
- •Национальная металлургическая академия Украины
- •Конспект лекций
- •«Основы научных исследований»
- •1. Введение
- •Значение научных исследований
- •Организация научных исследований в Украине.
- •Оплата труда
- •Повышение квалификации.
- •1.5. Подготовка молодых научных кадров.
- •1.6. Оценка результативности науки
- •2. Основы методологии и выбор методики исследования.
- •2.1. Основные элементы науки.
- •2.2. Определение общенаучных методов.
- •2.3. Последовательность выполнения научного исследования (решение проблемы)
- •Теория и методика эксперимента.
- •3.1. Основы теории метрологии
- •3.2. Средства измерения, измерительная аппаратура
- •4. Обработка пассивного эксперимента
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Метод отсева производственных данных.
- •4.3.1. Графический метод
- •4.3.2. Метод выбранных точек
- •4.3.3. Метод наименьших квадратов.
- •Эти равенства рассматриваются как система нормальных уравнений, решаемых относительно постоянных коэффициентов выбранного уравнения а1, а2,…, ak.
- •4.4. Определение адекватности эмпирических зависимостей
- •Планирование активного эксперимента
- •5.2. Планы эксперимента.
- •5.3. Получение математических моделей процесса
- •5.3.1.Линейные модели
- •5.3.2. Нелинейные модели
- •Отсев факторов в многофакторном процессе
- •Фактор х1 х2 х3
- •Оптимизация технологических процессов.
- •6.1. Классификация методов оптимизации
- •6.2. Метод Гаусса-Зейделя.
- •6.3. Метод исследования функций
- •Вывод. Для получения наилучшего использования газового потока в данной доменной печи необходимо железорудную массу подачи держать 29 т и загружать 75% прямых подач.
- •Интерпретация результатов исследований.
- •7.1. Методы расчета (решения) нелинейных математических моделей.
- •7.2. Анализ математических моделей.
- •Оформление и внедрение результатов нир
- •8.1. Отчет о нир
- •8.2. Публикация научных материалов.
- •8.3. Приемка и внедрение результатов нир.
- •Литература
- •Содержание
- •1.1. Значение научных исследований…………………………………...3
1.5. Подготовка молодых научных кадров.
Студенты-металлурги младших курсов начинают знакомиться с приемами исследовательской работы на общественно-научных и общетехнических кафедрах в соответствии с программой студенческого научного общества (СНО). Начиная с третьего курса, студенты изучают «Основы научных исследований» и осваивают основные методы постановки и проведения экспериментов при выполнении учебно-исследовательских работ и практикумов по специальности. На четвертом и пятом курсах в течение трёх -четырех семестров студенты под руководством педагогов выполняют индивидуальные исследования, включая курсовые, дипломные и другие виды самостоятельной научно-исследовательской работы.
Студенты, проявившие склонность к исследовательской работе, могут участвовать (по совместительству и на штатных должностях лаборантов, техников, инженеров-стажеров) в выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, проводимых кафедрами. Наиболее способные студенты-исследователи, хорошо проявившие себя при выполнении НИР, по представлению научного руководителя могут быть рекомендованы кафедрой для поступления в аспирантуру непосредственно после окончания ВУЗа. Склонности к научной работе учитываются также при распределении студентов-выпускников в научно-исследовательские институты, конструкторские бюро и научные подразделения промышленных предприятий.
1.6. Оценка результативности науки
Эффективность науки может быть осуществлена по комплексу тесно связанных, но разных по природе показателей. К важнейшим из них относятся показатели, характеризующие деятельность как отдельных ученых, так и целых научных коллективов: количество опубликованных научных работ, полученных патентов с учетом их реальной ценности; размер фактической экономии от внедрения результатов научных исследований в производство; величина фактической экономии на денежную единицу затрат; численность и качество подготовки научных кадров; удельная цитируемость опубликованных работ; количество выполненных НИР.
Наиболее эффективными показателями результативности научных исследований принято считать экономические оценки. По данным различных авторов, одна денежная единица затрат на научные исследования дает прирост национального дохода 1,5-5 единиц. Статистика показывает, что промежуток времени от лабораторного исследования до промышленного внедрения его результатов различен: в первый год реализуется около 16% результатов, в течение двух, трех и четырех лет соответственно – 28, 34 и 49%.
2. Основы методологии и выбор методики исследования.
2.1. Основные элементы науки.
1. Факт (от лат. faktum – сделанное) – действительное (невымышленное) событие, имеющее единичный характер. (Пример – яблоко упало на голову Ньютону).
Факт – фундамент науки. Связь между фактами обусловлена законами, т.е. на основе анализа фактов открываются законы (пример – чем выше подвешено яблоко, тем больнее голове, на которую оно падает).
2. Закон – порядок причинной, необходимой и устойчивой связи между фактами явлениями и свойствами материальных объектов.
Классификация законов.
Частные законы (специфические) – выражают отношения между сравнительно узким кругом явлений, конкретными специфическими явлениями или отдельными свойствами материальных объектов (примеры: закон сложения скоростей; газовые законы: Шарля, Гей-Люссака, Бойля-Мариотта, Менделеева-Клапейрона и пр.)
Общие законы – выражают отношение между общими свойствами больших совокупностей объектов и явлений (примеры – закон сохранения и превращения энергии; закон естественного отбора; закон развития больших систем и др.)
Всеобщие законы (универсальные) – описывают основные диалектические закономерности мира, выражающие отношения между всеобщими свойствами или тенденциями развития материи (примеры – законы философии: единство и борьба противоположностей; переход количественных изменений в качественные; отрицание отрицания и пр.).
Законы создаются на основе гипотез, теорий.
3. Гипотеза (от греч. – предположение) – научное предположение, выдвигаемое для объяснения наличия связи между рядом фактов и явлений. Гипотеза всегда носит вероятностный характер и нуждается в проверке и доказательстве (пример – гипотеза Дарвина о происхождении человека от обезьяны).
Гипотеза, подтвержденная фактами – теория.
4. Теория (от греч. – наблюдение) – логическое обобщение опыта, общественной практики; описание определенной совокупности явлений, событий, фактов на основе известных законов (пример – теория загрузки доменной печи; теория термодинамики и пр.).
5. Проблема (от греч. – задача, затруднение) – теоретический или практический вопрос, требующий разрешения. Проблема – основной фактор, способствующий развитию науки, как системы знаний. Проблемы возникают из потребностей практики и в результате естественного развития науки (согласование отдельных результатов и направлений в научном исследовании, доказательства конкурирующих гипотез и др.).
6. Метод (от греч. – способ познания) – способ познания действительности и отражение его в мышлении; способ, прием или система приемов для достижения какой-либо цели, или исполнения определенной операции.
Методика – обобщение опыта, способов, приемов целесообразного осуществления какого-либо задания.
Методология – учение о методе научного познания и преобразовании мира.
Методы исследования подразделяются на три группы:
Специальные методы, в основе которых лежат специфические закономерности из какой-либо области знаний, отрасли науки (пример: прямое и косвенное восстановление в доменном процессе).
Общенаучные методы – традиционные, сложившиеся ранее в науке: дедукция и индукция, анализ и синтез, сравнение и аналогия, наблюдение и эксперимент, моделирование. Новые методы: аксиоматично-дедуктивный, идеализации, системно-структурный, формально-математический и пр.
Философские методы – всеобъемлющие, основанные на диалектических законах философии.