Учебное пособие 853
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра химии Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций
ВЫПОЛНЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
И ВЫПУСКНОЙ БАКАЛАВРСКОЙ РАБОТЫ
Методические указания для студентов направления подготовки бакалавров
«Химия, физика и механика материалов»
Воронеж 2014
1
УДК 378(079.2)
ББК 74.58я73
Составители: О.Р. Сергуткина, О.В. Артамонова, Г.С. Славчева
Выполнение научно-исследовательской и выпускной бакалаврской работы : метод. указания для студ. направления подготовки бакалавров «Химия, физика и механика материалов» / Воронежский ГАСУ ; сост. О.Р. Сергуткина, О.В. Артамонова, Г.С. Славчева. – Воронеж, 2014. – 28 с.
Рассмотрены этапы выполнения и оформления научно-исследовательской работы, а также особенности выполнения, оформления и подготовки к защите исследовательской выпускной квалификационной работы. В приложениях представлены дополнительные материалы и образцы бланков оформления некоторых этапов бакалаврской работы.
Методические указания предназначены для студентов направления подготовки бакалавров «Химия, физика и механика материалов».
Табл. 2. Библиогр.: 10 назв.
УДК 378(079.2)
ББК 74.58я73
Рекомендовано научно-методическим советом Воронежского ГАСУ
Рецензент –В.В. Власов, канд. техн. наук, проф., заведующий кафедрой технологии строительных материалов, изделий и конструкций Воронежского ГАСУ
2
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………… 4
1.ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ …………………………………………. 4
1.1. Выбор темы исследования ………………………………………………….. 4 1.2. Формирование плана и выполнение научно-исследовательской работы 5
…
1.3.Выбор информационных источников и составление обзора литературы ... 5
1.4.Выбор и описание методик исследования …………………………………. 6
1.5.Комплектация реактивов, материалов и оборудования для проведения экспериментальных исследований ………………………. 6
1.6.Экспериментальные (теоретические) исследования и оформление их результатов с использованием информационных технологий ………… 6
1.7. Предварительный анализ полученных результатов и основные выводы по результатам исследований ……………………………………………… 8
2.ОФОРМЛЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ ………. 8
3.ВЫПОЛНЕНИЕ ВЫПУСКНОЙ БАКАЛАВРСКОЙ РАБОТЫ …………… 10
3.1.Цели и задачи выпускной квалификационной работы ………………….. 10
3.2.Выбор и утверждение темы бакалаврской работы ………………………. 11 З.3. Получение задания на выполнение работы и составление календарного
плана этапов выполнения работы …………………………………………. . 12
3.4.Оформление выпускной квалификационной работы …………………….. 12
4.ПОДГОТОВКА БАКАЛАВРСКОЙ РАБОТЫ К ЗАЩИТЕ …………………. 13
4.1.Подготовка доклада ………………………………………………………… 13
4.2.Создание презентации и подготовка раздаточного материала …………… 14
4.3.Отзыв научного руководителя и предварительная защита ………………. 14
4.4.Рецензирование и предоставление бакалаврской работы
вгосударственную аттестационную комиссию …………………………… 15 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………………………………….. 16
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………………. 17
Приложение 1. Примерный перечень оборудования для экспериментальных исследований ……………………………………………………. 17
Приложение 2. Образец титульного листа отчёта по научноисследовательской работе ……………………………………… 18
Приложение 3. Образец оформления содержания экспериментальной научноисследовательской работы ……………………………………… 19
Приложение 4. Примерные темы бакалаврских работ …………………………. 20 Приложение 5. Образец бланка заявления на выполнение ВКР ………………. 21 Приложение 6. Образец бланка задания на ВКР ……………………………….. 21 Приложение 7. Образец бланка календарного плана выполнения ВКР ………. 23 Приложение 8. Образец бланка титульного листа бакалаврской работы …….. 24 Приложение 9. Образец последнего листа бакалаврской работы ……………. 25 Приложение 10. Образец бланка отзыва научного руководителя ……………… 25 Приложение 11. Образец бланка рецензии на ВКР ……………………………… 27
3
ВВЕДЕНИЕ
Научно-исследовательская работа (НИР) студента, обучающегося по направлению подготовки бакалавров «Химия, физика и механика материалов» (ХФММ), выполняется как в период занятий, осуществляемых в соответствии с учебным планом, так и во внеучебное время и ориентирована в соответствии с государственными образовательными стандартами [3, 10] на профессиональную подготовку обучающихся. При этом принципы организации и формы отчетности НИР несколько отличаются, но суть не меняется.
Наибольшее значение имеет выпускная квалификационная работа (ВКР), которая является завершающим этапом обучения и имеет своей целью систематизацию, обобщение и закрепление теоретических знаний, практических умений и профессиональных компетенций выпускника. ВКР выполняется по основной образовательной программе высшего профессионального образования, для получения квалификации (степени) «бакалавр» в форме научноисследовательской бакалаврской работы.
Работа представляет собой результаты научного исследования, выполненного студентом под руководством преподавателя. Залог успешного выполнения бакалаврской работы – изучение научной литературы по вопросу исследования, систематическая работа студента в течение 7-го и 8-го семестров, постоянный контакт с научным руководителем.
К защите полностью подготовленной в установленные сроки выпускной квалификационной работы допускаются студенты, успешно завершившие в полном объеме освоение основной образовательной программы и прошедшие все установленные итоговые государственные экзамены.
Настоящие методические указания разработаны в соответствии с Положением «Об итоговой Государственной аттестации выпускников государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет» [6], государственными образовательными стандартами [3, 10], учебным планом и рабочими программами основной образовательной программы по направлению подготовки бакалавров ХФММ.
1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
1.1. Выбор темы исследования
Интерес к научно-исследовательской работе у студента возникает как естественное стремление к познанию окружающего мира и желание освоить выбранную профессию, что формируется, не в последнюю очередь, преподавателями. Как правило, на втором курсе (но бывает и на первом) у студента возникает желание изучать ту или иную проблему с определённым преподавателем,
4
причём начатые исследования продолжаются в рамках научноисследовательских семестровых (4-й, 6-й семестры) и предквалификационной (7-й, 8-й семестры) научно-исследовательских практик. Тематика научноисследовательских работ может иметь как экспериментальный, так и теоретический характер.
1.2. Формирование плана и выполнение научно-исследовательской работы
Предварительно формулируются цели и задачи исследования, для уточнения которых проводится обзор литературы. Если работа носит экспериментальный характер, то планируется и выполняется эксперимент. Полученные результаты анализируются и обсуждаются с научным руководителем, и студент приступает к оформлению отчёта о выполненных исследованиях.
В соответствии с требованиями к оформлению отчёта по научноисследовательской работе [2] структурными элементами работы являются:
-титульный лист;
-список исполнителей;
-реферат;
-содержание;
-введение;
-основная часть (делится на разделы, подразделы, пункты);
-заключение;
-список использованных источников;
-приложения (если имеются).
1.3. Выбор информационных источников и составление обзора литературы
Успешное выполнение научно-исследовательской работы во многом зависит от умения исполнителя правильно использовать многочисленные информационные источники.
Строительное материаловедение − динамично развивающаяся отрасль знания и производства. Поэтому важно проанализировать как результаты научных исследований, так и практику получения и эксплуатации материалов, относящихся к той группе, которые изучаются в работе. Основные источники информации, используемые при выполнении научно-исследовательской работы, условно можно разделить на несколько групп:
-учебная литература;
-научные, в том числе реферативные журналы;
-научные монографии;
-интернет-ресурсы.
Обзору подлежит как отечественная, так и иностранная литература. Изучение взглядов научного сообщества на предполагаемую тему исследования помогает студенту понять современное состояние, стоящей перед ним проблемы,
5
сформулировать её актуальность, более точно поставить основные цели и наметить задачи, которые можно и нужно решить.
Очень важно при изучении информационных источников отражать основные идеи авторов изучаемой работы и давать точное библиографическое описание источника. При подготовке литературного обзора допускается как прямое, так и косвенное цитирование. В первом случае цитата приводится в кавычках со ссылкой на автора и источник, во втором – чужие мысли излагаются своими словами, но ссылка также обязательна.
1.4. Выбор и описание методик исследования
Создание любого нового строительного, и в частности, конструкционного или функционального материала или совершенствование существующего, а также изучение его химических, физико-химических, физических и механических свойств базируется на эксперименте, проведение которого должно быть тщательно спланировано и подготовлено.
В соответствии с поставленными целями и задачами исследования, существующей нормативно-технической документацией, а также имеющимися на кафедрах и в других подразделениях университета приборов и оборудования (прил. 1), рассматривается перечень доступных методов исследований. Оформляется раздел работы, в котором даётся краткое описание сути выбранных методик, приводится принципиальная схема приборов и оборудования и указываются характеристики исследуемых материалов, которые с их помощью можно получить. В том случае если студент будет работать на приборе или оборудовании самостоятельно, то с ним проводится инструктаж.
1.5. Комплектация реактивов, материалов и оборудования для проведения экспериментальных исследований
За студентом, выполняющим экспериментальную научно-исследовательскую работу, закрепляется рабочее место, на котором необходимо поддерживать чистоту и порядок. В соответствии с календарным планом этапов выполнения работы составляется перечень необходимых реактивов и материалов, предпринимаются все возможности материального обеспечения эксперимента. Если нужно, то готовятся в достаточном количестве все необходимые растворы, подготавливаются и обрабатываются материалы.
1.6. Экспериментальные (теоретические) исследования и оформление их результатов с использованием информационных технологий
Хорошо продуманные и материально обеспеченные экспериментальные исследования дают научно достоверный результат, их нет нужды повторять изза случайных и не предусмотренных систематических ошибок, т.е. действует правило: «семь раз отмерь – один раз отрежь». Методика эксперимента обяза-
6
тельно обсуждается с научным руководителем и в первый раз исследование выполняется в его присутствии.
Условия проведения эксперимента, характеристики материалов, прекурсоров, названия приборов, режим их работы, получаемые результаты измерений и т.д. заносятся в специальный журнал. Некоторые из этих данных при оформлении научно-исследовательской работы могут войти в приложения к работе. Исследования следует планировать так, чтобы эксперименты, подлежащие статистической обработке, выполнялись в одинаковых условиях.
Прежде чем приступать к следующему этапу исследований, необходимо полученные результаты оформить в виде таблиц, графиков, рисунков с использованием компьютерных программ, снабдив исчерпывающими подписями, отражающими условия эксперимента. Полученные результаты могут изменить предполагаемый план исследования.
Теоретические исследования являются основной или составной частью научно-исследовательской работы. Объем и глубина исследований определяется с учетом соответствующей темы, а также возможностей самого студента и его способностей. Теоретические исследования основываются на аксиомах, законах, принципах и постулатах. Основной целью теоретических исследований в области строительного материаловедения является решение следующих задач:
-изучение физико-химической природы исследуемых материалов, процессов их синтеза или диагностики;
-построение принципиальных моделей этих объектов исследований в целом или по отдельным характеристикам; сравнение возможных моделей эквивалентных исследуемым материалам и процессам;
-построение расчетных моделей функционирования объекта; решение задач анализа, синтеза и оптимизации параметров исследуемых материалов и процессов.
Большинство изучаемых явлений и процессов являются сложными объектами исследований. Для таких объектов сегодня используют в теоретических исследованиях системный подход. В процессе его применения студент проводит вначале декомпозицию сложного объекта на систему отдельных составляющих элементов, а затем, выявив реальные или виртуальные отношения (связи) между ними, осуществляет системный синтез объекта (структуризацию). Процедура исследования системы с применением методов идентификации, наиболее применяемых в настоящее время для решения подобных задач, предусматривает последовательное прохождение следующих этапов [4]:
-содержательное описание объекта исследований (материала, процесса его синтеза, методов диагностики), как системы;
-обобщение имеющейся информации (литературный обзор);
-анализ и формирование целей и постановку задач исследований;
-выбор критериев эффективности функционирования системы;
-декомпозиция системы;
-составление формализованной схемы объекта (проведение его структуризации);
7
-обоснование допустимой идеализации элементов системы и выбор показателей качества подсистем и отдельных элементов (параметров);
-построение математической модели (этап идентификации);
-преобразование математической модели в моделирующий алгоритм. Для успешного применения теоретических методов исследований, особенно
вобласти техники и технологий, необходимо иметь глубокие и всесторонние знания в соответствующих областях фундаментальных наук – химии, физики, математики, механики и др., в которых сформулированы и обоснованы общие законы и закономерности, описывающие те или иные природные явления.
Необходимым условием для проведения теоретических исследований является наличие логических предпосылок и соответствующих данных для математической формализации исследуемых объектов. При этом могут быть использованы апробированные в практике вспомогательные общепринятые и общеизвестные приемы: словесное описание объектов исследований, чертежи и структурные блок-схемы, логические блок-схемы, графики, таблицы и номограммы, а также математическое описание как объекта в целом, так и его отдельных характеристик.
Математическое моделирование объекта исследований заключается в математической имитации поведения объекта или системы с той или иной степенью точности для возможного его воспроизведения и изучения как упрощенной идеализированной копии (модели).
1.7. Предварительный анализ полученных результатов и основные выводы по результатам исследований
После проведения намеченного плана исследований студент анализирует их результаты. В случае если поставленная цель исследования достигнута, намеченные задачи выполнены, формулируются выводы, в которых научно объясняются полученные результаты. После обсуждения результатов работы с научным руководителем, студент приступает к оформлению научно-исследовательской работы.
2. ОФОРМЛЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
Оформление отчёта по научно-исследовательской работе должно соответствовать требования государственного стандарта [2]. Дополнительные сведения можно почерпнуть из методических указаний по оформлению учебных текстовых и графических документов [6].
Образец оформления титульного листа отчёта по научноисследовательской работе даётся в прил. 2.
Реферат должен содержать:
-сведения о числе страниц пояснительной записки, количестве иллюстраций, таблиц, приложений, количестве использованных источников;
-перечень ключевых слов;
8
- текст реферата.
Перечень ключевых слов должен включать от 5 до 15 слов или словосочетаний из текста бакалаврской работы, которые в наибольшей мере характеризуют её содержание и обеспечивают возможность информационного поиска. Ключевые слова приводятся в именительном падеже и печатаются строчными буквами в строку через запятые.
Текст реферата должен отражать: объект и цель исследования, метод или методологию проведения работы, основные результаты работы, область применения, прогнозные предположения о развитии объекта исследования.
Содержание включает введение, наименование всех разделов и подразделов, заключение с выводами по поставленным задачам, список использованной литературы, наименование приложений с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти элементы пояснительной записки (прил. 3).
Во введении обосновывается актуальность и новизна рассматриваемой проблемы, определяется предмет исследования, цель и задачи данной бакалаврской работы.
Восновной части приводятся данные, отражающие сущность, методику и основные результаты выполненной работы. Основная часть делится на разделы
иподразделы. Правила оформления заголовков разделов и подразделов приводятся в [6, с. 9]. Заголовки должны четко и кратко отражать содержание разделов и подразделов.
Первый раздел основной части экспериментальной работы посвящается составлению аналитического обзора литературы по теме научно-исследовательской работы, а также обоснованию и выбору методик и постановке цели и задач исследования. Все важнейшие положения, факты, закономерности, а также заимствованные рисунки и таблицы, упоминаемые в работе, должны содержать ссылки на авторов и работы из списка использованных источников. Номера ссылок проставляются в квадратных скобках. Проработанная литература должна содержать как отечественные, так и иностранные публикации, включая периодические научные издания.
Аналитический обзор должен иметь заключение, из которого следуют все названные во введении задачи, поставленные в научно-исследовательской работе. Примеры библиографического описания использованной литературы даны в
[6, с. 34-35].
Во втором разделе теоретически обосновывается и описывается методика исследования. В ней описываются избранные объекты исследования и их подготовка к эксперименту, использованные методы и методики, аппаратурное оформление опытов и т.д. В конце раздела даётся справка о статистической обработке результатов.
Втретьем разделе описываются результаты теоретических и экспериментальных исследований по синтезу и изучению химических, физических и механических свойств и структур строительных материалов, определённых в плане исследований. Описание методик синтеза сопровождается уравнениями химических реакций.
9
Экспериментальные данные представляются в виде таблиц и иллюстраций: рисунков, графиков, компьютерных распечаток, диаграмм, фотоснимков. Правила оформления экспериментальных данных приводятся в [6, с. 15-21]. На таблицы и все иллюстрации должны быть даны ссылки в тексте отчёта по научно-исследовательской работе, приводимые в круглых скобках.
Обсуждение полученных результатов исследования предпочтительнее начинать с изложения и анализа теоретических положений, касающихся темы научно-исследовательской работы, затем рассматривается полученный экспериментальный материал. Далее даётся обобщение и оценка результатов исследований, включающих оценку полноты решения поставленной задачи. Обосновывается развитие теоретических положений, соответствие или несоответствие полученных результатов общепринятой точке зрения на исследуемую проблему. В доказательство высказываемых положений следует приводить ссылки на имеющиеся собственные публикации.
В заключении отчёта по научно-исследовательской работе даётся оценка полноты выполнения поставленных задач исследования, формулируются основные выводы и рекомендации по использованию результатов исследования в материаловедении. Содержание выводов должно соответствовать целям работы.
При написании отчёта по научно-исследовательской работе студенту рекомендуется руководствоваться следующими требованиями: излагаемый материал должен соответствовать целям исследования, иметь строго научное содержание, содержать как анализ состояния исследуемой проблемы, так и собственные представления студента, основанные на полученных результатах.
3. ВЫПОЛНЕНИЕ ВЫПУСКНОЙ БАКАЛАВРСКОЙ РАБОТЫ
3.1. Цели и задачи выпускной квалификационной работы
Целью итоговой государственной аттестации является установление уровня подготовки выпускника высшего учебного заведения к выполнению профессиональных задач и соответствия его подготовки требованиям образовательного стандарта и основной образовательной программы по направлению подготовки бакалавров «Химия, физика и механика материалов», разработанной на его основе.
Выполнение бакалаврской работы имеет целью:
-закрепление, расширение и систематизацию теоретических знаний и практических навыков в области химических, физических и механических свойств и структур материалов;
-совершенствование устойчивых умений и навыков: а) систематического поиска и анализа научной и технической информации в области химического материаловедения; б) использования современных достижений науки и техники, передового отечественного и зарубежного опыта в области наук о материалах и нанотехнологиях для анализа и обобщения результатов научноисследовательских работ; в) проведения научно-исследовательских работ в об-
10