Сущность и структура научного познания

Что такое научное познание? Это деятельность, направленная на получение нового знания об окружающем мире.

Давайте рассмотрим структуру этой деятельности.

1) Субъекты научного познания – исследователь, научный коллектив, общество в целом.

2) Объекты научного познания – человек, общество, природа. Предмет исследования – это какая-то грань объекта. Например, один и тот же объект – человек - может изучаться разными науками. Назовите эти науки.

Какие науки изучают общество?

3) Средства научного познания – система методов и приемов, которые используются в процессе познания. Об этом пойдет речь на сегодняшнем уроке.

4) Цель научного познания – описание, объяснение и предсказание явлений окружающего мира, а также применение научных знаний в практической деятельности.

 

Этапы и методы научного познания

 

Процесс познания носит ступенчатый характер. Наша задача – познакомиться с его основными этапами.

1 этап: постановка проблемы. Очень часто подъём на эту ступень связан с какой-то эмоциональной реакцией (удивление, затруднение). Это стимул для рассмотрения ситуации. Данный этап завершается постановкой вопроса.

 

2 этап: наблюдение. На этом этапе происходит накопление фактов.

Примеры накопления фактов:

1) когда Томас Эдисон создавал свою знаменитую лампочку, он долго не мог найти материал для нити лампы. Ему пришлось провести сотни экспериментов с самыми различными веществами. С каждым из материалов он осуществлял по шесть опытов – по количеству измеряемых параметров. Проводя эксперименты, ученый исписал около 200 записных книжек;

2) Леонардо да Винчи записывал все, что приходило ему в голову, делал многочисленные зарисовки, схемы, чертежи оружия, оборонных механизмов, летательных аппаратов. Всего он сделал около 6000 тысяч набросков, к которым впоследствии неоднократно возвращался. Также он делал вещи, немыслимые для своей эпохи – например, анатомировал трупы – чтобы узнать что-то новое о функциях человеческих органов;

3) физик Генри Кавендиш оставил после своей смерти двадцать пачек рукописей, ведя исследования в самых разных областях физики;

4) Кубик Рубика: для того, чтобы его собрать, требуется перебрать множество комбинаций.

Давайте обратимся к высказыванию № 1: «Найдётся ли такой человек, который, бросая дротик целый день напролёт, не попадёт хотя бы разок в цель?» (Марк Тулий Цицерон, римский оратор).

 

3 этап: выдвижение рабочей гипотезы (от греч. hypothesis – основание, предположение). Выдвигается какое-то рабочее предположение, которое нуждается в практической проверке.

 

4 этап: эксперимент – практическая проверка выдвинутой гипотезы. Обычно эксперимент проводится с применением моделирования. Моделирование – это исследование объектов познания при помощи моделей. Модель – это упрощённый образ объекта или явления. В нем выделяются те черты, которые должны быть изучены или усовершенствованы. Могут быть использованы материалы и размеры, которые отличаются от исходных, но позволяют упростить ход исследования.

Виды моделей и принципы их построения

 

Образные модели – образы, созданные на основе мысленных экспериментов.

1) По принципу упрощения (например, идеальный газ – нет столкновений между молекулами).

2) По аналогии:

· открытие формулы бензола немецким химиком А.Кекуле: зайдя однажды в зоосад, он остановился у клетки с обезьянами, которые сцепились лапами в кольцо. Вернувшись домой, ученый записал «круглую» структурную формулу бензола;

· изобретение кассового аппарата: его изобретатель, американец Джеймс Ритти плыл на пароходе в Европу и случайно зашёл в машинное отделение, где обратил внимание на работу счетчика оборотов винта. Устройство счетчика подсказало идею создания кассы;

· изобретение парашюта: русский инженер Котельников начал эксперименты с обычного увеличенного зонта, однако эта конструкция оказалась слишком тяжёлой. Сокращение ее веса привело к уменьшению надёжности летательного аппарата. Как-то проходя в ветреную погоду мимо конки, изобретатель увидел даму, у которой из раскрывшейся сумки выпала шёлковая шаль, зацепилась бахромой за защёлку, надулась ветром, и образовавшийся купол потащил сумку за собой. Это принцип свободного шёлкового купола был реализован Котельниковым при изготовлении парашюта.

 

Знаковые (математические) модели - описание объекта или процесса при помощи систем уравнений, графиков, формул. Приведите примеры знаковых моделей.

1) карты, схемы, чертежи, графики;

2) формулы, уравнения, теоремы;

3) периодическая система химических элементов;

4) языки (в том числе ноты, эсперанто, азбука Морзе, семафор, азбука Брайля, дактилология (язык для глухонемых), дорожные знаки, мнемотехника и т.д.)

Физические модели - уменьшение или увеличение технического объекта для изучения основных свойств и функций. Приведите примеры физических моделей (учащиеся приводят свои примеры).

· Для изучения аэродинамики самолёта строят его модель и продувают в аэродинамической трубе.

· Реконструкция исторического прошлого. Например, чтобы подтвердить теорию первоначального заселения островов Полинезии из Америки, известный норвежский исследователь Тур Хейердал в 1947 году совершил плавание из Полинезии в Перу на плоту «Кон-Тики», в 1969-1970 гг. – на папирусных лодках «Ра» из Африки до островов Центральной Америки.

· Лист Мёбиуса (изобретение немецкого математика Августа Мёбиуса).

Задание: сложите лист Мёбиуса и проведите линию на его поверхности.

Какова поверхность этого листа? Где может использоваться односторонняя поверхность? («Бесконечная» магнитофонная лента, шлифовальная лента с двумя рабочими поверхностями, самоочищающийся транспортёр в картофелеуборочных комбайнах).