Організація і структура наукових досліджень

ПЛАН

Наукова проблема

Вибір теми дослідження

Науково-педагогічне дослідження

Науково-технічне дослідження

Наукова проблема

В наукових дослідженнях розрізняють наукові напрямки, проблеми і теми.

Під науковим напрямком розуміють сферу наукових досліджень наукового колективу, роботи якого присвячені розв’язанню крупних фундаментальних теоретико-експериментальних задач у визначеній галузі науки. Успішні результати наукової роботи, ефективність її залежать від роботи, наскільки вдало обґрунтовано науковий напрям.

Структурними одиницями направлення є комплексні програми, теми і питання. Комплексна програма включає в себе декілька програм.

Під проблемою розуміють складну наукову задачу, яка охоплює значну область дослідження і має перспективне значення.

Проблема складається із декількох тем. Тема – це наукова задача, яка охоплює визначену область наукового дослідження, вона базується на багатьох питаннях, котрі досліджуються. Під науковим питанням розуміють більш дрібні наукові задачі, які відносяться до більш конкретної області наукового дослідження.

Результати розв’язку цих задач мають не тільки теоретичне, але й практичне значення, так як тільки в результаті порівняння можна визначити очікуваний економічний ефект.

При розробці теми, або питання висувається конкретна задача в досліджуванні – розробка нового матеріалу, машину, конструкцію, прогресивну технологію і т. ін.

Розв’язок проблеми ставить більш загальну задачу – зробити відкриття, розв’язати комплекс наукових задач, забезпечити прискорення теоретичних розробок і процесу суспільного виробництва.

Вибір проблеми або теми є важкою і відповідальною задачею, яка складається з багатьох етапів.

Перший етап – формулювання проблеми. На основі аналізу протиріч досліджуваного напрямку формулюють основне питання-проблему і визначають в загальних рисах очікуваний результат.

Другий етап – розробка структури проблеми. Виділяють теми, підтеми, питання. Композиція цих компонентів повинна складати стержень проблеми. По кожній темі визначають орієнтовно область дослідження.

Третій етап – актуальність проблеми тобто цінність її на даному етапі для науки і техніки. Для цього по кожній темі виставляють декілька заперечень і на основі аналізу методом послідовного наближення на користь даної теми. Після такої “чистки” остаточно складають структуру проблеми і позначають умовним кодом теми, підтеми, питання.

Вибору теми дослідження сприяє:

- ознайомлення з новітніми результатами в суміжних областях науки і техніки;

- розробка нових методів дослідження, принципів структурування, технологічних процесів, тощо;

- перегляд старих наукових відкриттів за допомогою нових методів, методів, з інших теоретичних позицій, залучаючи нові фактори;

- розробка питань в пошуковому плані;

- всебічний аналіз і узагальнення матеріалів досліджень, які вже зроблені;

- перегляд каталогів виконаних наукових робіт і захищених дисертацій.

Нові наукові відкриття виникають часто на стиках різноманітних областей знань, в суміжних областях наук.

Поштовхом до відкриття може бути застосування в одній області знання методів, які використовувалися раніше в другій.

Багато нових ідей виникає тоді, коли інформація приводить до переоцінювання старого. У виняткових випадках нові ідеї можуть з’являтися і без подібної переоцінки. Прикладом такого випадку є створення теорії відносності Ейнштейна, який не робив експериментів, не збирав нову інформацію. Єдине, що він зробив – по-новому зробив інтерпретацію всієї інформації, яку раніше було підготовлено під ньютонівську концепцію. Експерименти, які підтвердили теорію Ейнштейна, були проведені пізніше.

Досвід багатьох поколінь дозволив виробити певну схему. Вона включає вибір теми і обґрунтування її актуальності, поставлення задачі і висунення робочої гіпотези, вибір методу і розробка плану, тобто дослідження, обговорення і аналіз отриманих результатів, формулювання висновків.

Вибір теми дослідження

Вибір теми дослідження і обґрунтування її актуальності (новизна, позитивний ефект) обумовлені перспективою розвитку даного питання, плодовитістю висунутих гіпотез. Важливе значення має аналіз сучасного стану і історія питання на базі накопиченої наукової інформації. В результаті вивчення історії питання формулюється задача дослідження і висувається робоча гіпотеза. В поставленій задачі обґрунтовується відповідність вибраної теми рівню розвитку науки і техніки, а також можливість конкретних досліджень. Гіпотеза формулюється як пропозиція про зв’язки явища, що вивчається, або між ними. В процесі дослідження здійснюється перевірка і уточнюється гіпотеза.

Сформульована задача представляє методику дослідження (теоретичне, експериментальне, теоретично-експериментальне) і дозволяє розробити його план, який дозволяє розбити задачу на ряд більш простих.

Для вивчення спеціальності характерні всі форми наукових досліджень, проте частіше інших зустрічаються роботи теоретико-експериментального напрямку, послідовність котрих можна сформулювати в таких пунктах:

1. Вступ (стан питання і поставлення задачі).

2. Теоретичне дослідження.

3. Експериментальна перевірка встановлених теоретичних залежностей.

4. Інтерполювання результатів.

5. Висновки.

Важливе значення в науковій роботі має початковий етап, пов’язаний з висвітленням сучасного стану питання і чіткого формулювання задачі дослідження. Цей етап в значній степені визначає напрям подальшого дослідження і дозволяє об’єктивно оцінити науково-технічний рівень питання, що вивчається. Вибрати шляхи і методи для досягнення поставленої мети.

Після обґрунтування проблеми і встановлення її структури науковець вибирає тему наукового дослідження, це буває більш складно ніж провести саме дослідження.

До теми пред’являється ряд вимог. Вона повинна бути актуальною, тобто важливою, яка вимагає найшвидшого рішення. Та тема більш актуальна, яка забезпечує більший економічний ефект.

Тема повинна мати наукову новизну, вносити вклад в науку. Це значить, що тема в такому вигляді ніколи не розроблялась і зараз не розробляється, тобто дублювання виключено.

Границя між науковими і інженерними дослідженнями (зменшується) з кожним роком, проте, при виборі тем новизна повинна бути не інженерною, а науковою, тобто принципово новою. Якщо розробляється нова задача, але на основі вже відкритого закону, то це область інженерних, а не наукових розробок. Тому необхідно відрізняти наукову задачу від інженерної. Все те, що вже відомо, не може бути предметом наукового дослідження.

Тема повинна бути економічно ефективною і мати значимість. Кожна тема прикладних досліджень повинна давати економічний ефект в народному господарстві. Це є одне з найважливіших умов. Вибір теми повинен базуватися на спеціальному техніко-економічному розрахунку.

На стадії вибору теми дослідження запропонований економічний ефект може бути визначений, як правило, орієнтовно. Інколи економічний ефект на початковій стадії встановити взагалі неможливо. В таких випадках для орієнтувальної оцінки ефективності можна використати аналоги (близькі за призначенням і розробці теми).

При розробці теоретичних досліджень інколи вимоги економічності уступають вимогам значимості. Значення, як головний критерій теми має місце при розробці досліджень, яке визначає престиж вітчизняної науки, або складає фундамент для прикладних досліджень.

Тема повинна відповідати профілю наукового колективу. Кожний науковий колектив (вуз, НД сектор, відділ, кафедра) за складеними традиціями має весь профіль, кваліфікацію, компетентність. Така спеціалізація, сприяє накопиченню досвіду дослідження, дає свої позитивні результати – підвищується теоретичний рівень розробок, якість і економічна ефективність, скорочуються строки виконання досліджень.

Важливою характеристикою теми є можливість швидкого впровадження у виробництво. При розробці теми необхідно оцінити можливість її закінчення в плановий строк і впровадити у виробничих умовах замовника.

При плануванні тем виникає необхідність вибрати найбільш перспективну економічно обґрунтовану тему. В цьому випадку оцінку народногосподарської необхідності розробки теми необхідно визначити чисельними критеріями.

Простим є критерій економічної ефективності:

(2.1)

де, ε_п – передбачений економічний ефект від впровадження;

З_д– затрати на наукові дослідження.

Чим більше значення К_е, тим ефективніша тема і вища народногосподарська ефективність.

Проте, критерій К_е не враховує об’єм впровадженої продукції, період впровадження. Більш об’єктивним є критерій, обчислений за формулою:

(2.2)

де, - вартість продукції за рік після освоєння наукового дослідження і впровадження у виробництво, Т – час виробничого впровадження в роках; З₀ – загальні затрати на виконання наукового дослідження.

Науково-педагогічне дослідження

Педагогічне дослідження складається із таких етапів:

1-й етап: вивчення історії і теорії питання; вивчення педагогічного досвіду. Побудова гіпотези.

2-й етап: перевірка гіпотези на основі накопичення фактів і знань при вивченні проблеми. Педагогічні джерела, звідки можна добути необхідні факти, дуже різноманітні: це матеріали педагогічного досліду, експериментальні роботи і спостереження.

3-й етап: теоретичні висновки на основі обробки і осмислення отриманих фактів і нових знань.

4-й етап: оформлення результатів наукового дослідження. Ці етапи взаємопов’язані, кожному відповідають визначені групи методів наукового пізнання.

Ефективність навчального процесу визначається за допомогою Gдидактичного експерименту. Кожне дослідження має свій об’єкт і визначений предмет — деяку сукупність елементів і відношень об’єктивного світу, які виділяються з нього для наукового пошуку, з метою вставлення відповідних результатів і закономірностей.

Навчальний процес — це сумісна діяльність педагога і студента в результаті якого студент повинен оволодіти знаннями, уміннями й навичками, передбаченнями навчальною програмою.

Велику роль в цьому грає двосторонній характер навчання, який включає взаємопов’язані і взаємообумовлені процеси викладання і навчання. Оскільки діяльність педагога і навчальна діяльність студента завжди предметні, направлені на опанування конкретним змістом дисциплін, що вивчаються.

Щоб розкрити суть навчального процесу необхідно виявити його функції та мету, яка реалізується в ньому.

Педагогічна мета освіти полягає, по-перше, в тому, щоб студент оволодів системою фундаментальних і прикладних знань, а також відповідними способами діяльності, і, по-друге, в тому, щоб забезпечити на цій основі загальний і спеціальний розвиток особистості.

Таким чином, аналіз функцій і мети навчання і педагогічна їх конкретизація дає можливість виявити процеси оволодіння знаннями, способами діяльності, розвитку і формування особистості. Виходячи з цього підручник чи посібник, методичні вказівки чи роздатковий матеріал повинні відповідати меті освіти.

Об’єкт дидактики охоплює всю сукупність важливих відношень в процесі діяльності і спілкування педагога і студентів.

При визначенні ефективності навчального процесу при впровадженні посібника, методичних вказівок або інших технологій навчання — ставимо мету конкретного дослідження одного із співвідношень, яке є в центрі уваги, але враховувати необхідно і всі інші. Значить об’єктом дослідження є навчальний процес.

Предмет дидактики орієнтує на навчання особистості як засіб його освіти і виховання. Значить предметом дослідження є педагогічні можливості впровадженого в навчальний процес елемента дослідження (підручника, технології навчання та ін).

Предмет дидактики вимагає, щоб результати дослідження в конкретному випадку забезпечили вихід на конкретно-методичний рівень, необхідно забезпечити „стикування” з методиками вивчення конкретних навчальних дисциплін.

Загальний принцип дослідження полягає в переході від емпіричного пізнання до теоретичного. Емпіричне знання є знання про основні параметри досліджуваного об’єкту, про функціональні зв’язки між цими параметрами.

Результати емпіричного дослідження виражаються у формі встановлення фактів — спостереження, анкетування, тестування та інше, та у вигляді емпіричних узагальнень. В педагогічних дослідженнях статистично встановлюються кількісні співвідношення об’єктів, динаміка їх зміни — дані про зміни успішності, кількість правильних відповідей у тестуванні. Контрольній роботі та ін. Застосування математичної статистики, факторного аналізу та ін. дає в багатьох випадках більш точне, але емпіричне за своїм характером, знання.

В протилежність емпіричному, теоретичний рівень дослідження проникає в суть досліджуваного, розкриває його внутрішню структуру, дозволяє розкрити скриті закономірності, загальні, необхідні, суттєві. Ці властивості складають позитивну якість теоретичного методу.

Науково-технічне дослідження

Під науково-технічним дослідженням розуміють наукове дослідження, яке проводиться в області техніки. В даному випадку, під технікою розуміють об’єкти, котрі раніше не існували в природі, але створені людиною для покращення і задоволення життєвих умов.

Науково-технічне дослідження направлене на створення або удосконалення технічних об’єктів.

Мета науково-технічного дослідження обумовлені потребами міського господарства, і тому дуже різноманітне. Найбільш часто зустрічається мета: створення або перевірка теорії про роботу об’єкта дослідження ( системи, машину, процесу); перевірка початкової гіпотези про функціонування досліджуваного об’єкту; отримання вихідної інформації, необхідної для розробки нетрадиційних (або нових) технічних обладнань або технологічних процесів; збір інформації про роботу існуючих технічних обладнань, або технологічних процесів, котра використовується для покращення їх функціювання (визначення оптимальних режимів); створення вимірювальних приладів для отримання необхідної інформації про роботу технічного обладнання або про протікання технічного процесу.

В залежності від мети науково-технічного дослідження можна віднести до одного із двох великих класів, границі яких переплітаються.

Пошукові дослідження — це нові теорії, гіпотези, визначення емпіричних законів, тобто для досягнення далекої мети.

Розробки — це область дослідження, яка перетворює результати прикладних наук в конкретні технологічні процеси.

Вихідним обов’язковим документом є технічне завдання, яке визначає мету, зміст, порядок роботи, а також намічає спосіб реалізації результатів дослідження. Технічне завдання розробляється на основі наукового прогнозування, аналіза, передових досягнень вітчизняної і зарубіжної науки і техніки в даній і суміжних областям знань.

Можна виділити такі основні етапи науково-технічного дослідження:

- інформаційний пошук і складання методики дослідження;

- попередню розробку дослідження;

- підготовку і проведення експериментальної частини дослідження;

- обробку даних експерименту, аналіз і узагальнення результатів; оформлення результатів; впровадження закінчених розробок у виробництво.