ИСТОРИЯ горной науки

как метод познания 29-33
математическое моделирование

34-35

Times New Roman прямой
Межстрочный 1,5 интервала
Список литературы.
Нумерация по разделам.
Объем около

20 страниц.
Титульный лист – по образцу.
Текстовая и электронная версия, учитывается презентация.

Структура:
«История дисциплины, выдающиеся ученые»
«Связь с другими учебными дисциплинами»
«Предмет рассмотрения, учебные материалы».
«Формы занятий – аудиторные, практические»
«Что должен знать, уметь по окончании. Компетенции»
«Библиография»

Доцент Дмитриев П.Н. кафедра РМПИ

любого реферата - заключительная
его часть, в которой автор реферата

должен кратко изложить выводы,
к которым он лично пришёл в результате изучения различных
литературных источников.

Очень важен СТИЛЬ изложения заключительного раздела.
В научных публикациях НЕ следует употреблять местоимение «я».
Причина в том, что научный результат обычно достигается усилиями
многих людей. Разумеется, это учебный реферат и никого в этой работе
рядом не было. Однако впереди - работы более объемные и трудоёмкие,
как правило. И коллективные. Поэтому и в данном учебном СЛУЧАЕ
следует всё излагать в третьем лице. Например, «установлено» то-то и
то-то, «отмечено», «показано» и т.п. вместо "я установил (-а),
я отметил (-а)" и т.д. Можно использовать вводные слова, например
«было доказано» или «было отмечено», но не слишком часто, потому
что это не очень хорошо стилистически. Попробуйте, и вам понравится!

Доцент Дмитриев П.Н. кафедра РМПИ

фразы, содержащие отдельные мысли,
рассуждения. А потому есть определенные правила

представления текста,
разбитого на абзацы:
1) абзацы следует оформлять абзацным отступом (в Word”е это обычно 1,25 см). 2) абзацы не следует начинать с местоимений, потому что отдельный абзац
это отдельная самостоятельная мысль. Местоимение в начале абзаца ставит
читателя в тупик - к какой именно части текста местоимение относится? 3) страницы реферата должны быть пронумерованы (внизу по центру),
чтобы оглавление работало.


Если есть список использованной литературы, должны быть и указания в тексте
(ссылки) на конкретные литературные источники, из которых позаимствована
та или иная фраза. Список литературных источников - это не список книг в
библиотеке, скажем, а список именно ИСПОЛЬЗОВАННЫХ в качестве
ИСТОЧНИКОВ книг (статей или др.)

Доцент Дмитриев П.Н. кафедра РМПИ

яркой, многоцветной, но и мрачной
не должна

она быть; 2) после перехода к следующему слайду следует прерваться на 3-4 секунды,
чтобы зритель смог просмотреть слайд и подготовиться к слушанию (похоже,
что в мозгу за восприятие чтения и восприятие речи отвечает единый участок); 3) знаки копирайта ставить не обязательно; 4) шрифт на страницах презентации лучше не менять - заголовок, подзаголовок
и собственно текст. Читатель видит изменение шрифта – и запоминает на текст,
а измененный шрифт. Это мешает; 5) слайды следует нумеровать для удобства зрителя; 6) как и реферат, презентацию возможно предварительно показать мне.

Доцент Дмитриев П.Н. кафедра РМПИ

функциональные связи между ячейками. Т.е. список группы, оглавление книги, характеристики

устройства и т.п. - таблицами не являются, даже если их удобно и возможно оформить в виде таблицы; - таблица должна иметь номер и название; - номер таблицы и ее название предшествуют таблице; - по страницам таблицу следует переносить с заголовком, для чего следует выделить всю строку с заголовком таблицы, перейти в свойства таблицы и для строки выбрать опцию "повторять как заголовок на каждой странице«. 

Доцент Дмитриев П.Н. кафедра РМПИ

и политология
Экономика
Физическая культура
Информатика
Экология
Ноксология
Начертательная геометрия и инженерная графика
Русский язык и культура

речи

Психология и педагогика
Менеджмент
Правоведение
Риторика
Безопасность жизнедеятельности
Теория горения и взрыва
Горное дело
Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза
Механика
Теплофизика
Гидрогазодинамика
Управление техносферной безопасностью

(1) - сфера человеческой деятельности, содержанием и конечной целью
которой

является выработка и теоретическая систематизация объективных
знаний о действительности; одна из форм общественного сознания.

Нау́ка (2) в процессе исторического развития превращается в самостоятельную
производительную силу общества и в социальный институт исключительной
важности.

Нау́ка (3) - деятельность по получению нового знания и результат этой
деятельности — сумма полученных к данному моменту научных знаний,
образующих в совокупности научную картину мира.

Нау́ка (4) - отдельная отрасль научной деятельности, род специальной научной
деятельности с специальными методами, технологиями и инструментарием.

научной деятельности - получение знания или научного знания в форме

описания, объяснения и предсказания процессов и явлений действительности,
составляющих предмет научной деятельности, - на основе открываемых наукой
законов. В широком смысле — теоретическое отражение действительности.

Цель научной деятельности (2) - приращение суммы знания, причем зачастую
в отличие от иных форм общественной деятельности, результат которой
планомерно известен заранее, - нетрадиционного знания или в нетрадиционной форме.

Цель научной деятельности (3) – изменение прочих форм общественной деятельности.

научной деятельности (1) – познавательное обезличенное, максимально обобщённое объективное познавательное

творчество, в то время как в искусстве результаты художественного познания неотделимы от субъективного индивидуально-неповторимого личностного элемента.

Форма научной деятельности (2) – познавательная интеллектуально-понятийная деятельность «мышление в понятиях», тогда как искусство - чувственно-образная познавательная деятельность «мышление в образах».

Форма научной деятельности (3) – познавательная творческая деятельность в искусстве и в науке схожа по эмоциональному психологическому воздействию.

кафедра РМПИ
Мифология – первая попытка построить целостную, всеобъемлющую систему
представлений

об окружающей человека действительности. Главное в мифе –
связное содержание, набор поведенческих рекомендаций, которые
основываются на рекомендуемых последовательностях действий. Миф – это
система миропорядка, основанная на исторических и антропоморфных, а потому
ненаблюдаемых прецедентах. – древность

Натурфилософия – теоретический способ познания, основанный на логике,
использующий абстрактные понятия, логику доказательств. – ранние Ср.века

Прикладные науки (математика, геометрия, механика, медицина, философия,
астрономия); псевдонауки – схоластика, алхимия, астрология – Средние века.

Инструментальные экспериментальные науки – современного типа науки.
– Новое и новейшее время. Социальные, экономические науки.

Научный прогноз, футурология.

кафедра РМПИ
Новое время – в 16-17 веках отказ от сословного

деления общества в результате
так называемых буржуазных революций значительно расширил социальную
базу общественного производства, церковь утрачивает верховенство в идеях
(Н.Коперник, Г.Галилей)

Новое время – в 17-18 ведущим методом исследования становится эксперимент,
революционно расширяя область познаваемой реальности, соединяя
теоретические построения с наблюдаемым преобразованием окружающего мира
(И. Кеплер, У. Гарвей, Р. Декарт, Х. Гюйгенс, И. Ньютон)

Социальная философия нового времени - Г. Гроций, Б. Спиноза, Т. Гоббс, Дж. Локк
Механика – первая наука о движении материальных тел и о взаимодействии между телами, возникшая из эксперимента.

Новейшее время – 19 век: возникновение промышленного производства.
Специализированные науки физика, химия, геология, становятся отраслью производства и его движущей универсальной силой. Научное производство

кафедра РМПИ
Кризис механицизма – 20 век - революция в науке:

наука становится двигателем
общественного развития. Атомная физика. Социальные науки, научная организация
производительной деятельности (труда) – НОТ.
Кибернетика. Биология, научно-техническая революция.

Законы развития науки:
1) з-н Насыщения, когда производительные возможности развиваются
экспоненциально и исчерпывают все наличные человеческие ресурсы.
Закон Насыщения приводит к кризису рациональности научного
производства, когда отрасли науки конкурируют между собой. Так, наука угасает
как элемент «проигравшего конкуренцию» производства;
2) з-н Иррациональности – наука не имеет аналогов в человеческой истории, а
потому должна регулироваться обществом «на всякий случай»
3) з-н Кумулятивности – любая наука возникает из другой науки, отрицая её
и развивая её на новом уровне познания.

Смена парадигмы (цель существования) науки предметной на проблемную.

кафедра РМПИ
Предметная наука ведет к экстенсивной дифференциации. Закон насыщения
требует

синтеза методов и предметов научного исследования. В результате
возникают новые синтетические науки – синергия и сверхаддитивный эффект.

Интеграция наук ведет к диверсификации познания - экология.

РМПИ
Не только результат исследования, но и путь, ведущий к нему,

должен быть
истинным, правильным, заведомо приводящим «путника» к истине.

Метод (греч. methodos) — в самом широком смысле слова —
«путь к чему-либо», способ деятельности субъекта в любой её форме.

Понятие метода научного познания

Основная функция метода — внутренняя организация и регулирование
процесса познания или практического преобразования того или иного объекта.
Следовательно, метод - совокупность определенных правил, приемов,
способов, норм познания и действия (действий) исследователя.
Основное назначение любого метода - на основе соответствующих принципов
(требований, предписаний и т.п.) обеспечить успешное решение
определенных познавательных и практических проблем, приращение знания,
оптимальное функционирование и развитие тех или иных объектов.

РМПИ
Методология делится на содержательную и формальную:
Содержательная методология включает изучение

законов, теорий, структуры научного
знания, критериев научности и системы используемых методов исследования. Это система
определенных способов и приемов, применяемых в той или иной сфере деятельности
(в науке, политике, искусстве и т. п.)
Формальная методология связана с анализом методов исследования с точки зрения
логической структуры и формализованных подходов к построению теоретического знания,
его истинности и приёмов доказательства (аргументированность). Это учение об системе
научного исследования, общая теория метода, теория в действии

Методоло́гия (от греч. μεθοδολογία — учение о способах; от др.-греч. μέθοδος 
из μετά- + ὁδός, букв. «путь вслед за чем-либо» и др.-греч. λόγος — мысль, причина) 
— учение о методах, способах и стратегиях исследования предмета.

Конкретный метод обусловлен, прежде всего, своим предметом, т.е. тем, что
именно исследуется (отдельные объекты или их классы). Метод изменяется в
своем содержании вместе с предметом, на который он направлен.

РМПИ
Методы эмпирического исследования
Существуют 3 основных метода опосредованного получения нового

знания:
наблюдение – (операциональный, осознан в начале XX в.), в том числе
систематическое наблюдение
сравнение
счет
измерение и т.п.
экспериментальный
логико-математический (построение моделей)

Классификация методов научного познания

1 классификация: разделение всех методов на две большие группы –
на методы эмпирические и теоретические, которые различаются объектами:
в эмпирическом познании объект - это абстракции, выделяющие в
действительности некоторый набор свойств и отношений вещей;
теоретическом познании - теоретические идеальные объекты (идеализированные
объекты, абстрактные объекты или теоретические конструкты).

РМПИ
Наблюдение - это метод направленного отражения характеристик предмета, позволяющий
составить

определенное представление о наблюдаемом явлении.
В блок процедур наблюдения входят описание, измерение, сравнение.

Эксперимент - это более эффективный метод, отличающийся от наблюдения тем, что
исследователь с помощью эксперимента активно воздействует на предмет путем
создания искусственных условий, необходимых для выявления ранее неизвестных
свойств предмета.

Метод моделирования основан на создании модели, которая является заместителем
реального объекта в силу определенного сходства с ним. Главная функция моделирования,
если брать его в самом широком понимании, состоит в материализации, опредмечивании
идеального объекта. Построение и исследование модели равнозначно исследованию и
построению моделируемого объекта, с той лишь разницей, что второе совершается
материально, а первое - идеально, не затрагивая самого моделируемого объекта.
Из этого вытекает вторая важная функция модели в научном познании –
модель выступает программой действия по предстоящему построению,
сооружению моделируемого объекта.

РМПИ
Основные различия теории и метода состоят в следующем:

1) Объект:

теория — результат предыдущей деятельности, метод — исходный пункт и
предпосылка последующей деятельности;

2) Главные функции: теории — объяснение и предсказание (с целью отыскания
истины, законов; причины и т. п.), метода — регуляция и ориентация деятельности;

3) Отношение к действительности: теория — система идеальных образов, отражающих
сущность, закономерности объекта, метод — система регулятивов, правил, предписаний,
выступающих в качестве орудия дальнейшего познания и изменения действительности;

4) Цель: теория нацелена на решение задачи идентификации данного объекта, события,
явления; метод — на выявление способов и механизмов его исследования и преобразования.

РМПИ
Классификация методов научного познания

1 классификация по различию объектов:
Теоретические

и эмпирические -

в эмпирическом познании объект - это абстракции, выделяющие в действительности
некоторый набор свойств и отношений вещей.

теоретическом познании - теоретические идеальные объекты (идеализированные объекты,
абстрактные объекты или теоретические конструкты).

2 классификация по используемым методам познания:
диалектический, метафизический и аналитический

Назначение метода познания состоит в разработке единого исследовательского способа
деятельности, в развитии таких категориальных форм, которые были бы
максимально адекватны всеобщим законам существования исследуемой объективной
действительности, и становятся основанием для последующего субъективного использования
их в качестве средства познания и практического овладения действительностью.

РМПИ
1.Анализ и синтез.
Эмпирический анализ - это просто разложение целого

на его составные, более простые элементарные части. Синтез - это, наоборот, - соединение компонентов сложного явления. Теоретический анализ предусматривает выделение в объекте основного и существенного, незаметного эмпирическому зрению. Аналитический метод при этом включает в себя результаты абстрагирования, упрощения, формализации. Теоретический синтез - это расширяющее знание, конструирующее нечто новое, выходящее за рамки имеющейся основы.

2.Индукция и дедукция.
Индукция может быть определена как метод перехода от знания отдельных фактов к знанию общего. Дедукция - это метод перехода от знания общих закономерностей к частному их проявлению. Теоретическая индукция и основанная на ней дедукция отличаются от эмпирических индукции и дедукции тем, что они основаны не на поисках абстрактно-общего, одинакового в разных предметах и фактах ("Все лебеди - белы"), а на поисках конкретно-всеобщего, на поисках закона существования и развития исследуемой системы.

РМПИ
3.Исторический и логический методы познания основаны на диалектике, т. е.

взаимопревращении, исторического и логического: изучая историю, мы познаем объективную логику её изменения, изучая же предмет логически, мы восстанавливаем (реконструируем) историю его изменения. Историзм может быть абстрактным и конкретным. Абстрактный историзм - это эмпирический метод хронологического описания событий без анализа сути их состояния и закономерностей смены.

4.Интегрирующим научным методом, включающим в себя все перечисленные методы как моменты, является метод восхождения от абстрактного к конкретному. Это теоретический системный метод, состоящий в таком движении мысли, которое ведет исследователя ко все более полному, всестороннему воспроизведению объекта исследования.

Этапы теоретического исследования по методу восхождения:
1) эмпирическое исследование непосредственного чувственно-конкретно данного предмета,
2) этап восхождения от чувственно-конкретного к исходной абстракции, к познанию сущности предмета,
3) этап возвращения к "покинутому" в процессе абстрагирования предмету на основе знания его собственной сущности, т. е. этап восхождения от исходной абстракции к целостному теоретически-конкретному понятию предмета (события, явления); это путь к конкретному, сущностному научному мышлению, способному опредметиться в практике.

РМПИ
СООТНОШЕНИЕ ПРИНЦИПОВ, ФОРМ И МЕТОДОВ ПОЗНАНИЯ

РМПИ
Основные

методы теоретического исследования:
аксиоматический - научная теория строится в виде аксиом и правил,
принимаемых без логического доказательства и не опровергаемых
эмпирическими фактами. Метод А. широко используется в логике и математике
(например, через «2 точки можно провести 1 прямую»). Аксиомы не допускают
противоречий.
гипотетико-дедуктивный – исследование ведётся цепочкой гипотез, т.е.
предположений, допускающих проверку экспериментом. Метод ГД широко
используется в физике, электротехнике, экономических науках. Требует
хорошей математической подготовки.
описательные методы - словесные, графические, схематические.
Рассуждения исследователя опираются на данные эксперимента, поэтому
не предполагается обнаружение закономерных связей. Метод О. широко
применяется в биологии, медицине, психологии, социологии.

Основа теоретического исследования – теоретические идеальные объекты - специальные абстракции, которые являются логическими реконструкциями (образами) действительности.

РМПИ
ОСНОВНЫЕ ПРИЁМЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ

Формализация - отображение содержательного знания в знаково-символическом виде. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами), что связано с построением искусственных языков (язык математики, логики, химии и т.п.). Главное в формализации - над формулами можно производить операции. Тем самым операции с мыслями о предметах заменяются действиями со знаками и символами.

2. Идеализация - мыслительная процедура, связанная с образованием абстрактных объектов,
принципиально не осуществимых в действительности ("точка", "идеальный газ" и т.п.).
Идеализированный объект выступает как отражение реальных предметов и процессов.

3. Моделирование - метод исследования определенных объектов путем воспроизведения их
характеристик на другом объекте – модели. По характеру моделей выделяют материальное и
идеальное моделирование, выраженное в соответствующей знаковой форме. Материальные
модели являются природными объектами, подчиняющимися в своем функционировании
естественным законам - физики, механики и т.п. При материальном моделировании конкретного
объекта его изучение заменяется исследованием некоторой модели, имеющей ту же физическую
природу, что и оригинал (модели самолетов, кораблей, строительных объектов). При
идеальном моделировании модели выступают в виде графиков, чертежей, формул, систем
уравнений, предложений естественного и искусственного (символы) языка и т.п. В настоящее
время широкое распространение получило математическое (компьютерное) моделирование.

РМПИ
ОСНОВНЫЕ ПРИЁМЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ

4. Системный анализ - рассмотрение объектов как систем разнородных объектов. Ему характерны: исследование механизма взаимодействия системы и среды; изучение характера иерархичности, присущей данной системе; обеспечение всестороннего многоаспектного описания системы; рассмотрение системы как динамичной, развивающейся целостности с изменениями связей.

5. Структурно-функциональный (структурный) анализ строится на основе выделения в целостных системах их структуры совокупности устойчивых отношений и взаимосвязей между ее элементами и их роли относительно друг друга.
Структура понимается как нечто неизменное при определенных преобразованиях, а функция как "назначение" каждого из элементов данной системы.

кафедра РМПИ
Моделирование - исследование явлений, процессов или систем объектов путем

построения и изучения их моделей, а также использование моделей для определения или уточнения способов построения вновь создаваемых объектов. Метод моделирования обычно осуществляется путем построения и оперирования моделями, отражающими свойства, взаимосвязи, структурные и функциональные характеристики управляемых объектов, существенные с точки зрения осуществления управленческих решений. Реализуется моделирование в несколько этапов:
 
Этапы моделирования:

1. Постановка целей и задач конструирования моделей.
2. Теоретический (эмпирический) анализ данной модели и определение области применения.
3. Практическое применение полученных данных.
4. Если возникает необходимость, проводится четвертый этап, содержание которого составляет корректировка полученных результатов с целью введения дополнительных данных и факторов, возможных ограничений и уточнений.

кафедра РМПИ
Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании

различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т.д. Без предварительного создания чертежей невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.

Моделирование – метод познания окружающего мира, состоящий в создании и исследовании моделей.

Модель – некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса. Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.

Классификации моделей:
1) по области использования;
2) по фактору времени;
3) по отрасли знаний;
4) по форме представления.

кафедра РМПИ
1) Классификация моделей по области использования:
Учебные модели –

используются при обучении. Это могут быть наглядные пособия, различные тренажеры, обучающие программы.
 
Опытные модели – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик.

Научно–технические модели – для научных исследований процессов и явлений, объектов.

Игровые – для исследования связей и состояний объектов и систем.

Имитационные – для исследований функционирования, поведения в неизвестных условиях.

2) Классификация моделей по фактору времени:

Статические – неизменные во времени.

Динамические – изменяющиеся во времени.

кафедра РМПИ
3) Классификация моделей по отрасли знаний - это классификация

по отрасли деятельности человека: математические, биологические, химические, социальные, экономические, исторические и т.д.

4) Классификация моделей по форме представления:

Материальные – это предметные (физические) модели, имеющие реально существующие аналоги.

Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация, это теоретический метод познания окружающей среды. По признаку реализации они бывают: мысленные и вербальные; информационные.

кафедра РМПИ
Излишнее усложнение вредно: любая модель должна иметь оптимальную
сложность,

необходимую и достаточную для решения поставленной задачи (бритва Оккама).

В науке и технике не существует единой классификации видов моделирования:
- информационное моделирование;
- компьютерное моделирование;
- математическое моделирование;
- цифровое моделирование;
- логическое моделирование;
- педагогическое моделирование;
- психологическое моделирование;
- структурное моделирование;
- физическое моделирование;
- имитационное моделирование;
- эволюционное моделирование;
- и другие.

построения математической модели включает в себя следующие типовые этапы:
• формулирование

целей моделирования;
• качественный анализ системы, исходя из этих целей;
• формулировку законов и правдоподобных гипотез относительно структуры экосистемы, механизмов ее поведения в целом или отдельных частей (при самоорганизации эти законы "находит" компьютер);
• идентификацию модели (определение ее параметров);
• верификацию модели (проверку ее работоспособности и оценку степени адекватности реальной экосистеме);
• исследование модели (анализ устойчивости ее решений, чувствительности к изменениям параметров и пр.) и эксперимент с ней.

Ограничения:
• принцип Л. Заде: понятия "точности" и "сложности" при прогнозировании структуры и поведения сложных систем связаны обратной зависимостью – чем глубже анализируется реальная сложная система, тем менее определенны наши суждения о ее поведении.

принцип множественности моделей В.В. Налимова: для объяснения и предсказания структуры

и (или) поведения сложной системы возможно построение нескольких моделей, имеющих одинаковое право на существование” или;
• ни в одной из них нельзя учесть наиболее значимые факторы (принцип омни-потентности факторов);
• принцип контринтуитивного поведения сложных систем Дж. Форрестера: в конечном итоге сложная система ведет себя совсем не так, как предсказывает модель;
• принцип разделения функций описания и прогнозирования: одна модель (один закон) будет не в состоянии одновременно удовлетворительно выполнять как объяснительную, так и предсказательную функцию – нужны разные модели для объяснения и для предсказания;
• принцип практической ценности: согласие модели и опыта. Модель должна иметь конкретные цели.
Цели моделирования:
 
1) компактное описание наблюдений;
2) анализ наблюдений (объяснение явлений);
3) предсказание на основе наблюдений (прогнозирование).