КОНСПЕКТ ЛЕКЦЫЙ

1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩІЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ ДО НАВЧАЛЬНОГО КУРСУ

«ОСНОВИ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

ТА ПРИНЦИПИ ІНЖЕНЕРНОЇ ТВОРЧОСТІ»

Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ» – 2012

2

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩІЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Конспект лекцій до навчального курсу

«Основи наукових досліджень та принципи інженерної творчості»

(для студентів спеціальності 7.05070103 «Електротехнічні системи електроспоживання»)

Розглянуто на засіданні кафедри «Електропостачання промислових підприємств і міст» ДВНЗ «ДонНТУ» Прот. № 7/12 від 01.02.2012 р.

Затверджено на засіданні навчальновидавничої ради ДВНЗ «ДонНТУ» Прот. № 1 від 28.02.2012 р.

Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ» – 2012

3

УДК 001.891(07)

Конспект лекцій до навчального курсу «Основи наукових досліджень та принципи інженерної творчості» (для студентів спеціальності 7.05070103 «Електротехнічні системи електроспоживання») / Укладачі: С.В. Сольоний, О.П. Ковальов, О.Я. Сольона, Г.В. Демченко – Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2012. – 80 с.

У курсі лекцій розглянуті обрані питання дисципліни «Основи наукових досліджень та принципи інженерної творчості». Наведені відомості про основні особливості науки, про класифікації наукових досліджень. Приділено увагу науково-технічної інформації та інформаційному пошуку. Розглянуто методи теоретичних й експериментальних досліджень. Акцент зроблений на психології наукової творчості. Коротко представлені відомості про винахідницьку роботу. Наведено коротку історичну довідку про Донецькій науковий центр НАН України. Викладено рекомендації зі складання заявок на одержання грантів на наукові дослідження.

Укладачі:	доц. Сольоний С.В.,
	проф. Ковальов О.П.,
	ас. Сольона О.Я.
	доц. Демченко Г.В.
Нормоконтролер:	доц. Якімішина В.В.
Рецензенти:	доц. Бершадський І.А.,
	доц. Розкаряка П.І.

	4
ЗМІСТ
стор.
ВСТУП…………………………………………………………………………....	5
ЛЕКЦІЯ 1. Визначення та основні особливості науки……………………….	6
ЛЕКЦІЯ 2. Наукові дослідження, їхні особливості та класифікація………...	12
ЛЕКЦІЯ 3. Вибір теми наукового дослідження……….....................................	19
ЛЕКЦІЯ 4. Науково-технічна інформація………..............................................	25
ЛЕКЦІЯ 5. Інформаційний пошук……………………………………………..	26
ЛЕКЦІЯ 6. Аналіз інформації та формулювання задач наукового
дослідження………………………………………………………...	32
ЛЕКЦІЯ 7. Методи теоретичних досліджень…………………………………	34
ЛЕКЦІЯ 8. Моделі досліджень…………………………………………………	38
ЛЕКЦІЯ 9. Методи експериментальних досліджень…………………………	41
ЛЕКЦІЯ 10. Засоби вимірів…………………………………………………….	49
ЛЕКЦІЯ 11. Психологія наукової творчості…………………………………..	52
ЛЕКЦІЯ 12. Винахідницька робота……………………………………………	64
ЛЕКЦІЯ 13. Наукові установи України………………………………………..	70
ЛЕКЦІЯ 14. Деякі рекомендації зі складання заявок на одержання
грантів на наукові дослідження………………………………….	73
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ………………………………………………………...	80

5

ВСТУП

У цей час наука в країнах СНД переживає лихоліття. Істотно знизилися витрати на науку. В останні роки перед розвалом Радянського Союзу витрати радянського й американського бюджетів на науку були приблизно рівні. Зараз співвідношення становить 1:500. Сама високорозвинена із країн СНД у науковому плані Росія витрачає на свою науку в 3 рази менше засобів у порівнянні з такий щодо слаборозвиненої в науково-технічному плані країною як Мексика. За останні 10 років Росію покинули 800 тис. учених, причому це не середнє, не нижче, а саме вища ланка російської науки, активно працюючі вчені. Їхнє навчання обійшлося країні в 60 млрд. доларів. Росію покинули 70

тис. учених з оборонної галузі. Середній вік учених у країні більше 60 років,

хоча недавно був 38 років. Відбувається втрата сформованих протягом десятиліть наукових шкіл. Немає ні другого, ні третього покоління вчених. У

США активно працює закон 1965 р. про ?перекачуванню мозків?. 30%

співробітників компанії Microsoft становлять російські компьютерщики. В

Америці в ході жарт про те, що в американських вузах російські професори вчать китайських студентів.

Ціль сучасної науки - високі технології. Для пострадянського суспільства характерне прагнення до збагачення й байдужість до науки.

Незважаючи на те, що вище утворення має лише 15% населення, у країні спостерігається так називана ?внутрішня еміграція?, перехід в інші сфери господарства. Число зайнятих у науці неухильно скорочується.

Катастрофічно падають тиражі наукових журналів і книг. Так,

наприклад, тираж журналу «Автоматика й телемеханіка» в 1959 році становив 8

тис. екземплярів, в 1977 р. - 7 тис., в 1994 р. - 523 екз., в 2000-м - 400. Тираж журналу «Електрика»: 1990 рік - 5048 екз., 1997 рік - 1000 екз. Тираж журналу

«Звістки вузів», серія «Електромеханіка»: 1977 рік - 3000 екз., 1996 р. - 273 екз.

Потім тиражі впали ще більше. Після 1997 року більшість наукових журналів просто перестали вказувати свої вже занадто сміховинно упалі тиражі.

6

Причиною стало, насамперед, різке погіршення матеріального становища науковців, яким підписка на наукові журнали стала просто не під силу.

Російським керівництвом було відзначено, що сформована в російській науці ситуація створює безпосередню погрозу національної безпеки Російської Федерації.

Низьким залишається престиж наукової праці й соціальний захист науковців й в Україні. Не виконуються норми закону ?Про науку й науково-

технічну діяльність?, яким передбачене фінансування науки в розмірі не менше

1,7% ВВП. Зараз цей рівень становить 0,45% ВВП. Низький престиж наукової праці й соціального захисту науковців негативно впливає на поповнення науки талановитою молоддю, а також викликає перехід висококваліфікованих кадрів в інші сфери діяльності або взагалі від'їзд науковців за кордон, у ті країни, де підтримують і цінують науку й інтелект. Кількість наукових співробітників в Україні катастрофічно зменшується - останнім часом на 4% щорічно.

Керівництво країни повинне розуміти, що наука - це розум й інтелект націй,

країна без науки - колонія з дешевою некваліфікованою робочою силою й кустарним виробництвом. Триваюче руйнування науки загрожує Україні не тільки втратою статусу цивілізованої країни, але й втратою незалежності й суверенітету.

ЛЕКЦІЯ 1. Визначення та основні особливості науки

Наука - це що безупинно розвивається система знань про об'єктивні закони природи, суспільства, мислення, що створюється й перетворюється в безпосередню практичну силу суспільства в результаті спеціальної діяльності людей і наукових установ. Одна з головних функцій науки і її цілей - пізнання об'єктивного миру. Безпосередня функція науки - опис, пояснення й пророкування процесів й явищ дійсності. Сучасна наука є двигуном науково-

технічного прогресу.

Сучасна наука має ряд характерних рис:

7

1. Бурхливий лавиноподібний розвиток. За останні 30 років отримано знань, що становлять приблизно 75% від обсягу знань, накопичених людством за всю його історію. Кількість наукових знань увесь час зростає. Як показав аналіз, основні характеристики науч-ной діяльності за останні 250 років зростають по экспоненціальному закону. Через кожні 10-15 років всі показники подвоюються. Тому вважають, що основним законом аналізу науки є експонентний. Учені думають, що експонентний закон розвитку науки повинен змінитися. Темпи залучення ресурсів будуть сповільнюватися. Однак інтенсивність використання ресурсів буде зростати. Тому обсяг наукової продукції, очевидно, буде наближатися до експонентного закону (рис. 1.1).

Лавиноподібний розвиток науки полягає й у систематичному створенні нових її напрямків. Виникає древо науки. Розгалуження науки в багатьох випадках супроводжується злиттям окремих її галузей. Народжуються прикордонні науки на стику двох, трьох і більше окремих наук.

Рисунок – Закономірності розвитку результатів наукових досліджень в часі: 1 –

експонента; 2 – ймовірнісна крива

2. Важлива особливість науки - її рентабельність. Ставши безпосередньо продуктивною силою, наука є найефективнішою галуззю, що забезпечує завдяки впровадженню закінчених розробок найбільший економічний ефект.

8

3. Наука стає продуктивною силою суспільства:

а) багато видів виробництва спочатку зароджуються в надрах науки, у

науково-дослідних інститутах;

б) скорочуються строки між науковим відкриттям і його впровадженням у виробництво;

в) у самому виробництві успішно розвиваються наукові дослідження;

підприємства переростають у науково-промислові комплекси, що включають у свою технологію також і наукові розробки;

г) зростає професійний рівень робочих й інженерно-технічних працівників, що дозволяє їм широко використовувати наукові знання в процесі виробництва.

Наука як система знань. Не всяке знання можна розглядати як наукове.

Не можна визнати науковими ті знання, які людина одержує на основі простого спостереження, на основі повсякденного пізнання. Ці знання грають для людей важливу роль, але вони не розкривають сутності явищ, взаємозв'язку між ними,

що дозволила б пояснити дане явище й пророчити подальший його розвиток.

Наукові знання принципово відрізняються від сліпої віри, від беззаперечного визнання щирим того або іншого положення, без якого-небудь логічного його обґрунтування й практичної перевірки.

Відкриваючи закономірні зв'язки дійсності, наука виражає їх у строго відповідні їй абстрактних поняттях. Поки закони не відкриті, людина може лише описувати явища, збирати, систематизувати факти, але він нічого не може пояснити й пророчити.

Розвиток науки йде від збору фактів, їхнього вивчення й систематизації,

узагальнення й розкриття окремих закономірностей до зв'язаного, логічно стрункій системі наукових знань, що дозволяє пояснити вже відомі факти й пророчити нові.

Процес пізнання включає нагромадження фактів. Без систематизації й узагальнення, без логічного осмислювання фактів не може існувати ніяка наука.

Факти стають складовою частиною наукових знань, якщо вони виступають у

9

систематизованому, узагальненому виді. Факти систематизують й узагальнюють за допомогою найпростіших абстракцій - понять і визначень, що є структурними елементами науки. Найбільш широкі поняття називають категоріями (наприклад, філософські категорії).

Важлива форма знань - принципи (постулати), аксіоми. Під ними розуміють вихідні положення якої-небудь галузі науки. Вони є початковою формою систематизації знань (наприклад, постулати Бора, аксіоми евклідової геометрії й т.д.).

Найважливішою складовою ланкою в системі наукових знань є наукові закони, що відбивають найбільш істотні, стійкі, повторювані об'єктивні внутрішні зв'язки в природі, суспільстві, мисленні. Звичайно закони виступають у формі певного співвідношення понять або категорій.

Найбільш високою формою узагальнення й систематизації знань є теорія. Під теорією розуміють навчання про узагальнений досвід, практику, що формулює наукові принципи й методи, які дозволяють узагальнити, пізнати існуючі процеси і явища, проаналізувати дія на них різних факторів,

запропонувати рекомендації з їхнього використання в практичній діяльності.

Коли вчені не мають у своєму розпорядженні достатній фактичний матеріал, то як засіб досягнення наукових результатів вони використовують гіпотези - тобто науково обґрунтовані припущення, висунуті для пояснення якого-небудь процесу, які після перевірки можуть виявитися щирими або помилковими. Гіпотеза виступає часто як первісне формулювання, чорновий варіант законів, що відкривають. Більшість наукових законів і теорій було сформульовано на основі раніше висловлених гіпотез.

Формою розвитку науки є наукове дослідження, тобто вивчення явищ і процесів, аналіз впливу на них різних факторів, а також вивчення взаємодії між явищами з метою одержати переконливо доведені й корисні для науки й практики рішення з максимальним ефектом. Наукове дослідження має об'єкт,

предмет, на пізнання якого воно спрямовано. Об'єктом дослідження може бути

10

предмет матеріального світу, явище, властивості, а також зв'язок між явищами властивостями.

Ціль наукового дослідження - визначення конкретного об'єкта й всебічне, достовірне вивчення його структури, характеристик, зв'язків на основі розроблених у науці принципів і методів пізнання, а також одержання корисних для діяльності людини результатів, впровадження у виробництво й одержання ефекту.

Наука містить у собі також методи дослідження. Під методом розуміють спосіб теоретичного дослідження або практичного здійснення якого-небудь явища або процесу. Метод - це інструмент для рішення головного завдання науки - відкриття об'єктивних законів дійсності. Метод визначає необхідність і місце застосування індукції й дедукції, аналізу й синтезу, порівняння теоретичних й експериментальних досліджень.

Найбільш загальним методом дослідження є діалектичний метод (метод діалектики). У цей час всі частіше використається в якості загального математичний метод дослідження, тобто метод кількісного вивчення явищ і процесів. Це обумовлено стрімким розвитком кібернетики, обчислювальної математики й ЕОМ. Наука досягла такого рівня, коли якісні методи дослідження в області природознавства усе більше заміняють кількісними вивченнями явищ, які являють собою більше високий щабель наукового дослідження. Зокрема, точні інженерні розрахунки базуються тільки на наукових знаннях, отриманих у математичній формі й дозволяють при розрахунку мати чисельне вираження для тих або інших інженерних конструкцій або технологічних процесів.

Будь-яка наукова теорія, пояснюючи характер тих або інших процесів дійсності, завжди пов'язана з певним окремим методом дослідження.

Опираючись на загальні й окремі методи дослідження, учений одержує відповідь на те, із чого треба починати дослідження, як ставитися до фактів, як узагальнювати, яким шляхом іти до висновків.