Кіріспе
Концепцияны нақты, қайталанатын әрекеттер немесе процедуралар арқылы анықтау. Операциялық анықтама – бұл конструкцияны көрсететін нақты, қайталанатын процедураларды көрсетеді. Американдық психолог С. С. Стивенс (1935 ж.) айтқандай: "Операция – бұл түсініктерді білдіру үшін біз орындайтын амал". Мысалы, "қорқыныш" (конструкция) операциялық анықтамасы көбінесе қабылданған қауіпке жауап ретінде болатын өлшенетін физиологиялық реакцияларды қамтиды. Осылайша, "қорқыныш" жүрек соғуының белгілі бір өзгерістері, терінің галваникалық реакциясы, қасаңның кеңеюі және қан қысымы арқылы анықталуы мүмкін.
An operational definition specifies concrete, replicable procedures designed to represent a construct. In the words of American psychologist S. S. Stevens (1935), "An operation is the performance which we execute in order to make known a concept." For example, an operational definition of "fear" (the construct) often includes measurable physiologic responses that occur in response to a perceived threat. Thus, "fear" might be operationally defined as specified changes in heart rate, galvanic skin response, pupil dilation, and blood pressure.
Шолу
Операциялық анықтама – тұжырымдаманы немесе теориялық анықтаманы модельдеуге немесе бейнелеуге арналған, сондай-ақ конструкция деп те аталатын нәрсе. Ғалымдар тұжырымдаманы басқа зерттеушілердің зерттеуді қайталай алатындай дәлдікпен сипаттайтын операцияларды (процедураларды, амалдарды немесе процестерді) көрсетуі керек. Операциялық анықтамалар жүйе күйлерін нақты, барлығына қолжетімді дайындау немесе тексеру процесі арқылы анықтау үшін де қолданылады. Мысалы, 100 градус Цельсий – теңіз деңгейінде су қайнағанша қыздыру процесі ретінде операциялық түрде анықталуы мүмкін. Тортты оның рецепті арқылы операциялық түрде анықтауға болады.
Қолдану
Тұжырымдаманың даулы философиялық бастауы, әсіресе оның логикалық позитивизммен тығыз байланысы болғанына қарамастан, операциялық анықтамалардың нақты практикалық қолданыстары бар. Бұл әсіресе әлеуметтік және медициналық ғылымдарда маңызды, онда негізгі ұғымдардың операциялық анықтамалары гипотеза мен теорияның дәйекті эмпирикалық тексеруін қамтамасыз ету үшін қолданылады. Операциялық анықтамалар физикалық ғылымдарда да маңызды рөл атқарады.
Философия
Ричард Бойд жазған «Станфорд философия энциклопедиясының» ғылыми реализм туралы мақаласында, қазіргі заманғы түсініктердің пайда болуына Перси Уильямс Бриджманның үлкен үлес қосканын көрсетеді. Бриджман ғылыми түсініктердің айтылуын көбінесе абстрактілі және түсініксіз деп санаған. Эрнст Махтың ықпалымен, 1914 жылы Бриджман байқауға болмайтын объектілерді оларды өлшеу үшін қолданылатын физикалық және психикалық амалдар арқылы нақты анықтауға тырысты. Сәйкесінше, әрбір байқауға болмайтын объектінің анықтамасы оны анықтау үшін қолданылған құралдармен бірегей түрде байланысты болды. Бастапқыда осы тәсілге қарсылықтар туды, негізінен оның икемсіздігіне байланысты. Бойд атап өткендей, «Нақты және сенімді ғылыми тәжірибеде теориялық терминдермен байланысты құралдардың өзгеруі жиі кездеседі және ғылымның дамуы үшін өте маңызды. «Таза» операционалистік тұжырымдама бойынша, мұндай өзгерістер әдістемелік жағынан қабылдауға болмайды, себебі әр анықтама бірегей «объектіні» (немесе объектілер класын) анықтау үшін қарастырылуы керек». Кванттық механикада операциялық анықтамалар ұғымы байқалатын шамалар идеясымен, яғни өлшенетін нәрселерге негізделген анықтамалармен тығыз байланысты. Операциялық анықтамалар көбінесе психология және психиатрия салаларында қиындық тудырады, онда интеллект сияқты интуитивті түсініктерді ғылыми зерттеуге қолдану үшін, мысалы, IQ тестілері сияқты әдістер арқылы операциялық тұрғыдан анықтау қажет.
Бизнес
1970 жылдың 15 қазанында Австралияның Мельбурн қаласындағы West Gate көпірі құлап, 35 құрылысшы қаза тапты. Соңғы сараптама көрсеткендей, бұл оқиға инженерлердің белгілі бір көлемдегі жалпақ болат плитасын жеткізуді талап еткенінен туындады. Аталған жағдайда "жалпақ" сөзінің нақты операциялық анықтамасы болмағандықтан, нақты бір партияны қабылдау немесе қабылдамау, сондай-ақ сапаны бақылау үшін ешқандай сынақ жүргізілмеді. Әкімшілік және статистикалық еңбектерінде У. Эдвардс Деминг кез келген бизнес келісімінде операциялық анықтамаларды пайдаланудың маңыздылығын ерекше атап өтті. Ол былай деді:
"Операциялық анықтама – бұл кез келген түсінікті белгілі бір өлшемге аудару үшін келісілген процедура." – У. Эдвардс Деминг
"Кез келген қасиеттің, күйдің немесе жағдайдың өлшем немесе байқау арқылы анықталатын нақты мәні жоқ. Өлшеу (операциялық анықтаманы өзгерту) немесе байқау процедурасын өзгерту жаңа сан береді." – У. Эдвардс Деминг
Жалпы процесс
Операциялық, процесс контекстінде, сонымен қатар, негізінен себеп-салдар қатынастарына (немесе ынталандыру/қозғалыс, мінез-құлық сияқты) бағытталған жұмыс әдісін немесе философияны білдіруі мүмкін, бұл әдіс немесе философия белгілі бір уақытта нақты бір салаға ерекше қызығушылық танытады. Жұмыс әдісі ретінде, ол онтологиялық сияқты, одан да жалпылама салаға қатысты мәселелерді қарастырмайды.
Есептеу саласында
Ғылым есептеуді пайдаланады. Есептеу ғылымды пайдаланады. Компьютерлік ғылымның дамуын көрдік. Осы үш саланың бәрін байланыстыра алатын мамандар көп емес. Бір салдары, егер код нашар құжатталған болса, қателерге толы болса немесе кейбір бөліктері жоқ болса, компьютер арқылы алынған нәтижелерді қайталау мүмкін болмайды. Көп жағдайда мәселелер айнымалылардың, функциялардың және т.б. тұрақтылығы мен түсініктілігімен байланысты. Сондай-ақ, жүйеге тәуелділік те проблема тудырады. Қысқасы, ұзындық (стандарт ретінде) анықтамасының негізі материя болып табылады. Стандарттарды есептеу арқылы анықтағанда қандай өлшемдерді пайдалану керек? Сондықтан, операциялық анықтамаларды адам мен озық есептеу жүйелерінің өзара әрекеттесуі аясында қолдануға болады. Осы тұрғыда, біздің қарастыратын мәселеміз – есептеу ойлау және оның ғылымға қатысты ықпалы. American Scientist журналынан келтірсек:
Компьютерлік революция ғылымға, тәжірибеге және зерттеуге деген ойлау жолымызға зор әсер етті. Бір жобада сұйық динамикасының сандық модельдеуімен айналысатын сарапшылар, соның ішінде компьютерлік ғалымдардан тұратын команда жұмыс істеді. Шын мәнінде, компьютер мамандарының білімі жеткіліксіз болғандықтан, олар күткендей көп үлес қоса алмады. Осылайша, олардың рөлі, көбінесе, "жалғыз" бағдарламашы болып шектелді. Білімдік инженерия жобаларында да осыған ұқсас жағдайлар кездеседі, яғни домен сарапшысына бағдарламалауды үйретуге тырысу мен бағдарламашыны доменнің ерекшеліктерін түсінуге үйрету арасында таңдау жасау қажет. Бұл, әрине, доменге байланысты. Қысқасы, команданың әрбір мүшесі уақытын қай жаққа жұмсау керектігін шешуі керек. Білім берудегі технологиялар жөніндегі халықаралық қоғам есептеу ойлаудың "операциялық анықтамасын" егжей-тегжейлі түсіндіретін брошюра жариялаған. Сонымен қатар, ISTE осыған қатысты біліктіліктерді анықтауға тырысты. Танылған біліктіліктердің бірі – түсініксіздікке төзімділік және ашық сұрақтарды шеше білу қабілеті. Мысалы, білімдік инженерия жүйесі тақырыптық сарапшының қатысуын арттыру арқылы операциялық аспектісін және осымен бірге тұрақтылығын арттыра алады, соның салдарынан адамдық шектеулерге байланысты мәселелер туындайды. Көп жағдайларда, есептеу нәтижелерін бірнеше факторларға байланысты сөзсіз қабылдауға тура келеді (содан қаз сынағының қажеттілігі туындайды), тіпті сарапшы да оларды жоққа шығара алмайды. Соңғы дәлелдеме – соңғы нәтижелер болуы мүмкін (модельдеу немесе артефакт арқылы алынған, жұмыс істейтін дизайн, т.б.), олардың қайталануына кепілдік жоқ, оларды алуға көп уақыт пен қаржы жұмсалуы мүмкін. Жоғары деңгейдегі модельдеуде, білімдік инженерия сияқты қажетті есептеулік қолдаумен, нақты әлемдегі объекті мен оның домен және сарапшылар анықтаған абстрактіленген көшірмелері арасындағы байланыс сақталуы керек. Домендік модельдер мен олардың есептеулік көшірмелері арасындағы айырмашылықтар осы тақырыпқа қатысты мәселелерді тудыруы мүмкін. Көптеген қиын мәселелерді шешуге қажетті икемді модельдеуді қамтамасыз ететін техникалар сәйкестік, тип және т.б. мәселелерін шешуі керек, соның нәтижесінде duck typing сияқты әдістер пайда болады. Сандық бағыты бар көптеген салалар әртүрлі лимит теорияларын қолданады, қаз сынағының қажеттілігін жеңу үшін әртүрлі деңгейде табысқа жетеді. Дегенмен, бұл мәселе әлі де өзекті болып қалады, өйткені біздің білу мүмкіндігіміз өкілдік құрылымдарына тікелей байланысты. Объектіге негізделген әдістемені қолдаушы Питер Вегнер 20 ғасырдың басында "физикадағы операционализм және психологиядағы мінез-құлық сияқты позитивистік ғылыми философиялардың" тиімді қолданылғанын атап өтті. Алайда, есептеулер жағдайды өзгертті. Ол "қайталанбайтын физикалық және есептеулік абстракцияның" төрт деңгейін ажырату қажеттігін айтады (Платондық абстракция, есептеулік жақындау, функционалдық абстракция және құнды есептеу). Содан кейін біз мінез-құлыққа баса назар аударатын интерактивті әдістерге сүйенуіміз керек (қаз сынағын қараңыз).
The computer revolution has profoundly affected how we think about science, experimentation, and research. One referenced project pulled together fluid experts, including some who were expert in the numeric modeling related to computational fluid dynamics, in a team with computer scientists. Essentially, it turned out that the computer guys did not know enough to weigh in as much as they would have liked. Thus, their role, to their chagrin, many times was "mere" programmer. Some knowledge based engineering projects experienced similarly that there is a trade off between trying to teach programming to a domain expert versus getting a programmer to understand the intricacies of a domain. That, of course, depends upon the domain. In short, any team member has to decide which side of the coin to spend one's time. The International Society for Technology in Education has a brochure detailing an "operational definition" of computational thinking. At the same time, the ISTE made an attempt at defining related skills. A recognized skill is tolerance for ambiguity and being able to handle open ended problems. For instance, a knowledge based engineering system can enhance its operational aspect and thereby its stability through more involvement by the subject matter expert, thereby opening up issues of limits that are related to being human. As in, many times, computational results have to be taken at face value due to several factors (hence the duck test's necessity arises) that even an expert cannot overcome. The end proof may be the final results (reasonable facsimile by simulation or artifact, working design, etc.) that are not guaranteed to be repeatable, may have been costly to attain (time and money), and so forth. In advanced modeling, with the requisite computational support such as knowledge based engineering, mappings must be maintained between a real world object, its abstracted counterparts as defined by the domain and its experts, and the computer models. Mismatches between domain models and their computational mirrors can raise issues apropos this topic. Techniques that allow the flexible modeling required for many hard problems must resolve issues of identity, type, etc. which then lead to methods, such as duck typing. Many domains, with a numerical focus, use limit theory, of various sorts, to overcome the duck test necessity with varying degrees of success. Yet, with that, issues still remain as representational frameworks bear heavily on what we can know. In arguing for an object based methodology, Peter Wegner suggested that "positivist scientific philosophies, such as operationalism in physics and behaviorism in psychology" were powerfully applied in the early part of the 20th century. However, computation has changed the landscape. He notes that we need to distinguish four levels of "irreversible physical and computational abstraction" (Platonic abstraction, computational approximation, functional abstraction, and value computation). Then, we must rely on interactive methods, that have behavior as their focus (see duck test).
Температура
Николя Леонард Сади Карноның термодинамикалық температура анықтамасы "шексіз резервуарлар" арасындағы жылудың "ағуына" сілтеме жасайды. Бұл түсінік өте абстрактілі және ғылым мен сауданың күнделікті практикасына жарамсыз. Осы идеяны нақтылау үшін температура газ термометрімен жүргізілетін операциялар арқылы анықталады. Дегенмен, бұл құралдар өте күрделі және нәзік, тек ұлттық стандарттау зертханаларында қолдануға бейімделген. Күнделікті қолдану үшін 1990 жылғы Халықаралық температура шкаласы (ITS) пайдаланылады, ол температураны толық диапазонды қамтуға қажетті бірнеше сенсор түрлерінің ерекшеліктері арқылы анықтайды. Мұндай сенсорлардың бірі – белгілі бір конструкциясы бар, операциялық түрде анықталған бекітілген нүктелерге калибрленген термистордың электрлік кедергісі.
Электр тогы
Электр тогы екі шексіз параллель өткізгіш арасындағы күш арқылы анықталады, олар белгілі бір қашықтықта орналасқан. Бұл анықтама практикалық өлшеулер үшін тым абстрактілі болғандықтан, амперді анықтау үшін ток тепе-теңдігі деп аталатын құрылғы қолданылады.
Қыз жұлдызы
Қыз шоқжұлдызы - аспандағы жұлдыздардың нақты бір шоқжұлдызы, сондықтан Қыз шоқжұлдызының пайда болу процесі операциялық анықтама бола алмайды, себебі ол тарихи және қайталанбас. Алайда, аспанда Қызды табу процесі қайталанады, демек осы арқылы Қыз операциялық тұрғыдан анықталады. Шындығында, Қыздың сансыз анықтамасы болуы мүмкін (бірақ біз әрқашан бірдей Қыз туралы сөйлесіп отырмыз деп сендіре алмаймыз), және олардың барлығы операциялық болуы мүмкін.
Академиялық тәртіп
Университеттердегі пәнаралық белсенділіктің нәтижесінде жаңа академиялық пәндер туындайды. Бір ғалым, бір сала бойынша шамамен бірдей мазмұндағы атауды оннан астам университет кафедрасы қолданғанда, ол саладағы білімнің жеке пәнге айналатынын айтты.