Основы научных исследований

Размещено на http://www.allbest.ru/

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».

Рекомендовано к опубликованию Учебно-методическим советом

Навоийского государственного горного института.

Рецензенты: докт. техн. наук Норов Ю.Д., канд. техн. наук Кузнецов А.Н.

наука прикладной информация горный

Содержание

Введение

Лекция 1-2. Задачи и цели предмета «основы научных исследований»

Лекция 3-4. Методы теоретических и эмпирических исследований

Лекция-5-6. Выбор научного направления для исследований и этапы научно-исследовательской работы

Лекция 7-8. Изучение и анализ научно-технической литературы, научно-техническая информация

Лекция 9, 10. Написание и оформление научно-технических отчетов, рефератов, выпускных квалификационных работ и диссертаций

Литература

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.

Учитывая сказанное, авторы учебника «Основы научного исследования» задались целью:

- 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 и проектных 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 круг¹ 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 напряженно-деформированного состояния грунтовых массивов при сейсмических 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 взрывчатых 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

...