Учебная практика научно-исследовательская работа Методические указания для студентов бакалавриата направления подготовки 18.03.01 Химическая технология, профиль Инженерные технологии защиты окружающей среды всех форм обучения

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»

Кафедра технологии древесных и целлюлозных композиционных материалов

УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА: НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Методические указания для студентов бакалавриата направления подготовки

18.03.01 «Химическая технология», профиль «Инженерные технологии защиты окружающей среды»

всех форм обучения

Санкт-Петербург

2022

1

Рассмотрено и рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией Ученого совета Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С. М. Кирова

С о с т а в и т е л и :

кандидат технических наук, доцент О. П. Ковалева кандидат химических наук, доцент Д. Л. Байдаков

Р е ц е н з е н т

кафедра технологии древесных и целлюлозных композиционных материалов СПбГЛТУ

Учебная практика: научно-исследовательская работа: методические указания для студентов бакалавриата направления подготовки 18.03.01 «Химическая технология», профиль «Инженерные технологии защиты окружающей среды» всех форм обучения / сост.: О. П. Ковалева, Д. Л. Байдаков. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2022. – 16 с.

Результатом данной учебной практики должно быть получение первичных навыков научно-исследовательской работы.

В методических указаниях представлена программа учебной практики, даны рекомендации по подготовке и проведению научных исследований, приведены примеры методической сетки эксперимента, изложены рекомендации по самостоятельному прохождению научно-исследо- вательской практики, дан список рекомендуемой литературы.

Предназначено для обучающихся по направлению подготовки 18.03.01 «Химическая технология», профиль «Инженерные технологии защиты окружающей среды» всех форм обучения.

Темплан 2021 г. Изд. № 170.

2

–современные методики и методы проведения экспериментов по физико-химическому анализу;

–методы планирования эксперимента;

–способы обработки данных при проведении теоретических и экспериментальных исследований;

–порядок проведения поиска научно-технической информации по заданной теме.

Уметь:

–определять свойства промежуточных и конечных продуктов переработки древесного сырья;

–проводить стандартные и сертификационные испытания материалов, изделий и технологических процессов.

–проводить наблюдения и измерения с учетом требований техники безопасности;

–планировать и проводить физические и химические эксперименты;

–обрабатывать и интерпретировать экспериментальные данные с помощью построения графических зависимостей и оценки погрешности вычислений и измерений;

–использовать полученные знания в практической деятельности.

Владеть:

–навыками проведения анализа растительного сырья и продукции из

него;

–навыками осуществления экспериментальных исследований и испытаний по заданной методике;

–навыками использования современных методик и методов в проведении экспериментов;

–навыками составления информационного отчета по заданной теме.

Задачи практики:

− получение умения и опыта анализа научно-технической литературы по заданной теме;

–получение умения и опыта выбора метода исследования технологических процессов;

–привитие навыков использования аппаратурного обеспечения комплексной научно-исследовательской лаборатории;

–обеспечить умение использования методик проведения научноисследовательского эксперимента с учетом требований техники безопасности;

–получение навыков составления плана исследований по заданной теме, обработки и интерпретации экспериментальных данных.

4

1.2.Содержание практики

Впроцессе прохождения практики студент:

–осваивает основные термины и определения, характеризующие научное исследование: наука, знание, наблюдение, мышление, суждение, понятие, аксиома, теория, метод, методика, эксперимент, опыт, фактор и пр.;

–познаёт методологию научных исследований, ее ключевые понятия: объективность научного знания, типизация и классификация явлений;

–уясняет последовательность выполнения научно-исследо- вательской работы: постановка цели, определение предмета и объекта исследований, анализ состояния вопроса, обоснование задач исследования, разработка методики исследования, проведение экспериментов, анализ и обобщение результатов исследования, подготовка отчета и/или презентации результатов научно-исследовательской работы;

–выполняет научно-исследовательскую работу по определенной теме. Распределение времени студента в период прохождения практики

представлено в табл. 1.

5

1.3.Учебно-методическое обеспечение

1.Ширнин, Ю. А. Лесопромышленное производство: содержание практик и дипломного проектирования / Ю. А. Ширнин. – Йошкар-Ола:

ПГТУ, 2015. – 116 с.

2.Акулов, Б. В. Производство бумаги и картона: учеб. пособие / Б. В. Акулов, С. Г. Ермаков. – Пермь: ПНИПУ, 2010. – 433 с.

3.Разиньков, Е. М. Технология древесноволокнистых плит: учеб. пособие / Е. М. Разиньков, Л. Н. Стадник. – Воронеж: ВГЛТУ, 2018. – 189 с.

4.Слюняев, В. П. Основы биотехнологии. Научные основы биотехнологии: учеб. пособие / В. П. Слюняев, Е. А. Плошко. – Санкт-Петербург:

СПбГЛТУ, 2012. – 112 с.

5.Леонович, А. А. Технология древесных плит: учеб. пособие / А. А. Леонович. – 2-е изд., испр. и доп. – Санкт-Петербург: Лань, 2019. – 180 с.

6.Ветошкин, А. Г. Технологии защиты окружающей среды от отходов производства и потребления: учеб. пособие / А. Г. Ветошкин. – 2-е изд., испр. и доп. – Санкт-Петербург: Лань, 2021. – 304 с.

7.Ермолинский, В. Г. Технология целлюлозы. Отбелка целлюлозы: учеб. пособие / В. Г. Ермолинский, О. П. Ковалева. – Санкт-Петербург:

СПбГЛТУ, 2020. – 76 с.

2.Методические указания по выполнению научно-исследовательской практики

Целью научно-исследовательской работы является получение научного знания. Прикладные знания направлены на развитие техники, технологии, методов и средств выполнения технологических операций.

6

В состав научного аппарата в исследовательских работах принято включать: актуальность, проблему, тему исследования, объект и предмет, цель и задачи исследования, использованные исследовательские методы, научную новизну (при необходимости) и практическую значимость результатов исследования.

2.1. Основы научной деятельности

Целью научно-исследовательской работы является получение научного знания, как правило, прикладного характера. Прикладные знания направлены на развитие техники, технологии, методов и средств выполнения технологических операций.

В состав научного аппарата в исследовательских работах принято включать: актуальность, проблему, тему исследования, объект и предмет, цель и задачи исследования, использованные исследовательские методы, научную новизну (при необходимости) и практическую значимость результатов исследования.

Обоснование актуальности выбранной темы объяснить, почему именно данный вопрос или проблема в настоящее время требует своего решения и как выбранная тема связана с решением какой-либо практической задачи.

Тема – это лаконичная формулировка основного содержания исследования. Метко подобранное название работы должно создавать предчувствие неизвестного и указывать на наличие в ней проблемы. Сама формулировка темы строится как бы на двух опорах: одна часть – уходящая в прошлое (известное), другая – вырастающая из будущего, из «плодов» еще не решенной проблемы.

Научная новизна – это то, что характеризуется понятием «впервые», то, что исследователь «накопал» в процессе своего исследования. Поэтому, характеризуя новизну своего исследования, необходимо уточнить, каких результатов, полученных вами, нет у других исследователей. Практическая значимость исследования показывает, где, в какой сфере деятельности и каким образом полученные результаты могут быть использованы, а также, каким может быть эффект от их использования.

Объект и предмет исследования – данные термины предполагают почти одинаковый ответ, при этом объект имеет более широкое значение, чем предмет. Объект исследования – может быть рассмотрен различными направлениями науки, а предмет исследования обязательно выделяется из объекта, поэтому в первую очередь указывают объект (см. рисунок). В на-

7

учных работах выбирают узкие предметы исследования, такие как: свойства, структура, характеристика, например, «Анализ компонентного состава сульфатного щелока», либо отношения между элементами, например, «Влияние температуры на процесс флотации макулатурной массы».

Объект и предмет исследования

Объект состоит из разных предметов, процессов и свойств, которые можно разобрать на отдельные предметы исследования. Предмет – одна из характеристик объекта, определяемая в заданных условиях. Объектами исследований данного профиля являются различные виды растительного сырья и продукты химической переработки древесины. Предметом исследований могут служить процессы и явления, протекающие при химической переработке древесины, контроль качества растительного сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов производства, а также влияние деятельности предприятий глубокой химической переработки древесины на окружающую среду.

Одним из видов наблюдения является эксперимент, который позволяет устанавливать влияние одного или нескольких факторов на свойства предмета исследования. Фактор – это изменяющаяся во времени величина, которая влияет на свойства предмета исследования. Некоторые факторы эксперимента могут быть постоянными или переменными. Под опытом понимают единичную часть эксперимента, проводимую при фиксированных значениях постоянных и переменных факторов. Различают одно- и

8

многофакторные эксперименты. При однофакторном эксперименте изучают влияние одного фактора на изменение свойств предмета исследования, а при многофакторном – влияние нескольких факторов. Однофакторный эксперимент позволяет научно обосновать уровни варьирования (изменения) влияющих факторов, изучить характер их влияния, а многофакторный дает возможность оценить влияние взаимодействия факторов, что позволяет ускорить процесс научного исследования.

Внаучных работах формулировка предмета очень часто созвучна с формулировкой темы исследования. Цель – это ожидаемый результат исследования. Определение цели происходит на начальном этапе исследования, формулировка цели может начинаться словами «обосновать», «разработать», «исследовать» и т. д.

Всоответствии с выбранной целью в исследовании формулируются задачи – это промежуточные этапы достижения цели. Формулировки задач начинают со слов «изучить, описать, составить, рассчитать, смоделировать, установить, выявить» и др. Формулировку задач коррелируют с названиями глав и разделов исследовательской работы, а описание решения этих задач составляет их содержание.

Например, в литературном обзоре решаются задачи анализа состояния вопроса:

– определить, решалась ли подобная проблема ранее и, если да, то каким образом?;

– определить перечень неисследованных вопросов поставленной проблемы;

– определить методы и средства исследования;

– определить возможность внедрения полученных результатов в производство.

На основе анализа состояния вопроса обосновываются задачи исследования, основные из которых направлены на исследование проблемы, на разработку технологических условий получения продукции и пр.; обоснование научной новизны и практической значимости результатов исследований.

У каждого начинающего исследователя должен быть научный руководитель. Научный руководитель на протяжении всего хода работы будет оказывать исследователю научную и методическую помощь, контролировать и корректировать его действия. Он поможет составить план работы, порекомендует источники информации, даст консультацию при необходимости, оценит готовность исследования для оформления, защиты и публикации.

9

Приступая к научному исследованию, необходимо составить план работы, определяющий последовательность выполнения действий. План должен иметь структуру, позволяющую иметь представление о будущей работе, и содержит перечень основных вопросов, рассматриваемых в работе. Далее следует поиск источников информации. Сбор информации – процесс творческий, позволяющий исследователю овладеть методами сбора информации, обработки, обобщения, систематизации. В качестве источников научно-технической информации используют монографии, учебники, периодические научные издания, сборники научных трудов и тезисов выступлений на конференциях. Следует учитывать, что в каждой книге, научной статье обязательно имеются список литературы и ссылки на источники, оформленные в виде постраничных сносок, которые также необходимо записывать.

Структура научно-исследовательской работы: Титульный лист Аннотация Оглавление Введение

1.Литературный обзор

2.Методическая часть

3.Результаты эксперимента и их обсуждение Заключение Список литературы Приложение

Во введении представляют научный аппарат исследования. Содержа-

ние основной части научной работы должно быть разбито на главы или разделы, которые могут делиться на подразделы. В заключении в обобщенном виде ещё раз раскрывается содержание решённых задач исследования и возможные перспективы дальнейшего развития темы исследования.

2.2.Методические указания по подготовке

ипроведению эксперимента

Разработка методики экспериментального исследования включает:

–обоснование параметров оценки (выходных параметров) продукции, технологического процесса, средства производства;

–установление факторов, оказывающих влияние на исследуемый предмет и процесс его получения;

10