КОНСПЕКТ ЛЕКЦЫЙ

31

Повторення - один з ефективних способів запам'ятовування. Повторення буває пасивним (перечитування кілька разів) і активним (перечитування з переказом). Другий спосіб більше ефективний, у ньому сполучається завчання й самоконтроль. Іноді корисно сполучати активне повторення з пасивним. Щоб краще запам'ятати, потрібно правильно вибрати час для повторення. З огляду на характер забування, матеріал краще повторити в день читання або ж наступного дня, а потім повторювати тільки періодично й лише те, що становить найбільший інтерес. Невеликий по обсязі текст краще повторити повністю. Більші тексти спочатку освоюють у цілому, потім повторюють особливо важкі моменти.

Працездатність - важливий фактор при підвищенні запам'ятовування.

Для підтримки високої працездатності рекомендується звести до оптимального рівень шуму, робити фізіологічні перерви (див. вище), зберігати оптимальний для даної людини темп читання (дуже швидке або повільне читання стомлює й відволікає уважність), різноманітити читання, міняти трудомісткість інформації, переходити від важкого тексту до легені, і навпаки.

Обов'язковою вимогою пророблення науково-технічної інформації є запис прочитаного. Вона дозволяє краще зрозуміти й засвоїти матеріал, при цьому подовжується процес сприйняття інформації. З'являється можливість проаналізувати текст і відібрати найбільш важливі фрагменти інформації для розроблювальної теми.

При записі прочитаного можливі дві крайності: дуже короткий запис збіднює пророблену інформацію; зайва подробиця в записі означає не тільки зайву витрату часу, але й показує невміння зрозуміти й відбити головне (як правило, при цьому основне підмінюється другорядним).

Дуже важливо вміти грамотно (з погляду сприйняття інформації)

записати пророблений текст. При пропрацьовуванні науково-технічної інформації застосовують три форми записів: виписки, анотації й конспекти.

Виписка - це короткий (або повний) зміст окремих фрагментів (розділів,

глав, сторінок) інформації. Цінність виписок дуже висока. Вони можуть

32

замінити суцільне конспектування тексту, їхня стислість дозволяє в малому обсязі нагромадити велику інформацію. Вдало відібрані виписки можуть послужити основою для подальшої творчої роботи.

Анотація - це коротка характеристика роботи з погляду змісту,

призначення, форми й інших особливостей. Анотацію становлять на даний документ інформації в цілому. Анотації зручно накопичувати на окремих картках по різних питаннях проробляє темы, що.

Конспект - це докладний виклад змісту інформації. Головне в складанні конспекту - це вміння виділити раціональне зерно стосовно до розроблювальної теми. Конспект повинен бути змістовним, повним й, по можливості, коротким.

Рекомендується застосовувати скорочення слів, але так, щоб не був загублений зміст. Бажано кожному науковцеві мати свій словник скорочених слів. Текст повинен мати абзаци й поділ на пункти: 1.1.1; 1.1.2; ...; 1.2.1; 1.2.2; ... тощо. Для виділення головних думок рекомендується застосовувати підкреслення. Іноді конспект необхідно доповнити новим матеріалом, аналізом і т.д. Тоді по тексту ставлять номера, якими відзначають відповідні доповнення на полях.

ЛЕКЦІЯ 6. Аналіз інформації та формулювання задач наукового дослідження

Аналіз інформації - одне з найважливіших завдань. Всю інформацію необхідно класифікувати й систематизувати. Джерела можна систематизувати в хронологічному порядку або по тематиці аналізованих питань.

У першому випадку всю інформацію з теми систематизують по етапах.

Для цього доцільно в історії розробки даної теми виділити наукові етапи, які характеризуються якісними стрибками. На кожному етапі літературні джерела потрібно піддати ретельному критичному аналізу. Для цього необхідно мати певну ерудицію, рівень знань.

Аналіз повинен бути критичним. Критику недоліків варто проводити коректно, интелігентно, наводячи обґрунтовані аргументи. Зовсім невірно керуватися положенням: усе, що зроблено раніше, - неправильне, застаріле, не

33

відповідає новим вимогам. Необхідно дотримувати принцип спадкоємності. Без попередніх досліджень і досягнень неможливо було б ставити завдання на майбутнє, тобто не можна було б одержати ефект у сьогоденні й майбутньому.

Разом з тим, не можна беззастережно погоджуватися з колишніми досягненнями, навіть якщо вони отримані авторитетними вченими. Їх необхідно піддавати творчому критичному аналізу з урахуванням досягнутого рівня в науці й техніку, витягати раціональні положення й базувати на них свої припущення. При такому критичному аналізі різні ідеї, факти, теорії зіставляють один з одним. Як ми вже відзначали, дуже важливим є вміння встановити етап в історії досліджуваного питання, визначити рубіж, після якого в даній темі з'явилися ідеї, що якісно змінили напрямок досліджень. У процесі активного аналізу виявляються найбільш актуальні питання, що підлягають дослідженню в першу й другу чергу. Все це поступово формує фундамент майбутньої гіпотези наукового дослідження. Украй небажаним представляється пасивний, формальний огляд інформації, при якому лише перераховані автори

йнаведені анотації їхніх робіт.

Увипадку тематичного аналізу інформації всі джерела систематизують із питань розроблювальної теми. При цьому розглядають останні видання, по можливості монографії, у яких підведений підсумок досліджень даного питання. Додатково вибірково аналізують джерела, що представляють особливий інтерес. Цей варіант огляду більше простий, його частіше застосовують, він вимагає менших витрат часу. Однак, він менш повно дозволяє проаналізувати наявну по темі інформацію.

Керівною ідеєю всього аналізу інформації повинне бути обґрунтування актуальності й перспективності передбачуваного наукового дослідження.

Кожне джерело аналізують із погляду історичного наукового внеску в рішення й розвиток даної теми.

На підставі пророблення інформації роблять висновки про актуальність і новизну теми, висвітлюються останні досягнення в області досліджень по темі

34

в Україні й за рубежем, відзначаються найважливіші, найбільш актуальні теоретичні й експериментальні задачі.

На основі виводів формулюють у загальному виді мета й конкретні задачі наукового дослідження. Звичайна кількість завдань, що підлягають дослідженню з теми одним науковцем, коливається від 3 до

5-8. Важлива роль належить науковому керівникові, що обмежує й направляє пошук, допомагає відкинути другорядні джерела.

ЛЕКЦІЯ 7. Методи теоретичних досліджень

Великий радянський фізик Лев Ландау протягом декількох років читав курс теоретичної фізики в МГУ. Першу лекцію він завжди починав з відомого анекдоту.

- Їдуть у купі поїзда два євреї. Старий і молодий. Їдуть мовчки. Старий єврей починає міркувати: «Цей парубок не багатий, інакше їхав би першим класом. Постелив постіль, виходить, їде до кінця - у Бердичів. З якою же метою? Нічого цікавого в Бердичеві ні, виходить, він не турист. Їде по справі.

Судячи з курточки, він студент. Виходить, їде не з питань бізнесу, а по особистому інтересу. Навряд чи він їде додому до батьків, я знаю всіх, хто вчиться в Одесі й Києві. А які особисті цілі можуть бути в парубка, студента?

Якщо не провідати рідних, то значить - женитися. Хто в нас зараз на выдані?

Три наречені. Але Сара - наречена багата, і за цього хлопчика її не віддадуть;

Ривка - безприданниця, він її сам не візьме. Залишається Раю, дочка мого сусіда Мордехая». И старий єврей звертається до свого супутника: «Парубок, перш ніж ви одружитеся на Раї Шпиглер, я хочу вам дати одну пораду..»

-«А як ви це довідалися? Хто вам сказав?»

-«Мені ніхто не говорив, я тебе ви-чис-лив».

Розповівши анекдот і почекавши, поки аудиторія відсміється, Ландау додавав: «От тепер, друзі, ви знаєте, що таке теоретична фізика, і ми можемо спокійно починати наші заняття».

35

Теоретичне дослідження має кілька стадій: вибір проблеми, знайомство з відомими рішеннями, відмова від відомих шляхів рішення аналогічних завдань, перебір різних варіантів рішення, саме рішення. Творче рішення часто не укладається в заздалегідь намічений план. Іноді оригінальне рішення з'являється раптово, після тривалих і марних пошуків. Часто вдалі рішення виникають у фахівців суміжних галузей, на яких не тисне вантаж відомих рішень. Творчий процес представляє власне кажучи розрив звичних уявлень і поглядів на явища з іншого погляду. Досвід говорить про те, що оригінальні рішення виникають тим частіше, чим більше сил, праці, часу затрачається на постійне обмірковування об'єкта дослідження (іноді це відбувається на підсвідомому рівні), чим глибше науковець захоплений дослідницькою роботою. Успішне виконання теоретичних досліджень залежить також від ступеня володіння науковцем методами й способами наукового дослідження.

Способи виконання теоретичних досліджень - дедукція й індукція.

Дедуктивний - це такий спосіб дослідження, при якому приватні положення виводяться із загальних. Цей спосіб визначає кінцевий результат дослідження, що базується на певних відомих логічних зв'язках, за межами яких він не може бути використаний. Недоліком дедуктивного способу дослідження є обмеження, що випливають із загальних закономірностей, на основі яких досліджується окремий випадок.

Індуктивний - це такий спосіб дослідження, при якому за приватними фактами й явищами установлюються загальні принципи й закони. Цей спосіб широко застосовують у теоретичних дослідженнях. Науковець, обґрунтовуючи гіпотезу наукового дослідження, установлює її відповідність загальним законам діалектики й природознавства (дедукція). У той же час гіпотезу формулюють на основі приватних фактів (індукція).

Особливу роль у теоретичних дослідженнях грають способи аналізу й синтезу.

Аналіз - це спосіб наукового дослідження, при якому явище розчленовується на складові частини. Синтез - протилежний аналізу спосіб, що

36

полягає в дослідженні явища в цілому, на основі об'єднання зв'язаних один з одним елементів у єдине ціле. Спосіб синтезу дозволяє узагальнювати поняття,

закони, теорії.

Методи аналізу й синтезу взаємозалежні, їх однаково використають у наукових дослідженнях.

При аналізі явищ і процесів виникає необхідність розглянути велику кількість фактів (ознак). Важливо вміти виділити головне. У цьому випадку може бути застосований спосіб ранжирування, за допомогою якого виключають все другорядне, що не впливає істотно на досліджуване явище. Цей метод допускає посилення основних й ослаблення другорядних факторів, дозволяє вивчати головні особливості процесів й явищ.

У наукових дослідженнях широко застосовується спосіб абстрагування,

тобто відволікання від другорядних фактів з метою зосередження на найважливіших особливостях досліджуваного явища.

Уряді випадків використають спосіб формалізації. Сутність його полягає в тому, що основні положення процесів й явищ представляють у вигляді формул і спеціальної символіки. Застосування символів й інших знакових систем дозволяє встановити закономірності між досліджуваними фактами.

Утеоретичних дослідженнях можливі два методи: логічний й історичний. Логічний метод містить у собі гіпотетичний й аксіоматичний.

Гіпотетичний метод заснований на розробці гіпотези, наукового припущення, що містить елементи новизни й оригінальності. Гіпотеза повинна повніше й краще пояснювати явища й процеси, підтверджуватися експериментально й відповідати загальним законам діалектики й природознавства. Цей метод дослідження є основним, найпоширенішим у прикладних науках

Гіпотеза становить суть, методологічну основу, теоретичне передбачення, стрижень теоретичних досліджень. Будучи керівною ідеєю всього дослідження, вона визначає напрямок й обсяг теоретичних розробок.

37

Сформулювати найбільше чітко й повно робочу гіпотезу, як правило,

важко. Від того, як сформульована гіпотеза, визначається ступінь її наближення до остаточного теоретичного рішення теми, тобто трудомісткість і тривалість теоретичних розробок. Успіх залежить від повноти зібраної інформації,

глибини її творчого аналізу, стрункості й цілеспрямованості методичних виводів за результатами аналізу, чітко сформульованих цілей і завдань дослідження, досвіду й ерудиції науковця.

На стадії формулювання гіпотези теоретичну частину необхідно розчленувати на окремі питання, що дозволить спростити їхнє пророблення.

Основою для пророблення кожного питання є теоретичні дослідження,

виконані різними авторами й організаціями. Науковець на основі їхнього глибокого пророблення, критичного аналізу й формулювання своїх пропозицій розвиває існуючі теоретичні подання або пропонує нове, більш раціональне теоретичне рішення теми.

Аксіоматичний метод заснований на очевидних положеннях (аксіомах),

прийнятих без доказу. По цьому методі теорія розробляється на основі дедуктивного принципу. Більш широке поширення він одержав у теоретичних науках (математика, математична логіка й ін.).

Історичний метод дослідження використається переважно в суспільні й,

головним чином, в історичних науках. У прикладній же науках він застосовується, наприклад, при вивченні розвитку й формування тих або інших галузей науки й техніки.

Між логічним й історичним методами існує єдність, засноване на тим,

що будь-яке логічне пізнання повинне розглядатися в історичному аспекті.

У прикладних науках основним методом теоретичних досліджень є гіпотетичний. Його методологія містить у собі наступне: вивчення фізичної,

хімічної й т.д. сутності досліджуваного явища, формулювання гіпотези й складання розрахункової схеми (моделі) і її вивчення, аналіз теоретичних досліджень і розробка теоретичних положень.

38

Опис фізичної сутності досліджуваного явища (або процесу) становить основу теоретичних розробок. Такий опис повинне всебічно висвітлювати суть процесу й базуватися на законах фізики, хімії, механіки й інших. Для цього дослідник повинен знати класичні закони природничих наук і вміти їх використати стосовно до робочої гіпотези наукового дослідження.

Поряд з детермінованими в техніку широко поширені й випадкові процеси, особливо це ставиться до планування, органи-зации й керуванню.

Етап теоретичних розробок наукового дослідження містить у собі наступні основні розділи: аналіз фізичної сутності процесів або явищ;

формулювання гіпотези дослідження, побудова, розробка фізичної моделі;

проведення математичного дослідження; аналіз теоретичних рішень,

формулювання висновків.

Може бути прийнята й інша структура теоретичної частини дослідження. Наприклад, якщо не вдається виконати математичне дослідження,

то формулюють робочу гіпотезу в словесній формі, використовуючи графіки,

таблиці й т.д. Однак у технічних науках необхідно прагнути до застосування математизації висунутих гіпотез й інших наукових висновків.

ЛЕКЦІЯ 8. Моделі досліджень

Первинним у пізнанні фізичної сутності процесів виступають спостереження. Будьякий процес залежить від багатьох діючих на нього факторів. Кожне спостереження або вимір може зафіксувати лише деякі з них.

Для того, щоб найбільше повно зрозуміти процес, необхідно мати велику кількість спостережень і вимірів. Виділити головне й потім глибоко досліджувати процеси або явища за допомогою великої й не систематизованої інформації досить важко. Тому таку інформацію прагнуть сконцентрувати в деяке абстрактне поняття - модель.

Під моделлю розуміють штучну систему, що відображає з певним ступенем точності основні властивості досліджуваного об'єкта - оригіналу.

39

Модель перебуває в певній відповідності з досліджуваним об'єктом, може замінити його при дослідженні й дозволяє одержати інформацію про досліджуваний об'єкт.

Метод моделювання, тобто вивчення явищ за допомогою моделей - один з основних у сучасних дослідженнях.

Розрізняють фізичне й математичне моделювання. При фізичному моделюванні фізика явищ в об'єкті й моделі і їхніх математичних залежностях однакові. У випадку математичного моделювання фізика явищ може бути різної, а математичні залежності однаковими. Математичне моделювання здобуває особливу цінність, коли виникає необхідність вивчити особливо складні процеси.

При побудові моделі властивості й сам об'єкт звичайно спрощують,

узагальнюють. Чим ближче модель до оригіналу, тим вдаліше вона описує об'єкт, тим ефективніше його дослідження й тим ближче отримані результати до істини, що добуває в дослідженні.

Моделі можуть бути фізичні, математичні, натурні. Фізичні моделі дозволяють наочно представляти процеси, що протікають у натурі. За допомогою фізичних моделей можна вивчати вплив окремих параметрів на плин фізичних процесів. Математичні моделі дозволяють кількісно досліджувати явища, що часом важко піддаються вивченню на фізичних моделях. Натурні моделі являють собою масштабно змінювані об'єкти, що дозволяють найбільше повно досліджувати процеси, що протікають у натурних умовах.

Стандартних рекомендацій з вибору й побудови моделей не існує.

Модель повинна відображати істотні явища процесу. Дрібні фактори, зайва деталізація, другорядні явища й т.п. лише ускладнюють модель, утрудняють теоретичні дослідження, роблять їх громіздкими, нецілеспрямованими. Тому модель повинна бути оптимальної по своїй складності, бажано наочної, але головне - досить адекватної, тобто описувати закономірності досліджуваного явища з необхідною точністю. Природно, що при побудові моделі необхідно

40

враховувати особливості досліджуваного явища: лінійність і нелінійність,

детермінированість і випадковість, безперервність і дискретність і т.д.

Аналіз різноманітних фізичних моделей досліджуваних процесів досліджується математичними методами, які можуть бути розділені на такі основні групи:

1.аналітичні методи дослідження (елементарна математика,

диференціальні й інтегральні рівняння, варіаційне обчислення й інші розділи

вищої математики), використовувані для вивчення безперервних

детермінованих процесів;

2.методи математичного аналізу з використанням експерименту (метод аналогій, теорія подоби, метод розмірностей);

3.статистичний^-статистичні-ймовірносно-статистичні методи дослідження (математична статистика, дисперсійний і кореляційний аналізи,

теорія надійності, метод Монте-Карло, Марковскі процеси й ін.),

використовувані для вивчення випадкових процесів - дискретних і безперервних;

4. методи системного аналізу (дослідження операцій, теорія масового обслуговування, теорія керування, теорія множин і т.д.). Вони застосовуються для дослідження складних моделей - систем з різноманітними й складними взаємозв'язками елементів, характеризуємих безперервністю й детемінірованостью, а також дискретністю й випадковістю. Методи системного аналізу одержали широке поширення, що в значній мірі обумовлено розвитком ЕОМ, що забезпечує швидке рішення й аналіз складних математичних завдань.

У технічних науках широко застосовують прикладну математику, що використає так називані раціональні методи, що допускають наявність формулювань і тверджень, справедливих лише в даних реальних умовах. При цьому вони можуть уточнюватися в ході дослідження, базуватися на доводах,

заснованих на наближених рішеннях, аналогіях або експериментах і т.д., що не прийнятно в «чистої» математиці.