Методы исследования в химических и естественнонаучных исследованиях

Естественнонаучная среда кардинальным образом отличается от иных научных ветвей своей непосредственностью и непредсказуемостью одновременно. При выполнении курсовых, научно-исследовательских работ студентам предстоит не провести описать и проанализировать тему, но и организовать и реализовать опыт, который покажет действие правил наглядно и позволит оценить (апробировать) инновации лично при условии безопасности.

К естественным наукам относят те области, которые напрямую соприкасаются с природными явлениями, зарождаются естественным и лабораторным образом: химия, биология, физика, геология, астрономия и пр. Для постижения новых границ важно применять конкретную методологию и приемы, о которых мы расскажем в этой статье.

Особенности естественнонаучных исследований и методологии

Проведение изысканий и написание курсовой, лабораторной работы, научной статьи или проекта в рамках естественных наук предполагает, что автор имеет не банальное (минимальное)представление об изучаемых процессах и явлениях, но и обладает достаточными познаниями: терминология, научные каноны и правила, владение химической таблицей Менделеева и системой измерения, обладает достаточными навыками для работы со специальным оборудованием и пр. Реализация испытаний потребует от автора НИР не только хорошей профессиональной подготовки (знание темы), но и развитых личных качеств: наблюдательность и внимательность, усидчивость и терпение и пр.

Естественные науки: классификация естественных наук

Естественнонаучные исследования позволяют автору:

• Изучить конкретное явление изнутри и со стороны, получив подробное разъяснение происходящего процесса и его всестороннее описание (с чего началось, симптоматика и причины, как продолжилось, результат, и пр.);
• Проанализировать научные каноны и практические данные, определив степень соответствия теории практике и наоборот;
• Проверить собственные предположения и суждения в реальности;
• Измерить отдельные параметры исследуемого объекта: продолжительность процесса, степень воздействия, количество задействованных отдельных единиц (веществ, молекул, оборудование и пр.);
• Показать и пояснить отдельные моменты с теоретической и практической точек зрения: показать действие определенного правила, показать реакцию при сочетании конкретных веществ и пр.;
• Научить работать в лабораторных и естественных условиях, с техникой и оборудованием, планировать и организовывать эксперимент и пр.

Все естественнонаучные исследования основаны на принципах логики (мышление автора и задействование разума, способностей думать и анализировать, выбирать и проверять) и науки (определенных теоретических знаний и представлений) в рамках исследуемой темы: что можно и недопустимо делать (техника безопасности), последовательность действий (использование конкретной методики или алгоритма) и пр.

Ключевая особенность естественнонаучных исследований состоит в изучении конкретного объекта, связанного с природными явлениями и процессами, которые можно изучать в полевых и лабораторных условиях. Остальные специфические черты связаны с научными правилами и границами, а также специфическими методами НИР.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Мы всегда рады Вам помочь!

дипломные
магистерские
диссертации

Методы естественнонаучных исследований: понятие и виды

Метод – это способ или прием, который позволяет студенту или исследователю разобраться в теме научно-исследовательской работы. Все изыскания и проекты (от лабораторной, курсовой и заканчивая дипломной или научной) будут носить именно научно-исследовательский характер. Такой подход обоснован:

• Во-первых, автору НИР предстоит сначала разобраться в теоретических канонах и особенностях темы: изучить терминологию, законы, правила, классические подходы и решения и пр.;
• Во-вторых, все теоретические аспекты он проверит в ходе проведения эксперимента, который выступает неотъемлемой частью изыскания: проверит действие правил на практике, установит степень их эффективности и актуальности, покажет их действие изнутри и пр.;
• В-третьих, именно опытная часть позволяет автору НИР не просто спроектировать новое решение проблемы, но и апробировать его, доказав тем самым состоятельность гипотезы, ее практическую ценность и пригодность.

Фактически, при выполнении курсовых, лабораторных и дипломных работ, диссертаций и монографий автору предстоит сначала погрузиться в теорию (изучить теорию), затем проверить ее действие на практике и диагностировать проблему (исследовать), а затем предложить инновационное и современное решение с учетом достижений НТП (оптимизация, усовершенствование канонов).

Общая классификация методов в естественнонаучных исследованиях

В естественнонаучной среде применимы две большие группы методов: теоретические и эмпирические. Первая категория основана на устоявшихся научных правилах, понятиях и канонах, описанных в ранее реализованных изысканиях (учебники, пособия, монографии и диссертации научные статьи, обзоры экспертов и критика и пр.). Второй вид (эмпирический) предполагает личное участие автора в проверке гипотезы и суждений посредством планирования, организации и реализации эксперимента на основе «сподручных средств» (имеющихся инструментов, оборудования и пр.).

Обратите внимание, что все эмпирические подходы будут базироваться на проверенной и доказанной теоретической базе: терминология, законы, правила, формулы и нормы и пр. отсюда следует, что в естественнонаучных работах преобладает комплексный (комбинированный) подход при формировании методологической базы. Изучить и проверить явление только одним инструментом невозможно.

Методы естественнонаучных исследований можно классифицировать по трем основаниям: общенаучные, междисциплинарные и частные (присущие преимущественно естественнонаучной среде).

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Мы всегда рады Вам помочь!

дипломные
магистерские
диссертации

Общенаучные приемы позволяют разобраться в теме исследования с теоретической стороны или обобщить выводы в рамках полученных результатов. К этой категории инструментов НИР относят: индукцию и дедукцию, аналогию, обобщение, сравнение, моделирование и описание, абстрагирование, идеализация и т.д. Их миссия изложить существующие правила и помочь исследователю в организации «прикладной части»: сконцентрироваться на теме и объекте, выделить особенности, констатировать конкретные ограничения и правила, абстрагироваться от лишнего, сформировать первичное представление и пр.

Междисциплинарный подход позволяет расширить границы исследования и обосновать наличие проблемы, особенностей темы с иных позиций и ракурса. Данная категория предполагает задействование в исследовании приемов из смежных наук для обоснования или проверки гипотезы, проведения более точных расчетов и операций, констатации проблемы и причинно-следственных связей и пр. Например, в одной НИР могут быть подключены как физические, так и химические и биологические инструменты, исторический подход, методы статистического анализа данных, социологические и психологические приемы и пр.

Частнонаучные методы естественных НИР

К числу узкоспециализированных (частных) приемов при выполнении курсовых, дипломных и научных работ по естественным наукам можно отнести опытно-экспериментального характера:

• Наблюдение, призванное следить и описывать тенденции, зарождающиеся и происходящие естественным образом;
• Эксперимент – воссоздание явления в лабораторных условиях, создание специфических условий и задействование уникального оборудования для изучения особенностей процесса и определения тенденций, взаимосвязей и прочих нюансов;
• Измерение – прием, позволяющий точно констатировать «сколько вешать граммов» каждого фактора, вещества с детализацией объема, веса, количества и единиц измерения, научной точки зрения и пр.

Обратите внимание, что естественнонаучные НИР немыслимы без опытно-экспериментальной части и применения частнонаучных подходов. Данный инструментарий и методология призваны проверить действие и эффективность конкретных теоретических канонов, установить причинно-следственные связи и воздействие явления (проблемы) на объект, определить пути по ее решению и оптимизации с учетом современных тенденций и условий (научное развитие, НТП, правовые аспекты, возможности автора) и пр.

Каждый из указанных методов так или иначе будет задействован в естественнонаучном исследовании. Теоретические, общенаучные и междисциплинарные подходы разъяснят основы и существенные моменты по теме, определят особенности изучаемого явления и существующие в отношении него факты, мнения, правила, позволят сформулировать аргументированные выводы по проделанной работе. Частные приемы позволят проверить выдвинутую гипотезу и оптимизировать научный аппарат, правила.

Притом теоретические приемы могут быть задействованы на любом этапе выполнения НИР, а эмпирические – преимущественно в практическом или опытно-экспериментальном разделе (аналитический, экспериментальный, рекомендательный).

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Мы всегда рады Вам помочь!

дипломные
магистерские
диссертации

Инструкция по формированию методологической базы естественнонаучного исследования

Написание лабораторной, курсовой, дипломной или научной работы в естественнонаучной среде немыслимо без грамотного подбора необходимых инструментов, позволяющих детально изучить тему со всех сторон:

• Теоретическое освещение темы с акцентом на тему, объект и научный аппарат НИР;
• Аналитические операции для установления текущих тенденций: современное состояние дел в отрасли, диагностика проблемы, установление причинно-следственных связей;
• Опытно-экспериментальная часть – планирование и проведение эксперимента/наблюдения с целью изучения явления, выбора достойного решения (выработка решения и альтернатив, определение необходимых ресурсов, прогнозирование результатов и их апробация);
• Рекомендательная часть, основанная на распространении и внедрении инноваций на основе полученного опыта и знаний.

На каждом этапе исследования будут уместны теоретические (общенаучные и междисциплинарные) приемы, позволяющие разъяснить ситуацию, описать явления, установить определенные границы и особенности, сделать выводы. Поэтому автору естественнонаучной работы важно выбрать наиболее подходящие и простые приемы с учетом уровня его подготовки, владения отдельным инструментарием и пр.

Схема формирования методологической базы естественнонаучного НИР

Выбор прикладных методов исследования должен ориентироваться на специфику темы, особенности объекта и квалификацию автора: наличие необходимого оборудования, материалов (реактивов, инструментов, биоматериалов и пр.), создание специфических условий для изучения объекта (освещение, температурный режим, освещение, взаимодействие химических веществ и их объем и пр.). Притом задействование каждого эмпирического инструмента должно учитывать научные правила и законы.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод: сначала автор активирует теоретические приемы, а затем реализует опытно-экспериментальные средства и инструменты, чередуя их (на каждом этапе) с общими подходами для анализа и описания результатов.

Применение выбранной или разработанной методики исследования должна опираться на основные принципы:

• Измеримость и точность: каждый отдельный элемент или явление должно быть измерено с учетом научных особенностей (в рамках действующих величин и систем измерений: временные, физические, химические, математические и пр.);
• Простота. Все явления должны изучать предельно просто и понятно не только для автора, но и целевой аудитории. Поэтому важно разбивать сложную цель на более простые задачи и этапы, применять привычные или современные (но облегчающие исследовательский путь) инструменты;
• Объективность и достоверность данных. Все предположения и решения автор апробирует, получая тем самым реальное обоснование, соответствующее действительности;
• Логика и последовательность действий, позволяющая поэтапно и аргументированно рассмотреть все нюансы, полноценно и постепенно раскрыть тему.

Таким образом, выполнение НИР в сфере естественных наук предполагает использование комбинированного инструментария, который всесторонне описывает, исследует, анализирует естественные процессы и объекты, позволяя оптимизировать их с учетом достижений науки и техники, возможностей автора, лаконично и емко изложив суть проблемы и решение в текстово-графической форме.