Структура теоретических и экспериментальных работ

Тема 1. Основные понятия. Наука. Классификация наук. Проблема классификации наук. Технические науки (2 часа)

Цели и задачи дисциплины.

Дать представление о современном уровне и методах проведения научных
исследований.

Главное: о правилах оформления соответствующих документов.

-подготовить задание, план исследований, смету расходов и отчёт.

Наука- это

- сфера человеческой деятельности, направленная на выработку и систематизацию новых знаний о природе, обществе и т.д.;

- это результат деятельности, система полученных научных знаний;

- это одна из форм общественного сознания - социальный институт (отрасль, занимающаяся изучением).

Цели науки:

1. Сбор, анализ, и обобщение фактов (совокупность данных).

2. Обнаружение законов движения природы, общества, мышления, сознания и т.д. (сбор знаний по отраслям).

3. Систематизация научных знаний (сбор решений по отраслям).

4. Объяснение сущности явлений и процессов (почему явления происходят именно так).

5. Прогнозирование явлений и процессов (построение моделей).

6. Установление направлений и форм практического использования полученных знаний (как применить полученные знания).

Структура науки.

- Ядро науки - достоверные, истинные данные, на которых базируется наука.

- История науки.

- Социология науки.

Современное деление науки как системы:

1. Теория.

2. Методология, методы и техника исследований.

3. Практическое внедрение.

Методология - самые общие представления о том, как делать.

Метод - конкретный набор инструкций, созданный на основе методологии.

Классификация наук:

1. Науки о природе - естественные науки.

2. Науки об обществе - гуманитарные и социальные.

3. Науки о мышлении и познании - логика, гносеология и т. д.

Тема 2Организация научно-исследовательской работы. Организационная структура науки в России. НИР студентов. Учебно-исследовательская работа (УИР).

Последовательность выполнения научно-исследовательской работы, количество этапов и их содержание зависят от направленности исследований, характера и сложности НИР, степени разработанности темы. Для поисковых НИР характерны следующие этапы: разработка технического задания, выбор направления исследования, теоретические и экспериментальные исследования, обобщение и оценка результатов исследований, приемка НИР. При выполнении прикладных НИР выбор направления исследования в самостоятельный этап не выделяется. При разработке технического задания допускаются исключение и дополнение отдельных этапов, разделение или совмещение этапов, а также уточнение их содержания. Конкретные этапы для выполнения НИР устанавливаются в техническом задании, указываются сроки их выполнения, исполнители и конечный результат.

Каждый этап НИР должен решать конкретные задачи, необходимые для успешного проведения последующего этапа и уточнения содержания и направления НИР в целом.

Техническое задание является важным исходным документом, в котором указываются цель, содержание и порядок работ, намечается способ реализации результатов исследования. При разработке технического задания необходимо использовать методы научного прогнозирования и анализа передовых достижений отечественной и зарубежной науки и техники, результаты патентных исследований, учитывать требования заказчика. На этом этапе выполняется технико-экономическое обоснование работы, приводятся ожидаемые результаты, отмечаются преимущества новой техники перед существующими отечественными и зарубежными аналогами, рассчитывается ориентировочная экономическая эффективность работы. Разрабатываемая новая техника должна соответствовать по своим технико-экономическим параметрам мировому уровню на период ее производства. Техническое задание разрабатывает исполнитель НИР и согласовывает с заказчиком, а в необходимых случаях - с ведущей организацией по данной продукции и с разработчиком программы по решению этой научно-технической проблемы.

Выбор направления исследования выполняется с целью опреде­ления направления исследования и способов решения поставленных задач. На этом этапе проводятся сбор и изучение научно-технической литературы, нормативно-технической документации. информации об аналогах и других материалов по теме. Выполняются работы по патентным исследованиям. Составляется отчет о патентных исследованиях.

На этапе выбора направления исследования формируются возможные направления решения задач, поставленных в техническом задании; уточняется экономическая эффективность от внедрения новой продукции; определяются сроки освоения развернутого производства и морального старения продукции; разрабатывается общая методика проведения исследований; составляются программа работ, планы-графики и т.п.

Теоретические и экспериментальные исследования проводятся с целью получения необходимых теоретических обоснований предлагаемых решений. При выполнении поисковых НИР на этом этапе выявляют необходимость проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований или для получения конкретных значений необходимых параметров; разрабатываются методики экспериментальных исследований, подготавливаются макеты и испытательное оборудование, проводятся эксперименты, результаты экспериментов сопоставляются с теоретическими исследованиями. При выполнении прикладных НИР в связи с отсутствием этапа «выбор направления исследования» некоторые его работы проводятся вместе с теоретическими и экспериментальными исследованиями.

Прикладные НИР часто включают этап разработки, изготовления и испытания макета оборудования. Его проводят в тех случаях, когда необходимо создать макет оборудования с целью исследования отдельных характеристик и режимов работы нового изделия. Для изготовления макета разрабатывают эскизную конструкторскую документацию. После изготовления и испытания макета проводят экспериментальные работы. Завершается этап разработкой предложений по технологии изготовления новой техники и оформлением протокола испытаний.

Обобщение и оценка результатов исследований предполагает составление и оформление отчета, который должен содержать обобщение результатов работ, проведенных на всех этапах НИР, и рекомендации по разработке новой техники. В этот период оценивается полнота решения поставленных задач. При необходимости проводятся дополнительные исследования. Если установлена целесообразность выполнения проектных работ, то разрабатываются проект технического задания на проведение ОКР и предложения по стандартизации новой техники. Результаты научно-исследовательской работы рассматриваются на научно-техническом совете или его секции.

Завершающим этапом является «Приемка НИР». На этом этапе НИР готовятся к рассмотрению приемной комиссией, которая назначается организацией-разработчиком или организацией-заказчиком (для подготовительных работ). Вид приемки НИР устанавливается в техническом задании и зависит от важности исследования и его стоимости. Комиссия принимает НИР в соответствии с подписанной ею программой. Работы оцениваются путем сопоставления результатов с требованиями, установленными в техническом задании. По результатам приемки приемочная комиссия составляет акт, который утверждается специальным решением комиссии. НИР считается выполненной и принятой после утверждения решения по акту приемки организацией, назначившей комиссию, при наличии документа о положительном результате рассмотрения работы на научно-техническом совете или его секции и утвержденного отчета о НИР.

В ст. 16 Федерального закона от 22 августа 1996 г. «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» закреплены многочисленные права студентов вузов, в том числе и право принимать участие во всех видах научно-исследовательских работ, конференциях, симпозиумах, а также представлять свои работы для публикации, в частности в изданиях высшего учебного заведения. Здесь же записано, что студенты вузов обязаны овладеть знаниями, выполнять в установленные сроки все виды заданий, предусмотренных учебным планом и образовательными программами высшего профессионального образования. В Законе не предусмотрена обязанность студентов заниматься научно-исследовательской работой. Тем не менее они должны выполнять те виды заданий, которые содержат элементы научного исследования и включены в учебный план или планы занятий по дисциплине. К их числу относятся реферат, доклад, курсовая работа, дипломная работа, магистерская диссертация.

В соответствии с Типовым положением об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении) Российской Федерации, утвержденным постановлением Правительства РФ от 5 апреля 2001 г., учебные занятия проводятся как в виде лекций, семинаров, практических занятии, консультаций, так и в виде научно - исследовательской работы, курсовой работы, квалификационной работы (дипломного проекта или дипломной работы, магистерской диссертации).

Чтобы выполнить вышеперечисленные работы, студенту необходимо уметь:

- выбрать тему и разработать план исследования;

- определить оптимальные методы исследования;

- отыскивать научную информацию и работать с литературой;

- собирать, анализировать и обобщать научные факты

- теоретически проработать исследуемую тему, аргументировать выводы, обосновывать предложения и рекомендации;

- оформить результаты научной работы.

Понятие «научно-исследовательская работа студентов» (НИРС) включает в себя два элемента: 1) обучение студентов элементам исследовательского труда, привитие им навыков этого туда; 2) собственно научные исследования, проводимые студентами под руководством профессоров и преподавателей.

НИРС является продолжением и углублением учебного процесса, одним из важных и эффективных средств повышения качества подготовки инженера с высшим образованием.

Целями научной работы студентов выступают переход от усвоения готовых знаний к овладению методами получения новых знаний, приобретение навыков самостоятельного анализа социально-правовых явлений с использованием научных методик.

Основные задачи научной работы студентов:

а) развитие творческого и аналитического мышления, расширение научного кругозора;

б) привитие устойчивых навыков самостоятельной научно-исследовательской работы;

в) повышение качества усвоения изучаемых дисциплин;

г) выработка умения применять теоретические знания и современные методы научных исследований в инженерной деятельности.

Научная работа студентов подразделяется на учебно - исследовательскую, включаемую в учебный процесс и проводимую в учебное время (УИРС), и научно-исследовательскую, выполняемую во внеучебное время (НИРС).

Учебно-исследовательская работа выполняется студентами по учебным планам под руководством профессоров и преподавателей. Формы этой работы:

а) реферирование научных изданий, подготовка обзоров по новинкам литературы;

б) выступление с научными докладами и сообщениями на семинарах;

в) написание курсовых работ, содержащих элементы научного исследования;

г) проведение научных исследований при выполнении дипломных работ;

д) выполнение научно-исследовательских работ в период учебной практики и стажировки.

Научно-исследовательская работа студентов, выполняемая во внеучебное время, включает:

а) работу в научных кружках и проблемных группах, создаваемых при кафедрах;

б) участие в научно-исследовательских работах по кафедральным темам;

в) выступления с докладами и сообщениями на научно-теоретических и научно-практических конференциях, проводимых в вузе;

г) участие во внутривузовских, межвузовских, региональных и республиканских олимпиадах и конкурсах на лучшую научную работу;

д) подготовка публикаций по результатам проведенных исследований;

е) разработка и изготовление схем, таблиц, слайдов, фильмов, наглядных пособий для учебного процесса;

Формами реализации УИРС и НИРС выступают: реферат, доклад, сообщение на конференции или заседании научного кружка, конкурсная работа, публикация, наглядные пособия для учебного процесса, курсовая работа, дипломная работа, магистерская диссертация и др.

Основная форма организации НИРС – студенческий научный кружок при кафедре. Главным содержанием деятельности кружка является выполнение во внеучебное время научных исследований по определенной кафедрами тематике.

Научным руководителем кружка назначается преподаватель кафедры. Он руководит исследовательской работой студентов, обеспечивает подготовку ими научных докладов и сообщений, организует их заслушивание и обсуждение на заседании кружка, представление лучших студенческих работ на конкурсы и конференции, привлекает к работе со студентами профессоров и преподавателей кафедры, организует встречи членов кружка с практическими работниками.

На первом заседании кружка избирается староста, а в некоторых вузах еще и секретарь кружка, которые организуют его заседания и ведут документацию.

Работа кружка учитывается в журнале, который имеет следующие разделы: список членов кружка, учет посещаемости заседаний, план работы на учебный год, протоколы заседаний.

Другая форма организации НИРС – проблемно-исследовательские группы из 3 – 5 студентов, которыми руководят профессора, доценты и другие работники кафедры. Все они работают по одной и той же теме. Это дает возможность объединенными усилиями в короткий срок эффективнее выполнить трудоемкое исследование.

Тема 3. Выбор направления научного исследования и этапы научно-исследовательской работы. Цель научного исследования. Фундаментальные исследования. Прикладные исследования. Поисковые исследования. Теоретические исследования. Экспериментальные исследования.

Методологические основы научных исследований.

Научные исследования - это форма существования и развития науки; это деятельность, направленная на всестороннее изучение объекта, процесса, а также получение и внедрение в практику полезных для человека результатов.

Метод научного исследования - способ познания объективной действительности, который представляет собой определённую последовательность действий, приёмов, операций.

В зависимости от содержания объектов изучения, бывают методы естественные и социально-гуманитарного исследования. Так же методы классифицируют по отраслям науки: математические, биологические, медицинские и т. д. В зависимости от уровня познания также выделяют методы эмпирического и теоретического уровней.

Техника научных исследований - совокупность специальных приёмов для использования того или иного метода.

Процедура исследований - определённая последовательность действий, способ организации исследований,

Результат исследования - отчёт и промышленный образец.

Методика - совокупность способов и приёмов познания.

Виды научных исследований:

По целевому назначению научные исследования делятся на:

1. Фундаментальное исследование - эксперимент или теоретическая деятельность, направленная на получение новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования, развития.

2. Прикладные научные исследования - исследования, преимущественно на применение новых знаний для достижения практических целей и решения конкретных задач.

3. Поисковые исследования - исследования, направленные на определение путей решения научных задач.

4. Разработка - исследования, которые направлены на внедрение в практику конкретных фундаментальных и прикладных исследований.

По своей длительности научные исследования делятся на:

1. Долгосрочные (несколько лет).

2. Краткосрочные (несколько месяцев).

3. Экспресс - исследования (не более 1.5-2 месяцев).

По источнику финансирования научные исследования делятся на:

1. Бюджетные (заказчик - государство; финансируется из бюджета).

2. Хоздоговорные (конкретное лицо, физическое или юридическое, на свои деньги заказывает исследования).

3. Инициативные (исследователь на свои собственные деньги проводит исследования).

Ход научных исследований:

1. Постановка проблемы.

2. Гипотеза (предполагаемое решение проблемы).

3. Теория (модель).

4. Эксперимент (либо решает проблему, либо нет) – при необходимости - возвращение на гипотезу или теорию.

Особенности научного труда:

1. Творческий характер.

2. Научный труд не поддаётся прямому регулированию.

3. Преемственность (существуют научные школы, работающие над решением конкретной научной проблемы долгое время).

4. Работа в коллективе.

5. Динамичность работы, мобильность кадров и организационных форм (человек изучает всё время не одно и то же).

Особенности научных исследований с точки зрения научного труда:

1. Вероятностный характер результата (исследование может получиться, а может и не получиться).

2. Уникальность (каждый человек или коллектив идёт по своему пути).

3. Сложность и комплексность (совокупность исследований, исторических данных и др.).

4. Масштабность и трудоёмкость (+ смежные области знаний).

5. Тесная связь науки и техники.

Личные свойства научных работников:

1. Организованность (соблюдение режима в работе).

2. Соблюдение системы исследований (последовательное выполнение системы).

3. Дисциплина научного труда (определённое чередование труда и отдыха).

4. Самостоятельность.

Структура теоретических и экспериментальных работ

В основе научной работы понятие системы, под которой понимают множество объектов (компонентов), обладающих заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями. На базе понятия системного анализа проводится учет связей, используются количественные сравнения всех альтернатив для того, чтобы сознательно выбрать наилучшее решение, оцениваемое каким-либо критерием (например, эффективность, надежность).

Системный анализ задачи научного исследования складывается из четырех этапов:

1. постановка задачи – определяют объект, цели и задачи исследований, критерий для изучения и управления объектом;

2. определяют границы изучаемой системы и определяют ее структуру, при этом объекты и процессы, имеющие отношение к поставленной цели, разбиваются на собственно изучаемую систему и внешнюю среду. Различают замкнутые и открытые системы. Для замкнутых систем влиянием внешней среды пренебрегают. Выделяют отдельные элементы системы (составные части) и устанавливают взаимодействие между ними и внешней средой (то есть формируют гипотезу). (Например, безотходная технология – замкнутая система);

3. составление математической модели исследуемой системы. Производят параметризацию системы, описывают выделенные элементы системы и их взаимодействие. Аналого-аналитические методы используются для описания лишь небольших систем. В других случаях используются дискретные параметры (баллы), например, твердость металлов по шкале Мооса, сейсмичность по шкале Рихтера и др. (Привлекается математический аппарат теории множеств, математической логики, также вероятностные методы и другие). В результате третьего этапа формируют законченные математические модели системы, описанные на формальном, например, алгоритмическом языке;

4. анализ полученной математической модели, определение ее экстремальных условий с целью оптимизации и формулирования выводов.

Таким образом, последовательность действий при теоретических исследованиях следующая:

- анализ физической (социальной, экономической и др.) сущности процессов, явлений;

- формулирование гипотезы исследования;

- построение (разработку) физической модели;

- проведение математического исследования (необходимо к нему стремиться, но можно формулировать гипотезу в словесной, графической формах);

- анализ теоретических решений;

- формулирование выводов.

Последовательность действий при экспериментальных (эмпирических) исследованиях:

- выдвижение (получение) рабочей гипотезы;

- разработка методики эксперимента (наблюдения);

- подбор материалов, приборов, установок;

- обработка результатов измерений;

- проверка соответствия полученных данных рабочей гипотезе.

Оценка перспективности научно-исследовательской работы

Под экономической эффективностью научных исследований в целом понимают снижение затрат общественного и живого труда на производство продукции в той отрасли, где внедряют законченные научно-исследовательские работы и опытно-конструкторские разработки (НИР и ОКР). Основные виды эффективности научных исследований:

1. экономическая эффективность – рост национального дохода, повышение производительности труда, качества продукции, снижение затрат на научные исследования;

2. укрепление обороноспособности страны;

3. социально-экономическая эффективность – ликвидация тяжелого труда, улучшение санитарно-гигиенических условий труда, очистка окружающей среды и т.д.;

4. престиж отечественной науки.

Есть два кардинально различных пути ведения дел в экономике: экстенсивный путь развития и интенсивный. Путь экстенсивного развития – это расширение заводских площадей, увеличение числа станков и т.д. Интенсивный путь предполагает, чтобы каждый завод с каждого работающего станка, сельскохозяйственное предприятие с каждого гектара посевных площадей получили все больше и больше продукции. Это обеспечивается использованием новых научно-технических возможностей: новых средств труда, новых технологий, новых знаний. К интенсивным факторам относится и рост квалификации людей, и вся совокупность организационных и научно-технических решений, которыми вооружается современное производство.

Различают три вида экономического эффекта: предварительный, ожидаемый и фактический.

Фундаментальные исследования начинают отдавать капиталовложения лишь спустя значительный период после начала разработки. Результаты их обычно широко применяют в различных отраслях, иногда в тех, где их совсем не ожидали. Поэтому подчас нелегко планировать результаты таких исследований.

Фундаментальные теоретические исследования трудно оценить количественными критериями эффективности. Обычно можно установить только качественные критерии:

1. возможность широкого применения результатов исследований в различных отраслях народного хозяйства страны;

2. новизна явлений, дающая большой толчок для принципиального развития наиболее актуальных исследований;

3. существенный вклад в обороноспособность страны;

4. приоритет отечественной науки;

5. отрасль, где могут быть начаты прикладные исследования;

6. широкое международное признание работ;

7. фундаментальные монографии по теме и цитируемость их учеными различных стран.

Эффективность прикладных исследований оценить значительно проще. В этом случае применяют различные количественные критерии.

От эффективности любых исследований можно судить лишь после их завершения и внедрения, т.е. тогда, когда они начинают давать отдачу для народного хозяйства. Большое значение приобретает фактор времени. Поэтому продолжительность разработки прикладной темы по возможности должна быть короче. Лучшим является такой вариант, когда продолжительность их разработки до трех лет.

 

---

1234Следующая ⇒

---

Просмотров 3589

Эта страница нарушает авторские права

---