- •Системное и критическое мышление
- •Системное мышление
- •Критическое мышление
- •Современные проблемы развития науки, техники и технологии в области химической технологии
- •Современные проблемы науки
- •Методология научных исследований и проектирования в химической технологии Введение в науку и методологию
- •Исторический контекст развития научной мысли
- •Методология научных исследований
- •Подготовительный этап исследования
- •Разработка рабочей программы и плана исследования:
- •Этап эксперимента и его организация
- •Ключевые этапы планирования эксперимента:
- •Работа с информацией
- •Важные терминологические и этические замечания
- •Цифровые и инструментальные методы научных исследований в химии и химической технологии Цифровые технологии (цт) в науке: основные понятия
- •Основные направления применения цт в научных исследованиях
- •Цифровые технологии на этапе сбора и предварительной обработки информации
- •Информационные технологии в теоретических исследованиях
- •Цифровые технологии в научном эксперименте
- •Цифровые технологии в научном эксперименте и обработке результатов научных исследований
- •1. Этапы научного исследования и роль цифровых технологий
- •1.2. Этап эксперимента
- •3. Цифровые технологии в оформлении результатов научного исследования
- •Современные нефтегазохимические производства продуктов основного органического и нефтехимического синтеза Взаимосвязь цен на мономеры и полимеры
- •Энергетический переход и его влияние на отрасль
- •Прогноз динамики рынка полимеров и каучуков к 2030 г.
- •Кадровый вызов: «Кадровый голод к 2030 г. В России»
- •Макроэкономический контекст: падение ввп и рост инфляции
Цифровые технологии на этапе сбора и предварительной обработки информации
Цели этапа:
Поиск и анализ существующей научной информации.
Систематизация и хранение данных.
Первичная обработка (фильтрация, сортировка, статистический анализ).
Научные документы (источники информации):
Первичные (оригинальные работы): статьи в журналах, отчёты, диссертации, патенты.
Вторичные (результаты анализа первичных): обзоры, монографии, реферативные журналы.
Третичные (указатели на вторичные): библиографические базы данных, каталоги.
Информационные системы:
Экспертные системы (ЭС) – компьютерные системы, имитирующие принятие решений человеком-экспертом в определенной предметной области.
Информационно-поисковые системы (ИПС):
Документальные – поиск по реквизитам документов (автор, название, ключевые слова). (Пример: Google Scholar, eLibrary).
Фактографические – поиск конкретных фактов и данных (числовые данные, свойства веществ). (Пример: базы данных по термодинамическим свойствам, спектрам).
Информационно-логические – отвечают на запросы путём логического вывода на основе хранимой в системе информации (более сложные, чем фактографические).
Программы для автоматизации обработки данных: табличные процессоры (Microsoft Excel, Google Sheets), системы статистического анализа (Origin, SPSS, R, Python с библиотеками Pandas, NumPy).
Информационные технологии в теоретических исследованиях
Исследовательская работа включает:
Постановка задачи.
Разработка математической модели изучаемого процесса или объекта.
Вычислительный эксперимент – проведение расчетов на основе модели с помощью программного обеспечения (например, квантово-химические расчёты в Gaussian, ORCA; химико-технологическое моделирование в Aspen Plus, COMSOL).
Анализ результатов вычислений, уточнение модели.
Цифровые технологии в научном эксперименте
Задачи, решаемые ЦТ на экспериментальном этапе:
Наблюдение за процессом в реальном времени с помощью датчиков и видеорегистраторов.
Управление установкой (подача реагентов, контроль температуры, давления).
Автоматизированный сбор данных (аналого-цифровые преобразователи, интерфейсы типа LabVIEW).
Первичная обработка сигналов (фильтрация шумов, усреднение).
Этапы экспериментального исследования:
Подготовка:
Планирование эксперимента (статистические методы, ПО для планирования).
Настройка и калибровка аппаратуры.
Разработка программного обеспечения для управления экспериментом.
Проведение эксперимента (автоматизированный сбор данных).
Обработка и интерпретация результатов (использование специализированного ПО для анализа).
Цифровые технологии в научном эксперименте и обработке результатов научных исследований
Современная наука, и химическая технология в частности, немыслима без применения цифровых технологий. Они кардинально преобразовали все этапы научного исследования: от постановки задачи до представления миру готового результата.