Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы научных исследований при разработке энерго- и ресурсосберегающих процессов в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

1 / 181 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА

В. М. Юрк

ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЭНЕРГО-

И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ

В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ,

НЕФТЕХИМИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ

Учебное пособие

Рекомендовано методическим советом

Уральского федерального университета в качестве учебного пособия

для студентов вуза, обучающихся по направлениям подготовки

18.03.01, 18.04.01 «Химическая технология»,

18.03.02, 18.04.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

Екатеринбург

Издательство Уральского университета

2023

УДК 620.9(66.02:665.6=7:602)(075.8) ББК 31.19(65.305.3+65.305.14+30.6)я73 Ю65

Р е ц е н з е н т ы:

углекоксовый отдел

Восточного научно-исследовательского углехимического института

(заведующий отделом кандидат технических наук А. Я. Еремин);

Е. И. Андрейков, доктор химических наук, профессор

(Институт органического синтеза УрО РАН);

Ю. Л. Юрьев, доктор технических наук, профессор

(Уральский государственный лесотехнический университет)

Юрк, В. М.

Ю65

Основы научных исследований при разработке энерго- и ресурсосберегающих процессов в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии : учебное пособие / В. М. Юрк ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский федеральный университет. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2023. – 172 с. : ил. – 30 экз. – ISBN 978-5-7996-3663-0. – Текст : непосредственный.

ISBN 978-5-7996-3663-0

В учебном пособии даны основы организации исследовательской работы студентов: раскрыты основные определения и понятия, приведены правила эффективного информационного поиска, показаны структура и алгоритм выполнения исследовательских работ, обработка и представление результатов исследований, включая элементы математической статистики. Даны практические рекомендации по проведению и организации каждого этапа исследовательской деятельности.

Для студентов, изучающих дисциплины «Основы научных исследований при проведении природоохранных работ», «Научные исследования и проектирование», «Основы научных исследований». Будет полезно при написании дипломных работ и магистерских диссертаций.

УДК 620.9(66.02:665.6=7:602)(075.8) ББК 31.19(65.305.3+65.305.14+30.6)я73

ISB N 97 8-5-7996-3663-0

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ............................................................................................................ 5

Введение ................................................................................................................... 6

1. ПОНЯТИЕ НАУКИ И НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ........................... 8

1.1. Цели и задачи науки в современном мире ............................................ 8

1.2. Понятие научного знания. Лженаука ..................................................... 11

1.3. Экономика знаний ..................................................................................... 13

2. СТРУКТУРА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ................... 18

2.1. Классификация НИР ................................................................................. 18

2.2. Структура и этапы выполнения НИР ..................................................... 24

2.3. Научная проблема, научное направление и научная тема ............... 26

2.4. Методология планирования НИР ............................................................ 31

3. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК ................................................................... 34

3.1. Современные проблемы научно-технической информации ........... 34

3.2. Источники научно-технической информации ..................................... 39

3.3. Стратегии поиска научной информации .............................................. 44

3.4. Патентные исследования .......................................................................... 54

4. МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .................................. 57

4.1. Гипотеза научного исследования .......................................................... 58

4.2. Понятие научного метода познания ...................................................... 62

4.3. Общенаучные методы познания ............................................................ 64

5. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ

И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ ...................................................... 85

5.1. Основные понятия теории вероятностей ............................................. 86

5.1.1. Вероятность случайных событий ................................................. 86

5.1.2. Относительная частота события

и статистическое определение вероятности ............................. 89

5.1.3. Случайные величины ..................................................................... 90

5.2. Методы математико-статистического планирования

и обработки результатов эксперимента ............................................. 100

5.2.1. Элементы математической статистики ..................................... 101

5.2.2. Вариационный ряд и его характеристики ................................. 104

5.2.3. Статистические оценки параметров распределения .............. 108

5.2.4. Интервальная оценка математического ожидания ................ 113

5.2.5. Статистические гипотезы и их проверка .................................. 116

5.2.6. Корреляционный и регрессионный анализ ............................. 120

5.3. Дисперсионный анализ .......................................................................... 124

5.4. Методы планирования эксперимента ................................................. 127

6. РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ............... 134

6.1. Отчет о НИР ................................................................................................ 134

6.2. Научная статья ............................................................................................ 139

6.3. Охрана интеллектуальной собственности ............................................ 142

7. МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА ........................................... 150

7.1. Понятия научного и научно-технического творчества .................... 150

7.2. Теория решения изобретательских задач ........................................... 152

Библиографические ссылки ............................................................................ 169

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебная деятельность так или иначе сопровождается определенным количеством работ, выполняемых студентами самостоятельно, целью которых является отработка определенных навыков, а также развитие способности самостоятельной организации своей деятельности. Зачастую подобные работы связаны с поиском и обработкой определенной информации, необходимой для решения поставленной задачи. Также современное обучение специалистов подразумевает участие студентов в исследовательских проектах на кафедрах и в местах прохождения производственных практик. Для того, чтобы у студентов формировалось понимание основ организации и осуществления исследовательской деятельности, в программе обучения есть такой предмет, как «Основы научных исследований». В рамках этого курса раскрываются основы организации исследовательской работы, знание которых пригодится не только при выполнении студенческих работ, но и в практической деятельности молодого специалиста.

Учебное пособие отражает основное содержание курса «Основы научных исследований». Каждый из разделов, представленных в пособии, содержит описание основных аспектов, понимание которых необходимо молодому специалисту для самостоятельного решения научно-исследовательских и практических задач. Информация представлена в логической последовательности выполнения исследовательских работ и описывает основные нюансы, которые следует учитывать на каждом этапе НИР. При составлении пособия автор также руководствовался личным опытом выполнения исследовательских проектов химической и экологической направленности, поэтому представленные сведения адаптированы для студентов, обучающихся по направлениям «Химическая технология» и «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии».

Пособие подходит для подготовки к занятиям и контрольным мероприятиям по дисциплине, а также при написании курсовых и дипломных работ.

ВВЕДЕНИЕ

Современное общество характеризуется большим количеством информации, а также различными средствами ее хранения, распределения и использования. Многие исследователи отмечают, что движущей силой развития общества является производство информационного, а не материального продукта. При этом изменяется не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастает значимость культурного досуга по отношению к материальным ценностям; производятся и потребляются интеллект, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда – от человека требуется способность к творчеству, растет спрос на знания.

Развитие и распространение информационного ресурса провоцирует глобальный структурный сдвиг современной экономики, характеризующийся переходом от «материальной» к «интеллектуальной» экономике, или «экономике, базирующейся на знаниях». В результате этого сдвига научные знания и специализированные уникальные навыки их носителей становятся главным источником и ключевым фактором развития материального и нематериального производства, обеспечения устойчивого экономического развития. Знание в этом смысле определяется как распределенный набор принципов, фактов, навыков и правил, которые информационно обеспечивают процессы принятия решений, поведение и действия в организации. И важным навыком молодого специалиста становится способность находить и применять информацию в конкретной сфере деятельности.

Новое знание не обязательно должно быть научным. В контексте конкретных проблем знание может подразумевать собой ранее известный метод решения и не несет принципиальной новизны. Однако умение подбирать такие решения и адаптировать их под конкретные цели и задачи производства базируется на научных принципах. То есть процесс поиска решения конкретной проблемы основан на определенных методологических принципах,

которые включают в себя правильную формулировку проблемы, поиск основных факторов, вызывающих проблему, поиск и анализ информации, построение логических умозаключений, организацию дополнительных исследований, выбор решений. Перечисленные этапы поиска решений представляют собой определенный алгоритм действий, базисом которого являются научные исследования.

Чем отличается научное исследование от любого другого вида человеческой и производственной деятельности? Научное исследование – это процесс переработки информации, в результате которого получается новое знание, которое можно применить в конкретном виде деятельности. Умение правильно проводить научные исследования и отличает ведущего специалиста и руководителя от рядового сотрудника.

Таким образом, специалистам в ходе своей деятельности необходимо принимать определенные решения для достижения поставленных задач и устранения проблем. Учебное пособие представляет собой изложение основных аспектов, которые необходимо учитывать при решении различных производственных и исследовательских задач, и направлено на помощь студентам при подготовке к занятиям по курсу «Основы научных исследований», а также при подготовке курсовых и дипломных работ, магистерских диссертаций.

1. ПОНЯТИЕ НАУКИ

И НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Цели и задачи науки в современном мире

В общем смысле н а у к о й называют особый, рациональный способ познания окружающего мира, который основан на эмпирической проверке или математическом доказательстве. При этом п о з н а н и е м является процесс движения человеческой мысли от незнания к знанию, в основе которого лежит отражение объективной действительности в сознании человека в процессе общественной, производственной и научной деятельности.

В современном понимании четкого определения науки или научной деятельности нет. Понятие «наука» несколько шире, чем особый процесс познания действительности, и включает в себя несколько аспектов. Основные аспекты влияния науки на человеческую деятельность были описаны в пособии А. Н. Огурцова и О. Н. Близнюк [1, с. 7], суть которых представлена ниже.

Первый аспект подразумевает роль науки в к л а с с и ч е ско м ее понимании. Наука является сферой человеческой деятельности, направленной на выработку и систематизацию новых знаний о природе, обществе, мышлении и познании окружающего мира. В данном случае она представляет собой явление духовной жизни общества, форму отражения в сознании внешнего мира. То есть научная деятельность направлена на получение и применение новых знаний об окружающем нас мире.

Во-вторых, наука понимается как р е з у л ь т а т д е я т е л ь н о с т и. В этом смысле наука формирует систему знаний. Со временем в этой системе изменяются элементы, структура и взаимосвязь элементов между собой. В этом аспекте подчеркивается результат научной деятельности в форме фактов, законов, теорий.

Также наука выступает как одна из форм общественного сознания, т. е. с о ц и а л ь н ы й и н с т и т у т. В этом значении она представляет собой систему взаимосвязей между научными организациями и членами научного сообщества, а также включает системы научной информации и ее обмена, норм и ценностей науки и т. п. Эту систему образуют ряд научных учреждений: научноисследовательских институтов, академий, учебных заведений, конструкторских бюро, осуществляющих научные исследования.

Наука в то же время является непосредственной п р о и з в о д и т е л ь н о й с и л о й. Она значительно влияет как на орудия и средства труда, так и на самого человека, увеличивая его власть над природой. Производство становится полем применения научных достижений, практического использования научных знаний, что обуславливает устойчивое экономическое развитие.

Человек с древних времен занимался научными исследованиями, продолжает ими заниматься и будет заниматься всегда. В первую очередь, из-за необходимости скорейшего удовлетворения своих потребностей. Как бы человек ни хотел познать устройство окружающего мира, именно практические потребности определяют развитие науки.

Основные п р а к т и ч е с к и е п о т р е б н о с т и человечества в науке можно разделить на четыре основные группы:

 объяснение явлений, происходящих в природе и обществе:

погодные явления, причины заболеваний, космические явления, строение человеческого мозга;

 прогнозирование поведения (развития) объектов природы

и общества: прогноз погоды, курс валют, поведение начальника, качество продукции, распространение заболеваний, развитие предприятия;

 создание новых объектов: материалы, источники энергии, ле-

карства, бытовые изделия;

 решение проблем: голод, экологический кризис, исчерпание

невозобновимых ресурсов.

Непосредственные ц е л и науки – это получение знаний об окружающем мире, предсказание процессов и явлений действи-

тельности на основе открываемых ею законов. В широком смысле ее цель – теоретическое отражение действительности.

К з а д а ч а м науки относят [1, с. 7]:

 собирание, описание, анализ, обобщение и объяснение

фактов;

 обнаружение законов движения природы, общества, мышле-

ния и познания;

 систематизацию полученных знаний;  объяснение сущности явлений и процессов;  прогнозирование событий, явлений и процессов;  установление направлений и форм практического исполь-

зования полученных знаний.

Само по себе знание есть способность специалиста применять полученную информацию для решения конкретных задач и удовлетворения практических потребностей. Однако некоторые задачи требуют новых, или научных, знаний, источником которых является наука или научная деятельность. Отметим, какими отличительными чертами обладает наука и, в том числе, научное знание:

 универсальность: наука сообщает знания, истинные для всего

человечества;

 фрагментарность: наука изучает отдельные стороны жизни,

явления, процессы, т. е. каждая отдельная наука рассматривает мир под своим определенным углом;

 общезначимость: знания пригодны для всех, язык их одно-

значный, понятия и категории закреплены определенными терминами;

 объективность: знания соответствуют объекту исследования,

субъективное мироощущение человека отсутствует;

 незавершенность: знания растут безгранично;

 критичность: наука все ставит под сомнение;

 достоверность: знания проходят проверку;

 внеморальность: научные истины нейтральны;

 систематичность: знания не являются набором бессвязных

частей;

 рациональность: знания получают рациональными проце-

дурами.

1 / 181 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]