КОНСПЕКТ ЛЕКЦЫЙ

11

Виконання наукового дослідження нерозривно пов'язане з його методологією, тобто з вихідними керівними принципами його розвитку.

Методологія - це сукупність методів, способів, прийомів, їхня певна послідовність, схема, прийнята при розробці наукового дослідження.

Методологія науки може бути загальної й приватної. Загальна методологія - це принципи діалектики. Будь-яке наукове дослідження повинне враховувати вимоги загальної методології. Окрема методологія ґрунтується на законах окремих наук, особливостях пізнання окремих явищ. Вона обумовлена

йпов'язана із принципами й законами конкретних наук, із окремими методами дослідження.

Важливу роль у науковому дослідженні грають пізнавальні завдання, що виникають при рішенні наукових проблем. Найбільший інтерес представляють емпіричні й теоретичні завдання.

Емпіричні завдання спрямовані на виявлення, точний опис і ретельне вивчення різних факторів досліджуваних явищ і процесів. У наукових дослідженнях вони вирішуються різними методами пізнання - спостереженням

йекспериментом.

Спостереження - це метод пізнання, при якому об'єкт вивчають без втручання в нього; фіксують, вимірюють лише властивості об'єкта, характер його зміни.

Експеримент - це найбільш загальний емпіричний метод пізнання, у

якому роблять не тільки спостереження й виміри, але й здійснюють перестановку, зміну об'єкта дослідження й т.д. В експерименті можна виявити вплив одного фактора на іншій.

Емпіричні методи пізнання відіграють більшу роль у науковому дослідженні. Вони не тільки є основою для підкріплення теоретичних передумов, але часто становлять предмет нового відкриття, наукового дослідження.

Теоретичні завдання спрямовані на вивчення й виявлення причин,

зв'язків, залежностей, що дозволяють установити поведінку об'єкта, визначити

12

й вивчити його структуру, характеристики на основі розроблених у науці принципів і методів пізнання. У результаті отриманих знань формулюють закони, розробляють теорії, перевіряють факти й т.д. Теоретичні пізнавальні завдання формулюють таким чином, щоб їх можна було перевірити емпірично.

У рішенні емпіричних й, особливо, теоретичних завдань наукового дослідження важлива роль належить логічному методу пізнання, що дозволяє на основі умовивіду трактувань пояснювати явища й процеси, висувати різні пропозиції й ідеї, установлювати шляхи їх вирішення. Він базується на отриманих фактах і результатах емпіричних досліджень.

Результати наукових досліджень оцінюють тим вище, чим вище науковість зроблених висновків й узагальнень, чим достовірніше вони й ефективніше. Вони повинні створювати основу для нових наукових розробок.

Найважливішою ознакою наукового знання є загальність. Ще К. Маркс показав, що наука є суспільною по своєму походженню, розвитку й використанню. Система наукових знань належить усім.

Найважливіші вимоги до наукових знань - перевіряємість і відтворюваність.

Наукові знання повинні бути стійкими. Швидке їхнє старіння свідчить про недостатню їхню глибину й узагальнення, неточності прийнятих гіпотез і виявлених законів.

ЛЕКЦІЯ 2. Наукові дослідження, їхні особливості та класифікація

Наукове дослідження повинне бути творчим. Творчість спрямована на створення нових цінностей, раніше невідомих. Творчість характерно й для наукової праці, тому що основними її результатами є нова інформація, нові раніше невідомі факти, явища, відкриття, закони, технічні рішення й т.д.

Одержання нових наукових даних - це об'єктивна потреба суспільства.

Саме наукові дослідження є прискорювачем науково-технічного прогресу.

13

Разом з тим, на розвиток науки великий вплив робить і суб'єктивний фактор, пов'язаний з допитливістю людей (академікові Арцимовичу належить відоме висловлення: «Наука є кращий сучасний спосіб задоволення цікавості окремих осіб за рахунок держави»). Протягом всього свого життя людина прагне пізнати навколишній світ, особливо те, чого він не знав, не вмів раніше.

Особливе емоційне задоволення він одержує, якщо їм уперше добуті нові,

раніше невідомі знання.

Відзначені об'єктивні й суб'єктивні фактори зумовили розвиток науки й техніки. До недавніх пор вважалося, що управляти науковою творчістю практично не можна. Відомо, що творчість - це завжди ризик, тому в науковій праці можна одержати й негативний результат. У фундаментальних роботах ризик більше, у ряді випадків імовірність успіху не перевищує й 10%; у

прикладних роботах ризик менше, імовірність успіху досягає 90%. Дослідження останнього часу показали, що, виявляється, можна управляти науковою працею, якщо враховувати особливості наукової діяльності людей, при цьому можна збільшувати ймовірність одержання позитивного результату.

Про які ж особливості наукової діяльності мова йде? Досліджувані об'єкти в науковій праці розглядаються в процесі їхнього діалектичного розвитку. Досліджуваний об'єкт розглядається у взаємному зв'язку й взаємозумовленості, оскільки явища природи, а також технічні системи самі по собі не існують. Системний підхід до вивчення об'єктів дослідження -

характерна риса сучасної науки. У цьому випадку об'єкт дослідження вивчається не ізольовано, а як складне ціле, виявляються не тільки будова й властивості об'єктів, але й зв'язку його частин, підсистем, їхньої функції,

установлюється його взаємозв'язок з навколишнім середовищем, тобто об'єкт дослідження розглядається як частина більш загальної системи.

Результати наукової діяльності характеризуються новизною,

оригінальністю й унікальністю. Вони ні при яких умовах не можуть бути масовими. Повторення в науковій праці можливо лише при необхідності підвищення надійності результатів дослідження. У зв'язку із цим науковець

14

повинен мислити оригінально, нестандартно. Але люди звикають до стереотипів, до сформованих подань, що є серйозною перешкодою для одержання нових наукових результатів.

У цей час запропонований ряд методів, що сприяють подоланню психологічного бар'єра й стимулюють появу нових ідей – «генерування ідей».

Це, наприклад, метод «колективного мозку» або «мозкового штурму».

Допустимо, на якомусь етапі виникло складне завдання, що не під силу одній людині. У цьому випадку створюється група з науковців-?генераторів ідей? (будь-яких ідей по даному завданню, найчастіше невірних). На цьому етапі критика ідей не дозволяється. Потім запропоновані ідеї передаються в іншу групу вчених-критиків, які в результаті аналізу відбирають те, що корисно для рішення поставленого завдання. Метод «генерування» нових ідей використається при рішенні завдань як фундаментальних, так і прикладних досліджень.

Найефективнішим способом інтенсифікації генерації нових наукових ідей і рішень є наполеглива й цілеспрямована робота. У цьому випадку найбільш ефективні інтуїція й найбільше часто виникають несподівані ідеї, що приводять до рішення поставленого завдання. Натхнення й творча удача не відвідують ледачих і непідготовлених до наукової праці людей. Працездатність і працьовитість - найважливіші риси вченого. Завдяки їм розширюється ерудиція, тренується й збагачується необхідними відомостями пам'ять,

розвивається уважність і спостережливість, удосконалюються навички,

підвищується загальна кваліфікація науковця.

Використання в науковій праці наукових категорій, понять дозволяє виділити суть явища, відволіктися від другорядного, побічного.

Історія науки свідчить в основному про три шляхи одержання істини,

нових наукових результатів:

1. На початку вивчення проблеми переважає «стихійний емпіризм».

Дослідник заради одержання нової істини пробує все, що йому здається корисним. Цей спосіб одержав найменування «метод проб і помилок». Він був

15

поширений у стародавності, ним користувалися алхіміки, а також видатний американський винахідник Эдисон. Цей шлях одержання нової наукової інформації малоефективнийі, його недоліки очевидні, однак він усе ще використається при вивченні маловідомих об'єктів.

2. Ньютон розвив інший метод, суть якого зводиться до наступного.

Спочатку вивчають об'єкт дослідження за допомогою спостереження й експерименту, а потім висувають гіпотезу, будують теорію математичну або логічну. Дотепер ця послідовність виконання наукової праці була найпоширенішою.

3. Зараз усе ширше застосовується дедуктивний, теоретичний метод пізнання нової істини. На підставі відомих даних (звичайно з літератури)

формулюють гіпотезу й будують математичну модель явища. Потім вирішують основні рівняння на ЕОМ й отримані результати порівнюють із експериментом.

Цей спосіб найбільш перспективний, але його застосування ефективно переважно при дослідженні явищ, відомості про які досить повні. У цьому випадку представляється можливим сформулювати вихідні дані й побудувати адекватну математичну модель.

Однак не можна абсолютизувати який-небудь шлях пізнання істини. Всі вони потрібні, щоб вивчати навколишній світ глибше й ширше, необхідно лише свідомо підходити до їхньому вибору.

Науково-дослідні роботи (НИР) класифікують по різних ознаках.

Наприклад, стосовно до техніки можуть бути НИР, спрямовані на створення нових процесів, машин, конструкцій і т.д. Можуть бути НИР в області суспільних, гуманітарних й інших наук.

По ступені важливості НИР класифікують так: найважливіші роботи,

виконувані за державним планом країни; роботи, виконувані за планами Національної академії наук й інших академій (наприклад,

сільськогосподарської); роботи, виконувані за планами галузевих міністерств і відомств; роботи, виконувані за планом (ініціативі) науково-дослідних організацій.

16

Залежно від джерел фінансування НИР ділять на держбюджетні,

фінансовані з державного бюджету, і хоздоговорні, фінансовані відповідно до заключених договорів між організаціями-замовниками, які використають НИР у даній галузі, і організаціями, що виконують дослідження.

По тривалості розробки НИР розділяють на довгострокові,

розроблювальні протягом декількох років, і короткострокові, выпол-няемые звичайно за один рік.

По цільовому призначенню НИР класифікують на три види:

фундаментальної, прикладні й розробки (рис. 2.1).

Виробництво

Сфера техніки

Освоєння

Проектування

Розробки

Сфера науки

Прикладні науки Фундаментальні науки

Рисунок 2.1 – Класифікація НДР

Фундаментальні дослідження спрямовані на створення нових принципів.

Ціль їх - розширити знання, більш глибоко зрозуміти закони природи,

розробити нові теорії.

17

Прикладні дослідження базуються на результатах фундаментальних досліджень і спрямовані на створення нових методів, на основі яких розробляють нове обладнання, нові машини й матеріали й т.д. Прикладні дослідження розвивають конкретну галузь виробництва.

Ціль розробок - перетворювати прикладні (або теоретичні) дослідження в технічні додатки. Вони не вимагають проведення нових наукових досліджень.

Кінцева мета розробок, які проводяться в дослідно-конструкторські бюро

(ДКБ), проектних, досвідчених виробництвах - підготувати матеріал для впровадження.

Взаємозв'язок між основними типами наукових досліджень можна представити у вигляді схеми, представленої на попередній сторінці.

Дослідницьку роботу проводять у певній послідовності. Стосовно до прикладних науково-дослідних робіт рекомендується процес виконання досліджень, що складає із шести етапів.

1-й етап. Формулювання теми. Загальне ознайомлення із проблемою, по якій має бути виконувати дослідження. Попереднє ознайомлення з літературою й класифікація найважливіших напрямків. Формулювання теми дослідження.

Складання анотації (короткого плану) дослідження. Розробка технічного завдання. Складання загального календарного плану НИР, Попереднє визначення очікуваного економічного ефекту.

2-й етап. Формулювання мети й завдань дослідження. Підбор і складання бібліографічних списків вітчизняної й закордонної літератури

(монографій, підручників, статей і т.д.). Вивчення (по можливості) науково-

технічних звітів по даній темі різних організацій відповідного профілю.

Складання анотацій джерел. Складання рефератів по темі. Аналіз, зіставлення,

критика проробляє информации, що. Власні судження по кожному аналізованому джерелу. Узагальнення проробляє информации, що, і

висвітлення стану питання по темі. Формулювання методичних виводів по огляду інформації, мети й завдань дослідження.

18

3-й етап. Теоретичні дослідження. Вивчення фізичної сутності (іноді з виконанням попередніх експериментів). Формулювання гіпотези й вибір,

обґрунтування фізичної моделі. Одержання аналітичних виражень.

Теоретичний аналіз отриманих виражень.

4-й етап. Експериментальні дослідження. Розробка мети й завдань експерименту. Планування експерименту. Розробка методики й програми експериментальних досліджень. Вибір засобів вимірювань. Конструювання приладів, макетів, апаратів, моделей стендів, установок й інших засобів експерименту. Обґрунтування способів вимірів. Проведення експерименту в лабораторії, на досвідчених ділянках, на заводі й т.д. Обробка результатів спостережень.

5-й етап. Аналіз й оформлення наукових досліджень. Загальний аналіз теоретичних й експериментальних досліджень. Зіставлення результатів експерименту з теорією. Аналіз розбіжностей. Уточнення теоретичних моделей,

досліджень і висновків. Додаткові експерименти якщо буде потреба.

Перетворення гіпотези в теорію. Формулювання наукових виводів. Складання науково-технічного звіту. Резензування. Внесення необхідних виправлень у рукопис.

6-й етап. Впровадження й визначення економічної ефективності.

Впровадження результатів дослідження на виробництві. Визначення економічного ефекту.

Далі випливають дослідно-технологічні або дослідно-конструкторські розробки, які містять у собі:

а) Формулювання теми, мети й завдань дослідження.

б) Вивчення літератури, проведення досліджень (якщо буде потреба) і

підготовка до технічного проектування експериментального зразка.

в) Технічне проектування. Розробка варіантів технічного проекту.

Розрахунки. Розробка креслень. Виготовлення окремих вузлів, блоків й аналіз їхньої роботи. Розробка й узгодження технічного проекту. Техніко-економічне обґрунтування проекту.

19

г) Робоче проектування. Розробка з усіма деталями робочого проекту.

д) Виготовлення дослідного зразка. Аналіз і контроль технічної документації. Проектування технологічних процесів, розробка технологічних карт, складання проекту організації робіт. Виготовлення деталей, блоків і вузлів дослідного зразка, зборка їх. Випробування, доведення й регулювання зразка.

Стендові й виробничі випробування.

е) Доробка дослідного зразка. Аналіз роботи вузлів зразка після виробничих випробувань. Заміна окремих вузлів.

ж) Державні випробування. Передача зразка спеціальної комісії на державні випробування.

Трудомісткість виконання НИР на різних етапах неоднакова. Теоретична частина вимагає великих витрат розумової праці. Це найбільш творчий етап роботи.

Експериментальна частина НИР найбільш трудомісткої, громіздкої,

потребуючої великої акуратності, уваги, терпіння протягом тривалого періоду.

У ряді випадків виникає необхідність у проведенні повторних експериментів.

Загальний цикл робіт, починаючи від фундаментальних досліджень і закінчуючи серійним випуском продукції, становить від 5 до 10 років, залежно від галузі. Необхідно прагнути до скорочення тривалості цього циклу.

ЛЕКЦІЯ 3. Вибір теми наукового дослідження

У науково-дослідній роботі розрізняють наукові напрямки, проблеми й

теми.

Під науковим напрямком розуміють сферу наукових досліджень наукового колективу, присвячених рішенню яких-небудь великих,

фундаментальних теоретичних й експериментальних завдань у певній галузі науки. Успіх наукової праці, ефективність її багато в чому залежать від того,

наскільки вдало обране науковий напрямок. Структурними одиницями

20

напрямку є комплексні програми й проблеми, теми й питання. Комплексна проблема містить у собі кілька проблем.

Під проблемою розуміють складне наукове завдання, що охоплює значну область дослідження й має перспективне значення.

Проблема складається з ряду тим. Тема - це наукове завдання, що охоплює певну область наукового дослідження. Вона базується на чисельних дослідницьких питаннях. Під науковими питаннями розуміють більш дрібні наукові завдання, що ставляться до конкретної області наукового дослідження.

Результати рішення цих завдань мають не тільки теоретичне, але й практичне значення. При розробці теми або питання висувається конкретне завдання в дослідженні - розробити новий матеріал, машину, конструкцію, нову технологію й т.д. Вирішення проблеми ставить більш загальне завдання -

вирішити комплекс наукових завдань і т.д.

Вибір наукової проблеми або теми є важким, відповідальним завданням і містить у собі ряд етапів:

Перший етап - формулювання проблеми. На основі аналізу досліджуваного напрямку формулюють основне питання - проблему й визначають загалом очікуваний результат.

Другий етап містить у собі розробку структури проблеми. На цьому етапі виділяють теми, підтеми, питання. По кожній темі виявляють орієнтовну область дослідження.

На третьому етапі встановлюють актуальність проблеми, тобто цінність її на даному етапі для науки й техніки. При виборі важливо вміти відрізняти наукові проблеми від псевдопроблем. Іноді досліджують проблеми, які повторюють розв'язувані або вже вирішені проблеми. Дублювання обумовлює додаткові витрати праці вчених і засобів. Іноді дублювання проблем не зовсім даремно. Так, у науці відомі випадки, коли при повторній розробці проблеми досягали більш значних результатів. Передумови для розробки вже вирішених проблем створюються як дуже великим числом науковців, так і труднощами в освоєнні наукової інформації. Більше 50% заявок, що направляють, на