Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методология научных исследований. Учебник
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КЕНТБАЕВА Б.А.
МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6D080700 – Лесные ресурсы и лесоводство
Алматы, 2014
УДК 167:630
ББК 43
К 35
Рецензенты:
Ролдугин И.И. - доктор биологических наук
Тлеукулов А.Т. - доктор сельскохозяйственных наук
Мамбетов Б.Т. - доктор сельскохозяйственных наук
К 35 Кентбаева Б.А. Методология научных исследований: учебник /
Алматы, 2014. – 206с.
ISBN 978-601-241-535-3
Учебник охватывает наиболее важные фундаментальные положения
биометрии, основные вопросы, касающиеся статистики, вопросы практического применения, распределения случайных величин, методы установления
и анализа связей между ними: регрессионный, дисперсионный анализ и др.
Приведены методы сбора, обработки и анализа биометрической информации
в лесном хозяйстве, рассказано о планировании эксперимента. Весь материал
представлен в очень доступной форме.
Учебник рассчитан для преподавателей, докторантов и молодых ученых
лесных, экологических и биологических специальностей, специалистов
научно-исследовательских организаций, работников лесохозяйственной отрасли и других заинтересованных лиц.
УДК 167:630
Рекомендован решением Ученого Совета Казахского национального аграрного университета, протокол № 4 от 20.11.2014г.
ISBN 978-601-241-535-3
© Кентбаева Б.А., 2014
© «Айтұмар», 2014
ББК 43
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современная наука не может развиваться без математического доказательства, подтверждения полученных данных путем исследования. Статистическая обработка необходима для получения информации о типичных объектах, их разнообразии, структуре, о системах биологических взаимоотношений и взаимодействий, о влиянии на них различных факторов. История
статистических исследований биологии показала, что в том случае, когда
исследуемый материал подвергается как математическому, так и биологическому анализу метод дает положительные результаты. Некоторые биологические вопросы не могут быть решены без применения специальных математических методов, к примеру, при сравнении выборочных групп по изучаемым
показателям и определении достоверности результатов такого сравнения с заданной вероятностью безошибочных прогнозов, при определении достаточной
численности подопытных объектов, измерении силы влияния различных факторов на биологические процессы и явления, при разработке формул и программ для практического использования зависимостей между основными и
сигнальными признаками.
При подготовке учебника учитывались общеметодические разработки в
области математической статистики, изложеные в учебниках А.К. Митропольского, Н.А. Плохинского, П.Ф. Рокицкого, Г.Ф. Лакина, Н.Н. Свалова и
других. Статистические таблицы (величины различных критериев, функции
распределения и т.д.) обычно составлены давно и идентичны для всех учебных пособий. Поэтому они перенесены в учебник без изменений из тех книг,
которые обладали лучшим полиграфическим исполнением. Не претендуя на
оригинальность изложения самих формул, их выводов и т.п., что является
прерогативой специалистов-математиков, автор, будучи лесоводом, сосредоточила свое внимание на доступности изложения и практического применения биометрических методов в лесном хозяйстве.
Для лучшего понимания, основные расчеты в данном учебнике проходят от начала (формирование выборки) и до конца (проведение дисперсионного анализа) по всей работе на одном конкретном примере (в данном случае линейные параметры плодов), для получения статистических данных,
данных по корреляции, регрессии и дисперсии.
Учебник рассчитан для докторантов лесных специальностей, а также
других заинтересованных лиц. Вопросы практического применения на конкретных задачах занимают в данном издании основное место, а теоретические положения рассматриваются лишь в той мере, в какой необходимо для
уяснения наиболее важных фундаментальных положений математической
статистики для осмысленных применений этих методов.
3
3
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
max -
min
max-Vmin
l
2
S
S
S
d
выб.
st
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1. V - значение отдельных вариант
2.
V
3. V
4.
R = V
5.
максимальная варианта
- минимальная варианта
- размах варьирования
- (лямбда) величина классового промежутка, которая всегда округля-
ется до точности наблюдений
6.
К - число классов
Г - граница точности классов
7.
8.
Т - точность измерения
9. а - условное отклонение
10.
р - частота встречаемости вариант
11.
р0 – нулевая частота
12. М - среднее арифметическое
13.
n - число измерений, наблюдений, количество вариант, дата
14. А - приближенное или условное среднее, начало отсчета
15.
b1 - начальный момент первой степени
16.
b
- начальный момент второй степени
17.
b3 - начальный момент третьей степени
18.
ра – сумма произведений частоты встречаемости вариант и условного
отклонения
19.
ра2 – сумма произведений алгебраических сумм частот на условное от-
клонение во второй степени
20.
ра3 – сумма произведений алгебраических сумм частот на условное от-
клонение в третьей степени
21.
22.
- среднее квадратическое отклонение
m – ошибка среднего арифметического
23. Р – точность исследования
24.
t - критерий Стьюдента или критерий достоверности выборочного
среднего
25.
- табличные значения критерия Стьюдента при доверительной ве-
t
)01(
a
роятности 99 %
26.
- табличные значения критерия Стьюдента при доверительной ве-
t
)05(
a
роятности 95 %
27.
t
- выборочный статистический показатель
28. t
29.
– стандартное значение критерия Стьюдента
td – критерий достоверности разности
30. N - предельно допустимый размер выборочной совокупности
31. f - число степеней свободы
32.
d - разность между значениями выборочных средних
33.
m
- ошибка выборочной разности
d
4
4
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
а
d
d
D
D
h
x
y
R
y
x
R
d
2
ph
d
2
e
d
34.
с - критерий для оценки эксцесса
35.
36.
37.
- выборочная оценка среднего абсолютного отклонения
a
m
- (читается «мю») центральный момент второго порядка
2
m
- центральный момент третьего порядка
3
38. А - коэффициент ассиметрии
39.
Е - коэффициент эксцесса
40.
a
- модуль вектора
41. Med – медиана или срединное значение
42. Мо - мода
43.
Х, У - признаки
44.
Мх – среднее значение по признаку Х
45. Му – среднее значение по признаку У
46.
ау и ах - величины отклонений вариант от своих общих средних по признакам
47.
х и
- среднее квадратическое отклонение от своих общих средних по
у
признакам
48. r – коэффициент корреляции
49.
mr – ошибка коэффициента корреляции
50.
tr - критерий достоверности коэффициента корреляции
51.
у
и
- величины отклонений вариант от своих соответствующих груп-
х
повых средних
52. ау и ах - величины отклонений вариант от своих общих средних
53.
и
h
у
х
- корреляционные отношения, показывающие зависимость У от
х
у
Х и Х от У (
54.
m
55.
t
h
56.
57.
m
58.
m
59.
60.
t
R
61.
2 – общая дисперсия, средний квадрат , средний квадрат отклонений,
варианса
62.
63.
h
- читается «эта»)
- ошибка корреляционного отношения
h
- критерий достоверности коэффициента корреляционного отношения
- регрессия Х по У
- регрессия У по Х
- ошибка регрессии Х по У
x
R
y
- ошибка регрессии У по Х
y
R
x
- критерий достоверности регрессии
- фенотипическая дисперсия
- экологическая дисперсия
5
5
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
2
g
d
в.к.
h
2
64.
65.
66.
67.
- генетическая дисперсия
2
d
- дисперсия (среднеквадратическое отклонение) внутри классов
..кв
2
d
- дисперсия (среднеквадратическое отклонение) между классами
..км
Q
сумма квадратов отклонений от общего среднего между класса-
м.к. -
ми
68.
Q
- сумма квадратов отклонений от средних внутри классов
69.
Q - общую сумму квадратов отклонений
70. Fst - стандартные (табличные) значения критерия Фишера
71.
Fф - критерий фактический
72.
f
- первая и вторая степени свободы, по которым в таблицах (,,) нахо-
1, f2
дятся стандартные значения критерия Фишера
73.
– (читается «эта-квадрат») и представляет собой квадрат обычного
корреляционного отношения
74.
75.
2
S
- оценка дисперсии
НСР05 - наименьшая существенная разность
6
6
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
Раздел I ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Наука - это непрерывно развивающаяся система знаний объективных
законов природы, общества и мышления, получаемых и превращаемых в
непосредственную производительную силу общества в результате специальной деятельности людей.
Науку можно рассматривать в различных измерениях:
1) как специфическую форму общественного сознания, основу которой
составляет система знаний;
2) как процесс познания закономерностей объективного мира;
3) как определенный вид общественного разделения труда;
4) как один из важных факторов общественного развития и как процесс
производства знаний и их использование.
Не всякое знание можно рассматривать как научное. Нельзя признать
научными те знания, которые получает человек лишь на основе простого
наблюдения. Эти знания играют в жизни людей важную роль, но они не раскрывают сущности явлений, взаимосвязи между ними, которая позволила бы
объяснить, почему данное явление протекает так или иначе, и предсказать
дальнейшее его развитие.
Правильность научного знания определяется не только логикой, но
прежде всего обязательной проверкой его на практике. Раскрывая закономерные связи действительности, наука выражает их в абстрактных понятиях
и схемах, строго соответствующих этой действительности.
Основным признаком и главной функцией науки является познание объективного мира. Наука создана для непосредственного выявления существенных сторон всех явлений природы, общества и мышления.
Цель науки - познание законов развития природы и общества и воздействие на природу на основе использования знаний для получения полезных
обществу результатов. Пока соответствующие законы не открыты, человек
может лишь описывать явления, собирать, систематизировать факты, но он
ничего не может объяснить и предсказать.
Развитие науки идет от сбора факторов, их изучения и систематизации,
обобщения и раскрытия отдельных закономерностей к связанной, логически
стройной системе научных знаний, которая позволяет объяснить уже известные факты и предсказать новые.
Процесс познания включает накопление фактов. Без систематизации и
обобщения, без логического осмысления фактов не может существовать ни
одна наука.
Наука включает в себя также методы исследования. Под методом понимают способ теоретического исследования или практического осуществления
какого-либо явления или процесса.
Метод - это инструмент для решения главной задачи науки – открытия
объективных законов действительности. Метод определяет необходимость и
7
7
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
место применения индукции и дедукции, анализа и синтеза, сравнения теоретических и экспериментальных исследований.
Любая научная теория, объясняя характер тех или иных процессов действительности, всегда связана с определенным частным методом исследования. Опираясь на общие и частные методы исследования, ученый получает
ответ на то, с чего надо начинать исследования, как относиться к фактам, как
обобщать, каким путем идти к выводам.
В настоящее время все большее значение приобретает в качестве общего
математический метод исследования, т.е. метод количественного изучения
явлений и процессов. Когда ученые не располагают достаточным фактическим материалом, то в качестве средства достижения научных результатов
они используют гипотезы - научно-обоснованные предположения, выдвигаемые для объяснения какого-либо процесса, которые после проверки могут
оказаться истинными или ложными. Гипотеза часто выступает как первоначальная формулировка, черновой вариант открываемых законов.
Характерной особенностью современной науки является то, что она превращается в сложный и непрерывно растущий социальный организм, в
наиболее динамичную, подвижную, производительную силу общества.
Существуют три группы основных возможностей повысить эффективность науки и научно-технического прогресса.
Возможности одной группы находятся в сфере непосредственной творческой деятельности исследователей и состоят в повышении методологического уровня научной работы, в выдвижении новых, более глубоких идей, в
освоении перспективных методов исследований.
Возможности второй — в сфере управления научным процессом и состоят в создании наиболее благоприятных условий для плодотворного труда
всех категорий работников науки и по всему спектру современного научного
процесса.
Возможности третьей заключаются в совершенствовании социального,
прежде всего экономического, механизма, способствующего быстрейшему
освоению научных результатов производством и общественной практики в
целом.
Формой осуществления и развития науки является научное исследование, т. е. изучение с помощью научных методов явлений и процессов, анализ
влияния на них различных факторов, а также изучение взаимодействия между явлениями с целью получить убедительно доказанные и полезные для
науки и практики решения с максимальным эффектом.
Цель научного исследования - определение конкретного объекта и всестороннее, достоверное изучение его структуры, характеристик, связей на
основе разработанных в науке принципов и методов познания, а также получение полезных для деятельности человека результатов, внедрение в производство с дальнейшим эффектом. Основой разработки каждого научного исследования является методология, т. е. совокупность методов, способов, при-
8
8
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
емов и их определенная последовательность, принятая при разработке научного исследования. В конечном счете, методология - это схема, план решения
поставленной научно-исследовательской задачи. Научное исследование
должно рассматриваться в непрерывном развитии, базироваться на увязке
теории с практикой.
Важную роль в научном исследовании играют возникающие при решении научных проблем познавательные задачи, наибольший интерес из которых представляют эмпирические и теоретические.
Эмпирические задачи направлены на выявление, точное описание и
тщательное изучение различных факторов рассматриваемых явлений и процессов. В научных исследованиях они решаются с помощью различных методов познания - наблюдением и экспериментом.
Наблюдение - это метод познания, при котором объект изучают без
вмешательства в него; фиксируют, измеряют лишь свойства объекта, характер его изменения.
Эксперимент - это наиболее общий эмпирический метод познания, в
котором производят не только наблюдения и измерения, но и осуществляют
перестановку, изменения объекта исследования и т. д. В этом методе можно
выявить влияние одного фактора на другой. Эмпирические методы познания
играют большую роль в научном исследовании. Они не только являются основой для подкрепления теоретических предпосылок, но часто составляют
предмет нового открытия, научного исследования. Теоретические задачи
направлены на изучение и выявление причин, связей, зависимостей, позволяющих установить поведение объекта, определить и изучить его структуру,
характеристику на основе разработанных в науке принципов и методов познания. В результате полученных знаний формулируют законы, разрабатывают теорию, проверяют факты и др. Теоретические познавательные задачи
формулируют таким образом, чтобы их можно было проверить эмпирически.
В решении эмпирических и сугубо теоретических задач научного исследования важная роль принадлежит логическому методу познания, позволяющему на основе умозаключительных трактовок объяснять явления и процессы, выдвигать различные предложения и идеи, устанавливать пути их решения. Этот метод базируется на результатах эмпирических исследований.
Результаты научных исследований оценивают тем выше, чем выше научность сделанных выводов и обобщений, чем достовернее они и эффективнее.
Они должны создавать основу для новых научных разработок. Одним из
важнейших требований, предъявляемых к научному исследованию, является
научное обобщение, которое позволит установить зависимость и связь между
изучаемыми явлениями и процессами и сделать научные выводы. Чем глубже
выводы, тем выше научный уровень исследования. По целевому назначению
научные исследования бывают теоретические и прикладные.
Теоретические исследования направлены на создание новых принципов.
Это обычно фундаментальные исследования. Цель их - расширить знания
9
9
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
общества и помочь более глубоко понять законы природы. Такие разработки
используют в основном для дальнейшего развития новых теоретических исследований, которые могут быть долгосрочными, бюджетными и др.
Прикладные исследования направлены на создание новых методов, на
основе которых разрабатывают новое оборудование, новые машины и материалы, способы производства и организации работ и др. Они должны удовлетворять потребность общества в развитии конкретной отрасли производства.
Прикладные разработки могут быть долгосрочными и краткосрочными,
бюджетными или хоздоговорными.
Цель разработки - преобразовать прикладные (или теоретические) исследования в технические приложения. Они не требуют проведения новых
научных исследований. Конечная цель разработок, которые проводятся в
опытно-конструкторских бюро (ОКБ), проектных, опытных производствах,
подготовить материал для внедрения.
Исследовательскую работу выполняют в определенной последовательности. Процесс выполнения включает в себя шесть этапов:
1) формулирование темы;
2) формулирование цели и задач исследования;
3) теоретические исследования;
4) экспериментальные исследования;
5) анализ и оформление научных исследований;
6) внедрение и эффективность научных исследований.
Каждое научное исследование имеет тему. Темой могут быть различные
вопросы науки и техники.
Обоснование темы - это важный этап в разработке научного исследова-
ния.
Научные исследования классифицируют по различным признакам:
а) по видам связи с общественным производством — научные исследования, направленные на создание новых процессов, машин, конструкций и т.
д., полностью используемых для повышения эффективности производства;
научные исследования, направленные на улучшение производственных отношений, повышение уровня организации производства без создания новых
средств труда; теоретические работы в области общественных, гуманитарных
и других наук, которые используются для совершенствования общественных
отношений, повышения уровня духовной жизни людей и др.;
б) по степени важности для народного хозяйства - работы, выполняемые
по заданию министерств и ведомств; исследования, выполняемые по плану
(по инициативе) научно-исследовательских организаций;
в) в зависимости от источников финансирования - госбюджетные, финансируемые из средств государственного бюджета; хоздоговорные, финансируемые в соответствии с заключаемыми договорами между организациями-заказчиками, которые используют научные исследования в данной отрасли, и организациями, которые выполняют исследования;
10
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]