Ingeniør- og naturvidenskabelig metodelære Jesper H. Larsen Institut for Produktion Aalborg Universitet e-mail: i9jhl@iprod.auc.dk

Praktiske oplysninger Link til ML-hjemmeside fra storgruppens side Ellers kan I bruge http://www.iprod.auc.dk/~i9jhl/ml/ML_home.htm På denne side finder I: Kursusbeskrivelsen med link til de enkelte lektioner og deres indhold Under de enkelte lektioner finder I: Link til web-noter og slides Litteraturliste = det der forventes læst til lektionen Supplerende litteratur

Opgave Efter forelæsningen (ca. 2 timer) bruger vi de resterende 2 timer på at koble lektionens indhold til jeres projekter ved at jeg kommer rundt til grupperne efterfølgende. Jeg forestiller mig at der i grupperne bliver arbejdet med følgende emner: definition og strukturering af centrale begreber i jeres projekter. strukturering af problemanalysen strukturering af projektet og projektrapporten Ovennævnte bliver selvfølgelig afhængigt af det overblik I har ifht. jeres projekter på det tidspunkt lektionen afholdes. For at få optimalt udbytte af opgaveløsningen henstiller jeg til grupperne om på forhånd at have taget stilling til ovennævnte punkter udfra den viden I har tilegnet jer ved at læse den til lektionen angivne litteratur.

Formål & Mål Formål: Mål: At støtte de studerende til, gennem ingeniør- og naturvidenskabelige metoder, at arbejde begyndende videnskabeligt. Mål: At give de studerende kendskab til og forståelse af ingeniør- og naturvidenskabelige metoder. At sætte den studerende i stand til at kunne anvende ingeniør- og naturvidenskabelige metoder.

Kursusindhold Lektion 1: Metodelære, erkendelse og strukturering (P1). Lektion 2: Modelbegrebet, modelopstilling og anvendelse (P1). Lektion 3: Systemteori og ingeniør faglige metoder (P2). Lektion 4: Den naturvidenskabelige metode (P2). Lektion 5: Dataindsamling og databearbejdning (P2).

Kursusgang 1 Målsætning At sætte jer i stand til: Bevidst og systematisk at identificere, definere, præcisere og anvende centrale begreber i projektarbejdet. At forstå betydningen af en systematisk og struktureret tilgang til problemstillinger. At skabe overblik over forskellige metoder for systematisk og struktureret løsning af problemstillinger.

Indhold Kursusgang 1 Introduktion til metodelære Viden og erkendelse Måling Strukturering

Introduktion til Metodelære Hvad er metodelære?

Filosofiske antagelser: Dette er genstand for videnskabsteorien Filosofiske antagelser: spørgsmål om hvordan virkeligehed opfattes Paradigme: beskriver relationerne mellem virkeligheds- opfattelse og metodesyn Metodesyn: Antagelser om hvordan virkeligheden ser ud For overhovedet at kunne udtale os om virkeligheden er vi nødt til at gøre os nogle antagelser om hvordan den ser ud Dette er genstand for metodelæren Arbejdsparadigme: brugen af formulerede redskaber, der gør det muligt at forbinde et metodesyn med et undersøgelsesområde eller undersøgelses objekt. Filosofiske antagelser: Spørgsmål om hvordan virkeligheden opfattes. Relationer mellem disse filosofiske overvejelser og metodesyn studeres af videnskabsteoretikere. Paradigme: Til beskrivelse af relationen mellem filosofiske antagelser og forskellige metodesyn har videnskabsteoretikerne udviklet et ”sprog”. I dette sprog indgår paradigmebegrebet som et væsentligt element. Man kan sige at broen mellem filosofi og metodesyn. Et paradigme består af fire elementer: 1) en virkelighedsopfattelse, 2) en videnskabsopfattelse, et videnskabsideal, og 4) en etisk-estetisk del. Udgangspunktet for metodelæren er at klargøre hvordan forskellige metodesyn, problemformuleringer, undersøgelsesplaner, metoder, teknikker, og undersøgelsesområder harmonere.

Naturvidenskabelige Virkeligheds- opfattelse

Det naturvidenskabelige paradigme Virkelighedsopfattelse virkeligheden kan inddeles i en objektiv og subjektiv sfære Videnskabsideal Testning af hypoteser Empirisk iagttagelse Objektiverende Værdineutral Videnskabsopfattelse Data er hjørnestenen Induktion og verifikation af lovmæssigheder Etik Kendskab til lovmæssig-heder som grundlag for styring

Paradigme Et paradigme består af fire elementer: En virkelighedsopfattelse En videnskabsopfattelse Et videnskabsideal En etisk/æstetisk del

Arbejdsparadigme Metodik Metodisk Procedure Logiske opbygning af projektet der muliggør en sammenhængende argumen-tation Valg af videnskabelige/me- todiske redskaber samt tilpasning af disse Tilpasningen og valget sikre at de videnskabelige/meto- diske redskaber bliver til metoder der kan anvendes i projektet Denne logiske opbygning udmønter sig i en sammen- hængende struktur af arbejdsopgaver/faser i projektarbejdet

Det naturvidenskabelige Arbejdsparadigme Man iagtager den objektive sfære for at indsamle empirisk viden i form af kvalitative eller kvantitative data Man opbygger derpå en model, der kan fortolke og forklare hvorfor en afgrænset del af den objektive sfære fremtræder som den gør. Modellen er en formodning om en forklaring og bruges som arbejdsgrundlag (hypotese) Man tester hypotesen. En hypotese der viser sig at have et generelt gyldighedsområde kaldes for en teori Man formulerer, d.v.s. at man nøje beskriver alle metoder og resultater fra de 3 foregående faser. Den naturvidenskabelige metode kan beskrives som en formuleret fremgangsmåde med flg. 4 faser. Disse fire faser vil se nærmere på senere i kurset.

Metodelære Metodelære: Arbejdsparadigme: Metodelære er læren om anvendelse af metodik og metodisk procedure. Det vil sige læren om arbejdsparadigmer. Arbejdsparadigme: Formuleret brug af hjælpemidler som forbinder et metodesyn med et konkret undersøgelsesområde eller undersøgelses genstand

Spørgsmålet om ”tro” eller ”viden” Det grundlæggende spørgsmål for videnskab er spørgsmålet om: Hvor grænsen ligger mellem det vi VED og det vi blot TROR eller FORMODER Det vi tror eller formoder kan være forkert Det kan være udtryk for fordomme og fejltagelser Viden derimod kan ikke være forkert Videnskab skal give os viden Derfor skal den først og fremmest sikre os mod at blive forført af: vor tro vore fordomme og forudfattede meninger

Spørgsmålet om ”tro” eller ”viden” Måden hvorpå videnskaben gør dette er ved: Anvendelse af videnskabelig metode Det vil sige: Metoder der systematisk sikre: at vi undgår fordomme at det vi siger er fuldstændig pålideligt Det der IKKE er metodisk begrundet er TVIVLSOMT og derfor ikke VIDEN

Metoder Metodelæren sondre ofte mellem Kvalitative metoder Kvantitative metoder Udgangspunktet er: ethvert fænomen er unikt man kan derfor ikke måle Undersøgelsesgenstanden betragtes som et subjekt Udgangspunktet er: alt bliver gjort måleligt resultater præsenteres numerisk iagttagelser klassificeres, tælles og måles

Viden Hvad er viden?

Tilegnelse af ny viden Tilegnelse af ny viden er en proces. Elementerne i processen er bestemt af det videnskabelige paradigme og det tilhørende arbejdsparadigme Processen kan vi kalde for: Erkendelsesprocessen Læreprocessen

Erkendelsescirklen

Viden i projektarbejdet Læreprocessen består i en stadig vekselvirkning mellem opbygning af empirisk viden, begrebs viden, og praktisk viden Planlægge indsamling af empirisk viden Begrebsviden Forsøgsopstillinger brug af instrumenter Praktisk viden Forøger sansernes rækkevidde og dermed muligheden for indsamling af empirisk viden Ny empirisk viden

Empirisk viden Empirisk viden defineres som: bevidst og systematisk indsamlede iagttagelser disse iagttagelser kalder vi data Empirisk viden opbygges ved: iagttagelser og målinger enten i marken eller i laboratoriet

Begrebs viden Observationer og iagtagelser forudsætter begreber: Man ser kun det man har begreb for De begreber man har er bestemmende for hvad man ser: Har man uklare begreber ser man uklart Har man klare begreber ser man klart Har man begrænsede begreber ser og forstår man begrænset Har man rige og mangfoldige begreber ser og forstår man rigt og mangfoldigt

Praktisk viden Empirisk viden Praktisk viden Begrebsviden Problem! Ka’ vi flyve Praktisk viden Begrebsviden

Praktisk viden Ingeniøren fremskaffer nye tekniske indretninger Ingeniøren anvender den nødevendige: Empirisk viden begrebsviden praktisk viden der muliggør etableringen af den tekniske indretning Derudover opbygger ingeniøren: manglende empirisk viden manglende praktisk viden manglende begrebsviden der er nødvendig for etableringen af en teknisk indretning.

Intuitiv viden Uden intuition (evnen til at se sammenhænge) og kreativitet Ingen vidensopbygning Praktisk viden Intuitiv viden forudsætter Ideer baseret på Begrebsviden Et problemorienteret studieprojekt omfatter alle fire former for viden i en kompleks sammenhæng, der i begyndelsen ofte virker uoverskuelig. Empirisk viden er indbygget i selve den pædagogiske metode: Man kan ikke lære projektarbejde eller gruppearbejde uden at gennemføre en proces, være aktiv og få sine egne oplevelser og erfaringer. Begrebsviden er nødvendig for at kunne planlægge projektarbejdet, ydermere skal den indhøstede empiriske viden relateres til begrebsviden. Den praktiske viden er også indbygget i selve processen f.eks. Om gruppearbejdets administration. Intuitiv viden er nødvendig for at skabe fremdrift i projektet Empirisk viden

PAUSE

Måling Hvad er måling?

Måling Måling er: en struktureret måde til indsamling af empirisk viden En måling planlægges sådan: at iagtagelserne fremskaffer data som er så præcise som muligt Dette opnås ved at: benytte en måleskala og en målemetode

Måling og Målemetode Måling betyder: At man sammenligner noget med noget andet Dette noget andet består af: veldefinerede data opstillet i en struktur som vi kalder en måleskala Målemetode: Når vi bruger måleskalaen må vi nødvendigvis formulere en fremgangsmåde Målemetode

Måleskala og Målemetode Etablering af en måleskala Vi må derfor skelne skarpt mellem følgende to processer Og anvendelse af en måleskala Det vil sige målemetoden

Måleskalaer Der skelnes mlm. 4 typer af måleskalaer: Nominalskala Ordinalskala Intervalskala Ratioskala

Hvad er strukturering? Er der behov for strukturering?

Strukturering Struktur: Strukturering: ”Ordnet mængde” ”Måden hvorpå noget er ordnet, hænger sammen” Strukturering: At ordne en mængde efter et ordningsprincip eller et sæt af flere ordningsprincipper.

Er der behov for strukturering? Ja, fordi: Vi har forskellige opfattelser Vores subjektive sfærer er forskellige, vi bruger forskellige filtre når vi iagttager, og har forskellige forudsætninger når vi fortolker Strukturering er en måde at undgå misforståelser afledt af vore forskellige opfattelser Strukturering er en måde at opnå konsensus på Samarbejdet i gruppen er afhængigt af dette Samarbejdet med vejleder er afhængigt af dette

Strukturering i tre faser Fastlæggelse af mængde, definition af elementer Definition af strukturerende princip Opstilling af strukturen

VIGTIGT Ingen sikkerhed for at strukturen er ”rigtig” En struktur opbygges udfra den viden man har i øjeblikket Når struktureringen er gennemført, kan andre gennemskue, hvordan den er opbygget og overveje sagen selv.

Strukturerende princip Stigende talværdier Alfabetisk rækkefølge Tabeller og skemaer Kronologisk rækkefølge Funktionel sammenhæng

Hierarkiske strukturer Strukturerende princip der giver oversigt over en vis mængde elementer ved: opdeling i grupper, undergrupper, undergruppers grupper etc. Hver opdeling sker på grundlag af et fast strukturerende princip. Hierarkier opstilles enten: TOP DOWN BOTTOM UP Buttom Up Eksempel 9.33 Transportteknik Top Down Eksempel 9.22 Bilistaktiviteter

Karakteristika ved strukturer Opsplitning i flere delstrukturer Tvivl om placering af et element => skærpe definitionen af begreber og nye synsvinkler Umuligt at afgøre strukturens fuldstændighed Man kan være hæmmet af utilstrækkelig viden => præcisere hvor viden mangler

Eksempel: Problemanalyse Initierende Problem: Når den første frost sætter ind ved vi at vejen bliver glat og at vi derfor skal køre mere forsigtigt. Alligevel, kan vi i aviserne og i nyhederne konstatere at "vinteren" kommer bag på mange bilister.

Skulle vi alligevel have en skepsis over for medierne kunne det sidste udsagn evt. bekræftes af Falcks assistance statistik i vinterperiodens første dage.