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

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

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.

«А.Ф. Кошурников Основы научных исследований Учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агроинженерному образованию в качестве учебного...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика Д.Н. Прянишникова»

А.Ф. Кошурников

Основы научных исследований

Российской Федерации по агроинженерному образованию

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных

заведений, обучающихся по направлению «Агроинженерия».

Пермь ИПЦ «ПрокростЪ»

УДК 631.3 (075) ББК 40.72.я7 К765

Рецензенты:

А.Г. Левшин, доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой «Эксплуатация машинно-тракторного парка» МГАУ им. В.П. Горячкина;

А.Д. Галкин, доктор технических наук, профессор (ООО «Техноград», г. Пермь);

С.Е. Басалгин, кандидат технических наук, доцент, начальник отдела технического сервиса ООО «Навигатор – новое машиностроение».

К765 Кошурников А.Ф. Основы научных исследований: учебное пособие./ Мин-во с.-х. РФ, федеральное гос. бюджетное образов. учреждение высшего проф. образов. «Пермская гос. с.-х. акад. им. акад. Д.Н. Прянишникова». – Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2014. –317 с.

ISBN 978-5-94279-218-3 Учебное пособие включает вопросы выбора темы исследования, структуры НИР, источников научно-технической информации, способа выдвижения гипотез о направлениях решения задач, методов построения моделей технологических процессов, осуществляемых с использованием сельскохозяйственной техники и их анализа с помощью ЭВМ, планирования опытов и обработки результатов экспериментов при многофакторных, в том числе полевых исследованиях, защиты приоритета научно-технических разработок с элементами патентоведения и рекомендации по внедрению их в производство.

Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Агроинженерия».Оно может быть полезно магистрам и аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам.

УДК 631.3 (075) ББК 40.72.я7 Печатается по решению методической комиссии инженерного факультета Пермской ГСХА (протокол № 4 от 12.12.2013 г.).

ISBN 978-5-94279-218-3 © Кошурников А.Ф., 2014 © ИПЦ «Прокростъ», 2014 Содержание Введение………………………………………………………………….

Наука в современном обществе и ее значение в высшем 1.

профессиональном образовании……………………………………….

1.1. Роль науки в развитии общества…………………………………..

–  –  –

Все, что окружает современного цивилизованного человека, создано творческим трудом предшествующих поколений.

Исторический опыт позволяет с уверенностью сказать, что ни одна сфера духовной культуры не оказала столь существенного и динамичного влияния на общество как наука.

Признанный в мире специалист по философии, логике и истории науки К. Поппер в своей книге не удержался от такого сравнения:

«Как царь Мидас из известной древней легенды – к чему бы он ни прикасался, все обращалось в золото – так и наука, к чему бы она ни прикоснулась – все оживает, приобретает значимость и получает импульс к последующему развитию. И если даже она не может достигнуть истины, то стремление к знанию и поиск истины являются наиболее сильными мотивами дальнейшего совершенствования».

История науки показала, что старый научный идеал – абсолютная достоверность демонстративного знания – оказался идолом, что новый уровень знаний порой требует пересмотра даже некоторых основополагающих представлений («Прости меня, Ньютон» - писал А. Эйнштейн). Требования научной объективности делает неизбежным тот факт, что каждое научное положение должно всегда оставаться временным.

Поиск новых смелых положений, безусловно, связан с полетом фантазии, воображения, но особенностью научного метода является то, что все выдвинутые «предвосхищения» - гипотезы последовательно контролируются систематическими проверками, и, ни одно из них не защищается догматически. Иными словами наука создала полезный инструментарий, позволяющий находить способы обнаружения ошибок.

Научный опыт, позволяющий находить хотя бы временную, но твердую базу дальнейшего развития, полученный прежде всего в естественных науках, был положен в основу инженерного образования. Наиболее ярко это проявилось в первой программе подготовки инженеров Парижской политехнической школы. Это учебное заведение основано в 1794 году математиком и инженером Гаспаром Монжем, создателем начертательной геометрии. В программе была заложена ориентация на глубокую математическую и естественнонаучную подготовку будущих инженеров.

Не удивительно, что Политехническая школа вскоре стала центром развития математического естествознания, а также технических наук, прежде всего прикладной механики.

По этому образцу позднее были созданы инженерные учебные заведения в Германии, Испании, США, России.

Инженерная деятельность как профессия оказалась тесно связанной с регулярным применением научных знаний в технической практике.

Техника стала научной – но не в том только, что безропотно выполняет все предписания естественных наук, а и в том, что постепенно были выработаны специальные – технические науки, в которых теория стала не только вершиной исследовательского цикла, но и ориентиром для дальнейших действий, основой системы правил, предписывающих ход оптимального технического действия.

Основатель науки «Земледельческая механика» замечательный русский ученый В.П. Горячкин в своем докладе на годичном собрании Общества содействия успехам опытных наук 5 октября 1913 года отмечал:

«Сельскохозяйственные машины и орудия настолько разнообразны по форме и жизни (движении) рабочих частей и притом работают почти всегда свободно (без фундамента), что в теории их должен быть резко выражен динамический характер, и что едва ли отыщется другая отрасль машиностроения с таким богатством теоретических тем, как «Земледельческая механика», а единственной современной задачей построения и испытания сельскохозяйственных машин можно считать переход к строго научным основаниям».

Особенностью этой науки он считал то, что она является посредником между механикой и естествознанием, называя ее механикой мертвого и живого тела.

Необходимость сопоставления воздействий машин с реакцией растений и средой их обитания привели к созданию так называемого точного, координатного земледелия. В задачу такой технологии входит обеспечение оптимальных условий роста растений на конкретном участке поля с учетом агротехнических, агрохимических, экономических и других условий.

Для обеспечения этого машины включают сложные системы спутниковой навигации, микропроцессорного регулирования, программирования и т.д.

Не только проектирование, но и производственная эксплуатация машин сегодня требует непрерывного повышения уровня, как базовой подготовки, так и непрерывного самообразования. Даже небольшой перерыв в системе повышения квалификации и самообразовании может привести к существенному отставанию от жизни и потере профессионализма.

Но наука как система приобретения знаний может обеспечить методологию самообразования, основные этапы которого совпадают со структурой исследований, во всяком случае, в области прикладных знаний, и особенно в разделе информационной поддержки исполнителя.

Таким образом, помимо основной задачи курса основ научных исследований – формирования научного мировоззрения специалиста, настоящее учебное пособие ставит перед собой задачу способствовать навыкам непрерывного самообразования в рамках избранной профессии. Необходимо, чтобы каждый специалист был вписан в существующую в стране систему научно-технической информации.

Представляемое учебное пособие написано на основе курса «Основы научных исследований», читаемого на протяжении 35 лет в Пермской ГСХА.

Необходимость издания состоит в том, что существующие учебные пособия, охватывающие все этапы исследований и предназначенные для агроинженерных специальностей, были изданы двадцать-тридцать лет назад (Ф.С. Завалишин, М.Г. Мацнев – 1982 г., П.М. Василенко и Л.В. Погорелый – 1985, В.В. Коптев, В.А. Богомягких и М.Д. Трифонова – 1993).

За это время изменилась система образования (стала двухуровневой, с появлением магистров исследовательского направления предполагаемой работы), претерпела существенные изменения система научно-технической информации, существенно расширился круг используемых математических моделей технологических процессов с возможностью их анализа на ЭВМ, вступило в силу новое законодательство о защите интеллектуальной собственной, появились новые возможности внедрения новинок в производство.

Большая часть примеров построения моделей технологических процессов выбрана среди машин, осуществляющих механизацию работ в растениеводстве. Это объясняется тем, что на кафедре сельскохозяйственных машин Пермской ГСХА разработан крупный пакет компьютерных программ, позволяющий проводить глубокий и всесторонний анализ этих моделей.

Построение математических моделей неизбежно связано с идеализацией объекта, так что постоянно стоит вопрос о мере их идентификации действительному объекту.

Многовековое изучение конкретных объектов и их возможных взаимодействий привело к появлению экспериментальных методов.

Большие проблемы у современного экспериментатора возникают в связи с необходимостью многофакторного анализа.

Когда в исследовании оценивается состояние обрабатываемой среды, параметров рабочих органов и режимов работы, то количество факторов измеряется уже десятками, а число опытов – миллионами.

Созданные в прошлом веке методы оптимального многофакторного эксперимента позволяют существенно снизить число опытов, поэтому изучение их молодыми исследователями необходимо.

Большое значение в технических науках отводится обработке результатов эксперимента, оценке их точности и ошибок, к которым может привести распространение результатов, полученных на ограниченном круге объектов, на всю, как говорят, генеральную совокупность.

Известно, что для этой цели используются методы математической статистики, изучению и корректному применению которых уделяют внимание во всех научных школах. Считают, что строгие основания математической статистики позволяют не только избегать ошибок, но и воспитывают у начинающих научных работников профессионализм, культуру мышления, способность критического восприятия не только чужих, но и своих результатов. Говорят, что математическая статистика способствует развитию дисциплины ума специалистов.

Результаты научной работы могут быть носителями новых знаний и использованы для совершенствования машин, технологий или создания новых товаров. В условиях современной рыночной экономики исключительное значение имеет защита приоритета исследований и связанных с ними объектов интеллектуальной собственности. Система интеллектуальной собственности перестала быть спокойной отраслью права. Сейчас, когда эта система глобализована в интересах экономики, она превращается в мощное средство конкурентной борьбы, торговли и политико-экономического давления.

Защита приоритета может быть осуществлена различными способами – публикация научных работ в печати, оформление заявки на получение патентов на изобретение, полезную модель, промышленный образец или на регистрацию товарного знака, знака обслуживания или места производства товара, коммерческое обозначение и др.

В связи с новым законодательством об интеллектуальной собственности, информация о правах на ее использование представляется актуальной.

Конечным этапом научного исследования является внедрение результатов в производство. Этот трудный период деятельности может быть облегчен за счет осознания значимости центральной функции маркетинга в вопросах деятельности промышленных предприятий. Современный маркетинг наработал достаточно эффективный инструментарий создания условий заинтересованности предприятий в использовании новинок.

Особую значимость могут предоставлять оригинальность и высокая конкурентоспособность продукта, подтвержденная соответствующими патентами.

В заключительной части книги приводятся варианты организации внедрения студенческих научных работ в производство. Участие во внедренческих работах любой формы оказывает большое влияние не только на профессиональную подготовку специалистов, но и на формирование у них активной жизненной позиции.

1. Наука в современном обществе и ее значение в высшем профессиональном образовании

1.1. Роль науки в развитии общества Наука в нашей жизни играет особую роль. Прогресс предшествующих столетий привел человечество к новому уровню развития и качеству жизни. Технологический прогресс основан, прежде всего, на использовании научных достижений. Кроме этого, наука оказывает сейчас влияние на другие сферы деятельности, перестраивает их средства и методы.

Уже в средние века возникающее естествознание заявило свои претензии на формирование новых, свободных от многих догм мировоззренческих образов.

Не случайно наука в течение многих веков подвергалась церковному преследованию. Святая инквизиция немало потрудилась над сохранением в обществе своих догматов, тем не менее, 17...18 века – это века просвещения.

Обретя мировоззренческие функции, наука стала активно воздействовать на все сферы социальной жизни. Постепенно ценность образования, основанного на усвоении научных знаний, росла и стала восприниматься как нечто само собой разумеющееся.

В конце 18 века и в 19 веке наука активно вошла в сферу промышленного производства и в 20 веке становится производительной силой общества. Кроме этого, 19 и 20 вв. могут характеризоваться расширяющимся использованием науки в различных областях социальной жизни, прежде всего в системах управления. Она становится там основой квалифицированных экспертных оценок и принятия решений.

Эту новую функцию характеризуют сейчас как социальную. При этом продолжают усиливаться мировоззренческие функции науки и ее роль производительной силы. Возросшие возможности человечества, вооруженного последними достижениями науки и техники, стали ориентировать общество на силовое преобразование природного и социального мира. Это привело к ряду негативных «побочных» эффектов (военная техника, способная уничтожить все живое, экологический кризис, социальные революции и т.д.). В результате понимания таких возможностей (хотя, как говорят, спички создавались не для того, чтобы ими играли дети) в последнее время наметилось изменение научно-технического развития за счет придания ему гуманистического измерения.

Возникает новый тип научной рациональности, включающий в себя в явном виде гуманистические ориентиры и ценности .

Научно-технический прогресс неразрывно связан с инженерной деятельностью. Возникновение ее как одного из видов трудовой деятельности в свое время было связано с появлением мануфактурного и машинного производства. Она формировалась в среде ученых, обратившихся к технике или ремесленников-самоучек, приобщившихся к науке.

Решая технические задачи, первые инженеры обратились к физике, механике, математике, из которых они черпали знания для проведения тех или иных расчетов и непосредственно к ученым, перенимая их методику исследований.

В истории техники много таких примеров. Часто вспоминают обращение инженеров, сооружающих фонтаны в саду флорентийского герцога Козимо II Медичи, к Г. Галилею, когда их озадачило то обстоятельство, что вода за поршнем не поднималась выше 34 футов, хотя, согласно учению Аристотеля (природа не терпит пустоты), этого не должно было случиться.

Г. Галилей отшутился, что, мол, эта боязнь не распространяется выше 34 футов, но задача была поставлена и блестяще решена учениками Г.

Галилея Т. Торричелли со своим знаменитым «итальянским экспериментом», а затем трудами Б. Паскаля, Р. Бойля, Отто фон Герика, окончательно установившими влияние атмосферного давления и убедившими в этом оппонентов опытами с Магдебургскими полушариями.

Таким образом, уже в этот начальный период инженерной деятельности специалисты (чаще всего выходцы из цехового ремесла) были ориентированы на научную картину мира.

Вместо анонимных ремесленников все в большем количестве появляются техники-профессионалы, крупные индивидуальности, знаменитые далеко за пределами непосредственного места своей деятельности. Таковыми, например, являются Леон Батиста Альберти, Леонардо да Винчи, Никколо Тарталья, Джероламо Кардано, Джон Непер и др.

В 1720 г. Во Франции был открыт ряд военно-инженерных учебных заведений по фортификации, артиллерии и корпус инженеров путей сообщения, в 1747 г. – школа дорог и мостов.

Когда техника дошла до состояния, в котором дальнейшее продвижение оказывается невозможным без насыщения ее наукой, начала ощущаться потребность в кадрах.

Появление высших технических школ знаменует следующий важный этап в инженерной деятельности.

Одной из первых таких школ была Парижская политехническая школа, основанная в 1794 году, где сознательно ставился вопрос систематической научной подготовки будущих инженеров. Она стала образцом для организации высших технических учебных заведений, в том числе и в России.

С самого начала эти учреждения начали выполнять не только учебные, но и исследовательские функции в сфере инженерной деятельности, чем способствовали развитию технических наук. Инженерное образование с тех пор стало играть существенную роль в развитии техники .

Инженерная деятельность представляет собой сложный комплекс различных видов деятельности (изобретательская, проектировочная, конструкторская, технологическая и т.п.) и обслуживает разнообразные сферы техники (машиностроение, сельское хозяйство, электротехника, химические технологии, перерабатывающие отрасли промышленности, металлургия и т.д.).

Сегодня ни один человек не сможет выполнить все разнообразные работы, необходимые для выпуска какого-либо сложного изделия (в одном только современном двигателе используются десятки тысяч деталей).

Дифференциация инженерной деятельности привела к появлению так называемых «узких» специалистов, знающих, как говорят, «все ни о чем».

Во второй половине ХХ века изменяется не только объект инженерной деятельности. Вместо отдельного технического устройства объектом проектирования становится сложная человеко-машинная система, расширяются и виды деятельности, связанные, например, с организацией и управлением.

Инженерной задачей стало не только создание технического устройства, но и обеспечение его нормального функционирования в обществе (не только в техническом смысле), удобство обслуживания, бережное отношение к окружающей среде, наконец, благоприятное эстетическое воздействие … Мало создать техническую систему, необходимо организовать социальные условия ее продажи, внедрения и функционирования с максимальными удобствами и пользой для человека.

Инженер-руководитель должен быть уже не только техником, но и юристом, экономистом, социологом. Иными словами, наряду с дифференциацией знаний необходима и интеграция, ведущая к появлению специалиста широкого профиля знающего, как говорят «ничего обо всем».

Для решения этих, вновь возникших социотехнических задач, создаются новые типы высших учебных заведений, например, технические университеты, академии и т.д.

Громадный объем современных знаний по любому предмету, а главное – это непрерывно расширяющийся поток требует от любого вуза воспитания у студента научного мышления и способности к самообразованию, саморазвитию. Научное мышление формировалось и изменялось по мере развития науки в целом и ее отдельных частей.

В настоящее время существует большое количество понятий и определений и самой науки (от философской до бытовой, например, «его пример другим наука»).

Простейшее и достаточно очевидное определение может состоять в том, что наука – это определенная человеческая деятельность, обособленная в процессе разделения труда и направленная на получение знаний. Понятие науки как производства знаний очень близко, во всяком случае, по технологии к самообразованию.

Роль самообразования в любой современной деятельности, а тем более инженерной, возрастает стремительно. Любое, даже очень незначительное прекращение слежения за уровнем современных знаний ведет к потере профессионализма.

В некоторых случаях роль самообразования оказывалась существенней традиционной, системной школьной и даже вузовской подготовки.

Примером тому является Никколо Тарталья, изучивший в школе лишь половину азбуки (на большее не хватило семейных средств), но первым решивший уравнение третьей степени, что сдвинуло математику с античного уровня и послужило основанием нового, галилеевского этапа развития науки. Или Михаил Фарадей – великий переплетчик, не изучавший в школе ни геометрии, ни алгебры, но разработавший основы современной электротехники.

1.2. Классификация научных исследований

Существуют различные основания для классификации наук (например, по связи с природой, техникой или обществом, по используемым методам – теоретическая или экспериментальная, по исторической ретроспективе и т.п.).

В инженерной практике науку часто подразделяют на фундаментальную, прикладную и опытно-конструкторские разработки.

Обычно объектом фундаментальной науки является природа, а целью – установление законов природы. Фундаментальные исследования в основном ведутся в таких отраслях, как физика, химия, биология, математика, теоретическая механика и др.

Современные фундаментальные исследования, как правило, требуют настолько больших средств, что далеко не все страны могут позволить себе их вести. Непосредственная практическая применимость результатов – маловероятна. Тем не менее, именно фундаментальная наука питает в конечном счете все отрасли человеческой деятельности.

Практически все виды технических наук, в том числе и «земледельческую механику» относят к прикладным наукам. Объектами исследований здесь становятся машины и технологические процессы, выполняемые с их помощью.

Частная ориентация исследований, достаточно высокий уровень инженерной подготовки в стране делают вероятность достижения практически полезных результатов достаточно высокой.

Часто приводят образное сравнение: «Фундаментальные науки служат для того, чтобы понять мир, а прикладные – чтобы его изменить».

Различают адресность фундаментальных и прикладных наук. Прикладные адресуют производителям и заказчикам. Они являются нуждами или желаниями этих клиентов, а фундаментальные – другим членам научного сообщества. С методологической точки зрения, разница между фундаментальными и прикладными науками стирается.

Уже к началу ХХ столетия технические науки, выросшие из практики, приняли качество подлинной науки, признаками которой являются систематическая организация знаний, опора на эксперимент и построение математизированных теорий.

В технических науках появились также особые фундаментальные исследования. Примером этого является теория масс и скоростей, разработанная В.П. Горячкиным в рамках «Земледельческой механики».

Технические науки заимствовали у фундаментальных самый идеал научности, установку на теоретическую организацию научно-технических знаний, на построение идеальных моделей, математизацию. В то же время они оказывают в последние годы значительное влияние на фундаментальные исследования за счет разработки средств современных измерений, записи и обработки результатов исследований. Например, исследования в области элементарных частиц потребовали разработки уникальнейших ускорителей, разрабатываемых международными сообществами. В этих сложнейших технических устройствах физики уже стремятся моделировать условия начального «Большого взрыва» и образования материи. Таким образом, фундаментальные естественные и технические науки становятся равноправными партнерами.

При опытно-конструкторских разработках результаты технических прикладных наук используются для совершенствования конструкций машин и режимов их работы. Еще Д.И. Менделеев в свое время говорил, что «машина должна работать не в принципе, а в своем корпусе». Эта работа выполняется, как правило, в заводских и специализированных конструкторских бюро, на испытательных полигонах заводов и машинноиспытательных станций (МИС).

Заключительной проверкой научно-исследовательской работы, воплощенной в ту или иную конструкцию машины, является практика. Не случайно над всей заводской платформой отгрузки готовых машин известной фирмы «John Deer» был установлен плакат, в переводе гласящий: «Отсюда начинаются самые суровые испытания нашей техники».

1.3. Системы и системный подход в научных исследованиях

Во второй половине 20 века в научный обиход прочно вошло понятие системного анализа.

Объективными предпосылками к этому явился общенаучный прогресс.

Системная сущность задач обнаруживается в реальном существовании сложных процессов взаимодействия и взаимосвязей между комплексами машин, их рабочими органами с внешней средой, способами управления.

Современная методология системного анализа возникла на базе диалектического понимания взаимосвязанности и взаимообусловленности явлений в реально протекающих технологических процессах.

Такой подход стал возможен в связи с достижениями современной математики (операционное исчисление, исследование операций, теория случайных процессов и др.), теоретической и прикладной механики (статическая динамика), широким исследованиям ЭВМ.

О возможной сложности, к которой может привести системный подход, можно судить по сообщению специалистов компании Siemens PLM, опубликованному в одной из INTERNET - реклам.

При исследовании напряжений в стержневых и оболочных элементах крыла самолета, а также параметров деформаций, вибраций, теплопередачи, акустических характеристик в зависимости от случайных воздействий окружающей среды составлена математическая модель, представляющая собой 500 млн. уравнений.

Для расчета использован пакет компьютерных программ NASRAN (NASA STRuctual ANalysis).

Время расчета на 8-ядерном сервере IBM Power 570 составило примерно 18 часов.

Система обычно задается перечнем объектов, их свойств, налагаемых связей и выполняемых функций.

Характерными особенностями сложных систем являются:

Наличие иерархической структуры, т.е. возможность расчленения системы на то или иное число взаимодействующих между собой подсистем и элементов, выполняющих различных функций;

Стохастический характер процессов функционирования подсистем и элементов;

Наличие общей для системы целенаправленной задачи;

Подверженность системы управления со стороны оператора.

На рис. 1.1. представлена структурная схема системы "оператор - поле - сельскохозяйственный агрегат".

–  –  –

В качестве входных переменных принимают изучаемые параметры технологического процесса и их характеристики (глубина и ширина обрабатываемой полосы, урожайность, влажность и засоренность обрабатываемого вороха и т.д.).

Вектор U(t) управляющих воздействий может включать повороты руля, изменение скорости движения, регулирование высоты среза, давления в гидравлических или пневматических системах машин и т.д.

Выходные переменные также представляют собой вектор-функцию из количественных и качественных оценок результатов работы (реальная производительность, затраты мощности, степень крошения, подрезания сорняков, выравненность обработанной поверхности, потери зерна и др.).

Изучаемые системы подразделяют:

На искусственные (созданные человеком) и естественные (с учетом окружающей среды);

На открытые и закрытые (с учетом окружающей среды или без нее);

Статические и динамические;

Управляемые и неуправляемые;

Детерминированные и вероятностные;

Реальные и абстрактные (представляющие собой системы алгебраических или дифференциальных уравнений);

Простые и сложные (многоуровневые конструкции, состоящие из взаимодействующих между собой подсистем и элементов).

Иногда системы подразделяют с учетом физических процессов, обеспечивающих их функционирование, например, механические, гидравлические, пневматические, термодинамические, электрические.

Кроме этого могут быть биологические, социальные, организационно-управленческие, экономические системы.

Задачами системного анализа обычно являются:

Определение характеристик элементов системы;

Установление связей между элементами системы;

Оценка общих закономерностей функционирования агрегатов и свойств, принадлежащих только всей системе в целом (например, устойчивости динамических систем);

Оптимизация параметров машин и производственных процессов.

Исходным материалом для решения этих вопросов должно служить изучение характеристик внешней среды, физико-механических и технологических свойств сельскохозяйственных сред и продуктов.

Далее при теоретических и экспериментальных исследованиях устанавливают интересующие закономерности, обычно в виде систем уравнений или уравнений регрессии, а затем оценивают степень идентичности математических моделей реальным объектам.

1.4. Структура научных исследований в области прикладных наук

Работа над научно-исследовательской темой проходит ряд этапов, которые составляют так называемую структуру научного исследования. Разумеется, что эта структура в значительной мере зависит от вида и целей работы, но для прикладных наук такие этапы характерны. Другой разговор, что в одних из них могут содержаться все этапы, в других – нет. Одни из этапов могут быть большими, другие меньшими, но назвать (выделить) их можно.

1. Выбор темы исследования (постановка проблемы, задачи).

2. Изучение состояния вопроса (или уровня техники, как это именуется при патентных исследованиях). Так или иначе, это изучение того что сделано предшественниками.

3. Выдвижение гипотезы о способе решения поставленной задачи.

4. Обоснование гипотезы, с точки зрения механики, физики, математики. Часто этот этап составляет теоретическую часть исследования.

5. Экспериментальное исследование.

6. Обработка и сопоставление результатов исследований. Выводы по ним.

7. Закрепление приоритета исследования (оформление заявки на патент, написание статьи, отчета).

8. Внедрение в производство.

1.5. Методика научных исследований Результаты любого исследования в большей мере зависят от методики достижения результатов.

Под методикой исследования понимают совокупность способов и приемов решения поставленных задач.

Различают обычно три уровня разработки методики.

Прежде всего необходимо обеспечить основные методологические требования к предстоящему исследованию.

Методология - учение о методах познания и преобразования действительности, применения принципов мировоззрения к процессу познания, творчеству и практике.

Частной функцией методологии является определение подходов к явлениям действительности.

Основными методологическими требованиями к инженерным исследованиям считают материалистический подход (исследуются материальные объекты под материальными воздействиями); фундаментальность (и связанное с этим широкое использование математики, физики, теоретической механики); объективность и достоверность выводов.

Процесс движения человеческой мысли от незнания к знанию называют познанием, в основе которого лежит отражение объективной действительности в сознании человека в процессе его деятельности, которую часто именуют практикой.

Потребности практики, как уже было отмечено ранее, выступают основной и движущей силой развития познания. Познание вырастает из практики, но затем само направляется на практическое овладение действительностью.

Очень образно эту модель познания отразил Ф.И. Тютчев:

«Так связан, съединен от века Союзом кровного родства Разумный гений человека С творящей силой естества...»

Методология таких исследований должна быть настроена на эффективное внедрение результатов преобразующей практики.

Для обеспечения этого методологического требования необходимо, чтобы исследователь имел практический опыт работы на производстве или во всяком случае хорошо его себе представлял.

Собственно методику исследований подразделяют на общую и частную.

Общая методика относится по всему исследованию в целом и содержит главные способы решения поставленных задач.

В зависимости от целей исследования, изученности тематики, сроков исполнения, технических возможностей выбирают основной тип работы (теоретический, экспериментальный, или во всяком случае их соотношение).

Выбор типа исследования основывается гипотезой о способе решения задачи. Основные требования к научным гипотезам и способы их разработки изложены в главе (4).

Теоретическое исследование, как правило, связано с построением математической модели. Обширный перечень возможных моделей, используемых в технике, приведен в главе (5). Выбор конкретной модели требует эрудиции разработчика или основывается на аналогии с подобными исследованиями при их критическом анализе.

После этого автор обычно тщательно изучает соответствующий механико-математический аппарат и затем на его основе строит новые или уточненные модели изучаемых процессов. Варианты наиболее распространенных математических моделей в агроинженерных исследований составляют содержание подраздела 5.5.

Наиболее полно до начала работы разрабатывают методику экспериментальных исследований. При этом определяют вид эксперимента (лабораторный, полевой, одно- или многофакторный, поисковый или решающий), проектируют лабораторную установку или оснащают машины контрольноизмерительными приборами и регистрирующей аппаратурой. Обязательным в этом случае является метрологический контроль за их состоянием.

Организационные формы и содержание метрологического контроля рассмотрены в параграфе 6.2.6.

Вопросы планирования эксперимента и организации проведения полевых опытов рассмотрены в главе 6.

Одним из основных требований к классическим экспериментам в области точных наук является воспроизводимость опытов. К сожалению, к этому требованию не отвечают полевые исследования. Изменчивость полевых условий не позволяет воспроизвести опыты. Этот недостаток отчасти устраняют подробным описанием условий эксперимента (метеорологических, почвенных, биологических и физико-механических характеристик).

Заключительную часть общей методики обычно составляют способы обработки экспериментальных данных. Обычно при этом ссылаются на необходимость применения общепринятых методов математической статистики, с помощью которых оценивают числовые характеристики измеряемых величин, строят доверительные интервалы, используют критерии согласия для проверки принадлежности к выборке, значимости оценок математических ожиданий, дисперсий и коэффициентов вариации, проводят дисперсионный и регрессионный анализы.

Если в эксперименте изучались случайные функции или процессы, то при обработке результатов находят их характеристики (корреляционные функции, спектральные плотности), по которым, в свою очередь, оценивают динамические свойства исследуемых систем (передаточные, частотные, импульсные и др. функции).

При обработке результатов многофакторных экспериментов оценивают значимость каждого фактора, возможных взаимодействий, определяют коэффициенты уравнений регрессии.

В случае проведения экспериментальных исследований определяют значения всех факторов, при которых изучаемая величина находится на максимальном или минимальном уровне.

В настоящее время при экспериментальных исследованиях широко применяют электрические измерительно-регистрирующие комплексы.

Обычно эти комплексы включают три блока.

Прежде всего это система датчиков-преобразователей неэлектрических величин (таких, например, как перемещения, скорости, ускорения, температуры, силы, моменты сил, деформации) в электрический сигнал.

Заключительным блоком в современных исследованиях обычно бывает компьютер.

Промежуточные блоки обеспечивают согласование сигналов датчиков с требованиями входных параметров компьютеров. В их состав могут входить усилители, преобразователи аналоговых сигналов в цифровые, коммутаторы и др.

Подобное описание существующих и перспективных методов измерений, измерительных комплексов и их программного обеспечения описано в книге «Испытания сельскохозяйственной техники» .

По результатам обработки экспериментальных данных делают заключения о противоречивости опытных данных выдвинутой гипотезе или математической модели, значимости тех или иных факторов, степени идентификации модели и др.

1.6. Программа исследования

При коллективной научной работе, особенно в сложившихся научных школах и лабораториях, часть этапов научных исследований может быть для конкретного исполнителя упущена. Возможно, что они были произведены ранее или поручены другим сотрудникам и подразделениям (например, оформление заявки на изобретение может быть поручено патентоведу, работы по внедрению в производство – конструкторскому бюро и научно-производственным мастерским и т.д.).

Оставшиеся этапы, конкретизированные разработанными методиками выполнения, составляют программу исследования. Часто программу дополняют перечнем всех задач исследований, характеристикой условий работы и зоны, для которой готовят результаты. Кроме этого, в программе предполагается отразить необходимость в материалах, оборудовании, площадях для полевых опытов, оценить затраты на проведение исследования и экономический (социальный) эффект от внедрения в производство.

Как правило, программу исследований обсуждают на заседаниях кафедр, научно-технического совета, и ее подписывают как исполнитель, так и руководитель работы.

Периодически выполнение программы и плана работ на определенный период контролируется.

2. Выбор темы исследований, социальный заказ на совершенствование сельскохозяйственной техники Выбор темы исследования представляет собой задачу с очень многими неизвестными и таким же количеством решений. Прежде всего, работать нужно хотеть, а для этого необходима очень серьезная мотивация. К сожалению, стимулы, способствующие обычной работе, – достойный заработок, престиж, известность – в данном случае малоэффективны. Вряд ли можно привести пример богатого ученого. Cократу порой приходилось ходить босиком по грязи со снегом и лишь в одном плаще, но он осмелился поставить разум и истину выше жизни, отказался каяться в своих убеждениях в суде, был приговорен к смерти, и цикута окончательно сделала его великим.

А. Эйнштейн, по свидетельству его ученика, а затем сотрудника Л.

Инфельда, носил длинные волосы, чтобы реже ходить к парикмахеру, обходился без носков, подтяжек, пижам. Он реализовал программу-минимум– обувь, брюки, рубашка и пиджак – обязательно. Дальнейшее сокращение было бы затруднительным.

От голода умер наш замечательный популяризатор науки Я.И. Перельман. Им написано 136 книг по занимательной математике, физике, ящик загадок и фокусов, занимательная механика, межпланетные путешествия, мировые дали и т.д. Переиздаются книги десятки раз.

От истощения в блокадном Ленинграде умерли основатели сельскохозяйственного машиноведения профессора А.А. Барановский, К.И. Дебу, М.Х. Пигулевский, М.Б. Фабрикант, Н.И. Юферов и многие другие .

То же самое в тюрьме случилось с Н.И. Вавиловым – крупнейшим в мире ученым-генетиком. Тут проявляется еще одна очень странная связь государства с представителями науки – через тюрьму.

Жертвами инквизиции стали Ян Гусс, Т. Кампанелла, Н. Коперник, Дж. Бруно, Г. Галилей, Т. Гоббе, Гельвеций, Вольтер М. Лютер. К запрещенным книгам (которые не только читать, но и хранить было нельзя под страхом смерти), отнесены произведения Рабле, Оккамы, Савоноролы, Данте, Томаса Моора, В. Гюго, Горация, Овидия, Ф. Бэкона, Кеплера, Тихо де Браге, Д. Дидро, Р. Декарта, Д’ Аламбера, Э. Золя, Ж.Ж. Руссо, Б. Спинозы, Ж. Санд, Д. Юма и др. Запрещены отдельные произведения П. Бейла, В.

Гюго, Э. Канта, Г. Гейне, Гельвеция, Э. Гиббона, Э. Каабе, Дж. Локка, А.

Мицкевича, Д.С. Милля, Ж.Б. Мираба, М. Монтеля, Ж. Монтескье, Б. Паскаля, Л. Ранке, Рейналя, Стендаля, Г. Флобера и многих других выдающихся мыслителей, писателей и ученых.

Всего в изданиях папского индекса фигурирует около 4 тыс. отдельных произведений и авторов, все произведения которых запрещены. Практически это весь цвет Западно-Европейской культуры и науки.

В нашей стране то же самое. От церкви был отлучен Л.Н. Толстой, знаменитый математик А. Марков. Тем или иным мерам репрессий подверглись П.Л. Капица, Л.Д. Ландау, А.Д. Сахаров, И.В. Курчатов, А. Туполев и среди писателей Н. Клюев, С. Клычков, О. Мандельштам, Н. Заболоцкий, Б. Корнилов, В. Шаламов, А. Солженицын, Б. Пастернак, Ю. Домбровский, П. Васильев, О. Берггольц, В. Боков, Ю. Даниель и др.

Таким образом зарабатывать в России трудно и опасно.

Одной из мотиваций учености могла бы быть известность, но, согласитесь, известность любого сегодняшнего телевизионного хохмача превзойдет сколь угодно яркую научную работу, а тем более ее автора.

Среди действующих мотиваций к научной работе остается лишь три.

1. Естественное любопытство человека. Для чего-то ему нужно читать книги, решать задачи, кроссворды, головоломки, придумывать массу оригинальных вещей и т.д. А.П. Александрову, бывшему в свое время директором института физических проблем и института атомной энергии, приписывают широко известные на сегодня слова: «Наука дает возможность удовлетворить собственное любопытство за казенный счет». Впоследствии многие пересказывали эту мысль. Но все-таки в одной из последних работ А.Д. Сахаров, соглашаясь с этой мотивацией, отметил, что главным было все-таки другое. Главным был социальный заказ страны.

«Это был наш конкретный вклад в одно из важнейших условий мирного сосуществования с Америкой».

2. Социальный заказ. Любой специалист страны, являясь членом гражданского общества, занимает в этом обществе определенное место. Разумеется, что у этой части общества есть определенные права (среди его представителей технические руководители или администраторы) и обязанности.

А вот обязанностью технического руководителя является совершенствование производства, которое может идти по очень многим направлениям.

Важнейшим из них является необходимость облегчить тяжелый труд людей, которого в сельском хозяйстве еще более чем достаточно. Всегда стояла, стоит и стоять будет задача о повышении производительности труда, качества работ, работоспособности и надежности техники, комфортабельности и безопасности. Если говорить о проблемных вопросах и направлениях развития сельскохозяйственной техники, то их столь много, что работы хватит на все наше поколение, многое останется детям и внукам.

Если очень кратко изложить основные проблемы механизации только отдельных операций сельского хозяйства, то можно показать обширность круга возможного приложения сил.

Обработка почвы. Ежегодно пахотный слой планеты земледельцы сдвигают в сторону на 35…40 см. Огромные затраты энергии и не в полной мере обоснованные технологии минимальной и нулевой обработки часто приводят к переуплотнению почвы и способствуют засоренности полей сорняками. В ряде зон страны и отдельных полей в хозяйствах требуется использование почвозащитных технологий, предохраняющих от водной и ветровой эрозии. Летняя жара в экстремальные годы ставит задачу внедрения влагосберегающих технологий. Но ведь каждая технология может быть осуществлена многими способами, использующими те или иные рабочие органы, а тем более их параметры. Выбор способа обработки каждого поля, обоснование рабочих органов и режимов их работы представляет уже творческую деятельность.

Внесение удобрений. Низкое качество внесения удобрений не только снижает их эффективность, но порой приводит к негативным результатам (неравномерное развитие растений и как результат – неравномерное созревание, что затрудняет уборку, требует дополнительных затрат на сушку недозревшего урожая). Высокая стоимость удобрений привела к необходимости локального внесения и к так называемому точному, координатному земледелию, когда по предварительно составленным программам во время движения агрегата, ориентирующегося по спутниковым системам навигации, норма высева непрерывно регулируется.

Уход за растениями. Выбор химических препаратов, подготовка и внесение нужных доз в требуемом месте также связан с системами точного земледелия, компьютеризацией агрегатов.

Уборка урожая. Проблема современного комбайна. Машина очень дорогая, но не всегда эффективна. В частности, в плохую погоду он имеет очень низкую проходимость по полю, и работа в этих условиях связана с огромными потерями. Значительно травмируются семена. Ученые работают над более эффективными вариантами – обмолот на стационаре (кубанская технология), обмолот из скирд, оставленных в поле, при наступлении заморозков (казахская технология); технология невейки, когда легкая машина собирает зерно вместе с мелкой соломой и половой, а очистка ведется на стационаре; разновидности старинной сноповой технологии, когда снопы, например, связываются в крупные рулоны.

Послеуборочная обработка зерна. Прежде всего проблема сушки. В среднем по стране влажность зерна в момент уборки 20%. В нашей зоне (Западный Урал) – 24%. Чтобы зерно хранилось (кондиционная влажность зерна 14%), необходимо из каждой тонны зерна удалить 150…200 кг влаги.

Но сушка – очень энергоемкий процесс. Просматривают в настоящее время и альтернативные варианты технологии – консервирование, хранение в защитной среде и т.д.

Внедрение координатного, точного земледелия ставит еще больше проблем. Требуется ориентирование в пространстве с очень высокой точностью (2…3 см), поскольку поле рассматривается как множество неоднородных участков, каждый из которых обладает индивидуальными характеристиками. Технология GPS и специальное оборудование для дифференциального внесения расходных материалов используется для оптимального внесения препаратов по мере прохождения поля агрегатом. Это позволяет создать на каждом участке поля наилучшие условия для роста растений, не нарушая при этом норм экологической безопасности.

Столько проблем имеет хорошо изученный и высокомеханизированный сейчас процесс возделывания зерновых культур. Гораздо больше их в вопросах механизации возделывания картофеля, овощных и технических культур, фруктов, ягод.

Очень много нерешенных проблем в механизации животноводства, звероводства.

Непрерывно совершенствуются тракторы, автомобили в направлении экономичности, безопасности, надежности. Но сама проблема надежности очень широка, она задевает качество изготовления, применяемые материалы, технологию обработки и сборки, методы технической эксплуатации, диагностики, технического обслуживания, ремонтнопригодности, наличие развитой дилерской и ремонтной сети и т.д.

3. Возможность творческого решения широкого круга задач, связанных с необходимостью поддержания работоспособности машин.

При работе машин в конкретных, порой тяжелых условиях, нередко обнаруживаются недостатки конструкции. Механизаторы часто их исправляют без глубокого обращения к науке. Где-то приварят упрочняющую пластину, усилят раму, улучшат доступ к смазочным местам, поставят предохранительные элементы в виде срезных болтов или штифтов.

Прежде всего сами наблюдения студентов за недостатками машин полезны. В заданиях на учебные и особенно производственные практики такая работа предписывается. Впоследствии устранение этих недостатков может составить тему курсовых и дипломных работ. Но внесение изменений в конструкцию необходимо фиксировать и осмысливать и с другой точки зрения. Они могут составлять предмет изобретения или рационализаторского предложения, в зависимости от степени новизны, творческого уровня и полезности.

Конкретный выбор темы, разумеется, индивидуален. Чаще всего задачи определяются опытом работы. Для молодых студентов, не имеющих опыта работы, успешным может быть подключение к исследованиям старшекурсников, аспирантов, преподавателей кафедр. Научная работа ведется всеми преподавателями факультета, и любой из них примет в свою команду добровольного помощника. Потери времени опасаться не нужно, так как они с лихвой будут компенсированы при выполнении курсовых проектов и дипломной работы, развитием творческого, инженерного, научного мышления, которое будет необходимо всю жизнь. Кружки научной студенческой работы организованы на всех кафедрах. Работа в них, как правило, индивидуальная, в свободное для студента и преподавателя время. Результаты работы могут быть представлены на ежегодных научных студенческих конференциях, а также всевозможных городских, региональных и всероссийских конкурсах студенческих работ.

Похожие работы:

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент мелиорации Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ» (ФГБНУ «РосНИИПМ») МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КОМПЬЮТЕРНОГО ЦИФРОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ВЕСЕННИХ ПОЛОВОДИЙ (ПАВОДКОВ) И ОЦЕНКИ ИХ ВЛИЯНИЯ НА БЕЗОПАСНОСТЬ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ГТС Новочеркасск Методические указания по применению...»

« «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ Методические указания по проведению практических занятий для аспирантов по направлению: 35.06.01 сельское хозяйство Краснодар, 2015 Составитель: С.В. Гончаров Современные технологии в селекции растений: метод. указания по проведению практических...»

« «КУБ АНСКИЙ ГОСУДАРСТ ВЕННЫЙ АГРАР НЫЙ УНИВЕРСИТЕТ » Учебно-методическое пособие по дисциплине Фундаментальная агрохимия Код и направление 35.06.01 Сельское хозяйство подготовки Наименование профиля программы подготовки научно– Агрохимия педагогических кадров в аспирантуре/ Квалификация (степень) выпускника Факультет Агрохимия и...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Агрономический факультет Кафедра генетики, селекции и семеноводства МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ По организации самостоятельной работы аспирантов по курсу «Цитогенетика растений» Направление подготовки 06.06.01биологические науки Краснодар 2015 Цаценко Л.В. Методические указания по организации...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФГБОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Агрономический факультет Кафедра общего и орошаемого земледелия ЗЕМЛЕДЕЛИЕ Методические указания для самостоятельного выполнения курсовой работы студентами-бакалаврами заочной формы обучения по направлению «Агрономия» Краснодар КубГАУ Составители: Г. Г. Солошенко, В. П. Матвиенко, С. А. Макаренко, Н. И. Бардак Земледелие: метод. указания для самостоятельного выполнения курсовой работы / сост. Г. Г....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» УТВЕРЖДАЮ Ректор университета, профессор А.И. Трубилин «_»_ 2015 г. Номер внутривузовской регистрации Образовательная программа по направлению подготовки кадров высшей квалификации – программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре 06.06.01 «Биологические науки»,...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова Методические указания по выполнению магистерской диссертации Направление подготовки (специальность) 260800.68 Технология продукции и организация общественного питания Профиль подготовки (магистерская программа) Новые пищевые продукты для рационального и сбалансированного...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П. А. КОСТЫЧЕВА» ФАКУЛЬТЕТ ДОВУЗОВСКОЙ ПОДГОТОВКИ И СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по выполнению выпускной квалификационной работы по специальности 35.02.06 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции Рязань, 2015 СОДЕРЖАНИЕ Введение 1....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТМСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА (ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА имени К.А. Тимирязева) Факультет природообустройства и водопользования Кафедра сельскохозяйственного водоснабжения и водоотведения А.Н. Рожков, М.С. Али МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ Методические указания Москва Издательство РГАУ-МСХА УДК 628 М54 «Методические указания по выполнению выпускной квалификационной...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» УЧЕБНЫЕ И НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ. Основные виды и аппарат Методические указания по определению вида издания и его соответствия содержанию для профессорско-преподавательского состава Кубанского госагроуниверситета Краснодар КубГАУ Составители: Н. П. Лиханская, Г. В. Фисенко, Н. С. Ляшко, А. А. Багинская Учебные и научные издания. Основные виды и аппарат: метод. указания по определению вида...»

«МИНИСТ ЕР СТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТ ВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ Р ЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ » Кафедра экономики АПК Экономика сельского хозяйства Методиче ские указания по выполнению контроль ной работы дл я студе нтов биоте хнологиче ского факуль те та НИСПО Гродно 20 УДК 631.1(072) ББК 65.32я73 Э 40 Авторы: В.И. Высокоморный, А.И. Сивук Рецензенты: доцент С.Ю. Леванов; кандидат сельскохозяйственныхнаук А.А. Козлов. Экономика сельского...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для самостоятельной работы по дисциплине «Технология бродильных производств» на тему «Строение, химический состав пивоваренного зерна ячменя и его технологическое значение» для студентов, обучающихся по направлению 260100.62 Продукты питания из растительного сырья...»

«МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научнопроизводственной конференции Москва 200 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно-производственной конференции, посвященной 40-летию начала осуществления широкомасштабной программы мелиорации Москва 2006 УДК 631.6 М 54...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра филосфии ЕМБУЛАЕВА Л.С., ИСАКОВА Н.В. Сборник методических заданий и практических рекомендаций для самостоятельной работы магистров и аспирантов. Выпуск I. (биологические, экологические, ветеринарные и с/х дисциплины) Учебно-методическое пособие Краснодар 2015 УДК ББК Ф Авторы-составители: Ембулаева Л.С. – кандидат философских наук, профессор кафедры философии Кубанского государственного...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ОСНОВЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Учебно-методическое пособие для практических занятий по направлению подготовки «Философия, этика и религиоведение» (уровень подготовки кадров высшей квалификации) Краснодар КубГАУ УДК 001.89:004.9(075.8) ББК 72.3 Б91 Рецензент: В. И. Лойко –...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФАКУЛЬТЕТ НАЛОГИ И НАЛОГООБЛОЖЕНИЕ Кафедра философии КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ КУЛЬТУРЫ для аспирантов по направлению подготовки 51.06.01 Культурология Краснодар 2015 УДК 167/168 (078) ББК 87 В подготовке учебно-методического пособия...»

«Кобыляцкий П.С., Алексеев А.Л., Кокина Т.Ю. Программа практик для бакалавров по направлению подготовки 19.03.03 Продукты питания животного происхождения пос. Персиановский МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ФГБОУ ВПО «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Программа практик для бакалавров по направлению подготовки 19.03.03 Продукты питания животного происхождения пос. Персиановский УДК 637.523 (076.5) ББК 36.9 Составители:...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет налоги и налогообложение МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Философия языка и познания» по направлению подготовки 47.06.01 Философия, этика и религиоведение (уровень подготовки кадров высшей квалификации) Краснодар 2015 Содержание I....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Агрономический факультет Кафедра генетики, селекции и семеноводства ОСНОВЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Методические указания по организации самостоятельной работы аспирантов Краснодар КубГАУ Составители:Цаценко Л. В. Основы научно-исследовательской деятельности:метод. указания по...»
Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

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.