НАВОИЙСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ
НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ
СБОРНИК ЛЕКЦИИ
по курсу
ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
для магистрантов специальностей
5А540202-«Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
5А540203-«Открытая разработка месторождений полезных ископаемых»
5А540205-«Обогащение полезных ископаемых»
5А520400-«Металлургия»
Навои -2008
Сборник лекций по курсу «Основы научных исследований» //
Составители:
доц., канд. техн. наук Меликулов А.Д. (кафедра «Горное дело» Нав.ГГИ),
докт.техн.наук. Салямова К.Д. (институт механики и сейсмостойкости сооружений АН РУз),
Гасанова Н.Ю. (ст. преп. кафедры «Горное дело» Таш.ГТУ),
Сборник лекций по курсу «Основы научных исследований» предназначен для магистрантов специальностей 5А540202-«Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», 5А540203-«Открытая разработка месторождений полезных ископаемых», 5А540205-«Обогащение полезных ископаемых», 5А520400-«Металлургия».
Навоийского государственного горного института.
Рецензенты: докт. техн. наук Норов Ю.Д., канд. техн. наук Кузнецов А.Н.
ВВЕДЕНИЕ
Национальная программа подготовки кадров вступила в этап повышения качества подготавливаемых специалистов для различных отраслей народного хозяйства. Решение этой задачи невозможно без подготовки соответствующим современным требованиям методических и учебных пособий. Одним из основополагающих дисциплин при подготовке кадров в технических вузах является «Основы научных исследований».
Современное общество в целом и каждый человек в отдельности находятся под возрастающим влиянием достижений науки и техники. Наука и техника в наши дни развиваются такими стремительными темпами; что вчерашняя фантастика сегодня становится реальностью.
Невозможно представить себе современную нефтегазовую отрасль в котором не использовались бы результаты, достигнутые в самых разнообразных областях науки, воплощенные в новых машинах и механизмах, новейшей технологии, автоматизации производственных процессов, научных методах управления.
Современный специалист, независимо от той области техники, в которой он работает, не может ни шагу ступить без использования результатов науки.
Постоянно растет поток научно-технической информации, быстро меняются инженерные решения и конструкции. И зрелый инженер, и молодой специалист должны хорошо ориентироваться в научной информации, уметь отбирать в ней оригинальные и смелые идеи и технические новшества, что невозможно без навыков исследовательского, творческого мышления.
Современное производство требует от специалистов и педагогов умения самостоятельно ставить и решать подчас принципиально новые задачи и в своей практической деятельности в той или иной форме проводить исследования и испытания, творчески используя достижения науки. Поэтому надо уже со студенческой скамьи готовить себя к этой стороне своей будущей инженерной деятельности. Надо научиться постоянно совершенствовать свои знания, вырабатывать навыки исследователя, широкий теоретический кругозор. Без этого трудно ориентироваться во все увеличивающемся объеме знаний, в растущем потоке научной информации. Процесс обучения в вузе сегодня все больше опираегся на самостоятельную, близкую к исследовательской, деятельности работу студентов.
Познакомить студента и аспиранта с сущностью науки, ее организацией и значением в современном обществе;
Вооружить будущего специалиста, научного работника знанием
структуры и основных методов научного исследования, в том числе методов теории подобия, моделирования и др.;
Научить планированию и анализу результатов экспериментального исследования;
Познакомить с оформлением результатов научного исследования
ЛЕКЦИЯ 1-2
ЗАДАЧИ И ЦЕЛИ ПРЕДМЕТА «ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ»
Изучение основных понятий о науке, ее значении в обществе, сути курса «Основы научных исследований».
План лекции (4часа)
1. Понятие о науке. Значение и роль науки в обществе.
Цели и задачи предмета «Основы научных исследований»
3. Методология научных исследований. Общие понятия.
4. Формулирование задачи научного исследования
Ключевые слова: наука, знание, умственная деятельность, теоретические предпосылки, научные исследования, методология научных исследований, научно-исследовательская работа, научный труд, научно-техническая революция, задачи научных исследований.
1. Понятие о науке. Значение и роль науки в обшестве.
Наука - сложное общественное, социальное явление, особая сфера приложения целенаправленной человеческой деятельности, основной задачей которой является получение, освоение новых знаний и создание новых методов и средств для решения этой задачи. Наука сложна и многогранна, и дать ей однозначное определение невозможно.
Часто науку определяют как сумму знаний. Это, безусловно, неверно, так как понятие сумма ассоциируется с неупорядоченностью. Если, к примеру, каждый элемент накопленного знания представить в виде кирпичика, то беспорядочная куча таких кирпичей составит сумму. Наука же и каждая ее отрасль - это стройное, упорядоченное, строго систематизированное и красивое (это тоже важно) сооружение. Поэтому наука - это система знаний.
В ряде работ науку рассматривают как умственную деятельность людей. направленную на расширение человечеством своих знаний об окружающем мире и обществе. Это правильное определение, но неполное, характеризующее только одну сторону науки, а не науку в целом.
Науку также считают (и правильно) сложной информационной системой для сбора, анализа и переработки сведений о новых истинах. Но и это определение страдает узостью, односторонностью.
Здесь нет необходимости перечислять все определения, которые встречаются в литературе о науке. Однако важно отметить, что существуют две основные функции науки: познавательная и практическая, которые свойственны науке в любом ее проявлении. В соответствии с этими функциями можно говорить о науке как о системе ранее накопленных знаний, т.е. информационной системе, которая служит основой для дальнейшего познания объективной действительности и приложения познанных закономерностей в практике. Развитие науки - это деятельность людей, направленная на получение, освоение, систематизацию научных знаний, которые используются для дальнейшего познания и воплощения их в практику. Развитие науки осуществляется в специальных учреждениях: научно-исследовательских институтах, лабораториях, научно-исследовательских группах при кафедрах вузов, конструкторских бюро ипроектных организациях.
Наука как общественная, социальная система, обладающая относительной самостоятельностью, складывается из трех неразрывно связанных элементов: накопленных знаний, деятельности людей и соответствующих учреждений. Поэтому эти три компонента должны войти в определение науки, и формулировка понятия «наука» приобретает следующее содержание.
Наука - это целостная социальная система, объединяющая в себе постоянно развивающуюся систему научных знаний об объективных законах природы, общества и человеческого сознания, научную деятельность людей, направленную на создание и развитие этой системы, и учреждения, обеспечивающие научную деятельность.
Высшим предназначением науки является ее служение на благо человека, его всестороннее и гармоничное развитие.
Одно из важнейших условий всестороннего развития человека в обществе - преобразование технической основы его трудовой деятельности, внесение в нее элементов творческого начала, так как только при этом труд превращается в жизненную необходимость. Народное хозяйство обеспечивает производство и распределение материальных и духовных благ всего общества, включает в себя множество различных отраслей. Оно производит различные товары и виды услуг. При такой сложности народного хозяйства еще более остро встала проблема его планирования, анализа тенденций развития и сохранения необходимых пропорций отдельных отраслей. Поэтому постоянно возрастает роль научно обоснованного планирования и управления народным хозяйством Республики.
Велика роль науки в вузе. С одной стороны, она повышает научную активность преподавательского состава, их научную отдачу, которая вносит весомый оклад развитие общей системы научных знаний; с другой стороны, студенты, участвующие в кафедральных исследованиях, приобретают навыки исследовательской работы и, естественно, повышают уровень своей профессиональной подготовки.
Не может быть сомнений в том, что педагогическая деятельность представляет исключительные возможности для проявления творческих способностей ее представителей. Чему и как учить молодое поколение - эти проблемы были и останутся навсегда центральными для человеческого общества.
Следует помнить, что обучение не сводится лишь к сообщению определенной суммы знаний, к формальной передаче преподавателем того, чтоон знает и хочет сообщить своим студентам. Не менее существенно установление взаимных связей между предметом изучения и жизнью, ее проблемами идеалами, воспитание гражданственности, и представления о личной ответственности за процессы, происходящие в обществе, за прогресс.
Преподавание требует постоянного напряжения сил, разрешения все новых и новых задач. Это связано с тем, что общество в каждую эпоху ставит перед обучением на всех ступенях задачи, которые ранее не возникли, или же старые их решения уже не годятся в новых условиях. Поэтому будущий педагог должен воспитываться в духе постоянного поиска, постоянного обновления привычных подходов. Преподавание не терпит застоев и трафарета.
2.Цель и задачи предмета «Основы научных исследований».
Специалисты горных специальностей должны овладеть знаниями: по методологии и методике научных исследований, по их планированию и организации:
По отбору и анализу необходимой информации по теме научных исследований;
По разработке теоретических предпосылок;
По планированию и проведению эксперимента с теоретическими предпосылками и по формулировке выводов научного исследования по составлению статьи, доклада или отчета по результатам научного исследования.
В современных условиях бурного развития научно-технической революции, интенсивного увеличения объемов научной, патентной и научно-технической информации, быстрой сменяемости и обновления знаний особое значение приобретает подготовка в высшей школе высококвалифицированных специалистов (магистров), имеющих высокую общенаучную и профессиональную подготовку, способных к самостоятельной творческой работе, к внедрению в производственный процесс новейших и прогрессивных технологий и результатов.
Целью курса является - изучение элементов методологии научного творчества, способов его организации, что должно способствовать развитию рационального мышления студенте в-магистрантов, организации их оптимальной мыслительной деятельности.
3. Методология научных исследований. Общие понятия.
Научное исследование- процесс деятельности по получению научных знаний. В ходе научных исследований взаимодействуют два уровня эмпирический и теоретический. На первом устанавливаются новые научные факты, выявляются эмпирические зависимости, на втором уровне создав более совершенные теоретические модели действительности, позволяющие описать новые явления находить общие закономерности, осуществлять прогнозирование развития изучаемых объектов. Научные исследования обладают сложной структурой, в которой могут быть представлены такие элементы: формулирование познавательной задачи; изучение имеющихся знаний и гипотез; планирование, организация и проведение необходимых научных исследований, получение достоверных результатов; проверка гипотез их основания всей совокупности фактов, построение теории и формулирование законов; выработка научных прогнозов.
Научное исследование, или научно-исследовательская работа (труд), как процесс любого труда включает в себя три основных компонента (составляющих): целесообразную деятельность человека, т.е. собственно научный труд, предмет научного труда и средства научного труда.
Целесообразная научная деятельность человека, опирающаяся на совокупность конкретных методов познания и необходимая для приобретения новых или уточненных знаний об объекте исследования (предмете труда), использует соответствующее научное оборудование (измерительное, вычислительное и др.), т.е. средства труда.
Предмет научного труда - это прежде всего тот объект исследования, на познание которого направлена деятельность исследователя. Объектом исследования может быть любой предмет материального мира (например, месторождение, залежь, скважина, нефтегазопромысловое оборудование, его агрегаты, узлы и др.), явление (например, процесс обводнения продукции скважин, подъем водо- или газонефтяного контактов в процессе разработки нефтяных и газовых залежей и т. п.), связь между явлениями (например, между темпами отбора нефти из залежи и ростом обводненности продукции скважин, коэффициентом продуктивности скважин и депрессией на пласт и т.п.).
В предмет исследования, помимо объекта, входят также предшествующие знания об объекте.
В ходе научного исследования уточняются, пересматриваются, вырабатываются известные новые научные знания. Ускорение научного прогресса зависит от повышения эффективности отдельных исследований и совершенствование взаимосвязей между ними в единой сложной системе научно-исследовательской деятельности. Направленность и этапы отдельных научных исследований в прогрессивном развитии науки, объектов исследования, решаемых познавательных задач, используемых средств и методов познания. На развитие социальных потребностей значительное влияние оказывают изменение социальных потребностей, ускоряющиеся процессы дифференциации и интеграции научных знаний. В условиях повышения социальной роли науки, усложнения практической деятельности усиливаются связи фундаментальных и прикладных исследований. Наряду с традиционными исследованиями проводимыми в рамках одной науки или научного направления, все более широкое распространение получают междисциплинированные исследования, в которых взаимодействуют различные области естественных, технических и общественных наук. Такие исследования характерны для современного этапа НТР, они определяютсяпотребностями решения крупных комплексных, предполагающих мобилизацию ресурсов ряда отраслей н/х. В ходе междисциплинорованных исследований нередко возникают новые науки, обладающие собственным понятийным аппаратом, содержательными теориями, методами познания. Важными направлениями повышения эффективности научного исследования, является использование новейших методов, широкое внедрение ЭВМ, создание локальных сетей автоматизированных систем и использование ИНТЕРНЕТ (на международном уровне), которые позволяют внедрять качественно новые методы научного поиска, сокращают сроки обработки научно-технической и патентной документации и, в целом, значительно снижают сроки осуществления исследований, освобождают ученых от выполнения трудоемких рутинных операций, представляют более широкое возможности раскрытия и реализации творческих способностей человека.
4. Формулирование задачи научного исследования.
Выбор направления, проблемы, темы научного исследования и постановка научных вопросов является чрезвычайно ответственной задачей. Направление исследования часто определяется спецификой научного учреждения (институтов) отраслью науки, в которых работает исследователь (в данном случае магистрант).
Поэтому выбор научного направления для каждого отдельного исследователя часто сводится к выбору отрасли науки, в которой он желает работать. Конкретизация же направления исследования является результатом изучения состояния производственных вопросов, общественных потребностей и стояния исследований в том или ином направлении на данном отрезке времени. В процессе изучения состояния и результатов уже проведенных нескольких научных направлений для решения производственных задач. Следует при этом отметить, что наиболее благоприятные условия для выполнения комплексных исследований имеются в высшей школе, в университете и политехнических институтах, а также в Академии наук Республики Узбекистан, в связи с наличием в них крупнейших научных школ, сложившихся в различных областях науки и техники. Выбранное направление исследований часто в дальнейшем становится стратегией научного работника или научного коллектива, иногда на длительный период.
При выборе проблемы и темы научного исследования вначале на основе анализа противоречий исследуемого направления формулируется сама проблема и определяется в общих чертах ожидаемых результатов, затем разрабатывается структура проблемы, выделяются темы, вопросы, исполнители, устанавливается их актуальность.
При этом важно уметь отличать псевдопроблемы (ложные, мнимые) от научных проблем. Наибольшее количество псевдопроблем связано с недостаточной информированностью научных работников, поэтому иногда возникают проблемы, целью которых оказываются ранее полученные результаты. Это приводит к напрасным затратам труда ученых и средств.Вместе с тем следует отметить, что иногда при разработке особо актуальной проблемы приходится идти на ее дублирование с целью привлечения к ее решению различных научных коллективов в порядке конкурса.
После обоснования проблемы и установления ее структуры определяются темы научного исследования, каждая из которых должна быть актуальной (важной, требующей скорейшего решения), иметь научную новизну, т.е. должна вносить вклад в науку, быть экономически эффективной для н/х.
Поэтому выбор темы должен базироваться на специальном технико-экономическом расчете. При разработке теоретических исследований требование экономичности иногда заменяется требованием значимости, определяющим престиж отечественной науки.
Каждый научный коллектив (вуз, НИИ. отдел, кафедра) по сложившимся традициям имеет свой научный профиль, квалификацию, компетентность, что способствует накоплению опыта исследований, повышению теоретического уровня разработок, качества и экономической эффективности, сокращения срока выполнения исследования. Вместе с тем нельзя допускать монополию в науке, так как это исключает соревнование идей и может снизить эффективность научных исследований.
Важной характеристикой темы является возможность быстрого внедрения полученных результатов в производство. Особо важно обеспечить скорейшее внедрение результатов в масштабах, например отрасли, а не только на предприятии заказчика. При задержке внедрения или при внедрении на одном предприятии «эффективность темы» существенно снижается.
Выбору темы должно предшествовать тщательное ознакомление отечественными и зарубежными литературными источниками данной смежной специальностей. Существенно упрощается методика выбора тем в научном коллективе, имеющем научные традиции (свой профиль) и разрабатывающим комплексную проблему.
При коллективной разработке научных исследований большую роль приобретает критика, дискуссия, обсуждение проблем и тем. В процессе выявляются новые, еще не решенные актуальные задачи разной степени важности и объема. Это создает благоприятные условия для участия в научно-исследовательской работе вуза студента различных курсов, магистрантов и аспирантов. На первом этапе преподавателю целесообразно поручить подготовку по теме одного двух рефератов провести с ними консультации, определить конкретные задачи и тему магистерской диссертации.
Основная задача преподавателя (научного руководителя} при выполнении магистерской диссертации это обучение студентов навыками самостоятельной теоретической и экспериментальной работы, ознакомление с реальными условиями труда и научно-исследовательской лаборатории, научном коллективе НИИ в ходе научно-исследовательской практики - (летом, после окончания 1 курса магистратуры). В процессе выполнения учебных исследований будущие специалисты учатся пользоваться приборами и оборудованием, самостоятельно проводить эксперименты, применять свои знания при решении конкретных задач на ЭВМ. Для проведения научно-исследовательской практики студенты должно быть оформлены стажерами исследователями в НИИ (институт механики и СС АН РУз). Тема магистерской работы и объем задания определяются индивидуально научным руководителем согласовывается на заседании кафедры. Кафедра предварительно разрабатывает тематику исследований, обеспечивает студентов всем необходимым материалом и приборами, готовит методическую документацию, рекомендации по изучению специальной литературы. Очень важно при этом организация кафедрой учебно-научных семинаров с заслушиванием докладов студентов, участие студентов в научных конференциях с публикацией тезисов или доклада, а также опубликование студентами совместно с преподавателем научных статей и оформление Патентов на изобретение. Все вышеперечисленное будет способствовать успешному завершению к защите студентами магистерских диссертаций.
Контрольные вопросы:
1. Понятие термина «наука».
2. Каково предназначение науки в обществе?
3. Какова цель предмета. «Основы научных исследований»?
4. Каковы задачи предмета «Основы научных исследований»?
5. Что такое научное исследование?
6. Какие виды научных знаний бывают? Теоретические и эмпирические уровни познания.
7. Какие основные проблемы возникают при формулировании задачи научного исследования?
8. Перечислите этапы разработки научно-технической темы.
Темы для самостоятельной работы:
Системная характеристика науки.
Характерные черты современной науки.
Теоретические и эмпирические уровни познания.
Постановка задач, при выполнении научно-исследовательской рабо-
Этапы разработки научно-технической темы. Научные знания.
Методы теоретических исследований. Методы эмпирических исследований.
Домашнее задание:
Изучит материалы лекции, подготовить рефераты по темам самостоятельных работ, подготовиться по тематике следующей лекции.
ЛЕКЦИЯ 3-4
МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭМПИРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
План лекции (4 часа)
1. Понятие научного знания.
2. Методы теоретических исследований.
3. Методы эмпирических исследований.
Ключевые слова: знание, познание, практика, система научных знаний, всеобщность, проверенность научных фактов, гипотеза, теория, закон, методология, метод, теоретическое исследование, обобщение, абстрагирование, формализация, аксиоматический метод, эмпирические исследования, наблюдение, сравнение, счет, анализ, синтез, индукция, дедукция. I. Понятие научного знания
Знание - идеальное воспроизведение в языковой форме обобшен-ных представлений о закономерных объективных связях объективного мира. Знание является продуктом общественной деятельности людей, направленной на преобразование действительности. Процесс движения человеческой мысли от незнания к знанию называют познанием, в основе которого лежит отражение объективной действительности в сознании человека в процессе его общественной, производственной и научной деятельности, именуемой практикой. Потребность практики выступают основной и движущей силой развития познания, его целью. Человек познает законы природы, чтобы овладеть силами природы и поставить их себе на службу, он познает законы общества, чтобы в соответствии с ними воздействовать на ход исторических событий, он познает законы материального мира, чтобы создавать новые конструкции и улучшить старые по принципам устройства нашего мира природы.
К примеру, создание криволинейных сотовых тонкостенных конструкций для машиностроения - цель снижение металлоемкость и повышение прочности - по типу листа, например хлопчатника. Или создание подводных лодок нового типа по аналогии с головастиком.
Познание вырастает из практики, но затем само направляется на практическое овладение действительностью. От практики к теории к практике, от действия к мысли и от мысли к действительности - такова общая закономерность отношений человека к окружающей действительности. Практика является началом, исходным пунктом и одновременно естественным завершением всякого процесса познания. Следует отметить, что завершение познания всегда относительно (например, завершение познания - докторская диссертация) так как в процессе познания, как правило, возникают новые проблемы и новые задачи, которые были подготовлены и поставлены соответствующим предшествующим этапом развития научной мысли. Решая эти проблемы и задачи, наука должна опережать практику и таким образом сознательно направлять на развитие.
В процессе практической деятельности человек разрешает противоречие между наличным положением вещей и потребностями общества. Результатом этой деятельности является удовлетворение общественных потребностей. Указанное противоречие является источником развития и, естественно, находит отражение в его диалектике.
Система научных знаний запечатлена в научных понятиях, гипотезах, законах, эмпирических (основанных на опыте) научных фактах, теориях и идеях, дающих возможность предвидеть события, зафиксированных в книгах, журналах и других видах публикации. Этот систематизированный опыт и научные знания предшествующих поколений обладают рядом признаков, главнейшие из которых следующие:
Всеобщность, т.е. принадлежность результатов научной деятельности, совокупности научных знаний не только всему обществу страны, в которой эта деятельность протекала, но и всему человечеству, и каждый может извлекать из нее то, что ему необходимо. Система научных знаний -всеобщее достояние;
Проверенность научных фактов. Система знаний только тогда может претендовать на наименование научной, когда каждый фактор, накопленное знание и следствие из известных законов или теории можно проверить для уточнения истины;
Воспроизводимость явлений, тесно связанная с проверенностью. Если исследователь любыми методами может повторить открытое другим ученым явление, следовательно, существует определенный закон природы, и открытое явление входит в систему научных знаний;
Устойчивость системы знаний. Быстрое устаревание системы знаний указывает на недостаточную глубину проработки накопленного материала или неточность принятой гипотезы.
Гипотеза- это предположение о причине, которая вызывает данное следствие. Если гипотеза согласуется с наблюдаемым фактом, то в науке ее называют теорией или законом. В процессе познания каждая гипотеза подвергается проверке, в результате которой устанавливается, что следствия, вытекающие из гипотезы, действительно совпадают с наблюдаемыми явлениями, что данная гипотеза не противоречит никаким другим гипотезам, которые уже считаются доказанными. Следует, однако, подчеркнуть, что для подтверждения правильности гипотезы необходимо убедиться не только в том, что она не противоречит действительности, но и в том, что она является единственно возможной, и с ее помощью вся совокупность наблюдаемых явлений находит себе вполне достаточное объяснение.
С накоплением новых фактов одна гипотеза может быть заменена другой лишь в том случае, если эти новые факты не могут быть объяснены старой гипотезой или ей противоречит никаким другим гипотезам, которые уже считаются доказанными. При этом часто старая гипотеза не отбрасывается целиком, а только исправляется и уточняется. По мере уточнения и исправления гипотеза превращается в закон.
Закон - внутренняя существенная связь явлений, обуславливающая их необходимое закономерное развитие. Закон выражает определенную устойчивую связь между явлениями или свойствами материальных объектов.
Закон, найденный путем догадки, должен быть затем логически доказан, только тогда они признается наукой. Для доказательства закона наука использует суждения, которые были признаны истинами и из которых логически следует доказываемое суждение.
Как уже отмечалось, в результате проработки и сопоставления с действительностью научная гипотеза может стать теорией.
Теория - { от лат. - рассматриваю) - система обобщенного закона, объяснения тех или иных сторон действительности. Теория является духовным, мыслительным отражением и воспроизведением реальной действительности. Она возникает в результате обобщения познавательской деятельности и практики. Это обобщенный опыт в сознании людей.
Исходные положения научной теории называются постулатами или аксиомами. АКСИОМА (постулат) - это положение, которое берется в качестве исходного, недоказуемого в данной теории, и из которого выводятся все остальные предположения и выводы теории по заранее фиксированным правилам. Аксиомы очевидны без доказательства. В современной логике и методологии науки постулат и аксиомы обычно используются как эквивалентные.
Теория является развитой формой обобщенного научного познания. Она заключает в себе не только знания основных законов, но и объяснение фактов на их основе. Теория позволяет открывать новые законы и предсказывать будущее.
Движение мысли от незнания к знанию руководствуется методологией.
Методология - философское учение о методах познания в преобразования действительности, применение принципов мировоззрения к процессу познания, духовному творчеству и практике. В методологии выявляются две взаимосвязанные функции:
I.Обоснование правил применения мировоззрения к процессу познания и преобразования мира;
2.Определение подхода к явлениям действительности. Первая функция - общая, вторая - частная.
2. Методы теоретических исследований.
Теоретическое исследование. В прикладных технических исследованиях, теоретическое исследование заключается в анализе и синтезе закономерностей (полученных в фундаментальных науках) и их применении к исследуемому объекту, а также в добывании с помощью аппарата матема
Рис. I. Структура научного исследования: /7/7 - постановка проблемы, ИИ - исходная информация, ПЭ - предварительные эксперименты.
Цель теоретического исследования - как можно полнее обобщить наблюдаемые явления, связи между ними, получить возможно больше следствий из принятой рабочей гипотезы. Иными словами, теоретическое исследование аналитически развивает принятую гипотезу и должно привести к разработке теории исследуемой проблемы, т.е. к научно обобщенной системе знаний в пределах данной проблемы. Эта теория должна объяснять и предсказывать факты и явления, относящиеся к исследуемой проблеме. И здесь решающим фактором выступает критерии практики.
Метод - это способ достижения цели. В целом метод определяет субъективные и объективные моменты сознания. Метод объективен, так как разрабатываемой теорией позволяет отражать действительность и ее взаимосвязи. Таким образом, метод является программой построения и практического применения теории. Одновременно метод субъективен, так как является орудием мышления исследователя и в качестве такового включает в себя его субъективные особенности.
К общенаучным методам относятся: наблюдение, сравнение, счет, измерение, эксперимент, обобщение, абстрагирование, формализация, анализ, синтез, индукция и дедукция, аналогия, моделирование, идеализация, ранжирование, а также аксиоматический, гипотетический, исторический и системные подходы.
Обобщение - определение общего понятия, в котором находит отражение главное, основное, характеризующее объекты данного класса. Это средство для образования новых научных понятий, формирование законов и теорий.
Абстрагирование - это мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предметов и выделение нескольких сторон, интересующих исследователя. Оно, как правило, осуществляемое в два этапа. На первом этапе определяются несущественные свойства, связи и т.д. На втором - исследуемый объект заменяют другим, более простым, представляющем собой обобщенную модель, сохраняющую главное в сложном.
Формализация - отображение объекта или явления в знаковой форме какого-либо искусственного языка (математики, химии и т.д.) и обеспечение возможности исследователя различных реальных объектов и их свойств через формальное исследование соответствующих знаков.
Аксиоматический метод - способ построения научной теории, при котором некоторые утверждения (аксиомы) принимаются без доказательств и затем используются для получения остальных знаний по определенным логическим правилам. Общеизвестной, например, является аксиома о параллельных линиях, которая принята в геометрии без доказательств.
3 Методы эмпирических исследований.
Методы эмпирического наблюдение: сравнение, счет, измерение, анкетный опрос, собеседование, тесты, метод проб и ошибок и т.д. Методы этой группы конкретно связаны с изучаемыми явлениями и используются на этапе формирования рабочей гипотезы.
Наблюдение - это способ познания объективного мира, основанный на непосредственном восприятии предметов и явлений при помощи органов чувств без вмешательства в процесс со стороны исследователя.
Сравнение - это установление различия между объектами материального мира или нахождение в них общего, осуществляемое.
Счет - это нахождение числа, определяющего количественное соотношение однотипных объектов или их параметров, характеризующих те или иные свойства.
Экспериментальное исследование. Эксперимент, или научно поставленный опыт, - технически наиболее сложный и трудоемкий этап научного исследования. Цель эксперимента различна. Она зависит от характера научного исследования и последовательности его проведения. При «нормальном» развитии исследования эксперимент проводится после теоретического исследования. В этом случае эксперимент подтверждает, а иногда и опровергает результаты теоретических исследований. Однако часто порядок исследования бывает иным: эксперимент предшествует теоретическому исследованию. Это характерно для поисковых экспериментов, для случаев, не таких уж редких, отсутствия достаточной теоретической базы исследования. При таком порядке проведения исследования теория объясняет и обобщает результаты эксперимента.
Методы экспериментально-теоретического уровня: эксперимент, анализ и синтез, индукция и дедукция, моделирование, гипотетический, исторический и логический методы.
Эксперимент - одна из сфер человеческой практики, которая подвергается проверке истинность выдвигаемых гипотез или выявление закономерности объективного мира. В процессе эксперимента исследователь вмешивается в изучаемый процесс с целью познания, при этом они условия опытно изолируются, другие исключаются, третьи усиливаются или ослабевают. Экспериментальное изучение объекта или явления имеет определенные преимущества по сравнению с наблюдением, так как позволяет изучать явления в «чистом виде» при помощи устранения побочных факторов, при необходимости испытания могут повторяться и организовываться так, чтобы исследовать отдельные свойства объекта, а не их совокупность.
Анализ - метод научного познания, заключающийся, в том, что объект исследования мысленно расчленяется на составные части или выделяются присущие ему признаки и свойства для изучения их в отдельности. Анализ позволяет проникнуть в сущность отдельных элементов объекта, выявить в них главное и найти связи, взаимодействия между ними.
Синтез - метод научного исследования объекта или группы объектов как единого целого во взаимосвязи всех его составных частей или присущих ему признаков. Метод синтеза характерен для исследования сложных систем после анализа всех его составных частей. Таким образом, анализ и синтез взаимосвязаны и дополняют друг друга.
Индуктивный метод исследования заключается в том, что от наблюдения частных, единичных случаев переходят к общим выводам, от отдельных фактов - к обобщению. Индуктивный метод - самый распространенный в естественных и прикладных науках, и суть его состоит в переносе свойств и причинных связей с известных фактов и объектов на неизвестные, еще неисследованные. Например, многочисленные наблюдения и опыты показали, что железо, медь, олово расширяются при нагревании. Отсюда делается общий вывод: все металлы при нагревании расширяются.
Дедуктивный метод, в противоположность индуктивному, основан на выводе частных положений из общих оснований (общих правил, законов, суждений). Наиболее широко дедуктивный метод используется в точных науках, например в математике, теоретической механике, в которых частные зависимости выводятся из общих законов или аксиом. «Индукция и дедукция связаны между собою столь же необходимым образом, как синтез и анализ».
Эти методы помогают исследователю обнаружить те или иные достоверные факты, объективные проявления в протекании исследуемых процессов. С помощью этих методов производится накопление фактов, их перекрестная проверка, определяется достоверность теоретических и экспериментальных исследований и в целом - достоверность предлагаемой теоретической модели.
Основная задача преподавателя (научного руководителя) при выполнении магистерской диссертации - это обучение студентов навыкам самостоятельной теоретической и экспериментальной работы, ознакомление с реальными условиями труда и научно-исследовательской лаборатории, научным коллективом (НИИ) (в ходе научно-исследовательской практики -летом, после окончания). В процессе выполнения учебных заведений будущие специалисты учатся пользоваться приборами и оборудованием, самостоятельно проводить эксперименты, применять свои знания при решении конкретных задач на ЭВМ. Для проведения НИР практики студенты должны быть оформлены стажерами-исследователями в НИИ. Тема магистерской работы и объем задания определяются индивидуально научным руководителем и согласовывается на заседании кафедры. Кафедра предварительно разрабатывает тематику исследований, обеспечивает студента всем необходимым материалом и приборами, готовит методическую документацию, рекомендации по изучению специальной литературы.
Очень важно при этом организация кафедрой учебно-научных семинаров с заслушиванием докладов студентов, участие студентов в научных конференциях с публикацией тезисов или доклада, а также опубликование студентами совместно с преподавателями научных статей и оформление патентов на изобретение. Все перечисленное будет способствовать успешному завершению к защите студентами магистерских диссертаций.
Контрольные вопросы:
I .Дать понятие научного знания.
2.Дать определение следующим понятиям: научная идея, гипотеза, закон?
3. Что такое теория, методология?
4.Дать характеристику методам теоретических исследований. 5 .Дать характеристику эмпирическим методам исследований. 6. Перечислите этапы научного исследования.
Темы для самостоятельной работы:
Классификация научных исследований. Структура научного исследования. Характеристика теоретических исследований. Характеристика эмпирических исследований
Домашнее задание:
Изучить материалы лекции, ответить на вопросы в конце лекции, написать рефераты, по заданным темам.
ЛЕКЦИЯ-5-6
ВЫБОР НАУЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭТАПЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
План лекции (4часа).
1.Выбор научного направления.
2. Фундаментальные, прикладные и поисковые исследования.
3.Этапы научно-исследовательской работы.
Ключевые слова: цель научного исследования, предмет, проблемные направления, ГНТП, фундаментальные исследования, прикладные исследования, поисковые исследования, научные разработки, этапы научно-исследовательской работы, численное исследование, теоретические исследования, экспериментальные исследования,
1.Выбор научного направления.
Цель научного исследования - всестороннее, достоверное изучение объекта, процесса, явления, их структуры, связей и отношений на основе разработанных в науке принципов и методов познания, а также получение и внедрение в производство (практику) полезных для человека результатов.
Любое научное направление имеет свой объект и предмет. Объектом научного исследования является материальная или идеальная система. Предмет- это структура системы, закономерности взаимодействия элементов внутри системы и вне ее, закономерности развития, различные свойства и качества и т.д.
Научные исследования, классифицируются по видам связи с общественным производством и степени важности для народного хозяйства; по целевому назначению; источникам финансирования и длительности ведения исследований.
По целевому назначению выделяют три вида научных исследований: фундаментальные, прикладные и поисковые (разработки).
Каждую научно-исследовательскую работу можно отнести к определенному направлению. Под научным направлением понимается наука или комплекс наук, в области которых ведутся исследования. В связи с эти различают: техническое, биологическое, социальное, физико-техническое, историческое и т.п. с возможной последующей детализацией.
Например, приоритетные направления Государственных научно-технических программ прикладных исследований на 2006 - 2008 гг., утвержденные Кабинетом Министров Республики Узбекистан, разделены на 14 проблемных направлений. Так, проблемные вопросы добычи и переработки полезных ископаемых включены в 4-комплекс программ.
ГНТП-4. Разработка эффективных методов прогноза, поиска, разведки, добычи, оценки и комплексной переработки минерально-сырьевых ресурсов
Разработка новых эффективных методов прогноза, поиска, разведки, добычи, переработки и оценки минерально-сырьевых ресурсов и современных технологий, обеспечивающих конкурентоспособность продукции промышленного производства;
Разработка высокоэффективных способов обнаружения и извлечения нетрадиционных типов месторождений благородных, цветных, редких металлов, рассеянных элементов и других видов минерального сырья;
Комплексное обоснование геолого-геофизических моделей строения, состава и развития литосферы и связанных с нею рудных, нерудних и горючих ископаемых по отдельным регионам недр республики;
Прикладные проблемы геологии и тектоники, стратиграфии, магматизма, литосферы;
Прикладные проблемы гидрогеологии, инженерной геологии, природно-техногенных процессов и явлений;
Прикладные проблемы современной геодинамики, геофизики, сейсмологии и инженерной сейсмологии;
Проблемы геокартирования, геокадастра и ГИС технологий в геологии;
Проблемы космического геокартирования и аэрокосмического мониторинга.
Другие направления Государственных научно-технических программ представлены ниже.
ГНТП-5. Разработка эффективных архитектурно-планировочных решений населенных пунктов, технологий строительства сейсмостойких зданий и сооружений, создание новых промышленных, строительных, композиционных и других материалов на базе местного сырья.
ГНТП-6. Разработка ресурсосберегагощих экологически безопасных технологий производства, переработки, хранения и использования минерально-сырьевых ресурсов республики, продукции и отходов химической, пищевой, легкой промышленностей и сельского хозяйства.
ГНТП-7. Совершенствование системы рационального использования и сохранения земельных и водных ресурсов, решение проблем охраны окружающей среды, природопользования и экологической безопасности, обеспечивающих устойчивое развитие республики.
ГНТП-8. Создание ресурсосберегающих, высокоэффективных технологий производства продукции технических, зерновых, масличных, обо- щебахчевых, плодовых, лесных и других культур.
ГНТП-9. Разработка новых технологий профилактики, диагностики, лечения и реабилитации заболеваний человека.
ГНТП-10. Создание новых лекарственных средств на основе местного природного и синтетического сырья и разработка высокоэффективных технологий их производства.
ГНТП-П. Создание высокопродуктивных сортов хлопчатника, пшеницы и других сельскохозяйственных культур, пород животных и птиц на основе широкого использования генетических ресурсов, биотехнологий и современных методов защиты от болезней и вредителей.
ГНТП-12. Разработка высокоэффективных технологий и технических средств энерго- и ресурсосбережения, использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии, рационального производства и потребления топливно-энергетических ресурсов.
ГНТП-13. Создание наукоёмких высокопроизводительных, конкурентоспособных и экспортоориентированных технологий, машин и оборудования, приборов, эталонных средств, методов измерений и контроля для промышленности, транспорта, сельского и водного хозяйства.
ГНТГЫ4. Разработка современных информационных систем, интеллектуальных средств управления и обучения, баз данных и программных продуктов, обеспечивающих широкое развитие и внедрение информационных и телекоммуникационных технологий.
2. фундаментальные, прикладные и поисковые исследования.
Научные исследования в зависимости от своего целевого назначения, степени связи с природой или промышленным производством, глубины и характера научной работы подразделяются на несколько основных типов: фундаментальные, прикладные и разработки.
Фундаментальные исследования - получение принципиально новых знаний и дальнейшее развитие системы уже накопленных знаний. Цель фундаментальных исследований - открытие новых законов природы, вскрытие связей между явлениями и создание новых теорий. Фундаментальные исследования связаны со значительным риском и неопределенностью с точки зрения получения конкретного положительного результата, вероятность которого не превышает 10%. Несмотря на это именно фундаментальные исследования составляют основу развития как самой науки, так и общественного производства.
Прикладные исследования - создание новых либо совершенствование существующих средств производства, предметов потребления и т.п. Прикладные исследования, в частности исследования в области технических наук, направлены на «овеществление» научных знаний, в добытых в фундаментальных исследованиях. Прикладные исследования в области техники не имеют, как правило, непосредственного дела с природой; объектом исследования в них обычно являются машины, технология или организационная структура, т. е. «искусственная» природа. Практическая ориентация (направленность) и отчетливое целевое назначение прикладных исследований делают вероятность получения ожидаемых от них результатов весьма значительной, не менее 80-90%.
Разработки - использование результатов прикладных исследований для создания и отработки опытных моделей техники (машин, устройств, материалов, продуктов), технологии производства, а также усовершенствование существующей техники. На этапе разработки результаты, продукты научных исследований принимают такую форму, которая позволяет использовать их в других отраслях общественного производства. Фундаментальные исследования направлены на открытие и изучение новых явлений и законов природы, на создание новых принципов исследований. Их целью является расширение научного знания общества, установление того, что может быть использовано в практической деятельности человека. Так исследования ведутся на границе известного и неизвестного, обладающего степенью неопределенности
Прикладные исследования направлены на нахождение способов использования законов природы для создания новых и совершенствованных существующих средств и способов человеческой деятельности. Цель установление того, как можно использовать научные знания, полученные в результате фундаментальных исследований, в практической деятельности человека.
В результате прикладных исследований на основе научных понятий создаются технические понятия. Прикладные исследования, в свою очередь подразделяются на поисковые, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.
Поисковые исследования направлены на установление факторов, влияющих на объект, отыскание путей создания новых технологий и техники на основе способов, предложенных в результате фундаментальных исследований. В результате научно-исследовательских работ создаются новые технологические опытные установки и т.п.
Целью опытно-конструкторских работ является подбор конструктивных характеристик, определяющих логическую основу конструкции. В результате фундаментальных и прикладных исследований формируется новая научная и научно-техническая информация. Целенаправленный процесс преобразования такой информации в форму, пригодную для освоения в промышленность, обычно называют разработкой. Она направлена на создание новой техники, материалов, технологии или совершенствование существующих. Конечной целью разработки является подготовка материалов прикладных исследований к внедрению.
3. Этапы научно-исследовательской работы.
Научно-исследовательская работа выполняется в определенной последовательности. Вначале формулируется сама тема в результате ознакомления с проблемой, в рамках которой предстоит выполнить исследование. Тема научного направления является составной частью проблемы. В результате исследований по теме получают ответы на определенный круг 1 научных вопросов, охватывающих часть проблемы.
Правильный выбор названия темы очень важен, по положению ВАК Республики Узбекистан в названии темы вкратце должна быть отражена основная новизна работы. Например, тема: Численное исследование на пряженно-деформированного состояния грунтовых массивов при сей смических нагрузках с учетом упругопластических свойств грунта. В данной теме четко отражена научная новизна работы, состоящая в разработке численного метода по исследованию НДС конкретных объектов.
Далее обязательно в проведении научных исследований должны быть обоснована их актуальность (важность для Республики Узбекистан), экономическая эффективность (если таковая имеется), практическая значимость. Эти пункты чаще всего освещаются во введении (должны быть также и в вашей диссертации). Далее делается обзор научно-технических и патентных источников, в котором описываются уже достигнутый (другими авторами) уровень исследований и ранее полученные результаты. Особое внимание уделяется еще не решенным вопросам, обоснованию актуальности и значимости работы для конкретной отрасли. (Производство взрыв чатых веществ, борьба с загрязнением воздуха) и, в целом, для народного хозяйства всей страны. Такой обзор позволяет наметить методы решения, определить конечную цель исследований. Сюда входит патентная
Проработка темы.
Любое научное исследование невозможно без постановки научной проблемы. Проблема - это сложный теоретический или практический вопрос, требующий изучения, разрешения; это задача, подлежащая исследованию. Следовательно, проблема - это то, чего мы еще не знаем, что возникло в ходе развития науки, потребности общества, - это, образно говоря, наше знание о том, что мы чего-то не знаем.
Проблемы не рождаются на пустом месте, они всегда вырастают из результатов, полученных ранее. Нелегко правильно поставить проблему, определить цель исследования, вывести проблему из предшествующего знания. Вместе с тем, как правило, существующего знания достаточно, чтобы поставить проблем, но недостаточно, чтобы решить ее до конца. Для разрешения проблемы необходимы новые знания, которые не дает научное исследование.
Таким образом, любая проблема содержит два неразрывно связанных элемента: а) объективное знание о том, что мы чего-то не знаем, и б) предположение о возможности получения новых закономерностей либо принципиально нового способа практического применения ранее полученного знания. При этом предполагается, что это новое знание практически
Необходимо обществу.
Следует различать три этапа в постановке проблемы: поиск, собственно постановку и развертывание проблемы.
1. Поиск проблемы. Многие научные и технические проблемы лежат, как говорят, на поверхности, их не надо искать. На них поступает социальный заказ, когда надо определить пути и найти новые средства для разрешения, возникшего противоречия. Крупные научно-технические проблемы имеют в своем составе множество более мелких проблем, которые, в свою очередь, могут стать темой научного исследования. Очень часто проблема возникает «от обратного», когда в процессе практической деятельности получаются результаты противоположные или резко отличающиеся от тех, какие ожидались.
Важно при поиске и отборе проблем для их решения соотнести возможные (предполагаемые) результаты задуманного исследования с потребностями практики по таким трем принципам:
Возможно ли дальнейшее развитие техники в намеченном направлении без разрешения данной проблемы;
~ что конкретно дает технике результат намеченного исследования;
Могут ли знания, новые закономерности, новые способы и средства, которые предполагается получить в результате исследований по данной проблеме, обладать большей практической ценностью в сравнении с теми, которые уже имеются в науке или технике.
Противоречивый и трудный процесс обнаружения не известного в ходе научного познания и практической деятельности человека - объективная основа поиска и подстановки новых научных и технических проблем.
2. Постановка проблемы. Как отмечалось выше, правильно поставить проблему, т.е. четко сформулировать цель, определить границы исследования и в соответствии с этим установить объекты исследования, -дело далеко не простое и, главное, весьма индивидуальное для каждого конкретного случая.
Однако можно указать на четыре основных «правила» постановки проблемы, обладающие определенной общностью:
Строгое ограничение известного от неизвестного. Чтобы поставить проблему, необходимо хорошо знать новейшие достижения науки и техники в данной области, чтобы не ошибиться в оценке новизны обнаруженного противоречия и не поставить проблему, которая уже ранее была решена;
Локализация (ограничение) неизвестного. Следует четко ограничить область неизвестного реально возможными пределами, выделить предмет конкретного исследования, так как область неизвестного бесконечна, и невозможно охватить ее одним или серией исследований;
Определение возможных условий для решения. Следует уточнить тип проблемы: научно-теоретический или практический, специальный или комплексный, универсальный или частный, определить общую методику исследования, что в значительной мере зависит от типа, проблемы, и задать масштабы точности измерений и оценок;
Наличие неопределенности или вариантности. Это «правило» предусматривает возможность замены в ходе развертывания и решения проблемы ранее выбранных методов, способов, приемов новыми, более совершенными или более подходящими для решения данной проблемы, или неудовлетворительных формулировок новым, а также замены ранее выбранных частных отношений, определенных как необходимые для исследования, новыми, более отвечающими задачам исследования. Принимаемые методические решения формулируются в виде методических указаний на проведение эксперимента.
После разработки методик исследование составляется рабочий план, в котором указываются объем экспериментальных работ, методы, техника, трудоемкость и сроки.
После завершения теоретических и экспериментальных исследований проводится анализ полученных результатов, осуществляется сопоставление теоретических моделей с результатами эксперимента. Оценивается достоверность полученных результатов - желательно, чтобы процент ошибки был не более 15-20%. Если получится меньше, то очень хорошо. В случае необходимости проводится повторный эксперимент или не уточняется математическая модель. Затем формулируется выводы и предложения, оценивается практическая значимость полученных результатов.
Успешное выполнение перечисленных этапов работ дает возможность, например, опытный образец, с государственными испытаниями, в результате которого образец запускается в серийное производство.
Внедрение завершается оформлением акта внедрения (экономической эффективности). При этом разработчики должны по идее получить часть доходов от продажи конструкции. Однако у нас в Республике - этот принцип не выполняется.
Рассмотрены основополагающие принципы и элементы научных исследований применительно к специфике технической эксплуатации автомобилей и систем наземного транспорта и транспортного оборудования. Дана характеристика и приведены примеры проведения работ в условиях пассивного и активного экспериментов. Достаточно широко представлены отдельные вопросы подготовки и обработки результатов производственных научных исследований с возможностью использования популярной программы STATISTICA (версий 5.5а и 6.0) для среды WINDOWS.
Для студентов учреждений высшего профессионального образования.
Характерные черты современной науки.
Современной науке присущи следующие черты:
1. Связь с производством. Наука стала непосредственной производительной силой. Около 30 % научных достижений служат производству. В то же время наука работает и на себя (фундаментальные исследования, поисковые работы и т.д.), хотя, как показывает опыт, данное направление развивается недостаточно, особенно в области проблем автомобильного транспорта. В области технической эксплуатации следует уделять больше внимания прогностическим и поисковым работам.
2. Массовость современной науки. Наряду с увеличением численности научных учреждений и сотрудников существенно возрастают капитальные вложения в науку, особенно в передовых западных странах. Несмотря на трудности в этом отношении, связанные с переходным периодом к рыночной экономике в жизни России, в бюджетах страны, принимаемых в последнее время, наблюдается устойчивая тенденция увеличения вложений в фундаментальные исследования, имеющие государственное значение.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Глава 1. Основные понятия и определения учебного курса «Основы научных исследований»
1.1. Понятия о науке
1.2. Характерные черты современной науки
1.3. Определение и классификация научных исследований
1.4. Методы научного исследования при технической эксплуатации автомобилей
1.5. Выбор темы научного исследования
1.6. Этапы научного исследования
1.7. Основные цели и подходы научною исследования, сущность пассивного и активного эксперимента
Глава 2. Применение закономерностей рассеяния непрерывных случайных величин при проведении исследований эксплуатационной надежности автомобилей и других показателей их работы на автотранспортных предприятиях
2.1. Случайные величины и возможности обработки экспериментальных данных на их основе компьютерными программами
2.2. Обработка случайных величин, связанных с рассеянием изучаемого показателя, на примере изучения долговечности автомобильных деталей, узлов и агрегатов
2.3. Графическая интерпретация случайных величин и построение гистограмм
2.4. Законы распределения случайных величин
2.5. Проверка соответствия закона распределения эмпирическим данным на основе критерия Пирсона
2.6. Понятие доверительного интервала и доверительной вероятности при статистической оценке характеристик рассеяния случайных величин
2.7. Определение объема выборки и организация наблюдений за автомобилями при изучении показателей их работы в эксплуатации
Глава 3. Использование критериев Стьюдента, Фишера и дисперсионного анализа при выявлении расхождения сравниваемых выборок случайных величин и обосновании возможности их объединения. Разделение смешанных выборок
3.1. Простейший случай проверки «нулевой» гипотезы о принадлежности двух выборок одной генеральной совокупности
3.2. Однофакторный и многофакторный дисперсионные анализы как общие методы проверки расхождения между средними при большом количестве статистических выборок
3.3. Применение кластерного анализа и метода подбора закона распределения в ограниченном диапазоне данных для разделения смешанных выборок
3.4. Пример использования принципов разделения и объединения выборок для определения нормативов метода диагностирования экологической безопасности карбюраторных автомобилей при их испытаниях на ненагруженных беговых барабанах
Глава 4. Сглаживание стохастических зависимостей. Корреляционный и регрессионный анализы
4.1. Сглаживание стохастических экспериментальных зависимостей по методу наименьших квадратов для случая однофакторной линейной регрессии
4.2. Коэффициент детерминации и его использование для оценки точности и адекватности однофакторной модели линейной регрессии
4.3. Матричные способы определения коэффициентов уравнений многофакторных регрессий, представляемых полиномами n-й степени
4.4. Оценка точности и адекватности многофакторной регрессионной модели линейного и нелинейного (степенного) видов
4.5. Осуществление прогноза по разработанным регрессионным моделям и выявление аномальных исходных данных
Глава 5. Применение активных многофакторных экспериментов при решении задач технической эксплуатации автомобилей
5.1. Простейший случай статистического планирования активного однофакторного эксперимента
5.2. Планирование активного двухфакторного эксперимента
5.3. Ортогональное планирование активного эксперимента для линейной модели с количеством факторов больше двух и возможность сокращения числа основных опытов за счет использования реплик различной дробности
5.4. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий
5.5. Нелинейное планирование активного эксперимента для получения моделей многофакторных зависимостей второго порядка и поиска экстремальных значений функции отклика
Глава 6. Особенности компонентного анализа и основные предпосылки для его применения при управлении процессами технической эксплуатацией автомобилей
6.1. Основные принципиальные подходы при оценке влияющих факторов с использованием многошагового регрессионного и компонентного анализов
6.2. Метод главных компонент
6.2.1. Общая характеристика метода главных компонент
6.2.2. Вычисление главных компонент
6.2.3. Основные числовые характеристики главных компонент
6.2.4. Выбор главных компонент и переход к обобщенным факторам
6.3. Примеры использования компонентного анализа при решении задач управления процессами технической эксплуатации автомобилей
Глава 7. Имитационное моделирование как метод получения количественных оценок перспективных организационных и технологических систем поддержания работоспособности автомобилей
7.1. Возможности имитационного моделирования в исследовании вариантов применения внешнего и встроенного диагностирования на автомобильном транспорте
7.2. Основные стратегии поддержания исправного технического состояния для отдельного элемента (детали, узла, агрегата) автомобиля
7.3. Основные организационно-технологические варианты обслуживания и ремонта автомобилей на АТП общего пользования, подлежащие модельному исследованию
7.4. Результаты моделирования основных вариантов организации ТО и ремонта на основе использования стационарного и встроенного диагностирования на автотранспортных предприятиях общего пользования
Глава 8. Приборное и метрологическое обеспечение научных исследований на автотранспортных предприятиях
8.1. Основные понятия и определения в области метрологии
8.2. Метрологическая служба
8.3. Метрологическое обеспечение научных исследований
8.4. Нормирование метрологических характеристик
8.5. Измерение физических величин, источники ошибок
8.6. Виды ошибок
Заключение
Приложения
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
Приложение 7
Список литературы.
КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Основы научных исследований»
Доцент кафедры теории
и истории государства
Славова Н.А.
Рабочий план по дисциплине «основам научных исследований»
Тема |
|
Тема 1. Предмет и система курса «Основы научных исследований». Наука и науковедение. |
|
Тема 2. Система образовательных и образовательно-квалификационных уровней. Система научных (ученых) степеней и ученых званий. |
|
Тема 3. Система научных учереждений. |
|
Тема 4. Подготовительная стадия научного исследования. |
|
Тема 5. Исследовательская стадия. |
|
Тема 6. Методология и методика научного исследования. Виды методов. |
|
Тема 7. Заключительная стадия научного исследования |
Тема 1. Предмет и система курса «Основы научных исследований». Наука и науковедение План
Предмет, задачи, цель курса «Основы научных исследований»
Обшая характеристика науки и научной деятельности
Понятийный апарат науки
Виды научных работ и их общая характеристика
Лудченко А.А. Основы научных исследований: Учебн. пособие. – К.: Знание, 2000.
Пилипчук М.І., Григор’єв А.С., Шостак В.В. Основи наукових досліджень. – К., 2007. – 270с.
П’ятницька-Позднякова І.С. Основи наукових досліджень у вищий школі. – К., 2003. – 270с.
Романчиков В.І. Основи наукових досліджень. – К.: Центр учбової літератури. – 254с.
5. Сабитов Р.А. Основы научных исследований. – Челябинск: Изд-во Челябинского государственного ун-та, 2002. – 139с.
6. Про інформацію: Закон України від 2 жовтня 1992р. (із змінами та доповненнями) // Відомості Верховної Ради України. – 1992. – № 48. – Ст. 650.
7. Про наукову і науково-технічну діяльність: Закон України від 13 грудня 1991 р. (із змінами та доповненнями) // Відомості Верховної Ради України. – 1992. – № 12. – Ст. 165.
8. О науке и государственной научно-технической политике: Закон РФ от 23 августа 1996 г. (с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_149218/
9. Об информации, информационных технологиях и о защите информации: Закон РФ от 27 июля 2006 г. (с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rg.ru/2006/07/29/informacia-dok.html
«Основы научных исследований» представляют собой одну из вступительных учебных дисциплин, предшествующих фундаментальном изучению юриспруденции. Однако, в отличие от других дисциплин вступительного или вспомогательного характера, данный курс представляет собой первую ступень не только и не столько в изучении правовой науки, сколько в исследовании такой сложной научной области, как правоведение.
Предмет курса «Основы научных исследований»: методологические основы организации и методика осуществления научных исследований.
Цель : сформировать у студентов ряд умений и навыков, необходимых для самостоятельной творческой деятельности в науке и написания научной (курсовой, дипломной и иной квалификационной) работы.
Задачи: изучение общих правил написания и оформления научной работы, последовательности действий, выполняемых исследователем на каждом из этапов научной деятельности; ознакомление с основными методами научных исследований, логическими правилами изложения материала; приобретение навыков поиска и обработки правовой научной литературы, конспектирования и реферирования материала, составления аннотаций и тезисов, оформления ссылок и списка использованных источников; освоение языка научной работы и ознакомление с понятийным аппаратом научного исследования.
Современное общество не может существовать без науки. В условиях экономического, политического, экологического кризиса наука выступает главным инструментом в решении соответствующих проблем. Кроме того, экономическое и социальное положение государства напрямую зависит от юридической науки, поскольку успех инновационного развития, финансовой стабильности и т.д. невозможен без научных исследований в области юриспруденции.
Поэтому наука является производительной силой общества, системой накапливаемых человечеством знаний об окружающей действительности, оптимальных средствах воздействия на нее, прогнозировании и перспективах прогрессивного развития общества, отражает взаимосвязь между учеными, научными учреждениями, органами власти, а также определяет аксиологические ценностные аспекты науки.
Понятие «наука» включает в себя как деятельность по получению новых знаний, так и результат этой деятельности - «сумму» полученных научных знаний, которые в совокупности создают научную картину мира.
Наука - это система знаний об объективных законах действительности, процесс деятельности по получению, систематизации нового знания (о природе, обществе, мышлении, технических средствах в использовании деятельности человека) с целью получениянаучного результата на основе определенных принципов и методов.
Современная наука состоит из различных отраслей знаний, которые взаимодействуют и в то же время обладают относительной самостоятельностью. Разделение науки на определенные виды зависит от выбранных критериев и задач ее систематизации. Отрасли науки обычно классифицируются по трем основным направлениям:
Точные науки - математика, информатика;
Естественные науки: изучение природных явлений;
Общественные науки: систематическое изучение человеческого поведения и общества.
В соответствии со ст. 2 Закона РФ «О науке и государственной научно-технической политике» (далее – Закон РФ) н аучная (научно-исследовательская) деятельность - деятельность, направленная на получение и применение новых знаний, в том числе:
фундаментальные научные исследования - экспериментальная или теоретическая деятельность, направленная на получение новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования и развития человека, общества, окружающей среды;
прикладные научные исследования - исследования, направленные преимущественно на применение новых знаний для достижения практических целей и решения конкретных задач;
поисковые научные исследования - исследования, направленные на получение новых знаний в целях их последующего практического применения (ориентированные научные исследования) и (или) на применение новых знаний (прикладные научные исследования) и проводимые путем выполнения научно-исследовательских работ.
Также Закон РФ определяет, научный и (или) научно-технический результат – это продукт научной и (или) научно-технической деятельности, содержащий новые знания или решения и зафиксированный на любом информационном носителе.
Закон Украины «О научной и научно-технической деятельности» дает определения следующие. Научная деятельность - это интеллектуальная творческая деятельность, направленная на получение и использование новых знаний. Основными ее формами являются фундаментальные и прикладные научные исследования.
Научное исследование - особая форма процесса познания, систематическое, целенаправленное изучение объектов, в котором используют средства и методы науки, в результате которых формулируются знания об исследуемом объекте. В свою очередь, фундаментальное научное исследование - научная теоретическая и (или) экспериментальная деятельность, направленная на получение новых знаний о закономерностях развития природы, общества, человека, их взаимосвязи, а прикладное научное исследование - научная деятельность, направленная на получение новых знаний, которые могут быть использованы для практических целей.
Научно - исследовательская деятельность - это исследовательская деятельность, которая заключается в получении объективно новых знаний.
Поскольку цель курса «Основы научных исследований» сформировать у студентов ряд умений и навыков, необходимых для самостоятельной творческой деятельности в науке и написания научной (курсовой, дипломной и иной квалификационной) работы, необходимо обратить внимание на организацию научной деятельности при написании научных работ, в частности курсовой.
Выбор темы научного исследования. Желательно, чтобы тема курсовой работы совпадала с научными интересами.
Систематичность.
Планирование. Содержательное планирование (содержание научной работы) и временное (выполнение календарного плана).
Ориентация на научный результат.
Каждая из наук имеет собственный понятийный аппарат. Все научные понятия отражают (формулируют) статическую или динамическую объективную, общепринятую реальность. Эти понятия имеют определенную внутреннюю структуру, сравнительную характеристику, а значит, конкретику. Они, как правило, являются общепринятыми и в определенном смысле эталонными. Именно из этих понятий должна строиться любая мысль, несущая в себе объективную информацию, научную теорию или дискуссию, другие понятия.
Необходимо обратить внимание, что первичным понятием при формировании научных знаний является научная идея . Материализованным выражением научной идея является гипотеза . Гипотезы, как правило, имеют вероятностный характер и проходят в своем развитии три стадии:
Накопление фактического материала и выдвижение на его основе предположений;
Формулирование и обоснование гипотезы;
Проверка полученных результатов
Если полученный практический результат соответствует предположению, то гипотеза превращается в научную теорию . Структуру теории как сложной системы формируют связанные между собой принципы, законы, понятия, категории, факты.
Научная работа – это исследование с целью получения научного результата.
Виды научных работ:
курсовая работа . На первом-четвертом годах обучения студенты выполняют именно данный вид работы. Это самостоятельная учебная и научно-исследовательская работа студента, которая подтверждает получение теоретических и практических умений по дисциплинам, которые изучает студент.
дипломная работа;
магистерская работа;
диссертационная работа;
монография;
научная статья;
Серия «Учебные издания для бакалавров»
М. Ф. Шкляр
ИССЛЕДОВАНИЙ
Учебное пособие
4 е издание
Издательско торговая корпорация «Дашков и К°»
УДК 001.8 ББК 72
М. Ф. Шкляр - доктор экономических наук, профессор.
Рецензент:
А. В. Ткач - доктор экономических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации.
Шкляр М. Ф.
Ш66 Основы научных исследований. Учебное пособие для бакалавров / М. Ф. Шкляр. - 4 е изд. - М.: Издатель ско торговая корпорация «Дашков и К°», 2012. - 244 с.
ISBN 978 5 394 01800 8
В учебном пособии (с учетом современных требований) описаны ос новные положения, связанные с организацией, постановкой и проведени ем научных исследований в форме, пригодной для любой специальности. Подробно изложена методология научного исследования, методика рабо ты с литературными источниками и практической информацией, особен ностями подготовки и оформления курсовых и дипломных работ.
Для студентов бакалавриата и специалитета, а также аспирантов, соискателей ученой степени и преподавателей.
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................... | ||
1. НАУКА И ЕЕ РОЛЬ | ||
В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ ........................................................... | ||
1.1. Понятие науки................................................................................................................ | ||
1.2. Наука и философия................................................................................................ | ||
1.3. Современная наука. Основные концепции......................................... | ||
1.4. Роль науки в современном обществе....................................................... | ||
2. ОРГАНИЗАЦИЯ | ||
НАУЧНО(ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ ................................ | ||
2.1. Законодательная основа управления наукой | ||
и ее организационная структура......................................................................... | ||
2.2. Научно технический потенциал | ||
и его составляющие......................................................................................................... | ||
2.3. Подготовка научных | ||
и научно педагогических работников............................................................. | ||
2.4. Ученые степени и ученые звания.............................................................. | ||
2.5. Научная работа студентов и повышение качества | ||
подготовки специалистов........................................................................................... | ||
Г л а в а 3. НАУКА И НАУЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ....................... | ||
3.1. Науки и их классификация............................................................................. | ||
3.2. Научное исследование и его сущность.................................................. | ||
3.3. Этапы проведения | ||
научно исследовательских работ....................................................................... | ||
Контрольные вопросы и задания................................................. |
Г л а в а 4. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ | |
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ............................................................ | |
4.1. Методы и методология научного исследования............................. | |
4.2. Всеобщие и общенаучные методы | |
4.3. Специальные методы научного исследования................................ | |
Контрольные вопросы и задания................................................. | |
Г а в а 5. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ | |
И ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ НАУЧНОГО | |
ИССЛЕДОВАНИЯ ................................................................................... | |
5.1. Планирование | |
научного исследования................................................................................................. | |
5.2. Прогнозирование научного исследования........................................ | |
5.3. Выбор темы научного исследования...................................................... | |
5.4. Технико экономическое обоснование темы | |
научного исследования............................................................................................... | |
Контрольные вопросы и задания............................................... | |
Г л а в а 6. ПОИСК, НАКОПЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА | |
НАУЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ .............................................................. | |
6.2. Поиск и сбор научной информации........................................................ | |
6.3. Ведение рабочих записей................................................................................ | |
6.4. Изучение научной литературы................................................................. | |
Контрольные вопросы и задания............................................... | |
Г л а в а 7. НАУЧНЫЕ РАБОТЫ ........................................................ | |
7.1. Особенности научной работы | |
и этика научного труда............................................................................................... | |
7.2. Курсовые работы.................................................................................................... | |
7.3. Дипломные работы................................................................................................ | |
Структура дипломной работы | |
и требования к ее структурным элементам............................................. | |
Контрольные вопросы и задания............................................... |
8. НАПИСАНИЕ НАУЧНОЙ РАБОТЫ .............................. | ||
8.1. Композиция научной работы........................................................................ | ||
8.3. Язык и стиль научной работы..................................................................... | ||
8.4. Редактирование и “вылеживание” | ||
научной работы................................................................................................................. | ||
Контрольные вопросы и задания............................................... | ||
Г л а в а 9. ЛИТЕРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ | ||
И ЗАЩИТА НАУЧНЫХ РАБОТ ................................................ | ||
9.1. Особенности подготовки структурных частей | ||
9.2. Оформление структурных частей | ||
научных работ.................................................................................................................... | ||
9.3. Особенности подготовки к защите | ||
научных работ.................................................................................................................... | ||
Контрольные вопросы и задания............................................... | ||
ПРИЛОЖЕНИЯ .......................................................................................................................... | ||
Список литературы ............................................................................... |
ВВЕДЕНИЕ
Обязанность мыслить - удел совре менного человека; обо всем, что попадает в орбиту науки, он должен мыслить не иначе, как в форме строгих логических суждений. Научное сознание… - неумо лимый императив, составной частью входящий в понятие адекватности совре менного человека.
Х. Ортега и Гассет, испанский философ (1883–1955)
В современных условиях бурного развития научно техни ческого прогресса, интенсивного увеличения объема научной и научно технической информации, быстрой сменяемости и об новления знаний особое значение приобретает подготовка в выс шей школе высококвалифицированных специалистов, имеющих высокую общенаучную и профессиональную подготовку, спо собных к самостоятельной творческой работе, к внедрению в производственный процесс новейших и прогрессивных резуль татов.
С этой целью в учебные планы многих специальностей ву зов включена дисциплина “Основы научных исследований”, широко внедряются элементы научных исследований в учеб ный процесс. Во внеучебное время студенты принимают учас тие в научно исследовательской работе, ведущейся на кафед рах, в научных учреждениях вузов, в студенческих объедине ниях.
В новых социально экономических условиях наблюдается повышение интереса к научному исследованию. Между тем стремление к научной работе все чаще наталкивается на недо статочное овладение студентами системы методических знаний. Это существенно снижает качество выполнения студентами научных работ, не позволяя им в полной мере реализовать свои возможности. В связи с этим в пособии особое внимание уделе но: анализу методологических и теоретических аспектов науч ного исследования; рассмотрению проблем сущности, особенно стей и логики процесса научного исследования; раскрытию ме тодического замысла исследования и его основных этапов.
Приобщение студентов к научным знаниям, готовность и спо собность их к проведению научно исследовательских работ - объективная предпосылка успешного решения учебных и науч ных задач. В свою очередь, важным направлением совершенство вания теоретической и практической подготовки студентов яв ляется выполнение ими различных научных работ, дающих сле дующие результаты:
- способствует углублению и закреплению студентами имеющихся теоретических знаний изучаемых дисциплин и от раслей науки;
- развивает практические умения студентов в проведении научных исследований, анализе полученных результатов и вы работке рекомендаций по совершенствованию того или иного вида деятельности;
- совершенствует методические навыки студентов в са мостоятельной работе с источниками информации и соответ ствующими программно техническими средствами;
- открывает студентам широкие возможности для освое ния дополнительного теоретического материала и накопленно го практического опыта по интересующему их направлению деятельности;
- способствует профессиональной подготовке студентов к выполнению в дальнейшем своих обязанностей и помогает им овладеть методологией исследований.
В пособии обобщена и систематизирована вся необходи мая информация, связанная с организацией научных исследо ваний - от выбора темы научной работы до ее защиты.
В данном пособии изложены основные положения, связан ные с организацией, постановкой и проведением научных ис следований в форме, пригодной для любой специальности. Этим оно отличается от других учебных пособий подобного типа, пред назначенных для студентов той или иной специальности.
Так как данное пособие предназначено для широкого круга специальностей, оно не может включать исчерпывающий мате риал по каждой специальности. Поэтому преподаватели, веду щие данный курс, могут применительно к профилю подготовки специалистов дополнить материал пособия изложением специ фических вопросов (примеров) или сократить по объему отдель ные разделы, если это целесообразно и регламентируется отве денным планом времени.
Г л а в а 1.
НАУКА И ЕЕ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ
Знание, только знание делает чело века свободным и великим.
Д. И. Писарев (1840–1868),
русский философ материалист
1.1. Понятие науки.
1.2. Наука и философия.
1.3. Современная наука. Основные концепции.
1.4. Роль науки в современном обществе.
1.1. Понятие науки
Основной формой человеческого познания является наука. Наука в наши дни становится все более значимой и существен ной составной частью той реальности, которая нас окружает и в которой нам так или иначе надлежит ориентироваться, жить и действовать. Философское видение мира предполагает доста точно определенные представления о том, что такое наука, как она устроена и как она развивается, что она может и на что она позволяет надеяться, а что ей недоступно. У философов прошло го мы можем найти много ценных предвидений и подсказок, по лезных для ориентации в таком мире, где столь важна роль на
уки. Им, однако, был неведом тот реальный, практический опыт массированного и даже драматического воздействия научно технических достижений на повседневное существование чело века, который приходится осмысливать сегодня.
На сегодня нет однозначного определения науки. В различ ных литературных источниках их насчитывается более 150. Одно из этих определений трактуется так: “Наука - это форма духовной деятельности людей, направленная на производство знаний о природе, обществе и самом познании, имеющая непос редственной целью постижение истины и открытие объектив ных законов на основе обобщения реальных фактов в их взаи мосвязи”. Также широко распространено и другое определение: “Наука это и творческая деятельность по получению нового знания, и результат такой деятельности, знания приведенные в целостную систему на основе определенных принципов и про цесс их производства”. В. А. Канке в своей книге “Философия. Исторический и систематический курс” дал следующее опре деление: “Наука - это деятельность человека по выработке, систематизации и проверке знаний. Научным является не вся кое знание, а лишь хорошо проверенное и обоснованное”.
Но, кроме множества определений науки, есть и множество восприятий ее. Многие люди понимали науку по своему, счи тая, что именно их восприятие является единственным и вер ным определением. Следовательно, занятие наукой стало акту ально не только в наше время, - ее истоки начинаются с до вольно древних времен. Рассматривая науку в ее историческом развитии, можно обнаружить, что по мере изменения типа куль туры и при переходе от одной общественно экономической фор мации к другой, меняются стандарты изложения научного зна ния, способы видения реальности, стиль мышления, которые формируются в контексте культуры и испытывают воздействие самых различных социо культурных факторов.
Предпосылки для возникновения науки появились в стра нах Древнего Востока: в Египте, Вавилоне, Индии, Китае. Дос тижения восточной цивилизации были восприняты и перерабо таны в стройную теоретическую систему Древней Греции, где
Основы научных исследований
Введение
Наука - сфера исследовательской деятельности, направленная на получение новых знаний о природе, обществе и мышлении. В настоящее время развитие науки связано с разделением и кооперацией научного труда, созданием научных учреждений, экспериментального и лабораторного оборудования. Являясь следствием общественного разделения труда, наука возникает вслед за отделением умственного труда от физического и превращением познавательной деятельности в специфический род занятий особой группы людей. Появление крупного машинного производства создает условия превращения науки в активный фактор самого производства.
Основой этой деятельности является сбор научных фактов, их постоянное обновление и систематизация, критический анализ и, на этой базе, синтез новых научных знаний или обобщений, которые не только описывают наблюдаемые природные или общественные явления, но и позволяют построить причинно-следственные связи и, как следствие - прогнозировать. Те естественнонаучные теории и гипотезы, которые подтверждаются фактами или опытами, формулируются в виде законов природы или общества.
Научное исследование, исследование, основанное на применении научного метода, предоставляет научную информацию и теории для объяснения природы и свойств окружающего мира. Такое исследование может иметь практическое применение. Научные исследования могут финансироваться государством, некоммерческими организациями, коммерческими компаниями и частными лицами. Научные исследования могут быть классифицированы согласно их академическому и прикладному характеру.
Основная цель прикладных исследований (в отличие от фундаментальных исследований) - обнаружение, интерпретация и развитие методов и систем по совершенствованию человеческих знаний в различных отраслях человеческого знания.
Рис. Обобщенная схема (алгоритм) проведения исследования
1.Осознание проблемы
Научная проблема - это осознание, формулирование концепции о незнании. Если проблема обозначена и сформулирована в виде идеи, концепции, то это значит, что можно приступать к постановке задачи по её решению. При введении в культуру русского языка понятие «проблема» претерпело трансформацию. В западной культуре проблема - задача требующая решения. В русской культуре проблема - стратегический этап решения задачи, на идейно-концептуальном уровне, когда неявно множество условий, перечень которых может быть формализован и учтён в постановке задачи (перечень условий, параметров, краевые условия (предел значений) которых включены в условия задачи).
Чем сложнее объект рассмотрения (чем сложнее выбранная тема), тем больше неоднозначных, неопределённых вопросов (проблем) оно будет вмещать, и тем сложнее для формулирования задачи и для поиска решений будут проблемы, то есть проблематика научного произведения должна вмещать классификацию и расстановку приоритетов в направлении.
Объект исследования - это определенный процесс или явление действительности, порождающее проблемную ситуацию. Объект - это своеобразный носитель проблемы, то, на что направлена исследовательская деятельность.
Предмет исследования - это конкретная часть объекта, внутри которой ведется поиск. Предмет исследования должен характеризоваться определенной самостоятельностью, которая позволит критически оценить соотносимую с ним гипотезу. В каждом объекте можно выделять несколько предметов исследования
2. Принятие решения об исследовании
Под научным исследованием обычно понимаются мелкие научные задачи, относящиеся к конкретной теме научного исследования.
Выбор направления, проблемы, темы научного исследования и постановка научных вопросов является чрезвычайно ответственной задачей. Направление исследования часто предопределяется спецификой научного учреждения, отраслью науки, в которых работает исследователь. Поэтому выбор научного направления для каждого отдельного исследователя часто сводится к выбору отрасли науки, в которой он желает работать. Конкретизация же направления исследования является результатом изучения состояния производственных запросов, общественных потребностей и состояния исследований в том или ином направлении на данном отрезке времени. В процессе изучения состояния и результатов уже проведенных исследований могут формулироваться идеи комплексного использования нескольких научных направлений для решения производственных задач.
1)Постановка цели исследования. Формулировка объекта и предмета исследования.
Цель исследования - общая направленность исследования, ожидаемый конечный результат. Цель исследования указывает на характер задач исследования и достигается посредством их решения.
Задачи исследования - совокупность целевых установок, в которых формулируются основные требования к анализу и решению исследуемой проблемы.
Объект исследования - область практической деятельности, на которую направлен процесс исследования. Выбор объекта исследования определяет границы применения полученных результатов.
Предмет исследования - существенные свойства объекта исследования, познание которых необходимо для решения проблемы, в пределах которых объект изучается в данном конкретном исследовании.
Постановка проблемы и ее предварительная проработка - начальный этап процесса аналитической работы, на котором окончательно определяются цели, задачи, предмет, объекты и информационная база исследования, прогнозируются главные результаты, способы и формы реализации.
Проблема исследования - разновидность вопроса, ответ на который не содержится в накопленном знании, и его поиск требует аналитических действий, отличных от информационного поиска.
С организационной точки зрения результатом постановочного этапа должен стать краткий документ, кратко отражающий цели, задачи и основные параметры исследования. В типичном случае такой документ, называемый планом исследования, должен включать в себя:
Цели исследования. Следует охарактеризовать проблему исследования, его основные задачи, описать наиболее важную информацию, которую постановщик надеется получить в процессе исследования. В заключение необходимо описать, как конкретно может быть использована эта информация.
Сегмента рынка и описание обследуемых популяций. Это очень важный вопрос, т. к. в типичном случае объектом фокус - группового исследования является не все население, а лишь некоторые ключевые его сегменты (электората, популяционные или демографические группы и проч.). Принцип выделения ключевых сегментов, определяемых целями исследования, не следует путать с методическим принципом расчленения этих сегментов на гомогенные группы (об этом ниже).
Масштабы исследования, т. е. общее число групп и число географических мест проведения с обоснованием, исходя из целей исследования, и стоимость его проведения.
2)Сбор стартовой информации
Для начала разберемся, что же такое информация.
Информация - общенаучное понятие, связанное с объективными свойствами материи и их отражением в человеческом сознании.
В современной науке рассматриваются два вида информации.
Объективная (первичная) информация - свойство материальных объектов и явлений (процессов) порождать многообразие состояний, которые посредством взаимодействий (фундаментальные взаимодействия) передаются другим объектам и запечатлеваются в их структуре.
Субъективная (семантическая, смысловая, вторичная) информация - смысловое содержание объективной информации об объектах и процессах материального мира, сформированное сознанием человека с помощью смысловых образов (слов, образов и ощущений) и зафиксированное на каком-либо материальном носителе.
В современном мире информация представляет собой один из важнейших ресурсов и, в то же время, одну из движущих сил развития человеческого общества. Информационные процессы, происходящие в материальном мире, живой природе и человеческом обществе изучаются (или, по крайней мере, учитываются) всеми научными дисциплинами от философии до маркетинга.
Возрастающая сложность задач научных исследований привела к необходимости привлечения к их решению больших коллективов ученых разных специальностей. Поэтому практически все рассматриваемые ниже теории являются междисциплинарными.
Сбор информации перед проектированием один из самых существенных и важных шагов. Давайте, разберемся, зачем это нужно и, какие действия в это могут быть включены.
Смысл сбора информации - получить максимальные данные об области проблемы. Это помогает понять, что уже сделано другими людьми, как сделано, почему сделано, что ими не сделано, что хотят пользователи. В итоге после сбора и обработки информации, мы получаем довольно обширные знания для следующего этапа.
3. Формулирование гипотезы. Выбор методологии. Составление программы и плана исследования. Выбор информационной базы для исследования
В науке, обыденном мышлении мы идем от незнания к знанию, от неполного знания к более полному. Нам приходится выдвигать и затем обосновывать различные предположения для объяснения явлений и их связи с другими явлениями. Мы выдвигаем гипотезы, которые могут перейти при их подтверждении в научные теории или в отдельные истинные суждения, или, наоборот, будут опровергнуты и окажутся ложными суждениями.
Гипотеза - это научно обоснованное предположение о причинах или закономерных связях каких-либо явлений или событий природы, общества, мышления. Специфика гипотезы - быть формой развития знаний - предопределяется основным свойством мышления, его постоянным движением - углублением и развитием, стремлением человека к раскрытию новых закономерностей и причинных связей, что диктуется потребностями практической жизни.
Основные свойства гипотезы:
·Неопределенность истинного значения;
·Направленность на раскрытие данного явления;
·Выдвижение предположения о результатах разрешения проблемы;
·Возможность выдвинуть «проект» решения проблемы.
Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров), и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт, или же опровергают, переводя в разряд ложных утверждений.
Методология науки, в традиционном понимании, - это учение о методах и процедурах научной деятельности, а также раздел общей теории познания, в особенности теории научного познания и философии науки.
Методология, в прикладном смысле, - это система принципов и подходов исследовательской деятельности, на которые опирается исследователь в ходе получения и разработки знаний в рамках конкретной дисциплины.
Составление программы и плана исследования.
Анализ проделанной работы должен осуществляться не только на основании существующей отчетной документации, но и путем специально проводимых выборочных статистических исследований.
План статистического исследования составляется в соответствии с намеченной программой. Основными вопросами плана являются:
·определение цели исследования;
·определение объекта наблюдения;
·определение срока проведения работы на всех этапах;
·указание вида статистического наблюдения и метода;
·определение места, где будут проводиться наблюдения;
·выяснение, какими силами и под чьим методическим и организационным руководством будут проводиться исследования.
Информационная база исследования - составная часть предварительной проработки проблемы, в рамках которой выявляется достаточность информационных материалов, пути и способы ее получения, составляется библиография по источникам.
Сбор основного информационного массива. Постановка при необходимости эксперимента.
После определения информационных источников начинается создание основного информационного массива, т.е. процесс сбора и накопления конкретной информации. При этом целесообразно изначально предусмотреть качественную классификацию основных элементов информационного массива. Так, включаемая в него информация может быть первичной или вторичной. В первом случае информация представляет собой слабо упорядоченный набор фактов, во втором - результат определенного логического осмысления со стороны непосредственных участников событий или внешних наблюдателей. У каждого из этих видов информации есть свои достоинства и недостатки с точки зрения перспектив прикладного использования. Сбор первичной информации всегда очень трудоемок, хотя и привлекает возможностью включить в разработку интересный и оригинальный материал. Подбор вторичной информации занимает относительно меньше времени, поскольку она уже подверглась определенной систематизации, но, опираясь только на нее, исследователь рискует оказаться в плену ранее сложившихся представлений.
Поисковые исследования включают в себя:
·подготовительную стадию, объединяющую анализ литературных источников и опыта других организаций, поиск аналога, технико-экономическое обоснование целесообразности проведения исследования, определение возможных направлений исследования, разработку и утверждение технического задания;
·разработку теоретической части темы, состоящую из подготовки схем исследования, расчетов и моделирования основных процессов исследования, разработку технологий для экспериментов и методов лабораторных испытаний;
·экспериментальные работы и испытания и корректировку теоретических расчетов по их результатам;
·приемку работ.
Прикладные исследования могут выполняться в той же последовательности, что и поисковые, но для них характерно увеличение доли экспериментальных работ и испытаний. В связи с этим существенное значение приобретает задача планирования экспериментов, с тем чтобы сократить число и последних до рационального минимума.
Научно-исследовательские разработки включают этапы:
·разработки технического задания;
·выбора направления исследований;
·теоретических и экспериментальных исследований;
·оформления результатов;
·приемки.
С методической точки зрения создание информационного массива предполагает обеспечение достоверности, надежности и новизны отобранных данных. Применение трех указанных критериев является необходимым условием адекватности конечных выводов, которые можно получить на основе дальнейшего анализа. Степень новизны отобранных данных обычно определяется ситуативно. Что касается надежности и достоверности, то они обеспечиваются благодаря, во-первых, соблюдению определенных правил при разработке критериев поиска, во-вторых, путем фиксации данных. В современных условиях информационные массивы могут создаваться как в результате поэтапной подготовки информации в рамках конкретного проекта, так и путем обращения к уже имеющимся и доступным банкам данных.
Банк данных отличается от обычного информационного массива не только тем, что он реализуется в электронном виде, но и функциональными особенностями. Создавая специализированные банки данных, обычно предусматривают выполнение ими двух целевых функций: информационно-поисковой и информационно-логической. Информационно-поисковая функция реализуется при рассмотрении вопросов, связанных со смысловым содержанием данных, независимо от способов их представления в памяти системы. На этапе проектирования этой функции выделяется часть реального мира, определяющая информационные потребности системы, т.е. ее предметную область. В этой связи решаются вопросы:
·о каких явлениях реального мира требуется накапливать и обрабатывать информацию в системе;
·какие основные характеристики явлений и взаимосвязей будут учитываться;
· каким образом будут уточняться характеристики вводимых в информационную систему понятий.
Информационно-логическая функция обеспечивает представление данных в памяти информационной системы. При проектировании этой функции разрабатываются формы представления данных в системе, а также приводятся модели и методы представления и преобразования данных, формируются правила их смысловой интерпретации. Ценность банка данных в накоплении всесторонней уникальной информации, позволяющей прослеживать политическую хронологию, определять причинно-следственные связи, тенденции, устанавливать типы носителей информации (книги, журналы, статистические отчеты, аналитические исследования).
Создание информационного массива в традиционном документальном или электронном виде завершает процесс получения исходных для аналитической работы данных. В принципе в дальнейшем этот массив может расширяться и даже преобразовываться, однако вносимые изменения не должны кардинально влиять на количественные и качественные характеристики всей совокупности включенных материалов. В противном случае информационный массив может утратить свои системные качества и перестать отвечать методическим требованиям функционального соответствия.
Для того чтобы проводимый эксперимент был результативен, при его постановке необходимо соблюдать такие принципы, как:
·целенаправленность - т. е. определить, зачем проводится эксперимент; его цели должны быть четко сформулированы;
·"чистота" - предполагает исключение влияния искажающих факторов;
·границы - означают четкие рамки научного направления, в пределах которых анализируется состояние исследуемого объекта;
·методическая разработанность - подразумевает уже существующие знания в изучаемой области.
Кроме соблюдения данных принципов, на результативность эксперимента еще влияет существующее обеспечение, его полнота и качество. Выделяют следующие виды обеспечения:
·научное и методологическое - включает научное обоснование, теоретические положения и концепции, гипотезы и идеи, которые необходимо проверить в ходе эксперимента;
·организационное - подразумевает определение объектов экспериментирования, участников эксперимента, инструкций, правил и процедур проведения эксперимента;
·методическое - предусматривает разработку методических материалов для всех этапов эксперимента;
·кадровое и социальное - определение состава участников эксперимента, уровень их подготовки и квалификации, соответствия установленным требованиям, мероприятия по разъяснению эксперимента;
·информационное и управленческое - подразумевает наличие некоторого объема информации определенного качества, а также раскрывает процесс управления экспериментом;
·экономическое - раскрывает условия использования необходимых для эксперимента ресурсов: финансовых, материальных, трудовых (вопросы стимулирования труда участников эксперимента).
На этапе проведения теоретических и экспериментальных исследований разрабатывается комплекс методической документации, необходимой для организации и выполнения исследований, и технической документации на экспериментальные образцы или модели изделия, технологические процессы, средства измерений и т.п. В необходимом объеме ведутся теоретические и экспериментальные исследования, осуществляются разработка и изготовление объектов и материальных средств исследования.
Результат эксперимента - всегда полезная категория. Даже если нововведение не подтверждает свою эффективность, то полученные результаты могут служить отправной точкой для новых направлений работы.
Обработка собранной информации, результатов эксперимента. Подтверждение или опровержение гипотезы
Обработка собранной информации в соответствии с целями и задачами исследования - это основной этап аналитической работы, на котором осуществляется осмысление материала, выработка новой выводной информации, формирование предложений по практическому их применению и документированию результатов исследования.
Анализ информации - совокупность методов формирования фактических данных, обеспечивающих их сравнимость, объективную оценку и выработку новой выводной информации.
Целью любого эксперимента является определение качественной и количественной связи между исследуемыми параметрами, либо оценка численного значения какого-либо параметра. В некоторых случаях вид зависимости между переменными величинами известен по результатам теоретических исследований. Как правило, формулы, выражающие эти зависимости, содержат некоторые постоянные, значения которых и необходимо определить из опыта. Другим типом задачи является определение неизвестной функциональной связи между переменными величинами на основе данных эксперимента. Такие зависимости называют эмпирическими. Однозначно определить неизвестную функциональную зависимость между переменными невозможно даже в том случае, если бы результаты эксперимента не имели ошибок. Тем более не следует этого ожидать, имея результаты эксперимента, содержащие различные ошибки измерения. Поэтому следует четко понимать, что целью математической обработки результатов эксперимента является не нахождение истинного характера зависимости между переменными или абсолютной величины какой-либо константы, а представление результатов наблюдений в виде наиболее простой формулы с оценкой возможной погрешности ее использования.
Развитие и проверка гипотезы.
Этап развития гипотезы связан с получением из нее логических следствий. Это осуществляется следующим образом: предполагается, что выдвинутое положение истинно, а далее из него выводят следствия дедуктивным путем. Получаемые следствия должны иметь место, если существует предполагаемая причина.
Под логическими следствиями имеются в виду:
·мысли об обстоятельствах, вызванных изучаемым явлением;
·мысли об обстоятельствах, которые предшествуют по времени данному явлению, сопутствуют ему и последуют за ним;
·мысли об обстоятельствах, находящихся с исследуемым явлением в непосредственной связи.
Сравнение полученных из предположения следствий с уже установленными фактами дает возможность опровергнуть гипотезу или доказать ее истинность, что осуществляется в процессе проверки гипотезы.
Непосредственное подтверждение (опровержение) заключается в том, что предполагаемые факты или явления в ходе последующего познания находят подтверждение (или опровержение) в практике через их непосредственное восприятие.
Логические доказательства и опровержения гипотез широко используются в науке.
Основные пути логических доказательств и опровержения гипотез в науке:
индуктивный путь - подтверждение гипотезы или выведение из нее следствий с помощью аргументов, включающих указания на факты и законы;
дедуктивный путь - выведение гипотезы из других, общих и доказанных положений; включение гипотезы в систему научного знания, в которой она непротиворечиво согласуется с другими положениями этой системы, а также демонстрация предсказательной силы гипотезы.В зависимости от способа своего обоснования логическое доказательство или опровержение может проводиться в прямой или косвенной форме.
Прямое доказательство или опровержение гипотезы проводится с помощью подтверждения или опровержения полученных выводом логических следствий вновь обнаруженными фактами.
Косвенное доказательство или опровержение часто используется, если существуют несколько гипотез, которые объясняют одно и то же явление и проводятся с помощью опровержения и исключения всех ложных предположений, на основании чего утверждается истинность одного оставшегося предположения.
5. Составление модели изучаемого процесса, явления. Верификация модели
На этапе формирования теоретической модели следует, исходя из полной модели, обосновать оптимальную модель, в которой исключаются те стороны процесса, которыми для решения поставленных задач можно пренебречь. Как следует из теории операций, степень понимания системы обратно пропорциональна числу переменных, фигурирующих в ее описании.
Следует отметить необходимость возможно более четкой стыковки решения модельных задач с заданием конечных целей исследования (связка «модель - цель»), имея в виду необходимость четкого ограничения ставящихся целей, хотя нельзя отказываться от связывания целей текущего решения и долгосрочного планирования. В процессе проведения гидрогеологического моделирования особое внимание должно быть уделено повышению уровня квалификации и взаимопониманию пользователей и создателей моделей, что требует продуманных организационных решений для осуществления деловых контактов специалистов различного профиля, вплоть до высшего управленческого звена.
Особенно важным является тщательное обоснование научных прогнозов при изучении многофакторных процессов, проявляющихся при решении природоохранных задач.
Модельные эксперименты
Мощным средством количественных исследований является проведение математического моделирования как имитационной системы, используемой для анализа закономерностей моделируемого (имитируемого) процесса. Поскольку такая операция обычно проводится на вычислительных машинах, то для нее используют название «численный», «вычислительный» или «математический» эксперимент.
Близко к такому содержанию такого рода эксперимента понятие «имитационное моделирование системы», которое определяется как воспроизведение процессов, происходящих в системе, с искусственной имитацией случайных величин, от которых зависят эти процессы, с помощью датчика случайных и псевдослучайных чисел.
Основным направлением модельного эксперимента является обоснование оптимальных моделей изучаемых процессов с учетом достоверности модельных решений прогнозных задач. Такое обоснование осуществляется путем модельного изучения характера развития моделируемого процесса (во времени и в пространстве) в условиях неопределенности исходной информации о параметрах системы. В этом направлении исходной операцией является создание возможно более полной модели изучаемого процесса, за которой признается свойство достаточно достоверного - по крайней мере, с точки зрения поставленной цели - отражения натурного процесса.
Верификация модели - проверка ее истинности, адекватности. В отношении к дескриптивным моделям верификация модели сводится к сопоставлению результатов расчетов по модели с соответствующими данными действительности - фактами и закономерностями экономического развития. В отношении нормативных (в том числе оптимизационных) моделей положение сложнее: в условиях действующего экономического механизма моделируемый объект подвергается различным управляющим воздействиям, не предусмотренным моделью; надо ставить специальный экономический эксперимент с учетом требований чистоты, т. е. устранения влияния этих воздействий, что представляет собой трудную, во многом еще не решенную задачу.
6. Модельное экспериментирование. Прогнозирование поведения объекта исследования
Интересной возможностью развития метода экспериментирования является так называемое модельное экспериментирование. В этом случае экспериментируют не с оригиналом, а с его моделью, образцом, похожим на оригинал. Оригинал ведет себя не так чисто, образцово, как модель. Модель может иметь физическую, математическую, биологическую или иную природу. Важно, чтобы манипуляции с нею давали возможность переносить получаемые сведения на оригинал. В наши дни широко используется компьютерное моделирование.
Модельное экспериментирование особенно уместно там, где изучаемый объект недоступен прямому эксперименту. Так, гидростроители не станут возводить плотину через бурную реку для того, чтобы с нею поэкспериментировать. Прежде чем возвести плотину, они произведут модельный эксперимент в родном институте (с "маленькой" плотиной и "маленькой" рекой).
Важнейшим экспериментальным методом является измерение, позволяющее получить количественные данные. Измерение А и В предполагает:
·установление качественной одинаковости А и В;
·введение единицы измерения (секунда, метр, килограмм, рубль, балл);
·сопоставление А и В с показанием прибора, который обладает той же качественной характеристикой, что А и В;
·считывание показаний прибора.
Таким образом, модель может служить для достижения двух целей: описательной, если модель служит для объяснения и лучшего понимания объекта, и предписывающей, когда модель позволяет предсказать или воспроизвести характеристики объекта, определяющие ее поведение. Модель предписывающего типа может быть описательной, но не наоборот. Поэтому различна степень полезности моделей, применяемых в технике и в социальных науках. Это в значительной мере зависит от методов и средств, которые использовались при построении моделей, и в различии конечнных целей, которые при этом ставились. В технике модели служат в качестве вспомогательных средств для создания новых или более совершенных систем. А в социальных науках модели объясняют существующие, системы. Модель, пригодная для целей разработки системы, должна также объяснять ее.
7. Литературное оформление материалов исследования
Литературное оформление материалов исследования - трудоемкое и очень ответственное дело, неотъемлемая часть научного исследования.
Вычленить и сформулировать основные идеи, положения, выводы и рекомендации доступно, достаточно полно и точно - главное, к чему следует стремиться исследователю в процессе литературного оформления материалов.
Не сразу и не у всех это получается, так как оформление работы всегда тесно связано с доработкой тех или иных положений, уточнением логики, аргументации и устранением пробелов в обосновании сделанных выводов и т. д. Многое здесь зависит от уровня общего развития личности исследователя, его литературных способностей и умения оформлять свои мысли.
В работе по оформлению материалов исследования следует придерживаться общих правил:
·название и содержание глав, а также параграфов должны соответствовать теме исследования и не выходить за ее рамки. Содержание глав должно исчерпывать тему, а содержание параграфов - главу в целом;
·первоначально, изучив материал для написания очередного параграфа (главы), необходимо продумать его план, ведущие идеи, систему аргументации и зафиксировать все это письменно, не теряя из виду логики всей работы. Затем провести уточнение, шлифовку отдельных смысловых частей и предложений, сделать необходимые дополнения, перестановки, убрать лишнее, провести редакторскую, стилистическую правку;
·проверить оформление ссылок, составить справочный аппарат и список литературы (библиографию);
·не допускать спешки с окончательной отделкой, взглянуть на материал через некоторое время, дать ему «отлежаться». При этом некоторые рассуждения и умозаключения, как показывает практика, будут представляться неудачно оформленными, малодоказательными и несущественными. Нужно их улучшить или опустить, оставить лишь действительно необходимое;
·избегать наукообразности, игры в эрудицию. Приведение большого количества ссылок, злоупотребление специальной терминологией затрудняют понимание мыслей исследователя, делают изложение излишне сложным. Стиль изложения должен сочетать в себе научную строгость и деловитость, доступность и выразительность;
·изложение материала должно быть аргументированным или полемическим, критикующим, кратким или обстоятельным, развернутым;
·перед тем как оформить чистовой вариант, провести апробацию работы: рецензирование, обсуждение и т. п. Устранить недостатки, выявленные при апробировании.
Список использованной литературы
научный исследование эксперимент
1)Кожухар В.М., Практикум по основам научных исследований. Издательство «АСВ», 2008. - с5.
)Шестаков В.М., (Заключительная лекция курса «Гидрогеодинамика»)
)Крутов В.И. «основы научных исследований». Издательство «Высшая школа», 1989. - стр. 6, 44, 79, 88.
)Пахустов Б.К., Концепции современного естествознания. УМК, Новосибирск, СибАГС, 2003.
)http://www.google.ru/
)http://ru.wikipedia.org/
)http://bookap.info/
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.