Эксперимент и теория взаимосвязаны:
· теория позволяет обосновывать методику эксперимента;
· эксперимент позволяет оценить справедливость теории.
Экспериментальные исследования состоят из трех этапов: планирование, эксперимент и анализ (обработка результатов).
В подавляющем большинстве случаев эксперимент является многофакторным опытом. Многофакторность эксперимента дает возможность изложения его стратегии после очередного этапа. Многофакторный эксперимент базируется на общематематическом аппарате, основы которого были заложены в трудах Р.Фишера.
Приступая к эксперименту необходимо: составить программу, обосновать методику, выбрать измерительную аппаратуру, произвести оценку измерений, определить последовательность и составить календарный план.
Математическая теория эксперимента и его планирование, предусматривающее изменение всех исследуемых факторов (измеряемых параметров) по определенному плану и учитывающее их взаимодействие – качественно новый подход к исследованию с применением ЭВМ для обработки результатов факторного эксперимента. Это направление в экспериментальных исследованиях получило название «вычислительный эксперимент».
Важным разделом методики экспериментальных исследований является обработка и анализ данных. Особое внимание в подборе методики эксперимента должно быть уделено математическим методам обработки и удобным формам записи результатов в виде таблиц, графиков, формул, диаграмм и т.п.
3.4.5.Методика оформления научных результатов.
Методика оформления научных результатов в виде научного положения, которое является заключающим этапом решения научной проблемы. Формами научной продукции являются [30]:
· научно-технический отчет;
· доклад;
· статья;
· монография;
· учебное пособие;
· выпускная квалификационная работа.
Новые научные результаты, имеющие важное теоретическое значение и имеют практическое применение, публикуются в монографиях, статьях, научных отчетах, а учебные материалы в учебниках, учебных пособиях, методических рекомендациях.
Монография – научное издание в виде книги, содержащее всестороннее исследование одной проблемы.
Доклад – краткое изложение содержания основных научных положений, сформулированных автором, выводы и предложения. При подготовке доклада необходимо составить краткие тезисы на 1-2 страницах с изложением цели и содержания идей.
Статья – материал, предоставленный в виде информации для специалистов, которые могут использовать результаты в своей работе.
Учебник – учебное издание в виде книги, содержащее систематическое изложение определенной учебной дисциплины, соответствующее учебной программе, утвержденной официальными органами.
Учебное пособие – учебное издание частично заменяющее или дополняющее учебник.
Выпускная квалификационная работа – результат научных исследований выпускника высшего учебного заведения.
ВКР классифицируется как специальная, публично защищаемая квалификационная работа.
Для проведения научных исследований необходимо выбрать оптимальную методику для данной темы (задачи) из имеющихся в науке или разработать новую. Причем необходимо обратить особое внимание на три взаимосвязанных научных понятия: методология, метод, методика, значение которых носит принципиальный характер для бакалавра, выполняющего исследования по теме ВКР.
3.5. Технология научных исследований [3]
3.5.1. Определение и вид технологической карты научных исследований [29]
Технология происходит от слияния двух греческих слов – tehne - искусство, мастерство и logos – понятие, учение, т.е. учение о мастерстве.
Технология научных исследований – это совокупность знаний о содержании процессов научного исследования при выборе темы, информационном и научном поиске, внедрении научных результатов, а также практического освоения конкретной методики выполнения научных исследований при разработке ВКР.
Графическое отображение технологии научных исследований получило название «Технологическая карта научных исследований».
Технологическая карта научных исследований – это схема, иллюстрирующая методически целесообразную последовательность выполнения научного исследования с учетом содержания процессов научного исследования (выбора темы, информационный и научный поиск, включающий теоретические и экспериментальные результаты), методики выполнения этапов процесса научных исследований и формулировки научного положения, составляющего конечную цель исследования.
3.5.2. Принципы построения технологической карты научных исследований [2]
Как уже ранее отмечалось, научное исследование начинается с постановки проблемы. Проблема на технологической карте (Рис.4) обозначается как запрос практики. Решение проблемы и есть тема данного научного исследования. Для уточнения названия темы необходимо знать состояние вопроса и сущность исследуемого объекта, а также уточнить цель исследования, т.е. необходимо провести информационный поиск по уточнению пути решения данной проблемы. На технологической карте эти исследования указаны как «наименование темы» и «цель исследования». По результатам этих процессов формулируется главная задача (ГЗ), соответствующая теме исследования и определяется количество и содержание вспомогательных задач (ВЗ), необходимых для решения главной задачи. По каждой вспомогательной задаче составляется план-программа исследования, приводящий к их решению. Исследования вспомогательной задачи начинаются с информационного поиска, уточняющего постановку вспомогательной задачи и содержание исследования. Затем начинается научный поиск, который для вспомогательных задач осуществляется совместно для теоретических и экспериментальных исследований, начиная с выработки гипотезы предполагаемого научного результата (НР) по каждой вспомогательной задаче. Проводится предварительный анализ путей решения ВЗ, а далее непосредственно решение каждой вспомогательной задачи и проверяется состоятельность решения, за которым следует оформление научных результатов. Синтез научных результатов по всем вспомогательным задачам позволяет сформулировать научное положение (НП), которое и является непосредственным решением главной задачи. По завершению этапа оформления НП приступают к внедрению результатов научного исследования, к которым относятся новая теория или методика обучения, информационная технология и т.п.
3.5.3. Обобщенная модель технологической карты научных исследований.
На основании перечисленных этапов исследований составляется технологическая карта научных исследований в целом (рис.4). На схеме технологической карты, представленной графическим изображением гипотетической модели технологии научных исследований, показаны название темы и ее главная задача, решение которой является целью исследования. Затем определяются вспомогательные задачи с указанием формулировки научных результатов, которые определяют научное положение, замыкающее цикл научного исследования.
3.5.4. Главная и вспомогательная задача, научный результат и научные положения.
При составлении технологической карты научных исследований были обозначены ряд понятий таких как:
Главная задача – задача, определяемая темой и целью научного исследования, поставленного проблемой социального заказа (заказ практики);
Вспомогательная задача вытекает из необходимых дополнительных исследований при решении главной задачи.
Это могут быть разработки какого-либо прибора, программного обеспечения, информационной педагогической технологии, без которых невозможно проведение исследования, необходимого для решения главной задачи. Решение отдельной вспомогательной задачи позволяет сформулировать промежуточный научный результат.
Научным результатом исследования является творческий продукт в решении какой-либо одной задачи, заказа, проблемы.
Научным положением называется обобщение научных результатов по всем вспомогательным задачам, задействованным в решении главной задачи.
3.5.5. Эффективность технологической карты в организации научных исследований [19, 31]
Методическая значимость технологических карт научных исследований подтверждается их соответствием формуле познания и моделям познания. В соответствии с формулой познания на технологических картах этапу живого созерцания соответствует та ее часть, где обозначена главная задача, этапу абстрактного мышления – часть, где обозначены вспомогательные задачи при решении главной задачи, а этапу практической проверки научных результатов вспомогательных задач и проверки научного положения для решения главной задачи соответствует педагогический эксперимент, отраженный в ВКР и ориентированный на систему образования.
Модель познания объекта имеет трехступенчатую структуру [13, 23]:
· Ступень I. Раскрытие свойств объекта, которые поддаются изучению непосредственно без воздействия со стороны исследователя (созерцание, наблюдение);
· Ступень II. Проникновение в скрытые сферы (характеристика, параметры, свойства) объекта;
· Ступень III. Мысленная разбивка объекта на составляющие части с целью создания условий для более сложной познавательной деятельности с последующим эмпирическим восстановлением объекта при помощи синтеза.
На технологической карте в соответствии с приведенной моделью познания можно также выделить [31]:
· Живое созерцание с целью обоснования и постановки главной задачи исследования;