3. Формулювання мети і завдань дослідження

Мета і завдання наукових досліджень формулюються після ретельного вивчення науково-технічної інформації. Це вивчення включає всесторонньо освітлення стану питання яке досягається шляхом опрацьовування і аналізу інформації.

Мету дослідження визначає його кінцевий результат. При цьому завдання дослідження формулюють питання, на які повинна бути отриманий відповідь для досягнення даної мети дослідження.

Цілі і завдання дослідження утворюють взаємозв'язані ланцюжки, в яких кожна ланка служить засобом утримання інших ланок.

Після збору літературних, архівних, виробничих інформаційних даних корисно дізнатися думку ведучих учених в області, даної проблеми.

Облік опрацьовування інформації зводиться до складання бібліографії. При цьому повинні бути вказані прізвища і ініціали автора назва джерела, об'єм джерела в будівництві

Бібліографічний перелік складає або в алфавітному порядку по прізвищу авторів, або по черговості згадки даної роботи в тексті.

4. Загальні уявлення про Теоретичні Методи наукового пізнання

Всі методи наукового пізнання підрозділяються на дві великі групи:

- загальний метод – метод, що визначає суть дослідження;

- приватний – метод, що визначає деталі наукового дослідження.

Розрізняють такі приватні методи наукових досліджень:

- аналіз;

-. синтез;

- індукція;

- дедукція;

- аналогія;

- моделювання;

- абстрагування;

- конкретизація.

Аналіз (др.-грецьк. хнЬлхуйт- розкладання, розчленовування) - це операція уявного або реального розчленовування цілого (речі, властивості, процесу або відношення між предметами) на складові частини, виконувана в процесі пізнання або предметно- практичної діяльності людини.

Синтез- процес з'єднання або об'єднання раніше розрізнених речей або понять в ціле або набір. Термін походить від грецьк. уэниеуз - совміщення, приміщення разом (уэн- з, разом і иеуз - положення, місце). Іншими словами, синтез це спосіб зібрати ціле з функціональних частин.

Синтез - це побудова складних систем із заздалегідь підготовлених блоків або модулів різних типів.

Індукція - це вид узагальнення, пов'язаний з передбаченням результатів спостережень і експериментів на основі даних досвіду. У індукції дані досвіду «наводять» на загальне, тому індуктивні узагальнення розглядаються зазвичай як досвідчені істини або емпіричні закони.

У логіці - це метод міркування від приватного до загального.

індукція це метод доказу для послідовності натуральних чисел або об'єктів, однозначно занумерованих натуральними числами.

індукція це метод доказу, при якому твердження доводиться для кінцевого числа окремих випадків, вичерпних всі можливості.

індукція це гіпотеза, отримана в ході спостережень за окремими випадками. Ця гіпотеза потребує доказу.

Дедукція (лат. deductio- виведення) - метод мислення, при якому приватне положення логічним шляхом виводиться із загального, вивід по правилах логіки; ланцюг висновків (міркувань), ланки якого (вислови) зв'язані відношенням логічного проходження.

Аналогія - рівність відносин; схожість предметів (явищ, процесів) в яких-небудь властивостях, а також пізнання шляхом порівняння. Між порівнюваними речами повинні бути як відмінність, так і подібність; те, що є основою порівняння повинно бути більш знайомим, ніж те, що підлягає порівнянню.

Модель аналогії (лат. modus- зразок, копія, образ)- наочна, математична або абстрактна система, що імітує або відображає принципи внутрішньої організації, функціонування, особливостей досліджуваного об'єкту (оригіналу), безпосереднє вивчення якого, з різних причин, неможливе або ускладнене. В процесі пізнавального мислення, «модель аналогії» виконує різноманітні функції, для стислого пояснення (опису по образу аналогії) твору, теорії, учення, гіпотези, інтерпретації і так далі. Моделі широко використовуються в математиці, логіці, фізиці, для моделювання людського співтовариства, історії, в аналітиці і інших областях знань. Висновку за «модель аналогії», є гіпотетичними - істинність або помилковість яких, надалі, виявляється (підтверджується або спростовується) в ході перевірки (випробувань).

Аналогія у філософії, - висновок в якому від зовнішньої подібності предметів за одними ознаками, робиться вивід про можливість їх схожості по інших ознаках. Наприклад поняття «аналогічно»- це уживається при висновку аналогічно, знання, отримані при розгляді предмету (об'єкту, моделі), переносяться на іншій, менш доступний для дослідження (споглядання, діалогу).

Моделювання - це дослідження і пізнання об'єктів на їх моделях. Іншими словами моделювання - це побудова моделей реально існуючих предметів і явищ (живих організмів, інженерних конструкцій, суспільних систем, різних процесів і т. п.).

Через багатозначність поняття «модель» в науці і техніці не існує єдиної класифікації видів моделювання. При цьому розрізняють такі основні види моделювання:

1. Інформаційне моделювання.

2. Комп"ютерне моделювання.

3. Математичне моделювання.

4. Математико - картографічне моделювання.

5. Молекулярне моделювання.

6. Цифрове моделювання.

7. Логічне моделювання.

8. Педагогічне моделювання.

9. Психологічне моделювання.

10. Статистичне моделювання.

11. Структурне моделювання.

12. Фізичне моделювання.

13. Економіко - математичне моделювання.

14. Імітаційне моделювання.

15. Еволюційне моделювання.

16. Графічне та геометричне моделювання.

17. і так далі

Абстрагування - це уявне виділення, вичленення деяких елементів конкретної множини і відвернення їх від інших елементів даної множини. Це один з основних процесів розумової діяльності людини, що спирається на знакове опосередковування і дозволяє перетворити на об'єкт розгляду різні властивості предметів. Це узагальнене теоретичне узагальнення дозволяє відобразити основні закономірності досліджуваних об'єктів або, вивчати їх, а також прогнозувати нові, невідомі закономірності. Як абстрактні об'єкти виступають, складові безпосередній зміст людського - розуму математичні структури і ін.

Розрізняють такі типи абстракції:

1. Примітивна (плотська) абстракція - відвернення від одних властивостей предмету або явища, і виділення інших його властивостей або якостей (виділення форми предмету, відвернувшись від його кольору або навпаки

2. Узагальнена абстракція дає узагальнену картину, відвернуту від приватних відхилень. В результаті такої абстракції виділяється загальна властивість досліджуваних об'єктів або явищ. Даний вид абстракції вважається основним в математиці і математичній логіці.

3. Ідеалізація - це заміщення реального емпіричного явища що ідеалізується, відвернутою від реальних недоліків. В результаті утворюються поняття об'єктів, що ідеалізуються (ідеальних) («», «», «» і ін.)

4. Ізолююча абстракція - в цьому випадку виділяється той зміст, на якому зосереджується увага.

5. Конструктивна абстракція - це відвернення від невизначеності меж реальних об'єктів, їх «огрублення».

По цілях розрізняють такі види абстракцій:

1. Формальна абстракція - це виділення таких властивостей предмету, які самі по собі і незалежно від нього не існують (форма або колір).

2. Змістовна абстракція - це вичленення тих властивостей предмету, які самі по собі володіють відносною самостійністю (клітка організму).

Конкретизація (від лат. concretus - густий, твердий) - метод дослідження предметів у всій різнобічності їх, у якісній багатосторонності реального існування на відміну від абстрактного вивчення предметів.

Крім того, в теоретичних дослідженнях розрізняють логічний і історичний методи. У свою чергу, логічний метод включає гіпотетичний і аксіоматичний методи досліджень.

Гіпотетичний метод заснований на розробці гіпотези (тобто наукового припущення) що містить елементи новизни і оригінальності. Цей метод дослідження є основним і найбільш поширеним в прикладних науках.

Гіпотеза складає суть, методологічну основу, теоретичне передбачення, стрижень теоретичних досліджень. Будучи керівною ідеєю всього дослідження, вона визначає напрям і об'єм теоретичних розробок.

Аксіоматичний метод заснований на очевидних положеннях (аксіомах), що приймаються без доказу. По цьому методу теорія розробляється на основі дедуктивного принципу. Ширшого поширення він набув в теоретичних науках (математиці, математичній логіці і ін.).

Історичний метод дозволяє досліджувати виникнення, формування і розвиток процесів і подій в хронологічній послідовності з метою виявити внутрішні і зовнішні зв'язки, закономірності і суперечності.

Між логічним і історичним методами існує єдність, заснована на тому, що будь-яке логічне пізнання повинне розглядатися в історичному аспекті.

Опис фізичної або економічної суті досліджуваного явища (або процесу) складає основу теоретичних розробок. Такий опис повинен всесторонньо освітлювати суть процесу і базуватися на законах фізики, хімії, механіки, фізичної хімії, політекономії і ін.

Первинним в пізнанні фізичної і економічної суті процесів виступають спостереження. Отриману в ході їх проведення інформацію прагнуть перетворити на деяке абстрактне поняття - модель. Модель - це зображення в зручній формі численної інформації про об'єкт, що вивчається.

Моделі можуть бути фізичні, математичні, натурні.

При фізичному моделюванні фізика явищ в об'єкті і моделі і їх математичні залежності однакові.

Фізичні моделі дозволяють наочно представляти процеси, що протікають в натурі. За допомогою фізичних моделей можна вивчати вплив окремих параметрів на перебіг фізичних процесів.

При математичному моделюванні фізика явищ може бути різною, а математичні залежності однаковими. Математичне моделювання набуває особливої цінності, коли виникає необхідність вивчити дуже складні процеси.

Математичні моделі дозволяють кількісно досліджувати явища, що важко піддаються вивченню на фізичних моделях.

Натурними моделями є масштабно змінні об'єкти, що дозволяють найповніше досліджувати процеси, що протікають в натурних умовах.

Стандартних рекомендацій по вибору і побудові моделей не існує.

Багатообразні фізичні моделі процесів, що вивчаються, досліджують математичними методами, які можуть бути розділені на такі основні групи.

1. Аналітичні методи дослідження (елементарна математика, диференціальні і інтегральні рівняння, варіаційне числення і інші розділи вищої математики), використовувані для вивчення безперервних детермінованих процесів.

2. Методи математичного аналізу з використанням експерименту (метод аналізу, теорія подібності, метод розмірностей) і ін.

3. Експериментальні методи, які дозволяють глибоко вивчити процеси в межах точності техніки експерименту і сконцентрувати увагу на тих параметрах процесу, які представляють найбільший інтерес.

4. Ймовірносно-статистичні методи дослідження (статистика і теорія вірогідності, дисперсійний і коректувальний аналізи, теорія надійності, метод Монте-Карло і ін.), які застосовуються для вивчення випадкових процесів, зокрема дискретних і безперервних.

5. Методи системного аналізу (дослідження операцій, теорія масового обслуговування, теорія управління, теорія множин і ін.).

Під системним аналізом розуміють сукупність прийомів і методів для вивчення складних об'єктів - систем, що є складною сукупністю елементів, що взаємодіють між собою. Взаємодія елементів системи характеризується прямими і зворотними зв'язками. Суть системного аналізу полягає в тому, щоб виявити ці зв'язки і встановити їх вплив на поведінку всієї системи в цілому.

На закінчення відзначимо, що в загальному випадку етап теоретичних розробок наукового дослідження включає наступні основні розділи:

1. Вивчення фізичної або економічної суті процесу, явищ.

2. Формулювання гіпотези дослідження.

3. Вибір, обґрунтування і розробка фізичної або економічної моделі.

4. Математична формалізація моделі.

5. Аналіз теоретичних рішень, формулювання виводів.

6. У міру можливості - перевірка результатів теоретичних досліджень на адекватність експерименту.