2063

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

МЕТОДЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методические указания для самостоятельной работы студентов дневной и заочной форм обучения по направлениям подготовки

35.04.01– Лесное дело, 35.04.09 – Ландшафтная архитектура,

05.04.06– Экология и природопользование

Воронеж 2016

2

УДК 630*001

Малышев, В. В. Методы научных исследований [Электронный ресурс] :

Методические указания для самостоятельной работы студентов дневной и заочной форм обучения по направлениям подготовки 35.04.01 – Лесное дело, 35.04.09 – Ландшафтная архитектура, 05.04.06 – Экология и природопользование

(квалификация магистр) / В. В. Малышев ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г. Ф. Морозова». – Воронеж, 2016. – 29 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова» (протокол № 5 от 18 января 2016 г.)

Рецензент: директор НИИЛГИСбиотех, кандидат биологических наук О. М. Корчагин

Ответственный редактор: заведующий кафедрой лесных культур, селекции и лесомелиорации, доктор сельскохозяйственных наук В. И. Михин

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………….4

Тема № 1. Основные вопросы методологического подхода в лесоводственно-биологических исследованиях……………………………..………5

Тема № 2. Этапы и планирование сравнительных экспериментов…………..9 Тема № 3. Основные типы сравнительных экспериментов…………..……..12 Тема № 4. Требования к полевому опыту…………………………………….15 Тема № 5. Элементы методики в лесоводственно-биологических исследованиях…………………………………………………………………...……18 Тема № 6. Методическое выполнение, построение и оформление краткой рукописи статьи…………………………………………………………………….…24 Библиографический список…………………………………….……….….....28

4

ВВЕДЕНИЕ

В методических указаниях для самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлениям подготовки 250100.68 – Лесное дело, 250700.68 – Ландшафтная архитектура, 05.04.06 – Экология и природопользование (квалификация магистр) представлены вопросы, связанные с изучением методики научного исследования лесоводственно-биологической тематики. Студентам самостоятельно необходимо усвоити и применять основные принципы методологической, методической ориентации в научных исследованиях при выборе стратегии и тактики определенных методов научных исследований.

Дисциплина «Методы научных исследований» рассматривает следующие вопросы:

1.Изучение и анализ научно-технической информации по теме исследования.

2.Анализ состояния и динамики показателей качества естественных и искусственных лесных насаждений с использованием необходимых методов и средств исследований.

3.Разрабатка программы и методики проведения исследований с выбором методов экспериментальной работы, разработкой теоретических моделей, позволяющих прогнозировать процессы и явления.

4.Представление результатов научных исследований в форме отчѐта, публикаций, практических рекомендаций.

Методические указания для самостоятельной работы включают 6 тем, которые раскрывают общие вопросы научных исследований, связанных с изучением лесоводственно-биологической информации, а также методическое выполнение, построение и оформление краткой рукописи статьи.

5

ТЕМА № 1 ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДА

ВЛЕСОВОДСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Воснове любого теоретического и экспериментального исследования лежат законы диалектики, как общие законы естественного развития.

Метод диалектического материализма вскрывает наиболее общие законы развития природы и общества. Он рассматривает все процессы и явления в природе в борьбе противоречий организма и среды, в их непрерывном движении и изменении, взаимозависимости и причинно-следственной связи. Методологию научных исследований характеризует отношение исследователя к природе и общественной жизни.

Методологию идей определяет:

1)целостность подхода к объекту изучения;

2)исследования объекта при его непрерывном развитии и движении в пространстве;

3)проведение научно-исследовательской работы в связи с потребностью реальной действительности и деятельностью человека.

Методология – (от греч. methologos) учение о структуре логической организации, методах и средствах деятельности.

Методология науки – учение о принципах построения, формах и способах научного познания и получения новых знаний. Общей методологией научного исследования является философия с основными положениями: о материалистичности мира; непрерывности развития, движения и изменения материи в пространстве и времени; о единстве исторического и логического, восхождении от абстрактного к конкретному; об отношении к абсолютной истине; значении практики как критерия истины.

Воснове научных методов познания лежат объективные законы природы. Метод в науке (от греч. method) – путь исследования, способ достижения

какой-либо цели, решение конкретной задачи; совокупность приемов или

6

операций практического или теоретического освоения (познания) действительности.

Лесоводственная наука, опираясь на диалектический метод познания при разработке теоретических основ и новых практических приемов повышения продуктивности древесно-кустарниковых растений, пользуется общепринятыми методами и приемами научного исследования – наблюдением и экспериментом (опытом), которые соответственно своеобразию объекта научного исследования имеют специфические особенности и проводятся по определенной методике.

Методика – это научно обоснованная строгая система, программа (план) совокупности практических и теоретических приемов и операций для получения фактического материала по изучению какого-либо явления или объекта.

Основной особенностью наблюдения и эксперимента при изучении как отдельного дерева, так и всего растительного сообщества, является протяженность в пространстве и времени

Наблюдение является одним из простых приемов «живого созерцания», которое дает возможность накапливать факты и обогащать опыт исследователя. Фактический материал необходим при любых исследованиях.

Наблюдение – это количественная или качественная регистрация интересующих исследователя сторон развития явления (симбиоза, мутации), констанция наличия того или иного состояния (фенологические наблюдения, наблюдения покоя, дыхания, обмена) или свойства (превращение крахмалов, нерастворимых веществ в растворимые и т.д.).

Для наблюдения и регистрации тех или иных свойств или состояния явления применяются разнообразные средства измерения вплоть до самых современных: от простой мерной вилки до электронного микроскопа и т.д.

При научных исследованиях лесобиологических явлений (лес, дерево, животное, насекомое, напочвенный покров, мхи, структура и плодородие почвы и др.) наиболее эффективным является метод массовых наблюдений, анализ которых позволяет сделать определенные выводы. Этот способ называется прямым индуктивным методом определения закономерностей.

7

Альтернативный метод – дедуктивный, предполагает выдвижение предположения (гипотезы) о каком-либо предмете, явлении, свойстве. На основе логических рассуждений и математических выкладок дается заключение об изучаемом объекте.

Индуктивный метод позволяет перейти от частных фактов к общим выводам. Метод дедукции позволяет, наоборот, получать достоверные выводы при переходе от общего к конкретному результату. Дедуктивный метод является малоэффективным, так как дает неправильное представление об изучаемом явлении.

Диалектический материализм выступает за неразрывное использование обоих методов, а не за одностороннее преувеличение роли любого из них.

Наблюдение не является самостоятельным приемом исследования, а составляет важную часть более сложного метода исследования – эксперимента, который иногда называют активным наблюдением.

Эксперимент – это такое изучение, при котором исследователь искусственно вызывает явление или изменяет условия так, чтобы лучше выяснить сущность явления, происхождение, причинность и взаимосвязь предметов и явлений. Задачей эксперимента является проверка гипотез на практике.

Опыт – часть эксперимента, выполненная при определенном значении воздействующих на объект факторов, является одним из ведущих методов исследования, который включает наблюдение, корреляцию, строгий учѐт измененных условий и учѐт результатов.

Характерной чертой и главной особенностью любого точного научного опыта является его воспроизводимость.

Между наблюдением и экспериментом с точки зрения теории познания есть принципиальная разница: наблюдение отражает внешний мир, идет извне в наш мозг, оно фиксирует факты, а эксперимент идет из нашего сознания, из мышления, он как бы гипотеза, которая требует проверки фактами, практикой.

По сравнению с наблюдением эксперимент имеет большие преимущества, благодаря которым он стал господствующим методом исследования всех естественных наук. Так, эксперимент может воссоздавать нужное

8

экспериментатору явление, не дожидаясь, когда оно наступит в природе. Можно расчленить явление, например, растительное сообщество на его составляющие (анализ). С другой стороны, рассматривая лес как географическое понятие, т.е. проводится объединение (синтез) его составляющих частей в совокупность – биоценозов, лесной биоценоз, биогеоценоз, экосистема.

В каждом исследовании следует применять и анализ, и синтез фактов. Метод теоретического синтеза может перерасти в систематизацию, т.е. в установление определенного порядка явлений одного класса или их несходство с другим классом, создается классификация.

При эксперименте возможно создавать надлежащие сопутствующие условия, которые позволяют глубже изучать явления, понять причины их и следствие.

Наиболее характерной чертой эксперимента, отличающего его от наблюдения и корреляции, является предварительный мысленный эксперимент,

направленный на создание соответствующей обстановки опыта. Эта предварительная работа почти всегда самая трудная часть опыта, она требует от исследователя большой эрудиции и творческого воображения. Необходимо мысленно представить ход эксперимента и убрать все лишнее, мешающее изучению. Важной задачей сравнительного эксперимента является количественная оценка эффектов опытных, т.е. изучаемых в опыте вариантов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ:

1.Дайте определение терминам методология и методология науки. Что определяет методология научных исследований?

2.Что такое метод и методика?

3.Дайте определение наблюдение, эксперимент, опыт.

4.В чѐм разница между наблюдением и экспериментом?

5.Назовите наиболее характерные черты эксперимента, отличающего его от наблюдения.

9

ТЕМА № 2 ЭТАПЫ И ПЛАНИРОВАНИЕ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Если предполагается проведение эксперимента, то необходимо продумать и спланировать целый ряд моментов с целью его успешного проведения, т.е. одним из моментов является выбор методики исследования. Перечислим наиболее важные этапы.

1. Определение необходимости изучения проблемы Если проблема (тема) не сформулирована и не ясна, то нет реальной

возможности для еѐ решения. При выборе темы исследования первостепенное значение имеет еѐ актуальность. Актуальность определяется теоретическим и народнохозяйственным значением.

2. Выбор темы научного исследования Возможны следующие направления:

-исследование на стыках наук: физиология и лесоведение, микробиология и почвоведение и т.д.

-разработка новых методов и методик исследования в биологии, физиологии, ботанике, лесоводстве, таксации и лесоустройстве, искусственном лесовыращивании, при использовании методов математики и генной инженерии для решения естественно-биологических вопросов;

-пересмотр старых научных положений и выводов и их дополнение на основе новых научных фактов и заключений;

-определение и разработка новых перспективных для народного хозяйства направлений поискового характера;

-анализ и синтез материалов многолетних исследований на базе стационарных и экспериментальных исследований;

-изучение природы, структуры и динамики, формирование растительных сообществ лесорастительных зон и регионов;

-разработка и изучение конкретных частных задач, необходимых для решения народнохозяйственных проблем.

10

3. Определение цели исследования Экспериментатор должен четко поставить цель исследования, которая

реализуется путем решения поставленных задач. Задачи должны быть сформулированы с наибольшей простотой и ясностью, что в свою очередь позволит эффективно выбрать методику исследования. Очередность задач располагать в порядке важности, так как без этого трудно выбрать правильную схему эксперимента.

4.Выбор вариантов. Успех эксперимента основывается на тщательном выборе количества вариантов, оценке их действия, что дает ответ на поставленные задачи исследования.

5.Выбор экспериментального материала. При выборе экспериментального материала следует иметь в виду поставленные задачи и объекты наблюдений, по которым будут сделаны выводы. Экспериментальный материал должен достаточно полно представлять всю совокупность изучаемых объектов.

6.Выбор схемы эксперимента (опыта). Наряду с учетом задач опыта схема должна отличаться и обеспечивать заданный уровень точности.

7.Определение экспериментальной единицы и повторности. В опыте с древесно-кустарниковыми породами задача сводится к определению размера, направления и формы пробной площади, которые должны обеспечить заданную точность оценки изучаемых вариантов.

8.Контроль за краевым эффектом пробных площадей, который выражается в

опушечном эффекте у насаждений агролесомелиоративного назначения и устраняется путем отделения защитных зон (полос) и рендомизированного размещения вариантов.

9.Определение показателей, подлежащих учѐту, которые должны характеризовать действие вариантов в соответствии с поставленными задачами эксперимента. В лесоводственной науке такими показателями могут быть: диаметр ствола на определенной его высоте, высота, форма ствола. Величина годичного прироста, запас древесины или биомассы па 1 га и т. д.

10.Выбор единицы наблюдения. Единицами наблюдения могут быть насаждения (тип леса, популяция), площадка леса (парцелла), дерево или какой-