ИД. исследовательская деятельность. Технология исследовательской деятельности Цели и задачи освоения дисциплины
 Скачать 81.46 Kb.
|
|
Технология исследовательской деятельности Цели и задачи освоения дисциплины Современный этап развития технического прогресса выдвигает принципиально новые требования к содержанию и характеру подготовки квалифицированного специалиста как личности, обладающей высоким интеллектуальным и культурным уровнем, готовой к постоянному профессиональному росту, социальной и деловой мобильности. В связи с этим в образовательных учреждениях среднего профессионального образования в учебном плане предусмотрена дисциплина «Технология исследовательской деятельности», позволяющая студенту правильно сориентироваться в исследовательской деятельности, а так же применять полученные знания в дальнейшем. Технология исследовательской деятельности позволяет понять роль исследовательской работы в практической деятельности специалиста, освоить и закрепить основные понятия научного исследования, составить представление о методах и логике научного познания, поиска, накопления, обработки научной информации и оформления результатов исследования. Основной целью курса «Технология исследовательской деятельности» является практическое освоение навыков самостоятельной исследовательской работы. Курс также нацелен на формирование основ культуры умственного труда. Также дисциплина направлена на создание условий для развития исследовательской компетентности, посредством освоения методов научного познания и умений учебной исследовательской деятельности. Задачи: 1) теоретический компонент: - получить базовые представления о науке, этапах ее развития и ее роли в современном обществе; - дать представление о сущности и методологических основах исследования; - освоить и закрепить основные понятия научно-исследовательской работы; - выяснить сущность познания как активной деятельности человека, направленной на приобретение знаний; - понимать роль исследований в практической деятельности людей; - составить представление о логике процесса исследования; - сформировать у студентов научный стиль мышления, значимый в познавательной и практической деятельности в условиях информатизации общества; - знать структуру научного документа и требования к его структурным элементам; - знать виды и формы научно-исследовательской работы. 2) познавательный компонент: - изучить методы научного познания и возможности их применения на практике, в том числе в профессиональной деятельности; - познакомить с алгоритмом планирования, организации и реализации исследования, а также с особенностями написания различных видов научных текстов; - уметь осуществлять поиск, сбор, изучение и обработку необходимой научной информации; - изучить структуру и технику оформления научного документа; - получить базовые практические навыки работы с различными источниками информации; 3) практический компонент: - иметь навыки по применению в практической деятельности методов научного познания; - уметь работать с научной, учебной литературой; - уметь оформлять результаты исследования в различных формах; - правильно классифицировать научные факты и явления; - осуществлять исследования в процессе выполнения курсовых и дипломных работ. - приобретать навыки дискуссии в процессе защиты исследовательских работ. Значение исследовательской деятельности на современном этапе. Исследования призваны разработать что-то новое. Именно научные труды являются теоретической базой, своего рода «инструкцией» для новых технологий и изобретений. С помощью результатов таких проектов ученые могут создавать товары и продукты лучшего качества с наименьшей себестоимостью, новые методики лечения болезней, способы противостояния стихийным бедствиям и пр. Каждое исследование обладает своей ценностью. Данный критерий выражается в теоретической или практической значимости проекта, его новизне. Эти постулаты автор работы описывает во введении и заключении. Они характеризуют вклад исследователя в развитие науки и отрасли: как полученные результаты и предлагаемый метод может применяться в жизни, что он принесет, что ожидать и пр. В ходе исследования автор может досконально изучить интересующий его вопрос, собрать доказательную базу, а затем на основе полученной информации аналитических данных разработать уникальный метод (алгоритм). Составление технического задания. Составление рабочего плана проведения исследования. Разделы технического задания НИР. Составление научных прогнозов. Экстраполяция. Экспертиза. Требования к содержанию, структуре и оформлению проектной документации После определения и утверждения темы исследования составляют техническое задание на проведение НИР (ТЗ ПНР). Последнее в общем случае включает следующие разделы: 1. Основание для проведения работ. 2. Цель и исходные данные. 3. Этапы ПНР. Разбивка на этапы должна в целом отражать объем исследований. Обычно этапы приурочивают к кварталам или полугодиям. 4. Основные требования к выполнению НИР. 5. Способ реализации результатов НИР. 6. Перечень технической документации, предъявляемой по окончании работы. 7. Порядок рассмотрения и приемки НИР. 8 Техникоэкономическое обоснование (эффективность результатов выполненной НИР. При составлении планов развития науки и техники, особенно перспективных, широко используют научные методы прогнозирования. Прогнозирование НТИ является составной частью системы социалистического планирования и включает ряд стадий: анализ достигнутого уровня и сложившихся тенденций развития, формирование целей НТП на определенный период, разработку системы мероприятий, наиболее эффективно обеспечивающих достижение оставленных целей. Методы прогнозирования развития народного хозяйства и науки выбирают в зависимости от срока, на который рассчитывается прогноз (времени упреждения), и его задач. Основные методы прогнозирования следующие. Экстраполяция применяется, если объект прогнозирования можно представить в виде математической функции; тогда используются известные в математике приемы продолжения динамического ряда данных с учетом условий места и времени и других ограничений. Экспертиза (метод экспертных оценок) по сути заключается в обобщении и статистической обработке мнений компетентных специалистов относительно перспектив развития той или иной области и смежных областей. Для этого разрабатывают подробные вопросники, которые вручаются ведущим специалистам и экспертам соответствующей области науки и техники. Вопросы в анкетах ставятся таким образом, чтобы ответы на них имели какую-либо количественную характеристику. Опрос экспертов производится в несколько туров, в ходе которых вопросы и ответы уточняются, а результаты ответов обрабатываются методами математической статистики. Поиск и обработка научной информации. Источники научной информации. Первичная информация. Первичная информация. Методы поиска научной информации. Международная классификация изобретений. Неотъемлемой частью деятельности исследователя является работа с источниками научной информации, так как извлекаемые из них данные используются практически на всех этапах исследования. Полный и правильный анализ этих данных имеет большое значение для эффективности НИР. Одна из важнейших особенностей НТР — резкое увеличение потока информации, образно именуемое информационным взрывом: количество научных публикаций удваивается каждые 10—15 лет. Такая закономерность есть следствие быстрого обновления наших знаний во всех областях, она обусловливает возросшую важность научно-информационной деятельности, правильной ориентировки в этом потоке. С другой стороны, ускоренное обновление знаний чаще всего позволяет получить 80—90 % необходимых сведений в источниках, появившихся за последние 7—10 лет. Научная информация закрепляется и передается прежде всего посредством научных документов, которые подразделяются на опубликованные и неопубликованные. К первым относятся книги, журналы, бюллетени, государственные стандарты, описания изобретений и др. Вторые выполняются без применения средств полиграфии и включают отчеты о НИР, диссертации, алгоритмы, депонированные рукописи, неопубликованные переводы и т. д. Существуют два вида информации: первичная и вторичная. Первичная информация непосредственно отображает данные изучения какого-либо вопроса. Ее источники — прежде всего научные журналы, где, как правило, впервые публикуются результаты исследований; сюда же относятся сборники научных трудов, тезисы докладов и материалы научных конференций, монографии, отчеты по НИР. Наиболее важные отечественные журналы, в которых публикуются статьи по вопросам черной металлургии, следующие: «Сталь» — научно-технический и производственный журнал Вторичная информация получается в результате аналитико-синтетической переработки научных документов. Чаще всего она представляется в виде рефератов и обзоров. Для металлургов главным ее источником является «Реферативный журнал. Металлургия», выпускаемый Всесоюзным институтом научной и технической информации (ВИНИТИ). В нем содержатся рефераты статей, монографий, учебных пособий и описаний изобретений по. всем разделам черной металлургии, опубликованных на разных языках мира. Для удобства пользования наряду со сводным томом печатаются его тематические выпуски, например «Теория металлургических процессов», «Металлургия чугуна и стали». Во ВИНИТИ издается также тематический библиографический указатель «Сигнальная информация. Металлургия». Резкое увеличение потока информации, происходящее в эпоху НТР, затрудняет поиск нужных документов. Для систематизации литературных источников (статьи в журналах, книги) и облегчения их поиска используется Универсальная десятичная классификация (УДК), по которой вся совокупность знаний условно разделяется на 10 отделов. Для рассматриваемой тематики наиболее важны отделы 5 (математика, естественные науки) и 6 (прикладные науки). Каждый из отделов разбит на 10 подотделов, которые в свою очередь подразделяются на 10 подчиненных рубрик, и т. д.; 10—12 цифр вполне достаточно для индексирования самого узкого понятия. Черная металлургия как прикладная наука имеет индекс 669., некоторые основные ее разделы индексированы следующим образом: 669.1 — производство чугуна и стали (общая рубрика); 669.16 — производство чугуна; 669.18 — сталеплавильное производство; 669.183 — мартеновское производство; 621.— литье; 621.746.58 — разливка в изложницы. Если документ содержит материалы нескольких подразделений, то в индекс входят обозначения всех этих рубрик, например: 621.746.58: 669.18 — разливка стали в изложницы. Пользование классификацией упрощает алфавитно-предметный указатель, по которому, руководствуясь названием предмета поиска, можно отыскать номер рубрики. Международной классификации изобретений (МКИ), которая содержит восемь разделов, обозначаемых прописными латинскими буквами от А до Н. Разделы делятся на классы, индексы которых состоят из соответствующей буквы и числа от 01 до 99. Классы делятся на подклассы, обозначаемые прописными буквами латинского алфавита, а те в свою очередь — на группы и подгруппы, в индексы которых входят числа, разделенные косой чертой. Металлургические процессы включены в раздел С, который объединяет химию и металлургию, а разливка стали в раздел В, объединяющий различные технологические процессы. Приведем индексы некоторых важных для металлурга рубрик: С 21 В 7/00 — доменные печи; С 22 В 1/14 — агломерация, брикетирование, окускование, гранулирование; С 21С 5/04 — получение стали в пламенных печах; С 21 С 5/28 — получение стали В конвертерах; С 21 С 5/52 — получение стали в электрических печах; В 22 D 7/00 — отливка слитков; В 22 D 11/00 — непрерывное литье металлов. Для поиска индексов используется «Алфавитно-предметный указатель МКИ» Составление рефератов и обзоров Основные формы работы над научно-технической литературой - конспектирование, анализирование и обобщение. Конспектирование - это краткое изложение в письменной форме всего материала источника либо его частей, представляющих интерес. Оно служит для исследователя своеобразной тренировкой, позволяет правильно и сжато передавать мысли авторов. Выписки, которые делаются при чтении, значительно облегчают работу по изучаемой теме. Наиболее распространены два способа ведения записей - на карточках и в тетрадях; каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Более удобно с точки зрения хранения и подборки материала по различным вопросам ведение картотеки с использованием отдельных карточек. Недостаток данного способа - небольшой размер последних, что иногда приводит к необходимости изложения содержания статьи на нескольких карточках. Недостатком другого способа является то, что при ведении конспектов по нескольким проблемам необходимо систематизировать материал; в этом случае требуется дополнительный указатель, позволяющий находить сведения по нужным вопросам. При большом объеме и числе проработанных источников наиболее удобна смешанная форма, когда на карточках помещаются только аннотации, а более полно материал документов излагается в тетради. Тогда на карточке должна быть ссылка на соответствующую запись в тетради, а в тетради отмечен условный номер карточки. При работе с научной документацией следует приводить библиографическое описание источника, откуда заимствованы те или иные сведения, по ГОСТ 7.1-2003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание». Эти описания могут быть использованы при составлении списка литературы. Анализирование - процесс раскрытия внутреннего плана документа с использованием личных знаний и данных других работ. Эта операция аналогична составлению оглавления книги, отражающего ее композицию, и позволяет точно выявить авторский замысел, вскрыть недостатки работы и развивает у исследователя привычку следить за логикой изложения. В процессе научной работы часто приходится делать обобщения в виде обзоров литературы или рефератов. Обзор - это сжатое, систематизированное, с выводами и рекомендациями изложение современного состояния проблемы, основных тенденций ее развития, рассматриваемых в первичных документах (статьях, книгах, патентах и т.п.), отобранных для его составления. Реферат - краткое изложение содержания произведения или издания (его части) по основными фактическими сведениями и выводами. Обзор литературы - неотъемлемая часть диссертаций и большинства отчетов о НИР. В обзоре должны быть освещены известные и неизвестные стороны изучаемого вопроса и сделаны соответствующие выводы. Проще всего определить известное, просмотрев достаточно много источников. Значительно труднее установить, что не известно, так как всегда могут быть источники, о существовании которых исследователь не знал или которые не мог разыскать. В этом случае особенно важны подготовленность и эрудиция научного работника. Иногда приходится обращаться за советом к более опытным и компетентным специалистам. Содержание выводов обзора должно соответствовать целям и задачам проводимой работы и представлять обобщение изученных источников информации. Рекомендуется следующий порядок работы над обзором. 1.Определение целей или задач. Обзор может охватывать либо все основные вопросы исследования, либо некоторые его аспекты: выбор метода и разработку методики, уточнение целей, обобщение результатов других работ и т.д. 2.Отбор информации. Включает в себя поиски источников, составление их перечня и конспектирование. 3.Составление плана. Определяется целями обзора и наличием источников. Для его уточнения дополнительно просматривают конспекты. 4.Компоновка материала. Осуществляется согласно плану обзора. Если число источников велико, лучше сделать из конспектов соответствующие выписки, так как в одном и том же документе могут быть сведения, включаемые в разные части обзора. Выписки раскладывают в стопки по пунктам плана. Затем еще раз просматривают материал каждой стопки, чтобы установить соответствия или противоречия между разными источниками. 5.Написание обзора. Обзор должен быть логично построен и краток. Если в нескольких источниках имеются аналогичные данные, достаточно привести их один раз, сославшись на все эти источники. Хорошо написанный обзор литературы в среднем имеет на странице машинописного текста 5-10 ссылок. Важное требование к обзору - объективность, в нем необходимо отметить все противоречия между различными источниками, в том числе и расхождения с данными автора обзора. Выводы должны быть обоснованными и подтверждаться материалом обзора. В тексте ссылки на источник должны быть внутритекстовыми (указываются порядковые номера по списку источников в квадратных скобках; в машинописных документах разрешается квадратные скобки заменять двумя косыми). Научная коммуникация В эпоху НТР объем научной информации увеличивается значительными темпами, однако она быстро и устаревает. В связи с этим возрастает роль научной коммуникации, которая осуществляется в рамках системы движения научной информации: это общение членов одного коллектива для получения новых знаний, соавторство, передача полученной информации другим специалистам, популяризация, практическое использование знаний путем их сообщения инженерно-прикладной сфере. Формы научной коммуникации разнообразны. Публикация. Если в ходе исследования получены новые данные, имеющие существенное научное или практическое значение, этот материал публикуют в виде статьи. Основная ее часть включает в себя следующие разделы: введение, аналитический обзор (обзор источников, постановка задачи), методика исследований, содержание и результаты выполненной работы, выводы и предложения. Этот общий план может реализоваться по-разному, в зависимости от соотношения между изложением методики, теоретических, экспериментальных, практических данных, содержания дискуссии. Журналы обычно принимают статьи объемом не более пяти-шести машинописных страниц. Техническое оформление статьи должно соответствовать определенным требованиям, которые печатается в журналах. Личные контакты могут иметь самый широкий диапазон: от общения сотрудников лаборатории, отдела, кафедры до международных встреч. Личные контакты дают возможность наиболее полно обмениваться информацией. Однако не всегда рекомендуется сообщать сведения о незавершенных работах и тем более - о содержании заявок на авторские свидетельства, по которым не прекращено делопроизводство. Переписку с исследователями ведут, например, для уточнения данных, которые не попали в опубликованные статьи, получения консультаций у известных специалистов по узким вопросам и пр. Научные семинары проводятся по относительно узкому кругу вопросов, чаще всего внутри лабораторий, отделов, кафедр, иногда с привлечением специалистов из других организаций. Научные конференции организуют крупные научно-исследовательские институты (НИИ) и вузы, занимающие ведущее положение в разработке рассматриваемых проблем. Извещения о проведении конференций рассылаются заинтересованным учреждениям, предприятиям и отдельным лицам заблаговременно, чтобы дать возможность подготовить тексты докладов, сообщений или их тезисы. Информацию публикуют в тезисах докладов научной конференции или в сборниках научных трудов. Помимо прямой задачи - заслушивания и обсуждения результатов НИР и принятия соответствующих решений - на конференции налаживают личные контакты, которые способствуют обмену информацией. Математическое обеспечение научных исследований. Первичная обработка экспериментальных данных заключается в их систематизации (размещении данных в таблицах или на отдельных карточках), определении диапазона изменения функции и аргумента, средних значений величин и их частотных характеристик. Для наглядности на основе первичных данных строят графики зависимости исследуемой величины от факторов, которые изменялись в ходе эксперимента. К первичной обработке относится и подбор эмпирических формул по зависимостям, полученным на графиках. Материал в таблицах располагают в хронологической последовательности (временной ряд) или в соответствии с изменением одного из основных параметров (ряды распределения). Временной ряд удобно использовать при анализе текущего производства, изучении технико-экономических показателей процесса, сравнении серий опытных плавок с плавками валового производства. Ряды распределения целесообразно использовать при анализе результатов исследования. Обобщающими характеристиками ряда экспериментальных данных служат средние величины и характеристики изменчивости (рассеяния), которые легко рассчитать после составления таблиц. Для нахождения зависимостей между исследуемыми параметрами по экспериментальным данным строят графики. Функции и аргументы выбирают на основании известных физико-химических зависимостей между изучаемыми величинами или технологии процесса. На оси абсцисв откладывают аргумент, а на оси ординат — функцию. Допускаются различные масштабы шкал по осям, шкала не обязательно должна начинаться с нуля, в качестве начала отсчета можно использовать одно из граничных значений фактора. Оси графика могут иметь линейную шкалу или логарифмическую в зависимости от диапазона величины и характера зависимости. Для наглядности на одном графике целесообразно располагать несколько кривых, соответствующих различным условиям опытов. Ломаная, проведенная через экспериментальные точки графика, называется эмпирической линией регрессии. Предельную форму, к которой она стремится при неограниченном увеличении числа наблюдений (экспериментальных точек), называют теоретической линией регрессии (рис. 5.1).  Применение математической статистики В настоящее время математическая статистика используется почти при любом исследовании, особенно связанном с анализом массового производства, поэтому необходимо представлять круг решаемых ею задач. и владеть ее методами. Математическая статистика опирается на теорию вероятностей и применяется для обработки опытных данных, что обусловлено случайным характером измеряемых величин и ошибок. измерения; большим разнообразием влияющих на исследуемые процессы факторов, многие из которых не поддаются непосредственному учету, и значительным объемом выборки, особенно при изучении массовых производственных процессов. При многократном измерении получают разные значения величины; соответствующее эмпирическое среднее является оценкой математического ожидания — важнейшей числовой характеристики случайных величин. Методы математической статистики дают возможность оценить достоверность полученного результата и область, в которой с требуемой степенью вероятности будет лежать искомое значение. Статистическая обработка результатов наблюдений позволяет заменить субъективную оценку явления объективной, качественный анализ дополнить количественным описанием, что в конечном итоге способствует конкретизации наших знаний об изучаемых явлениях. При этом следует особо подчеркнуть, что надежность статистического анализа и его достоверность зависят от точности исходных данных. |