Методология науч. исслед / Бабиюк Основы научных исследований
.pdf
Основы научных исследований
гие библиотеки создают свои электронные каталоги, доступ к которым обеспечивается через локальные сети или InterNet.
Исследованиями в области научно-технической информации занимается молодая, но быстро развивающаяся специальная дисциплина
– «Информатика».
Всю научно-техническую информацию можно подразделить на два вида: документальную и электронную, которая в связи расширением компьютерных сетей все более развивается. Основная часть научной информации представлена в виде документов, которые подразделяются на первичные и вторичные, являющиеся результатом преобразования информации на основе изучения первичных документов.
Документальная информация подразделяется на опубликованные и неопубликованные источники. Опубликованные документы в свою очередь разделяются на непериодические и периодические публикации. К первому виду принадлежат книги, которые подразделяются на несколько типов (кроме художественных): научная, научно-популярная и производственно-техническая литература; учебники и учебные пособия; справочники и энциклопедии; нормативная литература.
Из периодических изданий, имеющих наибольшее значение для специалистов горного профиля, необходимо отметить следующие журналы: «Уголь Украины» (г. Киев), «Уголь» (г. Москва), «Известия вузов», «Горный журнал» (г. Екатеринбург), «Горный журнал» (г. Москва), «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых» (г. Новосибирск), «Вестник Национального горного университета» (г. Днепропетровск), «Вестник международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (г. Санкт-Петербург, г. Алчевск), «Ведомости Академии горных наук Украины» (г. Кривой Рог), – а также тематические сборники научных трудов НГУ, ДонНТУ, ДонГТУ, КТУ и другие.
Среди неопубликованных документов, в первую, очередь следует отметить отчеты о НИР и ОКР и диссертации, являющиеся ценнейшими источниками научной информации. Кроме того, к ним относятся депо-
51
Анализ научно-технической информации
нированные рукописи, хранящиеся в хранилищах. По заявкам организаций и отдельных лиц с них снимают копии и высылают заказчикам.
3.2 Поиск научно-технической информации
Любая исследовательская работа выполняется на основе обобщения уже имеющейся информации, т.е. изучения того, что сделано ранее другими исследователями. Поэтому каждое исследование начинается с информационного поиска, которым называется совокупность операций, направленных на отыскание литературы по разрабатываемой теме. Цель поиска – всесторонний анализ информации, освещение состояния вопроса (составление аналитического обзора), уточнение, при необходимости, названия темы, обоснование цели и задач научного исследования.
Поиск включает четыре этапа: отыскание необходимой информации, ее учет, проработку источников и их анализ. Поиск может быть ручным, механизированным и автоматизированным. Ручной поиск осуществляется по обычным библиографическим карточкам, картотекам, печатным указателям. Механизированный поиск основан на применении счетно-перфорационных машин и перфокарт, автоматизированный поиск состоит в применении электронных вычислительных машин и компьютерных сетей.
Информационный поиск осуществляется с помощью информа- ционно-поискового языка (ИПЯ). В настоящее время наибольшее распространение получила универсальная десятичная классификация документов информации (УДК). УДК разделяет все области знаний на 10 отделов, каждый из которых делится на 10 подразделов, а подраздел – на 10 частей. Каждая часть детализируется до требуемой степени. Различные отрасли имеют различные индексы УДК: горное дело – 622; строительство – 624. УДК имеет ряд преимуществ (удобство, простота, быстрота), но малоприменима для автоматизированных систем поиска с помощью ключевых слов.
Прорабатывая ту или иную тему, научный работник накапливает большое количество различной информации (100-200 наименований и более). Для эффективного анализа этой информации необходимо знать методы ее учета, проработки и анализа. Учет проработанной ли-
52
Основы научных исследований
тературы сводится к составлению библиографии. Библиография – это перечень различных информационных документов с указанием следующих данных: фамилии и инициалов автора (авторов), названия источника, места издания, издательства, года издания, объема источника в страницах.
Оформлению библиографии в научной работе (дипломном проекте и пр.) следует уделять серьезное внимание, так как она представляет самостоятельную ценность как справочный материал для дальнейших исследований. Библиографическое описание составляет строго в соответствии с государственным стандартом ГОСТ 7.1-2003.
Библиография используется в научном исследовании для ссылок на использованный источник. Существуют различные способы ссылок: отсылка к списку литературы в конце работы или в конце главы, в подстрочных примечаниях, указание источника вслед за цитатой. В технических научных трудах чаще применяют первый способ, причем ссылка на источник заключается в квадратные скобки. При включении в текст цитат необходимо учитывать правила их описания.
Проработка информации сводится к ее изучению и запоминанию. Каждый источник должен быть тщательно изучен, поэтому очень важно уметь работать над книгой. Первым условием эффективной проработки документа является установка, т.е. цель чтения. Изучение научно-технической информации требует творческого подхода, для чего необходимо вдохновение. Качество проработки информации во многом зависит от внимания и сосредоточенности при работе. Очень важным фактором при проработке литературы является настойчивость и систематичность. Каждая страница должна быть неторопливо проанализирована, обдумана применительно к поставленной цели. Только вдумчивый самостоятельный анализ прочитанного позволит достичь понимания. Часто, особенно при чтении сложного текста, полностью осмыслить его с первого раза невозможно. Приходится читать и перечитывать, добиваясь полного понимания материала. Систематическое усидчивое чтение по плану, с обдумыванием и анализом прочитанного, намного производительнее бессистемного.
53
Анализ научно-технической информации
Производительность проработки информации существенно зависит от умственной работоспособности, а последняя зависит от умения правильно распределить свою работу во времени. Прорабатывая текст, необходимо добиваться, чтобы каждое место было понятно. В отдельных случаях нужно не только понять, но и запомнить текст. Существуют различные способы запоминания: механический, смысловой, повторение (пассивное и активное).
Разновидностью информационного поиска является патентное исследование. Под ним понимается поиск и отбор патентной и научнотехнической информации, относящейся к научным открытиям и техническим решениям (авторским свидетельствам, патентам). Патентные исследования проводятся в целях обеспечения высокого уровня, патентоспособности и патентной чистоты объекта исследований.
Основным документов в области изобретательства является закон «Про охорону прав на винаходи і корисні моделі». В Украине предусмотрены две формы охраны изобретений: декларационный патент на изобретение и декларационный патент на полезную модель.
Согласно правилам составления и подачи заявления, изобретением признается новое и обладающее существенными отличиями техническое решение задачи, дающее положительный эффект. Охранные документы выдаются на следующие объекты:
–новое устройство (машины, приборы, крепь и др.);
–новый способ (добычи полезного ископаемого, возведения крепи и др.);
–новое вещество (сплав, смесь, химическое соединение и др.);
–применение ранее известных устройств, способов, веществ по новому назначению;
–новые штаммы микроорганизмов.
На изобретения оформляются заявки в соответствии с установленными требованиями. Заявки подаются авторами или организациями в Укрпатент, где изобретение проходит экспертизу. Если решение положительное, то изобретение вносится в государственный реестр изобретений, о чем сообщается в официальном бюллетене.
54
Основы научных исследований
Поиск информации в патентном фонде может проводиться при экспертизе изобретений на новизну, патентную чистоту или для других целей. В зависимости от сведений, положенных в основу при поиске и отборе описаний изобретений, различают три вида поиска: тематический, нумерационный или именной. Глубина поиска зависит от цели его проведения и характера объекта изобретения. Оптимальный период времени, за который следует просмотреть описания изобретений и другие источники информации, равен 10…15 годам.
Тематический поиск является самым распространенным и трудоемким. Проводят его в фондах описания изобретений, для чего используют справочно-поисковый аппарат или компьютер при наличии электронной базы данных. Нумерационный и именной поиски можно провести по годовым указателям авторских свидетельств и патентов к бюллетеням.
3.3 Обоснование тем научных исследований
В зависимости от масштабности решаемых исследовательских задач различают понятия научных направлений, проблем, тем и вопросов, формулирование и обоснование которых входит в задачу первого этапа научных исследований.
Под научным направлением понимают сферу научных исследований коллектива научных работников, направленных на решение целого комплекса задач (крупных фундаментальных, экспериментальнотеоретических) в определенной отрасли науки. Научное направление включает в себя более мелкие структурные единицы – проблемы. Под проблемой понимают сложную, актуальную, научную задачу, которая охватывает значительную область исследования, имеет перспективное значение и состоит из нескольких исследовательских тем. Тема – это научная задача, охватывающая всю область научного исследования конкретного объекта. Каждая тема состоит из нескольких вопросов, под которыми понимают мелкие научные задачи, относящиеся к отдельным узким областям научного исследования.
Вначале, исходя из научного направления, формулируется проблема, например, разработать теорию, установить закономерности,
55
Анализ научно-технической информации
решить комплекс научных задач. Решение проблемы имеет, зачастую, теоретическое значение. Полезность и экономический эффект в результате ее решения иногда можно определить лишь ориентировочно. При разработке темы выдвигается конкретная задача (разработать прогрессивную технологию, новый материал, машину и т.д.), результаты решения этих задач имеют не только теоретическое значение, но, главным образом практическое, поскольку можно установить экономический эффект от реализации этих решений.
Постановка (выбор) проблем или тем является трудной, ответственной задачей. Вначале на основе анализа противоречий исследуемого направления формулируют основную комплексную проблему, определяют в общих чертах ожидаемый результат. После постановки осуществляется детальная разработка структуры проблемы, заключающаяся в формулировании отдельных тем, подтем и вопросов, т.е. составляют древо проблемы и выявляют ориентировочные предметы и области исследований. В заключение обосновывается актуальность проблемы, т.е. важность и срочность ее решения на данном этапе для науки и техники. Этот этап имеет важное значение, так как возможно дублирование исследований. При обосновании отдельных проблем происходит их коллективное обсуждение на заседаниях ученых советов, кафедр, лабораторий, по итогам которых принимается решение.
После обоснования проблемы и установления ее структуры, приступают к выбору темы научного исследования, что зачастую более сложно сделать, чем провести само исследование. К теме предъявляют ряд требований:
–она должна быть актуальной, т.е. важной и требующей скорейшего разрешения в настоящее время;
–должна иметь научную новизну, т.е. вносить вклад в систему научных знаний. Необходимо отличать научную задачу от инженерной. Если разрабатывается новая задача, но на основе уже открытых законов, то это область инженерных разработок, а не научных исследований;
–должна быть экономически эффективной и внедряемой в производство хотя бы в перспективе. Любая прикладная тема должна да-
56
Основы научных исследований
вать эффект, поэтому выбор темы должен базироваться на специальном технико-экономическом расчете. Для теоретических разработок требование экономичности может уступать место требованию значимости (престиж, фундамент для прикладных исследований и пр.);
– должна соответствовать профилю научного коллектива, его квалификации и компетентности.
При обосновании темы важную роль играют контакты с ведущими учеными, тщательное знакомство с состоянием вопроса, хорошее знание производства и его запросов, работа в коллективе с научными традициями и разрабатывающем комплексную проблему.
В ряде случаев при планировании тем возникает потребность в выборе наиболее перспективных, экономически обоснованных тем (например, представлен ряд тем для включения в план). В этом случае необходимость выполнения темы следует оценивать с помощью численных критериев.
Простейшим критерием является экономическая эффективность от использования:
kэ = Эп / Зп, |
(3.1) |
где kэ – коэффициент экономической эффективности;
Эп – предполагаемый экономический эффект от внедрения; Зп – затраты на научные исследования.
Чем выше значение коэффициента kэ, тем эффективнее тема.
Для уточнения критерия эффективности в условиях неопределенности учитывают вероятностный риск р
k |
э |
= |
Эп |
(1− р) , |
(3.2) |
|
|||||
|
|
З |
|
||
|
|
|
п |
|
|
а на этапе внедрения – объем внедряемой продукции и период внедрения
|
|
|
|
|
kэ = |
Сr Т |
, |
(3.3) |
|
|
||||
|
З0 |
|
||
где Сг – стоимость продукции за год после освоения и внедрения;
57
Анализ научно-технической информации
Т – продолжительность внедрения в годах; З0 – общие затраты на освоение (НИР и ОКР и годовые затраты на
изготовление продукции по новой технологии).
Возможно применение метода экспертных оценок. Методика его состоит в следующем. Подбирают состав экспертов и устанавливают оценочные показатели по отдельным аспектам (актуальность, экономичность, внедряемость). Каждому показателю назначают коэффициент значимости и задают оценочную бальную шкалу. Тема, получившая максимальный балл, считается наиболее перспективной. Суммарный балл вычисляют по формуле
n |
|
q=åpi ×mi , |
(3.4) |
i=1
где pi – балл i-го оценочного показателя;
mi – коэффициент значимости i-го показателя; n – число оценочных показателей по теме.
При выборе темы для студенческой научно-исследовательской работы следует иметь в виду, что она должна быть привязана к основным проблемам угледобывающей отрасли и соответствовать направлению исследований на кафедре. Заканчиваться работа должна решением конкретного актуального вопроса, использование которого возможно при реальном дипломном проектировании и в квалификационной работе магистра.
3.4 Составление технико-экономического обоснования НИР
Высокая эффективность выбранной темы может быть достигнута при условии, что еще до ее разработки выполнено техникоэкономическое обоснование (ТЭО). Разработка ТЭО является непременным условием перед проведением исследований по теме. Это основной исходный документ планирования НИР. Только при наличии такого обоснования возможно дальнейшее финансирование темы заказчиком.
Цель составления ТЭО – установить данные о новейших достижениях по рассматриваемой теме, обосновать затраты денежных и ма-
58
Основы научных исследований
териальных ресурсов, потребность, предполагаемые объемы внедрения
иожидаемые технико-экономические показатели.
Всостав ТЭО входят следующие разделы:
– титульный лист;
– исходные положения (наименование НИР или ОКР, цель ра-
боты, обоснование актуальности и необходимости ее проведения);
–результаты предварительно выполненных патентных проработок, новизна и перспективность (сравнение с отечественным и зарубежным уровнем, использование изобретений и открытий, патентоспособность и патентная чистота);
–потребность в результатах исследовательских работ (назначение, область использования НИР, условия и возможности использования результатов);
–объем и место внедрения (масштабы внедрения в соответствии
спланами развития отрасли);
–технико-экономические результаты (экономическая эффективность, затраты на выполнения работ и их внедрение, рост производительности труда, ожидаемая себестоимость);
–социальные результаты (повышение уровня механизации труда, улучшение норм техники безопасности и производственной санитарии, обеспечение охраны природы и окружающей среды);
–выводы и предложения (делается вывод о целесообразности и необходимости выполнения работы, формулируются требования к заказчикам).
ТЭО оформляется в виде пояснительной записки с приложением всех необходимых расчетов.
3.5 Анализ информации и формулирование задач научного исследования
Собранная в результате научно-технического и патентного поиска информация подлежит тщательному анализу. Прежде всего, всю информацию необходимо классифицировать и систематизировать.
Систематизацию можно проводить в хронологическом порядке или по тематике интересующих вопросов. В первом случае, прежде все-
59
Анализ научно-технической информации
го, следует выделить в хронологии разработки данной темы научные этапы, которые характеризуются качественными скачками. Литературные источники каждого этапа подвергаются критическому анализу.
Критику недостатков (методов, методик, формул, принципов) следует производить корректно, приводя обоснованные аргументы. Необходимо соблюдать принцип преемственности. Без прошлых исследований невозможно было бы ставить задачи на будущее, вместе с тем, все достижения, без скидки на авторитеты, должны быть подвергнуты творческому критическому анализу с учетом достигнутого уровня. Рациональные идеи следует извлекать и использовать в качестве базы для своих предположений. Сопоставляя в процессе анализа различные идеи, факты, теории у исследователя возникают собственные соображения и мнения, выявляются актуальные вопросы, формируется фундамент будущей гипотезы научного исследования.
Несколько иным вариантом является тематический анализ. Весь объем информации в этом случае систематизируют по вопросам разрабатываемой темы. При этом рассматривают последние издания, в которых подведен итог исследований данного вопроса. Затем дополнительно выборочно анализируют источники, представляющие особый интерес. Этот вариант обзора информационных источников более прост и требует меньших затрат времени.
Анализ информации производится с точки зрения исторического научного вклада каждого источника в решение и развитие данной темы по каждому элементу научного исследования (теория, эксперимент) и с точки зрения ценности производственных рекомендаций. При этом руководящей идеей в течение всего анализа остается актуальность и перспективность выбранной темы.
Итог всего анализа подводится по следующим основным вопросам:
–актуальность и новизна темы;
–последние достижения в области теоретических и экспериментальных исследований по теме;
–важнейшие, наиболее актуальные теоретические и экспериментальные задачи, подлежащие разработке;
60