- •Основы научных исследований
- •Рецензент в.В. Нестерович, канд. Техн. Наук, доцент
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция 1. Вводная. Развитие науки и изобретательства
- •1.1 Основные положения
- •1.2 Подготовка и повышение квалификации научно-технических кадров
- •Лекция 2. Государственная система управления развитием науки и техники
- •2.1 Принципы программно-целевого управления развитием науки и техники
- •2.2 Организационные структуры для осуществления научных исследований и разработок
- •Лекция 3. Технические системы
- •3.1 Диалектика технических систем
- •3.1.1 Системный подход
- •3.1.2 Противоречия, выявляемые при решении технических задач
- •3.2 Жизнь технической системы
- •3.3 Законы развития технических систем
- •3.4 Уровни сложности технических задач
- •Лекция 4. Диалектика технического творчества. Этапы творческого процесса
- •4.1 Уровни творческой деятельности
- •4.2 Психологические особенности научно-технического творчества
- •4.3 Учет психологических факторов при решении творческих технических задач
- •4.4 Основные этапы рационального творческого процесса
- •4.4.1 Оценка целесообразности решения задачи
- •4.4.2 Анализ надсистемы, в которую входит рассматриваемая техническая система
- •4.4.3 Анализ технической системы и ее подсистем, выбор задачи
- •4.4.4Анализ технической задачи
- •4.4.5 Формулировка условий и анализ изобретательской задачи
- •4.4.6 Поиск идеи решения
- •4.4.7 Синтез нового технического решения
- •Лекция 5.Подготовка и проведение научно-технического исследования.
- •5.1 Основные понятия и классификация
- •5.2 Этапы научно-технического исследования
- •5.3 Информационный поиск и составление методики исследования
- •5.4 Научные документы и издания
- •5.4.1 Первичные документы и издания
- •5.4.2 Вторичные документы и издания
- •5.5 Документные классификации
- •5.6 Библиографическое описание источников, использованных в научном исследовании
- •5.7 Организация работы с научной литературой
- •Лекция 6. Предварительная разработка исследования
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Методы эмпирического уровня
- •6.3 Методы экспериментально-теоретического уровня
- •6.4 Методы теоретического уровня
- •6.5 Методы метатеоретического уровня
- •6.6 Гипотезы в научных исследованиях
- •6.7 Доказательства в научных исследованиях
- •6.8 Научная проблема и обоснование темы исследования
- •Лекция 7. Экспериментальые научные исследования
- •7.1 Классификация, типы и задачи эксперимента
- •7.2 Методика эксперимента
- •7.3 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
- •7.4 Рабочее место экспериментатора и его организация
- •7.5 Влияние психологических факторов на ход и качество эксперимента
- •7.6 Вычислительный эксперимент
- •7.7 Элементы теории планирования эксперимента
- •Лекция 8. Обработка данных эксперимента и обобщение результатов
- •8.1 Основы теории случайных ошибок и методов оценки случайных погрешностей в измерениях
- •8.1.1 Интервальная оценка с помощью доверительной вероятности
- •8.1.2 Определение минимального количества измерений
- •8.1.3 Проверка наличия грубых ошибок ряда
- •8.2 Методы графической обработки результатов измерений
- •8.3 Методы подбора эмпирических формул
- •8.4 Регрессионный анализ
- •Лекция 9. Оформление, защита и внедрение результатов науных исследований
- •9.1 Отчетные документы
- •9.2 Требования к представлению структурных элементов отчета
- •9.3 Представление результатов нти
- •9.4 Внедрение законченных разработок в промышленность
- •9.5 Эффективность научно-технических исследований
- •Лекция 10. Методы поиска новых технических решений
- •10.1 Основные определения и понятия технического творчества
- •10.2 Ассоциативные методы поиска технических решений
- •10.2.1 Метод фокальных объектов
- •10.2.2 Метод гирлянд случайностей и ассоциаций
- •10.3 Метод контрольных вопросов
- •Мозговой штурм
- •10.5 Синектика
- •Лекция 11. Систематические и другие методы поиска технических решений и активизации творчества
- •11.1 Систематические методы
- •11.1.1 Морфологический анализ
- •11.1.2 Алгоритм решения изобретательских задач
- •11.1.3 Стратегия решения изобретательской задачи по ариз
- •11.1.4 Обобщенный эвристический алгоритм
- •11.2 Другие методы
- •11.2.1Метод организующих понятий
- •11.2.2Метод «матриц открытия»
- •11.2.3Метод десятичных матриц поиска
- •11.2.4Метод оценки оптимальности
- •11.2.5Функционально-стоимостный анализ
- •Заключение
- •Список рекомендованных источников
10.2.1 Метод фокальных объектов
Метод фокальных объектов дает хорошие результаты при поиске новых модификаций известных способов и устройств. Кроме того, он может быть использован для тренировки воображения (упражнения типа: придумать фантастические животное, растение, корабль и т. д.). Сущность метода состоит в перенесении признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект, который лежит как бы в фокусе переноса.
Применяют метод фокальных объектов в следующем порядке:
1. Выбор фокального объекта.
2. Выбор трех-четырех случайных объектов.
3. Составление списков признаков случайных объектов.
4. Генерирование идей путем присоединения к фокальному объекту признаков случайных объектов.
5. Развитие полученных сочетаний путем свободных ассоциаций.
6. Оценка полученных идей и отбор полезных решений.
10.2.2 Метод гирлянд случайностей и ассоциаций
Дальнейшим развитием метода фокальных объектов является метод гирлянд случайностей и ассоциаций. Он помогает найти большое количество подсказок для новых идей путем образования ассоциаций. Алгоритм метода:
Определение синонимов объекта.
Произвольный выбор случайных объектов.
Образование комбинаций из элементов гирлянд синонимов и случайных объектов, т. е. каждый синоним соединяют с каждым случайным объектом.
Составление перечня признаков случайных объектов.
Генерирование идей путем поочередного присоединения к техническому объекту и его синонимам признаков случайно выбранных объектов.
Генерирование гирлянд ассоциаций.
Генерирование новых идей.
Выбор альтернативы.
Оценка и выбор рациональных вариантов идей.
Отбор оптимального варианта.
10.3 Метод контрольных вопросов
Цель – с помощью наводящих вопросов подвести к решению задачи. Списки таких вопросов предлагались различными авторами с 20-х годов нашего столетия.
Суть метода состоит в том, что изобретатель отвечает па вопросы, содержащиеся в списке, и в связи с ними рассматривает свою задачу. Широко распространены универсальные вопросники, составленные А. Осборном, Э. Раудзенпом, Т. Эйлоартом, Д. Пирсоном и др. Они состоят из различного количества вопросов. За рубежом чаще пользуются вопросником, разработанным А. Осборном, который содержит 9 групп вопросов.
Одним из лучших можно считать список вопросов, составленный английским изобретателем Т. Эйлоартом. В сущности, он дал программу работы талантливого изобретателя, с фанатической настойчивостью пытающегося решить задачу методом проб и ошибок. Некоторые вопросы требуют развитого воображения, другие – глубоких и разносторонних знаний. Есть и вопросы, по-своему, очень тонкие, свидетельствующие о богатом опыте и наблюдательности Т. Эйлоарта.
Существует также список вопросов Д. Пойа, который отличается тем, что вопросы здесь составляют определенную систему (в других списках их можно менять местами). Список Д. Пойа создавался преимущественно для решения учебных математических задач, но может быть использован и при решении технических.
Наиболее обширен и универсален вопросник советского изобретателя Г. Я. Буша, называемый еще вопросником мысленного эксперимента изобретателя. В нем содержатся, например, такие вопросы: как решить задачу, если не считаться с затратами, если от решения зависит жизнь человека, если технический объект будет использован в качестве игрушки, или если объект является учебным пособием, экспонатом? Нельзя ли отвергнутые в прошлом принципы решения использовать сейчас при современных технических возможностях? Можно ли предсказать результат решения задачи через 10 – лет с учетом роста общественных потребностей? Как выглядит перечень всех основных недостатков известных решений задачи? Каким должно быть решение, если устранить их?