Методические основы подготовки научно-квалификационной работы (диссертации) по строительным наукам. Учебное пособие

или программами по решению важнейших научно-технических проблем народного хозяйства страны или отдельных отраслей. При наличии такой связи приводятся наименование конкретной программы или подпрограммы, их шифры, государственный регистрационный номер темы исследования, а также уровень внедрения результатов диссертации.

Формулировка актуальности должна быть четкой и конкретной. Освещение актуальности не должно быть многословным. Следует несколькими предложениями назвать главное — суть проблемы или научного задания.

Актуальность базируется на необходимости разрешить противоречие, возникшее на практике: что-то нужно сделать (построить, решить, разработать и т.д.), но нечем (нет инструмента, метода, технологии и т.п.).

3.2. Критерии и формы научной новизны

Новизна является важнейшим критерием научного исследования, вопрос новизны — одним из наиболее дискутируемых и сложных как при защите диссертации, так и при опубликовании статьи. Одни эксперты (члены специализированного совета, члены редколлегии) считают полученный результат новым, другие — давно известным. При этом они опираются на свой личный опыт, который при возрастающем числе работ и расширении тематики исследований становится все менее надежным. Поэтому каждый соискатель должен уметь определить новизну своего научного результата. Наиболее частые ошибки, которые допускают при этом соискатели, следующие:

–новизна подменяется актуальностью темы, ее практической

итеоретической значимостью;

–в работах утверждается, что данный вопрос не изучен, что он важен для практики, что тема в конкретных условиях не рассматривалась;

–выводы по главам носят констатирующий характер и представляют собой самоочевидные утверждения, с которыми действительно нельзя спорить;

31

– нет связи между полученными ранее и новыми результатами (нет преемственности).

По месту полученных знаний в ряде известных научных данных можно выделить три уровня новизны [16]:

а) преобразование известных данных, коренное их изменение; б) расширение, дополнение известных данных; в) уточнение, конкретизация известных данных, распростране-

ние известных результатов на новый класс объектов, систем. Уровень преобразования характеризуется принципиально но-

выми в данной области знаниями, которые не дополняют известные положения, а представляют нечто самостоятельное. Самопроверку этого уровня можно осуществить, задав себе вопрос: «Неужели, никто и никогда эту задачу не решал?» На уровне преобразования существенно важно различать два варианта новизны: дискуссион- но-гипотетическую и общепризнанную. В первом случае новые результаты еще не вполне доказательны, не имеют достаточных всесторонних конкретизаций и нередко встречают противодействие, поскольку зачастую сами факты не поддаются новаторскому научному объяснению. Поэтому остается сомнение в справедливости данных научных идей.

На уровне дополнения новый результат расширяет известные теоретические или практические положения, вносит в них новые элементы, дополняет познания в данной области без изменения их сути.

На уровне конкретизации новый результат уточняет известное, конкретизирует отдельные положения, касающиеся частных случаев. На этом уровне известный метод (способ) может быть развит и распространен на новый класс объектов, систем, явлений.

Приведем некоторые выражения, которые можно использовать при формулировке научной новизны:

–впервые формализовано...;

–разработан новый метод <...>, отличающийся от…;

–исследовано поведение <...> и показано...;

–доработан (известный) метод <...> в части <...> и распространен на новый класс систем;

–создана концепция, обобщающая <...> и развивающая...;

32

–исследован новый эффект...;

–разработана новая система <...> с использованием известного принципа...;

–адаптирована методика <…> к решению задач и т.п.

3.3. Формы и уровень новизны научного результата

Для уровней новизны (дополнение и конкретизация) соискателю следует очень точно установить отличия своего научного результата от ранее опубликованных. С этой целью, по аналогии с новизной объектов изобретения [10], введем понятие признак новизны. Под этим понятием будем понимать отличие одного научного результата от другого (известного), характеризующее объект исследования со стороны:

–структуры;

–взаимоположения, взаимосвязи (элементов, операции);

–формы, режимов, параметров;

–соотношений, последовательности, материала.

Описание новых признаков в научном результате в виде определенных форм новизны необходимо для установления вклада автора в науку.

Можно выделить следующие формы новизны научного результата для уровней «дополнение» и «конкретизация».

1.Частично новое сочетание признаков (было А + Ш, стало

О+ Т).

2.Введение новых признаков (было А + Ш, стало А + Ш + + О + Т).

3.Замена части признаков новыми (было А + Ш + О + Т, стало А + Ш + О + Д).

4.Использование более конкретного признака в качестве общепринятого (было А + Ш + О + Т, стало А + Ш + О + T′, где T′= T1′+

+T2

5.Новое взаимоположение признаков (было А + Ш + О + Т,′ + ′).

стало А + О + Ш + Т).

6.Новый тип связи и взаимодействия между признаками (было

А– Ш, А – О, А – Т, стало А – Ш – (–О, –Т)).

33

7.Совместное использование применявшихся ранее порознь признаков в виде нового сочетания (было Х = А + Ш, Y = О + Т, стало Z = A + Ш + О + Т).

8.Новая форма (структура) признака (было А + Ш + О + Т, стало а + Ш + О + Т).

9.Новое количественное соотношение признаков (было А +

+Ш + О + Т, стало mА + nШ + qО + kТ).

10.Использование известной аппаратуры, метода, модели, ранее не применяемых для этих целей.

Когда научный результат получен (опубликован) впервые, он обладает так называемой общемировой новизной. К новым научным результатам диссертаций предъявляются требования именно общемировой новизны, т.е. экспертиза новизны защищаемых научных результатов диссертационных исследований проводится по всем существующим официальным публикациям как отечественным, так и зарубежным. Поэтому в практике подготовки и экспертизы диссертаций при дальнейшем изложении под новым научным результатом диссертационной работы понимается результат, имеющий общемировую новизну [8]. С этих позиций возможность обнаружить полученный самостоятельно соискателем и неопубликованный им результат в публикации какого-либо другoгo автора представляет для диссертанта определенный риск, так как в данном случае предполагаемая новизна результата автоматически перечеркивается. Поэтому вполне естественным и даже необходимым, заслуживающим признания, является стремление соискателя найти и использовать первую же возможность как можно быстрее опубликовать полученный научный результат, если он оценивается автором и научным руководителем как новый. Здесь уместно напомнить девиз, которым руководствовался в этом плане знаменитый английский физик Майкл Фарадей в своей научно-экспери- ментальной деятельности: “То work, to finish, to publish”, что по смыслу значит «Работать, завершать, публиковать».

Новый научный результат становится известным после его опубликования, однако у автора сохраняется приоритет: данный научный результат для него признается новым навсегда; он может представляться и защищаться автором как обладающий прежней

34

степенью новизны в любое последующее время после опубликования. Признаком, подтверждающим новизну, является отсутствие соответствующего научного результата в более ранних по времени публикациях других авторов.

Одним из основных способов получения новых научных результатов является научное обобщение.

Научное (в более узком смысле — теоретическое) обобщение — получение научных результатов, являющихся более общим по отношению к ранее известным. Теоретическое обобщение не сводится к обзору, простому суммированию имеющихся знаний, а представляет собой выход на качественно новый уровень знаний, когда известные научные результаты и научные положения (например ранее полученные модели, аналитические соотношения, выводы и рекомендации) оказываются частными случаями вновь предлагаемых более общих.

3.4. Требования к научным результатам, являющимся вкладом в науку

Чтобы тот или иной теоретический или практический результат научной деятельности был признан вкладом в науку, он должен удовлетворять трем основным требованиям:

–иметь общемировую новизну;

–быть достоверным;

–обладать научной значимостью.

Названные требования заслуживают некоторых пояснений. Первое требование — общемировая новизна. Вообще говоря,

любой новый научный результат, если он действительно для коголибо новый, вполне может считаться вкладом в практику и (или) науку. Однако не обладающий общемировой новизной даже сугубо теоретический результат, полученный на самом высоком научном уровне, вне зависимости от eгo значимости не считается вкладом в науку и может претендовать лишь на роль вклада в практику.

Второе требование, предъявляемое к новому научному результату с тем, чтобы он мог расцениваться как вклад в науку, — достоверность, которая должна быть корректно оценена либо убедительно доказана.

35

Третье требование — наличие действительно научной значимости — требует особо подробного пояснения. Дело в том, что среди новых научных результатов, представляющих собой вклад в науку и практику, следует видеть те, которые по своему содержанию имеют лишь конкретное практическое значение, т.е. являются прямым вкладом в практику рассматриваемой предметной области, и в силу этого никак не могут быть признаны вкладом в науку.

Отличие научного результата, являющегося вкладом в науку, от результата, являющегося вкладом в практику, обнаруживается довольно четко по ответу на вопрос: «На использование какой категории лиц ориентирован полученный результат — научных работников и специалистов-практиков или он годится только для специ- алистов-практиков?»

Редко встречаются ситуации, когда возникает сомнение в ответе на такой вопрос.

Для научных результатов, являющихся вкладом в науку, характерна довольно высокая степень обобщения (собирательности), а иногда и абстрактности (отвлеченности). Чем для большего количества разнообразных объектов годится тот или иной новый вывод, тем он ценней для науки.

Итак, при оценке диссертаций:

–к новым научным результатам с полным основанием должны быть отнесены обладающие общемировой новизной, корректно обоснованные результаты методического характера — новые методики, методы и другие новые элементы научно-методического аппарата, а также впервые полученные диссертантом на их основе при тех или иных конкретных исходных данных корректно обоснованные ранее неизвестные результаты — научные факты, выводы, рекомендации;

–к новым результатам не могут быть отнесены научные результаты, полученные таким же образом (с помощью тех же методов и методик), как это описано в известных публикациях (когда изменения произошли лишь только за счет использования новых значений исходных данных).

Отсюда возникает более общий вывод: новые научные результаты на уровне вклада в науку могут быть получены исключительно

36

за счет внесения элементов общемировой новизны в методику (метод) исследования (разработки). Именно поэтому среди результатов, являющихся вкладом в науку, результаты, заключающиеся в развитии научно-методического аппарата, и в первую очередь в развитии методов науки и методик исследования, или, иначе говоря, результаты методического характера, заслуживают особого признания.

При изложении результатов, являющихся вкладом в науку, типичны такие слова и выражения, как:

–теория, методология, теоретические (методические, методологические) основы (положения);

–научный (научно-методический, методический, математический) аппарат (подход, метод, методика) обоснования (анализа, оценки, формализации, синтеза, построения, оптимизации, прогнозирования);

–теоретическое (теоретико-экспериментальное, математическое, количественное) обоснование (доказательство);

–закономерность, принцип, правило, гипотеза, постановка задачи;

–формализованное (математическое) описание, математическая модель;

–математические предложения (соотношения), аксиома, теорема, лемма, формула (формульное соотношение), математическая зависимость;

–рациональный (оптимальный) способ (подход, прием, метод, методика);

–обоснованный вывод (рекомендация, предложение);

–установленный эффект и пр.

3.5. Достоверность научных результатов и практической значимости диссертации

Научный результат базируется на достоверности. В Положении о присуждении ученых степеней по требованию достоверности записано: «Предложенные автором новые пути решения проблем должны быть строго аргументированы и практически оценены по сравнению с известными решениями...» [17]. При публичной за-

37

щите обстоятельному анализу подвергаются достоверность и обоснованность всех выводов и рекомендаций научного и практического характера, содержащихся в диссертации.

Официальный оппонент обязан в своем отзыве установить степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, их достоверность и новизну. Таким образом, достоверность не есть степень научной обоснованности результата. Как же разделить эти понятия?

Достоверность, т.е. достаточная верность, — это доказательство того, что названный результат (закон, закономерность, совокупность фактов, возможность и т.д.) выполняется всегда для названного класса объектов при названных условиях.

Обоснованность научного результата — это наличие убедительного доказательства его достоверности.

Методы доказательства достоверности можно объединить в три группы:

–аналитические;

–экспериментальные;

–подтверждения практикой.

Аналитические методы самые убедительные. Их смысл — доказательство результата (теоремы, формулы, закона) путем математических преобразований. Методы используются тогда, когда соискателю удается построить математическую модель исследуемого явления, например описать напряженно-деформированное состояние конструкции, выразить нагрев тела и перенос тепла через тригонометрические ряды, изменение прочности, механизм разрушения, новый метод оптимизационного поиска и т.д.

Суть экспериментальных методов проверки достоверности состоит в воспроизводстве на физической, численной или аналоговой модели исследуемого явления и сравнении теоретических и экспериментальных результатов. При этом всегда возникает: вопрос погрешностей, учета реальных условий и числа опытов при подтверждении научного результата практикой; необходимость совпадения выведенных в теории положений с явлениями, наблюдаемыми в практических ситуациях.

38

Достоверность и обоснованность научных результатов исследований обеспечиваются:

–учетом представительного количества факторов, влияющих на решение научной задачи;

–использованием исходных данных, полученных из практики,

атакже на полунатурных моделях и апробированных математических (или физических) моделях;

–обоснованным выбором основных допущений и ограничений, принятых в качестве исходных при формулировании постановок научных задач;

–использованием современного, апробированного научно-ме- тодического (математического) аппарата, корректным выбором используемых общих и частных показателей и критериев, а также применяемых и разрабатываемых математических моделей;

–сочетанием теоретических исследований с достаточно большим объемом экспериментальных исследований.

Достоверность и обоснованность подтверждаются:

–результатами математического и (или) физического моделирования, данными лабораторных экспериментов, натурных (полунатурных) испытаний;

–высокой сходимостью теоретически (аналитически) полученных результатов с экспериментальными данными, а также с результатами натурных испытаний и (или) практического внедрения;

–сходимостью результатов моделирования с имеющимися экспериментальными данными;

–получением из вновь разработанных общих научных положений (выводов, рекомендаций, моделей, зависимостей и т.п.) широко известных частных научных результатов;

–результатами опытно-конструкторских разработок, опытом практического внедрения предложений;

–результатами испытаний (полигонных, полевых и др.) предлагаемых технических и организационных решений;

–тем, что полученные результаты имеют ясную физическую трактовку и не противоречат известным (опубликованным) данным.

39

Научный результат обосновывается его практической значимостью.

Еще раз напомним, что «Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук является законченной научно-исследователь- ской работой <...>, имеющей существенное значение для соответствующей отрасли знаний» [17].

В отзыве ведущей организации устанавливается значимость для науки и народного хозяйства полученных автором диссертации результатов.

«Оппонент оценивает выводы соискателя с позиции значимости его работы для науки и практики и указывает возможные конкретные пути использования результатов исследования» [18].

Практическое значение полученных результатов выражается тем, что в диссертации, имеющей теоретическое значение, следует привести сведения про научное использование результатов исследований или рекомендации по их использованию, а в диссертации, имеющей прикладное значение, — сведения о практическом применении полученных результатов или рекомендации по их использованию.

Следует обратить внимание на то, что, определяя практическую ценность полученных результатов, необходимо подать информацию о степени готовности к использованию или о масштабах использования.

3.6.Рекомендации по практическому применению

ивнедрению результатов исследований

Внедрять можно все теоретические и практические результаты исследования, которые могут иметь самостоятельное значение. Предметом внедрения могут быть модель, метод, способ, технология, алгоритм, программа, методика и т.д. Для каждой специальности желательно заранее продумать возможные формы использования результатов диссертации.

Эти разнообразные примеры приведены для того, чтобы показать соискателю широкие возможности внедрения результатов диссертаций.

40