Потребность в моделировании возникает тогда, когда исследование самого объекта невозможно, затруднительно, дорого, требует слишком длительного времени и т. д.
Между моделью и оригиналом должно существовать известное сходство (отношение подобия): физических характеристик, функций поведения изучаемого объекта и его математического описания, структуры и др. Именно это сходство и позволяет переносить информацию, полученную в результате исследования модели, на оригинал.
Материальные модели являются природными объектами, подчиняющимися в своем функционировании естественным законам физики, механики и т. д. При физическом (предметном) моделировании конкретного объекта его изучение заменяется исследованием некоторой модели, имеющей ту же физическую природу, что и оригинал (модель самолетов, кораблей и т. п.). При идеальном (знаковом) моделировании модели выступают в виде схем, графиков, чертежей, формул, систем уравнений и т. д. К идеальному моделированию относится так называемое мысленное моделирование. Его принято классифицировать на наглядное, символическое и математическое.
Рассмотрим их более подробно. Наглядное моделирование производится на базе представлений исследователя о реальном объекте при помощи создания наглядной модели, отображающей явления и процессы, протекающие в объекте. Наглядное моделирование, в свою очередь, можно подразделить на гипотическое, аналоговое и макетированное.
При гипотическом моделировании выдвигается гипотеза о закономерностях протекания процессов в реальном объекте, которая отражает уровень знаний исследователя об объекте и базируется на причинно-следственных связях между входом и выходом изучаемого объекта.
Аналоговое моделирование основывается на применении аналогий различного уровня. Как правило, аналоговая модель отражает несколько или только одну сторону функционирования объекта. Макетированное моделирование связано с созданием макета реального объекта в определенном масштабе и его изучения.
Символическое моделирование представляет собой искусственный процесс создания логического объекта, который замещает реальный и выражает его основные свойства с помощью определенной системы знаков и символов. Символическое моделирование принято подразделять на языковое (описательное) и знаковое (графическое), в зависимости от применяемых семантических единиц.
Математическое моделирование основано на описании реального объекта с помощью математического аппарата. В настоящее время широкое распространение получил такой его вид, как компьютерное моделирование объекта. Компьютерное моделирование мы рассмотрим ниже, при рассмотрении систем.
Психология в своем научном становлении неизбежно должна была пройти и прошла путь математизации, хотя не во всех странах и не в полной мере. Однако для психологии в качестве условной даты начала математизации можно считать 18 апреля 1822 г., когда в Королевском немецком научном обществе Иоганн Фридрих Гербарт прочел доклад «О возможности и необходимости применять в психологии математику». Основная идея сводилась к упомянутому выше мнению: если психология хочет быть наукой, подобно физике, в ней нужно и можно применять математику.
Математические средства для изучения сложных многомерных объектов, в том числе высших психических функций – интеллекта, способностей, личности, стали создавать англоязычные ученые. Религиозное мировоззрение людей веками связывало божественное творение мира с математическими средствами, с помощью которых выражаются законы природы. Глубоко религиозный И. Ньютон верил, что книга природы написана на языке математики, и широко использовал математические методы в своей натуральной философии.
Математический объект представляет собой продукт человеческой мысли, материализованный хотя бы в одной из пяти основных форм: вербальной, графической, табличной, символической или аналитической. Конечно, древний мыслитель мог найти в природе аналоги математическим объектам – геометрическим формам, числам, как-либо физически воплощенным (прямая тростинка и т. п.). Но ведь математическую сущность надо было абстрагировать от материальной природной формы. Лишь после этого она становилась математической, а не физической (биологической и т. д.), и сделать это мог только человек. В длинном ряду поколений – и для практических целей, и ради интереса – люди создавали тот мир математических объектов (включая отношения и операции над объектами, которые тоже суть математические объекты), который называется математикой.
Подобно психологии, математика является обширной и бурно развивающейся областью знания. Но она также далеко не однородна: в ее составе выделяются не только многочисленные отрасли, но и «разные математики»: существуют «чистая» и прикладная, «непрерывная» и дискретная, «не конструктивная» и конструктивная, формально-логическая и содержательная математика.
Вопросам рассмотрения математических методов в психологии посвящено достаточное количество учебных пособий.
Эмпирическим базисом психолого-педагогического знания будут являться методы наблюдения и эксперимента. Метод наблюдения состоит в систематическом и целенаправленном восприятии предметов и явлений внешнего мира. В психолого-педагогическом понимании наблюдение представляет собой широко применяемый способ восприятия внешней стороны учебно-воспитательного процесса, формирования личности обучающегося. Метод наблюдения входит составной частью во многие другие методы психологического исследования, как общие, так и специальные (в частности, в эксперимент, моделирование, различного рода испытания и т. д.)
Наблюдение всегда связано с работой органов чувств человека, прежде всего зрения, принимающего наибольшую часть получаемой нами информации. В простейших случаях наблюдения, когда задача в основном сводится к констатации тех или иных явлений и фактов, роль творческого мышления невелика. Зато в наблюдении, как методе научного исследования в психологии, оно играет очень важную роль. Дело в том, что научное наблюдение требует определенной подготовки: определения цели наблюдения в соответствии с общими целями научного исследования, составления плана наблюдения, выбора наиболее подходящей для наблюдения ситуации, времени и места. Само наблюдение в этом случае наполняется теоретическим содержанием и требует предварительного продумывания всех его деталей. Так, ученый, прибывший в учебное заведение с исследовательской целью, достигнет успеха лишь в том случае, если он заранее правильно спланирует свою деятельность и в ходе работы будет выделять и акцентировать внимание на наиболее важных явлениях, если на основе глубокого знания дела он проанализирует происходящие события и сделает соответствующие выводы.
В тех случаях, когда увеличиваются масштабы наблюдаемых фактов и явлений, возрастает роль абстрактного мышления в наблюдении. Его значение резко повышается при переходе от изучения малых групп к большим слоям изучаемого контингента. Это связано с необходимостью на каждом новом уровне наблюдать все большее количество взаимосвязанных явлений и компенсировать теоретическим анализом неполноту конкретных данных.
Тщательная подготовка наблюдения обеспечивает его полноту и глубину, т. е. охват наблюдением всех наиболее существенных сторон изучаемого явления и всех деталей, которые имеют значение для понимания его сущности. В психологии эти требования особенно актуальны и важны.
Необходимым условием успешного применения метода наблюдения является активность исследователя, его участие в изучаемых процессах там, где это возможно, его заинтересованность в познании, сознательность и организованность.
Основой наблюдения, как и всего процесса познания, является практика. Наблюдение бывает достаточно полным и всесторонним в условиях практической учебной деятельности, которая подсказывает наиболее важные объекты наблюдения и постоянно корректирует его ход.
Не менее важна для научного исследования всесторонняя подготовка наблюдателя, глубина его общих знаний об изучаемом процессе. Результат наблюдения, осуществляемого специалистом, всегда будет более качественным, чем данные наблюдения неопытного, хотя и имеющего специальное образование человека.
Наконец, для метода наблюдения в современном научном исследовании характерно применение разнообразных приборов, как бы «продолжающих» органы чувств человека, позволяющих воспринимать явления, недоступные невооруженному глазу, обычному слуху и т. д. При помощи их человек может следить за психологическим состоянием изучаемой группы вне контакта с исследователем, наблюдать за появлением внутренних процессов в испытуемом человеке при воздействии некоторых раздражителей на те или иные органы чувств и т. д. Следовательно, одним из важнейших условий научного применения метода наблюдения является овладение современными техническими средствами.
