33_ONI-IVT-metUkaz

УДК 004.42 : 681.3

Рекомендации по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы научных исследований»: методические указания / сост. А. Г. Якунин; АлтГТУ им. И.И. Ползунова. – Барнаул, 2014. – 42 стр.

Методические указания подготовлены в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 230100.62 – «Информатика и вычислительная техника» укрупненной группы направлений 230000

– «Информатика и вычислительная техника», утвержденным приказом Министерства образования и науки РФ № 553 от 09.11.2009 г. и разработанной в АлтГТУ образовательной программой по данному направлению.

Рекомендации включают в себя описание лабораторных работ, содержание включенных в программу дисциплины практических занятий, а также дополнительные сведения, касающиеся методологии и технологии подготовки выпускной квалификационной работы бакалавра по направлению «Информатика и вычислительная техника»

Методические рекомендации рассмотрены на заседании кафедры «Вычислительные системы и информационная безопасность», протокол № фл5 от 17.01.2014 г

Алтайский государственный технический университет, 2014

2

4

ВВЕДЕНИЕ

Интенсификация технологических процессов на всех стадиях жизненного цикла продукции "исследование – проектирование – подготовка производства – производство" является характерной чертой современного мира. Ее причиной является широкое внедрение средств автоматизации интеллектуального труда и производственных процессов, а следствием – лавинообразный рост потока научно-технической информации, быстрая смена технологий, материалов, оборудования, инженерных решений.

Широкое внедрение автоматизированного проектирования технических средств, включая конструирование и технологическую подготовку производства, а также таких наукоемких продуктов, как программное обеспечение, предъявляет новые, повышенные требования к выпускнику вуза и в первую очередь – выпускнику направления «Информатика и вычислительная техника», поскольку именно информационные технологии и средства вычислительной техники во всем многообразии их проявления и составляют основу научно – технического прогресса.

Современное производство требует наличия у выпускника более обширных и глубоких знаний в области профессиональных компетенций. Он должен быстро и профессионально ориентироваться в отборе научной информации, уметь находить наиболее грамотные и рациональные инженерно – технические решения (технологические, конструктивные, организационные, экономические), уметь самостоятельно ставить и решать производственные, а зачастую и научно-технические вопросы.

Основным критерием, позволяющим определить наличие у выпускника вышеперечисленных способностей, является качество его выпускной квалификационной работы (ВКР), являющейся квинтэссенцией знаний, умений и навыков, полученных студентом в ходе освоения образовательной программы.

Именно научный, системный подход к подготовке и выполнению ВКР является основой обеспечения ее высокого качества. Поскольку требование наличия в работе элементов научной новизны не является обязательным для бакалаврской ВКР, целью настоящего курса является развитие у студента самостоятельности в постановке и решении задач, навыков систематизации в отборе информации, необходимой для их решения, а также навыков правильного оформления, представления и обработки полученных данных и результатов проделанной работы.

5

СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» И ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНОЙ РАБОТЫ

В АлтГТУ дисциплина «Основы научных исследований» (ОНИ) входит в общий цикл подготовки студента к практической работе в сфере профессиональной деятельности, включающий, помимо этой дисциплины, еще три учебных практики и этап выполнения ВКР. Данный цикл в рабочем учебном плане представлен следующим образом.

1-й этап: летняя двухнедельная практика после окончания первого курса. Предполагает, наряду с выполнением других заданий, подготовку реферата из Интернет – источников на тему, представляющую для студента наибольший интерес в сфере его будущей профессиональной деятельности.

2-й этап: 4-й семестр (весна второго курса). Включает 17 часов лабораторных работ и 19 часов самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине ОНИ и заканчивается зачетом. На этом этапе студент должен определиться с приблизительной тематикой своей будущей ВКР, ее возможным руководителем и приобрести навыки по оформлению пояснительной записки к ВКР. Этап завершается получением от руководителя конкретного задания на летнюю практику. Здесь и далее, если будут иметься проблемы с выбором конкретного руководителя студента по теме его будущей ВКР, функцию такого руководителя принимает на себя ведущий курс ОНИ преподаватель или преподаватель, отвечающий на кафедре за научную работу студентов.

3й этап: летняя двухнедельная практика после окончания второго курса. За время практики студент должен подготовить отчет, представляющий собой обзор состояния дел в предметной области своей будущей ВКР, и являющийся основой первого раздела пояснительной записки. На этом же этапе выполняется задание, полученное от будущего предполагаемого руководителя ВКР. Результаты выполнения этого задания тоже включаются в отчет по летней практике. Оценка, которую будущий руководитель выставит по данному отчету, будет во многом определять итоговую оценку по летней практике.

4-й этап: для наборов бакалавров до 2013 года это 5й семестр (осень третьего курса), а для наборов бакалавров с 2013 года – 6й семестр, то есть весна третьего курса. Включает 17 часов практических занятий – семинаров и 19 часов самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине ОНИ и заканчивается зачетом. На семинарах каждый из студентов должен выступить с подготовленной презентацией по теме летней учебной практики, в которой доложить о всех своих

6

результатах, полученных за время ее прохождения. Тем самым каждый студент, с одной стороны, приобретает опыт публичного выступления, учится отвечать на вопросы, задаваемые ему после выступления одногруппниками и ведущим занятия преподавателем, а с другой стороны – слушая других выступающих, расширяет свой кругозор в области будущей профессиональной деятельности, учится анализировать материал, быстро ориентироваться в новой предметной области и задавать вопросы из этой области. На данном этапе студент должен окончательно определиться с тематикой будущей ВКР с тем, чтобы четко представлять себе \круг задач, решаемых за время летней практики, что сделать можно только в результате тесного взаимодействия с будущим руководителем ВКР. Поэтому, как и во время предшествующей летней практики, в итоговом рейтинге зачета большой вес будет иметь оценка семестровой работы студента его руководителем.

5-й этап: летняя девятидневная практика после окончания третьего курса. За ее время студенту предстоит выполнить основную практическую часть своей будущей выпускной работы: написать программу, изготовить устройство, разработать проект и т.д. К сожалению, для квалифицированного решения поставленной задачи у студента может оказаться недостаточно знаний, умений и навыков, поскольку часть из необходимых для выполнения ВКР дисциплин читается уже после завершения практики на четвертом курсе. В таких случаях руководитель студента заранее договаривается с ведущим соответствующие дисциплины преподавателем о том, что студент будет изучать их в большей степени самостоятельно, экстерном, сдаст их до, или в самом начале чтения соответствующей дисциплины, и тем самым высвободит время, дополнительно потраченное на самостоятельное обучение дисциплины в летний период. Вообще, нужно отметить, что подобных проблем практически не возникает, поскольку руководителем ВКР, требующих дополнительного самостоятельного обучения каких-либо дисциплин, обычно выступает преподаватель, преподающий эти дисциплины.

6-й этап: 8-й семестр (весна четвертого курса). Включает 22 часа практических занятий – семинаров, 14 часов самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине ОНИ и заканчивается зачетом. По форме проведения данные семинары подобны семинарам, проводимым на четвертом этапе, но по содержанию отличаются от принципиально, поскольку 8-й семестр является последним, длится всего 11 недель, и последующего перед защитой времени (6 недель) явно недостаточно, чтобы подготовить полноценную работу, написать по ней пояснительную записку и еще потренироваться с представлением ее результатов.

7

Поэтому на семинарах в качестве тем докладов выбирается тематика ВКР, а сам доклад и сопровождающая его презентация готовятся так, как будто все результаты уже получены. Фактически такое выступление можно расценивать как хороший тренинг, представляющий по сути первую предзащиту работы. Это способствует как более четкому осмыслению студентом уже полученных им результатов за время летней практики и за время работы над темой ВКР в семестре, так и осознанию того, что еще предстоит сделать за оставшееся время по практической части, как лучше структурировать полученный материал, подать его в презентации и докладе.

Помимо выступления с докладом студент должен в начале семестра на втором занятии предоставить ведущему занятия преподавателю согласованный с руководителем план пояснительной записки, фактически являющийся ее развернутым содержанием. поскольку именно такой план позволит четко выстроить структуру выступления и выявит объем предстоящей работы. А конце семестра для получения зачета студент сдает реферат пояснительной записки, и распечатанную презентацию с выставленной на ней оценкой руководителя ВКР (к этому времени уже все руководители, равно как и темы ВКР, становятся официально закрепленными за студентами приказом по вузу).

Далее, после завершения последнего учебного семестра, начинается длящийся 6 – недель период завершения выполнения ВКР и написания пояснительной записки, и далее – двухнедельный период их предварительной защиты и защиты на заседаниях государственной экзаменационной комиссии (ГЭК). Более подробно данный этап рассмотрен в

[1].

Таким образом, подводя итог, можно сказать, что студент должен начинать думать о своей будущей ВКР и выполнять конкретные практические шаги по ее реализации, начиная с первого этапа и далее до конца обучения. Поскольку из всех вышеописанных этапов только на втором четко регламентируется тема каждого занятия, представляющего собой защиту лабораторных работ, остановимся на этих работах более подробно.

8

ОБЩАЯ СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Как было описано в предыдущем разделе, чем раньше студент определится с темой своей будущей ВКР, тем больше у него появляется шансов выполнить ее на высоком инженерно-техническом уровне. Для этого студент должен как можно раньше определиться с тем, какая из сфер будущей профессиональной деятельности является для него более предпочтительной, где он может в наибольшей степени проявить свои способности и чем ему хотелось бы продолжить заниматься впоследствии после завершения обучения в вузе. Определение тематики ВКР будет дополнительно способствовать и лучшему усвоению хотя бы части связанных с темой ВКР дисциплин, входящих в курс обучения, поскольку весь преподаваемый материал будет оцениваться с позиций возможности его применения в будущей работе. Достаточно подробно вопросы, связанные с выбором темы ВКР, рассмотрены в [1], поэтому здесь можно лишь отметить, что основными объектами ВКР в соответствии c федеральным государственным стандартом [2] могут являться:

-вычислительные машины, комплексы, системы и сети;

-автоматизированные системы обработки информации и управления;

-системы автоматизированного проектирования и информационной поддержки жизненного цикла промышленных изделий;

-программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем (программы, программные комплексы и системы);

-математическое, информационное, техническое, лингвистическое, программное, эргономическое, организационное и правовое обеспечение перечисленных систем.

Вприложении А дан развернутый перечень тематической направленности ВКР как в разрезе вышеперечисленных видов объектов, так и в разрезе их практической направленности, а в приложении Б в качестве примера приведены примеры конкретных тем ВКР для бакалавриата и специалитета по ряду из вышеуказанных направлений.

После выбора общего направления необходимо определиться с выбором руководителя работы из числа преподавателей выпускающей кафедры. Руководитель должен помочь конкретизировать тему, определиться с ее возможным (или вполне определенным) заказчиком и

9

далее курировать и направлять работу студента вплоть до защиты ВКР на заседании ГЭК.

Однако, правильно выбрать тему и руководителя недостаточно для того, чтобы обеспечить высокое качество выполнения ВКР.

Принципиальным отличием хорошей ВКР от типовых курсовых работ и проектов является то, что, в отличие от них, в такой работе обязательно должен присутствовать элемент технической новизны. Это означает, что содержащиеся в работе решения не должны являться простой суммой известных решений, получаемых по известным инженерным методикам, и дающим конечный результат, равный сумме результатов от использования известных решений. Желательно, чтобы получаемый в ходе выполнения ВКР конечный продукт, будь то программа, технический проект, аппаратное или программно-аппаратное решение отличались от известных применением в них каких – либо новых, нетиповых решений, подходов или компонентов. Например, программа может содержать новый алгоритм, интерфейс, набор входных или выходных данных. В аппаратных комплексах, как и в программах, также может присутствовать новый метод функционирования или обработки данных. Кроме того, в них можно применять новую, современную компонентную базу, конструкцию, технологию, топологию и т.д., не использованную до этого для решения аналогичных или подобных задач. При этом важно учесть еще и то, что новый подход должен обеспечить и новый положительный эффект. Это может быть удешевление разработки, снижение энергопотребления, повышение быстродействия, упрощение эксплуатации, расширение функциональных возможностей и т.д.

Для того, чтобы оценить, насколько ВКР представляет интерес в научном, инженерном и практическом плане, необходимо провести сбор и анализ информации о состоянии дел в изучаемой области. Это очень важная и ответственная часть исследований. Аналитический обзор является необъемлемой частью как научной работы, так и ВКР, и обычно составляет основу содержания первого раздела как отчета по научной работе, так и пояснительной записки к ВКР [1]. Нередки случаи, когда такой анализ приводит к нецелесообразности дальнейшего проведения работ, поскольку подобные работы уже выполнены кем-то другим. Бывает и наоборот, когда анализ текущего положения дел, существующих методов расчета и проектирования, лежащих в их основе моделей, а также присутствующих на рынке программно-аппаратных средств, применяемых для решения подобных задач, наводят человека на новые идеи и подходы, отсутствующие в известных решениях.

10