Логика и методология научных исследований

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
Е. Д. Кравцова, А. Н. Городищева 
 
 
 
 
ЛОГИКА  И  МЕТОДОЛОГИЯ  
НАУЧНЫХ  ИССЛЕДОВАНИЙ 
 
 
Рекомендовано ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет» в качестве учебного пособия по дисциплине «Логика и методология научных исследований» для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению подготовки высшего 
профессионального образования 150100 «Материаловедение и технологии материалов» (степень «магистр»), 
16.07.2013 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2014 

УДК 16(07) 
ББК 87.4я73 
        К771 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кравцова, Е. Д. 
К771        Логика и методология научных исследований : учеб. пособие /   
Е. Д. Кравцова, А. Н. Городищева. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 
2014. – 168 с. 
ISBN 978-5-7638-2946-4   
 
 
Рассмотрена методология научных исследований: способы организации и 
осуществления экспериментов, наблюдений и измерений, методики отбора и 
анализа необходимой информации, формулирование целей  и задач исследования, математическое планирование экспериментов и обработка результатов, написание  докладов  и статей по результатам научного исследования.  
Предназначено для магистрантов направления подготовки 150100 «Материаловедение и технологии материалов», изучающих дисциплину «Логика и 
методология научных исследований». 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
          http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 16(07) 
ББК 87.4я73 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7638-2946-4 
                       © Сибирский федеральный  
                           университет, 2014 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 5 
 
1. ОСНОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИИ .................................................................. 7 
1.1. Логика и методология научного творчества ......................................... 7 
1.2. Научное творчество, НИР, НИРС ........................................................ 15  
 
2. ОРГАНИЗАЦИЯ  ПРОЦЕССА  НАУЧНОГО  ПОЗНАНИЯ ................... 19 
2.1. Классификация методов научного познания ...................................... 19 
2.2. Методология эмпирического исследования ........................................ 20 
2.3. Методы теоретического исследования ................................................ 24 
 
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ  НАУЧНОГО  ИССЛЕДОВАНИЯ ........................ 29 
3.1. Научный аппарат ................................................................................... 29 
3.2. Научные направления, проблемы и темы ........................................... 31  
3.3. Определение темы, цели и задач .......................................................... 34 
 
4. ИНФОРМАЦИОННОЕ  ОБЕСПЕЧЕНИЕ  
    НАУЧНОЙ  ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ................................................................... 45 
4.1. Научная информация ............................................................................. 45 
4.2. Источники печатной научной информации ........................................ 48 
4.3. Научно-техническая патентная информация ...................................... 49 
4.4. Современные методы поиска информации,   
       технология поиска информации в Интернете ..................................... 56 
4.5. Хранение и систематизация фактического  материала ...................... 60 
 
5. МЕТОДОЛОГИЯ  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ  ИССЛЕДОВАНИЙ ...... 66 
5.1. Идеальный научный эксперимент ........................................................ 66 
5.2. Классификация экспериментов ............................................................ 67 
5.3. Основные этапы экспериментального  исследования ........................ 73 
 
6. МЕТОДЫ   
    МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ  ЭКСПЕРИМЕНТА .......... 83  
6.1. Отличие однофакторных  и многофакторных экспериментов ......... 84 
6.2. Математическое планирование эксперимента ................................... 85 
6.3. Планы экспериментов  для линейного приближения  
       поверхности отклика ............................................................................. 89 
 
 
 

7. СТАТИСТИЧЕСКИЙ  АНАЛИЗ   И  ОБРАБОТКА   
    РЕЗУЛЬТАТОВ  ЭКСПЕРИМЕНТА ........................................................ 114 
7.1. Оценивание и классификация погрешностей ................................... 115 
7.2. Корреляционный и регрессионный  анализ данных ........................ 125 
 
8. АНАЛИЗ  ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ  
    ИССЛЕДОВАНИЙ  И ФОРМУЛИРОВАНИЕ  
    ВЫВОДОВ  И  ПРЕДЛОЖЕНИЙ ............................................................. 135  
8.1. Самоэкспертиза исследования ........................................................... 135  
8.2. Сопоставление выдвинутой рабочей гипотезы   
       с опытными данными .......................................................................... 138 
8.3. Формулирование выводов и предложений ....................................... 138 
8.4. Экономическое обоснование предложений ...................................... 140 
8.5. Оценка степени реализации исследования ....................................... 141 
 
9. ОФОРМЛЕНИЕ  НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ  РАБОТЫ ...... 146 
9.1. Виды представления результатов   
       научно-исследовательской деятельности .......................................... 147 
9.2. Литературная обработка научного исследования ............................ 148 
9.3. Требования к оформлению статей   
       и других научных материалов ............................................................ 155 
 
ГЛОССАРИЙ ................................................................................................... 161 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Одна из главных задач при подготовке выпускников инженерных 
специальностей состоит в том, чтобы научить их самостоятельно ставить 
новые задачи и находить конструкторско-технологические решения на 
уровне изобретений мирового уровня, обеспечивающих повышение 
качества продукции, всестороннюю интенсификацию и экономию 
ресурсов. Будущий специалист обязан овладеть знаниями и навыками 
решения творческих инженерных задач, в которых нет готовой постановки, неизвестен способ решения, нет близких примеров решения аналогичных задач. Эти качества  или, как сейчас принято говорить, – компетенции, 
студент приобретает в ходе научно-исследовательской деятельности. 
Именно в процессе выполнения научно-исследовательских работ происходит формирование навыков самостоятельного технического творчества, 
системного анализа технико-экономических проблем, формируется умение 
находить эффективные решения. 
В процессе обучения студенты занимаются в основном прикладными 
научными исследованиями, направленными преимущественно на применение новых знаний для достижения практических целей и решения 
конкретных задач. Эти задачи должны решаться посредством принятых             
в науке методов, подходов, экспериментальных методик, в логической 
последовательности современной научной парадигмы. В предлагаемом 
учебном пособии пути решения инженерных задач из области материаловедения и металлургии  раскрыты с позиций современных представлений  
о методологии научных исследований. 
Курсовые и дипломные проекты и работы должны содержать творческие инженерные решения, поэтому необходимо вырабатывать у будущих 
инженеров умения и навыки исследовательского подхода к решению 
инженерных задач, научить их работать с научной информацией, привить 
потребность непрерывно повышать уровень специальной инженерной 
подготовки в процессе практической деятельности. Решению указанных 
задач служит курс «Логика и методология научных исследований». 
В главах 1–4 рассматриваются основные понятия логики науки: особенности выражения научных знаний в предметной области, основные 
понятия и определения, особенности доказательства, анализ последовательности рассуждений, приводящих к новому результату.  
Задача специального изучения средств, приемов и методов научного 
исследования решается в главах 5–7, посвященных методологии научного 
познания. Здесь рассматриваются конкретные способы осуществления 
экспериментов, наблюдений и измерений, выделяются существенные 
признаки, 
которые 
присущи 
любым 
экспериментам, 
измерениям                    

и наблюдениям. В дополнение к теоретическим и практическим задачам           
с готовой постановкой даются способы оригинальных решений в виде 
четкого алгоритма, приводятся примеры решения задач по этому способу.  
Данное учебное пособие позволяет освоить методологию и методику 
научных исследований, а в дальнейшем самостоятельно  отбирать и анализировать необходимую информацию, формулировать цели и задачи, 
разрабатывать теоретические предпосылки, планировать и проводить 
эксперименты, отрабатывать результаты измерений и оценивать погрешности и наблюдения, сопоставлять результаты эксперимента с теоретическими предпосылками и формулировать выводы научных исследований; 
составлять отчеты, доклады или писать статьи по результатам научных 
исследований.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ОСНОВАНИЯ  МЕТОДОЛОГИИ 
 
 
Цель: изучить методы и приемы, в системе которых вырабатывается 
новое научное знание, чтобы на этой основе получить  идеи и разработать 
принципы, целенаправляющие естественнонаучный поиск и способствующие эффективному решению практических задач. 
 
Задачи: 
● определить понятие «научное знание»; 
● определить функции базовых понятий в естественнонаучном познании; 
● выяснить организующую роль принципов логики науки, используемых при построении умозаключений; 
● выяснить взаимосвязь основных познавательных единиц анализа 
науки; 
● определить роль и значение НИР и НИРС; 
● выяснить вероятностный характер получения естественнонаучного 
знания на эмпирическом и теоретическом уровне. 
 
Рекомендуемая литература 
1. Ушаков, Е. В. Введение в философию и методологию науки: учебник / Е.  В. Ушаков.  М.: Экзамен, 2005. – С. 61–167. 
2. Лукашевич, В. К. Основы методологии научных исследований: 
учеб. пособие для студентов вузов / В. К. Лукашевич.  Минск: Эллада, 
2001. – С. 7–39. 
3. Новиков, А. М. Методология научного исследования / А. М. Новиков,  Д. А. Новиков. – М.: Либроком, 2010. – С. 10–53. 
 
 
1.1. Логика и методология научного творчества 
 
Основы научного познания 

Наука  это сфера человеческой деятельности, функцией которой 
является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний            
о действительности.  
Главное назначение научной деятельности – получение знаний о реальности.  
Знание – идеальное воспроизведение в языковой форме обобщенных 
представлений о закономерных связях объективного мира. 
Функциями знания являются обобщение разрозненных представлений  
о закономерностях природы общества и мышления; хранение в обобщенных 

представлениях всего того, что может быть передано в качестве устойчивой основы практических действий. 
Знание является продуктом общественной деятельности людей, направленной на преобразование действительности. Процесс движения 
человеческой мысли от незнания к знанию называют познанием, в основе 
которого лежит отражение объективной действительности в сознании 
человека в процессе его общественной, производственной и научной 
деятельности, именуемой практикой. Потребности практики выступают 
основной и движущей силой развития познания, его целью. 
Различают относительное и абсолютное научное знание. Относительное знание – знание, которое, будучи в основном верным отражением 
действительности, отличается некоторой неполнотой совпадения образа         
с объектом. Абсолютное знание – это полное, исчерпывающее воспроизведение обобщенных представлений об объекте, обеспечивающее абсолютное совпадение образа с объектом. Абсолютное знание не может быть 
опровергнуто или изменено в будущем. 
Различают два уровня познания: чувственный и рациональный. Чувственное познание формирует эмпирическое знание, а рациональное – 
теоретическое. 
Чувственное познание обеспечивает непосредственную связь человека с окружающей действительностью. Элементами чувственного 
познания являются ощущение, восприятие, представление и воображение. 
Ощущение – это отражение мозгом человека свойств предметов или 
явлений объективного мира, которые действуют на его органы чувств. 
Восприятие – отражение мозгом человека предметов или явлений в целом, 
причем таких, которые действуют на органы чувств в данный момент 
времени. Восприятие – это первичный чувственный образ предмета или 
явления. Представление – вторичный образ предмета или явления, которые 
в данный момент времени не действуют на органы чувств человека, но обязательно действовали в прошлом. Воображение – это соединение и преобразование различных представлений в целостную картину новых образов. 
Рациональное познание дополняет и опережает чувственное, способствует осознанию сущности процессов, вскрывает закономерности развития. 
Формой рационального познания является абстрактное мышление. 
Мышление – это опосредованное и обобщенное отражение в мозгу 
человека существенных свойств, причинных отношений и закономерных 
связей между объектами или явлениями. Мышление неразрывно связано            
с языком. Основной инструмент мышления – логические рассуждения, 
структурными 
элементами 
которого 
являются 
понятия, 
суждения, 
умозаключения. 
Понятие – это мысль, отражающая существенные и необходимые 
признаки предмета или явления. Понятия могут быть общими, единичными, 

собирательными, абстрактными и конкретными, абсолютными и относительными. Общие понятия связаны не с одним, а с множеством предметов. 
Наиболее широкие понятия называются категориями. Единичные понятия 
относятся только к одному определенному предмету. Под собирательными 
подразумеваются понятия, обозначающие целые группы однородных 
предметов, представляющих собой известное единство, законченную 
совокупность (лес, транспортный поток и т. п.). 
Суждение – это мысль, в которой посредством связи принятых понятий утверждается или отрицается что-либо. В речи суждение выражается            
в виде предложения. Суждение – это сопоставление понятий, устанавливающих объективную связь между мыслимыми предметами и их признаками или между предметом и классом предметов. 
Умозаключение – процесс мышления, составляющий последовательность двух или нескольких суждений, в результате которых выводится 
новое суждение. Умозаключения делятся на две категории: дедуктивные и 
индуктивные. Дедуктивные умозаключения представляют собой выведение частного случая из какого-либо общего положения. В индуктивных 
умозаключениях на основании частных случаев приходят к общему 
положению. 
Основные особенности мышления: 
1. Мышление отражает действительность в обобщенных образах.  
2. Мышление – это процесс опосредствованного отражения действительности (т. е. не непосредственно при помощи органов чувств, а на 
основе уже имеющихся знаний).  
3. Мышление неразрывно связано с языком: какая бы мысль ни возникла в голове, она всегда существует лишь в словах и предложениях. При 
помощи языка люди выражают и закрепляют результаты своей мыслительной деятельности, а, обмениваясь мыслями, достигают взаимного 
понимания. 
4. Мышление – процесс активного отражения действительности.  
В процессе научного исследования следует выделить следующие 
этапы: возникновение идей; формирование понятий, суждений; выдвижение гипотез; обобщение научных фактов; доказательство правильности 
гипотез и суждений. 
Научная идея – интуитивное объяснение явления без промежуточной 
аргументации, без осознания всей совокупности связей, на основании 
которой делается вывод. Она базируется на уже имеющемся знании,               
но вскрывает ранее не замеченные закономерности. Идея материализуется 
в гипотезе. 
Гипотеза – это предположение о причине, которая вызывает данное 
следствие. Если гипотеза согласуется с наблюдаемыми фактами, то в науке 
ее называют теорией или законом. 

Закон – внутренняя существенная связь явлений, обусловливающая 
их необходимое закономерное развитие. Закон выражает определенную 
устойчивую связь между явлениями или свойствами материальных 
объектов. 
Теория – система обобщенного знания, объяснения тех или иных 
сторон действительности. Структуру теории формируют принципы, 
аксиомы, законы, суждения, положения, понятия, категории и факты. 
Таким образом, основными элементами научного знания являются: 
● твердо установленные факты; 
● законы и закономерности, обобщающие группы фактов; 
● теории, как правило, представляющие собой системы закономерностей, в совокупности описывающих некий фрагмент реальности; 
● научные картины мира, рисующие обобщенные образы всей реальности, в которых сведены в некое системное единство все теории, 
допускающие взаимное согласование. 
 
Логика и методология познания 

Предметом методологии науки выступают многообразные методы, 
приемы, операции научного исследования, его нормы и идеалы, структура 
и формы организации научного знания. Такие понятия, как эмпирический 
и теоретический уровни науки, научная революция, научная картина        
мира, идеалы и нормы науки, активно используются в историкометодологическом анализе и составляют его понятийный аппарат.  
Методология рассматривает учение об организации деятельности 
(деятельность – целенаправленная активность человека). Организовать 
деятельность означает упорядочить ее в целостную систему с четко 
определенными характеристиками, логической структурой и процессом ее 
осуществления. 
Логика (от греч. logos – мысль, слово, разум, закономерность) – это 
наука о мышлении. Но в отличие от других наук, например психологии, 
логика изучает мышление как средство познания. Предметом логики науки 
являются законы и формы, приемы и операции мышления, с помощью 
которых осуществляется научное познание мира. 
Для логики науки как средство познания интересен язык, т. е. интересно: о чем говорит язык, как определяет предмет, средства и результаты 
познания. Поэтому основное внимание сосредоточивается на процедурах 
выявления, сохранения, изменения и удостоверения смыслов языковых 
выражений, а именно определениях и доказательствах. 
Определение – это внутриязыковая операция, устанавливающая отношение синонимии между двумя языковыми выражениями. Определения 
выступают средством отбора, разграничения и классификации предметов 
действительности, т. е. служат практике, устанавливают значение и смысл 

термина в языке; служат средством сокращения, концентрирования              
и совершенствования научного языка; опосредуют передачу информации 
от одного субъекта к другому; позволяют анализировать понятийное 
содержание термина или сложного выражения, разлагать его на простейшие определяющие выражения и, наоборот, синтезировать содержание 
термина.  
Доказательство – это свидетельство истинности или ложности доказываемого знания. Конечное, или окончательное, доказательство достигается 
практикой, т. е. материальной преобразующей деятельностью, воплощающей 
в действительность доказываемые знания. Частными видами практики 
считаются наблюдение, эксперимент, производство товаров и услуг. 
Доказательство может быть воспроизведением шагов открытия,               
и любое открытие служит доказательством знания открытия. Практика             
и открытие представляют собой внешний источник знания, область 
приложения и конечное средство доказательства истинности или ложности 
теоретического знания. 
Для доказательства ищут основания, из которых доказываемое может 
быть выведено, либо из имеющегося основания выводят следствия в надежде 
получить одно из них, совпадающее с доказываемым. Доказывающее 
основание должно быть убедительным очевидностью или интуитивной 
ясностью своего содержания, а формы доказывающих переходов (выводов) 
должны подчиняться принятым правилам. В состав доказательства входят:  
● тезис (доказываемое суждение); 
● аргументы (основания, посылки – истинные доказывающие суждения);  
● формы (способ соединения аргументов с тезисом, обычно в виде 
цепи определений и силлогизмов).  
Степень зрелости науки и научного мышления определяется разнообразием и полнотой использования в них доказательств. Именно                    
на доказательства возложено бремя различения истины и заблуждения                  
в научном познании. 
Объяснение – это рассуждение, выявляющее основания определенного факта, гипотезы, закона или отдельной теории. 
В большинстве случаев объяснение выглядит дедуктивным умозаключением, в котором объясняемое оказывается логическим выводом                
из принятых посылок. Но хотя всякое объяснение опирается на логический 
вывод, не всякий вывод можно считать объяснением. 
Понимание – это операция мышления, связанная с усвоением нового 
содержания путем его включения в систему устоявшихся идей и представлений. 
Пониманием следует считать оценку на основе некоторого образца, 
стандарта, нормы или принципа. Понимать можно все, для чего существует 
образец, начиная с явлений неживой природы и кончая индивидуальными