99-1
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
Кафедра производства, ремонта и эксплуатации машин
ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Методические указания к практическим занятиям
для студентов по направлению подготовки 23.04.03 - Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
Воронеж 2018
2
УДК 630.001
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № __ от _____________ 2018 г.)
Рецензент: заведующий кафедрой эксплуатации транспортных и технологических машин ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, доктор техн. наук, профессор Е. В. Пухов
Кадырметов, А. М.
Основы научных исследований [Электронный ресурс] : методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 23.04.03 - Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов / А. М. Кадырметов, Е. В. Снятков, А. Ф. Мальцев; ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 52 с.
ISBN _______________
В методических указаниях представлены материалы для выполнения заданий для выполнения практических работ по дисциплине «Основы научных исследований». В них содержатся основные понятия и определения, исходные данные, методика выполнения заданий, изложены требования к оформлению отчета.
Методические указания предназначены для магистрантов по направлению подготовки 23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов».
УДК 630.001
© Кадырметов А. М, Снятков Е. В., Мальцев А.Ф. 2018 ISBN ________________ © ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», 2018
3
1. ЦЕЛЬ РАБОТ Освоить методики, используемые при проведении исследований:
информационно-аналитических с написанием литературного обзора и составления программы исследований, теории технического творчества, теории решения технических задач, формирования практических навыков решения технических задач и построения схемных решений.
2. ЗАДАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА Изучить теоретический и методический материал.
Решить задачи по основным методам информационно-аналитических исследований и теориям технического творчества и решения изобретательских задач.
Составить общий отчет из отдельных отчетов по каждой практической работе в соответствии с требованиями ВГЛТА к студенческим работам1 и
подготовить устные ответы на контрольные вопросы.
3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Повышение эффективности современного производства в целом и в рамках
отдельного предприятия может быть обеспечено только путем нахождения оптимальных конкурентоспособных решений, современных и прогрессивных технологий, научной организации труда, проведения собственных научных исследований.
Решение данных задач может реализовано только на основе методологии научных исследований на всех этапах: проведения информационного поиска и постановки целей и задач исследования на его основе; разработки программы исследования; теоретической проработки темы исследования; построения плана экспериментальных исследований и его проведения; квалифицированного
1 http://www.vglta.vrn.ru/docs/Standartjformstudrabot.pdf
4
проведения анализа и интерпретации экспериментальных данных; представления практических результатов.
Методология – философское учение о методах познания и преобразования действительности, применение принципов мировоззрения к процессу познания и практике.
Методология науки2, в традиционном понимании, – это учение о методах и процедурах (методиках, способах и средствах) познания научной деятельности, а
также раздел общей теории познания, в особенности теории научного познания
(эпистемологии) и философии науки.
Методология науки2, в прикладном смысле, – это система (комплекс,
взаимосвязанная совокупность) принципов и подходов исследовательской деятельности, на которые опирается исследователь (учёный) в ходе получения и разработки знаний в рамках конкретной дисциплины – физики, химии, биологии и других научных дисциплин.
Метод2 – систематизированная совокупность шагов, действий, которые необходимо предпринять, чтобы решить определённую задачу или достичь определённой цели. В отличие от области знаний или исследований, является авторским, то есть созданным конкретной персоной или группой персон, научной или практической школой. В силу своей ограниченности рамками действия и результата, методы имеют тенденцию устаревать, преобразовываясь в другие методы, развиваясь в соответствии со временем, достижениями технической и научной мысли, потребностями общества. Совокупность однородных методов принято называть научным подходом. Развитие методов является естественным следствием развития научной мысли.
Методика2 – это, как правило, некий готовый «рецепт», алгоритм,
процедура для проведения каких-либо нацеленных действий. Близко к понятию технология. Методика отличается от метода конкретизацией приемов и задач.
2 https://ru.wikipedia.org/wiki/
5
Например, математическая обработка данных эксперимента может объясняться как метод (математическая обработка), а конкретный выбор критериев,
математических характеристик – как методика.
Методологию можно рассматривать в двух срезах: как теоретическую, и она формируется разделом философского знания гносеология, так и практическую, —
ориентированную на решение практических проблем и целенаправленное преобразование мира. Теоретическая стремится к модели идеального знания (в
заданных описанием условиях, например, скорость света в вакууме), практическая же – это программа, набор приёмов и способов того, как достичь желаемой практической цели и не погрешить против истины, или того, что мы считаем истинным знанием. Качество (успешность, эффективность) метода проверяется практикой, решением научно-практических задач – то есть поиском принципов достижения цели, реализуемых в комплексе реальных дел и обстоятельств.
Структурно методология науки включает в себя технологию выполнения работ и
решения задач, включающую средства, методы, способы, приемы.
Технология методологии2 – в широком смысле — совокупность методов,
процессов и материалов, используемых в какой-либо отрасли деятельности, а
также научное описание способов технического производства; в узком — комплекс организационных мер, операций и приемов, направленных на изготовление, обслуживание, ремонт и/или эксплуатацию изделия с номинальным качеством и оптимальными затратами, и обусловленных текущим уровнем развития науки, техники и общества в целом.
Фундаментальная наука – область познания, подразумевающая теоретические и экспериментальные научные исследования основополагающих явлений (в том числе и умопостигаемых) и поиск закономерностей, руководящих ими и ответственных за форму, строение, состав, структуру и свойства,
протекание процессов, обусловленных ими; — затрагивает базовые принципы большинства гуманитарных и естественнонаучных дисциплин, – служит
6
расширению теоретических, концептуальных представлений, в частности – детерминации идео- и формообразующей сущности предмета их изучения, –
мироздания как такового во всех его проявлениях, в том числе и охватывающих сферы интеллектуальные, духовные и социальные3.
Прикладные научные исследования – это исследования, которые используют достижения фундаментальной науки для решения практических задач,
результатом исследования которых является создание и совершенствование новых технологий и объектов, в том числе, и технологий и объектов техники.
Для фундаментальных исследований основными задачами прогнозирования являются определение возможных областей расширения знаний об изучаемых явлениях, оценка приоритетности новых научных направлений и проблем,
установление абсолютных и относительных пределов развития изучаемых процессов и др.
Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) – наука, позволяющая выявлять и решать творческие задачи в любой области знаний, развивать творческое мышление, развивать качества творческой личности.
В данном практикуме для изучения представлены методы и методики проведения информационного поиска с постановкой целей и задач исследования на его основе; разработки программы исследования; проведения анализа и интерпретации экспериментальных данных; решения изобретательских задач, а
также лабораторные работы по основам научных исследований на примере задач по технологии плазменного нанесения и упрочнения покрытий и их триботехнических исследований.
3 https://ru.wikipedia.org/
7
4. ТЕМА 1. ВЫБОР ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. ПРОВЕДЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И НАПИСАНИЕ ЛИТЕРАТУРНОГО ОБЗОРА. СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Цель работы
Освоить методику и приобрести практические навыки по выбору темы исследования, проведению информационно-аналитических исследований и написанию на их основе литературного обзора на примере тем, связанных с направлением подготовки магистрантов 190600.68 «Эксплуатация транспортно-
технологических машин и комплексов».
4.2. Задание
Изучить содержание работы. Изучить методику выбора темы исследования.
По теме исследования магистранта в соответствии с нижеизложенной методикой провести информационно-аналитическое исследование и написать литературный обзор. Разработать план исследования.
Оформить отчет по форме п. 4.9. Подготовить ответы на контрольные вопросы в устной форме.
4.3. Выбор темы исследования. Предварительное определение темы
информационного поиска
Организующей и направляющей основой исследования является его концепция. Концепция – определенный способ понимания, трактовки какого-либо предмета, явления, процесса, основная точка зрения на предметы, руководящая идея для их систематического освещения4. Под концепцией исследований
понимается комплекс основных положений и представлений о том, как надлежит
4 Беляев, М. И. Естествознание. Современные научные концепции: Учебное пособие [Электронный ресурс] / М. И.
Беляев.– М., 2008. – 205 с.
8
вести исследование, а также под концепцией понимается целостная, логически увязанная система взглядов, объединенная общей идеей и направленная на достижение цели исследования. Концепция исследования определяется научной парадигмой, преобладающей в настоящем временном интервале. Под научной парадигмой понимают систему взглядов, вытекающих из основополагающих идей и научных достижений ведущих ученых и научных школ, определяющих направленность мышления основной массы исследователей5. Концепция исследования, в свою очередь, определяет научные проблемы.
Тема научного исследования является составной частью научной проблемы,
которая, в свою очередь, является частью комплексной научной проблемы.
Комплексная проблема представляет собой совокупность проблем, объединенных единой целью. Проблема является совокупностью сложных теоретических и практических задач, представляющих собой противоречие между потребностями в знании и известными путями его получения или противоречие между знанием и незнанием, это форма знания, содержанием которой является то, что еще не познано человеком, но что необходимо познать Проблема возникает, когда человеческая практика встречает затруднения или даже наталкивается на
«невозможность» в достижении цели6. На основе концепции разрабатывается программа исследования.
4.3.1. Предварительный информационный анализ, формулировка проблемы и темы исследования
Перед детальным проведением информационного поиска целесообразно ознакомиться с существом вопроса, изучив основную исходную информацию о нем из наиболее известных монографий и справочников. Это особенно важно и необходимо сделать тем исследователям, которые приступают к
5Кожухар, В. М. Основы научных исследований: Учебное пособие [Электронный ресурс] / В. М. Кожухар. – М.:
Дашков и К, 2013. – 216 с. // ЭБС «Знаниум». – Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=415587.
6Крутов, В. И. Основы научных исследований: Учеб. для техн. вузов [Текст] / В. И. Крутов, В. В. Попов, Л. Н. Сумароков и др. – М. : Высш. шк., 1989. – 400 с.
9
информационному поиску в рассматриваемой области впервые. В качестве исходной информации можно использовать учебную литературу, номенклатурные каталоги и справочники. Предварительное изучение существа вопроса предполагаемого исследования позволит точнее и конкретнее сформулировать тему ИАИ. Желательно перед формулированием темы ИАИ проконсультироваться у представителей различных научных школ, или у специалистов, имеющих практический опыт в области исследования.
Необходимость такой информации обусловлена тем, что в последнее время велик поток информации и её трудно усвоить. Это создает предпосылки для предотвращения разработки уже решенных проблем и особенно это касается исследователей-одиночек. В научных исследованиях около 60 % повторений,
дублирующих другие исследования, приходится на одиночек, допускающих ошибки при выборе тем. Значительно меньшее количество ошибок в выборе тем исследований наблюдается в научных школах.
При выборе проблемы и темы научного исследования анализируются противоречия исследуемого направления и формулируется сама проблема,
разрабатывается ее структура и выделяются темы, одна из которых может быть выбрана магистрантом по согласованию с научным руководителем.
Тема должна актуальной, иметь научную новизну, т. е. вносить вклад в науку, быть экономически эффективной (для прикладных научных исследований),
или значимой (для теоретических исследований), определяющей престиж отечественной науки. Требование новизны выражается:
–в введении в научных оборот новых, ранее неизвестных фактов;
–в разработке новых методов или приемов исследования и принципиально новых методик, в пересмотре старого знания с помощью новой методологии или методик и с новой позиции, если при этом знания претерпевают существенное приращение или структурную организацию, открывающую новые возможности для приращения;
10
–в обобщении и всестороннем исследовании ранее известных научных материалов, которым была придана не имевшая ранее места обозримость, или разрозненный ранее материал был подчинен единым принципам, приведен в систему;
–в выявлении новых закономерностей и связей.
При постановке проблем важно уметь отличать псевдопроблемы, т. е.
ложные или мнимые проблемы от научных проблем. Это может быть обусловлено недостаточной информированностью исследователя и выражаться в том, что поставленные цели исследования могут уже быть решенными другими учеными.
Защиту от постановки псевдопроблем призвано решать информационно-
аналитическое исследование, предваряющее постановку его цели, а также опыт научных школ в вузах и НИИ и НИЦ.
Предварительный выбор темы определяется на основании опыта научных школ, консультаций ученых, работающих в выбранном научном направлении, а
затем тема уточняется после проведения информационно-аналитического
исследования.
4.3.2. Определение целей и задач исследования
Тема научного исследования содержит в своем названии его цель.
Следовательно, цель должна удовлетворять решению актуальной задачи
(практической и научной проблемы), требованиям новизны, экономической эффективности или теоретической значимости. По сути цель исследования ставится одновременно с предварительным выбором темы исследования. Анализ поставленной цели исследования на основе опыта научной школы, научного руководителя и результатов экспертной оценки позволяет определить задачи исследования. В технических науках в число задач входят, как правило,
проведение информационно-аналитических исследований по теме исследования,
уточнение темы, целей и задач исследования, теоретические исследования,
экспериментальные исследования, анализ полученных результатов,