Основы научных исследований
 Скачать 1.31 Mb.
|
|
Тема – это научная задача, охватывающая определенную об- ласть научного исследования. Она базируется на отдельных научных вопросах. Под научными вопросами понимают мелкие научные задачи, являющиеся составной частью темы. Если проблема – крупная задача, связанная с открытием или с решением комплекса научных задач, ускоряющих технический про- гресс, то при разработке темы диссертации выдвигается конкретная цель исследования. Например, разработать новую методику, с по- мощью которой можно совершенствовать технологические процессы, агрегаты и машины. С первых шагов соискатель встречается с рядом вопросов, кото- рые требуют глубокого обоснования и доказательства [5]. Это выбор темы исследования, доказательство ее актуальности на сегодняшний день, определение цели исследования и разработка задач диссертации, являющихся шагами (этапами) к достижению намеченной цели. При этом соискатель должен четко представлять, что проводимая им рабо- та своевременна, соответствует современным требованиям науки и техники, с точки зрения требований народного хозяйства имеет своих заказчиков, которые нуждаются в результатах исследований соискате- ля и готовы внедрить результаты исследований в производство. Выбор темы для диссертации – серьезное и ответственное дело не только самого исполнителя, но и того коллектива, в котором он работает. При выборе темы возможны варианты, когда инициатива в предварительном выборе диссертационной темы принадлежит то диссертанту, то научному руководителю. 25 Но, в конечном счете, ее конкретная формулировка достигается при обоюдном согласии. При этом большую ответственность несет на- учный руководитель как человек более эрудированный и знакомый с состоянием изученности рассматриваемой проблемы. Выбор темы диссертации во многом предопределяется наличием планов работы кафедр или лабораторий института, наличием тематики. При выборе темы важно уметь отличать реальные научные те- мы от мнимых научных тем. Мнимые темы – это в первую очередь такие, которые повторяют решенные задачи. Если аспирант, соискатель недостаточно глубоко изучил объект исследования и по информационным источникам не обнаружил, что тема уже решена ранее, то вследствие слабой эруди- ции он может выбрать мнимую тему. По данным ВНИИГПЭ, более 50 направляемых заявок на изо- бретения в той или иной степени дублируют уже решенные вопросы. К мнимым научно-исследовательским темам следует также от- нести такие темы, новизна которых носит не научный, а инженерный характер. Например, дается новое инженерное решение (даже с выда- чей авторского свидетельства) конструкции (масса, конструкция узла, кинематика), но не изучен теоретически объект исследования (про- цесс). С позиций требований к диссертации такая проблема мнимая. Мнимой проблемой в прикладных научно-исследовательских работах может быть и такая тема, решение которой не дает экономического эффекта. Это положение не относится к теоретическим, фундаменталь- ным исследованиям, где экономический эффект не имеет первосте- пенного значения. Там важно открытие новых законов природы. Эко- номический эффект появится в дальнейшем при использовании этих законов в прикладных исследованиях. Например, исследования К.Э. Циолковского начали приносить экономический эффект через 40 лет при освоении космоса. При выборе темы диссертации соискатель должен определить ее соответствие той или иной научной специальности по паспорту специальности. Может оказаться так, что выбранная тема находится за предела- ми указанных специальностей. Тогда соискатель должен принимать новое решение по выбору темы. При постановке и утверждении темы диссертации, которая должна иметь научную новизну, особенно важно коллективное об- суждение для избегания ошибок на первой стадии работы. 26 По мнению некоторых ученых, выбрать тему зачастую более сложно, чем провести само исследование. Если разрабатывается пусть даже новая задача, но на основе уже открытого закона – это область инженерных, а не научных разработок. 3.1. Цель и задачи исследования Нередко мы встречаемся с таким положением, когда диссертант путает понятия цели и задачи диссертации. Соискателю следует четко определить конечную цель исследования, носящую, как правило, практическое значение для производства, и указать промежуточные этапы – задачи исследования. Характеризуя цель исследования, следует отметить, в какие эта- пы исследования предмета предполагается сделать свой основной на- учный вклад: – в постановку проблемы; – в разработку или развитие теории познания предмета исследо- вания; – в методологию решения проблемы; – в совершенствование технических средств исследования; – в анализ существующей практики. 3.2. Предмет и объект исследования Строгому разграничению должны подвергнуться такие понятия, как «предмет» и «объект» исследования. Соискатели зачастую ста- новятся в тупик, пытаясь объяснить эти понятия. Между тем сущест- вует их четкое разделение. Под объектом исследования понимают технологические или динамические процессы, которые изучают в ра- боте. Предметом исследования в научной работе является установле- ние закономерностей изучаемых процессов, например, взаимодейст- вия рабочих органов машин со средой (почвой или растениями). 3.3. Актуальность исследований Показывая актуальность научных исследований, соискатель должен отметить своевременность для народного хозяйства данных исследований соответствующей области науки и техники. Необходи- мо доказать целесообразность, предпочтительность или желатель- 27 ность исследований, которые собирается выполнить автор. Жела- тельно иметь прогноз по экономической эффективности предпола- гаемых результатов исследований. Актуальность исследований должна обосновываться ссылками на директивные документы, планы развития отраслей, планы разви- тия науки и общеупотребительные прогнозы. 3.4. Научная новизна исследования Новизна может быть присуща различным этапам исследования. Например, анализируя сложившуюся систему использования и об- служивания сельскохозяйственной техники, соискатели приходят к выводу, что условия резко изменились (миграция населения из села в город, нехватка рабочих рук, сложность современных машин и т. д.), и это требует новой постановки основных задач сельскохозяйствен- ного производства: – развитие теории изучаемого объекта исследования; – развитие методов и методологии решения проблемы; – совершенствование технологии и машин, выполняющих про- изводственные процессы; – развитие и совершенствование технических средств и методов экспериментальных исследований, позволяющих подучить новые важные данные об объекте исследования, на основании которых мо- гут быть изменены теория и практика рассматриваемой проблемы; – научное обобщение всех исследований по проблеме, позво- ляющее по-новому оценить ее развитие, современное состояние и перспективы на будущее, в результате чего соискатель делает новые научные выводы. Каждый соискатель, аспирант, докторант должен ясно представ- лять и четко сформулировать научную новизну своей диссертацион- ной работы. При работе над докторской диссертацией возникает необходи- мость в выборе и постановке научной проблемы. Понятие «научная проблема» нельзя отождествлять с понятием «вопрос», как это иногда делается. Осознание противоречия между ограниченностью имеюще- гося научного знания и потребностями его дальнейшего развития и приводит к постановке новых научных проблем. Любая научная про- блема тем и отличается от простого вопроса, что ответ на нее нельзя найти путем преобразования имеющейся информации. 28 Возникновение проблемы свидетельствует о недостаточности или даже об отсутствии необходимых знаний, методов и средств, для решения новых задач, постоянно выдвигаемых в процессе практиче- ского и теоретического освоения мира. Правильная постановка и ясная формулировка новых научных проблем нередко имеет не меньшее значение, чем решение самих проблем. Чтобы правильно сформулировать проблему, необходимо не только видеть проблемную ситуацию, но и указать возможные способы и средства ее решения. Возникновение проблемной ситуации в науке свидетельствует либо о противоречии между старыми теориями и вновь обнаружен- ными фактами, либо о недостаточной корректности и разработанно- сти самой теории, либо о том и другом одновременно. Из теории познания известно, что исходной позицией научного исследования является постановка проблемы, которая, в свою оче- редь, обосновывается проблемной ситуацией. Проблемная ситуация – это возникающее в процессе развития объективного мира противоречие между знанием о потребностях об- щества в каких-либо практических или теоретических действиях и незнанием путей, средств, методов и способов для их овладения, че- му, в свою очередь, препятствует отсутствие знаний законов тех объ- ектов, которыми приходится оперировать. На основании проблемной ситуации возникает проблема, в ко- торой фиксируется противоречие между знанием о потребности че- ловеческого общества в определенных теоретических и практических действиях и незнанием путей и средств их достижения. Постановка проблемы – большая задача для каждого исследова- теля, это осуществляемый выход за пределы познанного. В сферу то- го, что должно быть познано. Не всякая проблемная ситуация влечет за собой постановку на- учной проблемы. Если возникшее противоречие может быть разре- шено уже известными средствами, то речь идет о практической про- блеме. Разрешение же научной проблемы должно привести к получе- нию нового знания. Узловым пунктом любой проблемы является центральный во- прос, который связан с предположением о возможности открытия новой закономерности (закона) или нового способа практического применения теории и прямо нацелен на их выявление. Вокруг этого вопроса группируются другие вопросы, ответы на которые обеспечи- вают исследователя данными, необходимыми для поиска ответа на 29 центральный вопрос проблемы. Формирование основного вопроса и означает постановку проблемы. В качестве примера проблемной ситуации в сельском хозяйстве можно привести следующее. Недостаток механизаторских кадров на селе особо остро поставил вопрос о повышении производительности машинно-тракторных агрегатов и сокращении сроков полевых работ. Решение этого вопроса предложено осуществить за счет повы- шения мощности единичных агрегатов путем внедрения тяжелых тракторов Т-150К, К-701, К-710 или комбайнов «Дон-1500» и других тяжелых машин. Повышение мощности ведет к увеличению массы тракторов и комбайнов, а это, в свою очередь, вызывает значительное уплотнение почвы ходовым аппаратом. Кроме того, стремление пол- нее использовать мощность двигателя вызывает повышение скоро- стей МТА, а это ведет к дополнительному распылению почвы, ее уп- лотнению и снижению плодородия. По этим причинам в США еже- годно недобирают урожай, оцениваемый в 1,18 млрд долларов. Проблемная ситуация, описанная выше, может быть сформули- рована так. Стремление увеличить производительность МТА требует повышения мощности двигателей мобильных машин и их массы, что приводит к уплотнению и распылению почвы и снижению ее плодо- родия. Решение этой важной научной и хозяйственной проблемной си- туации связано с проблемой эффективного использования мощных мобильных энергетических средств (ММЭС), не уплотняющих почву ходовым аппаратом. К таким ММЭС следует отнести мостовые агре- гаты с программным автоматизированным управлением; агрегаты ка- натной тяги; средства для уборки зерновых культур с обмолотом на стационаре и др. Решение, возникшей проблемной ситуации, воз- можно также путем развития и внедрения технологии с минимальной обработкой почвы, когда агрегаты выходят на поле только для посева и уборки. Чтобы сформулировать проблему, надо не только оценить ее значение в развитии науки, но и располагать методами и технически- ми средствами для ее решения. Это означает, что не всякая проблема может быть поставлена перед наукой. Любой ученый, приступая к исследованию, должен считаться с объективными факторами, опре- деляющими успех дела. К их числу относят степень зрелости или развитости предмета исследования. Познание ставит себе всегда только такие задачи, которые оно может разрешить, так как при бли- 30 жайшем рассмотрении всегда оказывается, что сама задача возникает лишь тогда, когда материальные условия ее решения уже имеются, или, по крайней мере, находятся в процессе становления. Выбор и постановка научных проблем во многом зависят от уровня знаний в конкретной отрасли науки. Это такой же объектив- ный фактор, как и степень зрелости исследуемого объекта, и ученый вынужден с ним считаться. Очень часто, рассматривая докторскую диссертацию, решаю- щую крупную научную проблему, применяют оценку ее значимости по критерию: находится ли она на переднем крае науки. Можно ли говорить, что докторант разрабатывает новое перспективное направ- ление в соответствующей отрасли науки или делает теоретическое обобщение и дает решение крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное, политическое или социально-культурное зна- чение? При положительном ответе на поставленные вопросы высшая аттестационная комиссия считает, что соискатель заслуживает при- своения ученой степени доктора наук. 3.5. Состояние вопроса исследования Приступая к выполнению научно-исследовательской работы, соискатель должен четко определить исходные позиции исследова- ния. Кратко, но достаточно глубоко показать исходный уровень изу- ченности данного предмета исследования. Следует описать достигну- тый к моменту начала исследований автора теоретический и экспе- риментальный уровень знаний предмета исследования и дать оценку этих результатов. Указать наиболее существенные недостатки в рабо- тах предшествующих авторов, если данное исследование предполага- ет другой способ достижения цели, или наметить пути продолжения проведенных ранее исследований, если при этом открываются новые положительные качества или перспективы использования предмета исследования. В заключение первой главы отчета по НИР следует указать, какие перспективы открываются в результате исследования, сформулировать научную проблему и основные идеи, лежащие в основе ее решения, ес- ли это возможно, – сформулировать рабочую гипотезу и основные зада- чи исследования. Среди научных задач могут быть такие: – разработка или уточнение общей или частной методики и уточнение возможностей проведения исследования; 31 – изучение физико-механических свойств материалов или среды; – установление стабильных связей изучаемого процесса; – составление или разработка математической модели, целевой экономической функции; – установление оптимальных параметров и оптимальных режи- мов изучаемого процесса; – способы внедрения результатов исследований, оценка эконо- мического эффекта и др. 3.6 Теоретические исследования Решение выдвинутых задач следует начинать с выбора общей и частных методик исследования. На этой стадии работы может помочь научное предвидение, состоящее из глубокого знания изучаемого предмета исследования, известных закономерностей и теорий. Чем больше здравого смысла и учета прошлого опыта, тем значительней результаты предвидения. Научное предвидение нельзя относить к области голых абстрак- ций. Это сплав новых точных данных, полученных в результате экс- периментов и наблюдений на границе познанного и познаваемого, строгого логического заключения, теоретического объяснения факто- ров и мастерства исследователя. Предвидение новых научных факторов основано на точном зна- нии объективных законов действительности и смелом, уверенном на- учном поиске. Здесь уместно вспомнить высказывание академика Л.Д. Ландау о том, что наше сознание оставило далеко позади возможности фан- тазии, ум физика сегодня работает там, где воображение человека бессильно. Соискатель, используя уровень накопленных данных, должен принять решение: какие известные ему общие методы и частные ме- тодики можно использовать в его работе. Здесь потребуются знания форм и методов научного познания. На предварительной стадии обоснования научной гипотезы не- обходимо предъявить ряд требований к гипотезе, чтобы отклонить неприемлемую, маловероятную гипотезу. Такими требованиями яв- ляются: эмпирическая оценка гипотезы; теоретические обоснования гипотезы; 32 логическое обоснование гипотезы; наличие в гипотезе информативности (способности объяс- нять явления); предсказательная сила гипотезы; наличие принципа простоты построения. Степень вероятности гипотезы зависит от тех посылок, которые служат для ее подтверждения. С изменением посылок, получением новой информации меняется и вероятность гипотезы. Трудоемкость выполнения научно-исследовательской работы на разных этапах неодинакова. Теоретическая часть требует больших умственных затрат. Это наиболее сложный творческий этап. От его результатов зависит успех всей диссертации. При работе над диссертацией особенно важно логически опреде- лить, какой математический аппарат будут использовать при исследо- вании (теория вероятностей, транспортная задача, распределительная задача, корреляционный анализ, статистическая динамика и др.). Определившись в методологическом плане, следует заняться подробным изучением математического аппарата. Если этого не сде- лать, время работы над теоретическим разделом проблемы увеличит- ся. А без теоретического осмысления исследования не рекомендуется приступать к экспериментам. С продолжительностью исследований тесно связана проблема старения информации. Ценность информации, полученной в результате выполнения опытно-конструкторских работ, прикладных и фундаментальных ис- следований, уменьшается со временем, информация «стареет». Сроки старения научной информации: листки технической ин- формации – 1 год, экспресс–информация – 4, прикладные журналь- ные статьи – 6 лет, кандидатские диссертации – от 8 до 10, теоретиче- ские журнальные статьи – 10, монографии – от 10 до 12, изобретения, докторские диссертации – от 14 до 18 лет. В связи с обесцениванием информации во времени, в том числе и полученной при выполнении диссертационных работ, с особой ост- ротой встает вопрос о сроках работы над кандидатскими и доктор- скими диссертациями. Если кандидатская диссертационная работа в области приклад- ных наук затянулась на 8–10 лет, то к моменту окончания она может быть полностью обесценена. 33 Если над докторской диссертацией, соискатель трудился 14–18 лет, то можно с уверенностью сказать, что к моменту защиты основные положения работы широко известны и, более того, уже модернизиро- ваны и развиты другими исследователями. Защита таких «устаревших» диссертаций становится трудной и малоэффективной. Вот почему Министерство образования РФ, ВАК требуют от аспирантов выполнять диссертационные работы за 3 года. Требования к докторским диссертациям таковы, что они должны представлять собой крупный вклад в отрасль или раскрывать новое научное направление. Необходимыми условиями для работы над диссертацией являются: – готовность аспиранта-соискателя к проведению самостоятель- ной научно-исследовательской работы (знание научных методов ис- следования, современной аппаратуры, теории вероятности, умение составить алгоритмы решения научных задач и работы на ПЭВМ); – умение работать с литературой и знание всех современных ис- точников информации. С целью ускорения поиска информации издаются реферативные журналы (тематические), периодические тематические обзорные вы- пуски и экспресс-информация. В зависимости от темы НИР количество источников информа- ции может достигать в диссертации 100–400 и более наименований. Однако основное внимание в обзоре литературы должно быть уделе- но анализу изданий за последние 10–15 лет. |