Основы научных исследований_Папко Л. Ф

периментальные исследования, направленные на получение новых знаний об основных закономерностях развития природы, человека, общества и искусственно созданных объектов. Прикладные исследования направлены на применение результатов фундаментальных научных исследований, достижение практических целей и решение конкретных задач. Они предусматривают создание новых либо совершенствование существующих материалов, изделий, технологий, средств производства и т. д.

Этапы научного исследования:

1)постановка проблемы – четкая формулировка задачи научного исследования, сбор и обработка научно-технической информации;

2)выдвижение первоначальной гипотезы на основе критического анализа собранной исходной информации;

3)теоретическое исследование;

4)экспериментальное исследование;

5)анализ результатов исследования и их оформление;

6)освоение результатов – подготовка к промышленной реализации полученных результатов.

Система научных знаний запечатлена в научных понятиях, гипотезах, законах, эмпирических (основанных на опыте) научных фактах, теориях и идеях, дающих возможность предвидеть события, зафиксирована в книгах, журналах и других видах публикаций. Этот систематизированный опыт и научные знания предшествующих поколений обладают рядом признаков: всеобщность, т. е. принадлежность результатов научной деятельности, совокупности научных знаний не только всему обществу страны, в которой эта деятельность протекала, но и всему человечеству; достоверность научных фак-

тов; воспроизводимость явлений – определенный закон природы су-

ществует и открытое явление входит в систему научных знаний, если исследователь каким-либо методом может повторить открытое другим ученым явление.

Научная организация – юридическое лицо или его структурное подразделение, в функции которых входит осуществление научной деятельности. Научные организации помимо научных сотрудников должны иметь средства научной деятельности (научное оборудование – измерительное, вычислительное и т. д.), объекты научного труда (исследуемые предметы или явления), информационный массив (библиотечный и патентный фонды), а также психологический микроклимат для научной деятельности. К непроизводственной сфере относятся академические институты, входящие в состав Национальной академии

11

наук Беларуси, научно-исследовательские институты общенаучного и гуманитарного профилей, а также вузы непроизводственного профиля (медицинские, юридические и др.); к производственной сфере относятся все отраслевые институты – проектные и конструкторские бюро, научно-производственные комплексы и объединения, технические вузы.

Временный научный коллектив – добровольное объединение физических лиц без образования юридического лица в целях осуществления научной деятельности в соответствии с договором или полученным по конкурсу грантом.

Научный работник – лицо, обладающее необходимой квалификацией и профессионально занимающееся научной деятельностью.

Диссертация – научная квалификационная работа соискателя ученой степени, представленная к защите в виде специально подготовленной рукописи, монографии, учебника, а в отдельных случаях в виде научного доклада.

Грант – целевые средства, предоставляемые физическим или юридическим лицам на конкурсной основе в денежной либо натуральной форме на проведение научных исследований на условиях, определяемых договором или иным актом.

Высокая технология – технология, обладающая наивысшими технико-экономическими показателями по сравнению с лучшими мировыми аналогами, пользующаяся повышенным спросом на рынке и удовлетворяющая формирующиеся или будущие потребности человека.

Технологический уклад – совокупность технологий, характеризующих уровень развития производства: от добычи ресурсов и профессиональной подготовки кадров до непроизводственного потребления. Первый уклад (1785–1835 гг.) был основан на новых технологиях в текстильной промышленности, использовании энергии воды; второй уклад (1830–1890 гг.) характеризовался ускоренным развитием транспорта (строительство железных дорог, паровое судоходство), возникновением механического производства на основе парового двигателя; третий уклад (1880–1930 гг.) базировался на использовании в промышленном производстве электрической энергии, развитии тяжелого машиностроения и электротехнической промышленности, новых открытиях в области химии; четвертый уклад (1930−1990 гг.) был основан на дальнейшем развитии энергетики с использованием нефти и газа, средств связи, новых синтетических материалов; пятый уклад, начало которого приходится на 1985 г., а существование прогнозиру-

12

ется до 2035 г., базируется на развитии микроэлектроники, биотехнологии, генной инженерии, спутниковой связи.

Для изучения вопросов, связанных с основными понятиями науки и научной деятельности, а также с организацией научно-иссле- довательской работы (№ 1–10), рекомендуется использовать источ-

ники [1, 2, 5, 7, 12].

Поиск научной информации (вопросы № 18–20) производится по научным документам и изданиям, информация о которых изложена в разд. 4, а также в источниках [1, 2, 11].

Методология научных исследований включает следующие ос-

новные понятия и определения.

Метод научного познания – это способ достижения цели, являющийся программой построения и практического применения теории. Методы научного познания условно подразделяются на ряд уровней: эмпирический, экспериментально-теоретический, теоретический. Методы эмпирического уровня: наблюдение – способ познания объективного мира, основанный на непосредственном восприятии предметов и явлений при помощи органов чувств без вмешательства в процесс со стороны исследователя; сравнение – установление различия между объектами материального мира или нахождение в них общего, осуществляемое как при помощи органов чувств, так и при помощи специальных устройств; счет – нахождение числа, определяющего количественное соотношение однотипных объектов или их параметров, характеризующих те или иные свойства; измерение – это физический процесс определения численного значения некоторой величины путем сравнения ее с эталоном. Методы экспериментальнотеоретического уровня: эксперимент; анализ – мысленное расчленение объекта исследования на составные части или выделение присущих ему признаков или свойств для изучения их в отдельности; синтез – метод исследования, предполагающий рассмотрение группы объектов как единого целого с учетом взаимосвязи всех составных частей и присущих ей признаков; индуктивный метод заключается в том, что от наблюдения частных единичных случаев приходят к общим выводам, а от отдельных фактов – к обобщению; дедуктивный метод основан на выводе частных положений из общих правил, законов, суждений; аналогия – метод исследования, заключающийся в том, что из сходства некоторых признаков или свойств различных объектов делается вывод о сходстве и других признаков или свойств, до того не изученных; моделирование – исследование свойств объекта не на нем самом, а на модели, подобной изучаемому объекту. Если

13

обычный эксперимент имеет дело непосредственно с объектом исследования, то при моделировании используют более доступные для изучения объекты; гипотетический метод познания предполагает разработку научной гипотезы. Рабочая гипотеза – это обоснованное предположение о вероятной причине возникновения наблюдаемых фактов либо о предположительном развитии процесса или явления. Методы теоретического уровня – абстрагирование, идеализация, формализа-

ция, обобщение – предназначены для логического исследования собранных фактов, выработки понятий, суждений, формирования умозаключений.

Эксперимент – наиболее распространенный метод исследования. Цель эксперимента – проверка теоретических положений, а также более широкое и глубокое изучение темы научного исследования. Достоинством эксперимента является его повторяемость и как следствие достоверность полученных результатов, возможность исключить влияние случайных факторов, а также исследовать объект в экстремальных условиях. Экспериментальные исследования классифицируют по ряду признаков: по способу формирования условий выделяют естественный и искусственный эксперименты; по организации проведения бывают эксперименты лабораторные, проводимые на образцах в лабораторных условиях с применением типовых приборов, и натурные (производственные), проводимые в условиях действующего производства; по контролируемым величинам эксперименты разделяют на пассивные, которые предусматривают изменение только выбранных показателей (параметров, переменных) в результате наблюдения за объектом без искусственного вмешательства в его функционирование, и активные. Активный эксперимент связан с выбором и варьированием входных сигналов (факторов), при этом по числу варьируемых факторов различают однофакторный и многофакторный эксперименты.

Методология эксперимента – это общая структура (проект) эксперимента, т. е. постановка и последовательность выполнения экспериментальных исследований. Она включает следующие этапы: разработку плана-программы эксперимента; оценку измерений и выбор средств для проведения эксперимента; проведение эксперимента; обработку и анализ экспериментальных данных.

Научно-техническая деятельность – деятельность, включающая в себя проведение прикладных исследований и разработок с целью создания новых или усовершенствования существующих способов и средств осуществления конкретных процессов. К научно-технической

14

деятельности относятся также работы по патентно-лицензионному, программному, организационно-методическому и техническому обеспечению непосредственного проведения научных исследований и разработок, а также их распространение и применение результатов.

Разработка – использование результатов прикладных исследований для создания и отработки опытных моделей техники (машин, устройств, материалов, продуктов), технологии производства, а также усовершенствование существующей техники. Разработка новой продукции, технологий включает в себя проведение опытно-конструк- торских и опытно-технологических работ.

Технологический эксперимент включает изучение опытным пу-

тем отдельных явлений или моделей процесса на стадии научных исследований и разработок, определение технологических характеристик материалов и наблюдение (с записью параметров) за ходом реального процесса при его изучении в лаборатории или отработке в производственных условиях.

Технологические испытания – совокупность испытаний, проводимых с целью обеспечения технологической подготовки производства и управления технологическим процессом изготовления изделий.

Опытно-конструкторские работы (ОКР) – комплекс работ,

выполняемых при создании или модернизации продукции: разработка конструкторской и технологической документации на опытные образцы (опытную партию), изготовление и испытания опытных образцов (опытной партии).

Опытно-технологические работы (ОТР) – комплекс работ по созданию новых веществ, материалов и (или) технологических процессов и по изготовлению технической документации на них.

Опытные установки в химической промышленности подразделяют на три вида: лабораторные, пилотные (модельные, стендовые) и

опытно-промышленные.

Техническое нормирование – деятельность по установлению обязательных для соблюдения технических требований, связанных с безопасностью продукции, процессов ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказания услуг.

Безопасность продукции, процессов ее разработки, производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказания услуг предусматривает отсутствие недопустимого риска причинения вреда жизни, здоровью и наследственности человека, имуществу и окружающей среде.

15

Стандартизация – деятельность по установлению технических требований, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в области разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или оказания услуг.

Технические нормативные правовые акты (ТНПА) в области технического нормирования и стандартизации: технические регламенты; технические кодексы; стандарты (в том числе государственные стандарты, стандарты организаций); технические условия.

Технический регламент – технический нормативный правовой акт, устанавливающий обязательные для соблюдения технические требования, связанные с безопасностью продукции, процессов ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказания услуг.

Технический кодекс установившейся практики (ТКП) – тех-

нический нормативный правовой акт, содержащий основанные на результатах установившейся практики технические требования к процессам разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или оказанию услуг.

Стандарт – технический нормативный правовой акт, разработанный в процессе стандартизации на основе согласия большинства заинтересованных субъектов технического нормирования и стандартизации и содержащий технические требования к продукции, процессам ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказанию услуг. В зависимости от заинтересованных субъектов стандартизации различают: международный стандарт – стандарт, утвержденный (принятый) международной организацией по стандартизации, например стандарты ИСО (ISO –

International Standards Organization); межгосударственный (региональ-

ный) стандарт – стандарт, утвержденный (принятый) межгосударственной (региональной) организацией по стандартизации, в частности стандарт стран СНГ (ГОСТ); государственный стандарт Республики Беларусь (СТБ) – стандарт, утвержденный Государственным комитетом по стандартизации Республики Беларусь; стандарт организации (предприятия) – стандарт, утвержденный юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем.

Технические условия – технический нормативный правовой акт, утвержденный юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем и содержащий технические требования к конкретным типу,

16

марке, модели, виду реализуемой ими продукции или оказываемой услуге, включая правила приемки и методы контроля.

Технологическая документация включает следующие основные виды документов: технологический регламент – описание технологических процессов в последовательности их выполнения при изготовлении изделия с указанием технологических режимов; карту контроля технологического процесса, предназначенную для описания последовательности, методов и средств контроля технологических процессов; ве-

домость норм расхода материалов, которая содержит данные о нор-

мах расходования материалов; технологическую инструкцию – описание технологических операций, методов и приемов при выполнении технологических процессов на рабочих местах.

Результаты научных исследований – это новые знания, приобре-

тенные теоретически или экспериментально и изложенные в устной или письменной форме, а также экспериментальные (лабораторные) образцы объектов и процессы, созданные на основе новых знаний, а также документация на эти объекты и процессы. Устные сообщения (доклады) могут быть сделаны на научных семинарах, научных конференциях, симпозиумах и научных съездах. Научная конференция – собрание представителей научных организаций для обсуждения какихлибо вопросов (студенческая, молодых ученых, научно-практическая, международная). Семинар – форма обсуждения сообщений по определенной теме. Симпозиум – международное совещание по специальному научному вопросу. Научный съезд – собрание научных работников с широким представительством (Менделеевский съезд по общей и прикладной химии).

Открытие – установление ранее неизвестных науке объективных закономерностей, новых явлений, свойств и эффектов.

Новшество – научное знание, обладающее новизной; результат научных исследований, технических разработок, опытных работ, оформленный документально (открытие, изобретение, ноу-хау, техническая документация на новый продукт и др.) или представленный в виде макета, опытного образца. Новшество превращается в инновацию лишь после того, как оно доводится до потребителя, находит практическое применение.

Изобретение – техническое решение, которое является новым, имеет изобретательский уровень и промышленное применение. При оценке новизны предлагаемого технического решения исходят из уровня техники, который определяется по общедоступным сведениям до даты приоритета изобретения. Изобретение имеет изобретательский

17

уровень, если оно для специалиста не следует явным образом из уровня развития техники. Понятие промышленной применимости означает возможность использования изобретения в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других сферах деятельности. Техническое решение, имеющее все признаки изобретения, называется охраноспособным (патентоспособным). Объектом изобретения может быть устройство (машина, прибор, инструмент или их составные части); способ (способ изготовления изделия, получения вещества); вещество (смесь, композиция, раствор и т. п.).

Полезная модель – конструктивное выполнение средств производства и предметов потребления, а также их составных частей, являющееся новым техническим решением. В качестве полезной модели охраняется техническое решение, относящееся к устройству.

Патент – свидетельство, выдаваемое автору изобретения, полезной модели, промышленного образца, удостоверяющее авторство, приоритет и исключительное право на их использование.

Ноу-хау – техническая, организационная или коммерческая информация, имеющая действительную или потенциальную коммерческую ценность в силу неизвестности ее третьим лицам; к ней нет свободного доступа на законном основании; обладатель информации принимает надлежащие меры к охране ее конфиденциальности.

Для изучения методологии научного познания и вопросов, связанных с экспериментальными исследованиями (№ 11–17, 21–25), рекомендуется использовать источники [1, 2, 5, 9], а для изучения вопросов, связанных с использованием результатов научно-иссле- довательских работ (№ 27–34), – источники [1, 13–15]. Примеры библиографического описания научных документов (вопрос № 26) приведены в стандарте [17].

Инновационная деятельность включает следующие основные понятия и определения.

Инновационная деятельность – деятельность, направленная на практическое освоение результатов научных исследований и разработок, повышающих эффективность способов и средств осуществления конкретных процессов, в том числе освоение в производстве новой продукции и технологии.

Инновация – новые или усовершенствованные технологии, виды продукции или услуг, а также организационно-технические решения производственного, административного, коммерческого или иного характера, способствующие продвижению технологий, товарной продукции и услуг на рынок. Продукт-инновация – инновация, связанная с

18

разработкой и внедрением новой или усовершенствованной продукции. Такие инновации, как правило, основаны на принципиально новых технологиях либо на сочетании новых и существующих технологий. Процесс-инновация – инновация, связанная с разработкой и внедрением новых или значительно улучшенных производственных процессов, предполагающих применение нового производственного оборудования, новых методов организации производственного процесса.

Инноватика – область знаний, включающая в себя методологию и организацию инновационной деятельности.

Инновационная идея – замысел относительно новой продукции или технологии, путей их создания, освоения и применения.

Инновационный процесс – процесс последовательного проведения работ по преобразованию новшества в продукцию и введение ее на рынок для коммерческого применения. В общем виде инновационный процесс может включать в себя: исследования и разработки; освоение в производстве; изготовление; содействие в реализации, применении, обслуживании; утилизацию после использования.

Жизненный цикл продукции – период времени, в течение которого производится продукция. Стадии жизненного цикла продукции: начало производства продукции; увеличение объема выпуска; серийное или массовое производство; максимальный объем выпуска; уменьшение объема выпуска вплоть до полного прекращения производства.

Инновационная программа – комплекс инновационных проектов и мероприятий, согласованный по ресурсам, исполнителям и срокам их осуществления и обеспечивающий эффективное решение задач по освоению и распространению принципиально новых видов продукции (технологий).

Организация инновационной деятельности предусматривает изучение основных элементов инновационной инфраструктуры и основных этапов создания и реализации инновационных проектов.

Инновационная инфраструктура – совокупность юридических лиц, ресурсов и средств, обеспечивающих материально-техническое, финансовое, информационное, консультационное обеспечение инновационной деятельности. К инновационной инфраструктуре относят организации, способствующие инновационной деятельности: иннова- ционно-технологические центры, бизнес-инкубаторы, технопарки, учебно-деловые центры и другие специализированные организации.

Бизнес-инкубатор – организация, которая предоставляет начинающим свою деятельность малым фирмам на определенных условиях

19

и на определенное время специально оборудованные под офисы и производство помещения в целях оказания им помощи в постепенном налаживании и развитии своего бизнеса и приобретения финансовой самостоятельности; инновационный бизнес-инкубатор обеспечивает условия для эффективной деятельности малых фирм в инновационной сфере.

Венчурная фирма (венчур) – это самостоятельная малая наукоемкая фирма, занимающаяся инновационной деятельностью, которая учреждается авторами научно-технической идеи и венчурным предпринимателем (частным лицом или специализированной фирмой по производству венчурных предпринимательских услуг) с привлечением венчурного («рискового») капитала от внешних источников.

Инжиниринг – выполнение научно-исследовательских, проект- но-конструкторских, расчетно-аналитических работ, предоставление инженерно-консультационных услуг, выработка рекомендаций в области организации производства и сбыта продукции.

Технологический парк (технопарк) – форма территориальной организации науки, образования и производства в виде объединения научных учреждений, конструкторских и технологических бюро, учебных заведений, производственных фирм. Основное назначение технопарков – мобилизация материальных и трудовых ресурсов для освоения новых высокотехнологичных производств, создания и развития новых, технически сложных промышленных предприятий.

Технополис – это специализированный территориально замкнутый научно-производственный комплекс, в котором в единое целое сливаются научно-исследовательская деятельность, наукоемкое производство и подготовка научных, инженерных и рабочих кадров, необходимых для функционирования такого комплекса.

Трансфер технологий – приобретение технологий, позволяющее преодолевать отставание в технологическом развитии.

Инновационный проект – проект, содержанием которого является проведение прикладных научных исследований и (или) разработок, их практическое использование в производстве и реализации.

Инновационный менеджмент – совокупность принципов, методов, средств и форм управления инновационным процессом с целью повышения эффективности вложенных в его реализацию инвестиций.

Инвестор – юридическое или физическое лицо, осуществляющее вложения собственных, заемных и иных привлеченных имущественных и интеллектуальных ценностей (инвестиций) в инвестиционный проект.

20