- •«Методы научных исследований»
- •Методологические основы научного познания и творчества
- •Лекция № 2 Методы теоретических и эмпирических исследований
- •Системный анализ
- •Элементы теории и методологии научно-технического творчества
- •Мотивация научно-технического творчества
- •Лекция № 3 Эвристические приемы и методы активации и научной организации творческого труда
- •Методы изобретения
- •Методы психологической активации коллективной творческой деятельности
- •Выбор направления научного исследования и этапы научно-технической работы
- •Лекция № 4 Научно-техническая информация
- •Научные направления
- •Выбор направления научного исследования
- •Этапы научно-исследовательских работ
- •Моделирование в науке и технике
- •Лекция № 5 Экспериментальные исследования Классификация , типы и задачи экспериментов
- •Этапы проведения эксперимента
- •Требования, которым должны отвечать результаты эксперимента
- •Определение объема экспериментальных исследований
- •Лекция № 6 Анализ теоретико-экспериментальных исследований и формулирование выводов и предложений
- •Внедрение и эффективность научных исследований Внедрение научных исследований
- •Эффективность научных исследований
- •Оценка эффективности прикладных исследований
- •Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
- •Характеристики средств измерений
- •Лекция № 7 Теоретические исследования Задачи и методы теоретического исследования
- •Методы исследования
- •Структура задачи
- •Стадии теоретических исследований
- •Лекция № 8 Обработка результатов экспериментальных исследований
- •Основы теории случайных ошибок и методов оценки случайных погрешностей в измерениях
- •Гистограммы распределений
- •Предельные распределения
- •Лекция № 9 Нормальное распределение
- •Нормировка функции Гаусса
- •Интервальная оценка с помощью доверительной вероятности
- •Лекция № 10 Определение минимального количества измерений
- •Интеграл ошибок
- •Критерий для распределений
- •Методы исключения грубых ошибок из ряда измерений
- •Общий вид критерия Шовене*
- •Лекция № 11 Степень свободы
- •Проблема отбрасывания данных
- •Объединение и сравнение данных в результате эксперимента
- •Метод взвешенного среднего
- •Критерии при проведении серий экспериментов Воспроизводимость серии эксперимента
- •Лекция № 12 Аппроксимация экспериментальных данных
- •Задачи, решаемые с помощью аппроксимации
- •Метод наименьших квадратов
- •Регрессионный анализ
- •I случай II случай
- •Лекция № 13 Методы подбора эмпирических формул
- •Сглаживание экспериментальных данных
- •Оценка адекватности теоретических решений
- •Список рекомендуемой литературы
Методы изобретения
Метод прямой аналогии. Рассматриваемый объект сравнивается с прототипом, в качестве которого принимается более или менее схожий объект из других областей техники или живой природы. Например, датчик, реагирующий на движущийся объект так же, глаз лягушки на пролетающую муху.
Метод символической аналогии(обобщение, абстракция). Требует формулировки в парадоксальной форме сути явления или понятия. Например, пламя – видимая теплота, прочность – принудительная целостность и т.п.
Метод личной аналогии. Изобретатель отождествляет себя с изобретаемым объектом.Для этого решающий задачу должен вжиться в образ совершенствуемого объекта с целью выяснения возникающих при этом ощущений, т.е. «прочувствовать» задачу.
Метод фантастической аналогии.
В объект вводятся какие-либо фантастические средства, выполняющие то, что требуется по условиям задачи. Например, «волшебная палочка», «золотая рыбка» и т.д. В реальном объекте волшебную палочку заменяют на что-то материальное.
Создание ситуации, которая в реальной жизни крайне маловероятна, но вероятность не нулевая.
Метод физической или математической аналогии. Для решения определенной задачи применяют средства, которые физически противоположны условиям задачи, но математически описываются одними и теми же формулами. Например, закон Кулона и закон всемирного тяготения –замена одной константы.
Методы психологической активации коллективной творческой деятельности
«Мозговая атака»(«мозговой штурм»), предложенный А.Осборном.
Для устранения психологических препятствий, вызываемых, например, боязнью критики, процессы выработки идей и их критической оценки в мозговой атаке разделены во времени и проводятся, как правило, разными группами людей.
Например, игра «Что? Где? Когда?».
Процесс выработки идеи и критики и оценки разделены во времени.
Два этапа мозгового штурма:
вырабатываются разные идеи (предлагается все, что есть), при этом для устранения психологической боязни критики не производится критическая оценка;
критическая оценка выдвинутых идей.
Метод программного решения научно-технической задачи (алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)).
Понятие «алгоритм» подразумевает комплекс последовательно выполняемых действий.
Смысл процесса решения по АРИЗ состоит в том, чтобы после выявления технических и физических противоречий разрешить их путем целенаправленного перебора относительно небольшого числа вариантов.
Выбор направления научного исследования и этапы научно-технической работы
Цель научного исследования– всестороннее, достоверное изучение объекта, процесса или явления, их структуры, связей и отношений на основе разработанных в науке принципов и методов познания, а также получение и внедрение в производство (практику) полезных для человека результатов.
Любое научное исследование имеет свой объект и предмет.
Объект научного исследования– это материальная или идеальная система, подвергаемая научному исследованию.
Предмет научного исследования – это структура системы, закономерности взаимодействия элементов внутри системы и вне её, закономерности развития, различные свойства и т.д. (то, что мы хотим исследовать в объекте).
Субъект исследования– сам исследователь, тот, кто проводит исследование.
Различают следующие принципы классификации научных исследований:
по виду связи их с производством;
по степени важности для народного хозяйства;
по целевому назначения;
по источникам финансирования;
по длительности проведения и т. д.
По целевому назначению выделяют три вида научных исследований: фундаментальные, прикладные и разработки.
Фундаментальные исследованиянаправлены на открытие и изучение новых явлений и законов природы, на создание новых принципов исследований.Цельфундаментального исследования – расширение научного знания вообще, установление того, что может быть использовано в практической деятельности человека. Такие исследования ведутся на границе известного и неизвестного, обладают наибольшей степенью неопределенности.
Прикладные исследованиянаправлены на нахождение способов использования законов природы для создания новых и совершенствования существующих средств и способов человеческой деятельности.Цель– установление того, как можно использовать научные знания, полученные в результате фундаментальных исследований, в практической деятельности человека. В результате прикладных исследований на основе научных понятий создаются технические понятия.
Прикладные исследования, в свою очередь, подразделяются на поисковые, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.
Поисковые исследования– направлены на установление факторов, влияющих на исследуемый объект, отыскание путей создания новых технологий и техники на основе способов, предложенных в результате фундаментальных исследований.
В результате научно-исследовательской работысоздаются новые технологии, опытные установки, приборы и т. д.
Целью опытно-конструкторских работявляется подбор конструктивных характеристик в разрабатываемом объекте, определяющих логическую основу конструкции.
В результате фундаментальных и прикладных исследований формируется новая научно-техническая информация.
Целенаправленный процесс преобразования такой информации в форму, пригодную для освоения в промышленности, обычно называется разработкой.Она направлена на создание новой техники, материалов, технологии или совершенствование существующих. Конечной целью разработки является подготовка материалов прикладных исследований к внедрению.
По методам финансирования научные исследования делятся:
бюджетные исследования (финансируются государством);
хозяйственно-договорные (финансируются отдельным предприятием или фирмой);
инициативные (финансируются за счет самого исследователя).
