Область действительности которую исследует наука: Итоговый тест — Основы УИД

Содержание

ТЕСТ МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕСТ № 1

ПО ТЕМАМ «МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ» И «МЕТОДЫ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ»

 

1. Научное исследование:

А. Деятельность в сфере науки.

Б. Изучение объектов, в котором используются методы науки.

В. Изучение объектов, которое завершается формированием знаний.

Г. Все варианты верны.

2. Область действительности, которую исследует наука:

А. Предмет исследования.

Б. Объект исследования.

В. Логика исследования.

Г. Все варианты верны.

3. Принципы построения, формы и способы научно-исследовательской деятельности:

А. Методология науки.

Б. Методологическая рефлексия.

В. Методологическая культура.

Г. Все варианты верны.

4. Логика исследования включает:

А. Постановочный этап.

Б. Исследовательский этап.

В. Оформительско-внедренческий этап.

Г. Все варианты верны.

5. Обоснованное представление об общих результатах исследования:

А. Задача исследования.

Б. Гипотеза исследования.

В. Цель исследования.

Г. Тема исследования.

6. Метод исследования, который предполагает организацию ситуации исследования и позволяет её контролировать:

А. Наблюдение.

Б. Эксперимент.

В. Анкетирование.

Г. Все варианты верны.

7. Метод исследования, предполагающий, что обследуемый выполняет задания, проходит определённое испытание:

А. Интервью.

Б. Тестирование.

В. Изучение документов.

Г. Все варианты не верны.

8. Тип вопроса в анкете или интервью, содержащий в себе варианты ответа:

А. Проективный.

Б. Открытый.

В. Альтернативный.

Г. Закрытый.

9. Тип вопроса в анкете или интервью, предоставляющий респонденту возможность самостоятельно выстроить свой ответ:

А. Открытый.

Б. Закрытый.

В. Альтернативный.

Г. Прямой.

10. Метод исследования, предполагающий, что обследуемый отвечает на ряд задаваемых ему вопросов:

А. Манипуляция.

Б. Опрос.

В. Тестирование.

Г. Эксперимент.

11. В ситуации, когда возможно возникновение искажённых ответов, лучше применять:

А. Альтернативные вопросы.

Б. Закрытые вопросы.

В. Косвенные вопросы.

Г. Прямые вопросы.

12. Вопрос в анкете или интервью, допускающий односложный ответ:

А. Косвенный.

Б. Закрытый.

В. Проективный.

Г. Открытый.

13. Метод исследования, предполагающий выяснение интересующей информации в процессе двустороннего общения с испытуемым:

А. Интервью.

Б. Беседа.

В. Опрос.

Г. Все варианты верны.

14. Вид наблюдения, предполагающий, что исследователь является участником наблюдаемого процесса:

А. Опосредованное.

Б. Скрытое.

В. Включенное.

Г. Все варианты верны.

15. Методы исследования, основанные на опыте, практике:

А. Эмпирические.

Б. Теоретические.

В. Статистические.

Г. Все варианты верны.

16. Метод письменного опроса респондентов:

А. Тестирование.

Б. Анкетирование.

В. Моделирование.

Г. Все варианты не верны.

17. Эксперимент, который выявляет актуальный уровень развития некоторого свойства у испытуемого или группы:

А. Естественный.

Б. Формирующий.

В. Констатирующий.

Г. Лабораторный.

18. Исследовательский метод, связанный привлечением к оценке изучаемых явлений экспертов:

А. Тестирование.

Б. Эксперимент.

В. Беседа.

Г. Рейтинг.

19. Мысленное отделение какого-либо свойства предмета от других его признаков:

А. Моделирование.

Б. Абстрагирование.

В. Синтез.

Г. Все варианты не верны.

20. Воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для его изучения:

А. Конкретизация.

Б. Анализ.

В. Моделирование.

Г. Все варианты верны.

 

 

ТЕСТ № 2 ПО ТЕМАМ «ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ С ЛИТЕРАТУРОЙ» И «ПОДГОТОВКА ПИСЬМЕННОЙ РАБОТЫ»

1. Чтение книги для получения и переработки информации может быть:

А. Аналитическое.

Б. Беглое.

В. Скоростное.

Г. Все варианты верны.

2. Самая краткая запись прочитанного, отражающая последовательность изложения текста:

А. Конспект.

Б. План.

В. Реферат.

Г. Тезис.

3. Краткая характеристика печатного издания с точки зрения содержания, назначения, формы:

А. Рецензия.

Б. Цитата.

В. Аннотация.

Г. Все варианты верны.

4. Положение, отражающее смысл значительной части текста:

А. Тезис.

Б. Конспект.

В. План.

Г. Аннотация.

5. Конспект нужен для того, чтобы:

А. Выделить в тексте самое необходимое.

Б. Передать информацию в сокращенном виде.

В. Сохранить основное содержание прочитанного текста.

Г. Все варианты верны.

6. Точная выдержка из какого-нибудь текста:

А. Рецензия.

Б. Цитата.

В. Реферат.

Г. Все варианты верны.

7. При цитировании:

А. Каждая цитата сопровождается указанием на источник.

Б. Цитата приводится в кавычках.

В. Цитата должна начинаться с прописной буквы.

Г. Все варианты верны.

8. Критический отзыв на научную работу:

А. Аннотация.

Б. План.

В. Рецензия.

Г. Тезис.

9. Сжатое изложение основной информации первоисточника на основе ее смысловой переработки:

А.

Реферат.

Б. Цитата.

В. Контрольная работа.

Г. Все варианты верны.

10. Критерии оценки учебного реферата:

А. Соответствие содержания теме реферата.

Б. Глубина переработки материала.

В. Правильность и полнота использования источников.

Г. Все варианты верны.

11. Установите верную последовательность структурных компонентов учебного реферата, указав рядом с цифрами буквы:

А. Основная часть                                               1.

Б. Список литературы                              2.

В. Оглавление (план)                                3.

Г. Заключение                                          4.

Д. Введение                                             5.

Е. Титульный лист                                    6.

Ж. Приложение                                        7.

 

 

ТЕСТ № 3 ПО ТЕМАМ

«МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ» И «МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ»

1. Курсовая работа решает задачи:

А. Краткое изложение полученных выводов.

Б. Самостоятельный анализ концепций по изучаемой проблеме.

В. Определение актуальности, объекта и предмета исследования.

Г. Все варианты верны.

2. Не рекомендуется вести изложение в курсовой и дипломной работах:

А. От первого лица единственного числа.

Б. От первого лица множественного числа.

В. В безличной форме.

Г. Все варианты верны.

3. Основные характеристики курсовой работы:

А. Цель исследования.

Б. Объект исследования.

В. Предмет исследования.

Г. Задачи исследования.

Д. Все варианты верны.

4. Объект исследования в курсовой и дипломной работе отвечает на вопрос:

А. «Как называется исследование?».

Б. «Что рассматривается?».

В. «Что нужно сделать, чтобы цель была достигнута?».

Г. «Какой результат исследователь намерен получить?».

5. Установите последовательность в структуре курсовой работе:

А. Содержание                                         1.

Б. Введение                                              2.

В. Титульный лист                                   3.

Г. Основная часть                                               4.

Д. Приложения                                         5.

Е. Список использованной литературы     6.

Ж. Заключение                                         7.

6. Основная часть курсовой работы включает в себя:

А. Анализ литературы.

Б. Изложение позиции автора курсовой работы.

В. Результаты самостоятельно проведенного фрагмента исследования.

Г. Все варианты верны.

7. Важнейшие выводы, к которым пришел автор курсовой или дипломной работы:

А. Приложения.

Б. Введение.

В. Заключение.

Г. Основная часть.

8. Основные требования к дипломной работе:

А. Актуальность исследования.

Б. Практическая значимость работы.

В. Общий объем работы не менее 50–60 страниц печатного текста

Г. Все варианты верны.

9. Установите последовательность в структуре дипломной работе:

А. Приложения                                         1.

Б. Задание                                                2.

В. Титульный лист                                   3.

Г. Список использованной литературы     4.

Д. Введение                                             5.

Е. Содержание                                         6.

Ж. Основная часть                                              7.

З. Заключение                                          8.

10. Установите последовательность в определении основных характеристик дипломной работы:

А. Тема исследования                              1.

Б. Объект исследования                          2.

В. Цель                                                    3.

Г. Актуальность исследования                4.

Д. Проблема исследования                      5.

Е. Предмет исследования                        6.

Ж. Задачи                                                            7.

З. Гипотеза                                                          8.

11. Затекстовая ссылка:

А. Делается в тексте сразу после окончания цитаты.

Б. Делается после изложения чужой мысли.

В. Оформляется в квадратных скобках.

Г. Все варианты верны.

12. При подготовке к защите дипломной работы необходимо:

А. Составить текст (тезисы) выступления примерно на 10 минут.

Б. Оформить средства наглядности (слайды и т. д.).

В. Составить варианты ответов на замечания рецензента.

Г. Все варианты верны.

Контрольный тест по учебно-исследовательской деятельности №1

КОНТРОЛЬНЫЙ ТЕСТ по УИД № 1

«МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ».

«МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ»

Задание. Выберите и укажите вариант ответа, который является единственно верным.

1. Научное исследование:

А. Деятельность в сфере науки.

Б. Изучение объектов, в котором используются методы науки.

В. Изучение объектов, которое завершается формированием новых знаний.

Г. Все варианты верны.

2. Область действительности, которую исследует наука:

А. Предмет исследования.

Б. Объект исследования.

В. Логика исследования.

Г. Все варианты верны.

3. Логика исследования включает:

А. Постановочный этап.

Б. Исследовательский этап.

В. Оформительско-внедренческий этап.

Г. Все варианты верны.

4. Обоснованное представление об общих результатах исследования:

А. Задача исследования.

Б. Гипотеза исследования.

В. Цель исследования.

Г. Тема исследования.

5. Метод исследования, в котором подвергается проверке истинность выдвигаемых гипотез или выявляются закономерности объективного мира:

А. Наблюдение.

Б. Эксперимент.

В. Анкетирование.

Г. Все варианты верны.

6. Метод исследования, предполагающий, что обследуемый выполняет задания, проходит определённое испытание:

А. Интервью.

Б. Тестирование.

В. Изучение документов.

Г. Все варианты не верны.

7. Тип вопроса в анкете или интервью, содержащий в себе варианты ответа:

А. Проективный.

Б. Открытый.

В. Альтернативный.

Г. Закрытый.

8. Тип вопроса в анкете или интервью, предоставляющий респонденту возможность самостоятельно выстроить свой ответ:

А. Открытый.

Б. Закрытый.

В. Альтернативный.

Г. Прямой.

9. Метод исследования, предполагающий, что обследуемый отвечает на ряд задаваемых ему вопросов:

А. Манипуляция.

Б. Опрос.

В. Тестирование.

Г. Эксперимент.

10. Метод исследования, предполагающий выяснение интересующей информации в процессе двустороннего общения с испытуемым:

А. Интервью.

Б. Беседа.

В. Опрос.

Г. Все варианты верны.

11. Методы исследования, основанные на опыте, практике:

А. Эмпирические.

Б. Теоретические.

В. Статистические.

Г. Все варианты верны.

12. Метод письменного опроса респондентов:

А. Тестирование.

Б. Анкетирование.

В. Моделирование.

Г. Все варианты не верны.

13. Исследовательский метод, связанный привлечением к оценке изучаемых явлений экспертов:

А. Тестирование.

Б. Эксперимент.

В. Беседа.

Г. Рейтинг.

14. Мысленное отделение какого-либо свойства предмета от других его признаков:

А. Моделирование.

Б. Абстрагирование.

В. Синтез.

Г. Все варианты не верны.

15. Процесс возвращения мысли от общего и абстрактного к конкретному с целью раскрытия содержания:

А. Конкретизация.

Б. Анализ.

В. Моделирование.

Г. Все варианты верны.

конспект лекций лекции по педагогике

Лекции по педагогике

преподавателя ГАОУ СПО МО «Губернский профессиональный колледж» Шибаевой Анны Петровны

Наука о воспитании человека получила свое название от двух греческих слов. В Древней Греции педагогом назывался раб, приставленный к ученику, сопровождавший его в школу, прислуживающий ему на занятиях и вне их. Греческое слово «пейдагогос» («пейда» – «ребенок, дитя», «гогес» – «вести») можно перевести как «детоводитель», «детовожатый», «детовождение». Если переводить дословно, то «пайдоагос» означает «детоводитель», то есть тот, кто ведет ребенка по жизни. Отсюда логично вытекает объект педагогики – ребенок, человек, личность.

Ребенок является объектом многих наук, но каждая из них формирует в процессе его изучения свой особый предмет исследования. Закономерностями детского организма и протекания физиологических процессов занимаются анатомия и физиология. Педиатрия изучает особенности и закономерности состояния детского организма при различных его заболеваниях. В центре изучения возрастной и педагогической психологии – закономерности становления и развития психических функций у ребенка на разных возрастных этапах и под влиянием целенаправленного воздействия. Педагогика объединяет и синтезирует в себе данные всех естественных и общественных наук о ребенке в целом, о законах развития воспитательных общественных отношений, которые влияют на социальное становление личности. Педагогика, можно сказать, является высшим этапом развития наук о ребенке, о становлении его личности в системе общественных отношений, в процессе воспитания.

Педагогика – это в широком смысле наука о воспитании человека. Она изучает закономерности успешной передачи социального опыта старшего поколения младшему. Она существует для того, чтобы на практике указывать наиболее легкие пути достижения педагогических целей и задач, путей реализации законов воспитания и методик обучения.

Конкретизируя данное определение педагогики, можно сказать, что это наука о законах и закономерностях воспитания, образования, обучения, социализации и творческого саморазвития человека.

Для определения педагогики как науки важно устано­вить границы ее предметной области, ответив на вопрос: что же она изучает? Поэтому необходимо осмысление объекта и предмета педагогики.


Поделитесь с Вашими друзьями:

Общие основы педагогики — презентация онлайн

1. Общие основы педагогики

Как особая наука педагогика впервые была
выделена из системы философских знаний в
начале XVII в

2.

Термин педагогика имеет два значения область научного область практической, знания деятельности, ремесло, искусство Термин педагогика имеет два значения
область научного
знания
область практической,
деятельности, ремесло,
искусство

3. Педагогика изучает воспитание образование и обучение социальное в педагогическом часть процесса явление смысле воспитания

Педагогика изучает
воспитание
социальное в педагогическом
явление
смысле
образование и
обучение
часть процесса
воспитания

4. Формирование употребляется в значении “ развитие” и “воспитание”

5. Задачи педагогики: 1.Научное обоснование развития систем образования, содержания обучения и воспитания. 2.Исследование сущности, структуры

Задачи педагогики:
1.Научное обоснование развития систем образования, содержания
обучения и воспитания.
2.Исследование сущности, структуры, функций педагогического
процесса.
3.Выявление закономерностей и формулирование принципов
процесса обучения и воспитания людей.
4.Разработка эффективных форм организации педагогического
процесса и методов его осуществления.
5.Разработка содержания и методики самообразования и
самовоспитания людей.
6.Исследование особенностей и содержания деятельности
педагога и путей формирования развития его профессионального
мастерства.
7.Разработка методологических проблем педагогики, методик ее
исследования, обобщения, распространения и внедрения опыта
обучения и воспитания.

6. Функции педагогической теории  (по Кононенко И., Михалевой Л.): Теоретические функции: 1.обогащение, систематизация научных знаний; 2.обобще

Функции педагогической теории
(по Кононенко И., Михалевой Л.):
Теоретические функции:
1.обогащение, систематизация научных знаний;
2.обобщение опыта практики;
3.выявление закономерностей в педагогических явлениях.
Практические функции:
1.повышение качества воспитания;
2.создание новых педагогических технологий
3. внедрение педагогический исследований в
практику.
Прогнозирование:
1.научное предвидение в социальной сфере, связано с
целеполаганием.

7. Педагогика в широком смысле – влияние всех внешних воздействий естественной и социальной среды. В узком смысле педагогика – целенаправ

Педагогика в широком смысле – влияние
всех внешних воздействий естественной и
социальной среды.
В узком смысле педагогика –
целенаправленная деятельность воспитателей
в системе учебно-воспитательных
учреждений.

8. Принято различать объект и предмет науки. Объект — это область действительности, которую исследует данная наука. Предмет — способ видения о

Принято различать объект и предмет науки.
Объект — это область действительности, которую
исследует данная наука.
Предмет — способ видения объекта с позиций этой
науки. Это как бы очки, сквозь которые мы смотрим
на действительность, выделяя в ней определенные
стороны в свете задачи, которую мы ставим,
используя понятия, свойственные педагогике для
описания области действительности, избранной в
качестве объекта изучения. (Краевский В.В. Общие
основы педагогики.- М., 2005, )

9. В определении объекта и предмета педагогики существует много неясностей и разногласий. Можно даже сказать — в этом деле, сколько людей, сто

В определении объекта и предмета педагогики существует много
неясностей и разногласий. Можно даже сказать — в этом деле,
сколько людей, столько и мнений.
Наиболее распространенное определение объекта педагогики
такое: объект педагогики — это воспитание. Но, сразу, же
возникают разнотолки. Во многих случаях об объекте даже и не
говорят, а сразу начинают с предмета: предмет педагогики воспитание. Но само понятие «воспитание» имеет несколько
значений. К тому же утверждают, что педагогическая наука
должна изучать ребенка, а это уже совсем не то же самое, что
воспитание. Выдающийся отечественный педагог А.С. Макаренко
по этому поводу высказался так: «В настоящее время (1922 г.)
считается азбукой, что объектом педагогического исследования
является ребенок. Мне это кажется неверным. Объектом
исследования со стороны научной педагогики должен считаться
педагогический факт (явление)» (Сочинения. Т. VII. М., 1958. С.
402.).

10. Чтобы избежать бесплодного спора о словах, нужно обратиться к существу дела, к тому, что педагогика изучает, а потом уже — к тому, как это обо

Чтобы избежать бесплодного спора о словах, нужно обратиться к существу дела, к тому,
что педагогика изучает, а потом уже — к тому, как это обозначить.
Объект — это область действительности, на которую направлена деятельность
исследователя, или др. словами это то, что изучает (исследует) данная наука.
Для педагогики – это особая функция общества, заключающаяся в передаче новым
поколениям накопленного социального опыта,
Представители разных наук видят один и тот же объект по-разному.
Обучение может быть объектом изучения и дидакта, и методиста, и психолога, и
кибернетика. Но каждый из них выделяет для изучения в этом объекте свое, ставит
разные цели изучения и формулирует эти цели и результаты изучения по-разному. Это
значит, что каждый из них работает в своем предмете.
Эти специалисты могут, допустим, вместе прийти на урок. Они увидят одно и то же, но
каждый будет смотреть на происходящее сквозь призму своей науки.
Дидакт будет думать о том, какие общедидактические методы применяет учитель, какие
общие принципы он реализует.
Методист обратит внимание на соответствие способов преподавания и содержания
учебного материала целям обучения данному учебному предмету в школе.
Психолога преимущественно заинтересуют особенности усвоения материала
школьниками как проявление общих закономерностей усвоения.
Для кибернетика обучение предстанет как система управления с прямой и обратной
связью.

11. Предмет науки – это определенное видение, модель объекта науки, это звено между субъектом и объектом исследования, отражающее способ виде

Предмет науки – это определенное видение,
модель объекта науки, это звено между
субъектом и объектом исследования, отражающее
способ видения объекта исследователем с
позиций науки, которую он представляет.
Для педагогики – это модель особой функции
общества, заключающееся в передаче новым
поколениям накопленного социального опыта.

12. В.А. Сластенин даёт следующие определения объекта и предмета педагогики. Объект педагогики – явления действительности, которые определяю

В.А. Сластенин даёт следующие определения объекта и
предмета педагогики.
Объект педагогики – явления действительности, которые
определяют развитие человеческого индивида в его
взаимодействии с обществом.
Предмет педагогики – образование как реальный
педагогический процесс, целенаправленно организуемый в
специальных социальных институтах (например: в семье, в
образовательных и культурно-воспитательных учреждениях).
В.А. Сластенин определяет педагогику следующим образом:
педагогика – это наука, изучающая сущность,
закономерности, тенденции и перспективы развития
педагогического процесса как фактора и средства
развития человека в течение всех периодов его жизни.
Источник: http://si-sv.com/publ/20-1-0-192

13. (Педагогический словарь Коджаспирова Г. М., Коджаспиров А. Ю.) ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ (в педагогике) – педагогическое пространство, об­ласть, в

(Педагогический словарь Коджаспирова Г. М., Коджаспиров
А. Ю.)
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ (в педагогике) – педагогическое
пространство, область, в рамках которой находится (содержится)
то, что будет изучаться.
Объект педагогической науки является сфера обучения и
воспитания людей. В рамках объекта исследования можно
говорить о различных предметах исследования.
ПРЕДМЕТ ПЕДАГОГИКИ — процесс направленного развития
и формирования человеческой личности в условиях ее обучения,
образования, воспитания, или, более кратко, воспитание человека,
как особая функция общества; воспитательные отношения,
обеспечивающие развитие человека.

14. Объект педагогики – явления действительности, которые обуславливают развитие человеческого индивида в процессе целенаправленной деяте

Объект педагогики – явления действительности,
которые обуславливают развитие человеческого
индивида в процессе целенаправленной деятельности
общества.
Предмет педагогики – образование как реальный
целостный педагогический процесс, целенаправленно
организуемый в специальных социальных институтах
(семье, образовательных и культурно-воспитательных
учреждениях).
(Словарь педагогических терминов)

15. Предмет педагогики- закономерности конкретно- исторического процесса воспитания – устойчивые, объективные связи между явлениями, на осно

Предмет педагогики- закономерности
конкретно- исторического процесса
воспитания – устойчивые, объективные связи
между явлениями, на основе которых
строится теория и методика воспитания,
педагогическая практика.
Воронов В.В.

16. ОБЪЕКТ познания в педагогике — человек, развивающийся в результате воспитательных отношений. Предмет педагогики — воспитательные отноше

ОБЪЕКТ познания в педагогике — человек,
развивающийся в результате воспитательных
отношений.
Предмет педагогики — воспитательные
отношения, обеспечивающие развитие человека.
Столяренко Л.Д., Самыгин С.И.

17.  Объект-  это образование – сфера обучения и воспитания.  Предмет – закономерности процессов, происходящих в системе отношений, которые

Объект- это образование – сфера обучения и
воспитания.
Предмет – закономерности процессов,
происходящих в системе отношений, которые
формируются в этой сфере.
(П.И. Пидкасистый.- М.: Педагогическое
общество России, 2006.)

18. Структурные элементы педагогической системы

учащиеся
Содержание
воспитания/
обучения
Учитель
/
ТСО
Цели
воспитания/
обучения
Организационные
формы пед.работы
педагогические и
дидактические
процессы

19. Структурные элементы педагогической деятельности проектировочный (цель) конструктивный (содержание) коммуникативный (учитель-ученик) орг

Структурные элементы педагогической деятельности
проектировочный
(цель)
конструктивный
(содержание)
коммуникативный
(учитель-ученик)
организационный
(процесс и формы)
гностический
(учитель)

20.

Функции педагогической науки и результаты научной деятельности объяснительная
преобразовательная
прогностическая
воспитательно- образовательная

21. Состав педагогических наук

История педагогики
Возрастная педагогика, военная
педагогика, производственная
педагогика; сравнительная
педагогика , пенитенциарная пед-ка.
Теоретическая педагогика:воспитания и
дидактика;андрогогика, дефектологическая
педагогика, социальная педагогика

22. Связь педагогики с другими науками.

23. Связь педагогики с другими науками. философия социология этика и эстетика экономика физиология психология информатика кибернетика

Связь педагогики с другими науками.
философия
этика и эстетика
социология
экономика
физиология
психология
информатика
кибернетика

24. Методология педагогической науки и практики

25. Методы педагогического исследования

Методы исследования – это способы
получения достоверного знания, достижения
конкретных научных результатов.
всеобщие методы
общенаучные методы
специально- научные методы познания

26. Педагогика использует методы гуманитарных и естественных наук теоретические эмпирические математические

27. Теоретические методы — анализ, синтез, обобщение, классификация, сравнение, операции с понятиями, моделирование. Эмпирические методы -наблю

Теоретические методы — анализ, синтез, обобщение,
классификация, сравнение, операции с понятиями,
моделирование.
Эмпирические методы -наблюдение, изучение
продуктов деятельности, документов, социометрия,
опросные методы- (анкеты, беседа, интервью), метод
независимых характеристик.
Математические методы — регистрация, шкалирование
ранжирование.
Теоретические методы- служат для
интерпретации, анализа и обобщения
теоретических положений и
эмпирических данных
Эмпирические методы служат сбору
данных, получению и фиксированию
научных фактов
Математические методы служат
установлению количественных
зависимостей между явлениями.

29. задания

1.Дайте определения понятий: педагогика, воспитание,
педагогическая система, педагогическая деятельность,
методология.
2. Дополните и охарактеризуйте функции науки:
— объяснительная, — …, — прогностическая, -….
3.Выбирете правильный ответ на вопрос, что такое
методология:
А. совокупность методов изучения педагогических
процессов;
Б. совокупность принципов и средств организации
научно- педагогической и практической деятельности;
В.совокупность педагогических теорий, законов
развития и воспитания личности.

Объект, предмет и функции педагогики

Педагогика Объект, предмет и функции педагогики

просмотров — 134

Педагогика как наука в отличие от житейских знаний в области воспитания и обучения обобщает разрозненные факты, устанавливает причинные связи между явлениями. Она отвечает на вопросы о том, какие и почему происходят изменения в развитии человека под влиянием обучения и воспитания.

Для определœения педагогики как науки важно установить границы ее предметной области, ответив на вопрос: что же она изучает? По этой причине крайне важно осмысление объекта и предмета педагогики.

Объект — это область действительности, которую исследует данная наука. Предмет — способ видения объекта с позиций этой науки.

В определœении объекта и предмета педагогики существуют разные точки зрения. Некоторые ученые объектом педагогики считают воспитание, другие — образование. В последние годы ученые всœе чаще отдают приоритет образованию, понимая его как целœенаправленный процесс воспитания и обучения в интересах человека, общества и государства.

Предметом педагогики является педагогический процесс — специально организованное, развивающееся во времени и в рамках определœенной воспитательной системы взаимодействие воспитателœей и воспитанников, направленное на достижение поставленной цели и призванное привести к преобразованию личностных свойств и качеств воспитанников.

Педагогика исследует сущность, закономерности, принципы, тенденции и перспективы развития педагогического процесса, разрабатывает теорию и практику организации, совершенствует содержание и создает новые организационные формы, методы и приемы педагогической деятельности воспитателœей и воспитанников (детей и взрослых).

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, педагогика это наука о воспитании, обучении и образовании детей и взрослых.

Педагогическая наука осуществляет те же функции, что и любая другая научная дисциплина: общетеоретическую, прогностическую и практическую.

Общетеоретическая функция педагогической науки состоит в теоретическом анализе закономерностей педагогического процесса. Наука описывает педагогические факты, явления, процессы; объясняет, по каким законам, при каких условиях, почему они протекают; делает выводы.

Прогностическая функция педагогики заключается в обоснованном предвидении развития педагогической реальности (какой, к примеру, будет школа будущего, как будет изменяться контингент учащихся и т. п.). На базе научно обоснованного прогноза становится возможным более уверенное планирование. В области воспитания значимость научных прогнозов исключительно велика, ибо по своей природе воспитание устремлено в будущее.

Практическая (преобразовательная, прикладная) функция педагогики состоит в том, что на основе фундаментального знания совершенствуется педагогическая практика, разрабатываются новые методы, средства, формы, системы обучения, воспитания, управления образовательными структурами.

Единство всœех функций педагогики позволяет наиболее полно решать задачи педагогического процесса в различных типах образовательно-воспитательных учреждений.

1 Наука и научное познание

Лекция 1

Тема 1.1. Наука и научное познание

      План

1. Наука в современном мире.

2. Наука как знание. Структура научного знания.

3. Научное знание как логическое знание.

4. Понятия познания. Основные отличия обыденного знания от науки.

5.  Выявление закономерностей.

Продолжительность: 4 часа.

Рекомендуемые файлы

 Человек, вступающий на путь исследования, обращается к той обширной сфере человеческой деятельности, которая называется наукой. Прежде чем мы перейдем к разговору о научно-исследовательской деятельности, разберем, что собой представляет наука вообще.

Есть много определений науки, но не следует утверждать, что только одно из них является правильным. Нужно выбирать, а выбор подходящего определения опирается на специфику задачи, которая решается с помощью данного определения.

Например, в одной из работ, в которой рассматривались различия между религией и наукой, последняя определялась как «область институционализации сомнения». Институционализация означает перевод из области личного в сферу общественного. Защита диссертации, например, есть не что иное, как способ преодоления сомнений научного сообщества относительно компетентности соискателя. И сам соискатель подвергает сомнению некоторые устоявшиеся в науке представления. В этом случае сомнение перестает быть личным достоянием каждого и становится обобщенной характеристикой научного познания. Религия же сомнение исключает. Верующий именно верит, а не сомневается. Автор, таким образом, подчеркнул различие между двумя сферами духовного освоения мира — наукой и верой, выделив главную черту науки: в отличие от религии. Наука ничего не принимает на веру и при этом является одним из социальных институтов.

Наука связана с анализом структуры, методов и логики научного познания в одной из сфер человеческой деятельности — в образовании, а для этого приведенное выше, правильное, но слишком узкое, определение не подходит.

Наиболее общим образом наука определяется как сфера человеческой деятельности, в которой происходит выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. Важно то, что наука не сводится к знаниям. Это — не просто система знаний, как иногда утверждают, а именно деятельность, работа, имеющая целью получение знаний. Деятельность в сфере науки — научное исследование, т.е. особая форма процесса познания, такое систематическое и целенаправленное изучение объектов, в котором используются средства и методы науки и которое завершается формированием знаний об изучаемых объектах.

Наука — это не только сумма знаний и тем более не только готовое знание, но и деятельность, направленная на достижение знания. Знание представляет собой запечатленный срез безостановочного познавательного процесса, идеальный сгусток познавательных усилий людей. Научная деятельность генерирует знание, точнее — его особый тип — научное знание. Благодаря этому наука представляет собой динамично функционирующий организм, существующий для порождения созидания, производства знания. Иначе говоря, в науке следует видеть особую отрасль духовного производства — производство научного знания.

Существует единство духовной и материальной деятельности, результата и процесса, знания и способов его получения. Главной частью самосознания науки стало представление о характере деятельности, направленной на формирование и развитие научного знания, а научное знание всегда есть результат деятельности познающего человека.

Принято различать объект и предмет науки. Объект — это область действительности, которую исследует данная наука, предмет — способ видения объекта с позиций этой науки. Э. Г. Юдин выделяет следующие компоненты содержания понятия «предмет науки»: объект исследования как область действительности, на которую направлена деятельность исследователя; эмпирическая область, т.е. совокупность различных эмпирических описаний свойств и характеристик объекта, накопленных наукой к данному времени; задача исследования; познавательные средства.

Ни один из этих компонентов сам по себе не создает предмета. Как научная реальность, он создается только целостностью всех компонентов и характеризует специфику данной научной дисциплины. Взятый в целом предмет выступает как посредник между субъектом и объектом исследования: именно в рамках предмета субъект имеет дело с объектом.

Можно сказать проще: предмет науки — это как бы очки, сквозь которые мы смотрим на действительность, выделяя в ней определенные стороны в свете задачи, которую мы ставим, используя понятия, свойственные науке для описания области действительности, избранной в качестве объекта изучения.

В некоторых трудах по гносеологии и методологии науки различаются три понятия: объект действительности, объект науки и предмет науки. Покажем это различие на примерах.

Рентгеновские лучи как объект действительности существовали не только до рождения ученого, чьим именем они были названы, но и задолго до появления на Земле человека. Рентген сделал их достоянием науки, объектом научного изучения. Но по мере того как они попадали в поле зрения разных наук, возникла необходимость выделить специфические для каждой из них стороны этого объекта в соответствии с определенными задачами. Так, медицина и физика смотрят на рентгеновские лучи по-разному, каждый из них выделяет свой предмет. Для медицины они — средство диагностики заболеваний, для физики — один из многих видов излучения. Ясно, что и понятийный состав, и средства изучения и применения этого объекта в разных науках не совпадают.

На урок к учителю физики могут прийти представители многих научных дисциплин. Но каждый из них увидит разное и опишет происходящее иначе, чем его коллега — специалист из другой отрасли знания. Методист будет думать о том, насколько соответствуют содержание и методы, применяемые учителем, целям преподавания данного учебного предмета в школе, физик — о правильности изложения материала своей науки, специалист по дидактике — о соответствии общего хода урока принципам обучения. Психолог преимущественно заинтересуется особенностями усвоения материала учащимися. Для специалиста по кибернетике обучение — это система управления с прямой и обратной связью.

Наука — это лишь одна форма общественного сознания. Действительность может отражаться также и в обыденном — стихийно-эмпирическом процессе познания, и в художественно-образной форме.

При всем уважении к науке нельзя считать, что она может все. Опрометчиво было бы утверждать, что научная или какая-либо другая форма отражения лучше или «выше» другой. Требовать, чтобы Шекспир выражался формулами, а Эйнштейн сочинял драмы и сонеты, одинаково нелепо. Существуют различия в характере использования места и роли опыта: в науке, с одной стороны, и в художественном творчестве — с другой. Ученый исходит из информации, уже накопленной в данной науке, из общечеловеческого опыта. В художественном творчестве в соотношении общечеловеческого и личного опыта большее значение имеет опыт личный. Описание личного опыта соединено с его художественно-образным осмыслением в «Педагогической поэме» А. С. Макаренко. Эта линия продолжена в публицистических произведениях других авторов-педагогов. Различие между двумя жанрами состоит в том, что если основная форма художественного обобщения — типизация, то в науке соответствующую функцию выполняет абстрактное, логическое мышление, выраженное в понятиях, гипотезах, теориях. В художественном творчестве главным орудием типизации является художественный образ.

Стихийно-эмпирическое познание, как мы уже отмечали, также является формой духовного освоения действительности. Два вида познания — научное и стихийно-эмпирическое (обыденное) — не различают достаточно четко, считают, что педагог-практик, не ставя перед собой специальных научных целей и не используя средств научного познания, может находиться в положении исследователя. Высказывают или подразумевают мысль, что научное знание можно получить в процессе практической педагогической деятельности, не утруждая себя научными размышлениями, что педагогическая теория чуть ли не «вырастает» сама собой из практики. Это далеко не так. Научное познание — процесс особый. Он включает в себя познавательную деятельность людей, средства познания, его объекты и знания. Обыденное познание существенно от него отличается. Главные отличия следующие:

1. научное познание осуществляют специальные группы людей, а стихийно-эмпирическое познание — все занятые практической деятельностью.

2.  Источником знания в этом случае являются разнообразные практические действия. Это как бы побочно, не специально полученные знания. В науке же ставятся познавательные цели, и научное исследование носит систематический и целенаправленный характер, оно направлено на решение научных проблем. Его результаты заполняют определенный пробел в научном знании. В ходе исследования применяются специальные средства познания: моделирование, создание гипотез, экспериментирование и т. д.

Практические задачи следует отличать от научных проблем. Например, преодоление отставания школьников в учении — это практическая задача. Ее можно решить и не прибегая к научному исследованию. Но гораздо лучше решать ее на научной основе. Однако научная проблема не совпадает с практической задачей. В данном случае она может формулироваться, например, так: проблема формирования у учащихся познавательной самостоятельности или проблема формирования у них учебных умений и навыков. Одна практическая задача может быть решена на основе результатов исследования нескольких научных проблем. В то же время изучение одной проблемы может содействовать решению ряда практических задач.

Выявление закономерностей. Закономерность — наиболее общая форма воплощения теоретического знания. Она свидетельствует о наличии закона. Закономерный — значит осуществляющийся на основе закона. Но правомерно ли вообще говорить о закономерностях, т.е. объективно существующих, устойчивых, инвариантных связях применительно к осуществляемой людьми деятельности? Не противоречит ли это характерной для самого последнего времени тенденции к развитию в социологии «мягких», культурологических подходов к отображению социальных процессов?

Противоречий здесь нет. Связи и отношения между людьми, участвующими в жизни общества, существуют объективно и отменить их нельзя. При всей индивидуальной специфике проявлений таких отношений в конкретных случаях они определяются обстоятельствами, лежащими за пределами личного опыта. Так, стиль устной и письменной речи может быть вполне оригинальным, присущим только одному оратору или писателю, но слова и грамматические конструкции, которыми он пользуется, принадлежат не ему лично, а всем говорящим на данном языке.

Представим себе ситуацию выбора, когда человек может приобрести какую-либо вещь, например телевизор, а может и не делать этого. Если он решит купить эту вещь, ему придется включиться в систему товарно-денежных отношений, существующих объективно, действующих как закон и не зависящих ни от его воли, ни от желаний продавца. Ему хотелось бы заплатить меньше, продавцу — получить больше, но они оба вынуждены подчиняться законам рынка, диктующим свою цену. Понятно, что эти законы не будут для них действовать в том случае, если покупка не состоится. Но для остальных возможных участников сделки они не перестанут существовать. Учитель может не прийти в школу, и тогда педагогические закономерности в отношении него не проявятся. Но если он пришел на урок и приступил к занятиям, он неизбежно вступает в систему закономерных педагогических отношений, и идти наперекор им бесполезно.

Показателем закономерности какой-либо связи является ее причинно-следственный характер. Такова связь между применяемыми в образовательном процессе методами и получаемыми результатами, между степенью сложности учебного материала и качеством его усвоения школьниками и т. п.

Не всегда закономерности удается успешно выявить и сформулировать. Например, такие свойства педагогического процесса, как его «целостность и соответствие возрастным особенностям учащихся», закономерными считать нельзя, поскольку они лежат не в области сущего, а в сфере должного. Их еще нужно установить, обеспечить и целенаправленно поддерживать.

Повторяемость означает способность связи воспроизводиться в аналогичных ситуациях. Основной формой представления закономерностей являются в основном словесные описания.

Информация в лекции «Лекция 7» поможет Вам.

Итак, закономерные связи представляют собой результат научных исследований. Однако, как известно, жизнь богаче законов. В процессе бывают случайности, не поддающиеся предсказанию.

Список литературы

1. Бережнова Е.В., Краевский В.В. Основы учебно-исследовательской деятельности студентов. Учебник для студ. сред. учеб. заведений.-3-е изд., стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2007.

2. Кармин А.С., Бернацкий Г.Г. Философия. – СПб., 2001. – Глава 9. Философия и методология науки. – С. 391-459.

3. Рузавин Г.И. Методология научного исследования. – М., 1999.

4. Философия и методология науки / Под ред. В.И.Купцова. – М., 1996.


Педагогика как наука. Функции педагогической науки. Задачи педагогической науки

Объект — это область действительности, которую исследует данная наука.

Предмет — способ видения объекта с позиций этой науки.

В разные времена  объект педагогики  рассматривался так:

·  ребенок

·  А. С. Макаренко в 1922 г.  писал, что «многие считают объектом педагогического исследования ребенка, но это неверно. Объектом исследования научной педагогики является педагогический факт (явление)».  

·  система педагогических явлений, связанных с развитием и образованием  человека.

Предмет педагогики —   образование как  целостный  педагогический процесс, целенаправленно организуемый в специальных социальных институтах (семье, образовательных учреждениях).

Предмет педагогики — целостный педагогический процесс направленного развития и формирования личности в условиях ее воспитания, обучения и образования.

Исходя из этого, можно дать  еще одно определение педагогики как науки.

Педагогика —  наука, которая изучает сущность, закономерности, тенденции и перспективы развития    образования человека.

Как самостоятельная наука  педагогика впервые была выделена из системы философских знаний в начале XVII в. Оформление педагогики как самостоятельной научной дисциплины большинство исследователей связывает с именем великого чешского педагога Яна Амоса Коменского (1592-1670).

Функции педагогической науки.

Выделяют 2 группы функций: Теоретическая   и Технологическая .

1.Теоретическая функция

1-1.  Объяснительная (описательная) функция состоит в том, что наука описывает педагогические факты, явления, процессы, объясняет, по каким законам, при каких условиях, почему так или иначе протекают процессы воспитания.

Идет исследование новаторского опыта ученых-педагогов на описательном, или, как его еще называют, объяснительном, уровне.

Иначе говоря, основная задача педагогики — открывать новое, до этого неизвестное знание. В результате – появление новых теорий, концепций воспитания и обучения.  

1-2. Диагностическая — предполагает выявление состояния педагогических процессов (выявление состояния воспитания, обучения), эффективности деятельности преподавателя и учащихся, установление причинно-следственных связей.

Например, предстоит объяснить, почему результаты ЕГЭ в крупных городах ниже, чем  в провинциальных городах.

 1-3. Прогностическая – на основе экспериментов создаются новые  теории обучения и воспитания, а также модели педагогических систем, которые опережают педагогическую практику.

Открытие программированного обучения и сложных средств коммуникации привело ученых к мысли, что школа будущего будет иной или вообще отомрет: учащиеся будут учиться с помощью телекоммуникационных средств дома или в специальных центрах  (вопросы социализации в этом случае остаются открытыми).

Сегодня: Использование электронных дневников – для связи с родителями, электронных журналов – для контроля администрации, работы классного руководителя.                Все шире применяется интер-активная доска.

Дистанционное (дистантное) обучение с помощью интернет-технологий.

2. Технологическая (прикладная) функция:

2-1. Проективная —  составление методических разработок (учебных планов

Сознание реальности | SpringerLink

Сознание — поистине загадочное явление. Во-первых, мое собственное сознание — единственный элемент существования, о котором я лично осведомлен. Через поток субъективных переживаний я воспринимаю внешнюю реальность и себя отделенным от нее. Я предполагаю, что другие человеческие умы — и в некоторой степени нечеловеческие умы — испытывают аналогичную структуру в этот вечный момент «сейчас». Как ни странно, само субъективное очень трудно объективировать.Все восприятие, включая каждое воспоминание, заведомо ненадежно и вводит в заблуждение (гл. 11). Как же тогда пытаться постичь фундаментальную природу сознания? Более того, действительно ли внешний мир, о котором наши чувства сообщают нам, действительно «где-то там»?

Последний вопрос о том, как сознание может получать знания о внешнем мире, имеет давнюю историю в философии. По мнению Рене Декарта и Джона Локка, при размышлении о материальных объектах необходимо проводить различие.Подробно (Baggott 2009, p. 99):

[P] Физические объекты обладают первичными качествами, такими как протяженность в пространстве, форма, движение, плотность, число и так далее, и все это подкрепляется концепцией материальной субстанции. […] Вторичные качества, такие как цвет, существуют только в нашем сознании и поэтому не могут считаться независимо существующими реальными качествами физических объектов.

Эта точка зрения совместима с эмпиризмом и рационализмом (гл. 9). Однако (Tarnas 1991, p. 335):

За Локком последовал епископ Беркли, который указал, что если эмпирический анализ человеческого знания проводится строго, то следует признать, что всех качеств, которые регистрирует человеческий разум. , первичные или вторичные, в конечном итоге переживаются в уме как идеи, и не может быть окончательного вывода о том, действительно ли некоторые из этих качеств представляют или напоминают внешний объект.

В самом деле (Багготт 2009, стр. 100):

Логика Беркли беспощадна, но убедительна. Мы можем придерживаться идеи независимо [от разума] существующей материальной субстанции, но за счет того, что мы должны признать, что мы не можем приписывать ей никаких независимо реальных свойств и никогда не можем надеяться объяснить, как эта субстанция может вызвать наши представления об этом.

Итак, почему мы кажемся свидетелями одной и той же объективной реальности, если все вещи нематериальны? Для Беркли это было ясно (Tarnas 1991, p.336):

Причина, по которой существует объективность, что разные люди постоянно воспринимают похожий мир и что в этом мире существует надежный порядок, заключается в том, что мир и его порядок зависят от разума, который превосходит индивидуальные умы и является универсальным, а именно: Божий разум.

Следующая итерация в этой цепочке рассуждений пришла в виде скептицизма Дэвида Юма (Tarnas 1991, p. 337):

Как и Беркли, Хьюм не мог принять взгляды Локка на репрезентативное восприятие, но и не мог принять определение Беркли. внешние объекты с внутренними идеями, укорененными в конечном счете в разуме Бога.

Он довел критику эмпиризма до последней крайности (Tarnas 1991, стр. 339):

[A] Более тревожным последствием критического анализа Юма было его очевидное подрывание самой эмпирической науки, для логического основания последней, индукции, теперь было признано неоправданным.

[…]

Если все человеческое знание основано на эмпиризме, но индукция не может быть логически оправдана, то человек не может иметь определенного знания.

Все условно.Философия Юма побудила «Иммануила Канта развить центральную философскую позицию той эпохи» (Tarnas 1991, p. 340). По сути, Юм пробудил Канта от его «догматической дремоты». Результатом был экзистенциальный удар (Tarnas 1991):

Оглядываясь назад, можно сказать, что долгосрочные последствия как коперниканской, так и кантианской революций были в основе своей неоднозначными, одновременно освобождающими и уменьшающимися. Обе революции пробудили человека к новой, более авантюрной реальности, но обе также радикально вытеснили человека — одна из центра космоса, другая — из подлинного познания этого космоса.[П. 348]

[…]

Вслед за коперниканской революцией Канта наука, религия и философия должны были найти свои собственные основания для утверждения, поскольку ни одна из них не могла претендовать на априорный доступ к внутренней природе Вселенной. [П. 351]

Подробно Кант аргументировал следующее в своей книге Критика чистого разума (Кант 1781). «Трансцендентальная эстетика » читается (перевод Мейкледжона 2003):

Из этого исследования будет обнаружено, что есть две чистые формы чувственной интуиции как принципы априорного знания, а именно пространство и время.[§1]

Пространство есть не что иное, как форма всех явлений внешнего чувства, то есть субъективное состояние чувственности, при котором возможна только внешняя интуиция. [§4]

Время — это не что иное, как форма внутреннего чувства, то есть интуиции себя и нашего внутреннего состояния. [§7]

[…] если мы уберем предмет или даже только субъективную конституцию наших чувств в целом, то не только природу и отношения объектов в пространстве и времени, но даже само пространство и время пропадать; и что они, как явления, не могут существовать сами по себе, а только в нас.[§9]

В двух словах (Tarnas 1991, p. 343f.):

Таким образом, пространство и время не извлекаются из опыта, а предполагаются в опыте. Их никогда не наблюдают как таковые, но они составляют тот контекст, в котором наблюдаются все события. Невозможно знать, что они существуют в природе независимо от разума, но мир не может быть познан разумом без них.

Следовательно, нельзя сказать, что пространство и время являются характеристиками мира как такового, поскольку они вносятся в акт человеческого наблюдения.Они эпистемологически основаны на природе разума, а не онтологически в природе вещей.

Современная интерпретация этого направления мысли дана философом Хилари Патнэм. Он размышлял о понятии мозга в чане (Putnam 1981):

Вот научно-фантастическая возможность, обсуждаемая философами: представьте, что человеческое существо (вы можете представить себе это самим собой) подверглось операции со стороны зла. ученый. Мозг человека (ваш мозг) был извлечен из тела и помещен в чан с питательными веществами, которые поддерживают мозг.Нервные окончания были подключены к сверхнаучному компьютеру, который вызывает у человека, чей мозг, это иллюзия, что все в порядке. Кажется, есть люди, предметы, небо и т. Д .; но на самом деле все, что испытывает человек (вы), является результатом передачи электронных импульсов от компьютера к нервным окончаниям. Компьютер настолько умен, что если человек попытается поднять руку, обратная связь с компьютером заставит его «увидеть» и «почувствовать» поднимаемую руку.Более того, изменяя программу, злой ученый может заставить жертву «испытать» (или галлюцинировать) любую ситуацию или среду, которую желает злой ученый. Он также может стереть память об операции на мозге, так что жертва будет казаться себе всегда находящейся в этой среде. Жертве может даже показаться, что он сидит и читает эти самые слова о забавном, но довольно абсурдном предположении, что существует злой ученый, который вынимает у людей мозги из их тел и помещает их в чан с питательными веществами, которые поддерживают мозг.

Теперь вопрос (Багготт 2009, стр. 105):

Итак, не могли бы вы быть просто мозгом в чане? Если все ваши знания о физическом мире вокруг вас основаны на вашем восприятии, и ваше восприятие манипулировалось, чтобы создать у вас впечатление реальности, тогда как бы вы узнали иначе?

Патнэм пытался доказать, что сценарий «мозг в чане» невозможен. Его рассуждения основаны на идее о том, что мозг обычно находится в причинной связи с реальными объектами в реальном мире, что делает утверждение «Я — мозг в чане» самоотверженным утверждением.Не все согласны (Baggott 2009, p. 115):

Это [аргумент о причинной связи и самоотрицании], возможно, является совершенно естественным предположением. Но это — это предположение.

Подобные размышления о природе объективного мира, свидетелями которых, похоже, являются наши субъективные переживания — от Беркли до Патнэма — представляют собой лишь верхушку экзистенциального айсберга. Некоторые другие радикальные объяснения содержания моего личного сознательного восприятия в данный момент перечислены во вводной части гл.1. Излишне говорить, что все альтернативные объяснения существования невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Резюмируя:
E1

Это всего лишь одно большое совпадение и произошло по чистой случайности. Мы знаем, что фундаментальные законы природы и сознание — это просто результат работы мозга. Нет никакой тайны, и это все, что можно сказать. [Материализм, научный реализм]

E2

Вселенную создал Бог.Возможно, 13,8 миллиарда лет назад или, возможно, 6000 лет назад с фиктивными свойствами, из-за которых Вселенная казалась старше (или даже 5 секунд назад, с ложными воспоминаниями, внедренными во все человеческие умы). [Креационизм в авраамической религии]

E3

Реальность — это огромная и непостоянная иллюзия ( anicca ), состоящая из бесконечных отвлечений и страданий. Задача ума — развить состояние осознанности, позволяющее увидеть иллюзию такой, какая она есть.Тогда просветленный ум может уйти из физического царства и войти в состояние чистого блаженства. [Буддизм]

E4

Только Самость существует. Жизнь — это бесконечная игра Самости ( лила ), которая теряет себя только для того, чтобы снова оказаться в постоянной игре в прятки. [Индуизм]

E5

Существует только чистое сознание. В бесконечных циклах он проявляется как отдельные физические воплощения, допускающие эмпирический контекст, только для того, чтобы снова слиться в единство и начать заново.[Духовность, панпсихизм]

E6

Мы мечтаем об этой жизни и однажды «проснемся» к более богатой реальности, которая невообразимо более ясна и связна. Физическая смерть знаменует переход сознания из состояния сна в реальность более высокого измерения или, может быть, в реальность, полностью выходящую за пределы царства пространства и времени. [Вариант эзотеризма]

E7

Мы живем в мультивселенной, бесконечном множестве всех возможных вселенных.Как следствие, мы естественным образом находимся в том уголке, который позволяет вести разумную и разумную жизнь. [Теория струн / М, космология, многомировая интерпретация квантовой механики]

E8

Наша физическая трехмерная Вселенная является иллюзией. Это голограмма, изоморфная квантовой информации, закодированной на поверхности ее границы. [Голографический принцип, двойственность AdS / CFT]

E9

Мы живем в симуляции, в которой запрограммированы эти функции.[Гипотеза моделирования]

Научные поиски человеческого разума по постижению мира и его собственной природы подробно описаны в Части I. Ограничения нынешнего материалистического и редукционистского научного мировоззрения изложены в Части II. Затем, гл. 13 предлагает новое научное понимание мира, основанное на информационной онтологии. Креационизм обсуждается в разд. 12.2.2. Буддизм появился в контексте внимательности (разделы 7.4.2.1, 9.3.5 и 11.1). Индуистская концепция лила обсуждается ниже, как и понятие панпсихизма.Вспомните слова философа разума Томаса Метцингера, вспоминающего о своем переживании эпизода ложного пробуждения (Раздел 11.2.2):

Итак, откуда вы знаете, что действительно проснулись сегодня утром? Неужели все, что вы пережили, было всего лишь сном?

Элементы теории струн / М-теории представлены в разделах. 4.3.2, 10.2.2 и 13.4.1.2, а понятие мультивселенной обсуждается в разд. 10.3.2.2. Голографический принцип вводится в разд.13.4.1. Он мотивирован теоретическими открытиями, относящимися к новой теоретико-информационной парадигме, изложенной в гл. 13. То же самое и с гипотезой симуляции, которая объясняется в разд. 13.4.2. В заключение (Baggott 2009, p. 228):

Теперь мы должны смириться с тем фактом, что нет веских доказательств того, что эту реальность здравого смысла можно извлечь из любой точки во всей истории человеческой мысли. Просто нет ничего, на что мы могли бы указать, повесить шляпу и сказать , это настоящий .

Как человеческий разум должен исходить отсюда? Должны ли мы просто признать, что информация является фундаментальной природой физической реальности и что наши умы навсегда остаются непознаваемыми загадками? Другими словами, субъективность позволяет постичь цель, оставаясь при этом бесплотной. В этой главе утверждается, что человеческий разум может сделать последний шаг в понимании самого себя. Это маленький шаг в информационной онтологии, но огромный шаг в концептуальном плане. Только смелый ум может достичь цели, поскольку для этого требуется радикальная переоценка всего, что считается правдой.Во-первых, требуется радикальная непредвзятость (раздел 12. 4.4). В самом деле (deGrasse Tyson 2007, стр. 305):

Одно можно сказать наверняка: чем больше вы были сбиты с толку в своей жизни, тем более открытым становится ваш разум для новых идей.

Словами влиятельного нейробиолога, представленными в следующем разделе (Koch 2012, p. 134f.):

Позвольте мне закончить призывом к смирению. Космос — странное место, и мы до сих пор мало о нем знаем. Всего два десятилетия назад ученые обнаружили, что всего 4 процента массы-энергии Вселенной — это тот материал, из которого созданы звезды, планеты, деревья, вы и я.Одна четверть — это холодная темная материя, а остальная часть — это что-то причудливое, называемое темной энергией. 1 Космологи понятия не имеют, что такое темная энергия и каким законам она подчиняется. […] Наши знания — всего лишь огонь, освещающий бескрайнюю тьму вокруг нас, мерцающий на ветру. Итак, давайте будем открыты для альтернативных, рациональных объяснений в поисках источника сознания.

Наконец, список явлений, которые считаются невозможными, требует переоценки. По сути, чтобы понять себя, человеческий разум должен поддерживать «безумные» идеи и нарушать табу.Нобелевский лауреат Фрэнсис Крик однажды дал следующий совет (цитируется в Bilger 2011):

Опасный человек — это тот, у кого есть только одна идея, потому что тогда он будет сражаться и умереть за нее. Настоящая наука считает, что вы придумываете множество идей, и большинство из них будут ошибочными.

Только теперь, свободный от предрассудков и предвзятых представлений, смена теоретико-информационной парадигмы может стать поистине потрясающей, охватывая человеческий разум.

Сделана ли Вселенная из математики? [Отрывок]

Извлечено с разрешения Наша математическая вселенная: Мои поиски высшей природы реальности, автор Макс Тегмарк .Доступно в Random House / Knopf. Авторские права © 2014.

Каков ответ на главный вопрос о жизни, вселенной и всем остальном? В научно-фантастической пародии Дугласа Адамса «Автостопом по Галактике» было найдено, что ответ — 42; Самым сложным оказалось найти настоящий вопрос. Я считаю очень уместным, что Дуглас Адамс пошутил насчет 42, потому что математика сыграла поразительную роль в нашем растущем понимании нашей Вселенной.

Бозон Хиггса был предсказан с помощью того же инструмента, что и планета Нептун и радиоволны: с помощью математики.Галилей заявил, что наша Вселенная — это «великая книга», написанная на языке математики. Так почему наша Вселенная кажется такой математической и что это значит? В своей новой книге «Наша математическая Вселенная» я утверждаю, что это означает, что наша Вселенная не просто описывается математикой, но что это математика в том смысле, что мы все являемся частями гигантского математического объекта, который, в свою очередь, часть мультивселенной настолько огромна, что по сравнению с ней другие мультивселенные, обсуждаемые в последние годы, кажутся ничтожными.

Математика, математика везде!
Но где вся эта математика, о которой мы говорим? Разве математика не сводится к числам? Если вы посмотрите вокруг прямо сейчас, вы, вероятно, заметите несколько цифр здесь и там, например, номера страниц в вашем последнем экземпляре Scientific American, но это всего лишь символы, придуманные и напечатанные людьми, поэтому вряд ли можно сказать, что они отражают наша Вселенная является математической в ​​любом глубоком смысле.

Из-за нашей системы образования многие люди приравнивают математику к арифметике.И все же математики изучают абстрактные структуры гораздо более разнообразные, чем числа, включая геометрические формы. Вы видите вокруг себя какие-либо геометрические узоры или формы? И здесь тоже не принимаются во внимание рукотворные конструкции, подобные прямоугольной форме этой книги. Но попробуйте бросить камешек и посмотреть, какую красивую форму создает природа для его траектории! Траектории всего, что вы бросаете, имеют одинаковую форму, называемую перевернутой параболой. Когда мы наблюдаем, как объекты движутся по орбитам в космосе, мы обнаруживаем еще одну повторяющуюся форму: эллипс.Более того, эти две формы связаны между собой: кончик очень вытянутого эллипса имеет форму параболы, так что на самом деле все эти траектории являются просто частями эллипсов.

Мы, люди, постепенно открыли множество дополнительных повторяющихся форм и закономерностей в природе, включая не только движение и гравитацию, но и такие несопоставимые области, как электричество, магнетизм, свет, тепло, химию, радиоактивность и субатомные частицы. Эти закономерности резюмируются тем, что мы называем нашими законами физики.Так же, как форма эллипса, все эти законы можно описать с помощью математических уравнений.

Уравнения — не единственные намеки на математику, встроенные в природу: существуют также числа.
В отличие от человеческих творений, таких как номера страниц в этой книге, я сейчас говорю о числах, которые являются основными свойствами нашей физической реальности. Например, сколько карандашей вы можете разложить так, чтобы все они были перпендикулярны (под углом 90 градусов) друг к другу? 3 — разместив их, скажем, по 3 краям, выходящим из угла вашей комнаты.Откуда пришла эта цифра 3? Мы называем это число размерностью нашего пространства, но почему здесь 3 измерения, а не 4, 2 или 42? И почему, насколько мы можем судить, в нашей Вселенной ровно 6 видов кварков? Существуют также числа, закодированные в природе, для записи которых требуется десятичная дробь — например, протон примерно в 1836,15267 раз тяжелее электрона. Из всего 32 таких чисел мы, физики, в принципе можем вычислить любую другую физическую постоянную, когда-либо измеренную.

В нашей Вселенной есть что-то очень математическое, и чем более внимательно мы смотрим, тем больше математики мы, кажется, находим. Итак, что мы делаем со всеми этими намеками на математику в нашем физическом мире? Большинство моих коллег-физиков считают, что это означает, что природа по какой-то причине описывается математикой, по крайней мере приблизительно, и оставляют все как есть. Но я убежден, что это еще не все, и давайте посмотрим, имеет ли это больше смысла для вас, чем для того профессора, который сказал, что это разрушит мою карьеру.

Гипотеза математической вселенной
Я был очень очарован всеми этими математическими подсказками еще в аспирантуре. Однажды вечером в Беркли в 1990 году, когда мы с моим другом Биллом Пуарье сидели и размышляли об окончательной природе реальности, у меня внезапно возникло представление о том, что все это означает: наша реальность не просто описывается математикой — это математика, в очень специфическом смысле. Не только его аспекты, но и все, включая вас.

Мое исходное предположение, гипотеза внешней реальности, утверждает, что существует внешняя физическая реальность, полностью независимая от нас, людей.Когда мы выводим следствия теории, мы вводим для них новые понятия и слова, такие как «протоны», «атомы», «молекулы», «клетки» и «звезды», потому что они удобны. Однако важно помнить, что эти концепции создаем мы, люди; в принципе, без этого багажа все можно было бы просчитать.

Но если мы предположим, что реальность существует независимо от людей, то для того, чтобы описание было полным, она также должна быть четко определена в соответствии с нечеловеческими сущностями — например, инопланетянами или суперкомпьютерами — которым не хватает понимания человеческих концепций.Это подводит нас к гипотезе математической Вселенной, которая утверждает, что наша внешняя физическая реальность представляет собой математическую структуру.

Например, предположим, что баскетбольная траектория — это траектория красивого зуммера, который побеждает вас в игре, и что вы позже захотите описать, как он выглядел другу. Поскольку мяч состоит из элементарных частиц (кварков и электронов), вы, в принципе, можете описать его движение, не ссылаясь на баскетбольные мячи:

Частица 1 движется по параболе.
Частица 2 движется по параболе.

Частица 138,314,159,265,358,979,323,846,264 движется по параболе.

Однако это было бы немного неудобно, потому что вам потребуется больше времени, чем возраст нашей Вселенной, чтобы сказать это. Это также было бы лишним, поскольку все частицы слиплись и движутся как единое целое. Вот почему мы, люди, изобрели слово «шар» для обозначения целого устройства, что позволяет нам экономить время, просто описывая движение целого устройства раз и навсегда.
Мяч был разработан людьми, но он вполне аналогичен составным объектам, не созданным руками человека, таким как молекулы, камни и звезды: придумывать для них слова удобно как для экономии времени, так и для предоставления концепций, с точки зрения которых понимать мир более интуитивно. Хотя такие слова полезны, они не являются обязательным багажом.

Все это вызывает вопрос: действительно ли возможно найти такое описание внешней реальности, которое не содержит багажа? Если это так, такое описание объектов в этой внешней реальности и отношений между ними должно быть полностью абстрактным, заставляя любые слова или символы быть просто ярлыками без каких-либо предвзятых значений.Вместо этого единственными свойствами этих сущностей будут те, которые воплощены в отношениях между ними.

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно внимательнее присмотреться к математике. Для современного логика математическая структура есть именно это: набор абстрактных сущностей со связями между ними. Это резко контрастирует с тем, как большинство из нас сначала воспринимают математику — либо как садистскую форму наказания, либо как набор уловок для манипулирования числами.

Современная математика — это формальное изучение структур, которые могут быть определены чисто абстрактно, без всякого человеческого багажа.Думайте о математических символах как о простых ярлыках без внутреннего значения. Неважно, напишете ли вы «два плюс два равно четырем», «2 + 2 = 4» или «dos mas dos igual a cuatro». Обозначения, используемые для обозначения сущностей и отношений, не имеют значения; единственные свойства целых чисел — это те, которые воплощены в отношениях между ними. То есть мы не изобретаем математические структуры — мы их открываем и изобретаем только обозначения для их описания.

Таким образом, есть два ключевых момента, которые следует убрать: Гипотеза внешней реальности подразумевает, что «теория всего» (полное описание нашей внешней физической реальности) не имеет багажа, и что-то, что имеет полное описание без багажа, является именно математическая структура.Взятые вместе, это подразумевает гипотезу математической Вселенной, то есть, что внешняя физическая реальность, описываемая теорией всего, является математической структурой. Итак, суть в том, что если вы верите во внешнюю реальность, независимую от людей, вы также должны верить, что наша физическая реальность представляет собой математическую структуру. Все в нашем мире чисто математическое, в том числе и вы.


Абстрактная шахматная игра не зависит от цвета и формы фигур, а также от того, описываются ли ее ходы на физически существующей доске, с помощью стилизованных компьютерных изображений или так называемой алгебраической шахматной нотации — это все та же шахматная игра. .Точно так же математическая структура не зависит от символов, используемых для ее описания.
Изображение: любезно предоставлено Макс Тегмарком

Жизнь без багажа
Выше мы описали, как люди добавляют багаж в свои описания. Теперь давайте посмотрим на обратное: как математическая абстракция может убрать багаж и разложить вещи до их голой сути. Рассмотрим последовательность шахматных ходов, которая стала известна как «Бессмертная игра», когда белые эффектно жертвуют обе ладьи, слона и ферзя, чтобы поставить мат тремя оставшимися второстепенными фигурами.Когда поклонники шахмат называют Бессмертную игру красивой, они имеют в виду не привлекательность игроков, доски или фигур, а более абстрактную сущность, которую мы могли бы назвать абстрактной игрой, или последовательностью ходов.

Шахматы включают абстрактные объекты (разные шахматные фигуры, разные клетки на доске и т. Д.) И отношения между ними. Например, одно отношение, которое фигура может иметь к квадрату, состоит в том, что первая стоит на второй. Еще одно отношение, которое фигура может иметь к квадрату, — это то, что ей разрешено перемещаться туда.Существует много эквивалентных способов описания этих сущностей и отношений, например, с помощью физической доски, посредством словесных описаний на английском или испанском языке или с использованием так называемой алгебраической шахматной нотации. Так что же остается, когда убираешь весь этот багаж? Что описывают все эти эквивалентные описания? Сама игра Immortal Game, 100% чистая, без добавок. Есть только одна уникальная математическая структура, которая описывается всеми этими эквивалентными описаниями.

Гипотеза математической Вселенной подразумевает, что мы живем в относительной реальности в том смысле, что свойства окружающего нас мира проистекают не из свойств его основных строительных блоков, а из отношений между этими строительными блоками. Таким образом, внешняя физическая реальность — это больше, чем сумма ее частей, в том смысле, что она может обладать множеством интересных свойств, в то время как ее части вообще не обладают внутренними свойствами. Это мое безумно звучащее убеждение в том, что наш физический мир не только описывается математикой, но и что это математика, заставляет нас осознавать себя частями гигантского математического объекта. Как я описываю в книге, это в конечном итоге понижает привычные понятия, такие как случайность, сложность и даже переход к статусу иллюзий; это также подразумевает новую и окончательную коллекцию параллельных вселенных, настолько обширных и экзотических, что вся вышеупомянутая причудливость меркнет по сравнению с ними, вынуждая нас отказаться от многих из наших наиболее глубоко укоренившихся представлений о реальности.

Когда сталкиваешься с этой необъятной реальностью, легко чувствовать себя маленьким и бессильным. Действительно, мы, люди, уже имели этот опыт раньше, снова и снова обнаруживая, что то, что мы считали всем, было всего лишь небольшой частью более крупной структуры: нашей планеты, нашей солнечной системы, нашей Галактики, нашей вселенной и, возможно, иерархии параллельных вселенных. , вложенные как матрешки. Однако я нахожу это также вдохновляющим, потому что мы неоднократно недооценивали не только размер нашего космоса, но и способность нашего человеческого разума понимать его.Наши предки, жившие в пещерах, обладали таким же большим мозгом, как и мы, и, поскольку они не проводили вечера за просмотром телевизора, я уверен, что они задавали вопросы вроде «Что все это за штука в небе?» и «Откуда все это взялось?». Им рассказывали прекрасные мифы и истории, но мало ли они понимали, что у них есть что-то, что действительно может дать ответы на эти вопросы для себя. И что секрет заключается не в том, чтобы научиться летать в космос для изучения небесных объектов, а в том, чтобы позволить их человеческому разуму летать.Когда наше человеческое воображение впервые оторвалось от земли и начало разгадывать загадки космоса, это было сделано с помощью умственной силы, а не с помощью ракет.

Я нахожу этот поиск знаний настолько вдохновляющим, что решил присоединиться к нему и стать физиком, и я написал эту книгу, потому что хочу поделиться этими вдохновляющими путешествиями открытий, особенно в наши дни, когда так легко чувствовать себя бессильным. . Если вы решите прочитать это, то это будет не только поиски меня и моих коллег-физиков, но и наши поиски.

Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале

Введение

В последние годы возросло понимание важности участия общественности в науке. Основываясь на понимании того, что научное образование и работа с общественностью (EPO) следует признать центральным компонентом всей научной деятельности, ученые уделяют все большее внимание широкому распространению информации в рамках своих исследовательских проектов (Grimberg et al., 2019; Дженсен и Бакли, 2014 г .; LSC EPO group, 2017; НАНО Грав, 2019). В соответствии с этими усилиями преподаватели естественных наук пытаются выявить передовой опыт, чтобы вдохновлять, информировать, вовлекать и обучать самые разные аудитории (Bondell & Myers, в печати; NANO Grav, 2019). Расширяя границы возможного в реальном мире, появляющиеся новые технологии, такие как виртуальная реальность (VR), открывают захватывающие возможности для преобразования практики EPO.

В то время как преподаватели естественных наук начали изучать возможности виртуальной реальности в контексте формального научного обучения в классах и университетских лабораториях (Evangelou & Kotsis, 2019; Ibáñez & Delgado-Kloos, 2018; Olympiou & Zacharia, 2012; Southgate et al., 2019), потенциал этих технологий для преобразования практики EPO в значительной степени не исследован. Что нам нужно, так это основанные на фактах исследования возможностей и проблем использования VR-технологий на службе ЕПВ. Важной возможностью может быть то, что использование виртуальной реальности расширяет взаимодействие общественности с наукой. Однако мало что известно о связи между использованием виртуальной реальности и вовлечением общественности и о том, как мы могли бы разработать и выявить преимущества виртуальной реальности.

Целью нашего исследования было изучение взаимодействия общественности с наукой с помощью виртуальной реальности.Желая улучшить способ использования виртуальной реальности в контексте неформального обучения и информирования общественности, мы разработали план нашего исследования как исследовательский пример одного тура виртуальной реальности на научном фестивале. В частности, в этом исследовании использовалась обстановка публичного научного фестиваля, чтобы изучить взаимодействие участников с астрофизическим VR-опытом в форме виртуального тура по Вселенной. Мы спросили: Как посетители участвуют в виртуальном туре на фестивале науки?

В следующем разделе мы рассматриваем литературу по VR в научном образовании и информировании общественности, представляем научные фестивали как неформальные учебные пространства, которые предоставляют интересные возможности для взаимодействия с общественностью посредством опыта VR, и описываем астрофизику как особенно активную область усилий EPO. .Затем мы синтезируем литературу и представляем концептуальную основу, которую мы разработали для обоснования дизайна исследования.

Потенциал виртуальной реальности в естественнонаучном образовании и информировании общественности

Технологии, объединяющие реальный и виртуальный миры, обладают потенциалом для глубокого преобразования обучения и преподавания, связывая новый опыт восприятия с абстрактными концепциями (Lindgren & Johnson-Glenberg, 2013; Southgate et al. др., 2019). Поскольку достижения в области технологий и образования приводят к изменениям друг друга, исследователи заинтересовались изучением как преимуществ, так и ограничений физической и виртуальной среды обучения (Merchant et al., 2014; Панде и Чандрасекхаран, 2017; Potkonjak et al., 2016).

Ключевым аспектом технологического образования является основная идея о том, что визуализация является мощным инструментом научного обучения (López & Pintó, 2017; Smetana & Bell, 2012). Однако существует широкий спектр потенциальных преимуществ использования виртуальной реальности, помимо простого предоставления новых возможностей визуализации (Smetana & Bell, 2012). Создавая контексты, которые обычно далеки от наших естественных сенсорных возможностей или недоступны в реальном мире, ресурсы виртуальной реальности обладают огромным потенциалом для поддержки коммуникации и понимания научных концепций (Бакас и Микропулос, 2003).Продвигая пространственные способности, практические навыки и исследовательское обучение, виртуальные миры предлагают возможности для обучения, которые особенно полезны в областях изучения науки (Ibáñez & Delgado-Kloos, 2018; Potkonjak et al. , 2016). Более того, виртуальная реальность может сделать обучение и обучение более интерактивными, аутентичными, увлекательными и игривыми (Lindgren & Johnson-Glenberg, 2013; Ramasundaram et al., 2005). На более глубоком уровне эти технологии могут трансформировать взаимодействие с абстрактными научными визуализациями в увлекательный и воплощенный опыт.При взаимодействии через виртуальную реальность учащиеся становятся не просто внешним наблюдателем или интерпретатором визуализации. Вместо этого они могут перемещаться, манипулировать и понимать представление изнутри.

Технологии смешанной и виртуальной реальности обычно предполагают плавное взаимодействие реальных объектов, таких как наши тела, с каким-либо цифровым, часто устанавливаемым на голову, дисплеем (Lindgren & Johnson-Glenberg, 2013; Southgate et al., 2019 ). На сегодняшний день не существует общепринятого определения виртуальной реальности с высоким уровнем погружения (Саутгейт и др., 2019). Тем не менее, две особенности являются общими для технологий, которые объединяют физический и виртуальный миры: во-первых, интерфейс, который реагирует на движения участника, и, во-вторых, иммерсивный технологический опыт, который помещает учащегося в контекст, который должен быть изучен (Lindgren & Johnson- Гленберг, 2013). Эти две особенности тесно связаны с понятиями погружения (способность перемещаться и взаимодействовать в среде, опосредованной технологиями) и присутствия (чувство «присутствия») (Southgate et al., 2019).

Естественно, по мере того, как использование форм обучения, опосредованных технологиями, набирает обороты, виртуальная реальность продолжает создавать новые контексты для исследований в естественно-научном образовании. Тем не менее, потенциал VR в контексте EPO остается в основном неизученным. В этом исследовании мы рассматриваем контекст VR-образования и информирования общественности на научном фестивале, чтобы результаты могли проинформировать, как можно эффективно использовать VR в практике EPO.

Научные фестивали как площадка для вовлечения общественности через VR

Научные фестивали — это неформальные учебные пространства, где научное образование, научное общение и информирование общественности сочетаются подлинным и прямым образом.В последние годы наблюдается глобальный рост развития общественных научных мероприятий, что привело к повышенному интересу к сравнению различных видов событий и выявлению общих тем (Bultitude et al. , 2011; Canovan, 2019; Jensen & Buckley, 2014). Из-за своей социальной активности и преходящего характера научные фестивали предоставляют уникальные возможности для понимания успехов (и неудач) привлечения общественности с помощью VR-технологий. Хотя в настоящее время VR изучается на предмет возможности поддержки обучения как в неформальном контексте, так и в музеях (Carrozzino & Bergamasco, 2010; Cheng et al., 2011), а также в более формальной обстановке, такой как классы (Марковиц и др., 2018; Саутгейт и др., 2019), научные фестивали представляют особый, но малоизученный контекст со своими преимуществами. Есть несколько причин особого характера фестивалей науки.

Во-первых, научные фестивали социально активны, потому что они нацелены на широкую общественную аудиторию (van Beynen & Burress, 2018). Благодаря разнообразию аудитории исследователи могут изучить, как различные группы посетителей с разным опытом и ожиданиями взаимодействуют и взаимодействуют с VR-технологиями.Такое разнообразие является преимуществом для традиционных образовательных исследований, которые часто рассматривают возможности использования VR-технологий, ограниченные одной конкретной возрастной группой, например, в научных классах (Southgate et al., 2019). Более того, посетители имеют право решать, что для них является успешным научным опытом, потому что они решили посетить научный фестиваль. В ответ на эти разнообразные ожидания поставщики научных фестивалей пытаются привлечь посетителей, разрабатывая мероприятия, которые способствуют получению опыта и достижению результатов, выходящих за рамки развития научных знаний (van Beynen & Burress, 2018).VR-технология может предоставить такие возможности, которые способствуют развитию любопытства, интереса и развлечения, в дополнение к передаче знаний о научном содержании (Lindgren & Johnson-Glenberg, 2013; Southgate et al., 2019).

Во-вторых, фестивали науки преходящи, потому что они предполагают объединение людей, мебели, технологий, эмоций и т. Д. (Davies, 2019). Эта преходящая природа предоставляет богатые возможности для создания эмоциональных связей со сложными и абстрактными научными концепциями (Grimberg et al., 2019) и приводит к другим взаимодействиям, чем в других неформальных учебных пространствах (Bultitude et al., 2011; Davies, 2019; van Beynen & Burress, 2018). Мероприятия на научных фестивалях характеризуются краткосрочными взаимодействиями, которые часто возникают спонтанно в условиях совместной работы. Поскольку эти фестивали носят временный характер и обычно длятся всего несколько дней, им может быть присвоен статус особого и уникального события, которое поддерживает активное участие (Jensen & Buckley, 2014). Это контрастирует с музейными выставками, которые могут длиться месяцами или дольше.

В-третьих, научные фестивали часто проводятся при содействии профессионалов науки, что позволяет посетителям напрямую взаимодействовать с экспертами по актуальным темам научных исследований (Jensen & Buckley, 2014). Такие специалисты обладают глубокими знаниями и энтузиазмом в отношении конкретных тем, которыми они делятся с посетителями. Эти формы взаимодействия хорошо подходят для VR-мероприятий, которые часто представляют собой экскурсии, которые посетители могут проходить индивидуально или в группах.

Астрономическое образование и виртуальная Вселенная

Первое наблюдение гравитационных волн в 2015 году вызвало повышенный общественный интерес к астрономии и привело к появлению нового образовательного акцента в этой области (Key & Hendry, 2016).Этот фокус представляет огромные возможности и значительную ответственность для преподавателей естественных наук, потому что астрономия — это область обучения, в которой, как известно, трудно визуализировать концепции (Azevedo & Mann, 2018; De Hosson et al., 2014; Eriksson et al., 2014; Kersting, 2020 ; Kersting et al., 2018). У нас нет прямого опыта астрономических явлений, таких как гравитационные волны. Таким образом, эти явления часто создают у учащихся проблемы с воображением (Steier & Kersting, 2019). Более того, природа многих астрономических явлений кажется нелогичной или даже противоречащей нашим предыдущим знаниям о мире (Kersting et al., 2018). Кроме того, вопросы астрономии бросают нам вызов из-за огромных масштабов Вселенной и ее многомерности (Бакас, Микропулос, 2003; Конлон и др., 2018; Эрикссон и др., 2014; Керстинг, 2020).

Из-за абстрактного характера научных концепций VR хорошо подходит для улучшения практики EPO в астрономии. В рамках своей образовательной и общественной программы Центр передового опыта Австралийского исследовательского совета по открытию гравитационных волн (OzGrav) использует возможности гравитационной астрономии 1 с использованием приложений виртуальной или дополненной реальности.Команда OzGrav EPO разрабатывает информационные программы, посещения школ и учебные материалы, чтобы извлечь выгоду из исторических первых обнаружений гравитационных волн, а также обучать, вовлекать и развлекать общественность астрономией (Bondell & Myers, в печати).

В этом исследовании мы сосредоточимся на VR-туре OzGrav Bigger Than Big, , который знакомит посетителей фестиваля с невидимой Вселенной с помощью беспроводных головных гарнитур виртуальной реальности. Каждая гарнитура подключена к общему компьютеру, так что группы посетителей могут совершать экскурсию одновременно.Гарнитуры позволяют перемещаться за пределами фиксированного положения, чтобы дать посетителям ощущение присутствия и погружения, когда они наклоняются или удаляются от места происшествия. Экскурсия включает различные сцены, каждая из которых предлагает посетителям изучить различные астрофизические явления, такие как планеты в нашей солнечной системе или масштаб космических объектов. Специалисты в области науки просматривают сцены и проводят посетителей по маршруту.

Концептуальная основа взаимодействия с виртуальной реальностью на фестивале науки

Целью данного исследования является изучение взаимодействия участников с установкой виртуальной реальности на фестивале науки.Хотя многие преподаватели естественных наук разделяют убежденность в том, что «в мире, который становится все более научным и технологическим, потребность в населении, которое занимается наукой и технологиями и ценит их, как никогда высока» (Shaby et al., 2019b, p. 1), исследование вовлеченности препятствует отсутствие консенсуса по различным типам взаимодействия (Reschly & Christenson, 2012). Поскольку вовлеченность — это широкое и многомерное понятие, включающее наблюдаемое поведение, внутреннее познание и эмоции (Shaby et al., 2019c), разные исследователи концептуализировали участие по-разному, в зависимости от контекста и направленности научного обучения. Хотя преподаватели естественных наук предприняли интересные попытки подойти к понятию вовлеченности в контексте научных музеев и научных центров (Faria & Chagas, 2012; Shaby et al., 2019c, 2019b; Shaby et al., 2019a; Yoon & Wang, 2014) ), немногие исследования рассматривали участие в контексте научных фестивалей.

На самом деле, недавние исследования, посвященные вовлеченности на научных фестивалях, почти не определяют и не конкретизируют их теоретический подход к вовлечению (Canovan, 2019; Grimberg et al., 2019). Исключением являются ван Бейнен и Берресс (2018), которые подошли к привлечению детей к участию в научном фестивале с помощью основных оперативных мер, таких как то, как дети взаимодействуют с экспонатами (ждут, делают, смотрят), с кем они взаимодействуют на выставке (ученый-экспонент, взрослый опекун или сверстники), а также продолжительность взаимодействия. Здесь вовлеченность измерялась ненавязчивым поведенческим наблюдением. Хотя такой подход к вовлечению позволяет понять, как посетители фестиваля ориентируются на научном фестивале, он не проливает свет на реальный опыт посетителей, выраженный или сообщенный ими.

Чтобы ответить на наш исследовательский вопрос, мы поняли, что нам нужна новая структура для реализации взаимодействия, соответствующая уникальным возможностям виртуальной реальности на научных фестивалях. Таким образом, мы извлекли уроки из литературы, чтобы придать структуру и направление нашим исследовательским исследованиям. Результатом этого синтеза стала концептуальная структура, состоящая из четырех аспектов деятельности участников: погружение, фасилитация, сотрудничество, и визуализация . Далее мы представляем четыре аспекта этой концептуальной основы и показываем, как она руководила сбором и анализом данных.

  1. Во-первых, мы подошли к вовлечению через аспект погружения. Под погружением мы понимаем степень, в которой участники населяли виртуальный опыт и рассматривали его как жизненный опыт (Саутгейт и др., 2019). Существует несколько измерений опыта погружения, включая погружение в пространственно-временную среду (т.е. перцептивный опыт кажется реальным) и погружение в повествовательную траекторию (т.е. погружение в историю) (McRoberts, 2018; Thon, 2014).Для целей данного исследования мы используем дистилляцию погружения, сделанную Тоном (2014), как «иллюзию непосредственности» (стр. 269). Таким образом, погружение в среду виртуальной реальности характеризует степень, в которой внимание и ощущение присутствия посетителей сосредоточены в виртуальном пространстве.

  2. Во-вторых, мы рассмотрели взаимодействие через аспект фасилитации. Фасилитация — это ключевой аспект обучения в любых условиях. В контексте научных фестивалей фасилитация включает взаимодействие между персоналом фестиваля или профессионалами в области науки и посетителями.Этот аспект подчеркивает опыт и руководство ученых-профессионалов в том, чтобы заинтересовать участников деятельностью, ответить на вопросы и в целом направить их к осмысленному опыту. Количество и масштабы такого участия ученых-профессионалов во время фестивальных мероприятий играют ключевую роль в положительном воздействии на посетителей (Jensen & Buckley, 2014). Действительно, исследования показывают, что взаимодействие между посетителями и профессионалами в области науки является самым надежным предиктором лучших результатов и положительного воздействия на обучение посетителей (Science Festival Alliance, 2020).

  3. В-третьих, мы подошли к взаимодействию через аспект сотрудничества. Как и фасилитация, сотрудничество является основным механизмом обучения (Johnson-Glenberg et al., 2014). Хотя многие по-прежнему рассматривают виртуальную реальность как отдельную экспериментальную технологию, есть убедительные доказательства того, что среда виртуальной реальности облегчает выполнение задач, которые приводят к более насыщенному и эффективному совместному обучению (Dalgarno & Lee, 2010; Johnson-Glenberg et al., 2014). По мере развития технологий мы открываем больше возможностей для важного сотрудничества и социального взаимодействия между участниками внутри виртуального пространства и между ними, например, позволяя участникам напрямую общаться друг с другом внутри и за пределами виртуального пространства (Johnson-Glenberg et al., 2014; Штайер, 2020).

  4. В-четвертых, мы рассматривали участие через аспект визуализации. Поскольку наука часто имеет дело с ненаблюдаемым, визуализации, доступные через виртуальную реальность, особенно ценны в научных областях, где концепции трудно или невозможно воспринимать напрямую (Bakas & Mikropoulos, 2003; Brinson, 2015; Kersting, 2020; López & Pintó, 2017; Smetana & Белл, 2012). Научные объекты иногда слишком малы, например, атомы и молекулы ДНК; или слишком большие, например звезды и галактики; они разворачиваются во временных масштабах, которые трудно понять, например, в химических реакциях или эволюционных процессах; или они не наблюдаются напрямую в физической среде, такой как ось Земли и орбита вокруг Солнца, или гравитация как кривизна пространства-времени (López & Pintó, 2017; Pande & Chandrasekharan, 2017; Steier & Kersting, 2019; Sullivan et al. ., 2017).

Исследования в рамках фестиваля науки science Alive!

Наука жива! — крупнейшая интерактивная научная выставка в Австралии, ориентированная в основном на семьи с детьми. 2 Наука жива! ежегодно проводит несколько мероприятий по всей Австралии. В этом исследовании мы участвовали в фестивале на стадионе Ghmba в Джилонге в австралийском штате Виктория, который проходил с 24 по 26 мая 2019 года. По данным организаторов, общая посещаемость трехдневного фестиваля составила 6718 человек.Стойка OzGrav располагалась на втором этаже стадиона и состояла из одного большого стола с VR-впечатлениями на каждом конце. Для проведения виртуального тура « Bigger Than Big » шесть гарнитур Lenovo Mirage Daydream были подключены к большому экрану. Таким образом, шесть посетителей одновременно могли совершить виртуальный тур по Вселенной. Другие посетители могли следить за происходящим на большом экране, что позволяло осуществлять инклюзивную и совместную деятельность между посетителями внутри VR-среды и посетителями, стоящими рядом.Эта установка была особенно популярна среди семей и групп людей, которые могли видеть, что их друзья и члены семьи переживали в виртуальном туре. Установка также позволила научным работникам OzGrav проводить посетителей во время тура. Каждый день координатор исследований и научный коммуникатор команды OzGrav EPO контролировал деятельность и проводил туры с двумя профессионалами в области науки, которые выступали в качестве гидов.

Сбор и анализ данных

Научный фестиваль — это социально активное неформальное учебное пространство, которое побуждает к разнообразным взаимодействиям и непредсказуемым событиям (van Beynen & Burress, 2018).Вероятно, что использование VR усложняет деятельность из-за потенциально новых процессов взаимодействия, которые могут разворачиваться в среде VR. Признавая необходимость диверсификации мер для охвата широты взаимодействия, мы интегрировали несколько источников данных в план нашего исследования в соответствии с нашей концептуальной структурой. Сбор данных включал опросы посетителей, видеозаписи посетителей в VR, снимки экрана, полевые заметки и интервью фокус-групп с командой OzGrav EPO и волонтерскими научными профессионалами.Важно отметить, что наш методологический выбор отражал необходимость учитывать перспективы посетителей и организаторов, чтобы изучить взаимодействие с VR на фестивале науки. Данные опроса позволили получить представление об общем впечатлении посетителей и, в частности, об опыте , визуализации и погружении в VR-среду. Видеоданные проливают свет на аспекты сотрудничества , и , фасилитации и то, как группы посетителей совместно участвуют в VR-туре.Данные захвата экрана помогли связать видеоданные с визуализациями внутри VR-тура. Данные фокус-групп раскрыли перспективы EPO OzGrav и ученых-профессионалов, которые поделились своим опытом , способствовавшего проведению VR-туров, и обсудили потенциал , визуализирующего астрономических концепций с помощью VR. Первый автор делала полевые заметки во время фестиваля науки, чтобы зафиксировать свои наблюдения за местом, посетителями и участием в VR-туре.В конце фестиваля первый автор организовал эти заметки в форме короткого отчета исследователя, чтобы подытожить свои наблюдения и определить возможные проблемы и возможности использования виртуальной реальности в контексте научных фестивалей. В таблице 1 представлен обзор собранных нами данных и показано, как данные соотносятся с четырьмя аспектами нашей концептуальной основы.

Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале https://doi.org / 10.1080 / 21548455.2020.1857458

Опубликовано в Интернете:
13 декабря 2020 г.

Таблица 1. Обзор собранных данных в соответствии с четырьмя аспектами нашей концептуальной основы взаимодействия с виртуальной реальностью на фестивале науки.

Мы разработали опрос посетителей на основе пилотной анкеты, опробованной на Гран-при Австралии в 2019 г. и на Всемирной конференции по науке в Брисбене в 2019 г. (Букер, 2019). Мы попросили посетителей заполнить анкету на планшетах после того, как они завершили тур Bigger Than Big .Поскольку многие семьи вместе испытали VR-тур и многие дети были слишком молоды, чтобы пройти опрос самостоятельно, семьи и группы часто подавали один ответ, отражающий их коллективный опыт. Вопросы анкеты перечислены в таблице 2; В среднем на заполнение опроса у посетителей уходило 5:06 мин.

Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале https://doi.org/10.1080/21548455.2020.1857458

Опубликовано онлайн:
13 декабря 2020 года

Таблица 2.Вопросы в опросе посетителей.

Для сбора видеоданных мы установили небольшую камеру на штатив и поместили ее за большим экраном, на котором демонстрировался скринкаст. Программа скрин-кастинга запечатлела VR-сцены и движение посетителей в VR-среде. Знаки вокруг киоска информировали посетителей о том, что мы снимаем киоск и записываем VR-экраны, и что они должны сообщить нам, если они не хотят, чтобы их снимали. Кроме того, посетителям были предоставлены информационные листы об исследовательском проекте с информацией о цели исследовательского проекта, хранении данных и анонимности данных.

Чтобы узнать о перспективах команды OzGrav, мы провели два интервью в фокус-группах вскоре после фестиваля — одно интервью с командой OzGrav EPO, которая разработала VR-тур Bigger Than Big и одно интервью с командой волонтеров. научные сотрудники, которые сопровождали туры во время фестиваля. Команда EPO состояла из преподавателя естественных наук, научного коммуникатора (который руководил мероприятиями на научном фестивале), разработчика контента и цифрового художника.Научными профессионалами были доктора и исследователи, которые были экспертами в области гравитационно-волновой астрономии и вызвались помочь в проведении виртуальных туров на выставке Science Alive! . Интервью были частично структурированы с открытыми вопросами, касающимися деятельности EPO в рамках OzGrav, VR-технологий, изучения астрофизики с помощью VR и участия в Science Alive! .

Для анализа данных опроса и интервью первый автор расшифровал интервью фокус-группы и импортировал записи вместе с данными опроса в Атлас.ti для качественного анализа данных. Во-первых, мы следовали индуктивному подходу к анализу данных посредством тематического анализа (Braun & Clarke, 2006). Коды и темы, которые мы определили, затем сравнивались с нашей концептуальной структурой, причем каждая тема в конечном итоге была связана с одним из четырех аспектов погружения, фасилитации, сотрудничества и визуализации. Чтобы проанализировать видеоданные, первый автор просмотрел весь массив данных и распределил данные по категориям, определив сегменты, в которых (группы) посетителей взаимодействовали с VR-туром.Каждый сегмент был помечен меткой времени, кратким описанием количества посетителей и типа взаимодействия посетителей, а также замечаниями о качестве аудио- и видеоданных. Сегменты, в которых посетители активно сотрудничали, были отмечены для более тщательного анализа. Всего мы отсняли 327 посетителей VR-тура Bigger Than Big. Идентифицированные сегменты длились от 15 с до 12,20 мин при средней длине 4,10 мин в VR-среде.

Результаты

В этом разделе мы сначала кратко представим некоторые общие выводы, касающиеся демографии посетителей фестиваля и их общего впечатления от VR-тура.Затем мы исследуем более тонкие выводы, основанные на нашей концептуальной структуре, то есть через призму погружения, фасилитации, сотрудничества и визуализации.

Когда посетителей попросили оценить их общее впечатление по шкале от 0 до 5, посетители дали Bigger Than Big среднюю оценку 4,6, что говорит о весьма положительном опыте многих посетителей. 40% посетителей никогда раньше не были в виртуальной среде. Даже те посетители, которые уже имели опыт работы с VR, были впечатлены этим опытом:

Посетитель фестиваля:

«Это был не мой первый раз, но это было невероятно, как живое.»

Посетитель фестиваля:

« Впервые использовал VR, было очень интересно ».

Таким образом, технология виртуальной реальности оказала очень положительное влияние на посетителей и предоставила большие возможности для взаимодействия. На рисунке 1 показано возрастное распределение посетителей, заполнивших опрос. Распределение соответствует предположению, что основной целевой группой фестиваля были семьи с маленькими детьми. Более того, более 80% посетителей фестиваля, заполнивших наш опрос, ответили, что у них есть общий интерес к науке, чего можно ожидать от посетителей, посещающих фестиваль науки в свободное время.Согласно исследованию, одной из основных причин такого интереса было увлечение астрономией и ночным небом, что показывает, что темы астрономии имеют большой потенциал для привлечения публики. Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале https://doi.org/10.1080/21548455.2020.1857458

Опубликовано в Интернете:
13 декабря 2020 года

Рисунок 1.Возрастное распределение Science Alive! посетители, прошедшие опрос

Вовлечение посредством погружения

Уникальная особенность взаимодействия с VR-средами — это ощущение погружения. Под погружением мы понимаем иллюзию непосредственности, то есть степень, в которой внимание и ощущение присутствия посетителя сосредоточены в виртуальном опыте. VR-тур Bigger Than Big помещал посетителей фестиваля в виртуальную Вселенную, в которой они могли перемещаться и взаимодействовать с астрономическими явлениями.Два вопроса в нашем обзоре касались концепции погружения. Мы попросили посетителей описать, что они чувствовали, находясь рядом, и как они переживали свои движения и взаимодействия в VR-среде. Bigger Than Big удалось передать ощущение погружения, которое удерживало посетителей и помогало им осознать научные идеи:

Посетитель фестиваля:

«Полное погружение! Не хотел уходить ».

Посетитель фестиваля:

«Действительно захватывающий, действительно полезный, чтобы взглянуть на вещи в перспективе.

Хотя большинство посетителей испытали сильное ощущение погружения во время VR-тура, интересно отметить, что мнения о том, реалистичны ли эти впечатления, разделились. Согласно опросу, особенности VR-среды, которые сделали опыт реалистичным, включали динамичную и отзывчивую среду, легкую и естественную маневренность и незаметность VR-технологий:

Посетитель фестиваля:

«Довольно точное движение и легкость в использовании. маневрировать.»

Посетитель фестиваля:

« Графика была очень плавной и реалистичной ».

Таким образом, многие ответы совпадают с характеристикой Тон (2014) погружения как «иллюзии непосредственности» (стр. 269). С другой стороны, некоторые посетители описывали VR-опыт как сюрреалистический и странный, в основном потому, что они не могли видеть или использовать свои руки:

Посетитель фестиваля:

«Я не мог видеть свои руки, поэтому это было действительно странно. ”

Посетитель фестиваля:

«Было немного странно, что я не мог указать на вещи.

Внимание к рукам и указание указывает на то, что иммерсивная виртуальная среда имеет важный физический аспект и не является чисто визуальным опытом. Таким образом, ощущение погружения и связанное с этим взаимодействие с VR-средой было явно связано со способностью посетителей перемещаться и взаимодействовать с этой средой. Кроме того, потребность некоторых посетителей увидеть свои руки и, в частности, указать на них, может указывать на их желание сотрудничать и поделиться своим опытом с другими.

Независимо от того, воспринимали они виртуальную среду как реалистичную или нет, почти все посетители описали свое погружение как положительный опыт, связанный с весельем, удовольствием и развлечениями:

Посетитель фестиваля:

«Отлично! Мне нравилось смотреть вниз и пытаться все потрогать ».

Посетитель фестиваля:

«Вращающаяся звезда была потрясающей. Как будто я был там ».

В частности, многие посетители описывали свое присутствие в Солнечной системе как ощущение полета или парения в космосе:

Посетитель фестиваля:

«Я чувствовал себя так, как будто я плыву, глядя вниз, и плыву в целом.»

Посетитель фестиваля:

« Кажется, я летел в космос. Получил хороший опыт в космосе «.

Тем не менее, как заявил один из специалистов OzGrav EPO во время интервью в фокус-группе:

Специалист EPO:

«Это не обязательно положительно для всех. И даже это чувство плавания для некоторых людей это здорово, для других это сбивает с толку ».

Действительно, некоторые посетители фестиваля выражали такое замешательство:

Посетитель фестиваля:

«Это вызывает головокружение.»

Посетитель фестиваля:

« Всегда немного дезориентирует ».

Это важный вывод в контексте научного фестиваля, на котором большое и разнообразное количество посетителей будет руководствоваться опытом виртуальной реальности: хотя иммерсивная природа виртуальной реальности может привлечь многих, важно обратить внимание на те посетители, которые могут чувствовать дискомфорт, головокружение или неуравновешенность.

Помимо привлечения посетителей фестиваля, наши выводы показывают, что функция погружения также помогла посетителям легче понять научные концепции.В ходе опроса мы спрашивали посетителей, добавило ли Bigger Than Big их предыдущие знания в астрономии или изменило их. 80% ответили, что VR-тур действительно прошел, потому что тур был информативным и захватывающим. Даже те, кто сказал, что не узнали чего-то нового, признали, что виртуальный тур улучшил их опыт астрономии.

Посетитель фестиваля:

«Да, это добавило дополнительных сведений к моим познаниям в астрономии».

Посетитель фестиваля:

«Изменил это [знание астрономии], так как он был таким захватывающим.

Таким образом, аспект погружения оказал положительное и очень увлекательное воздействие на большинство посетителей, потому что он дал им ощущение «присутствия». Этот опыт оставил у посетителей желание остаться и исследовать виртуальную среду. Однако очень немногие посетители воспринимали движение в VR-среде как дезориентирующее. Важно следить за этими посетителями и предлагать альтернативные способы участия в VR-туре, например возможность просмотра экрана. Более того, похоже, что иммерсивный характер VR-опыта помог посетителям легче понять астрономические явления.Таким образом, погружение является ключом к успешному использованию VR-мероприятий для взаимодействия в контексте ЕПВ.

Взаимодействие посредством фасилитации

Аспект фасилитации подчеркивает опыт и рекомендации ЕПВ и научных профессионалов, чтобы посетители фестиваля были в восторге от VR-тура, отвечали на вопросы и направляли участников к значимому опыту. Чтобы изучить взаимодействие посредством фасилитации, мы наблюдали за взаимодействиями между посетителями и профессионалами в области науки на фестивале.После этого мы провели два интервью в фокус-группах, чтобы узнать точки зрения специалистов в области науки и команды ЕПВ. Наш анализ показывает, что VR-технологии служили важным инструментом для налаживания связей между научными идеями и повседневным опытом посетителей фестиваля, а также между профессионалами в области науки и посетителями фестиваля. Таким образом, VR-технология трансформировала абстрактные концепции в реальные явления и предложила уникальный способ облегчить взаимодействие с научными концепциями путем объединения посетителей и научных экспертов для аутентичного взаимодействия.

Научные профессионалы, которые проводили посетителей через VR-опыт, были экспертами в области гравитационно-волновой астрономии. Таким образом, содействие посредством аутентичного взаимодействия было решающим аспектом взаимодействия посетителей с Bigger Than Big. Оказалось, что аутентичность взаимодействия при презентации научного контента вносит важный вклад в вовлеченность посетителей. Во время интервью специалисты в области науки рассказали о концептуальных беседах, которые у них были с посетителями, и о том, как они чувствовали, что эти беседы привлекают посетителей и способствуют более глубокому научному познанию.Взаимодействие посредством фасилитации было, по сути, обоюдным опытом. Профессионалы науки чувствовали себя очень вовлеченными на протяжении всего фестиваля и выражали личную пользу от опыта, потому что им пришлось делиться наукой с общественностью и чувствовать волнение посетителей:

Профессионал науки 1:

«(…) выражение лиц людей , особенно маленьких детей. Я имею в виду, как они поражены, и какое чувство, когда вы поражаетесь, видя, как они поражены. Это петля.»

Научный профессионал 2:

« Да, это правильно, что вы сказали о кольцевой проверке, например, об обратной связи. Вы взволнованы, они взволнованы, они возбуждают друг друга, а затем это просто как бы переходит в, да, еще большее волнение ».

Обнаружение, что профессионалы науки испытали волнение и удовлетворение от организации туров в Science Alive! добавляет важный аспект к предыдущему исследованию, которое показывает, что взаимодействие между посетителями и профессионалами в области науки является убедительным показателем положительного воздействия на посетителей (Jensen & Buckley, 2014; Science Festival Alliance, 2020).Мы предполагаем, что взаимное участие посредством фасилитации создало эмоциональные связи с научным содержанием, аналогичные эмоциональным связям из-за взаимного взаимодействия между наукой и искусством, которое Grimberg et al. (2019) наблюдали на фестивале науки и искусства.

Взаимодействие через сотрудничество

Контекст научного фестиваля позволил посетителям участвовать в совместном опыте внутри и в виртуальной среде через общие экраны и общаться между участниками и наблюдателями.Действительно, команда OzGrav EPO признала важность такого социального взаимодействия. В ходе интервью фокус-группы команда ЕПВ неоднократно заявляла, что они хотели бы, чтобы их VR-туры были совместными, а не индивидуальными действиями:

Специалист ЕПВ 1:

«Мы, кажется, оптимизировали наши программы работы с общественностью, чтобы мы может принести VR в массы в виде коллективной деятельности, не обязательно изолирующей, когда люди могут чувствовать себя вовлеченными в общение с научными коммуникаторами, которые делятся с ними контентом.»

EPO professional 2:

« Лично я думаю, я бы хотел, чтобы они испытали это как групповое мероприятие, а не как отдельную изолированную вещь. Так что мне было бы больше интересно, чтобы люди собирались вместе, как мы, на больших мероприятиях, и имели общий опыт, чем кто-то, сидящий дома и смотрящий на вещи ».

Видеоданные позволили нам исследовать, в какой степени Bigger Than Big создал опыт, способствующий вовлечению за счет сотрудничества в Science Alive !. Мы выявили 130 видеосегментов, в которых 327 посетителей взаимодействовали с VR-средой. Средний размер группы составил 2,4 посетителя, из них 21 сегмент (16%) охватил отдельных посетителей, участвующих в VR-туре. Хотя отдельные посетители часто активно взаимодействовали со своими экскурсоводами OzGrav, мы сосредоточились на сотрудничестве между посетителями фестиваля при просмотре видеоматериалов (рис. 2–5). Основываясь на классификации сегментов видео, мы выделили четыре типа совместного участия в VR-туре:
  1. Активное руководство: Во многих группах один посетитель, часто родитель, брал на себя роль гида ( Фигура 2).Эти гиды для посетителей не носили VR-гарнитуры, но следили за ними на экранах, пока члены их семей или друзья исследовали VR-среду. Они часто побуждали своих детей или остальную часть группы исследовать особенности окружающей среды и задавали им вопросы. Таким образом, VR-опыт стал общим опытом, в котором взаимодействие происходило в форме сотрудничества через VR-среду, скринкастинг и фестивальное пространство.

  2. Раздельные исследования: В группах, в которых все посетители носили наушники, мы наблюдали иную схему сотрудничества.Здесь каждый посетитель исследовал виртуальную Вселенную в своих собственных наушниках, разговаривая с членами своей группы, чтобы поделиться своим опытом (рис. 3). Например, посетители часто выражали свое чувство удивления и удивления или спрашивали других, видели ли они похожие сцены.

  3. Передача: Многие группы демонстрировали тип взаимодействия, при котором один член группы находился в VR-среде перед передачей гарнитуры следующему члену (рис. 4). Часто дети были в восторге и передавали гарнитуру братьям и сестрам или родителям, чтобы они могли поделиться своим опытом.

  4. Нет сотрудничества: Не все группы продемонстрировали образцы сотрудничества. В некоторых группах каждый член группы самостоятельно исследовал VR-среду или слушал руководство OzGrav, не разговаривая с другими членами группы (рис. 5). Некоторые из этих участников могли взаимодействовать позже, когда наш сбор данных не смог зафиксировать сотрудничество.

Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале https://doi.org / 10.1080 / 21548455.2020.1857458

Опубликовано в Интернете:
13 декабря 2020 г.

Рис. 2. Активное руководство: две матери проводят своих детей через виртуальную реальность.Оба ребенка носят VR-очки, а мамы смотрят VR-сцены на большом экране в правом углу кадра. Благодаря активному руководству VR-опыт превращается в совместный опыт, в котором происходит взаимодействие с астрономией.

Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале https://doi.org/10.1080/21548455.2020.1857458

Опубликовано онлайн:
13 декабря 2020 года

Рис. 3. Раздельные исследования. В этой сцене трое детей в шлемах виртуальной реальности исследуют виртуальную среду индивидуально, активно разговаривая друг с другом и с посетителями фестиваля, которые стоят рядом и наблюдают. Общение служит основным средством обмена опытом.

Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале https://doi.org/10.1080/21548455.2020.1857458

Опубликован онлайн:
13 декабря 2020

Рис. 4. Передача: эта группа активно участвует в VR-туре, разделяя VR-гарнитуры друг с другом.В кадре папа передает дочери свою VR-гарнитуру. Девушка слева уже передала свою гарнитуру брату, и теперь она следует за ней, наблюдая за сценой на экране.

Изучение вовлеченности участников во время астрофизического опыта виртуальной реальности на научном фестивале https://doi.org/10.1080/21548455.2020.1857458

Опубликовано в Интернете:
13 декабря 2020 г.

Рис. 5. Нет сотрудничества. Не все группы продемонстрировали модели сотрудничества. Здесь все посетители слушают профессионала в области науки в правой части кадра, который ведет их через экскурсию. Группа не разговаривает друг с другом.

Во время интервью фокус-группы научные работники признали различные типы сотрудничества, например, активное руководство со стороны посетителей:

Научный работник:

« Они могли как бы поговорить, а родители говорили:« Что делать? понимаете? »Так что было действительно хорошо, что родители взяли на себя роль объяснителей.”

Таким образом, совместный характер VR-тура позволил посетителям фестиваля по-разному взаимодействовать друг с другом и с виртуальной Вселенной. Мы наблюдали и определили три типа сотрудничества, в которых функции обмена и общения во время VR-тура стали важной частью фестиваля. В частности, активное руководство среди посетителей, часто между родителями и детьми, было успешным способом взаимодействия с VR-опытом. Таким образом, создание VR-впечатлений, приглашающих посетителей фестиваля к сотрудничеству, является многообещающим путем для стимулирования взаимодействия.

Взаимодействие через визуализацию

Одна из проблем содействия взаимодействию с научным содержанием заключается в самой природе науки. Как показывает тур Bigger Than Big , масштабы астрономических явлений, таких как масштаб Солнечной системы, трудно понять интуитивно. Кроме того, многие явления концептуально абстрактны, например, черные дыры. Поэтому направить посетителей фестиваля к осмысленному опыту этих явлений — непростая задача. VR-технология отвечает на этот вызов, предлагая новые визуализации научных концепций.В ходе интервью сотрудники OzGrav и специалисты в области науки определили два важных аспекта VR-технологий, которые привлекли посетителей фестиваля через визуализацию.

Во-первых, с помощью гарнитуры, VR-туры предлагали необычный и визуально яркий опыт и представляли научный контент в формате, который интересовал посетителей фестиваля. VR-опыт на Science Alive! Таким образом, служил приманкой для привлечения людей, потому что гарнитуры виртуальной реальности привлекли внимание многих:

Специалист в области науки:

«Таким образом, это все равно что дать им то, что мы хотим, чтобы они видели, но так, как они хотят.Итак, они любят технологии, мы даем им технологии ».

EPO professional:

«С точки зрения дизайна мы стараемся делать вещи очень красивыми. Если что-то выглядит визуально привлекательно, люди с большей вероятностью (…) потратят на это больше времени. Тогда как если у вас есть скучная научная схема, которая может быть некрасивой и трудной для интерпретации, люди с меньшей вероятностью поймут науку и займутся ею и, следовательно, будут менее вдохновлены ею (…). Так что да, мы стремимся к тому, чтобы вещи были впечатляющими.

Во-вторых, VR-технология предложила новые способы визуализации научных явлений, которые позволили посетителям фестиваля более непосредственно взаимодействовать с научным контентом. Таким образом, VR-опыты связали научный контент с жизненным опытом посетителей:

EPO professional:

«Я полагаю, что с точки зрения того, что нам нравится в VR, это дает вам способ показывать людям вещи. Некоторые люди визуальны, и им нравится видеть вещи. Так что это дает вам способ показать им что-то; что они часто машут руками, и это дает возможность взаимодействовать с вещами.Чтобы иметь возможность не просто смотреть на что-то пассивно, но иметь возможность взаимодействовать с этим и видеть, что происходит, как это меняется. Это хорошая сторона VR ».

Специалист в области науки:

«Астрономия — это что-то вроде астрономии, она происходит в таком большом масштабе, что очень трудно представить себе это. Представьте себе, что это так сложно визуализировать, и это, как мне кажется, отключает многих людей от астрономии. Потому что они не могут это представить. Это не легко. VR — это мост, который помогает установить связь между этими очень важными вещами.Он сводится к вашему пониманию, тому, как вы это работаете и понимаете ».

Когда спросили о самом запоминающемся астрономическом явлении VR-тура, посетители чаще всего упоминали черные дыры с масштабом планет в солнечной системе и масштабом других космических объектов, занимающих второе и третье места в обзоре. Поскольку все эти явления трудно визуализировать, кажется, что виртуальная реальность действительно предложила посетителям новые и значимые способы взаимодействия с научными концепциями.

Обсуждение и заключение

Главный вопрос исследования, которым руководствовался в этом исследовании, задавал: как посетители участвуют в туре в виртуальной реальности на фестивале науки? Мы исследовали этот вопрос, применив взаимодействие как четыре аспекта активности участников: погружение, фасилитацию, сотрудничество и визуализацию.

Результаты, проанализированные с точки зрения погружения, показали, что иммерсивная природа VR-технологий удерживает посетителей Science Alive! участвовал, доставлял удовольствие и приносил удовольствие, а также способствовал распространению знаний об астрономических концепциях, делая эти концепции доступными для практического опыта.По словам посетителей фестиваля, к особенностям VR-среды, которые делали их впечатления реалистичными, входили отзывчивость и маневренность VR-среды, которая казалась участникам естественной. Небольшое количество участников сочли иммерсивный характер среды виртуальной реальности неудобной. Несмотря на эту проблему, почти все участники сказали, что иммерсивный характер VR-опыта изменил их понимание астрономии. Мы предполагаем, что способность участников двигаться и взаимодействовать в VR-среде и их ощущаемое присутствие или чувство «присутствия» (Саутгейт и др., 2019) способствовали изменению их понимания.

Результаты, проанализированные с точки зрения фасилитации, показали, что VR-технология служила мостом, связывающим экспертов и неспециалистов и соединяющим научные идеи с опытом посетителей фестиваля. Оказалось, что помощь экспертов внесла существенный вклад в вовлечение посетителей. Специалисты в области науки описали беседы с посетителями как концептуально насыщенные и увлекательные с упором на изучение концепций астрономии.Кроме того, участие посредством фасилитации было взаимным, и научные эксперты выразили волнение и удовлетворение своей ролью фасилитаторов. Мы предполагаем, что это взаимное участие создало эмоциональные связи, которые могут способствовать изучению научных концепций (Grimberg et al., 2019).

Результаты, представленные в рамках сотрудничества, показали, что совместный характер VR-тура на Science Alive! позволил посетителям фестиваля по-разному взаимодействовать друг с другом и с виртуальной вселенной.Джонсон-Гленберг и др. (2014) описали эффекты сотрудничества в виртуальных средах как сложные, многозадачные и динамические. Мы наблюдали и определили три типа динамического сотрудничества, в которых совместное использование и коммуникация VR-тура стали важной частью фестиваля. Посетители выступали в качестве гидов для своей группы или участвовали в отдельных исследованиях, которыми они затем делились и обсуждали, или передавали свои наушники друг другу в формате «покажи и расскажи». Мы предлагаем, чтобы все эти различные типы сотрудничества усиливали и расширяли взаимодействие с научным содержанием.

Выводы, представленные в аспекте визуализации, показали, что VR-технология служила приманкой, которая привлекала посетителей к занятиям наукой, потому что VR-среда казалась многим увлекательной и визуально поразительной. Виртуальная реальность преодолела проблемы астрономии как научной области, в которой концепции выходят за рамки нашего материального опыта в мире, за пределами того, что мы можем видеть и чувствовать, и, следовательно, за пределами того, что мы обычно можем визуализировать. В ходе интервью в фокус-группе специалисты в области науки выразили мнение, что общественность может часто не интересоваться астрономией и наукой, потому что эти области трудно визуализировать.Казалось, что виртуальная реальность облегчает процесс визуализации, давая посетителям возможность представить себе и испытать абстрактные концепции, такие как черные дыры или масштаб Солнечной системы. Этот визуальный опыт, в свою очередь, привел к более активному взаимодействию и, возможно, к более эффективному обучению (López & Pintó, 2017; Smetana & Bell, 2012).

Сила исследовательских тематических исследований заключается в глубоком изучении современных явлений в их реальном контексте (Yin, 2018). Потребность в нашем тематическом исследовании возникла из желания пролить свет на взаимосвязь между использованием виртуальной реальности и участием общественности на научном фестивале, а также на то, как мы могли бы выявить и развить преимущества технологий виртуальной реальности в контексте ЕПВ.Таким образом, наш анализ выявил общие закономерности и темы деятельности, когда посетители научных фестивалей совершали виртуальный тур по Вселенной. Хотя мы не можем распространить эти модели на более широкие группы населения или другие контексты неформального обучения, мы считаем, что наши результаты демонстрируют возможность использования виртуальной реальности в условиях охвата и что наша концептуальная структура охватывает аспекты взаимодействия, которые могут быть весьма широко применимы.

В частности, четыре аспекта концептуальной основы выявили важные особенности, характеризующие успешное использование VR в контексте EPO.Захватывающий и визуально поразительный характер VR-впечатлений связывает научный контент с живым опытом и практическими знаниями посетителей, которые, в свою очередь, используют профессионалы в области науки, чтобы способствовать более глубокому взаимодействию. Те же функции погружения и визуализации также способствовали расширению сотрудничества между посетителями фестиваля. Далгарно и Ли (2010) перечислили вовлеченность, совместное обучение и экспериментальное обучение в качестве основных обучающих преимуществ среды виртуальной реальности.Альянс Фестиваля науки (2020) добавил взаимодействие между посетителями и профессионалами в области науки как один из самых надежных факторов, влияющих на обучение посетителей. Таким образом, наше исследование представляет эмпирические доказательства того, что уникальные возможности, возможности и особенности VR-среды могут быть успешно использованы в контексте EPO. Более того, наши результаты вносят вклад в растущее количество исследований, которые ставят научные фестивали как важное неформальное учебное пространство на прочную теоретическую и эмпирическую основу (Bultitude et al., 2011; Канован, 2019; Grimberg et al., 2019; ван Бейнен и Бурресс, 2018). Мы ожидаем будущих исследований, которые позволят еще больше раскрыть сложные процессы взаимодействия, которые происходят в VR-средах в неформальных учебных пространствах и на общественных мероприятиях.

Рис. Посетители, заполнившие анкету

Рис. 2. Активное руководство: две матери проводят своих детей через виртуальную реальность. Оба ребенка носят VR-очки, а мамы смотрят VR-сцены на большом экране в правом углу кадра. Благодаря активному руководству VR-опыт превращается в совместный опыт, в котором происходит взаимодействие с астрономией.

Рисунок 3. Отдельные исследования: в этой сцене три все дети, носящие VR-гарнитуры, индивидуально исследуют VR-среду, активно разговаривая друг с другом и с посетителями фестиваля, которые стоят и наблюдают.Общение служит основным средством обмена опытом.

Рис. 4. Продолжение: эта группа активно участвует в VR-туре, деля VR-гарнитуры друг с другом. В кадре папа передает дочери свою VR-гарнитуру. Девушка слева уже передала свою гарнитуру брату, и теперь она следует за ней, наблюдая за сценой на экране.

Рис. сотрудничество.Здесь все посетители слушают профессионала в области науки в правой части кадра, который ведет их через экскурсию. Группа не разговаривает друг с другом.

В грядущем виртуальном научном пабе будет изучаться принятие моральных решений в виртуальной реальности «News @ ODU

16 марта 2021

Дэн Кэмпбелл

Опыт виртуальной реальности стал нормальной частью нашей повседневной жизни.Исследователи могут изучать ситуации, в которых есть моральные компоненты, и то, как они используются в процессе принятия решений.

В следующем научном пабе

Университета Олд Доминион исследуется этот вопрос. «Убийство в VR Express» назначено на 19:00. 18 марта. Он будет проводиться с использованием платформы Zoom. Людей просят зарегистрироваться до 17 марта, и им по электронной почте будет отправлена ​​ссылка на Zoom.

Эндрю Киссель, доцент философии и религиоведения, и Кшиштоф Рехович, доцент-исследователь и ведущий научный сотрудник Центра моделирования и моделирования Вирджинии (VMASC), поделятся своей недавней работой по созданию опыта виртуальной реальности на основе «проблемы тележки» » моральная дилемма.

Они также обсудят, как их исследования проводятся в условиях виртуальной реальности, и возможные последствия для этической политики в таких областях, как беспилотные автомобили.

«Мы часто рассматриваем принятие моральных решений как личное дело, проистекающее из наших ценностей», — сказал Кисель. «Тем не менее, столкнувшись с фактическими моральными решениями, люди часто сталкиваются с« моральным ошеломлением », когда они не могут действовать или сформулировать свои моральные ценности».

Участники также получат возможность опробовать среду виртуальной реальности, используемую докладчиками, и смогут внести свой вклад в текущие исследования.

Новости по теме

Мероприятие Zoom, которое будет посвящено быстрой разработке вакцин против COVID-19, запланировано на 19 марта в полдень. (Подробнее)

Будут представлены коллекции произведений искусства, перформансы и музыка. (Подробнее)

Основатель и генеральный директор charity: water выступил перед аудиторией ODU как лауреат гуманитарной помощи Марка и Конни Якобсона Рауля Валленбергов. (Подробнее)


Познакомьтесь с психологом, изучающим бессознательную предвзятость и ее трагические последствия для общества | Наука

Когда Дженнифер Эберхардт появилась на The Daily Show с Тревором Ноа в апреле 2019 года, ей было трудно сохранять невозмутимое лицо.Но часть смеха была болезненной. Обсуждая бессознательную расовую предвзятость, которую она изучала в течение многих лет, психолог Стэнфордского университета упомянула «эффект другой расы», при котором людям трудно узнавать лица других расовых групп. «Преступники научились использовать этот эффект», — сказала она Ною. В Окленде, штат Калифорния, банда чернокожих подростков вызвала волну похищений кошельков среди женщин среднего возраста в китайском квартале. Когда полиция спросила подростков, почему они нацелены на этот район, они ответили, что азиатские женщины, столкнувшись с составом, «не могли отличить братьев друг от друга».«

«Это одна из самых ужасных и фантастических историй!» — сказал Ной, черный южноафриканец.

Но это было правдой. Эберхардт написал, что фраза «все они похожи», долгое время являвшаяся прерогативой фанатиков, «на самом деле является функцией биологии и воздействия». Нет сомнений в том, что существует много явного фанатизма, говорит Эберхардт; но она обнаружила, что большинство из нас также питает предвзятость, даже не подозревая об этом. Это происходит из-за склонности нашего мозга категоризировать вещи — полезная функция в мире бесконечных стимулов, но такая, которая может привести к дискриминации, необоснованным предположениям и тому подобному, особенно во время спешки или стресса.

На протяжении десятилетий Эберхардт и ее команда из Стэнфорда исследовали корни и разветвления бессознательной предвзятости, от уровня нейронов до уровня общества. В тщательно продуманных экспериментах она показала, как социальные условия могут взаимодействовать с работой нашего мозга, чтобы определять наши реакции на других людей, особенно в контексте расы. Исследования Эберхардта «сильны с методологической точки зрения, а также актуальны для сверхреального мира», — говорит Долли Чью из Школы бизнеса Стерна при Нью-Йоркском университете, психолог, изучающий процесс принятия решений.

«Она берет этот мир, о котором чернокожие всегда знали, и переводит его в принципы и строительные блоки универсальной человеческой психологии», — добавляет Филипп Атиба Гофф, бывший аспирант Эберхардта, который руководит Центром полицейской справедливости при Джоне Джее. Колледж уголовного правосудия.

Эберхардт не уклоняется от некоторых из самых болезненных вопросов в расовых отношениях США, таких как роль предвзятости в полицейских стрельбах. «Что отличает ее работу, так это ее смелость», — говорит Сьюзан Фиск, психолог из Принстонского университета, написавшая авторитетный учебник по социальному познанию.«Она не единственная, кто занимается социальным познанием, проблемами полиции или скрытой предвзятостью. Но она осмеливается пойти туда, куда другие люди».

Эберхардт, обладательница премии «Гениальный грант» Фонда Макартура в 2014 году, уже давно применяет свои идеи на практике. В Стэнфорде она со-руководит группой исследователей «Социально-психологические ответы на вопросы реального мира», которые стремятся решать проблемы в сфере образования, здравоохранения, экономической мобильности и уголовного правосудия. Эберхардт был особенно активен в сфере уголовного правосудия, сыграв ключевую роль в судебной реформе полицейского управления Окленда, которое имеет историю токсичных общественных отношений.

«Она неустанно работала над этим вопросом и привнесла в департамент целый ряд новых концепций», — говорит Джим Чанин, адвокат, чей коллективный иск стал поводом для вынесения судебного постановления и который видел, как дела департамента улучшились. «Вся культура изменилась, и доктор Эберхардт был частью этого».

Эберхардт обладает серьезными манерами, которые предполагают глубокое чувство миссии. После того, как она выросла в черном районе Кливленда, у нее был образовательный опыт в средней школе, когда ее семья переехала в преимущественно белый пригород.Вопреки ее опасениям, ее новые одноклассники были приветливы. Но как бы она ни пыталась ответить им взаимностью, ей было трудно отличить их друг от друга. Поэтому она научилась распознавать черты лица, на которые раньше никогда не обращала внимания: «цвет глаз, разные оттенки светлых волос, веснушки», — написала она в своей книге « Предвзятость: раскрытие скрытых предубеждений, которые формируют то, что мы видим, думаем и». Сделайте . Ей также стало ясно, насколько отличается ее мир от мира ее одноклассников — например, как ее родственников обычно останавливает полиция, тогда как мир ее одноклассников почти никогда не останавливается.

Эти воспоминания никогда не покидали ее, пока она училась в университете Цинциннати и получила степень доктора философии. в когнитивной психологии Гарвардского университета. Тем не менее, она не планировала изучать гонку, пока проблема не возникла, когда она была ассистентом учителя. Она познакомила класс с тестом викторины, в котором один ученик изображает себя ведущим шоу-викторины, как Алекс Требек на Jeopardy! , а другой изображает из себя участника. Наблюдатели почти всегда говорят, что они считают викторины более умным, хотя и знают, что это просто потому, что ведущий уже знает ответы.Это хрестоматийный пример того, что известно как фундаментальная ошибка атрибуции, тенденция приписывать или обвинять других людей в действиях или качествах, за которые они не несут ответственности.

Студенты Эберхардта совершили ту же ошибку, за исключением случаев, когда ведущий был черным, а участник — белым. «Эффект был просто плоским», — говорит она: наблюдатели-студенты не считали викторины более умным, чем участник. «И я подумал, вау, потому что обычно этот эксперимент всегда работает.«Она начала задаваться вопросом, как бессознательная предвзятость влияет на наше восприятие. В своей диссертации она решила изучить один из самых известных примеров — предвзятость распознавания лиц« другой расы ».

Субъекты узнают ружье, которое постепенно фокусируется быстрее, когда «прицеливается» взглядом на черное лицо.

EBERHARDT ET AL. ; ЖУРНАЛ ЛИЧНОСТИ И СОЦИАЛЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ , 87 , (2004) 876

Чтобы выяснить, насколько запрограммированным может быть эффект, Эберхард и его коллеги из Стэнфорда набрали 10 черных и 10 белых студентов и поместили их в аппарат МРТ, показывая им фотографии. белых и черных лиц.Когда ученики рассматривали лица своей расы, области мозга, участвующие в распознавании лиц, освещались сильнее, чем при просмотре лиц других рас. Студентам также было труднее запоминать лица других рас, чем их собственные.

Признание одной расы не является врожденным, говорит Эберхардт. Это вопрос опыта, исходя из биологии: если вы выросли среди белых людей, вы научились отличать их друг от друга. «Это лица, на которых тренируется наш мозг».

Такие усвоенные перцептивные предубеждения, подумала она, тоже могут формировать реакции — в особенности те, которые действуют в напряженных столкновениях, которые могут иметь трагический исход, например, когда полицейский стреляет в невооруженного чернокожего мужчину.Она и ее коллеги провели серию экспериментов, используя парадигму точечного зонда, хорошо известный метод имплантации подсознательных изображений. Она просила испытуемых (в основном белых) смотреть на точку на экране компьютера, в то время как изображения — черного лица, белого лица или вообще без лица — незаметно быстро мигали в сторону.

Затем она показывала нечеткие очертания объекта, который постепенно становился фокусом. Испытуемых, среди которых были как полицейские, так и студенты, просили нажать клавишу, как только они узнают объект.Объект может быть доброкачественным, например радио, или связанным с преступлением, например пистолетом. Субъекты с черными лицами узнавали оружие быстрее, чем участники, видевшие белые лица. Другими словами, вид черного лица — даже подсознательно — побуждал людей видеть изображение пистолета.

Затем исследователи попытались провести эксперимент в обратном порядке, высвечивая подсознательные изображения объектов преступления, таких как пистолет, а затем краткое изображение лица в различных частях экрана. Субъекты, нацеленные на предметы, связанные с преступлением, быстрее замечали черное лицо.

Вывод

Эберхардта, добавленный к более ранним исследованиям, показывающим аналогичные ассоциации, предполагает опасную последовательность когнитивных событий, особенно в ситуациях, когда уровень адреналина повышается. Но подсознательная связь между черными лицами и преступностью остается сильной, даже когда у людей есть время подумать, как показали другие исследования.

Чернокожим, осужденным за тяжкие преступления, грозит смертная казнь чаще, чем белым. (Им также грозят более длительные тюремные сроки за аналогичные преступления.) Чтобы выяснить когнитивный компонент приговора, Эберхардт получил данные по сотням уголовных дел в Филадельфии. Не объясняя цели исследования, она показала фотографии подсудимых группам студентов и попросила их оценить, какие из них кажутся наиболее стереотипно черными. В случаях, когда жертва была белой, преступники, которые казались наиболее «черными», имели более чем в два раза больше шансов получить смертный приговор, чем другие.

Такая работа исследует «самую душу нашей страны», — говорит Чуг.В 2016 году Эберхард и его коллеги опубликовали в журнале Journal of Experimental Psychology: General исследование, показывающее, что люди, видевшие фотографии чернокожих семей, подсознательно связывали их с плохими районами, независимо от того, насколько эти семьи принадлежали к среднему классу. Другое исследование бессознательной предвзятости показало, что учителя более склонны наказывать чернокожих учеников — не за первое нарушение, а за второе: учителя, по-видимому, быстрее увидели «образцы» плохого поведения у чернокожих детей.А в прошлом году в работе Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ) Эберхард и его коллеги сообщили, что неявная предвзятость затрагивает лидеров отрасли распределения активов — бизнеса стоимостью 69,1 триллиона долларов, который помогает университетам, пенсионным фондам, правительствам и благотворительные организации решают, куда инвестировать. Исследование показало, что при наличии практически идентичных портфелей успешных инвестиционных фирм, которые различались только расой руководителей, финансовые менеджеры, как правило, выбирали фирмы, управляемые белыми.

Такие результаты могут расстроить женщину, прапрадед которой родился в рабстве. Но Эберхардт говорит, что использование науки для изучения расовых предубеждений лишает ее тайны и силы. «Как ученый, я поставила перед собой задачу не просто быть членом группы, которая может стать мишенью предвзятости, но что-то сделать с этим, — говорит она, — чтобы исследовать, понять это и общаться с другими».

В одной серии исследований проверялась ее способность сохранять отстраненность. В 19 веке выдающиеся ученые, такие как Луи Агассис и Поль Брока, приняли «расовую науку», которая рассматривала черных людей как эволюционный шаг между обезьянами и белыми людьми.Давно дискредитированные, такие идеи никуда не делись. После избиения Родни Кинга в 1991 году и беспорядков в Лос-Анджелесе болтовня патрульного радио показала, что офицеры, среди прочих уничижительных описаний, называли чернокожих «горилл среди нас».

Эберхардт задавался вопросом о стойкости этих ассоциаций. Используя знакомую технику точечного зонда, она подготовила группу студентов к подсознательным изображениям черных или белых лиц, за которыми следовали расплывчатые изображения различных животных, в том числе обезьян.Студенты с черными лицами быстрее распознавали изображения обезьян. Похоже, это не было фанатизмом — студенты заполнили анкету, показавшую, что они не придерживаются сознательной предвзятости. Когда она изменила процесс, ученики, заправленные штриховыми рисунками обезьян, быстрее обратили свое внимание на черные лица. В последующем исследовании студенты, которые смотрели видео, на котором полицейские избивают чернокожего мужчину после того, как увидели обезьяну, с большей вероятностью сказали, что избиение было заслуженным.

Она берет этот мир, о котором всегда знали черные люди, и переводит его в принципы и строительные блоки универсальной человеческой психологии.

  • Филипп Атиба Гофф, Колледж уголовного правосудия Джона Джея

Работа, по словам Фиске, «очень тревожная, но также точная с точки зрения науки». Эберхардт не знает, как эти идеи проникли в умы участников ее исследования, в основном белых студентов. Мало кто слышал о расовой науке XIX века. И она и ее коллеги провели исследование до президентства Обамы и Трампа, когда расистские высказывания возродились в Интернете и в политике.

Эберхардт признает, что находки потрясли ее.«Это было не просто предвзятость, когда вы думаете:« Эта группа не так хороша, как моя », — говорит она. «Это было похоже на то, что афроамериканцы вообще оказались вне человеческой семьи».

Примерно в 90 минутах езды от офиса Эберхардта находится полицейский участок с беспокойной историей в одном из самых жестоких городов страны. Полиция Окленда имеет большой послужной список скандалов. В конце 1990-х четыре офицера, называвшие себя Всадниками, жестоко обращались с людьми и подбрасывали улики. В более недавнем негодовании группа офицеров обошла 19-летнюю проститутку.Департамент стал объектом судебных исков и санкций, включая выплату 10,9 миллиона долларов по коллективному иску, возникшему в результате фиаско Riders. Соглашение, исполненное в судебном порядке, также потребовало от ведомства реформирования самого себя, в котором была прописана 51 задача. В 2014 году группа Эберхардта была привлечена к участию в решении задачи № 34 — сделать остановки движения, наиболее частые взаимодействия между гражданскими лицами и полицией, менее дискриминационными и конфронтационными.

Эберхардт увидел способ применить науку.Работая с заместителем начальника Леронн Армстронг, она собрала «данные об остановках» за год из форм, которые полиция Окленда заполняла, когда кого-то останавливали. Данные включали в себя причины остановки, гонку водителя, был ли обыскан автомобиль, и был ли водитель в наручниках или обвинен в правонарушении.

Проанализировав более 28 000 остановок движения, Эберхардт и ее команда обнаружили, что данные подтверждают страдания жителей. В 60% остановок были задействованы чернокожие, которые составляли лишь 28% населения города.Полиция Окленда, которая была одновременно черной и белой, обыскивала черных водителей или надевала на них наручники почти в три раза чаще, чем белые водители. Чернокожих водителей останавливали чаще, чем белых водителей, из-за мелких нарушений и неясных причин, а не за «оперативную информацию», такую ​​как нарушение правил дорожного движения или невыполненный ордер.

«До этих результатов наши офицеры сказали бы вам, что около 90% этих остановок были основаны на разведывательных данных», — говорит Армстронг. «Данные говорят, что на самом деле он был ниже 5%.«Более недавнее исследование, проведенное Лабораторией вычислительной политики в Стэнфорде, показало ту же картину по всей стране.

Слова имеют значение

В записях 981 остановки движения, сделанной полицией Окленда, Калифорния, команда Дженнифер Эберхардт обнаружила, что офицеры, как правило, уважительно обращались к белым водителям, но чаще использовали неформальную и резкую лексику с чернокожими водителями. (ГРАФИКА) N. DESAI / SCIENCE ; (ДАННЫЕ) VOIGT ET AL. , PNAS , 114 (2017) 6521

Не менее тревожным был тон этих встреч, о чем команда Эберхардта задокументировала с беспрецедентной детализацией.Они собрали кадры с нательных камер за 1 месяц остановок движения в 2014 году — 981 остановку 245 офицеров — и наняли профессиональных расшифровщиков, чтобы запечатлеть все, что полиция говорила на этих остановках, почти 37 000 высказываний. Затем исследователи использовали комбинацию человеческих оценщиков и алгоритмов машинного обучения, чтобы проанализировать эти высказывания по шкале уважения, формальности, беспристрастности и вежливости.

Результаты, опубликованные в PNAS в 2017 году, подтвердили, что полиция обычно говорила с чернокожими менее уважительно, чем с белыми.Исследователи не слышали этнических оскорблений или явных оскорблений. Но такие фразы, как «Мне жаль, что пришлось вас остановить, но…» или «Езжайте осторожно, мэм», были предназначены в основном для белых людей, тогда как чернокожие автомобилисты чаще слышали такие фразы, как «Хорошо, мой чувак. Просто держи руки на руле как можно скорее «.

«Вы можете увидеть, как действует система правосудия в повседневной речи и социальном взаимодействии», — говорит Роб Фойгт, компьютерный лингвист из Стэнфорда, принимавший участие в проекте.И черные, и белые полицейские использовали одинаковый неуважительный язык с черными автомобилистами, что говорит Эберхардту, что, хотя некоторые из этих действий могут быть расистскими, скорее всего, это происходит из бессознательных паттернов, которые каким-то образом передаются во время обучения или полевых работ. «Это одна из вещей, которую мы хотим изучать больше», — говорит она.

Еще до того, как узнать корни такого поведения, команда Эберхардта работала с полицейским управлением, чтобы изменить его, создав ролевые упражнения, чтобы научить полицию более уважительно проводить остановку движения.В настоящее время офицеры Окленда останавливаются только по задокументированным причинам и игнорируют мелкие нарушения, такие как двойная парковка. В результате с 2016 по 2018 год количество остановок движения сократилось почти вдвое, а количество остановок с участием чернокожих водителей снизилось на 43%.

Эберхардт и ее команда разрабатывают программы виртуальной реальности для обучения офицеров различным сценариям остановок дорожного движения, и они расширяют свою деятельность по сбору данных и реформированию на другие городские полицейские управления. Исследователи также изучают, как травматические инциденты в одном сообществе, такие как стрельба в полиции, могут повлиять на поведение полиции и граждан в другом.

Некоторые активисты Окленда подвергли сомнению необходимость для города финансировать постоянные отношения с исследователями из Стэнфорда на сумму в сотни тысяч долларов. Армстронг не согласен. «За эти годы мы заплатили многим консультантам за то, чтобы они приходили и проводили исследования, но они оставляли нам свои выводы и уходили», — говорит он. «Команда доктора Эберхардта решила остаться и помочь нам в этом процессе… и именно поэтому мы получили такую ​​поддержку от наших офицеров».

Нет простого противоядия от бессознательной предвзятости.Наследие прошлых политик, таких как сегрегированные кварталы и массовое заключение под стражу, создает условия, которые проникают в сознание каждого человека. Эберхардт утверждает, что увеличение разнообразия в районах, на рабочих местах и ​​в школах может помочь, и призывает изучить эффективность тренингов по борьбе с предубеждениями, которые внедряются в некоторых учреждениях.

Она, как и другие эксперты, считает, что одним из эффективных способов противодействия является замедление, перемещение мышления от примитивных, реактивных частей мозга к более рефлексивным уровням.Департамент полиции Окленда попытался выиграть время для офицеров, изменив свою политику преследования с ног. Вместо того, чтобы загонять подозреваемого в тупик, офицерам предлагается вызвать подкрепление, установить периметр и составить план, прежде чем приближаться. В результате количество полицейских стрельбы и ранений офицеров резко снизилось.

Еще один прием — ввести в систему то, что Эберхардт называет трением. Когда основатели социальной сети Nextdoor увидели, что слишком много сообщений о «подозрительных персонажах» на ее онлайн-досках объявлений основаны исключительно на расе, они позвонили Эберхарду, чтобы проконсультироваться.По ее совету они создали контрольный список, чтобы люди, входящие в систему, должны были указать подозрительное поведение, прежде чем описывать внешний вид. Это трение заставило людей оценить свои рассуждения, прежде чем делать предположения, основанные на предвзятости, и частота случаев расового профилирования снизилась более чем на 75%.

Но борьба с предвзятостью — это еще и личное дело, когда нужно делать паузу и проверять свои предположения. «Мы могли бы попрактиковаться в добавлении трения в нашу собственную жизнь, — говорит Эберхард, — допрашивая себя и замедляя себя… просто осознавая, когда мы начинаем создавать стереотипные ассоциации.«Как она заключает в своей книге,« есть надежда в самом акте размышления ». Вот в чем сила и как начинается процесс ».

Глава 2 ~ Наука как способ познания мира природы — Наука об окружающей среде

После завершения этой главы вы сможете:

  1. Опишите природу науки и ее полезность в объяснении мира природы.
  2. Различайте факты, гипотезы и теории.
  3. Опишите методологию науки, включая важность тестов, предназначенных для опровержения гипотез.
  4. Обсудите важность неопределенности во многих научных прогнозах и ее актуальность для экологических споров.

Науку можно определить как систематическое исследование структуры и функционирования природного мира, включая его физические и биологические свойства. Наука также представляет собой быстро расширяющуюся совокупность знаний, конечной целью которой является открытие простейших общих принципов, которые могут объяснить огромную сложность природы.Эти принципы можно использовать, чтобы получить представление о мире природы и сделать прогнозы относительно будущих изменений.

Наука — относительно недавний способ изучения природных явлений, в значительной степени вытеснивший влияние менее объективных методов и взглядов на мир. Основными альтернативами науке являются системы убеждений, влияющие на все культуры, в том числе основанные на религии, морали и эстетике. Эти системы убеждений в первую очередь направлены на другие цели, чем наука, такие как поиск смысла, выходящий за рамки простого существования, изучение того, как люди должны себя вести, и понимание ценности художественного выражения.

Современная наука произошла от способа обучения, называемого натурфилософией, который был разработан классическими греками и был связан с рациональным исследованием существования, знания и явлений. Однако по сравнению с современной наукой исследования в области натурфилософии использовали простые технологии и методы и не были особенно количественными, иногда предполагая только применение логики.

Современная наука началась с систематических исследований известных ученых 16-17 веков, таких как:

  • Николай Коперник (1473-1543), польский астроном, создавший современную теорию Солнечной системы
  • Уильям Гилберт (1544-1603), англичанин, работавший над магнетизмом
  • Галилео Галилей (1564-1642), итальянец, проводивший исследования физики движущихся объектов, а также астрономии
  • Уильям Харви (1578-1657): англичанин, описавший кровообращение
  • Исаак Ньютон (1642-1727): англичанин, внесший важный вклад в понимание гравитации и природы света, сформулировал законы движения и разработал математические вычисления

Английский философ Фрэнсис Бэкон (1561–1626) также оказал большое влияние на развитие современной науки.Бэкон не был настоящим практиком науки, но был ярым сторонником ее новых методологий. Он продвигал применение индуктивной логики, в которой выводы делаются на основе накопленных свидетельств опыта и результатов экспериментов. Индуктивная логика может привести к унифицированным объяснениям, основанным на больших массивах данных и наблюдениях за явлениями. Рассмотрим следующую иллюстрацию индуктивной логики применительно к теме окружающей среды:

  • Наблюдение 1: Морские млекопитающие у атлантического побережья Канады имеют большие остатки ДДТ и других хлорированных углеводородов в их жире и других тканях тела.
  • Наблюдение 2: То же самое и с морскими млекопитающими у побережья Британской Колумбии.
  • Наблюдение 3: То же, что и в Северном Ледовитом океане, хотя и в более низких концентрациях.

Индуктивное заключение: Широко распространено загрязнение морских млекопитающих хлорированными углеводородами. Дальнейшие исследования могут продемонстрировать, что заражение является глобальным явлением. Это указывает на потенциально важную экологическую проблему.

Напротив, дедуктивная логика включает в себя одно или несколько исходных предположений, а затем логические выводы из этих предположений.Следовательно, истинность дедуктивного заключения зависит от правдивости исходных предположений. Если эти предположения основаны на ложной информации или на неверных представлениях о сверхъестественном, то любые сделанные выводы, скорее всего, будут неверными. Рассмотрим следующую иллюстрацию дедуктивной логики:

  • Допущение 1: TCDD, чрезвычайно токсичное химическое вещество из семейства диоксинов, ядовито, если присутствует даже в самых малых концентрациях в пище и воде — даже одна молекула может вызвать токсичность.
  • Допущение 2: Воздействие всего ядовитого вещества даже в самых малых концентрациях небезопасно.
  • Допущение 3: Не допускается небезопасное воздействие.

Дедуктивный вывод 1: Отказ от воздействия TCDD является безопасным.
Дедуктивный вывод 2: Эмиссии TCDD недопустимы.

Два вывода согласуются с исходными предположениями. Однако среди высококвалифицированных ученых существуют разногласия по поводу этих предположений.Многие токсикологи считают, что воздействие TCDD (и любых других потенциально токсичных химикатов) должно превышать порог биологической толерантности, прежде чем произойдет отравление (см. Главу 15). Напротив, другие ученые считают, что даже малейшее воздействие TCDD несет в себе некоторую степень токсического риска. Таким образом, сила дедуктивной логики зависит от принятия и истинности исходных предположений, из которых вытекают ее выводы.

В целом индуктивная логика играет гораздо более сильную роль в современной науке, чем дедуктивная логика.Однако в обоих случаях полезность любых выводов во многом зависит от точности любых наблюдений и других данных, на которых они были основаны. Плохие данные могут привести к неточному заключению из-за применения индуктивной логики, как и неправильные предположения в дедуктивной логике.

Общие цели науки — понять природные явления и объяснить, как они могут изменяться с течением времени. Для достижения этих целей ученые проводят исследования, основанные на информации, выводах и заключениях, разработанных путем систематического применения логики, обычно индуктивного типа.Таким образом, ученые внимательно наблюдают за природными явлениями и проводят эксперименты.

Высшая цель научных исследований — сформулировать законы, описывающие работу Вселенной в общих чертах. (Например, см. Главу 4 для описания законов термодинамики, которые имеют дело с преобразованиями энергии между ее различными состояниями.) Универсальные законы, наряду с теориями и гипотезами (см. Ниже), используются для понимания и объяснения природных явлений. . Однако многие природные явления чрезвычайно сложны и никогда не могут быть полностью поняты с точки зрения физических законов.Это особенно верно в отношении способов организации и функционирования организмов и экосистем.

Научные исследования могут быть чистыми или прикладными. Чистая наука движется интеллектуальным любопытством — это неограниченный поиск знаний и понимания без учета их полезности для человеческого благополучия. Прикладная наука более целенаправленна и решает практические трудности и проблемы того или иного рода. Прикладная наука может изучать, как улучшить технологию или улучшить управление природными ресурсами, или уменьшить загрязнение или другой ущерб окружающей среде, связанный с деятельностью человека.

Факт — это событие или вещь, о которых известно, что они произошли, существуют и являются правдой. Факты основаны на опыте и научных доказательствах. Напротив, гипотеза — это предлагаемое объяснение возникновения явления. Ученые формулируют гипотезы в виде утверждений, а затем проверяют их с помощью экспериментов и других форм исследования. Гипотезы разрабатываются с использованием логики, умозаключений и математических аргументов для объяснения наблюдаемых явлений. Однако всегда должна быть возможность опровергнуть научную гипотезу.Таким образом, гипотеза о том, что «кошки настолько умны, что не позволяют людям обнаружить это», не может быть логически опровергнута, и поэтому это не научная гипотеза.

Теория — это более широкая концепция, которая относится к набору объяснений, правил и законов. Они поддерживаются большим количеством наблюдательных и экспериментальных данных, ведущих к надежным выводам. Ниже приведены некоторые из самых известных теорий в науке:

  • теория гравитации, впервые предложенная Исааком Ньютоном (1642-1727)
  • теория эволюции путем естественного отбора, опубликованная одновременно в 1858 году двумя английскими натуралистами, Чарльзом Дарвином (1809–1882) и Альфредом Расселом Уоллесом (1823–1913).
  • теория относительности, разработанная немецко-швейцарским физиком Альбертом Эйнштейном (1879-1955)

Подобные знаменитые теории убедительно подтверждаются многочисленными доказательствами и, вероятно, будут существовать еще долгое время.Однако мы не можем сказать, что эти (или любые другие) теории достоверно известны — некоторые будущие эксперименты могут опровергнуть даже эти знаменитые теории.

Научный метод начинается с определения вопроса, касающегося структуры или функции природного мира, который обычно разрабатывается с использованием индуктивной логики (рис. 2.1). Вопрос интерпретируется с точки зрения существующей теории, и формулируются конкретные гипотезы, объясняющие характер и причины природного явления.Исследование может включать в себя наблюдения, сделанные на природе, или тщательно контролируемые эксперименты, и результаты обычно дают ученым основания отвергать гипотезы, а не принимать их. Большинство гипотез отклоняются, потому что их прогнозы не подтверждаются в ходе исследования. Любые жизнеспособные гипотезы дополнительно изучаются с помощью дополнительных исследований, опять же в основном с участием экспериментов, призванных опровергнуть их прогнозы. Как только накопится большой объем свидетельств в поддержку гипотезы, их можно использовать для подтверждения исходной теории.

Рисунок 2.1. Схематическое изображение научного метода. Научный метод начинается с вопроса, связывает этот вопрос с теорией, формулирует гипотезу, а затем тщательно проверяет эту гипотезу. Источник: модифицировано из Raven and Johnson (1992).

Научный метод предназначен только для исследования вопросов, которые можно критически изучить посредством наблюдения и эксперимента. Следовательно, наука не может разрешить нагруженные ценностями вопросы, такие как смысл жизни, добро против зла, или существование и качества Бога или любого другого сверхъестественного существа или силы.

Эксперимент — это проверка или расследование, цель которых — предоставить доказательства в поддержку или, предпочтительно, против гипотезы. Естественный эксперимент проводится путем наблюдения реальных вариаций явлений в природе, а затем разработки объяснений путем анализа возможных причинных механизмов. Манипулятивный эксперимент включает в себя преднамеренное изменение факторов, которые, как предполагается, влияют на явления. Манипуляции тщательно планируются и контролируются, чтобы определить, произойдут ли предсказанные реакции, тем самым выявляя причинно-следственные связи.

Безусловно, наиболее полезные рабочие гипотезы в научных исследованиях предназначены для опровержения, а не для поддержки. Нулевая гипотеза — это конкретное проверяемое исследование, которое отрицает то, что подразумевается в основной изучаемой гипотезе. Если нулевые гипотезы не будут устранены на основании противоположных свидетельств, мы не можем быть уверены в основной гипотезе.

Это важный аспект научного исследования. Например, конкретная гипотеза может быть подтверждена множеством подтверждающих экспериментов или наблюдений.Однако это не служит «доказательством» гипотезы — скорее, это лишь подтверждает ее условное принятие. Как только четко сформулированная гипотеза опровергается соответствующим образом спланированным и хорошо проведенным экспериментом, она опровергается навсегда. Вот почему эксперименты, призванные опровергнуть гипотезы, являются ключевым аспектом научного метода.

Революционный прогресс в понимании может произойти, когда важная гипотеза или теория отвергаются научными открытиями.Например, когда было обнаружено, что Земля не плоская, появилась возможность уверенно плыть за видимый горизонт, не боясь упасть с края света. Другой пример связан с открытием Коперником того, что планеты нашей солнечной системы вращаются вокруг Солнца, и связанной с этим концепцией, что Солнце является обычной звездой среди многих — эти революционные идеи заменили ранее доминирующую идею о том, что планеты, Солнце и звезды — все вращался вокруг Земли.

Томас Кун (1922–1995) был философом науки, который подчеркивал важную роль «научных революций» в достижении больших успехов в нашем понимании мира природы.По сути, Кун (1996) сказал, что научная революция происходит, когда устоявшаяся теория тщательно проверяется, а затем рушится под накапливающимся весом новых фактов и наблюдений, которые невозможно объяснить. Это делает исходную теорию устаревшей и заменяет ее новой, более информированной парадигмой (т. Е. Набором предположений, концепций, практик и ценностей, который составляет способ взгляда на реальность и разделяется интеллектуальным сообществом).

Переменная — это фактор, который, как считается, влияет на природное явление.Например, ученый может выдвинуть гипотезу о том, что урожайность пшеницы потенциально ограничена такими переменными, как доступность воды или питательных веществ, таких как азот и фосфор. Некоторые из самых мощных научных экспериментов включают манипулирование ключевыми (или контролирующими) переменными и сравнение результатов этих процедур с контролем, которым не манипулировали. В только что описанном примере конкретная переменная, которая контролирует урожайность пшеницы, может быть идентифицирована путем проведения эксперимента, в котором исследуемые популяции обеспечиваются различными количествами воды, азота и фосфора, по отдельности или в комбинации, а затем сравнивая результаты с необработанными данными. -манипулируемое управление.

Однако в некоторых отношениях объяснение научного метода, предложенное выше, немного некритично. Возможно, это предполагает слишком упорядоченное развитие с точки зрения логического, объективного экспериментирования и сравнения альтернативных гипотез. Фактически, это важные компоненты научного метода. Тем не менее, важно понимать, что проницательность и личные предубеждения ученых также важны для поведения и прогресса науки. В большинстве случаев ученые разрабатывают исследования, которые, по их мнению, будут «работать», чтобы принести полезные результаты и способствовать упорядоченному развитию знаний в своей области.Карл Поппер (1902–1994), европейский философ, заметил, что ученые, как правило, используют свое «воображаемое предубеждение» о том, как устроен мир природы, для разработки экспериментов, основанных на их осознанном понимании. Это означает, что эффективные ученые должны быть не просто хорошо осведомленными и технически квалифицированными — они также должны обладать определенной степенью проницательного творчества при формировании своих идей, гипотез и исследований.

Изображение 2.1. Эксперимент — это контролируемое расследование, призванное предоставить доказательства в пользу или, предпочтительно, против гипотезы о работе мира природы.В ходе этого лабораторного эксперимента испытуемые популяции травы подвергались воздействию различных концентраций токсичного химического вещества.

Многие научные исследования включают в себя сбор наблюдений путем измерения явлений в мире природы. Другой важный аспект науки — это прогнозирование будущих значений переменных. Такие прогнозы требуют определенного понимания взаимосвязей между переменными и их влияющими факторами, а также недавних моделей изменений.Однако многие виды научной информации и прогнозов могут быть неточными. Это происходит потому, что измеренные данные часто являются приближениями к истинным значениям явлений, а прогнозы редко выполняются точно. На точность наблюдений и прогнозов влияют различные факторы, особенно те, которые описаны в следующих разделах.

Предсказуемость

Считается, что некоторые явления имеют универсальный характер и непротиворечивы везде и всегда, когда они точно измеряются.Одним из лучших примеров такой универсальной константы является скорость света, которая всегда имеет значение 2,998 × 10 8 метра в секунду, независимо от того, где она измеряется, или от скорости тела, от которого исходит свет. испускается. Точно так же определенные соотношения, описывающие преобразования энергии и вещества, известные как законы термодинамики (глава 4), всегда дают надежные предсказания.

Однако большинство природных явлений не столь последовательны — в зависимости от обстоятельств бывают исключения из общих предсказаний относительно них.Это обстоятельство особенно верно для биологии и экологии, связанных областей науки, в которых почти все общие предсказания имеют исключения. Фактически, законы или объединяющие принципы биологии или экологии еще не открыты, в отличие от нескольких уважаемых законов и 11 универсальных констант физики. По этой причине биологам и экологам очень трудно делать точные прогнозы реакции организмов и экосистем на изменение окружающей среды. Вот почему иногда говорят, что биологи и экологи «завидуют физике».”

По большей части неточности биологии и экологии происходят из-за того, что ключевые функции контролируются комплексами плохо изученных, а иногда и неопознанных влияний окружающей среды. Следовательно, прогнозы относительно будущих значений биологических и экологических переменных или причин изменений редко бывают точными. Например, несмотря на то, что экологи в восточной части Канады в течение нескольких лет вели мониторинг численности популяции еловой почковой червя (важный вредитель хвойных лесов), они не могут точно предсказать ее будущую численность в определенных лесонасаждениях или в более крупных регионах.Это связано с тем, что на численность этой бабочки влияет комплекс факторов окружающей среды, включая состав древесных пород, возраст леса, численность его хищников и паразитов, количество предпочитаемых им кормов, погодные условия в критические периоды года и инсектициды. использовать для сокращения его популяций (см. главу 21). Биологи и экологи не до конца понимают эту сложность и, возможно, никогда не поймут.

Изменчивость

Многие природные явления сильно изменяются во времени и пространстве.Это верно как для физических и химических переменных, так и для биологических и экологических. Например, в лесу количество солнечного света, достигающего земли, сильно меняется со временем, в зависимости от часа дня и времени года. Он также варьируется в пространстве, в зависимости от плотности листвы в любом месте, где измеряется солнечный свет. Точно так же плотность определенных видов рыб в реке обычно варьируется в зависимости от изменений условий среды обитания и других факторов.Большинство популяций рыб также меняются со временем, особенно мигрирующие виды, такие как лосось. В науке об окружающей среде повторяющиеся (или независимо повторяющиеся) измерения и статистический анализ используются для измерения и учета таких временных и пространственных вариаций.

Точность и прецизионность

Точность — это степень, в которой измерение или наблюдение отражает фактическую или истинную ценность объекта. Например, инсектицид ДДТ и металлическая ртуть являются потенциально токсичными химическими веществами, которые присутствуют в следовых концентрациях во всех организмах, но их небольшие остатки трудно поддаются химическому анализу.Некоторые аналитические методы, используемые для определения концентраций ДДТ и ртути, являются более точными, чем другие, и поэтому предоставляют относительно полезные и надежные данные по сравнению с менее точными методами. Фактически, аналитические данные обычно являются приближениями к реальным значениям — строгая точность редко бывает достижимой.

Прецизионность связана со степенью повторяемости измерения или наблюдения. Например, предположим, что фактическое количество карибу в мигрирующем стаде составляет 10 246 голов.Эколог может подсчитать, что в этом стаде было около 10 000 животных, что для практических целей является достаточно точным подсчетом фактического количества карибу. Если другие экологи также независимо оценивают размер стада примерно в 10 000 карибу, это означает, что эти значения достаточно точны. Если, однако, существовала некоторая систематическая погрешность в методологии, используемой для подсчета стада, дающей согласованные оценки 15 000 животных (помните, что фактическая популяция составляет 10 246 карибу), эти оценки будут считаться точными, но не особенно точными.

Точность также связана с количеством цифр, с которыми сообщаются данные. Если бы вы использовали гибкую ленту для измерения длины 10 больших извивающихся змей, вы, вероятно, измерили бы длину рептилий только с точностью до сантиметра. Сила и извилистость животных делают более точные измерения невозможными. Сообщенная средняя длина 10 змей должна отражать исходные измерения и может быть равна 204 см, а не 203,8759 см. Последнее число может отображаться на калькуляторе или компьютере как среднее цифровое, но оно нереально точное.

Значимые цифры относятся к точности и прецизионности и могут быть определены как количество цифр, используемых для сообщения данных анализов или расчетов (см. Также Приложение A). Значительные цифры легче всего понять на примерах. Число 179 состоит из трех значащих цифр, равно как и число 0,0849, а также 0,000794 (нули, предшествующие значащим целым числам, не учитываются). Однако число 195000000 состоит из девяти значащих цифр (нули, следующие за ним, имеют значение), а число 195 × 10 6 состоит только из трех значащих цифр.

Редко бывает полезно сообщать экологические или экологические данные, содержащие более 2-4 значащих цифр. Это связано с тем, что какие-либо дополнительные данные, как правило, превышают точность и точность методологии, использованной при оценке, и поэтому нереалистичны. Например, приблизительное население Канады в 2015 году составляло 35,1 миллиона человек (или 35,1 × 10 6 ; обе эти записи имеют три значащих цифры). Однако численность населения не должна составлять 33 100 000, что подразумевает нереалистичную точность и точность восьми значащих цифр.

Потребность в скептицизме

Наука об окружающей среде наполнена множеством примеров неопределенности — в нынешних ценностях и будущих изменениях переменных окружающей среды, а также в предсказаниях биологических и экологических реакций на эти изменения. В некоторой степени трудности, связанные с научной неопределенностью, могут быть смягчены путем разработки улучшенных методов и технологий анализа, а также путем моделирования и изучения изменений, происходящих в различных частях мира. Последний подход расширяет наше понимание, предоставляя сходные данные о возникновении и причинах природных явлений.

Однако научная информация и понимание всегда будут подвержены некоторой степени неопределенности. Следовательно, прогнозы всегда будут в некоторой степени неточными, и эту неопределенность необходимо учитывать при попытке понять и устранить причины и последствия изменений окружающей среды. Таким образом, вся информация и прогнозы в науке об окружающей среде должны критически интерпретироваться с учетом неопределенности (Подробно 2.1). Это следует делать всякий раз, когда кто-то изучает экологическую проблему, будь то слушание выступающего в классе, на конференции или на видео, или при чтении статьи в газете, учебнике, веб-сайте или научном журнале.Из-за неопределенности многих прогнозов в науке, особенно в области окружающей среды, всегда полезны определенная доля скептицизма и критического анализа.

Экологические проблемы имеют огромное значение для благополучия людей и других биологических видов. Наука и ее методы позволяют критически и объективно идентифицировать ключевые проблемы, исследовать их причины и в определенной степени понимать последствия изменения окружающей среды. Научная информация влияет на принятие решений по вопросам окружающей среды, в том числе, следует ли применять дорогостоящие стратегии, чтобы избежать дальнейшего, но часто неопределенного ущерба.

Однако научная информация — это только одно из соображений, которое необходимо учитывать лицам, принимающим решения, которые также озабочены экономическим, культурным и политическим контекстом экологических проблем (см. Экологические проблемы 1.1 и главу 27). Фактически, при принятии решения о том, как бороться с причинами и последствиями изменений окружающей среды, лица, принимающие решения, могут придавать большее значение ненаучным (социальным и экономическим) соображениям, чем научным, особенно когда есть неопределенность в отношении последних.Наиболее важные решения по экологическим вопросам принимаются политиками и высокопоставленными чиновниками в правительстве или частными менеджерами, а не учеными-экологами. Лица, принимающие решения, обычно беспокоятся о краткосрочных последствиях своих решений для их шансов на переизбрание или продолжение работы, а также на экономической деятельности компании или общества в целом, равно как и о последствиях экологического ущерба (см. также Глава 27).

Подробно 2.1. Критическая оценка информационного перегрузки
Сегодня мы живем в мире простой и обильной информации, в большей степени, чем любое предыдущее общество. Людям стало невероятно легко общаться с другими на огромных расстояниях, превратив мир в «глобальную деревню» (фраза, придуманная канадским философом Маршаллом Маклюэном (1911-1980) для описания феномена универсальных сетей). Этой глобальной взаимосвязанности способствовали технологии передачи идей и знаний, особенно электронные устройства связи, такие как радио, телевидение, компьютеры и их сети.Сегодня эти технологии сжимают пространство и время для достижения практически мгновенной связи. Фактически, сейчас доступно так много информации, что ситуацию часто называют «информационной перегрузкой», которая требует критического анализа. Критический анализ — это процесс сортировки информации и научного исследования данных. Участвуя во всех аспектах научного процесса, критический анализ изучает информацию и исследования, задавая разумные вопросы, такие как следующие:

  • Получена ли информация из научной основы, состоящей из гипотезы, которая была разработана и проверена, в контексте существующей совокупности знаний и теории в данной области?
  • Могут ли используемые методологии предоставить данные, которые являются объективными, точными и точными? Были ли данные проанализированы статистическими методами, соответствующими структуре данных и задаваемым вопросам?
  • Сравнивались ли результаты исследования с другой соответствующей работой, которая была ранее опубликована? Обсуждались ли основные сходства и различия и делался ли вывод о том, что новая работа раскрывает исследуемую проблему?
  • Основана ли информация на исследовании, опубликованном в рецензируемом журнале, требующем от высококвалифицированных рецензентов в предметной области для тщательного изучения работы с последующим редакционным решением о том, оправдывает ли она публикацию?
  • Если анализ проблемы был основан на неполной или, возможно, неточной информации, использовался ли предупредительный подход, чтобы учесть неопределенность, присущую рекомендациям? Все пользователи опубликованных исследований обязаны критически оценивать то, что они читают, таким образом, чтобы решить, является ли теория подходящей, методологии надежными и выводы достаточно надежными.Поскольку многие экологические проблемы являются противоречивыми, а данные и информация представлены обеими сторонами дискуссии, люди должны иметь возможность формулировать объективно критические суждения. По этой причине людям необходима высокая степень экологической грамотности — осознанное понимание причин и последствий экологического ущерба. Возможность критически анализировать информацию — ключевое личное преимущество изучения наук об окружающей среде.

Научные процедуры и методы важны для выявления, понимания и решения экологических проблем.Однако в то же время социальные и экономические вопросы также имеют жизненно важное значение. Хотя наука добилась огромного прогресса в помощи нам в понимании мира природы, чрезвычайная сложность биологии и экосистем мешает ученым-экологам делать надежные прогнозы о последствиях многих видов экономической деятельности человека и других влияний. Этот контекст подчеркивает необходимость непрерывного изучения научных и социально-экономических аспектов экологических проблем, даже несмотря на то, что практические решения должны приниматься для решения очевидных проблем по мере их возникновения.

Вопросы для обзора

  1. Обрисуйте причины, по которым наука является рациональным способом понимания мира природы.
  2. В чем разница между индуктивной и дедуктивной логикой? Почему индуктивная логика чаще используется учеными при формулировании гипотез и обобщений о мире природы?
  3. Почему нулевые гипотезы — эффективный способ проведения научных исследований? Определите гипотезу, которая подходит для изучения конкретной проблемы в науке об окружающей среде, и предложите соответствующую нулевую гипотезу, которую можно было бы изучить в ходе исследования.
  4. Каковы причины изменчивости природных явлений? Выберите пример, например, различия в массе тела определенной группы людей, и предложите причины этого различия.

Вопросы к обсуждению

  1. Каковы ключевые различия между наукой и менее объективной системой убеждений, такой как религия?
  2. Какие факторы приводят к научным спорам по вопросам окружающей среды? Сравните это с экологическими противоречиями, которые существуют из-за различных ценностей и взглядов на мир.
  3. Объясните, почему не существует научных «законов», объясняющих структуру и функции экосистем.
  4. Многие природные явления очень разнообразны, особенно биологические или экологические. Какое значение имеет эта изменчивость для понимания и прогнозирования причин и последствий изменений окружающей среды? Как ученые-экологи справляются с этой проблемой изменчивого мира природы?

Изучение проблем

  1. Придумайте интересующий вас экологический вопрос.Предложите полезные гипотезы для исследования, определите нулевые гипотезы и наметьте эксперименты, которые вы могли бы провести, чтобы дать ответы на этот вопрос.
  2. Во время исследовательского проекта по изучению ртути ученый-эколог провел серию химических анализов рыбы, пойманной в озере Канак. Программа отбора проб включала семь видов рыб, взятых из различных местообитаний в пределах озера. Всего было проанализировано 360 рыб разного размера и пола. Было обнаружено, что 30% рыбы имели уровень остатков выше 0.5 частей на миллион ртути, верхний уровень загрязнения, рекомендованный Министерством здравоохранения Канады для рыбы, потребляемой людьми. Ученый сообщил об этих результатах государственному регулирующему органу, который был встревожен высоким содержанием ртути из-за популярности озера Канак как места, где люди ловят рыбу для пропитания. Регулирующий орган попросил ученого порекомендовать, безопасно ли есть любую рыбу из озера или следует избегать только определенных размеров, полов, видов или мест обитания. Какие виды анализа данных следует провести ученому, чтобы разработать полезные рекомендации? Какие еще научные и ненаучные аспекты следует учитывать?

Американская ассоциация развития науки (AAAS).1990. Наука для всех американцев. AAAS, Вашингтон, округ Колумбия.

Барнс Б. 1985. О науке. Blackwell Ltd, Лондон, Великобритания.

Giere, R.N. 2005. Понимание научного мышления. 5-е изд. Издательство Wadsworth, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.

Кун, Т. 1996. Структура научных революций. 3-е изд. Издательство Чикагского университета, Чикаго, Иллинойс.

Маккейн, Г. и Э.М. Сигал. 1982. Игра в науку. Holbrook Press Inc., Бостон, Массачусетс.

Мур, Дж. А. 1999. Наука как способ познания.Издательство Гарвардского университета, Бостон, Массачусетс.

Поппер, К. 1979. Объективное знание: эволюционный подход. Кларендон Пресс, Оксфорд, Великобритания.

Raven, P.H., G.B. Джонсон, К. Мейсон и Дж. Лосос. 2013. Биология. 10-е изд. Макгроу-Хилл, Колумбус, Огайо.

Серебро, B.L. 2000. Восхождение науки. Издательство Оксфордского университета, Оксфорд, Великобритания.

Изучение эмоций с помощью виртуальной реальности — ScienceDaily

Слева и справа пейзаж неторопливо плывет, перед вами трасса.Вдруг пожар. Напряжение нарастает. Поездка достигает своей высшей точки. Впереди только одно: бездна. Падая вглубь земли. Это сцены катания на американских горках, испытанные участниками недавнего исследования в Институте когнитивных исследований человека и мозга им. Макса Планка (MPI CBS) в Лейпциге. Однако не в реальной жизни, а виртуально, с помощью очков виртуальной реальности (VR). Целью исследования было выяснить, что происходит в мозгу участников, когда они переживают эмоционально увлекательные ситуации.

Чтобы выяснить, как человеческий мозг обрабатывает эмоции, до сих пор использовались очень упрощенные эксперименты. Исследователи показывали участникам фотографии эмоциональных сцен и записывали их мозговую деятельность. Исследования проводились в контролируемых лабораторных условиях, поэтому результаты можно было легко сравнить. Однако смоделированные ситуации обычно не вызывали особого эмоционального возбуждения и были далеки от того опыта, который мы обычно испытываем. Это связано с тем, что эмоции постоянно создаются в результате взаимодействия прошлого опыта и различных внешних влияний, с которыми мы взаимодействуем.Что касается эмоций, поэтому особенно важно создавать ситуации, которые воспринимаются как можно более реальными. Только так мы можем предположить, что одновременно измеренная активация мозга приближается к тому, что происходит в реальной жизни вне лаборатории. Здесь вам помогут очки VR. С их помощью участники могут динамично и интерактивно погружаться в ситуации и воспринимать их ближе к реальности. Таким образом, эмоции вызываются более естественным образом.

Результаты текущего исследования показали, что степень эмоционального возбуждения человека можно увидеть в особой форме ритмической активности мозга, так называемых альфа-колебаниях.Соответственно, чем ниже сила этого колебания в измеряемом сигнале ЭЭГ, тем выше возбуждение. «Таким образом, полученные данные подтверждают более ранние исследования классических экспериментов и доказывают, что сигналы также возникают в условиях, которые ближе к повседневной жизни», — говорит Саймон М. Хофманн, один из авторов основного исследования, которое теперь опубликовано в научном журнале. eLife. «Используя альфа-колебания, мы смогли предсказать, насколько сильно человек эмоционально переживает ситуацию.Наши модели узнали, какие области мозга особенно важны для этого прогноза. Грубо говоря, чем меньше здесь измеряется альфа-активность, тем больше человек возбужден », — объясняет автор Феликс Клоче.

«В будущем эти результаты и методы можно будет применить на практике, помимо фундаментальных исследований», — добавляет автор Альберто Мариола. Например, очки VR все чаще используются в психологической терапии. Нейрофизиологическая информация об эмоциональном состоянии пациентов может привести к улучшению лечения.Терапевты могут, например, непосредственно получить представление о текущем эмоциональном чувстве во время экспозиции, не спрашивая напрямую пациента и, таким образом, прерывая ситуацию.

Ученые исследовали эти взаимосвязи с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), которая позволила им записывать мозговые волны участников во время виртуальной поездки на американских горках, чтобы определить, что происходит в мозгу во время поездки. Кроме того, испытуемых впоследствии попросили оценить, насколько они были взволнованы во время опыта виртуальной реальности, используя видео.Таким образом, исследователи хотели выяснить, коррелируют ли субъективные ощущения во время поездки с данными измерения активности мозга. Поскольку люди различаются по тому, насколько они любят кататься на американских горках, не имело значения, воспринималась ситуация как положительная или отрицательная. Важна была сила ощущения.

Для оценки исследователи использовали три разные модели машинного обучения, чтобы максимально точно предсказать субъективные ощущения на основе данных ЭЭГ.Тем самым авторы показали, что с помощью этих подходов связь между сигналами ЭЭГ и эмоциональными переживаниями может быть подтверждена и в естественных условиях.

История Источник:

Материалы предоставлены Институтом когнитивных исследований человека и мозга им. Макса Планка . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.