Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»

СиС.Д. Игнатов

ОСНОВЫбАПРИКЛАДНЫХ

И НАУЧНЫХ ИССЛЕ ОВАНИЙ

УчебноеДпособие И

Омск • 2019

Рецензенты:

СибАДИИ26 Основы пр кладных научных исследований [Электронный ресурс] : учебное пособие / .Д. Игнатов. – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2019. – URL: http://bek.sibadi.org/cgibin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe?C21COM=S&I21DBN=IBIS FULLTEXT&P21DBN= IBIS&S21FMT=briefHTML ft&Z21ID=GUEST&S21ALL=<.>TXT=esd1077.pdf<.>. - Режим доступа: для автор зованных пользователей.

канд. техн. наук, доц. И.В. Лазута (СибАДИ); канд. техн. наук, проф. А.А. Руппель (СГУВТ)

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве

учебного пособ я.

Игнатов, Сергей Дм тр евич.

Рассмотрены звестные методы научных исследований, их классификация, области применения, место в процессе исследования. Изложены основные понятия теории экспериментальных исследований. Рассматриваются вопросы моделирования и подобия в научных исследованиях. Описаны методики планирования эксперимента.

Имеет интерактивное оглавление. Содержит видеофрагменты обучающего и демонстрационного характера, которые воспроизводятся с помощью проигрывателя

Windows Media.

Предназначено для бакалавров всех форм обучения направлений «Наземные транспортно-технологические комплексы» и «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов»; специалистов, обучающихся по специальности «Наземные транспортно-технологические средства»; магистров, обучающихся по направлениям «Автоматизация технологических процессов и производств» и «Наземные транспортно-технологические комплексы»; аспирантов, обучающихся по направлению «Машиностроение», а также других направлений и специальностей, изучающих дисциплины, связанные с организацией и проведением научных исследований.

Подготовлено на кафедре «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов инфраструктур».

Мультимедийное издание (1,7 МБ)

Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ; 1 ГБ свободного места на жестком диске ;

программа для чтения pdf-файлов : Adobe Acrobat Reader; Google Chrome ; Windows Media Player, колонки

Редактор Н.И. Косенкова Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова

Издание первое. Дата подписания к использованию 05.11.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019

Ссылки на видео внутри файла кликабельны

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время ни одна из сфер инженерной деятельности не обходится без исследований разного уровня сложности. Понимание основ научных исследований, знания о планировании эксперимента, о методах обработки полученных данных позволяют инженеру с повышенной точностью и необходимым уровнем качества проводить исследован я разл чных процессов, формировать конструкторскую до-

3

1. ПОНЯТИЕ НАУКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ НАУК

Понятие «наука» имеет несколько основных значений. Во-первых, под наукой понимается сфера человеческой деятельности, направленной на выработку и систематизацию новых знаний о природе, обществе, мышлении и познании окружающего мира. Во втором

СибАДИзначении наука выступает как результат этой деятельности – система полученных научных знаний. В-третьих, наука понимается как одна из форм общественного сознания, социальный институт. В последнем значен она представляет собой систему взаимосвязей между науч-

Непосредственные цели науки – получение знаний об объективном и о субъект вном мире, постижение объективной истины.

Задачи науки [6]:

1) соб ран е, оп сание, анализ, обобщениеи объяснениефактов; 2) обнаружен е законов движения природы, общества, мышления

и познан я; 3) систематизация полученных знаний;

4) объяснение сущности явлений и процессов;

5) прогнозирование со ытий, явлений и процессов;

6) установление направлений и форм практического использования полученных знаний.

Структура науки может быть представлена по-разному в зависимости от оснований деления составляющих ее элементов. Так, В.П. Кохановский по одному из оснований деления различает [6]:

а) науку, которая нарядус истинным включает неистинные результаты (религиозные, магические представления, определенные противоречия парадоксы,личныепристрастия,антипатии,ошибкиит.д.);

) твердое ядро науки – достоверный, истинный пласт знаний; в) историю науки; г) социологию науки.

4

Науку можно рассматривать как систему, состоящую: из теории; методологии, методики и техники исследований; практики внедрения

пример, инновационный механизм, экономическое устройство социо-

Субъект – конкретный исследователь, научный работник, специалист научной организации, организация [6].

Научная деятельность субъектов заключается в применении определенных приемов, операций, методов для постижения объективной истины и обнаружения законов действительности [6].

5

Наибольшую известность получила классификация наук, данная Ф. Энгельсом в «Диалектике природы». Исходя из развития движущейся материи от низшего к высшему, он выделил механику, физику, химию, биологию, социальные науки. На этом же принципе субординации форм движения материи основана классификация наук Б.М. Кедрова. Он различал шесть основных форм движения материи: субатомно-физическую, химическую, молекулярно-физическую, геологическую, б олог ческую и социальную [6].

В настоящее время в зависимости от сферы, предмета и метода

сионального ленностей),образованразра отанных федеральными учебно-методическими объединениямипонаправлен ямо разованиявыделены[6]:

познан я разл чают науки:

1) естественные науки и математика (механика, физика, химия, биология, почвоведение, география, гидрометеорология, геология, экология и др.);

2)гуманитарные и социально-экономические науки (культурология, теология, филология, философия, лингвистика, журналистика, книговедение, история, политология, психология, социальная работа, социология, регионоведение, менеджмент, экономика, искусство, физическая культура, коммерция, агроэкономика, статистика, искусство, юриспруденция и др.);

3)технические науки (строительство, полиграфия, телекоммуникации, металлургия, горное дело, электроника и микроэлектроника, геодезия, радиотехника, архитектура и др.);

4)сельскохозяйственные науки (агрономия, зоотехника, ветеринария, агроинженерия, лесное дело, рыболовство и др.).

В Номенклатуре специальностей научных работников, утвержденной Министерством науки и технологий РФ 25 января 2000 г., указаны следующие отрасли науки: физико-математические, химические, биологические, геолого-минералогические, технические, сельскохозяйственные, исторические, экономические, философские, фи-

лологические, географические, юридические, педагогические, медицинские, фармацевтические, ветеринарные, искусствоведение, архи-АИ

6

тектура, психологические, социологические, политические, культурология и науки о земле [6].

Каждая из названных групп наук может быть подвергнута дальнейшему членению.

уществуют и другие классификации наук. Например, в зависи- Смости от связи с практикой науки делят на фундаментальные (теоретические), которые выясняют основные законы объективного и субъективного м ра прямо не ориентированы на практику, и прикладные, которые направлены на решение технических, производствен-

ныхнауки, соц ально-техн ческих проблем.

Ор г нальную классификацию наук предложил Л.Г. Джахая. Раздел в науки о пр роде, о ществе и познании на теоретические и

прикладные, он внутри этой классификации выделил философию, основные науки отпочковавшиеся от них частные науки. Кроме того, он дал класс ф кац ю так называемых «стыковых» наук [6]:

науковедениебА).

промежуточные , возникшие на границе двух соседст-

вующ х наук (напр мер, математическая логика, физическая химия);

скрещенные науки, которые образовались путем соединения принципов и методов двух отдаленных друг от друга наук (например,

геофизика, экономическая география);

комплексные науки, которые образовались путем скрещива-

ния ряда теоретических наук (например, океанология, кибернетика, Д

В статистических сборниках обычно выделяют следующие секторы науки: академический, отраслевой, вузовский и заводской.

Контрольные вопросы

1.Какие науки существуют в зависимости от сферы, предмета и метода познания?

2.Что такое предмет исследования?

3.Что такое объект исследования?

4.Какие цели науки вы знаете? И

7

Теоретический уровень исследования характеризуется преобладанием логических методов познания. На этом уровне полученные факты исследуются, обрабатываются с помощью логических понятий, умозаключений, законов и других форм мышления [7].

Здесь исследуемые объекты мысленно анализируются, обобщаются, постигаются их сущность, внутренние связи, законы развития. На этом уровне познание с помощью органов чувств (эмпирия) может присутствовать, но оно является подчиненным.

3. Р БОТА С Ф КТАМИ

Научные факты – факты, имеющие научную ценность, отражаю-

Ошибки в работе с фактами [2]:подтасовка;фальсификация;

абсолютизация отдельных фактов (переоценкаих значимости);искажение содержания;

9

манипуляция (преднамеренный выбор таких, которые дают одностороннее представление о действительности).

В процессе работы исследователю приходится встречаться с так называемыми артефактами, которые необходимо отличать от подлинных фактов. Под артефактами (или псевдофактами) понимают процессы или образования, несвойственные изучаемому объекту в его нормальном виде. Зачастую это искусственные образования, которые могут ввести сследователя в заблуждение.

Методолог я в ш роком смысле слова представляет собой сис-

Методолог ческое знание может выступать либо в описательной форме, либо в нормативной, т.е. в форме прямых указаний к конкретной научной деятельности. В таком виде методология прямо направлена на реализацию деятельности.

Различают 4 уровня методологии [2]:

Методология данного конкретного исследования – методика и техника исследования, набор процедур, обеспечивающих получение эмпирического материала, его первичную обработку.

Метод, или по-другому, путь исследования, представляет собой способы достижения определенной цели, совокупность приемов и операций практического или теоретического освоения действительности. К методам эмпирического уровня относят наблюдение, описание, сравнение, измерение, анкетный опрос, собеседование, тестирование, эксперимент, моделирование и т.д.

К методам теоретического уровня причисляют аксиоматический, гипотетический (гипотетико-дедуктивный), формализацию, абстраги-

10

рование, общелогические методы (анализ, синтез, индукцию, дедукцию, аналогию) и другие.

пособ – это действие или система действий, применяемое при исполнении какой-либо работы, при осуществлении чего-либо [2].

Методику можно определить как совокупность способов и приемов познания. Любое научное исследование осуществляется опреде-

Сдукция, аналог я.

ленными приемами, способами, по определенным правилам.

Все общенаучные методы для анализа целесообразно распределить на три группы: общелогические, теоретические и эмпирические. Общелог ческ ми методами являются анализ, синтез, индукция, де-

Анал з – метод сследования, с помощью которого изучаемое

единен е составныхбАчастей или элементов изучаемого объекта, его изучен е как ед ного целого.

Методы анализа и синтеза взаимоувязаны, их одинаково используют в научных исследованиях [2].

Индукция – это движение мысли (познания) от фактов, отдельных случаев к общему положению. Индукция приводит к всеобщим поняти-

из других мыслей [2]. Д Аналогия – это способ получения знаний о предметах и явлени-

ям и законам,которыемогут быть положены в основудедукции.

Дедукция – это выведение единичного, частного из какого-либо общего положения; движение мысли (познания) от общих утверждений к утверждениям об отдельных предметах или явлениях. Посред-

ством дедуктивных умозаключений «выводят» определенную мысль И

ях на основании того, что они имеют сходство с другими; рассуждение, в котором из сходства изучаемых объектов в некоторых признаках делается заключение об их сходстве и в других признаках.

В научных исследованиях широко применяется способ абстрагирования или идеализации, т.е. отвлечение от второстепенных фактов с целью сосредоточиться на важнейших особенностях изучаемого явления. Например, использование в науке понятий «идеального газа», «материальной точки» и т.п.; в технике при исследовании работы какого-либо механизма анализируют расчетную схему, которая отображает основные, существенные свойства механизма [2].

11

В ряде случаев используют способ формализации. Сущность его состоит в том, что основные положения процессов и явлений представляют в виде формул и специальной символики. Путем операций с формулами искусственных языков можно получать новые формулы, доказывать истинность какого-либо положения. Формализация является основой для алгоритмизации и программирования, без которых не может обойтись компьютеризация знания и процесса исследования. Пр менен е с мволов и других знакомых систем позволяет установить закономерности между изучаемыми фактами.

4.ГИПОТЕЗА, ЕЕ РОЛЬ И ВЫДВИЖЕН Е

Чтобы ответить на вопрос, сформулированный в проблеме, в качестве пробного (предварительного) варианта ответа выдвигают гипотезу (или несколько альтернативных), которая в дальнейшем ходе исследования нуждается в доказательстве / опровержении. Таким образом, с одной стороны, гипотеза представляет собой некое априорное знание об объекте исследования, с другой – это предварительное

12