Что общего и чем различаются наблюдение и эксперимент кратко
Разница между экспериментом и наблюдением
Любознательность человека – основная причина бурного развития цивилизации. С древнейших времён познание проводилось с помощью двух основных методов: наблюдения и эксперимента. Несмотря на кажущуюся идентичность, данные понятия существенно отличаются друг от друга.
Определение
Эксперимент – это метод научного познания, при котором объекты погружаются в искусственно созданную среду, а их поведение управляется экспериментатором. Главная цель такого действия – проверка гипотезы, поиск новых фактов, которые могут ответить на важные для науки вопросы.
Наблюдение – это метод познания, при котором наблюдатель изучает свойства исследуемого объекта и фиксирует их. Вмешательство в естественную среду минимально, а проводить данные мероприятия может любое лицо, даже при отсутствии оборудования и техники, а также специальных познаний.
Сравнение
Итак, важнейшее отличие кроется в способе взаимодействия с изучаемым предметом. Если наблюдатель стоит в стороне и изучает объективные данные, то экспериментатор активно вмешивается в ход событий и направляет их. Наблюдение может быть спонтанным, а эксперимент – только целенаправленным.
Экспериментатор занят подтверждением гипотезы, которую он сформулировал ранее. Наблюдатель просто получает новые данные, собирая ранее неизвестную информацию. Эксперимент проводится в специальных условиях и в закрытой (ограниченной) среде, как правило, искусственно созданной, наблюдение – в естественных условиях. Ещё один важный момент – наличие специального оборудования. Для эксперимента оно обязательно, в то время как наблюдение может обходиться и без него.
1. Перечислите основные методы изучения природы.
К основным относят – наблюдение, эксперимент, измерение.
2. Чем различаются наблюдение и эксперимент?
Разница в задачах. Эксперимент используют для того, чтобы воспроизвести какое-то явление в каких-то особых условиях. И произвести исследование, какие изменения будут происходить. Наблюдение же – это просто действие слежения. При этом не выполняется никаких других действий.
3. Какие увеличительные приборы вы знаете? Что в них общего?
Это лупа, телескоп, бинокль и микроскоп. Общее то, что функция у всех одинаковая – увеличивать. У всех есть линзы, но у каждого их строение разное.
4. Ученые каких специальностей используют для своих наблюдений телескоп? А кто пользуется лупой?
Телескопом пользуются астрономы. Лупу используют ботаники или зоологи.
5. Приведите примеры наблюдений, которые вы проводили, изучая природу в начальной школе.
Мы наблюдали за ростом бобов(записывали поэтапно дома их рост, а потом, когда он вырастал приносили его в класс. Также наблюдали за ростом растений в классе
6. Вспомните, какие опыты вы проводили в начальной школе на уроках «Окружающего мира».
Проводили опыты с листочками, рассматривали засохшие листочки и т.д.
7. Какие измерения проводят при изучении природы?
Измеряют размеры и массу тел, их температуру, скорость движения, время протекания определённых явлений. Для этого используют измерительные приборы: линейку, весы, термометр, секундомер и часы. Чтобы биологам определить численность животных в том или ином месте, они подсчитывают, сколько раз встретились животные, их следы, норы или гнёзда на определённом участке. Численность птиц определяют весной по их голосам.
8. Назовите известные вам измерительные приборы. Что можно измерить при помощи секундомера? А с помощью весов?
9. Какие единицы измерения из правого столбика соответствуют величинам, приведенным в левом столбике?
Длина градус Цельсия (°С)
Масса метр в секунду (м/с)
Температура секунда (с)
Время килограмм (кг)
Скорость метр (м)
Наблюдение и эксперимент как методы научного познания
Одними из методов научного познания являются наблюдение и эксперимент.
Наблюдение как метод научного познания
Наблюдение представляет собой целенаправленное фиксирование данных об исследуемом объекте в его естественной среде.
Фиксирование данных происходит на основе чувственных способностей человека- ощущении, восприятии и представлении. Результатом наблюдения является получение данных.
Выделяют следующие компоненты наблюдения:
Активность наблюдателя заключается в избирательности наблюдения в зависимости от целевой установки: что подвергается наблюдению, на чем первоочередно нужно акцентировать внимание и т.д.
Опытный наблюдатель не будет игнорировать явления, которые не входят в его установку в качестве поставленных целей для наблюдения. Такие явления фиксируются, т.к. они могут быть полезны для познания изучаемого объекта. Активность наблюдателя тесно связана с теоретической обусловленностью содержания результатов наблюдения. В наблюдении важна не только чувственная сторона, но и рациональная способность, выраженная в теоретических установках.
Так же активность исследователя проявляется в отборе необходимых средств наблюдения. Наблюдение нацелено на невнесение изменений в условия существования объекта. Активность наблюдателя проявляется в ограничении самого себя.
Выделяют следующие виды наблюдения:
Качественное наблюдение использовалось людьми еще до появления науки в современное ее понимании. Количественное наблюдение стали использовать в Новое время – время становления научного знания. Количественные наблюдения связаны с математическими измерениями и измерительной техникой.
Эксперимент как метод научного познания
Эксперимент представляет собой активное фиксирование данных об изучаемом объекте, который находится в специально созданных контролируемых условиях.
Выделяют следующие компоненты эксперимента:
Существуют различные виды экспериментов.
Так, в зависимости от познавательных целей, средств и объектов познания выделяют:
Эксперимент может быть натуральный и умственный:
Так же выделяют контролируемый и неконтролируемый эксперимент.
Преимущества эксперимента перед наблюдением
Эксперимент имеет следующие преимуществами перед наблюдением:
В научном исследовании эксперименту отводится особая роль:
—> ОТ РЕФЕРАТА ДО ДИССЕРТАЦИИ
Теоретические материалы
ОТЛИЧИЯ НАБЛЮДЕНИЯ ОТ ЭКСПЕРИМЕНТА
В отличие от наблюдения эксперимент – это активный исследовательский метод. Именно это отличает его от наблюдения и ряда других методов, не позволяющих активно создавать исследовательские ситуации и из менять их. Сравним эти два исследовательских метода.
1. Исследователь изучает ситуа цию, явление или психические процессы, возникающие в ходе естественной жизнедеятельно сти человека.
1. Исследователь сам создает усло вия, которые вызывают возникно вение изучаемого явления, ситуа ции или психических процессов, не ожидая их возникновения в ходе естественной жизнедеятельности человека
2. Исследователь не может актив но вмешиваться в ход события или протекания психических про цессов.
2. И сследователь сам может целе направленно изменять условия воз никновения и протекания события или психических процессов и наб людать за происходящими явления ми.
3. Исследователь может долго ожидать, чтобы возникли такие связи между явлениями и влияю щими на них факторами и усло виями, которые он хотел бы изу чить.
3. И сследователь может варьиро вать условия протекания и про явления явления, исключать и до бавлять их с тем, чтобы выявить причинно-следственные, функциональные и иные связи между условиями существования события или протекания психических процес сов.
4. Исследователь только фиксирует фон и условия протекания изучае мого явления или процесса.
4. И сследователь учитывает усло вия протекания изучаемого процес са или события, выявляет и изменяет при необходимости их количе ственные характеристики.
5. Исследователь фиксирует фак ты поведения человека и проявлений психических про цессов в сложившихся условиях и обстоятельствах.
5. Исследователь фиксирует факты поведения человека и про явлений психических процессов в созданных условиях и обстоятельст вах.
6. Исследователь не может вос произвести явление, которое он уже наблюдал.
6. И сследователь в ходе эксперимен та может воспроизвести явление, которое он уже наблюдал.
Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение
Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение.
4 Сравнение представляет собой метод сопоставления объектов с целью выявления сходства или различия между ними. Если объекты сравниваются с объектом, выступающим в качестве эталона, то такое называется сравнение измерением
Методы эмпирического исследования
Наблюдение — это целенаправленное восприятие объекта, обусловленное задачей деятельности. Основное условие научного наблюдения — объективность, т.е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения других методов исследования (например, эксперимента) [5.5]. Это наиболее элементарный метод, один из множества других эмпирических методов.
Это один из наиболее распространенных и универсальных методов исследования. Известный афоризм «все познается в сравнении» — лучшее тому доказательство.
В исследовании сравнением называется установление сходства и различия предметов и явлений действительности. В результате сравнения устанавливается то общее, что присуще двум или нескольким объектам, а выявление общего, повторяющегося в явлениях, как известно, есть ступень на пути к познанию закона.
Для того чтобы сравнение было плодотворным, оно должно удовлетворять двум основным требованиям.
1. Сравниваться должны лишь такие явления, между которыми может существовать определенная объективная общность. Нельзя сравнивать заведомо несравнимые вещи, — это ничего не дает. В лучшем случае здесь можно только к поверхностным и потому бесплодным аналогиям.
2. Сравнение должно осуществляться по наиболее важным признакам Сравнение по несущественным признакам может легко привести к заблу^ дению.
Так, формально сравнивая работу предприятий, выпускающих один и тот же вид продукции, можно найти в их деятельности много общего. Если при этом будет упущено сравнение по таким важнейшим параметрам, как уровень производства, себестоимость продукции, различные условия, в которых функционируют сравниваемые предприятия, то легко прийти т методологической ошибке, ведущей к односторонним выводам. Если же учесть эти параметры, то станет ясным, в чем причина и где кроются действительные истоки методологической ошибки. Такое сравнение уже даст истинное, соответствующее реальному положению дел представление о рассматриваемых явлениях.
Различные интересующие исследователя объекты могут сравниваться непосредственно или опосредованно — через сравнение их с каким-либо третьим объектом. В первом случае обычно получают качественные результаты (больше — меньше; светлее — темнее; выше — ниже и т.д.). Однако уже при таком сравнении можно получить простейшие количественные характеристики, выражающие в числовой форме количественные различия между объектами (больше в 2 раза, выше в 3 раза и т.п.).
Когда же объекты сравниваются с каким-либо третьим объектом, выступающим в качестве эталона, количественные характеристики приобретают особую ценность, поскольку они описывают объекты безотносительно друг к другу, дают более глубокое и подробное знание о них (например, знать, что один автомобиль весит 1 т, а другой — 5 т, — это значит знать о них значительно больше того, что заключено в предложении: «первый автомобиль легче второго в 5 раз». Такое сравнение называется измерением. Оно будет подробно рассмотрено ниже.
С помощью сравнения информация об объекте может быть получена двумя различными путями.
Во-первых, она очень часто выступает в качестве непосредственного результата сравнения. Например, установление каких-либо соотношений между объектами, обнаружение различия или сходства между ними есть информация, получаемая непосредственно при сравнении. Эту информацию можно назвать первичной.
Во-вторых, очень часто получение первичной информации не выступает в качестве главной цели сравнения, этой целью является получение вторичной или производной информации, являющейся результатом обработки первичных данных. Наиболее распространенным и наиболее важным способом такой обработки является умозаключение по аналогии. Это умозаключение было обнаружено и исследовано (под названием «парадейгма») еше Аристотелем.
Сущность его сводится к следующему: если из двух объектов в результате сравнения обнаружено несколько одинаковых признаков, но у одного из них найден дополнительно еще какой-то признак, то предполагается, что этот признак должен быть присущ также и другому объекту. Коротко ход умозаключения по аналогии можно представить следующим образом:
Вывод: «Вероятно, Б имеет признак Хп +1». Вывод на основе аналогии носит вероятностный характер, он может привести не только к истине, но и к заблуждению. Для того чтобы увеличить вероятность получения истинного знания об объекте, нужно иметь в виду следующее:
¨ умозаключение по аналогии дает тем более истинное значение, чем больше сходных признаков мы обнаружим у сравниваемых объектов;
¨ истинность вывода по аналогии находится в прямой зависимости от существенности сходных черт объектов, даже большое количество сходных, но не существенных признаков, может привести к ложному выводу;
¨ чем глубже взаимосвязь обнаруженных у объекта признаков, тем выше вероятность ложного вывода;
¨ общее сходство двух объектов не является основанием для умозаключения по аналогии, если у того из них, относительно которого делается вывод, есть признак, несовместимый с переносимым признаком. Иначе говоря, для получения истинного вывода надо учитывать не только характер сходства, но и характер различия объектов.
Измерение исторически развивалось из операции сравнения, являющейся э основой. Однако в отличие от сравнения, измерение является более ощным и универсальным познавательным средством.
Измерение— совокупность действий, выполняемых при помощи средств измерений с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения. Различают прямые измерения (например, измерение длины проградуированной линейкой) и косвенные измерения, основанные на известной зависимости между искомой величиной и непоссредственно измеряемыми величинами [5.5].
Измерение предполагает наличие следующих основных элементов:
единицы измерения, т.е. эталонного объекта;
измерительного прибора (приборов);
При прямом измерении результат получается непосредственно из самого процесса измерения (например, в спортивных соревнованиях измерение длины прыжка при помощи рулетки, измерение длины ковровых покрытий в магазине и т.п.).
При косвенном измерении искомая величина определяется математическим путем на основе знания других величин, полученных прямым измерением. Например, зная размер и вес строительного кирпича, можно измерить удельное давление (при соответствующих расчетах), которое должен выдержать кирпич при строительстве многоэтажных домов.
Ценность измерений видна уже хотя бы из того, что они дают точные, количественно определенные сведения об окружающей действительности. В результате измерений могут быть установлены такие факты, сделаны такие эмпирические открытия, которые приводят к коренной ломке устоявшихся в науке представлений. Это касается в первую очередь уникальных, выдающихся измерений, представляющих собой очень важные вехи в истории науки. Подобную роль сыграли в развитии физики, например, знаменитые измерения А. Майкельсоном скорости света.
Важнейшим показателем качества измерения, его научной ценности является точность. Именно высокая точность измерений Т. Браге, помноженная на необыкновенное трудолюбие И. Кеплера (свои вычисления он повторил 70 раз), позволила установить точные законы движения планет. Практика показывает, что главными путями повышения точности измерений нужно считать:
совершенствование качества измерительных приборов, действующих на основе некоторых утвердившихся принципов;
создание приборов, действующих на основе новейших научных открытий. Например, сейчас время измеряется при помощи молекулярных генераторов с точностью до 11-го знака.
Эксперимент — исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования, или же через изменение течения процесса в нужном направлении Это наиболее сложный и эффективный метод эмпирического исследования Он предполагает использование наиболее простых эмпирических методов — наблюдения, сравнения и измерения. Однако сущность его не в особой сложности, «синтетичности», а в целенаправленном, преднамеренном преобразовании исследуемых явлений, во вмешательстве экспериментатора в соответствии с его целями в течение естественных процессов.
Основателем экспериментальной науки по праву считается Галилео Галилей (1564—1642), считавший основой познания опыт. Его некоторые исследования — основа современной механики: он установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, сложения движений, открыл изохронность колебания маятника. Он сам построил телескоп с 32-кратным увеличением и открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы у Венеры, пятна на Солнце. В 1657 г., после его смерти, возникла Флорентийская академия опыта, работавшая по его предначертаниям и ставившая своей целью проведение прежде всего экспериментальных исследований. Научный и технический прогресс требует все более широкого применения эксперимента. Что же касается современной науки, то без эксперимента ее развитие просто немыслимо. В настоящее время экспериментальное исследование стало настолько важным, что рассматривается как одна из основных форм практической деятельности исследователей.
Преимущества эксперимента по сравнению с наблюдением
1. В ходе эксперимента становится возможным изучение того или иного явления в «чистом» виде. Это означает, что всякого рода «юбочные» факторы, затемняющие основной процесс, могут быть устранены, и исследователь получает точное знание именно об интересующем нас явлении.
2. Эксперимент позволяет исследовать свойства объектов действитедь ности в экстремальных условиях:
при сверхнизких и сверхвысоких температурах;
при высочайших давлениях:
при огромных напряженностях электрических и магнитных полей и т п
Работа в этих условиях может привести к обнаружению самых неожиданных и удивительных свойств у обыкновенных вещей и тем самым позволяет значительно глубже проникнуть в их сущность. Примером такого рода «странных» явлений, открытых в экстремальных условиях, касающихся области управления, может служить сверхпроводимость.
3. Важнейшее достоинство эксперимента — его повторяемость. В процессе эксперимента необходимые наблюдения, сравнения и измерения могут быть проведены, как правило, столько раз, сколько нужно для получения достоверных данных. Эта особенность экспериментального метода делает его весьма ценным при исследовании.
Наиболее подробно все достоинства эксперимента будут рассмотрены ниже, при изложении некоторых специфических видов эксперимента.
Ситуации, требующие экспериментального исследования
1. Ситуация, когда необходимо обнаружить у объекта неизвестные ранее свойства. Результатом такого эксперимента являются утверждения, не вытекающие из имевшегося знания об объекте.
Классический пример — опыт Э. Резерфорда по рассеянию Х-частиц, в результате которого была установлена планетарная структура атома. Подобные эксперименты называются исследовательскими.
2. Ситуация, когда необходимо проверить правильность тех или иных утверждений или теоретических построений.