Курс лекций ОНИ

21

ЛЕКЦИЯ № 3

ТЕМА: Основные виды научной деятельности. Организация НИР.

1.Классификации научных исследований. Основные виды научных исследований.

2.Организация НИР.

1.Классификации научных исследований. Основные виды научных

исследований.

В пределах научно-исследовательской деятельности осуществляются научные исследования. Научное исследование - целенаправленное познание, результаты которого выступают как система понятий, законов и теорий. Научные исследования классифицируют по видам связи с общественным производством и степени важности для народного хозяйства; целевому назначению; источникам финансирования и длительности ведения исследования. Рассмотрим две из них более подробно.

По видам связи с общественным производством научные исследования подразделяются на работы, направленные на создание новых технологических процессов, машин, конструкций, повышение эффективности производства, улучшение условий труда, развитие личности человека и т.п.

По целевому назначению выделяют три вида научных исследований: фундаментальные, прикладные и разработки (рисунок 1).

НАУЧНЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Фундаментальные		Прикладные		Разработки

Поисковые		Научно-		Опытно-
		исследовательские		конструкторские
исследования
		работы		работы

Фундаментальные исследования направлены на открытие и изучение новых явлений и законов природы, на создание новых принципов

22

исследования. Их целью является расширение научного знания общества, установление того, что может быть использовано в практической деятельности человека. Такие исследования ведутся на границе известного и неизвестного, обладают наибольшей степенью неопределенности.

Фундаментальные исследования в пищевой промышленности часто проводятся на стыке с другими науками. Для товароведения продовольственных товаров это в первую очередь естественные науки – биохимия, химия, микробиология; а также экономика и другие науки.

Прикладные исследования направлены на нахождение способов использования законов природы для создания новых и совершенствования существующих средств и способов человеческой деятельности. Цель прикладных исследований – установление того, как можно использовать научные знания, полученные в результате фундаментальных исследований, в практической деятельности человека.

Врезультате прикладных исследований на основе научных понятий создаются технические понятия. Прикладные исследования, свою очередь, подразделяются на поисковые, научно-исследовательские и опытноконструкторские работы:

- поисковые исследования направлены на установление факторов, влияющих на объект, отыскание путей создания новых технологий и техники на основе способов, предложенных в результате фундаментальных исследований;

- в результате научно-исследовательских работ создаются новые технологии, опытные установки, приборы и т.п.;

- целью опытно-конструкторских работ являются подбор конструктивных характеристик, определяющих логическую основу конструкции.

Врезультате фундаментальных и прикладных исследований формируется новая научная и 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.

Так, например, учебная исследовательская работа и научная исследовательская работа студентов в основном носит характер прикладных исследований или разработок. Прикладные исследования могут быть поисковыми (могут быть направлены на отыскание путей создания новых технологий производства пищевых продуктов на основе результатов фундаментальных исследований и др.), научно-исследовательскими (направленные на создание новых технологий, опытных установок и т.п.).

Разработки могут быть направлены на создание новых пищевых продуктов, технологий их производства; создание и утверждение

23

нормативной документации на новые продукты, организацию выпуска опытной партии нового продукта и т.д.

И так, все многообразие научных исследований, которые проводят в рамках различных научных направлений, решают отдельные или комплексные проблемы, как было выше указано, классифицируются на 3 вида: фундаментальные, прикладные и разработки.

По степени важности для народного хозяйства различают научные исследования, которые выполняются по специальным постановлениям Президента и Правительства Беларуси; в рамках программ государственного и межгосударственного уровней, планов НАН Беларуси; по планам отраслевых министерств и ведомств; по планам и инициативе исследовательских организаций и коллективов.

По источникам финансирования исследования подразделяются на работы, которые финансируются из средств государственного бюджета; в рамках хозяйственных соглашений и договоров; внебюджетных фондов и средств; собственных средств предприятий и организаций.

2. Организация научно-исследовательской работы

Организация и проведение научных исследований включает научноисследовательский процесс, научную организацию труда в исследовательской деятельности, организационную стадию научно-исследовательского процесса, выбор научно-исследовательской темы, исследовательскую стадию научного процесса, завершающую стадию исследовательского процесса.

Научно-исследовательский процесс представляет собой четко организованный комплекс действий, направленный на получение новых знаний, раскрывающих суть процессов и явлений в природе и обществе, с целью использования их в практической деятельности людей.

Каждое научное исследование выполняется в соответствии с

определенным научным направлением.
Структурными	единицами	научного	направления	являются:
комплексные проблемы, проблемы, темы и научные вопросы.
В общее понятие «проблема»		входит	комплекс теоретических и

практических задач, необходимость решение которых встают перед обществом. Проблема может быть глобальной, региональной, отраслевой и так далее, в зависимости от задач, которые возникают.

Комплексная проблема представляет собой совокупность проблем, объединенных одной целью. При выборе проблемы, с целью разрешения которой планируется выполнение научного исследования, важно уметь отличать научные проблемы от псевдопроблем (мнимых, ложных проблем). Наибольшее количество псевдопроблем связано с недостаточной информированностью научных работников, поэтому иногда возникают проблемы, целью которых оказываются ранее полученные результаты. Это

24

приводит к напрасным затратам средств и труда ученых.

Под научными вопросами понимают небольшие научные задачи, которые относятся к конкретной теме научного исследования.

И, в конце, на стадии реализации результатов исследований производится обобщение и апробация полученных результатов, а затем – внедрение их в практику в той или иной форме.

По продолжительности проведения научных исследований различают краткосрочные (до 1 года) и долгосрочные работы.

Научная организация труда в исследовательской деятельности

состоит в создании организационных предпосылок для исследования и аналитической обработки информации.

К научноисследовательской работе привлекают специалистов разных профессий (экономистов, программистов, математиков, технологов, конструкторов и т.д.)

Для того чтобы организовать труд научного работника с наибольшей эффективностью, необходимо объединять этот процесс с организацией всего научно-исследовательского процесса. Исследование информации и преобразование ее соответственно целям научного исследования должно рационально объединять процессы труда, материальные элементы производства научной продукции, т. е. средством труда (машины, оборудование, и т. п.), предметы труда (первичная фиксированная информация) и интеллектуальные элементы (программы, методики). Для этого система научно-исследовательского процесса должна быть упорядочена: все элементы приведены в системную взаимосвязь, подчиненную цели и программе исследования.

Организационная стадия научно-исследовательского процесса начи-

нается с выбора направления, проблемы, темы научного исследования и постановки научных вопросов, что является очень ответственной задачей.

Актуальные для государства направления и комплексные проблемы исследований формулируются в директивных документах Президента и Правительства Беларуси, Национальной академии наук на основании всестороннего изучения состояния и перспектив социально-экономического развития государства. Например, основными направлениями являются научно-технические, связанные с решением фундаментальных проблем в разных областях науки, изучением возможности практического использования результатов исследований в конструкторских разработках, обеспечением внедрения лучших из них в серийное производство; производственно-технические, направленные на решение проблем развития и совершенствования производства, повышение его технического уровня и экономической эффективности и ряд других.

Выбор проблемы обосновывается ее актуальностью. Научная проблема представляет собой совокупность сложных теоретических или практических вопросов, оэтому в процессе научного исследования ее разделяют на основные элементы – темы.

25

Определение теоретических основ разработки темы предусматривает установление полноты освещения ее в ранее проведенных исследованиях, необходимости дальнейшего изучения, исходя из практических потребностях в этих знаниях.

Завершает изучение теоретических предпосылок этап выдвижения и обоснование гипотез. На этом этапе анализируется современное состояние проблемы, очерчивается круг вопросов оставшихся неисследованными, но способных сыграть значительную роль в дальнейшем развитии определенной области знаний. Выдвижение гипотез должно основываться на научном прогнозировании тенденций развития исследуемых явлений. Выдвинутые гипотезы станут отправным пунктом при определении перспектив дальнейшего изучения проблемы и установлении параметров исследования.

Выбор научно-исследовательской темы. Тема научного исследова-

ния является составной частью проблемы. В результате исследования по теме получают ответы на определенный круг научных вопросов, охватывающих часть проблемы. Обобщение результатов ответов по комплексу тем может дать решение научной проблемы. Критерии оценки показателей темы приведены на рисунке 2.

Критерии выбора темы исследования

Народно-

Соответствие

Обеспечение

хозяйственная

профилю

финансирования и

эффективность

учреждения

внедрение

результатов

исследования

Специализация учреждения

Обеспеченность научными кадрами и их специализация

Материально-техническая база

Актуальность

Научная новизна

Практическая значимость

Источники финансирования

Рентабельность разработки

Обеспечение внедрения результатов исследования

Рисунок 2. Обоснование темы исследования.

26

Научные результаты теоретических исследований могут иметь форму концепции, гипотезы, классификации, закона, метода и т.д.

Результатами прикладных и эмпирических исследований становятся технологии, методики, алгоритмы, вещества, штаммы и т.д.

Исследовательская стадия научного процесса представлена на рисунке 3.

Исследовательская стадия научно-исследовательского процесса

Создание новой информации

Выполнение исследований с

применением теоретических и

эмпирических методов

Предварительные рекомендации

Корректирование предварительных выводов и рекомендаций

Опубликование предварительных выводов и рекомендаций

Проведение наблюдений и выбор критериев оценки

Сбор и группировка информации

Доказательство гипотез

Научный эксперимент

Рисунок 3. Обоснование темы исследовани

27

Завершающая стадия исследовательского процесса проходит в несколько этапов - рисунок 4.

Завершающая стадия научно-исследовательского процесса

Обобщение результатов

Апробация и реализация результатов

исследования

исследования

Обобщение результатов

Коллективное обсуждение

Рецензирование и экспертиза

Опытное внедрение

Корректирование и доработка результатов исследования

Реализация результатов исследования

Рисунок 4. Схема завершающей стадии научно-исследовательского процесса.

Важной характеристикой темы является возможность быстрого внедрения результатов в производство.

28

ЛЕКЦИЯ № 4

ТЕМА: Эксперимент: организация, проведение, оформление результатов.

1.Общее понятие «эксперимент»

2.Организация, проведение, оформление результатов эксперимента.

3.Демонстрация фильма.

1. Общее понятие «эксперимент»

Эксперимент - это такой метод изучения объекта, который связан с активным и целенаправленным вмешательством исследователя в естественные условия существования предметов и явлений или созданием искусственных условий, необходимых для выявления его соответствующего свойства.

Экспериментальное изучение объектов сравнительно с наблюдением имеет такие преимущества:

•в процессе эксперимента можно изучать явления в "чистом виде", освободившись от побочных факторов, которые затеняют основной процесс;

•в экспериментальных условиях можно исследовать свойства объектов;

•эксперимент можно повторять, то есть существует возможность проводить опыт столько раз, сколько это необходимо.

Основной целью экспериментальных исследований является выявление свойств исследуемых объктов, проверка справедливости гипотез и на этой основе – широкое и глубокое изучение темы научного исследования.

Основой любого эксперимента является научно поставленный опыт с

точно учитываемыми условиями. Существует несколько к л а с с и ф и к а ц и й э к с п е р и м е н т . По структуре изучаемых объектов и явлений различают простые и сложные эксперименты; по числу варьируемых факторов – однофакторные и многофакторные; по организации проведения исследования различают лабораторные, натурные, производственные и т.д.

Таким образом, эксперимент – это метод научного исследования, апробирование испытания изучаемых явлений в контролируемых и управляемых условиях. Может быть осуществлен при наличии теории. Стадии эксперимента: выдвижение научной гипотезы; постановка конкретной задачи; выбор объекта исследования; подготовка материальной базы для выполнения эксперимента; выбор оптимального пути эксперимента; наблюдение явлений при эксперименте и их описание; анализ и обобщение полученных результатов.

29

2.Организация, проведение, оформление результатов эксперимента

Организация научно-исследовательского процесса состоит в создании организационных предпосылок для исследования и аналитической обработки информации. Для этого применяется комплекс элементов организации труда.

Специализация и кооперирование Пропорциональность Параллельность Прямоточность Непрерывность Ритмичность

Организация управления научно-исследовательским процессом

График выполнения работы

В экспериментальных исследованиях одну из самых ответственных задач в разработке исследований является процесс планирования эксперимента. Перед организацией экспериментальных исследований разрабатываются задачи, выбираются методика и программа эксперимента. Его эффективность существенно зависит от выбора средств измерений. При решении этих задач необходимо руководствоваться инструкциями и ГОСТами.

Составляется рабочий план, в котором определяются объем экспериментальных работ, методы, оборудование и сроки, в течение которых должна выполняться работа.

Так, лабораторный эксперимент проводят в лабораторных условиях с применением типовых приборов, установок и т.д. Чаще всего в лабораторном эксперименте изучается не сам объект, а его образец. При проведении лабораторных исследований нужно помнить, что должно быть несколько параллельных проб (2-5), чтобы получить более точные результаты путем усреднения результата. При выполнении эксперимента необходимо вести лабораторный журнал, куда тщательно заносят время и условия проведения обработку. Однако лабораторный эксперимент не всегда полностью моделирует реальный ход изучаемого процесса. Поэтому может возникнуть необходимость проведения натурного эксперимента.

Натурный эксперимент проводят в естественных условиях и на реальных объектах (проведение социологического опроса и других маркетинговых исследований, изучение профилактической эффективности лечебно-профилактического продукта и т.д.).

К работе в лаборатории допускаются лица, прошедшие инструктаж по безопасным методам работы в лаборатории и пожарной безопасности. Студенты выполняют лабораторные исследования только в присутствии руководителя или лаборанта.

Любые работы в лаборатории надо выполнять точно, аккуратно, не допуская поспешности и беспорядочности. На рабочем столе могут находиться только необходимые в данный момент приборы и оборудование.

30

К работе в лаборатории можно приступать только в том случае, если все её этапы понятны и не вызывают никаких сомнений. При возникновении какихлибо неясностей следует обратиться к руководителю (преподавателю). Работы, связанные с повышенной опасностью, необходимо проводить под непосредственным наблюдением лаборанта или руководителя.

Более подробно с требованиями по технике безопасности студенты должны ознакомиться при прохождении обязательного инструктажа перед выполнением лабораторного эксперимента.

Важный момент – обработка полученных в ходе эксперимента данных. Обработка данных сводится к систематизации всех цифр, их классификации и анализу. Результаты эксперимента должны быть сведены в удобно читаемые формы записи: таблицы, формулы, графики, позволяющие быстро сопоставить полученное и проанализировать результаты. Рисунки в виде графиков, круговых, столбчатых и диаграмм и другие удобно создавать с помощью компьютерных программ Microsoft Word, Microsoft Excel, Corel Draw и т.д. Все переменные должны быть оценены в единой системе единиц физических величин. При обработке большого объема цифрового материала необходимо использовать методы математической статистики. На данном этапе широко используются методы статистического анализа: корреляционный, факторный анализ, метод импликационных шкал, контентанализ и др. Так, корреляционный анализ - это процедура для изучения соотношений между независимыми переменными. Вычисляется коэффициент корреляции. Чем выше этот коэффициент корреляции между двумя переменными, тем точнее можно прогнозировать значения одной из них по значению других. Факторный анализ дает возможность установить многомерные связи переменных величин по нескольким признакам и дает возможность подать полученные результаты в обобщенном виде. При статистической обработке данных можно использовать следующие источники.

Целесообразно применять для статистической обработки большого объема цифрового материала пакеты компьютерных программ, таких как

MATLAB, STATISTICA, SUPERCALC и другие.

После завершения теоретических и экспериментальных исследований проводится общий анализ полученных результатов, осуществляется сопоставление гипотезы с результатами эксперимента. В результате расхождения результатов уточняются теоретические модели. В случае необходимости проводятся дополнительные эксперименты.

Оформление результатов научной работы.

После того, как сформулированы выводы и обобщения, продуманы доказательства и подготовлены иллюстрации, наступает следующий этап – литературное оформление полученных результатов в виде отчета, доклада, реферата, статьи, тезисов, дипломной работы и т.д.

Требования к оформлению научной работы включают: ясность изложения, систематичность и последовательность в подаче материала.