Педагогическая технология освоения учащимися исследовательской деятельности. Палецкий С.В. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

35
5.5. Обнаружение закономерностей и выдвижение гипотез
Эмпирические гипотезы формулируют определенные законо-
мерности. Главная цель при этом получать ответ на вопрос: воз-
можен ли такой ход событий, такой факт, при этом гипотеза должна
дать однозначный ответ: «да» или «нет». Так же гипотеза должна
отвечать и на более сложный вопрос, например: это будет при та-
ких-то и таких-то условиях. При этом гипотеза отвечает списком
всех ситуаций, не запрещенных ее тестовым алгоритмом. Например,
если есть вещество Х, ускоряющее вегетативное созревание расте-
ний на Y% при соблюдении Ζ условий, то можно предположить, что
если тестовый алгоритм не запрещает t 0
0
С, то применение Х будет
всегда давать положительный эффект от t 0
0
С.
Но из этого следует, что протокол неполный, т. е. часть опре-
делений представлена в значении «не измерено»: данные отсутст-
вуют.
Задача предсказания: найти такой протокол, в котором ска-
занное о субъекте (предикат) соответствовало бы конкретному вы-
сказыванию. В нашем случае, если Z при t 0, то Х дает эффект;
если Z 0, эффект отсутствует.
При этом представления о мире не меняются. Они использу-
ются для того, чтобы высказать предположение, что в мире возмож-
ны события, факты, явления, зафиксированные в протоколе pr. Если
наше предположение основывается на эмпирической проверке, то
есть основание говорить об эмпирическом предсказании [9, с. 7].
Как выдвинуть эмпирическое предсказание? Представим, что
в мире есть гипотеза h, которая говорит о том, что наиболее часто
встречающиеся события описаны простыми протоколами, напри-
мер, формулами (N=A/t; υ =S/t и т. д). Возможно также допустить,
что имеются протоколы, в которых некоторые свойства изучаемых
объектов не измерялись, что зафиксировано P. Следовательно, за-
дача будет состоять в том, чтобы заменить символ рr¹ и Р¹ на
Р(измерено).
36
Для решения данной задачи воспользуемся алгоритмом эмпи-
рического предсказания ЭМПо. В этом предсказании выделим две
части: генератор вариантов и селектор вариантов.
Генератор дает всевозможные варианты протокола: например,
увеличиваем концентрацию вещества Х от 0 до 100% на S площади,
изменяем Z условия t от +20 до –20
0
С.
Затем «включаем» селектор вариантов, который проверит, до-
пустим ли данный протокол с точки зрения гипотезы. Если гипотеза
утверждает, что наибольший эффект может быть достигнут при
концентрации 30% на S и t 10
0
С, то вычеркиваем все те протоко-
лы, которые противоречат тестовому алгоритму при проведении
простых исследований. Такая операция, как правило, проводится «в
уме», но без эмпирического предсказания трудно сформулировать
гипотезу более сложного исследования.
Разберем еще один пример. Предположим, проводится иссле-
дование экологического состояния воздушной среды объекта Х, вы-
двигается (исходная гипотеза) h
0
экологическое состояние воз-
душной среды объекта определяется качеством воздуха, под кото-
рым мыслится отношение химического состава воздуха к примесям
антропогенного характера (в данном случае примесями случайного
происхождения пренебрегаем), в процентах. Следовательно, чем
больше примесей антропогенного характера, тем острее экологи-
ческое состояние воздушной среды объекта.
Источников загрязнения антропогенного характера множест-
во, однако два из них вызывают наиболее серьезные нарушения
экологического равновесия: индустрия и транспорт.
Работа двигателей внутреннего сгорания приводит к выбросу
выхлопных газов, в которых содержатся оксиды азота, соединения
свинца, особенно опасен тетраэтилсвинец, добавленный как присад-
ка в топливо. В зависимости от интенсивности движения количество
соединений свинца может достигать 4–12 мг/м
3
; при работе на се-
росодержащем топливе в воздухе появляется диоксид серы; помимо
этого в воздух выбрасывается угарный газ, продукты неполного
сгорания бензина [3, с. 128].
                                                                            Для решения данной задачи воспользуемся алгоритмом эмпи-
   5.5. Обнаружение закономерностей и выдвижение гипотез              рического предсказания ЭМПо. В этом предсказании выделим две
                                                                      части: генератор вариантов и селектор вариантов.
      Эмпирические гипотезы формулируют определенные законо-                Генератор дает всевозможные варианты протокола: например,
мерности. Главная цель при этом – получать ответ на вопрос: воз-      увеличиваем концентрацию вещества Х от 0 до 100% на S площади,
можен ли такой ход событий, такой факт, при этом гипотеза должна      изменяем Z условия t от +20 до –20 0С.
дать однозначный ответ: «да» или «нет». Так же гипотеза должна              Затем «включаем» селектор вариантов, который проверит, до-
отвечать и на более сложный вопрос, например: это будет при та-       пустим ли данный протокол с точки зрения гипотезы. Если гипотеза
ких-то и таких-то условиях. При этом гипотеза отвечает списком        утверждает, что наибольший эффект может быть достигнут при
всех ситуаций, не запрещенных ее тестовым алгоритмом. Например,       концентрации 30% на S и t ≤ 10 0С, то вычеркиваем все те протоко-
если есть вещество Х, ускоряющее вегетативное созревание расте-       лы, которые противоречат тестовому алгоритму при проведении
ний на Y% при соблюдении Ζ условий, то можно предположить, что        простых исследований. Такая операция, как правило, проводится «в
если тестовый алгоритм не запрещает t 00С, то применение Х будет      уме», но без эмпирического предсказания трудно сформулировать
всегда давать положительный эффект от t 00С.                          гипотезу более сложного исследования.
      Но из этого следует, что протокол неполный, т. е. часть опре-         Разберем еще один пример. Предположим, проводится иссле-
делений представлена в значении «не измерено»: данные отсутст-        дование экологического состояния воздушной среды объекта Х, вы-
вуют.                                                                 двигается (исходная гипотеза) h0 – экологическое состояние воз-
      Задача предсказания: найти такой протокол, в котором ска-       душной среды объекта определяется качеством воздуха, под кото-
занное о субъекте (предикат) соответствовало бы конкретному вы-       рым мыслится отношение химического состава воздуха к примесям
сказыванию. В нашем случае, если Z при t ≥ 0, то Х дает эффект;       антропогенного характера (в данном случае примесями случайного
если Z ≤ 0, эффект отсутствует.                                       происхождения пренебрегаем), в процентах. Следовательно, чем
      При этом представления о мире не меняются. Они использу-        больше примесей антропогенного характера, тем острее экологи-
ются для того, чтобы высказать предположение, что в мире возмож-      ческое состояние воздушной среды объекта.
ны события, факты, явления, зафиксированные в протоколе pr. Если            Источников загрязнения антропогенного характера множест-
наше предположение основывается на эмпирической проверке, то          во, однако два из них вызывают наиболее серьезные нарушения
есть основание говорить об эмпирическом предсказании [9, с. 7].       экологического равновесия: индустрия и транспорт.
      Как выдвинуть эмпирическое предсказание? Представим, что              Работа двигателей внутреннего сгорания приводит к выбросу
в мире есть гипотеза h, которая говорит о том, что наиболее часто     выхлопных газов, в которых содержатся оксиды азота, соединения
встречающиеся события описаны простыми протоколами, напри-            свинца, особенно опасен тетраэтилсвинец, добавленный как присад-
мер, формулами (N=A/t; υ =S/t и т. д). Возможно также допустить,      ка в топливо. В зависимости от интенсивности движения количество
что имеются протоколы, в которых некоторые свойства изучаемых         соединений свинца может достигать 4–12 мг/м3 ; при работе на се-
объектов не измерялись, что зафиксировано P. Следовательно, за-       росодержащем топливе в воздухе появляется диоксид серы; помимо
дача будет состоять в том, чтобы заменить символ рr¹ и Р¹ на          этого в воздух выбрасывается угарный газ, продукты неполного
Р(измерено).                                                          сгорания бензина [3, с. 128].
                                                                35    36