Методология научных исследований

УДК 001.891+519.25
ББК 72.5
          М54
Авторы:
Е.В. Королев, А.С. Иноземцев, А.Н. Гришина, С.С. Иноземцев, В.А. Смирнов
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор А.М. Данилов,  
заведующий кафедрой математики и математического моделирования  
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»;
доктор технических наук, доцент А.Ф. Бурьянов,  
консультант кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов НИУ МГСУ
 
 
М54	 	
Методология научных исследований [Электронный ресурс] : [учебное пособие для обучающихся магистратуры по всем УГСН, реализуемым НИУ МГСУ, обучающихся специалитета по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и 
сооружений (№ 02 от 20.03.2019 г.)] / [Е.В. Королев и др.] ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра строительных материалов 
и материаловедения. — Электрон. дан. и прогр. (7,4 Мб). — Москва : Издательство 
МИСИ – МГСУ, 2019. — Режим доступа : http://lib.mgsu.ru/Scripts/irbis64r_91/cgiirbis_64.
exe?C21COM=F&I21DBN=IBIS&P21DBN=IBIS. — Загл. с титул. экрана.ISBN 978-5-7264-2089-9 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-2088-2 (локальное)
В учебном пособии приведены основные сведения из эпистемологии. Рассматриваются методы теоретических и практических исследований. Приводятся сведения об открытых программных инструментах для подготовки и представления исследований.
Для обучающихся по программам магистратуры всех УГСН, реализуемых НИУ МГСУ, 
обучающихся специалитета по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений (№ 02 от 20.03.2019 г.).
Учебное электронное издание
	
©	 Национальный исследовательский 
	
	
Московский государственный 
	
	
строительный университет, 2019

Редактор, корректор А.А. Космина
Компьютерная верстка О.Г. Горюновой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS5.5, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 16.12.2019 г. Объём данных 7,4 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

Оглавление
Предисловие.
.......................................................................................................................... 5
Введение................................................................................................................................. 6
1. Основы научного исследования .
....................................................................................... 7
1.1. Общее представление о науке.
..................................................................................... 7
1.1.1. Базовые понятия науки.
....................................................................................... 7
1.1.2. Основные аспекты науки................................................................................... 12
1.2. Классификация научного знания.
............................................................................. 15
1.3. Цель и задачи науки .................................................................................................. 15
1.4. Характеристики научной деятельности.................................................................... 18
1.5. Принципы научного познания.
................................................................................. 20
1.6. Методы научного исследования и средства научного познания.
............................. 21
1.7. Законодательные основы науки................................................................................ 27
Контрольные вопросы.
..................................................................................................... 28
2. Организация процесса проведения научного исследования.......................................... 30
2.1. Фаза проектирования научного исследований......................................................... 30
2.2. Технологическая фаза научного исследования......................................................... 33
2.2.1. Стадия исследования. Теоретический этап .
..................................................... 34
2.2.2. Стадия исследования. Эмпирический этап ..................................................... 40
2.2.3. Стадия оформления результатов....................................................................... 41
Контрольные вопросы.
..................................................................................................... 42
3. Эмпирический этап. Опытно-экспериментальная работа ............................................ 43
3.1. Математическая теория эксперимента..................................................................... 43
3.1.1. Этапы проведения эксперимента...................................................................... 43
3.1.2. Натурные исследования.
.................................................................................... 45
3.1.3. Натурно-статистическое моделирование......................................................... 46
3.2. Обработка результатов исследования.
....................................................................... 48
3.2.1. Обработка эмпирического материала............................................................... 48
3.2.2. Общие программные инструменты научных исследований............................ 64
3.2.3. Программный инструментарий обработки статистических данных............... 65
3.2.4. Примеры решения задач обработки эмпирических данных............................ 71
3.2.5. Использование специализированного программного обеспечения 
для построения регрессионной модели............................................................. 78
3.2.6. Пример решения задачи многоэтапного планирования 
и последовательного анализа эксперимента..................................................... 82
Контрольные вопросы.
..................................................................................................... 95
4. Результаты научного исследования................................................................................. 97
4.1. Представление результатов исследования................................................................ 97
4.1.1. Стадия оформления результатов исследования.
............................................... 97
4.1.2. Научный стиль речи........................................................................................... 97
4.2. Этика науки................................................................................................................ 99
4.2.1. Этические аспекты развития методологии научного познания.
...................... 99
4.2.2. Цитирование. Плагиат .....................................................................................101
4.2.3. Лженаука.
...........................................................................................................101
4.3. Рефлексивная фаза научного исследования ...........................................................102
Контрольные вопросы.
....................................................................................................103
Библиографический список...............................................................................................104

ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебное пособие предназначено для обучающихся, осваивающих образовательные 
программы магистратуры, реализуемые в НИУ МГСУ.
Книга состоит из четырёх разделов.
В первом разделе приводятся основные сведения из эпистемологии. Рассматриваются дефиниции науки, научной парадигмы, объекта и предмета, научной проблемы, 
наблюдения и эксперимента, теоретического и эмпирического, научной работы, научного работника. Даются представления о цели и задачах науки, характеристиках научной деятельности, принципах и средствах научного познания, методах научного исследования.
Второй раздел посвящён вопросу организации процесса проведения научного исследования. Рассматриваются фазы научного исследования, подробно охарактеризованы фаза проектирования и технологическая фаза научного исследования.
В третьем разделе подробно рассматривается эмпирический этап стадии исследования технологической фазы. Затрагиваются вопросы математической теории эксперимента и обработки экспериментальных данных.
Четвёртый раздел посвящён вопросам представления результатов исследований. Затрагиваются вопросы этики науки. Даётся характеристика завершающей рефлексивной фазы научного исследования.
Все разделы содержат контрольные вопросы для самопроверки. В заключение приводится перечень литературы.
Учебное пособие подготовлено на кафедре строительных материалов и материаловедения НИУ МГСУ.

ВВЕДЕНИЕ
Наука и научные знания традиционно являются важнейшим инструментом для развития человека или общества в целом. Накопление научной информации и потребность в обновлении знаний взаимосвязаны и взаимозависимы со стремлением к развитию и совершенствованию навыков научного познания процессов и явлений.
Постоянная потребность в квалифицированных кадрах, вызванная необходимостью 
повышения эффективности труда в Российской Федерации, требует от специалистов 
разных отраслей высокой профессиональной и общенаучной подготовки. В условиях 
конкуренции для развития промышленности актуальным становится не только использование текущих научных знаний, но и получение новых, а также разработка и 
внедрение достижений науки на практике; оптимизация процессов управления, подготовка обоснования для принятия решения и др. Поэтому современные специалисты 
должны не только ориентироваться в традиционной методологии научного исследования, но и обладать соответствующими компетенциями для освоения новых методов, 
с последующим применением результатов исследования в производственном процессе.Затрагивая широкий круг тематик — от общенаучных представлений, базовых понятий и средств научного исследования и до методологии и этики науки, методология 
научного исследования рассматривает вопрос организации упорядоченной и систематизированной научной деятельности.
Важнейшей частью выполнения научных исследований является постановка экспериментов. Обработка эмпирического материала требует привлечения методов прикладной статистики, которая, в свою очередь, основана на теории вероятностей.
Необходимое внимание уделяется рефлексивной фазе научного исследования и этическим аспектам научной деятельности.

1. ОСНОВЫ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Общее представление о науке
Наука — это сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. Знания, полученные в результате научной деятельности, используются в других отраслях 
деятельности человека. Поэтому исключительной особенностью науки является получение нового научного знания.
1.1.1. Базовые понятия науки
Наукой в содержательном плане можно назвать организацию знания в форме, допускающей верификацию и позволяющей делать прогнозы (обладающей прогностической способностью). Если знание организовано в указанной форме, то его называют 
научным знанием.
Таким образом, характеристическими признаками науки и научного знания являются следующие необходимые признаки:
– верифицируемость;
– прогностическая способность.
Эти признаки должны быть объективными. Если хотя бы один из них субъективен — 
знание относится к лженауке; если хотя бы один из них отсутствует — знание не относится к науке. В философии науки в рамках направления, называемого критическим 
рационализмом, в качестве ещё одного необходимого условия научного знания указывают предложенный К.Р
. Поппером принцип фальсифицируемости — научные теории 
могут и должны рационально критиковаться, и если они имеют эмпирическое содержание, то должны быть подвергнуты экспериментальному подтверждению, которое 
может опровергнуть их. Таким образом, знания являются научными тогда и только тогда, когда они потенциально опровержимы. Если знание потенциально опровержимо, 
имеет значение, опровергнуто оно или нет.
Приведённое определение науки устраняет необходимость в определении понятия 
научной картины мира; последнюю можно считать верхним (обобщающим) уровнем 
организации научного знания. На следующем после научной картины мира уровне находятся составляющие её научные парадигмы.
Научной парадигмой называют научное знание, разделяемое большинством.
Понятие познания конкретизируется в понятии научной деятельности.
Научной деятельностью называют получение нового научного знания.
Понятия научной работы и научных исследований тождественны понятию научной 
деятельности.
Научным работником (или учёным) называется лицо, основным источником материального дохода которого является его научная деятельность.
Научным исследователем можно назвать лицо, занимающееся научной деятельностью без непосредственного материального стимулирования. 
Научным деятелем можно назвать лицо, которое является научным работником или 
научным исследователем. 
Введённые таким образом понятия научного работника, исследователя и деятеля не 
тождественны друг другу.
Научным коллективом (субъектом научной деятельности) называется социальная 
группа, в которую входит хотя бы один научный деятель (возможно — научный работник).7

В научных исследованиях используется множество различных терминов: «объект», 
«предмет», «формула», «постулат», «понятие», «проблема», «задача», «уравнение», «гипотеза», «теория» и т.д. При этом определения, формулировки и смысл, которые вкладываются в эти термины, очень разнятся. Поэтому обратимся к терминологии научного исследования.
Термином называется слово или словосочетание, призванное обозначить объект, 
предмет, явление или понятие о них в пределах сферы знаний. Для однозначной трактовки термин должен иметь только одно значение, например, «скальпель», «синус», 
«карбюратор» и т.д. Однако число таких однозначных терминов ограничено. Термин 
определяет значение объекта в языке. Особенно указанное важно в специальном языке, используемом в научном стиле речи, когда важно однозначное выражение мысли. 
Большинство используемых в настоящее время научных терминов имеет греческое или 
латинское происхождение. Это обусловлено развитием европейской науки, а также 
стремлением к интернационализации научных терминов. Однако эффективность такого подхода ниже необходимого. Например, существуют необщепринятые термины, 
которые наиболее ёмко отражают процессы, явления и т.д. А также за некоторыми терминами закрепляется иной общепринятый смысл, который отличается от исходного. 
Чтобы установить значение иностранного термина, необходимо понять его смысл, т.е. 
выявить предназначение термина, понять суть, после чего выполняется перевод слова.После проведения научного исследования происходит в сознании человека формирование некого мысленного образа, являющегося результатом научной деятельности. 
Полученный образ характеризуется рядом черт, свойств, особенностей или признаков. 
Признаком называют всё то, чем предметы могут быть сходны между собой или отличаться один от другого.
Совокупность признаков позволяет как представить объект на основании совокупности установленных признаков, так и выделить объект, обладающий выделенными 
признаками, из совокупности объектов.
Таким образом, при формулировании определения изначально происходит формирование представлений об объекте, предмете или явлении. При этом учитывается совокупность установленных признаков, которые могут быть как общими, так и индивидуальными; объединяются существенные и несущественные признаки. После 
установления совокупности признаков происходит формирование понятия. Это необходимо, так как точное логическое определение понятия является главнейшим условием истинности знания, что было показано ещё мыслителем Древней Греции Сократом. 
После этого наступает длительный и ответственный мыслительный процесс, результатом которого является формирование мыслительной логической или логико-геометрической модели. Значимость этого процесса заключается в необходимости создания 
наиболее точного и ясного мысленного образа, который сможет наиболее эффективно передать смысл термина. Для этого необходимо выделить существенный признак, 
присущий объекту, предмету или явлению. 
Существенный признак — это некая черта, особенность предмета, которая необходимо ему присуща, лишившись которой, он перестаёт быть самим собой.
Понятие — это высший уровень обобщения, это мысленный образ (форма мысли) 
предметов и явлений в их наиболее общих и существенных признаках. Это основное 
отличие понятия от представления, так как понятие, в отличие от представления, не 
включает в себя несущественные признаки. Характеристикой научных понятий явля8

ется их способность отражать существенные и необходимые признаки. Отсутствие деталей в определении научных понятий позволяет избежать ошибочных интерпретаций. Научные понятия пригодны для использования при обобщении различных 
представлении и мнений, т.е. при формировании понятия необходимо выделить существенные признаки, присущие объекту, предмету и т.д., что позволяет понять смысл, 
придаваемый понятию. Предельно общие, фундаментальные понятия принято называть категориями, или первопонятиями. Примерами категорий являются базовые определения, такие как «время», «пространство» и др.
Создание языка науки таким образом, чтобы каждый отдельный термин обозначал 
одно понятие (мысленный образ), является сложной задачей. Сформулированное понятие должно передавать сформированный мысленный образ, который должен помогать в общении учёных между собой. Созданный мысленный образ или понятие позволяют сформулировать определение. 
Определение, или дефиниция (от лат. definitio — проведение границ, ограничение, от 
лат. finis — предел, граница). Незнакомые слова нуждаются в пояснении, или расшифровке. Этим пояснением является определение. Учитывая, что логичный язык науки 
не допускает многозначную трактовку, определение раскрывает содержание понятия. 
Единые представления образа позволяют сформулировать определение в качестве краткой лингвистической формулы. При этом исключается двойная интерпретация термина, что происходит при различных представлениях учёных.
Для формулировки определения, которое было бы общепринятым и пригодным для 
использования, необходимо чтобы определение содержало два основных элемента:
– определяемое понятие (от лат. definiendum) — понятие, содержание которого необходимо установить;
– определяющее понятие или набор понятий (от лат. definiens), которые на начальный момент неизвестны.
Построение определений можно осуществлять на основании родового и видового 
отличий. Родовое понятие формулируется изначально в широком представлении, после чего добавляются видовые отличия, ограничивающие определение.
Таким образом, определение — это лингвистическая формула (краткое выражение 
смысла), выражающее существенные признаки объекта, предмета.
Формулирование определения — это мыслительная работа, позволяющая придать 
точный смысл языковому выражению (термину) при помощи уже осмысленных и знакомых понятий и терминов.
Но иногда возникают сложности в формулировании определения, несмотря на наличие понятия. Например, множество — это абстрактный образ, на него можно только указать. Перечень таких понятий можно продолжить. Решение таких задач осуществляется с использованием приёмов, позволяющих раскрыть смысл понятий. Ими 
являются описание, характеристика, сравнение, суждение.
Описание — это перечисление внешних черт предмета, включающих как существенные, так и несущественные признаки предмета, позволяющие отличить его от других.
Характеристика даёт перечисление лишь наиболее важных в том или ином отношении признаков.
Сравнение указывает на сходство предметов, порой неожиданное, и позволяет лучше понять или по-новому осветить их черты и свойства.
Суждение — форма мысли, в которой что-либо утверждается или отрицается о существовании предметов и явлений, о связях между предметами и их свойствами или 
9

об отношениях между предметами. Суждения позволяют прояснить смысл и составить 
понятие об объекте.
Назначением мыслительной деятельности является формирование вектора исследований, что выступает результатом выявления существенных признаков предмета. 
Введение последовательных видовых ограничений создаёт условия для возникновения классификаций (от лат. classis — разряд, класс), которые являются одним из важнейших инструментов научного познания и используются при построении логической 
структуры теоретического исследования (см. далее). 
Таким образом, определение является выражением научного термина в словесной 
форме. Формирование определения происходит по следующему алгоритму: 
– наблюдение объекта (фактуальный уровень);
– формирование мысленного образа предметов и явлений с указанием общих и существенных признаков, протекающее на ментальном уровне в сознании человека;
– словесное выражение понятия, которое растолковывает смысл на лингвистическом уровне. Указанное означает, что определение дано.
Но особенностью научных исследований является то, что объект не всегда имеет выделенные существенные признаки объекта исследования, а также то, что объект и предмет исследования не всегда являются очевидными. 
Объект и предмет исследования (понятие и определение). Рассматривая термины 
«объект» и «предмет» исследования, можно отметить следующую особенность: некоторые исследователи отождествляют эти понятия, что выражается в том, что объект и 
предмет исследования порой определяются практически одинаково. 
Рассмотрим лингвистическую формулу понятия «объект». Объект исследования (от 
лат. objectum — предмет) — это явление или процесс окружающего мира, на который 
направлена познавательная деятельность. В философии объектом исследования называют окружающий мир. Кроме того, отдельное определение объекта науки даётся в 
многочисленных отраслях науки.
При проведении узких научных исследований происходит ограничение понятия 
«объект». В результате в объекте выделяются только отдельные аспекты, процессы или 
явления, которые изучаются. Такие отдельные аспекты объекта, отдельные процессы 
или явления называют предметом исследования. 
Таким образом, предмет научного исследования — это признаки объекта, на которые 
направлена познавательная деятельность.
Использование видового и родового понятий позволяет продемонстрировать различия между объектом и предметом научного исследования. Указанное является основанием для разделения терминов «объект» («object») и «предмет» («subject») в английском языке.
Сложность выбора объекта и предмета в научном исследовании вызвана следующими основаниями:
– наука ставит своей целью установление фактов, законов, но зачастую сложно установить объект исследования. Например, закон всемирного тяготения — два тела притягиваются друг к другу прямо пропорционально массе и обратно пропорционально 
квадрату расстояния между ними. Указанное является научно установленным фактом, 
однако, что здесь объект исследования? 
– особенностью является то, что выделение объекта и предмета исследования осуществляется в сознании человека в результате суждений и размышлений. Результатом 
суждений и размышлений являются выявленные новые признаки, которые позволяют уточнять понятие объекта и предмета исследования.
10

Научное исследование начинается с обнаружения и накопления фактов (от лат. 
factum — сделанное, свершившееся), т.е. известных свершившихся событий, истинность которых не вызывает сомнений. 
Считается, что научный факт — это данные, которые подтверждены экспериментами, ими могут быть научные наблюдения, многократно подтверждённые экспериментально, например, закон всемирного тяготения. При этом считается, что однократное 
наблюдение не является основанием для выводов.
Следует отметить, что научные факты рассматриваются учёными по-разному. Различия заключаются в понимании фактического существования. Так, часть исследователей считает, что научные факты не зависят от теории, а другие считают научные факты истолкованием событий. Таким образом, явление может быть принципиально 
двояко истолковано. 
Таким образом, понятия «объект» и «предмет» исследования рассматривают различные стороны, свойства, отношения изучаемых фрагментов окружающего мира. 
Явления, процессы, события, рассматриваемые учёными, могут иметь как массовый характер, так и быть частными или даже единичными. Единичные явления в науке называются феноменами. Если наблюдаемые явления, события, процессы не могут быть описаны известными теориями, противоречат научным законам, то их 
называют аномальными фактами, или аномалиями.
Также следует отметить, что аномалии могут быть результатом влияния субъективных факторов, целенаправленного вмешательства в наблюдаемый процесс или быть 
результатом несовершенства методики исследования. Такие события называются артефактами. Артефакты проявляются при наблюдении различных результатов при идентичной методике проведения эксперимента. Кроме того, истинность знаний, получаемых на основе обработки экспериментальных данных, может вызывать сомнения. 
Это связано с ошибками, допущенными при получении и сборе данных (неверная трактовка первоисточника, использование в качестве основы заведомо недостоверной информации). Накопление данных является многоитерационным процессом, который 
включается в себя наблюдения, измерения и эксперименты.
Проблема (от греч. πρόβλημα — преграда, трудность, задача) в широком смысле — это 
сложный вопрос или ситуация, которая нежелательна или требует решения.
Научная проблема — это знание о незнании. Выбор и постановка научной проблемы 
обусловлена объективными факторами.
Важной предпосылкой успешного решения проблемы служит её правильная постановка. Решение научной проблемы обязательно требует выдвижения предположений 
о том, каким образом может быть решена эта проблема.
Гипотеза (от греч. ὑπόθεσις — основание, предположение) — недоказанное утверждение, предположение или догадка. Научная гипотеза — это такая форма развития знания, которая выражает научно обоснованное предположение.
Как правило, теоретическая стадия исследования проблемы начинается с выдвижения предположения, объясняющего причину явления, хотя достоверность данного 
предположения не доказана и не подтверждена практикой. В процессе доказательства 
научная гипотеза может стать научной теорией или может быть опровергнута, если 
проверка даёт отрицательный результат.
Например, гипотезы о существовании «теплорода», «флогистона», «эфира», не найдя подтверждения, были отвергнуты как заблуждения. Не доказанная и не опровергнутая гипотеза называется открытой проблемой.
11