikladna uzrastu učenika;

b) vizualizaciju treba koristiti umjereno i prikazivati postepeno i samo u odgovarajućem trenutku na času;

c) posmatranje treba organizovati na način da svi učenici mogu jasno vidjeti predmet koji se demonstrira;

d) potrebno je jasno istaknuti glavne, bitne stvari prilikom prikazivanja ilustracija;

e) detaljno promisliti objašnjenja data tokom demonstracije pojava;

f) prikazana jasnoća mora biti precizno u skladu sa sadržajem materijala;

g) uključiti same učenike u pronalaženje željenih informacija u vizuelnoj pomoći ili demonstracionom uređaju.

Metode vizualne nastave mogu se podijeliti u dvije velike grupe:

· metode ilustracije;

· metoda demonstracije.

Metoda ilustracije uključuje pokazivanje učenicima ilustrativnih pomagala: postera, mapa, skica na tabli, slika, portreta naučnika itd.
Metoda demonstracije obično povezan sa demonstracijom instrumenata, eksperimenata, tehničkih instalacija i raznih vrsta priprema. Metode demonstracije također uključuju prikazivanje filmova i filmskih traka. Ova podjela vizuelnih pomagala na ilustrativna i demonstrativna se istorijski razvila u nastavnoj praksi. To ne isključuje mogućnost da se određena vizualna pomagala klasificiraju i kao ilustrativna i kao demonstracijska metoda. Ovo se, na primjer, odnosi na prikazivanje ilustracija kroz epidijaskop ili grafoskop.
Pri korištenju vizualnih metoda koriste se sljedeće tehnike: pokazivanje, obezbjeđivanje bolje vidljivosti (ekran, nijansiranje, osvjetljenje, uređaji za podizanje i sl.), diskusija o rezultatima promatranja, demonstracije itd.
Uslovi za efektivnu upotrebu vizualizacije.
Postoji nekoliko metodičkih uslova, čije ispunjenje obezbeđuje uspešnu upotrebu vizuelnih nastavnih sredstava:

1) dobra vidljivost, koja se postiže upotrebom odgovarajućih boja u izradi podiznih stolova, pozadinskih paravana, merača, znakova i sl.;

2) jasno isticanje glavne stvari prilikom prikazivanja ilustracija, jer ponekad sadrže ometajuće trenutke;

3) detaljno promišljanje kroz objašnjenja (uvodna, tokom demonstracije i završna) neophodna za razjašnjavanje suštine demonstracionih pojava, kao i za sumiranje naučenih obrazovnih informacija;

4) uključivanje samih učenika u pronalaženje željenih informacija u vizuelnom pomagalu ili demonstracionom uređaju, postavljajući im problematične zadatke vizuelne prirode.
U uslovima demonstracije hemijskih, fizičkih i drugih tehničkih instalacija, potrebno je striktno pridržavati se sigurnosnih pravila, koja su jasno definisana relevantnim uputstvima.

Metode prirodnih nauka zasnivaju se na jedinstvu empirijskih i teorijskih aspekata. One su međusobno povezane i uslovljavaju jedna drugu. Njihov raskid, ili barem preferencijalni razvoj jednog na račun drugog, zatvara put ispravnom poznavanju prirode: teorija postaje besmislena, iskustvo postaje slijepo.

Prirodnonaučne metode se mogu podijeliti u grupe:

a) opšte metode se primenjuju na sve prirodne nauke, bilo koji predmet prirode, bilo koju nauku. Riječ je o različitim oblicima dijalektičke metode, koja omogućava da se međusobno povežu svi aspekti procesa spoznaje, sve njegove faze. Na primjer, metoda uspona od apstraktnog ka konkretnom, itd. Oni sistemi grana prirodnih nauka čija struktura odgovara stvarnom istorijskom procesu njihovog razvoja (na primjer, biologija i hemija), zapravo slijede ovu metodu. .
b) Posebne metode se koriste i u prirodnoj nauci, ali se ne odnose na njen predmet u cjelini, već samo na jedan od njenih aspekata (pojave, suštinu, kvantitativnu stranu, strukturne veze) ili određenu metodu istraživanja: analizu, sintezu , indukcija, dedukcija. Posebne metode su: posmatranje, eksperiment, poređenje i kako poseban slučaj mjerenje. Matematičke tehnike i metode su izuzetno važne kao posebni načini proučavanja i izražavanja kvantitativnih i strukturnih aspekata i odnosa objekata i procesa u prirodi, kao i metode statistike i teorije vjerovatnoće. Uloga matematičke metode u prirodnim naukama stalno raste sa sve raširenijim korištenjem računskih mašina. Generalno, dolazi do ubrzane matematizacije modernih prirodnih nauka. Povezuje se sa metodama analogije, formalizacije, modeliranja i industrijskog eksperimenta.
c) Posebne metode su posebne metode koje funkcionišu ili samo unutar određene grane prirodnih nauka, ili izvan grane prirodnih nauka u kojoj su nastale. Tako su metode fizike korišćene u drugim granama prirodnih nauka dovele do stvaranja astrofizike, kristalne fizike, geofizike, hemijske fizike i fizičke hemije i biofizike. Širenje hemijskih metoda dovelo je do stvaranja kristalne hemije, geohemije, biohemije i biogeohemije. Često se skup međusobno povezanih privatnih metoda koristi za proučavanje jednog predmeta. Na primjer, molekularna biologija istovremeno koristi metode fizike, matematike, hemije i kibernetike u njihovom međusobnom odnosu.

U toku napretka prirodne nauke, metode mogu da pređu iz niže kategorije u višu: specifične se mogu pretvoriti u posebne, a posebne u opšte. prirodnonaučna empirijska