Определение гипотезы исследования. Основные виды ошибок научного исследования

Основные виды ошибок научного исследования

1. Ошибки регистрации:

Случайные (взаимно погашаются и не влияют на результат исследования);

Систематические (плохая юстировка прибора, неоднозначность инструкции, недостаточная унификация методов и т.д. – могут существенно исказить результат исследования).

Основные виды ошибок научного исследования

2. Методические

Недостаточность числа наблюдений;

Нарушение случайности отбора;

Неправильная группировка данных;

Использование средних величин в неоднородных группах и другие.

Основные виды ошибок научного исследования

3. Логические

Сравнение данных без учета их качественной характеристики;

Смешение причины и следствия;

Недоучет взаимосвязи явлений.

Определение гипотезы исследования

Решение научной проблемы никогда не начинается непосредственно с эксперимента. Этой процедуре предшествует очень важный этап, связанный с выдвижением гипотезы. ``Научная гипотеза - это утверждение, содержащее предположение относительно решения стоящей перед исследователем проблемы'' [20, С. 39]. По-существу гипотеза - это главная идея решения.

Для избежания возможных ошибок в формулировке гипотез следует придерживаться следующих подходов:

1. Гипотеза должна быть сформулирована на четком грамотном языке, соответствующем предмету исследования. Необходимость строгого соблюдения данного требования обусловлена тем, что наука о спорте является комплексной дисциплиной. Поэтому часты попытки при исследовании одних предметов выдвигать гипотезы на языке наук, имеющих в качестве предмета исследования совсем другое. Например, педагоги, изучая работоспособность спортсменов и пути ее повышения, часто пытаются найти ответ на поставленный вопрос в биомеханических механизмах этого явления. Однако гипотеза о том, что работоспособность спортсмена, допустим велосипедиста, зависит от определенного сочетания аэробных и анаэробных механизмов энергообеспечения, выглядит по крайне мере некорректной, так как о педагогическом явлении рассуждают на языке биологии. Тем более, что сами биохимики еще не знают достоверного ответа на этот вопрос.

2. Гипотеза должна быть либо обоснована предшествующими знаниями, вытекать из них или, в случае полной самостоятельности, хотя бы не противоречить им. Научная идея, если она истина, не появляется на пустом месте. Недаром один из афоризмов, приписываемых И. Ньютону, звучит так: ``Он увидел далеко только потому, что стоял на могучих плечах своих предшественников''. Этим подчеркивается преемственность поколений в научной деятельности. Это требование легко выполнимо, если после четкой постановки проблемы исследователь серьезно проработает литературу по интересующему его вопросу. Вообще следует заметить, что чтение впрок мало эффективно. Только когда проблема завладела всеми помыслами исследователя, можно ожидать пользу от работы с литературой, да и гипотеза не будет оторвана от уже накопленных знаний. Чаще всего это происходит при переносе закономерностей, обнаруженных в одном виде или группе видов спорта, на все остальное. Делается это гипотетическим допущением по принципу аналогии.

3. Гипотеза может выполнять функции защиты других гипотез перед лицом новых опытных и старыми знаниями. Так, например, в теории и методике физического воспитания считается, что физическая подготовка спортсменов включает в себя несколько разделов, определяемых задачами совершенствования основных физических качеств, таких как быстрота, сила, выносливость, гибкость и ловкость. В связи с этим была выдвинута гипотеза о том, что уровень спортивных результатов в видах спорта с проявлением тех или иных физических качеств зависят от уровня их развитости у конкретного спортсмена. Так, результаты в циклических видах (длинные дистанции) определяют уровень выносливости спортсмена, в штанге показатель силы и т.п. Оказалось, что спортсмены, имеющие одинаково высокие проявления тех или иных физических качеств, тем не менее показывают не одинаково спортивные результаты. Так, спортивные результаты стайеров не всегда зависят от уровня их выносливости, результаты штангистов от силы и т.п. Для того, чтобы оправдать исходную теоретическую посылку, была выдвинута защитная гипотеза о взаимосвязи физических качеств. Именно следствием этого шага оказалось введение в научный оборот понятий ``скоростно-силовые качества'', ``скоростная и силовая выносливость'', ``взрывная сила'' и т.д.

4. Гипотеза должна быть сформулирована так, чтобы истинность, выдвинутого в ней предположения не была очевидна⁵. Например, из проведенных отдельными авторами исследований и практического опыта известно, что младший школьный возраст (семь лет) благоприятен для развития координационных способностей. Т.о., предположение о том, что ``педагогические воздействия, направленные на развитие этих способностей, дают наибольший эффект, если их целенаправленно применять именно в этом возрасте'', может служить общей гипотезой при проведении исследований, связанных с разработкой методик для развития координационных способностей. Однако этого не будет достаточно для определения рабочей гипотезы, так как не всегда существует необходимость в ее выделении вообще. В рабочей гипотезе целесообразно определить те положения, которые могут вызвать сомнения, нуждаются в доказательстве и защите. Поэтому рабочая гипотеза в отдельном случае может выглядеть следующим образом: ``Предполагается, что применение стандартной тренировочной программы, основанной на принципах оздоровительной тренировки, позволит качественно повысить уровень координационных способностей детей семи лет'' - именно в этом случае проверяется эффективность разработанной исследователем методики.

В конечном счете, гипотеза предшествует как решению проблемы в целом, так и каждой задаче в отдельности. Гипотеза в процессе исследования уточняется, дополняется или изменяется.

В научно-методической литературе предлагаются шаблоны формулировок гипотез

1. Что-то влияет на что-то в том случае, если...

2. Предполагается, что формирование чего-либо становится действенным при каких-либо условиях.

3. Что-то будет успешным, если...

4. Предполагается, что применение чего-либо позволит повысить уровень чего-либо.

Таким образом, наличие гипотезы - это важное условие научного исследования. Гипотеза - это связь между настоящими и будущими знаниями, это брусчатка мостовой науки.

В заключение второй главы приводим те положения, которые, по нашему убеждению, должен знать каждый студент для избегания ошибок в установлении цели, задач и в конечном итоге рабочей гипотезы:

1. Целью исследований может быть разработка методик и средств обучения, тренировки, воспитания качеств личности, воспитания физических качеств, форм и методов физического воспитания в различных структурных подразделениях и возрастных группах, содержания обучения, путей и средств совершенствования управления учебно-тренировочных и воспитательных процессов; но никак не разработка основ и принципов физического воспитания и тренировки.

2. Задачи исследования выступают как частные, сравнительно самостоятельные цели по отношению к общей цели исследования в конкретных условиях проверки сформулированной гипотезы.

3. Гипотеза должна быть: сформулирована на четком грамотном языке, соответствующем предмету исследования так, чтобы истинность, выдвинутого в ней предположения не была очевидна; обоснована предшествующими знаниями, вытекать из них. Кроме того, гипотеза может выполнять функции защиты других гипотез перед лицом новых опытных и старыми знаниями; сформулирована.

Основными подходами в научном руководстве курсовыми и выпускными квалификационными при установлении цели, задач и гипотезы работ студентов по специальности ``Физическая культура'', по нашему мнению, могут стать:

1) сравнение проблемы с вопросом, цели с кратким ответом на вопрос-проблему, задач с описанием характеристик цели, гипотезу с главной идеей решения проблемы;

2) целесообразное использование, во-первых, шаблонов формулировок цели и гипотез, во-вторых, набора глаголов для установления задач;

3) при формулировании задач исследования не подменять их формулировками этапов и методов исследования;

4) практическое упражнение студентов в формулировании цели, задач и рабочей гипотезы исследования.

Подтверждения гипотез

В научном исследовании смелость в выдвижении гипотез должна сочетаться с тщательностью и строгостью их проверки. Обсуждая критерий проверяемости, мы уже отметили ряд трудностей, которые встречаются при испытании гипотез. Здесь мы коснемся более подробно некоторых проблем, связанных с проверкой и подтверждением гипотез.

Проблема проверки гипотез

Эмпирическая проверка гипотез в конечном итоге сводится к проверке тех следствий, которые из них вытекают, непосредственно с помощью результатов наблюдений или специально поставленных экспериментов. Такие следствия обычно выражаются в форме условных утверждений, т.е. утверждений, в которых перечисляются те требования, выполнение которых необходимо для появления того или иного события.

Если предсказания, выведенные из гипотезы, согласуются с данными наблюдения или эксперимента, то говорят, что гипотеза подтверждается этими данными.

С другой стороны, одного случая, не подтверждающего гипотезу, достаточно, чтобы опровергнуть ее целиком. Между подтверждением и опровержением гипотезы, как мы уже знаем, не существует симметрии. Именно основываясь на такой антисимметрии, К. Поппер и выдвинул свой критерий опровержения, или фальсификации, с помощью которого он предлагает отличать научные гипотезы и теории от ненаучных. Однако критерий опровержения нельзя противопоставлять критерию подтверждения, в особенности в науке.

Все предшествующие рассуждения об антисимметрии между подтверждением и опровержением гипотез основывались на тех формально-логических принципах, которые связаны с этими критериями. Из истинности следствия некоторого высказывания мы не можем заключать об истинности самого высказывания: это было бы логической ошибкой. Наоборот, ложность следствия свидетельствует о ложности высказывания, из которого оно вытекает. Такое умозаключение является логически правильным, известным в формальной логике под названием modus tollens. Когда эти принципы логики применяются для проверки отдельных, не связанных друг с другом гипотез, то настаивание на существовании асимметрии между подтверждением и опровержением не только допустимо, но и необходимо. Совершенно иначе обстоит дело, когда мы обращаемся к реальной практике науки, в которой одни гипотезы зависят от других, а также различных вспомогательных предположений.

В этом случае мы уже не можем так безапелляционно говорить об опровержении, как говорили об опровержении отдельной, изолированной гипотезы. Так, уже в случае проверки гипотезы о постоянстве ускорения свободно падающих тел наряду с самой гипотезой нам приходится считаться с такими вспомогательными предположениями или гипотезами, как отсутствие сопротивления воздуха, близость тела к земной поверхности и некоторые другие. Поэтому, если при проверке гипотезы окажется, что ее следствия будут противоречить данным опыта, то это, в строгом смысле слова, не будет свидетельствовать об окончательном опровержении исходной гипотезы. Вполне допустимо, что отрицательный результат опыта зависит от ложности какого-либо вспомогательного предположения, с которым связана исходная гипотеза. Все это говорит о том, что процесс проверки и опровержения гипотез, входящих в состав какой-либо научной теории, носит более сложный характер, чем это кажется на первый взгляд.

Если результат проверки некоторой основной и вспомогательных гипотез оказывается отрицательным, то точными логико-математическими средствами можно доказать, что в этом случае ложна либо основная гипотеза, либо одна или несколько, или даже все вспомогательные гипотезы. Установить это можно только в процессе дальнейшего исследования.

Указанные выше соображения имеют существенное значение для оценки роли так называемого решающего эксперимента. В науке нередко приходится иметь дело с конкурирующими гипотезами, которые опираются на одни и те же эмпирические данные и объясняют одни и те же явления. В таком случае, если бы нам удалось осуществить эксперимент, результаты которого опровергали одну из гипотез, другая из них могла претендовать на истинность. Но, как уже отмечалось, каждая из достаточно глубоких научных гипотез обычно связана с целым рядом вспомогательных предположений или гипотез. Поэтому отрицательный результат эксперимента может свидетельствовать не о ложности самой исходной гипотезы, а какого-либо вспомогательного предположения.

Если нам удастся исправить или модифицировать ошибочное вспомогательное предположение, то эксперимент может подтвердить основную гипотезу. Это означает, что эксперимент, окончательно опровергающий одну из конкурирующих гипотез и подтверждающий другую, осуществить крайне трудно, если не невозможно.

Другими славами, неоспоримое экспериментальное доказательство, то, что Ф. Бэкон называет Experimentum cruris, в науке фактически не встречается. По отношению к физике такой вывод о невозможности решающего эксперимента настойчиво защищался Пьером Дюгемом, а впоследствии в более общей форме эта идея развивалась У. Куайном.

В своей книге, посвященной структуре физической теории, Дюгем писал: «...физик никогда не может подвергнуть контролю опыта одну какую-нибудь гипотезу в отдельности, а всегда только целую группу гипотез. Когда же опыт его оказывается в противоречии с предсказаниями, то он может отсюда сделать лишь один вывод, а именно, что, по меньшей мере, одна из этих гипотез неприемлема и должна быть видоизменена, но он отсюда не может еще заключить, какая именно гипотеза не верна».

Справедливость своего тезиса Дюгем иллюстрирует на примере двух конкурирующих гипотез оптики: корпускулярной, или эмиссионной, гипотезы Ньютона и волновой гипотезы Гюйгенса и Френеля. Согласно первой гипотезе, свет представляет поток частиц, или корпускул, испускаемых светящимся телом. Волновая гипотеза рассматривает его как колебательное движение особой субстанции, названной мировым эфиром. Обе эти гипотезы более или менее удовлетворительно объясняли явления распространения, отражения и преломления света.

Но из волновой гипотезы вытекало также следствие, что скорость света в воздухе должна быть больше, чем в воде, тогда как, согласно корпускулярной, наоборот, скорость в воздухе должна быть меньше, чем в воде.

Вполне возможно, что ошибочной является какая-либо из вспомогательных гипотез. Во всяком случае, полученный результат требовал пересмотра и модификации всей совокупности предположений и гипотез, связанных с корпускулярной концепцией. И действительно, после того как А. Эйнштейн в 1905 году вместо старых представлений о корпускулах выдвинул гипотезу о квантах света, или фотонах, то в качестве доказательства ее справедливости он сослался на опыты Ленарда. Эти опыты опровергали представления классической волновой теории о непрерывном характере световой энергии, и поэтому Эйнштейн расценивал их «как второй решающий эксперимент» относительно природы света. Но опять-таки эксперимент не целиком опровергал волновую гипотезу и сам Эйнштейн стремился модифицировать ее так мало, как это было возможно.

Этот пример из истории науки ясно показывает, что полное опровержение, как и подтверждение гипотез, входящих в состав теорий и связанных многочисленными отношениями с другими гипотезами, в каждый данный период времени фактически невозможно. Поэтому невозможен и решающий эксперимент, о котором писал Ф. Бэкон, т.е. эксперимент, окончательно и полностью опровергающий одну гипотезу и подтверждающий другую, ей противоположную. В современной зарубежной литературе по методологии науки этот тезис настойчиво защищался И. Лакатошем в его исследованиях по (методологии научно-исследовательских программ. Поскольку гипотезы в науке, как правило, объединяются в рамках некоторой концепции или, как предпочитает говорить Лакатош, определенной исследовательской программы, то никакой реальный эксперимент не может сразу же отвергнуть такую программу. «Не существует никаких решающих экспериментов,—подчеркивает он,—по крайней мере, если под ними подразумевать эксперименты, которые тотчас же могут ниспровергнуть исследовательскую программу. Фактически, когда одна исследовательская программа терпит поражение и заменяется другой, мы можем — довольно непредусмотрительно — назвать эксперимент решающим, если он обеспечивает эффектное подтверждение для побеждающей программы и не подкрепляет отвергаемую (в том смысле, что новые результаты никогда не были «объяснены прогрессивно» — или вообще «объяснены» — в рамках отвергаемой программы». Многочисленные примеры из истории развития новейшей физики, которые анализирует Лакатош, достаточно убедительно Свидетельствуют об относительном характере экспериментов в науке.

Проблемы подтверждения и опровержения гипотез

При решении проблем подтверждения и опровержения гипотез необходимо учитывать, идет ли речь об отдельной, изолированной гипотезе или же о некоторой их системе.

Игнорирование этого обстоятельства и неконкретный подход к вопросу чаще всего и порождает крайние, односторонние попытки решения проблемы.

Как уже отмечалось, дедуктивисты вроде Поппера и его последователей единственно приемлемым методом проверки гипотез считают дедукцию. Сторонники индуктивизма все свое внимание обращают на индуктивные методы подтверждения. Такое противопоставление, во-первых, хотя и имеет известные основания, все же не учитывает той специфической роли, которую играют гипотезы в науке. Фактически в любой достаточно зрелой науке они выступают не обособленно, а в рамках теорий, т.е. системы взаимосвязанных гипотез. Во-вторых, в процессе научного исследования опровержение и подтверждение гипотез скорее дополняют, чем исключают друг друга. Поэтому мы не можем согласиться с мнением Поппера о том, что научные законы эмпирических теорий могут быть только опровергаемы, но не подтверждаемы.

Конечно, принципиальная возможность опровержения гипотезы или теории является важным критерием ее содержательности. Теория, которая может только подтверждаться, дает либо тривиальное, либо слишком схематическое объяснение исследуемых явлений. Возможность опровержения гипотезы, как справедливо замечает М. Бунге, есть признак ее научности. Но это условие, будучи необходимым, не является вместе с тем достаточным.

Чтобы обосновать гипотезу, мы должны по крайней мере на некоторых частных случаях убедиться в ее правильности. Частные случаи, подтверждающие гипотезу, будут свидетельствовать хотя бы о ее частичной истинности.

Степень вероятности гипотезы существенным образом зависит от тех посылок, которые служат для ее подтверждения.

С изменением посылок, получением новой информации меняется и вероятность гипотезы. Что касается численной оценки вероятности гипотез, то здесь мнения ученых расходятся. Большинство из них склоняется к мысли, что возможна лишь сравнительная оценка степени подтверждения гипотез. Иными славами, гипотезы можно лишь сравнивать в терминах «больше подтверждается», «одинаково подтверждается» или «меньше подтверждается». Учитывая, что эмпирические данные, на которые опираются разные гипотезы, могут оказаться различными, даже такое сравнение не всегда осуществимо.

Другие исследователи, как, например, Р. Карнап и его последователи, верят в возможность построения вероятностной логики, с помощью которой можно охарактеризовать степень подтверждения точным числом.

По-видимому, все же наиболее перспективными являются попытки создания сравнительной вероятностной логики, на чем так настаивал более осторожный Кейнс.

Как бы ни расходились мнения относительно оценки степени вероятности гипотез, тем не менее совершенно ясно, что методы вероятностной логики приспособлены главным образом для анализа подтверждения отдельных, логически между собой не связанных гипотез. В реальной науке такого рода гипотезы встречаются только тогда, когда мы имеем дело с эмпирической проверкой той или иной теории, но даже здесь приходится учитывать взаимовлияние гипотез друг на друга. Действительно, если гипотеза H₁ влечет гипотезу H₂, тогда подтверждение последней служит косвенным свидетельством первой. Именно так связаны друг с другом гипотезы в рамках гипотетико-дедуктивной системы. Поэтому по подтверждению эмпирически проверяемых гипотез можно косвенно судить о подтверждении гипотез, которые нельзя проверить непосредственно на опыте. Примеры подобного рода мы уже обсуждали.

Кроме подтверждения логических следствий гипотезы косвенным свидетельством ее правильности , могут служить также случаи подтверждения так или иначе связанных с ней гипотез того же уровня общности. Вот почему степень подтверждения гипотезы, включенной в теоретическую систему, увеличивается в такой мере, что с ней не может сравниться степень вероятности любого числа частных случаев ее подтверждения.

Надежность и достоверность исследований обусловлены теоретико-методологическими основами исследования, адекватными цели и задачам работы, глубиной теоретического анализа проблемы, подтверждением теоретических положений большим массивом эмпирических данных, применением надежных методов исследования, репрезентативностью выборки, использованием математико-статистических процедур обработки данных, соотнесением полученных данных с результатами других исследований, разносторонней апробацией промежуточных и итоговых результатов работы.

Практическая часть.

Тестовые задания.

Выберите один правильный ответ из предложенных вариантов.

1.Научная проблема требует решения :

А)путем научного исследования(-ий)

Б)путем совещания

В)путем изменения взгляда на эту проблему

Г)применения нанотехнологий

1.А

2.Выбор темы исследования входит в:

А)в 3-й этап исследования

Б)во 2-й этап исследования