Моделирование как метод эмпирического уровня познания

Эксперимент, планирование эксперимента

Наблюдение и измерение

ЛЕКЦИЯ 16

ТЕМА: МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКОГО УРОВНЯ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Метод научного исследования – это способ познания объективной реальности. Способ представляет собой определенную последовательность действий, приемов, операций. В зависимости от уровня научного познания выделяют методы эмпирического и теоретического уровней. К методам эмпирического уровня относят наблюдение, описание, сравнение, счет, измерение, эксперимент. К методам теоретического уровня научного познания относят аксиоматический, гипотетический (гипотетико-дедуктивный) и формализацию. Выделяют методы, которые применяются на обоих уровнях научного познания такие как: моделирование, абстрагирование, обобщение, классификация и общелогические методы.

От рассматриваемого понятия метода следует отграничивать понятия техники, процедуры и методики научного исследования.

Под техникой исследования понимают совокупность специальных приемов для использования того или иного метода, а под процедурой исследования – определенную последовательность действий, способ организации исследования.

Методика - это совокупность способов и приемов исследования, порядок их применения и интерпретация полученных с их помощью результатов. Она зависит от характера объекта изучения, методологии, цели исследования, разработанных методов, общего уровня квалификации исследователя.

Наблюдение – это систематическое, целенаправленное восприятие каких-либо отдельных сторон объекта, либо объекта в целом.

По способу проведения различают наблюдения непосредственные и опосредованные. При непосредственных наблюдениях те или иные свойства, стороны объекта воспринимаются органами чувств человека. Опосредованные наблюдения проводятся с использованием технических средств.

В наблюдениях отсутствуют деятельность, направленная на преобразование, изменение объектов познания. Это обуславливается рядом обстоятельств:

Недоступностью этих объектов для практического воздействия;

Нежелательностью, исходя из целей исследования, вмешательства в наблюдаемый процесс;

Отсутствием технических, энергетических, финансовых и иных возможностей для воздействия.

В биологии непосредственные наблюдения подразделяют на:

1) полевые или экспедиционные;

2) лабораторные или стационарные.

При полевом обследовании различают методы:

Маршрутные;

Ключевые;

Площадные;

Комбинированные (для изучения площади различают маршруты, эти маршруты обследуются с помощью систем ключевых точек).

Лабораторные наблюдения отличаются от полевых большей повторяемостью наблюдений и тем, что аппаратура обычно закреплена на точке наблюдения. В лабораторных условиях возможность использования измерительной техники несравненно выше, чем в полевых условиях.

Результаты наблюдения могут фиксироваться в протоколах, дневниках, карточках, на кинопленках и другими способами.

Описание – это фиксация средствами естественного или искусственного языка признаков исследуемого объекта, которые устанавливаются путем наблюдения или измерения. Описание бывает:

1) непосредственным , когда исследователь непосредственно воспринимает и указывает признаки объекта;

2) опосредованным , когда исследователь отмечает признаки объекта, которые воспринимались другими лицами.

Счет – это определение количественных соотношений объектов исследования или параметров, характеризующих их свойства. Метод широко применяется в статистике для определения степени и типа изменчивости явления, процесса, достоверности полученных средних величин и теоретических выводов.

Большинство научных наблюдений включают в себя проведение разнообразных измерений.

Измерение – это определение численного значения некоторой величины путем сравнения ее с эталоном. Измерение есть процедура определения численного значения некоторой величины посредством единицы измерения. Ценность этой процедуры в том, что она дает точные, количественные определенные сведения об окружающей действительности.

Важнейшим показателем качества измерения, его научной ценности является точность, которая зависит от исследователя и от имеющихся измерительных приборов.

Выделяют следующие виды измерений:

1) по характеру зависимости измеряемой величины от времени:

Статические (измеряемая величина остается постоянной во времени);

Динамические (измеряемая величина в процессе измерения меняется во времени).

2) по способу получения результатов:

Прямые измерения (значение измеряемой величины получается путем непосредственного сравнения ее с эталоном или выдается измерительным прибором);

Косвенные измерения (величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемых путем прямых измерений).

Сравнение – это сопоставление признаков, присущим двум или нескольким объектам, установление различия между ними или нахождение в них общего, осуществляемое как органами чувств, так и с помощью специальных устройств.

Одним из основных способов изучения окружающего мира, средством познания было и остаётся наблюдение. Под наблюдением принято понимать целенаправленное восприятие свойств процессов и явлений. Опираясь на результаты наблюдения, исследователь строит физическую модель новых процессов и явлений, выдвигает научные гипотезы, создаёт теории, принимает решения. Наблюдение, как правило, сопровождается определённым преобразованием и регистрацией информации о свойствах наблюдаемого объекта.

Для повышения эффективности процесса наблюдения могут использоваться различные технические средства. Наблюдение присуще любому эксперименту. Фактически, эксперимент – это и есть создание условий для наиболее эффективного наблюдения тех или иных свойств изучаемого объекта. Поэтому каждый экспериментатор является в первую очередь наблюдателем. Учитывая большую, во многих случаях решающую роль эксперимента в современных науках, особенно в технических и экономических, можно утверждать, что понятие эксперимента является фундаментальным.

Принятие любого решения невозможно без наличия необходимой информации. Так, в случае управления нужна информация о состоянии управляемого объекта, окружающей среды и цели управления. Такая информация не может быть получена без наблюдения. В то же время от наблюдения до принятия решения информация претерпевает, как правило, существенные преобразования. Наиболее характерными этапами таких преобразований являются измерения и обработка результатов измерений.

В широком смысле измерение состоит в сравнении наблюдаемой величины с эталоном и получении в результате этого её численного значения. Если результаты наблюдений представлены количественно, то имело место измерение. Нередко, кроме измерения, различают подсчёт. Данную операцию можно квалифицировать как завершающий этап наблюдения – регистрацию величин дискретного типа (число студентов в аудитории, количество проросших зёрен на единице площади посева, доход работника фирмы и т.п.). Тогда измерения можно рассматривать как регистрацию величин непрерывного типа (вес, расстояние, скорость и т.д.).

Часто понятия наблюдения и измерения отождествляются. Представляется, что в рамках настоящей брошюры это не принципиально и вполне допустимо. Более того, без особой оговорки, используя как синонимы термины «наблюдение» и «измерение», будем включать в их содержание и подсчёт. Действительно, статистические методы обработки применимы к данным, получаемым как путём измерения, так и подсчёта. В дальнейшем, в силу указанных выше причин, все эти данные будут называться экспериментальными данными.

Говоря об экспериментальных данных, будем предполагать, что речь идёт о числовых величинах, векторах или функциях, т.е. о результатах количественных наблюдений, получаемых путём измерения или подсчёта. Если данные не могут быть представлены количественно, а являются качественными характеристиками, высказываниями, утверждениями, то их обработку следует предоставить специалистам по различным логическим методам.

Задачей обработки данных во многих случаях является принятие решения относительно значений определённых параметров (величин), характеризующих изучаемые явления или процессы. Обозначим эти параметры a 1 , a 2 ,..., a m . При этом возможны два случая. В первом из них непосредственно измеряются указанные величины. Говорят, что имеют место прямые измерения.

Во втором случае величины a 1 , a 2 ,..., a m непосредственно измерены быть не могут, а измеряются другие переменные x 1 , x 2 ,..., x n , с которыми функционально связаны величины a 1 , a 2 ,..., a m :

x i = f i (a 1 , a 2 ,..., a m ), . (1.1.1)

Выражение (1.1.1) в векторной форме запишем как

, (1.1.2)

где ; ; .

Эти измерения называются косвенными. В общем случае функциональные связи (1.1.1) являются нелинейными. Если же схема косвенных измерений линейна, то имеют место соотношения

или в векторно-матричной форме

. (1.1.3)

Во многих случаях свойства объекта, над которым ставится эксперимент, изменяются с течением времени. Тогда соответственно вместо соотношений (1.1.2) и (1.1.3) при непрерывных измерениях имеем

,

а при дискретных измерениях

,

.

Предполагается, что непрерывные и дискретные измерения проводятся в моменты времени, лежащие внутри интервала , т.е. t Î , t i Î , .

Результат измерения всегда содержит ошибку (погрешность), представляющую собой отклонение результата измерения от истинного значения. Данное утверждение не относится в полной мере к подсчёту. Подсчитать количество интересующих объектов можно безошибочно. Так, в нормальных условиях можно точно определить количество компьютеров в интернет-классе. Редактор безошибочно может сосчитать число страниц рукописи и т.д. В то же время в некоторых условиях (дефицит времени, несовершенство средства наблюдения и др.) можно допустить ошибки при подсчёте. Например, с вертолёта трудно подсчитать точно количество коров в большом стаде.

Существующая в настоящее время теория ошибок измерений развита в основном применительно к оцениванию непрерывных величин. При этом ошибки принято разделять на систематические и случайные.

Систематические ошибки – это составляющие общей ошибки, вызываемые факторами, действующими одинаковым образом при многократном повторении одних и тех же измерений. Эти ошибки при повторных измерениях остаются неизменными или, если изменяются, то закономерно. Систематические ошибки, как правило, обусловлены погрешностями измерительных приборов (инструментальные ошибки) и несовершенством методов измерений (методические ошибки).

Случайные ошибки – составляющие общей ошибки, изменяющиеся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Причиной случайных ошибок являются неконтролируемые факторы, проявление которых неодинаково в каждом измерении и которые заранее не могут быть учтены. Другими словами, случайные ошибки проявляются тогда, когда при измерениях имеют место случайные события. Объективно такие события при наблюдениях и измерениях происходят всегда, как бы ни повышалась «чистота» эксперимента.

Среди случайных ошибок особо следует выделить грубые ошибки (промахи). Их характер и причины существенно отличаются от характера других случайных ошибок измерений. Основная масса случайных ошибок появляется при исправно работающих средствах измерений и правильных действия экспериментатора. Причиной появления грубых ошибок являются неисправность приборов или неточность в работе экспериментатора.

В данной брошюре рассматриваются методы обработки экспериментальных данных, содержащих случайные ошибки (исключая грубые). Обозначим вектор ошибок через . Тогда при их аддитивном учёте и прямых измерениях выражение вектора экспериментальных данных принимает вид

Менеджмент качества (Quality Management Systems) - система, представляющая собой определенный тип подхода к управлению организацией. Главной целью применения системы менеджмента можно назвать улучшение качества продукта или услуг, предоставляемых населению. А это сейчас имеет большое значение. На данный момент сертификат системы менеджмента качества в Москве является визитной карточкой предприятия. Это гарантирует полный контроль руководством предприятия всех происходящих на нем процессов. Сертификация систем менеджмента качества оказывает положительное влияние на увеличение качества услуг и товаров не одномоментно, а стимулирует стабильно эффективную деятельность производства. В условиях конкуренции гарантии качества при выборе потребителем компании являются решающими.

Введение на предприятии системы менеджмента качества предопределяет участие всех секторов компании и всех ступеней организационной структуры в увеличении качества выпускаемой продукции и предоставляемых услуг. Разработка системы менеджмента качества предполагает влияние поступков подрядчиков и поставщиков сертифицируемой организации на степень повышения качества услуги или продукции. Потребители могут быть полностью уверены в способности предприятия, компании или фирмы поставлять свой продукт, который отвечает всем требованиям качества, при наличии у организации сертификата системы менеджмента качества.

Внедрение на предприятии системы менеджмента качества не является обязательным, процедура сертификации добровольная. Но благодаря этой процедуре организация или предприятие могут существенно повысить статус выпускаемого компанией продукта, а также увеличить его популярность среди потребителей. Внедрение системы менеджмента производится специалистами, независимыми от органа сертификации, что способствует высокому уровню ответственности при осуществлении всех процессов внедрения СМК в предприятие или организацию.

Размещенные в интернете

И.Г.Альтшулер, Теория систем и системный менеджмент. Программа курса

Часть 1. Введение

От кирпичей – до замысла зодчего. Невозможное возможно. Лишние элементы системы. В клетке собственных представлений. Истории 3 спутников и ГЭС. Плюсы и минусы «теневой» экономики. Философские методы. Диалектический анализ. Законы диалектики и законы развития. Семь стратегических изменений. От наблюдений – к пониманию и от него - к действиям. От событий до ментальных моделей.

Часть 2. Системное мышление и теория систем

Ключевые термины. Общая классификация систем. Соотношение теории систем, теории организации и кибернетики. Конфигурация теории систем. Надсистемы, подсистемы, функции, свойства и признаки. Что такое система? Основные принципы системности. Пример – система образования. О важности критериев. Границы системы. От аналитического к системному мышлению. Перспектива «большой картины». Шесть типов мышления для 21 века. Эффективное слушание и вопросы. Что важно для системного мыслителя? Стереотипы мышления и «паралич идей». Особенности системного мышления. Четыре основных положения системной методологии. Пространство и время, эксперименты с пространственными и временными рамками. Циклы и пределы. Истории как ключ к пониманию взаимосвязей. Пример из истории железных дорог США. «Трагедия» общин и самоограничения. Чем определяется поведение системы? Статистическое мышление и вариации. Системное и локальное вмешательство. Чем грозит непонимание теории вариабельности? Л.Берталанфи - когда применимы аналитические процедуры? Восемь уровней сложности систем по К.Боулдингу. жесткий и мягкий системные подходы, их составляющие и истории развития. Тест на нетривиальное мышление.

Часть 3. Подходы, сценарии, модели

Функционально-структурный подход. Объектно-структурный анализ. Процедуры системного анализа. Хаос и порядок. Силы развивающие, поддерживающие и ослабляющие. Системный подход и интуиция. Методы исследования будущего. Сценарий будущего от Shell. Сценарный анализ. Как проявляется кризис в области образования и познания? Управление образовательными системами, принципы управления, «петля качества» для образовательных услуг. О моделях и «модельном» управлении. Вычислительные эксперименты. Информационные модели. Дерево текущей реальности. Примеры системных, концептуальных и ментальных карт. Программы и сценарии.

Часть 4. Ключевые понятия, законы, теории

Объемные и полифоничные модели, юмор как способ сдвига шаблонов. Человек как многоуровневая система с многоуровневыми шкалами измерений и ценностей. Внутренняя парадоксальность целей. Системы знаков. Разрывы коммуникации. Пример – снег у эскимосов. Системные понятия – цели, границы, внешней среды, неопределенности. Система как цепь. Элементы и связи – усиливающие и уравновешивающие. Примеры реализации закона самосохранения. Закон необходимого разнообразия. Принцип эмерджентности. Принцип внешнего дополнения. Закон обратной связи. Пример петли: невнимание к жалобам. Петли обратных связей. Различия и масштабы. Фон Нейман: надежные системы из ненадежных элементов. Теория хаоса. Теория катастроф и «флаги» катастроф. «Фабрики мысли».

Часть 5. Информация и управление

Управление – контроль – наблюдение. Системный подход в менеджменте. Ситуация или структура? Основные понятия управления. Систематизация. Проблемы управления предприятиями. Роли менеджмента. Ценности и управление. Понятие проблемы, решения, точности решения. Взаимодополняющие способности. Различные точки зрения на проблему. Рефрейминг и другие подходы к решению проблем. Технология решения проблем: от диагностики до реализации решений. Проблемы команды (группы). Преимущества игровых подходов. Свойства управляемости объекта. «Решенология» С.П.Никанорова. Как возрастает количество возможных решений. Управляемость и изменения. Почему не была создана в СССР общегосударственная АСУ? Абстракция как следствие управленческой немощи. Что нужно знать, чтобы управлять объектом? Системные целостности. Почему возрастает роль целеориентированного управления? Осуществимы ли комплексные программы реформ? Как организовать процесс выработки и принятия решений? Как управлять сложными объектами во время комплексного кризиса? Сравнительные характеристики моделей управления компаниями в 20 и 21 веке. Капризы неопределенности. Индикативная нормативность, польза и вред точности. Ментальная палитра. Централизация и децентрализация, синергетический эффект и синергетический дефект. Эффект рычага и подготовка к встрече с «пределом». Стратегический вопрос – «почему?». Организация как целостная система, а не совокупность разрозненных процессов. Иерархия сил, подрывающих конкурентное преимущество. Процесс изменений или как оторваться от прошлого? Сравнительный анализ методов внедрения изменений. Тенденции развития современного менеджмента. Что такое менеджмент? Четыре способности быстродействующих организаций. Пример Тойоты. Способ управления неопределенностями, ожиданиями и неожиданностями. Сложная система как паутина. Стрессовые испытания систем. Какими должны быть в идеале производство и поставка? Эволюция управленческих систем. Возможен ли бюрократический порядок в жизненных ситуациях? Примеры из военной и бизнес-практики. Теория ограничений Голдратта и пять направляющих шагов. Классификация производственных инноваций по глубине. Признаки современного конкурентоспособного университета. Информация и разнообразие. Источники информации. Информационная перегрузка и информационные системы. Примеры: карта рисков проекта, дорожные карты образовательных проектов, уровни проектирования, фазы жизни проекта. Управление как умение отрабатывать возмущения.

Часть 6. Стратегическое управление и ресурсная теория

Прессинг 4С (конкуренции, перемен, рынков и компьютеризации). Глобальные факторы и виды целеполагания. Эволюция проблем и методов стратегического управления. Двойственности проблем стратегического управления. «Треугольник» корпоративной стратегии. Пространство бизнес-инноваций. Всегда ли нужна оптимальность? Сущность стратегического управления. Отличие стратегического и оперативного подходов. Четыре компонента анализа для формулирования стратегии. От стратегического планирования – к стратегическому управлению. Три основных метода стратега. Принципы стратегического управления по К.Омае и М.Линдгрену. Четыре уровня стратегий. «Колесо» бизнеса. Семь взаимосвязанных областей инноваций. Организационные инновации. Корпоративное и венчурное управление. Мышление – обучение –действие. Три золотых правила фирмы Dell. Устойчивое конкурентное преимущество. Пять внешних двигателей перемен. Зачем нужна системная креативность в управлении? Бытие фирм как конкуренция. Ресурсная теория: от реактивности – к проактивности. Концепция динамических способностей как идея перманентной трансформации. Когда применимо стратегическое планирование?

Часть 7. Системные дефекты и патологии, ограничения подхода

Примеры: коммунистическая система, система коррупции. Патологии: в строении организаций, в организационных отношениях, в управленческих решениях. Патологии управленческих команд и командообразования. Дезорганизация как нарушение правил порядка. Ограничения системной методологии. Несистемные подходы. Контрсистемные элементы.

Часть 8. Заключение, выводы, литература

Выдающиеся ученые и практики, внесшие вклад в теорию систем. О системах и системном подходе. Об изменениях и управлении. О проблемах и решениях. О ценностях и стратегии. Расширение горизонта – от «как?» к «зачем?». Рекомендуемая литература. Сведения об авторе.

Приложение 1. Основы инженерного консалтинга

Приложение 2. Аутсорсинг. 10 заповедей.

Приложение 3. Архитектура изменений

Приложение 4. Системный подход в менеджменте

Приложение 5. Механические и органические организации

Приложение 6. Теории хаоса и катастроф, синергетика

Приложение 7. Универсальные технологии управления

Приложение 8. Management in the Knowledge Economy

Бизнес идеи