Основы научных исследований
 Скачать 1.31 Mb.
|
|
Вопросы 1. Выбор научного исследования. 2. Проблемы и темы. 3. Реальные и мнимые темы. 4. Цель и задачи исследования. 5. Предмет и объект исследования. 6. Актуальность исследования. 7. Научная новизна. 8. Проблемная ситуация. 9. Состояние вопроса. 10. Теоретические исследования. 34 4. ПРОБЛЕМА КАК ОБЪЕКТИВНАЯ НЕОБХОДИМОСТЬ НОВОГО ЗНАНИЯ Человечество накопило огромное количество информации, ко- торая служит основой технического прогресса. Однако часто бывает, что ответа на поставленный производством вопрос или ряд вопросов может не быть по объективным причинам. Они кроются в отсутствии человеческих знаний, необходимых для решения тех или иных задач. В этом случае возникает проблема. 4.1. Возникновение проблем Возникновение проблем и их решение – естественный процесс поступательного развития производительных сил. Он связан с необ- ходимостью постоянного получения новых знаний, требующихся для решения конкретных вопросов материального производства. Таким образом, проблема – это форма выражения необходимого развития научного познания. Она является отражением объективного противоречия между знанием и незнанием. Проблемы возникают не сами по себе, а как следствие практики, как результат насущной необходимости и обусловливаются опреде- ленными условиями развития техники и уровня знаний. В качестве примера можно назвать проблему надежности ма- шин. Так, в отечественной промышленности в сферу ремонта в конце восьмидесятых годов было отвлечено около восьми миллионов чело- век. При этом численность ремонтников растет темпами, опережаю- щими рост основного производственного персонала (в 2,2 раза про- тив общего роста численности рабочих в 1,6 раза). На ремонт обору- дования направлены огромные материальные ресурсы. Ныне, затраты средств на техническое обслуживание и ремонт превосходят перво- начальную стоимость машин и аппаратов в 8–10 раз. Возможным ре- шением этой проблемы было бы повышение надежности оборудова- ния или создание безремонтных машин (т. е. таких машин, которые свой ресурс отрабатывают без единой поломки), что возможно за счет внедрений широко известных конструктивных решений: автоматиче- ской компенсации износа, резервирования износостойкости, приме- нения износостойких материалов и т. п. Проблема надежности машин обусловлена проблемой высокого износа их деталей вследствие трения в кинематических парах меха- 35 низмов. Известно, что в машиностроении потери из-за износа деталей, образующегося в результате повышенного трения равны почти 10 % национального дохода. Поэтому в большинстве промышленно разви- тых стран проблема повышения износостойкости деталей машин стала государственной задачей. Основой для ее решения может служить ка- чественное повышения уровня знаний, в частности в такой области науки, как трибология (от греческого слова «триба» – трение). В свою очередь она опирается на фундаментальные достижения механики, физики, химии, материаловедения и других дисциплин. Таким образом, решение поставленной жизнью задачи требует, в конечном итоге, нового образа мышления, основанного на интел- лектуальном подходе и системном анализе явлений. Не исключено и такое положение, когда проблема объективно существует, но об этом неизвестно ученым. Например, до открытия болезнетворных бактерий объективно существовала проблема борьбы с инфекционными заболеваниями. Однако она не могла быть извест- на медикам. Альберт Эйнштейн говорил: «Наука должна начинаться с фак- тов и заканчиваться ими, вне зависимости от того, какие теоретиче- ские структуры строятся между началом и концом». Всякое неизвестное начинается с известного и в процессе иссле- дования неизвестное переходит свою противоположность. В этом суть процесса познания. 4.2. Противоречивые отношения в проблемах Изучая те или иные объекты, в результате взаимодействия с ни- ми мы, прежде всего, собираем информацию, анализ и синтез кото- рой дает нам необходимое знание. Вместе с тем в каждом вопросе или проблеме существует всегда противоречивое отношение двух ви- дов знаний – знание сущности и знание о незнании. В знании сущности, обычно, ищут ответ на два вопроса: – что общего у исследуемого объекта с другими, уже известны- ми исследователю объектами? – чем отличается исследуемый объект от других, уже изученных объектов? Соотношение этих двух частей знания сущности исследуемого объекта характеризует собой степень проблемности исследования. Математически это понятие может быть представлено следующим соотношением: 36 К = х / (х + а), где К – коэффициент проблемности; х – неизвестное об объекте; а – известная величина об объекте. Если К = 0, то следует понимать, что проблема отсутствует, а решение поставленной задачи может осуществляться инженерными методами, т. е. в этом случае используется найденная ранее теория. Если О < К < 1, это показывает на существование проблемы. Вряд ли возможна крайность, чтобы К = 1, так как трудно пред- ставить себе объект, о котором ничего не было бы известно. (Это противоречит сказанному выше о том, что проблема начинается с практики). Поэтому, крайне важно на первом этапе исследования вы- делить и систематизировать все известное и неизвестное об изучае- мом объекте. Проблемы в буквальном смысле окружают нас. Одни из них ле- жат, как говорят, на поверхности, а другие не видимы, их надо ис- кать. Проблемы, как правило, не разделены удобным образом на тех- нические, экономические, экологические, социальные. В реальной жизни все переплетено и представляет некоторую «мешанину». В ней надо разобраться и суметь выделить проблему в соответствии с про- филем собственной подготовки. Постановка проблемы предполагает организацию исследования, конечной целью которого явилась бы разработка новой закономерно- сти, необходимой для построения инженерных методик решения производственных задач. Способность постановки проблемы являет- ся самой яркой характеристикой творческого мышления. 4.3. Критерии истинности проблемы Но наличие проблемы не является достаточным основанием для постановки научных исследований, так как не каждая проблема явля- ется истинной. Можно выделить следующие критерии для оценки ис- тинности проблемы: – невозможность дальнейшего развития практики без решения данной проблемы; – невозможность получения практикой результатов поставлен- ной проблемы; – получение после решения проблемы результатов, имеющих большую практическую значимость. Таким образом, главным и ос- новным критерием ценности проблемы является практика. 37 Практика определяет цель научного исследования, а выбор цели в значительной степени зависит от отношения к проблеме. К сожалению, в реальной жизни отношение к проблеме неодно- значное. Ее могут признать, согласиться с ее существованием и оста- вить проблему в покое, что чаще всего делается, или ликвидировать источник возникновения проблемы. В другом случае проблему ре- шают частично или коренным образом. Возьмем, к примеру, проблему качества выпускаемых легкой промышленностью изделий. Эта проблема и техническая, и экономи- ческая, и социальная. Раньше от этой проблемы отмахивались (оста- вив ее в покое), затем частичным решением этой проблемы избрали государственную приемку. Но можно ли решить проблему, «отлавли- вая» качество на выходе? По существу это выбраковка, к тому же достаточно часто без использования объективных методов контроля. В то же время хорошо известно, что качество начинается на этапе создания нового изделия, надежность которого гарантируется при поиске схемных и конструкторских решений в период проектирова- ния, отработки, изготовления экспериментальных образцов, доводки опытной партии изделий и отладки технологии. И чем успешнее идет реализация ошибочно выбранной цели, тем больше будет материаль- ный урон, нанесенный практике. 4.4. Развертывание проблемы Изучение проблемы приводит к ее развертыванию, т. е. возник- новению и формированию дополнительных вопросов. Их решение в итоге дает ответ на центральный вопрос проблемы. В вопросах проявляются различные аспекты проблемы, которые можно представлять как более мелкие научные задачи, относящиеся к конкретной области научного исследования. При этом их можно в некоторых случаях рассматривать как отдельные темы исследований, а иногда и как самостоятельные проблемы. Для примера рассмотрим вопросы, входящие в проблему диаг- ностирования агрегатов легкой промышленности. Эта проблема поя- вилась из более крупной научно-технической проблемы эксплуатаци- онной надежности машин, о которой говорилось выше. Одним из ас- пектов этой фундаментальной проблемы является подпроблема тех- нического обслуживания оборудования, в состав которой входит во- прос о контроле технического состояния машин и агрегатов. 38 Почему вопрос о контроле технического состояния перерос в целую проблему диагностирования? Потому что возникло противо- речие между потребностью быстрого, точного и, главное, не требую- щего разборки агрегата или его частей определения технического со- стояния и объема необходимого восстановительного ремонта или ре- гулировки и наличием методов и средств контроля. В условиях быстрого роста парка оборудования для предпри- ятий легкой промышленности и резкого увеличения его ремонто- сложности, выяснение причин неисправности путем полной или час- тичной разборки агрегата или его узлов дорого, малопроизводитель- но, требует высокой квалификации обслуживающего персонала, а в отдельных случаях и не возможно. Следовательно, требуется разработка методов и средств без раз- борной диагностики по косвенным симптомам, что рождает ряд во- просов. Так обнаруживается незнание как этих симптомов, так и ха- рактерных особенностей работы агрегатов и их узлов при ухудшен- ном техническом состоянии. Возникает ряд аспектов проблемы диаг- ностирования и не только технического, но организационного и эко- номического характера, например, минимизации операций и прибор- ного оснащения диагностирования, место диагностики в системе пла- ново-предупредительного ремонта оборудования и др. Из приведенного примера видно, как одна проблема перерастает в другую и как эти проблемы «обрастают» новыми вопросами, как множатся аспекты основной проблемы, в чем в значительной мере и заключается ее развертывание. И, конечно, чтобы исследователю «не изобретать велосипед» и точно знать, что уже сделано и на каком уровне, следует осуществить информационный поиск по теме исследования. Вопросы 1. Возникновение проблемы. 2. Противоречивые отношения в проблемах. 3. Коэффициент проблемности. 4. Критерии истинности проблемы. 5. Развертывание проблемы. 6. Решение проблем. 7. Проблема надежности машин. 8. Дайте определение проблемы. 9. Информационный поиск по теме исследования. 10. Вопросы, входящие в проблему. 39 5. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК 5.1. Цель информационного поиска Цель поиска – всесторонний анализ информации по теме иссле- дования, освещение состояния вопроса, уточнение при необходимо- сти темы, обоснование цели и задач научного исследования [5, 6, 10]. Поиск включает два этапа: отыскание необходимой информации и проработку источников. Поиск источника информации целесообразно начинать с моно- графий. (Монография – это научный труд, углубленно разрабатываю- щий одну тему или узкий круг вопросов). Этим достигают две цели: во- первых, ознакомление с современной точной зрения на исследуемую проблему, подходом к ней и методикой исследований и, во-вторых, знакомство с основной литературой, так как в монографиях, как прави- ло, имеется достаточно полный библиографический указатель. 5.2. Последовательность информационного поиска Дальнейшая последовательность подбора литературных источ- ников может быть следующей: – ознакомление с литературой, указанной в библиографии; – просмотр реферативных журналов по соответствующему раз- делу науки и техники и информационных изданий (экспресс- информация, обзорная информация, информлистки, сборники НИИ информации и т. п.); – изучение специализированных журналов: «Известия вузов. Технология легкой промышленности», «Кожевенно-обувная про- мышленность», «Швейная промышленность» и др.; – изучение трудов институтов, тезисов докладов конференций, авторефератов диссертаций. Вся найденная информация должна быть занесена на карточки или в специальную тетрадь. При этом важно сразу правильно оформ- лять библиографическое описание источника. Этап проработки источников информации состоит из двух эта- пов: ознакомления и чтения. Ознакомление – это просмотр всего материала и фиксация об- щего содержания работы с акцентированием внимания на разделах, имеющих отношение к исследованию. Чтение – это более детальное знакомство с теми разделами, в 40 которых содержится интересующий материал с фиксацией общего содержания и изучение той части, которая имеет непосредственное отношение к предмету исследования. Несколько слов то том, как запомнить прочитанный текст. Американский специалист по менеджменту Гарри Лорейн в сво- ей книге «Как развивать сверхсильную память» дает следующие со- веты: сначала прочитать статью, раздел книги, брошюру и т. п., затем подобрать ключевые слова для каждой идеи и объедините их в связ- ку. Связь образуется, если сознательно создавать цель ассоциацией прямо во время чтения. Такие ассоциации основываются на мыслен- ных образах и картинах, причем успех будет зависеть от того, удастся ли сделать эти образы и картины забавными. Например, несколько ключевых слов гвоздь, пишущая машинка, ботинок, микрофон, ручка, телевизор, тарелка необходимо объединить в связку. Конструируем следующие образы: – гвоздь и пишущая машинка: вы пробиваете пишущую машинку громадным гвоздем или все клавиши вашей машинки – гвозди; – пишущая машинка и ботинок – пусть вы надели на ноги пи- шущие машинки или печатаете не руками, а ботинками; – ботинки и микрофон: вы эстрадный певец и таскаете по сцене за собой рваный ботинок вместо микрофона; – микрофон и ручка: вы пишете микрофоном; – ручка и телевизор: ручки исполняют танец на огромном теле- визионном экране или же вам преподносят гигантскую ручку, в кото- рую вмонтирован телевизор; – телевизор и тарелка: вы смотрите телепрограмму на экране в форме тарелки или же вам подают еду на плоском телевизоре. Если вам удалось достаточно ясно увидеть эти картины мыслен- ным взором, вам не составит труда запомнить весь перечень ключе- вых слов, а по ним и подмеченные идеи. 5.3. Выписки, аннотации, конспекты Прорабатывая научно-техническую информацию, обычно дела- ют выписки, аннотации и конспекты. Выписка – краткое (или полное) содержание разделов, глав, стра- ниц источника информации. Они могут заменить конспектирование текста и позволяют в малом объеме накопить большую информацию. Аннотация – это краткая характеристика печатного издания (или 41 его частей) с точки зрения содержания, назначения, формы и других особенностей. С помощью аннотации можно быстро восстановить в памяти текст. Конспект – это подробное изложение содержания информации. Главное при составлении конспекта – выделить рациональное зерно применительно к разрабатываемой теме. При этом целесообразно текст конспекта составлять своими словами, что способствует крат- кости изложения, требует осмысливания, анализа прочитанного, по- зволяет выделить главное в представленной информации. Полученный таким образом материал критически анализируют. Может быть принят следующий план анализа: – определение достигнутого уровня знаний в исследуемом на- правлении; – выяснение оригинальных идей и интересных мнений в этой области; – выявление недостатков предыдущих исследований; – установка возможных путей дальнейших исследований. На основании результатов проработки информации делают выво- ды, в которых подводят итог критического анализа. В выводах должны быть освещены следующие вопросы: актуальность и новизна темы; по- следние достижения в области теоретических и экспериментальных ис- следований по теме; важнейшие и наиболее актуальные теоретические и экспериментальные задачи, а также производственные рекомендации, подлежащие разработке в данный момент; техническая целесообраз- ность и экономическая эффективность этих разработок. На основе указанных выводов уточняют или формируют цель и конкретные задачи научного исследования. При проведении информационного поиска и затем при состав- лении отчета по НИР составляется перечень литературных, патент- ных и иных источников, который помещают в раздел Отчета под на- званием «Перечень использованных источников». 5.4. Правила оформления отчетов о НИР Текст отчета (пояснительной записки) выполняют любым пе- чатным способом на одной стороне стандартного листа белой бумаги формата А 4 через 1,5 интервал. Цвет шрифта должен быть черным, 14 кегль, шрифт Times New Roman [12, 13]. На всех листах пояснительной записки оставляют поля для под- 42 шивки и обрезки: левое – 25, верхнее – 25, правое – 15 и нижнее – 25 мм. Рамку на листах рисуют только в том случае, если на листе не- обходим угловой штамп, поля рамки слева – 20 см, справа, сверху и снизу – 5 см. Каждую новую мысль начинают с красной строки, отступ от ле- вого края текста – пять знаков (1,25 см). Нумерацию страниц начи- нают с титульного листа (хотя на титуле цифра «1» не ставится) и продолжают на всех последующих. Номер указывают в центре ниж- ней части каждого листа без точки. Текст. Каждую главу начинают с новой страницы. Причем сло- во «глава» не пишут, а ставят номер. После названия главы, раздела, подраздела, таблицы, рисунка и приложения точку не ставят. Под- черкивать и выделять другим цветом их нельзя. Переносы в заглавиях нежелательны. Между названием главы и названием раздела или текстом дела- ют пропуск 1,5–2,0 см. Такое же расстояние остается между текстом и названием раздела или подраздела. Между названием раздела или подраздела и текстом пропуск не делают. Прежде чем в пояснительной записке появятся таблица или ри- сунок, в тексте должна быть соответствующая ссылка на них, напри- мер: табл. 2.1 или рис. 4.12, что соответственно означает: первая таб- лица во второй главе и двенадцатый рисунок в четвертой главе. Нумерация рисунков, таблиц и формул сквозная внутри главы и раздельная по главам возможно и нумерация сквозная по всей пояс- нительной записки. Нумерация приложений сквозная по всей поясни- тельной записке. Все слова в тексте пишутся полностью. Сокращения допускают только для общепринятых понятий в этой области знаний. Примечания к тексту и таблицам нумеруют арабскими цифрами. Если на странице примечаний несколько, то после слова «Примеча- ние» ставят двоеточие и номер, если одно – только точку. В прило- жения помещают дополнительный материал в виде таблиц, карт, ри- сунков, например, базу данных. |