Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методология, планирование и обработка результатов эксперимента в научных исследованиях. Учебно-методическое пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Донбасская национальная академия строительства и
архитектуры»
Кафедра технологий строительных конструкций,
изделий и материалов
Т.П. Киценко, С.В. Лахтарина, Е.В. Егорова
МЕТОДОЛОГИЯ, ПЛАНИРОВАНИЕ И
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
учебно-методическое пособие
Макеевка ДонНАСА - 2020
2
УДК 691: 001.8
ББК 38.3в6
К 46
Рекомендовано к изданию советом строительного факультета
Государственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Донбасская национальная академия строительства и
архитектуры» 24 декабря 2019 г., протокол №5
Рецензенты:
В.И. Братчун, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автомобильных дорог и аэродромов ГОУ ВПО «ДОННАСА»;
А.М. Югов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологий и организации строительства ГОУ ВПО «ДОННАСА».
К 46 Методология, планирование и обработка результатов эксперимента в
научных исследованиях: учебно-методическое пособие / Т.П. Киценко,
С.В. Лахтарина, Е.В. Егорова. – Макеевка: ГОУ ВПО «ДОННАСА» 2020 – 69 с.
Изложены основы методологии и методов научного исследования, обработки и анализа полученных результатов, методов оптимизации процессов, рассмотрены различные уровни научного познания. Указания помогут приобрести
навыки в обработке результатов экспериментов, поставленных по одному из
методов теории планирования эксперимента: построение математической модели зависимости изучаемого параметра от влияющих на него факторов, проверка полученной модели на адекватность и ее анализ. Содержатся вопросы для
самопроверки и литература.
УДК 691: 001.8
ББК 38.3в6
© Киценко Т.П. 2020
© ГОУ ВПО «ДОННАСА», 2020
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
4
1. Занятие №1. Методология и методы научных исследований.
5
2. Занятие №2. Организация проведения научного исследования.
12
3. Занятие №3. Планирование и обработка результатов
эксперимента.
23
4. Занятие №4. Оптимизация методом «крутое восхождение»
41
5. Занятие №5. Общие требования и правила оформления
результатов научно-исследовательской работы.
48
5. Литература
62
ПРИЛОЖЕНИЕ А
65
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
67
ПРИЛОЖЕНИЕ В
68
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
69
‘
4
ВВЕДЕНИЕ
Строительная отрасль, в настоящий момент нуждается в высококвалифицированных специалистах, имеющих хорошую профессиональную подготовку,
которые способны к самостоятельной научной и творческой работе. Эти специалисты должны не только хорошо ориентироваться в профессиональной номенклатуре строительных материалов и изделий, знать технологические особенности их производства, но также на основании научных исследований, уметь
обосновывать внедрение новых составов и технологий в производственный
процесс. Поэтому в данном учебно-методическом пособии сформированы системные представления о методах научных исследований, развитии навыков
аналитического мышления, обучении основам организации и проведения научно- исследовательской работы, анализа полученых экспериментальных данных,
подготовке магистрантов к ведению научного исследования, результатом которого является написание квалификационной научной работы, направленной на
решение актуальных задач для строительной отрасли.
Данный курс изучает методологию и методы теоретического исследования, вопросы организации проведения научного исследования, построение плана эксперимента. При изучении курса студенты должны научиться производить
поиск, накопление и обработку научной информации, а также проводить, обрабатывать и оформлять результаты экспериментальных исследований.
Учебно-методическое пособие разработано на основании учебного плана
подготовки магистров по направлению 08.04.01 «Строительство» программа
подготовки «Перспективные строительные материалы, изделия, конструкции и
технологии их производства».
5
ЗАНЯТИЕ №1.
Функции науки
Познавательная
Культурно-
ние культуры человека
Практическая
МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Цель. Изучить основные общие понятия методологии и методов научных исследований, научиться использовать различные методы исследований при проведении научных экспериментов.
1. Определение функции и принципов науки
Основная функция науки – познание объективного мира и раскрытие его
закономерностей, которые выражены абстрактными понятиями и схемами и
точно соответствуют действительности.
Удовлетворение потребностей людей в познании законов природы и общества
воспитательная
Развитие и формирова-
Усовершенствование
производства и системы общественных отношений
Рисунок 1.1 – Понятие функции науки
Наука выполняет три группы социальных функций:
- культурно-мировоззренческие;
- функции науки как непосредственной производительной силы;
- ее функции как социальной силы.
Основные проблемы мировоззрения: строение мироздания, возникновение
Вселенной, возникновение жизни и разума. В начальный период своего развития наука не оказывала существенного влияния на практику, а в настоящее
время наука стала производительной силой, основой научно-технического прогресса. Роль науки в качестве социальной силы заключается в том, что она
непосредственно включается в процессы социального развития. Так, методы и
данные науки используются для разработки программ социального и экономи-
6
ческого развития. Наука сегодня позволяет использовать новые подходы в решении энергетической проблемы, энергии воды и ветра, солнечной энергии.
Например, сама идея создания искусственного интеллекта появилась давно, но
только в ХХ столетии ее начали приводить в исполнение. Современные компьютеры представляют одно из самых значительных достижений человеческой
мысли, влияние которого на развитие научно-технического прогресса трудно
переоценить. Компьютеры теперь входят в жизнь каждого человека.
Важной формой знаний являются принципы (постулаты), аксиомы. Под
принципом понимают исходные положения какой-либо отрасли науки. Они являются начальной формой систематизации знаний (аксиомы евклидовой геометрии, постулат Бора в квантовой механике и т. д.).
Важнейшим составным звеном в системе научных знаний являются научные законы, отражающие наиболее существенные, устойчивые, повторяющиеся
объективные внутренние связи в природе, обществе и мышлении. Обычно законы выступают в форме определенного соотношения понятий, категорий.
2. Классификация научных исследований
Научное исследование – процесс изучения определенного объекта (предмета или явления) с целью установления закономерностей его возникновения,
развития и превращения для рационального использования в практической деятельности.
Цель научного исследования – определение конкретного объекта и всестороннее достоверное изучение его структуры, характеристик с целью получения
и внедрения в практику полезных для человека результатов.
Объект исследования – то, на что направлена познавательная деятельность
исследователя.
Предмет исследования – исследовательская работа с целью выявления отношений объекта, методы и способы в процессе работы в любой сфере деятельности.
Исследования бывают эмпирические (натуральные и искусственные) и
теоретические.
7
Задача исследования – определить факторы, которые влияют на объект ис-
Научные исследования
Теоретические
исследования
(фундаментальные)
Прикладные
исследования
(кратковременные)
бюджетные или
хозяйственно
договорные
исследовательско-
конструкторские
работы
проектнотехнологические
работы
следования, выделить из них существенные (главные) и сосредоточить на них
внимание.
Классификация научных исследований представлена на рисунке 1.2. Виды
научных исследований разделяют на теоретические и прикладные исследования.
Теоретические (фундаментальных) (от лат. fundamentum) основание зда-
ния, машины или основа, опора). Задачей фундаментальных исследований является познание законов, действующих в природе и обществе.
Цель теоретических (фундаментальных) исследований – расширение и получение более глубоких знаний о законах природы и общества. Они направлены на создание новых принципов и ориентированы на раскрытие сущности того, что изучается, и идут по принципу – от абстрактного к конкретному.
Рисунок 1.2 – Классификация научных исследований
основе которых совершенствуются условия труда, разрабатываются способы
производства и организации работ.
Прикладные исследования – направлены на создание новых методов, на
3. Понятие методологии научных исследований
8
Любое научное исследование (объяснение характера тех или иных процес-
М
совокупность познавательных способов,
методов, приемов
наука о методах исследования
совокупность методов, способов, приемов, их определенная последовательность, которая принята при разработке научного исследования
схема, план, решение поставленной научноисследовательской задачи
сов действительности) опирается на определенные научные методы.
Метод (от греч. methodos – исследование) – это форма практического и
теоретического познания действительности соответственно законам динамики
исследуемого объекта. Это способ изучения, явлений, планомерный путь научного познания и установление истины.
Научный метод исследования – это прием или система способов изучения
и познания определенного объекта или явления.
Методология как учение о научных методах исследования является разде-
лом теории познания и базируется на определенных философских концепциях.
Методологию можно представить следующим образом (рисунок 1.3). Методологию подразделяют на общую и частную.
е
т
о
д
о
л
о
г
и
я
Рис. 3. Составляющие методологии
Рисунок 1.3 – Понятие методологии
Общая методология – это принципы материалистической диалектики, ко-
торая исследует законы развития научного знания в общем.
Частная методология – базируется на законах отдельных наук, особенно-
стях познания конкретных процессов и опирается как на теоретические обобщения, принципы, так и на соответствующие методы исследования.
Составляющие методологического знания:
1. Общеметодологические и общенаучные законы и закономерности, а
9
также положения и требования к определенному виду деятельности, которые
Методологические основы
Общее
Специфическое
Элементы методологии как
Теория
Прикладная часть
вытекают из них.
2. Наиболее общие и сущностные законы и закономерности данной
отрасли науки и вытекающие из них требования к определенному виду
деятельности.
3. Принципы и методы исследований, характерные для данной отрасли
знаний и определенного вида деятельности.
Методология науки изучает научное знание и научную деятельность.
отрасли науки
Рисунок 1.4 – Составляющие элементы методологии отрасли науки.
В методологии можно выделить два уровня познания – эмпирический и
теоретический.
Эмпирический – наблюдения и эксперимент, а также группировка,
классификация и описание результатов эксперимента.
Теоретический – создание, развитие и сопоставление научных гипотез и
теорий, формулирование законов и выведение из них логических последствий.
Выполнение научного исследования неразрывно связано с его методологией,
т.е. с исходными руководящими принципами его развития. В конечном счете
методология – это совокупность методов, способов, приемов, их определенная
последовательность, схема, принятая при разработке научного исследования.
Сущность элементов методологии отрасли науки представлена на
рисунке 1.5.
10
Общее
то, что присуще развитию любых социально-
Специфическое
то, что присуще только явлениям данной отрасли знаний
выходные положения и методологический аппарат науки
научные факты, идеи, гипотезы, законы
Методологические основы
Теория
Прикладная
часть
принципы, правила, рекомендации, советы, типовые ме-
тодики в виде конкретных советов для практической де-
ятельности
Рисунок 1.5 – Сущность элементов методологии отрасли науки
Также методология изучает следующие проблемы: описание и анализ
научного исследования, анализ языка науки, исследовательских принципов,
подходов и концепций, выявление сферы применения отдельных процедур и
методов.
4. Методы научных исследований
Метод – это совокупность приемов или операций практического или
теоретического освоения действительности, подчиненных решению конкретной
задачи.
С точки зрения диалектического материализма различают всеобщие,
общенаучные и научные (или специальные) методы изучения действительности
(рисунок 1.6).
Научный метод исследования – это прием или система способов
исследования и познания определенного объекта или явления.
Всеобщий метод научного исследования – это материалистическая
диалектика. Она определяет сущность исследования, его отношение к
изучаемому объекту.
Научные (специальные) методы используют при решении специфических
задач, присущих конкретной отрасли. Развитие науки происходит на основе
широкого использования общенаучных методов. Часть из них применяется при
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]