Тема 3. Організація наукових досліджень.

Вимоги до теми наукової роботи та її обгрунтування. Пошук і проробка наукової інформації. Формулювання задач наукової роботи. Етапи виконання НДР та їх зміст.

Вибір теми або проблеми включає наступні етапи:

- формулювання проблеми, де виділяють теми і питання, тобто складають дерево проблеми;

- актуальність проблеми, де визначають цінність проблеми на даному етапі розвитку науки і техніки.

Іноді ставляться проблеми, які повторюють вже вирішені іншими дослідниками або що вирішуються на даному етапі. Це пов’язано насамперед з нестачею інформації або неякісною її обробкою, що призводить до марної витрати часу, праці і ресурсів. Досвід показує, що більш, ніж 50% поданих заявок на винаходи в значному ступіні дублюють вже вирішені питання. Але іноді свідомо дублюють дослідження з деяких тем для вибору найкращого або найнадійнішого варіанту з декількох отриманих результатів, наприклад, у галузі оборони, авіації, ракетно – космічної галузі, у вирішенні інших особливо важливих державних проблем.

До теми досліджень висувають наступні вимоги:

- актуальність, тобто, важливість її на сучасному етапі;

- наукова новизна, що означає: тема в такий постановці ніколи не розроблялася і не розробляється;

- значимість, яка може виявлятися, наприклад, в економічній ефективності, престижі держави та ін.;

- відповідність профілю наукового колективу, що дозволяє найбільш раціонально використовувати його трудові ресурси і науковий потенціал;

- можливість швидкого запровадження на виробництві.

Функціями наукової новизни є конкретизація на рівні деталізації, доповнення на рівні уточнення та перетворення на рівні відкриття.

При виборі теми ретельно вивчають літературні джерела, знайомляться з аналогічними роботами інших організацій, вимогами замовника, враховують наявні можливості виконання теми (лабораторно – експериментальна база, науковий потенціал організації), ефективність теми. На цьому етапі часто застосовують експертну оцінку.

Техніко – економічне обгрунтування є вихідним документом для подальшого планування НДР і можливості фінансування її замовником.

Метою складання ТЕО є встановлення рівня науки і техніки в державі і за кордоном за даною темою, обгрунтування народно – господарської потреби, передбачуваних об’ємів упровадження, очікуваних техніко – економічних і соціальних результатів.

До складу ТЕО входять:

- вихідні положення, де вказуються причини розробки теми на основі стислого літературного огляду;

- результати попереднього патентного пошуку щодо новизни та перспективності, який виконується звичайно за 5 – 7 останніх років;

- народно – господарська необхідність, де наводиться можлива галузь застосування результатів;

- об’єм і місце упровадження;

- техніко – економічні і соціальні результати, тобто очікуваний економічний ефект, підвищення рівня техніки безпеки і виробничої санітарії, охорони навколишнього середовища та таке інше;

- висновок щодо доцільності і необхідності виконання НДР.

Інформаційна діяльність є важливою складовою частиною наукової роботи. Наукова інформація – це отримана в процесі пізнання логічна інформація, яка адекватно відображує закономірності об’єктивного світу і використовується на практиці.

Зараз людством накопичений великий об’єм відомостей щодо оточуючого світу і законів його розвитку і цей об’єм невпинно зростає. Перший науковий журнал було видано в Парижі в 1665 році; через 100 років видавалося 10 журналів, а з середини ΧVIII сторіччя кількість журналів збільшувалася в 10 разів через кожні 50 років. Зараз тільки в галузі хімії і суміжних наук виходять біля 10 тисяч журналів, в середньому на рік публікується більш ніж 100 тисяч статей. Кожну годину у світі створюється біля 20 винаходів; кожен рік реєструється кілька сот тисяч дисертацій.

Знання стану питання є базою для успішного виконання досліджень, тому дослідник біля половини свого часу витрачає на пошук інформації. Недостатня увага до вивчення інформації може призвести до відставання від сучасного рівня розвитку науки, до повторення досліджень. Як свідчить досвід, в Англії від 10 до 20% науково – дослідних робіт необгрунтовано дублюються; в США до 35% досліджень можна було б не проводити при більш якісному і глибокому вивченні літературних джерел. За даними англійського вченого М.П. Барнетта біля половини експериментів виконується лише з – за незнання відповідної інформації з літератури.

Особливістю інформації є “старіння”, тобто зниження її цінності. В середньому інтенсивність “старіння” складає біля 10% на добу для газет, 10% за місяць для журналів і 10% на рік для книг. Звичайно, різні статті в журналах і різні книги мають різну здатність до “старіння”. В умовах великого обсягу і “старіння” інформації навіть при дуже великих витратах часу дослідник не може бути впевнений щодо повноти і якості вивчення стану питання. Значну допомогу йому на цьому етапі роботи можуть надати служби науково – технічної інформації на підприємствах і в організаціях, інститути і спеціалізовані центри науково – технічної інформації, де накопичуються і систематизуються відповідні фонди.

Джерело інформації – це документ, що містить у собі науковий факт. Носіями інформації слугують різні документи:

- книги (монографії, підручники, учбові посібники);

- періодичні видання (журнали, бюлетені, праці інститутів, наукові збірки);

- нормативні документи (стандарти, СНіПи, технічні умови, інструкції);

- каталоги і прейскуранти;

- патентна документація (патенти і їх описи);

- звіти організацій з науково – дослідних і експериментально – конструкторських робіт;

- інформаційні видання (збірки науково – технічної інформації, аналітичні огляди, інформаційні аркуші, експрес – інформація, проспекти з виставок);

- переклади іноземної літератури;

- матеріали науково – технічних нарад та конференцій;

- дисертації та автореферати до них;

- виробничо - технічна документація організацій;

- вторинні документи (реферативні огляди, бібліографічні покажчики, анотації, довідники, які є результатом критичної переробки первинної наукової інформації).

Наукова інформація розподіляється на періодичну (журнали, наукові праці інститутів) і неперіодичну (книги, підручники, монографії, довідники). Критеріями оцінки джерела наукової інформації є повнота та достовірність поданої інформації, наявність теоретичних узагальнень та практичних перевірок.

Інформаційний пошук – це сукупність операцій, яка спрямована на вишукування літератури з теми, що розробляється. Його метою є всебічний аналіз інформації за темою, складання аналітичного огляду, тобто освітлення стану питання, при необхідності - уточнення теми, обгрунтування цілі і задач дослідження. Пошук складається з двох етапів - вишукування необхідної інформації і обробка джерел.

Пошук може виконуватися за абетковим, систематичним або предметним каталогами; при автоматизованому пошуку використовують банк даних ЕОМ.

Каталоги – це система накопичення та збереження даних про наявну літературу у бібліотеці.

Абетковий каталог дозволяє встановити наявність творів того чи іншого автора у фондах бібліотеки.

Систематичний каталог передбачає групування відомостей щодо джерел по галузях знань. Його класифікаційна система використовує картки-роздільники, на які занесені індекси та назви відділів, рубрик від загальних понять до конкретних. На полі картки наведений перелік розділів, що розкривають зміст даного індексу, а усередині кожної рубрики картки можуть бути розставлені за алфавітом або за роком видання джерела.

Предметний каталог використовують для пошуку матеріалу з вузькоспеціальних питань; він розташовує бібліографічні записи за алфавітом предметних рубрик і його головною метою є групування джерел за її змістом. Тобто, у предметному каталозі література з того чи іншого питання концентрується у одному місці, має одну рубрику, незалежно від позицій, з яких вона викладена, у той час як у системному каталозі вона може розосереджуватися у різних місцях.

Останнім часом все ширше залучають до пошуку електронні носії інформації, зокрема, Інтернет. Електронні каталоги бібліотек значно прискорюють пошук потрібної інформації та підвищують його ефективність. Вони звичайно включають:

- електронний алфавітно-предметний покажчик;

- електронний систематичний каталог авторефератів;

- електронний каталог статей (книг) тощо.

Інформаційний пошук виконується за допомогою інформаційно – пошукової мови, яка являє собою смислову систему символів і правил їх сполучення. Розповсюдженими є дві універсальні системи:

- універсальна десяткова класифікація документів (УДК);

- бібліотечно-бібліографічна класифікація (ББК).

УДК є основою бібліографічних та реферативних видань для організації систематичних каталогів науково-технічних бібліотек. Ця міжнародна система класифікації друкованих творів та документальних матеріалів дає можливість відображення новітніх досягнень науки і техніки без суттєвих змін у її структурі. Вона поділяє всі галузі знань на десять класів; наприклад, математика і природні науки (хімія, фізика та ін.) – це п’ятий клас; прикладні науки і техніка – шостий. Кожен з класів має 10 розділів; кожен розділ – 10 підрозділів і т.д. Позначення розділів арабськими цифрами робить зрозумілою УДК у всіх країнах, а десятковий принцип структури дозволяє безмежно розширювати її шляхом додавання нових цифрових позначень до існуючих без зміни самої системи.

Індекси УДК побудовані таким чином, що кожна наступна цифра, яка приєднується до існуючого індексу, не змінює попереднє значення, а лише уточнює, визначає більш конкретне поняття. Для полегшення читання та наочності після кожного третього знаку ставиться крапка. Кожне поняття кодується цифрами за допомогою спеціальних таблиць. Наприклад, клас загального відділу 0; загальні питання науки та культури 00; методологія 001.8; підготовка та оформлення доповідей і дисертацій 001.817; організація наукової та науково-дослідної роботи 001.89; наукові дослідження, методи дослідження 001.891.

Окрім основних таблиць УДК, є декілька допоміжних таблиць – визначників. Кожна з них має своє позначення. Наприклад, у визначників форми літератури і призначення періодичні видання мають позначення (05), збірки – (08).

Знак “+” (приєднання) використовується для з’єднання індексів або визначників при наявності двох або більше формальних особливостей. Знак / (поширення) призначений для скорочення умовних позначень при збереженні логіки ділення і для узагальнення послідовних індексів, що не мають у таблиці загального індексу.

Бібліотечно-бібліографічна класифікація (ББК) розпочинається із суспільних наук, потім йде розташування наук за об’єктами, що вивчаються: природа, суспільство, мислення. Прикладні науки – технічні, сільськогосподарські, медицина і т.д. уміщені між суспільними науками. Індекс розподілу складається із літер абетки:

А – суспільні науки;

Б – загальні науки:

- фізико-математичні;

- хімічні;

- науки про Землю;

- біологічні і т.д.

У основних таблицях ББК наведений також розподіл родових понять на видові, структури – на елементи, тобто вони відображують поділ цілого на частини.

В залежності від теми досліджень обсяг проробленої інформації звичайно складає від 100 до 200 назв. Для обліку її складають бібліографію, тобто перелік документів з наступними даними: прізвище та ініціали авторів; назва джерела; місце видання; видавництво; рік видання; об’єм джерела в сторінках.

Пророблення інформації полягає в її вивченні і запам’ятанні якимось способом – механічним, смисловим або повторенням.

Механічний спосіб – це “зубріння”, багаторазове прочитання.

Смисловий спосіб заснований на запам’ятанні логічних зв’язків між окремими елементами, смислу тексту. Наприклад, тяжко запам'ятати число 149162536496481, але його легко згадати, зважаючи на те, що воно складається з послідовності квадратів чисел від 1 до 9.

Повторення – це перечитування тексту з переказом його. Слід зважати і на те, що інформація поступово забувається: за добу втрачається від 23 до 25% вивченого, через 5 діб – біля 35%, через 10 діб – до 40%.

При проробленні інформації застосовують виписки, анотації, конспекти.

Виписка – це стислий зміст окремих розділів, сторінок.

Анотація – це стисла характеристика всього джерела інформації – статті, праці, іншого наукового видання.

Конспект – це докладний виклад змісту інформації. Саме конспект є універсальною формою запису накопичених знань, він сприяє їх розумінню та засвоєнню, допомагає випрацювати навички змістовного викладення найважливіших питань з різних джерел, умінню лаконічно й чітко викласти зміст власними словами та швидко відновити зміст опрацьованого раніше матеріалу. Конспект – це форма накопичення матеріалу власного дослідження; він утримує як власні думки щодо досліджуваних питань, так і вже відомі аргументи, пояснення із різних джерел. Конспект не повинен бути об’ємним, але повинен бути змістовним; конспектування – це не тиражування джерел, а їх творче осмислення.

Значну допомогу при первинному проробленні джерел відіграють інформаційні видання. Вони є результатом централізованої обробки наукових документів і поділяються на:

- реферативні журнали (РЖ), у яких наведені анотації та бібліографічні описи літературних та патентних джерел;

- бюлетені сигнальної інформації (СІ), що включають бібліографічний опис літератури за окремими галузями знань і завданням яких є оперативне інформування про науково-технічні новини;

- експрес-інформація, що вміщує розширені реферати статей та інших публікацій, опис винаходів; вона дає змогу отримати якомога більш повну уяву щодо джерела-оригіналу інформації без його безпосереднього пророблення;

- аналітичні огляди, у яких аналізуються тенденції розвитку певної галузі науки, техніки, знань;

- реферативні огляди, як і аналітичні, дають уяву щодо тенденцій розвитку даної галузі знань, але мають описовий характер;

Реферативним журналом найбільш часто користуються дослідники та науковці. Реферати, що у ньому вміщені, є аналітико-синтетичними переробками тексту першоджерела; вони утримують саму важливу інформацію щодо об’єкту дослідження. До структури реферату входять:

- бібліографічний опис;

- реферативний текст;

- посилання, примітки.

Для передачі змісту джерела-оригіналу у рефераті використовуються два підходи – інтерпретація або цитування; інколи застосовують їх сполучення. Слід зауважити, однак, що реферативна інформацію не замінює вивчення літературного або патентного джерела, а лише дає змогу отримати первинну уяву щодо його змісту, головних положень та результатів.

Після етапу первинного пророблення інформації переходять до її аналізу і формулюють тему наукового дослідження. Для цього відібрані джерела систематизують одним з двох способів: в хронологічному порядку або за тематикою питань, що аналізуються.

За першим варіантом інформацію систематизують за етапами розвитку даної галузі знань і на кожному етапі джерела піддають критичному аналізу. Критика недоліків попередніх робіт повинна бути обгрунтованою, підкріплюватися аргументацією і, що важливо, бути коректною. Вважати, що все зроблене раніш є невірним, застарілим – це не тільки неетично по відношенню до колег. В науці існує принцип спадкоємності: без минулих досліджень неможливо ставити нові задачі, нові досягнення науки базуються на минулих. Це однак не означає, що треба беззастережно погоджуватися з попередніми думками, навіть видатних, авторитетних вчених, якщо отримані нові факти, дані, які суперечать отриманим раніш. І зовсім неприпустимим є пасивний, формальний огляд інформації, коли перелічуються лише автори і наводяться анотації без аналізу джерел.

При тематичному аналізі розглядають останні видання за даною тематикою; звичайно це монографії, де наведений підсумок досліджень з даного питання. Потім вибірково аналізують додаткові джерела, які викликають особливий інтерес. Такий аналіз є більш простим, потребує менших витрат часу, але він менш повний.

За результатами пророблення інформації роблять висновок, який відображує наступні питання:

- актуальність і новизну теми;

- останні досягнення в галузі теоретичних і експериментальних досліджень за темою в державі і за кордоном;

- найбільш актуальні теоретичні і експериментальні задачі;

- технічна доцільність і економічна ефективність розробок.

Велику допомогу в підборі найбільш значимих джерел інформації і відсіюванні другорядних може надати керівник, особливо для починаючого наукового працівника.

Науково – дослідні роботи виконуються у визначеній послідовності. Для прикладних НДР виділяють 6 етапів.

1. Формулювання теми. Це ознайомлення з проблемою, літературою; складання стислого плану досліджень; розробка технічного завдання; складання календарного плану НДР; визначення очікуваного економічного ефекту.

2. Формулювання цілі і задач дослідження, який включає складання бібліографії літератури; вивчення звітів з НДР близької тематики; аналіз цієї інформації, тобто вивчення стану питання; формулювання цілі і задач.

3. Теоретичні дослідження, які включають вивчення фізичної сутності; виконання попереднього експерименту; формулювання гіпотез; вибір фізичної моделі; математизацію моделі; аналітичні дослідження і аналіз отриманих даних.

4. Експериментальні дослідження, які включають розробку цілі і задач експерименту; планування експерименту; вибір засобів вимірювань; конструювання приладів, апаратів, моделей, стендів, установок і інших засобів експерименту; проведення експерименту; обробку результатів експерименту.

5. Аналіз і оформлення результатів наукових досліджень, який включає загальний аналіз даних теоретичних і експериментальних досліджень; порівняння результатів експериментальних і теоретичних розробок; аналіз розбіжностей; уточнення теоретичних моделей і додаткові експерименти, якщо у цьому виникає необхідність; перетворення гіпотези у теорію; формулювання висновків; складання науково – технічного звіту; рецензування.

6. Упровадження результатів досліджень на виробництві і визначення економічного або іншого ефекту.