Entgegen ihrem Bild und dem Verständnis in der Öffentlichkeit, ist die Psychologie eine streng empirische Wissenschaft. Als empirische Wissenschaft vom Erleben und Verhalten obliegt es der Psychologie, Theorien und daraus abgeleitete Modelle, Hypothesen, Annahmen für die Beantwortung einer konkreten Fragestellung usw. mit geeigneten wissenschaftlichen Methoden empirisch zu prüfen.
Die Methodik ist überwiegend naturwissenschaftlich, mithin quantitativ, in Verbindung mit experimentellem oder quasi-experimentellem Vorgehen. Daher stellt die Mathematik, insbesondere die Deskriptive Statistik, die Stochastik (v. a. die Induktive Statistik und die statistischen Testverfahren), sowie zunehmend auch Ansätze der Systemtheorie (insbesondere mathematische Systemanalyse) eines der wichtigsten Werkzeuge des Psychologen dar.
Als empirische Humanwissenschaft unterscheidet sich Psychologie von verwandten Forschungsgebieten anderer Fächer (Philosophie, Soziologie, Pädagogik, Anthropologie, Ethnologie, Politikwissenschaft, Wirtschaftswissenschaften, Allgemeinen Linguistik, Medizin oder Biologie) durch naturwissenschaftlich-experimentelle Ausrichtung: Mentale Prozesse, konkrete Verhaltensmechanismen sowie Interaktionen von mentalen Prozessen und dem Verhalten von Menschen (allein oder als Individuum in Gruppen) werden beschrieben und erklärt, wobei Überschneidungen bis hin zur gegenseitigen Interdisziplinarität möglich sind. Diese Abgrenzung kann auch als eine erweiterte Definition der Psychologie gelesen werden.
Methodisch finden sich heute neben den naturwissenschaftlichen Ansätzen teilweise auch solche der empirischen Sozialwissenschaften (eine Schwerpunktsetzung schwankt auch je nach Ausrichtung eines psychologischen Fachbereiches). Vorherrschend sind auch hier quantitative Methoden, wie wohl auch qualitative Methoden zum Repertoire gehören (z. B. auch Grounded Theory oder Inhaltsanalyse). Die Trennung zwischen qualitativer und quantitativer Sozialforschung ist nicht immer eindeutig: Die Psychologie unterscheidet eher zwischen primär naturwissenschaftlichen und primär sozialwissenschaftlichen methodischen Ansätzen (die dann sehr oft zu den quantitativen in irgend einer Art und Weise auch qualitative Aspekte beinhalten). Eine Trennung zwischen natur- und sozialwissenschaftlichen Ansätzen ist allerdings nicht immer eindeutig möglich.
Insbesondere bei mathematischen und statistischen Modellierungen ist, wie sonst auch in der quantitativ geprägten psychologischen Arbeitsweise, das Vorgehen nicht zwingend deduktiv.
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