Методические принципы УИРС

Независимо от характера задания во всех случаях целесооб­разно в начале исследования, совместно с преподавателем, обсу­дить предварительный план работы, с учетом отведенного време­ни, четко определить ее объем и последовательность выполнения. Глубокое понимание цели и задач исследования, новизны и акту

альности работы в целом позволяет осмысленно провести подго­товку и выполнение исследования.

Составление плана работы и выбор методики проведения исследований - важный и ответственный этап организации науч­ной работы.

Любая творческая работа имеет свои индивидуальные осо­бенности и требует нестандартных решений. Кроме того, в зави­симости от характера задания работа по его выполнению имеет свои особенности. По указанным причинам строго регламентиро­вать процесс научных исследований практически невозможно, поэтому ниже приводятся лишь наиболее общие методические рекомендации, которых желательно придерживаться при выпол­нении исследовательских заданий различного типа.

3.1. Экспериментальные исследования. Прежде чем присту­пить к эксперименту, необходимо пройти инструктаж по технике безопасности и правилам противопожарной безопасности и рас­писаться в соответствующей тетради, находящейся у заведующе­го лабораторией (или ответственного за комнату) и в дальней­шем строго соблюдать эти правила, а также следить чистотой ра­бочего места.

Необходимо подготовить сырье и реагенты для исследова­ния и составить таблицы с показателями физико-химических свойств сырья, реагентов и получаемых продуктов.

Научно-исследовательская работа требует большого внима­ния и тщательности не только при выполнении эксперимента (что очевидно), но и при ведении записей. Поэтому с начала экс­периментов необходимо завести рабочий журнал и все записи вести только в нем. Для этого лучше использовать книгу записей большого формата с жесткой обложкой. В таком журнале целесо­образно основные записи вести на лицевой Стороне страниц, а на обратной - все расчеты и другие вспомогательные записи. Все за­писи должны вестись только в рабочем журнале. Недопустима запись опытных данных на разрозненных листах.

При записи проводимого эксперимента необходимо ука­зывать дату и условия проведения эксперимента (температура, давление, продолжительность, соотношение реагентов и др.) а также свои наблюдения за ходом эксперимента. В журнале долж­ны содержаться все опытные данные и результаты промежуточ­ных и окончательных расчетов.

Надежность получаемых экспериментальных данных оце­нивается по их воспроизводимости. Воспроизводимость резуль­татов необходимо проверять в начале работы. Наиболее простой способ проверки воспроизводимости - это двух- или трехкратное повторение опыта в одних и тех же условиях. Одной из причин плохой сходимости результатов могут быть различия в составе и свойствах сырья и реагентов разных партий, а также нарушение их качеств в условиях длительного хранения. Поэтому желатель­но проведение всех серий эксперимента одной партией сырья и реагентов.

Рекомендуется при постановке опытов пользоваться мето­дами математического планирования эксперимента, обеспечи­вающими при минимуме эксперимента максимальную информа­тивность результатов.

При представлении отчета по УИРС на утверждение руко­водителю темы рабочий журнал прилагается к отчету, без кото­рого отчет по работе не может быть утвержден.

3.2. Расчетно-аналитическое исследование. При выполне­нии исследовательской расчетной работы необходимо: -изучить по литературе физическую сущность изучаемой задачи, ее прикладную направленность;

-детально разобраться в математическом описании задачи; -найти в справочной литературе значения физико-химических параметров (плотность, вязкость, удельная теплоемкость и т.д.), входящих в уравнения математического описания задачи; -найти в учебниках или монографиях необходимые для решения задачи вспомогательные графики и таблицы;

-разобрать алгоритм расчета задачи по соответствующему мате­матическому описанию; если анализ математического описания показывает, что в ходе решения задачи кроме аналитического решения уравнений математического описания необходимо их численное решение (например, решение дифференциальных или интегральных уравнений, расчет нелинейных алгебраических уравнений, систем линейных или нелинейных уравнений), то не­обходимо подобрать соответствующий метод приближенного численного решения задачи;

-обосновать погрешность расчета задачи, особенно при примене­нии численных методов решения;

-обосновать область исследования задачи и диапазон варьирова­ния каждого из изменяемых параметров;

-составить программу расчета задачи по соответствующему ма­тематическому описанию с учетом вспомогательных графиков и таблиц на одном из языков программирования, чтобы проводя исследование задачи на ЭВМ сократить затраты времени на ру­тинные ручные расчеты; при выполнении расчетов на ЭВМ необ­ходимо иметь контрольное решение одного из вариантов задачи на калькуляторе для обоснования правильности программы рас­чета;

-составить программу исследования задачи на основе пассивного или планируемого эксперимента, которая определяет число вари­антов расчета задачи и исходные значения параметров для каж­дого варианта расчета задачи, при этом необходимо варьировать наиболее существенные параметры входа и фиксировать основ­ные результирующие параметры задачи (параметры выхода).

Выполнив по программе иследований серию вычислитель­ных экспериментов необходимо:

-дать аналитический или графический анализ количественных и качественных результатов решения задачи; -рассмотреть возможность получения обобщенного решения взаимосвязи выходных и варьируемых входных параметров зада­чи при помощи уравнений регрессии и рассчитать численные

значения коэффициентов уравнения регрессии при помощ мето­да наименьших квадратов.

Расчетное исследование завершается выводами по выпол­ненной работе.

3.3. Обобщение литературного материала Работа с литера­турой является начальным этапом любого исследования. Без тща­тельного ознакомления с существующей информацией по вы­бранной теме невозможно успешно провести исследование. Са­мостоятельная углубленная проработка литературных источников по конкретному вопросу и обобщение собранных материалов (иногда противоречивых) позволяет провести анализ современ­ного состояния проблемы, сделать заключение о перспективах ее развития.

Перед началом литературного поиска необходимо ознако­миться с соответствующими заданной теме разделами учебни­ков, в том числе по курсам химии и физики (или химической эн­циклопедии), с тем чтобы получить первые сведения о предмете поиска.

Для отбора нужного материала из все возрастающего объе­ма литературы, в первую очередь, целесообразно пользоваться системой вторичной информации, включающей реферативные журналы (в частности РЖ "Химия") и специальные справочники, в которой приводятся рефераты последних опубликованных ра­бот.

Просмотр реферативных журналов целесообразно начать с последних номеров постепенно переходя к более ранним, делая при этом выписки о заинтересовавших источниках. Во избежание чрезмерного возрастания числа источников следует отбирать лишь те из них, которые непосредственно касаются темы зада­ния. Просмотр реферативных журналов можно ограничить по­следними десятью годами, так как ссылки на более ранние пуб­ликации, как правило, можно будет найти в перечне литературы в уже отобранных источниках.

После этого можно перейти к непосредственному изучению отобранных первоисточников. При этом следует делать подроб­ные выписки из изучаемого материала или, если возможно, сде­лать оттиски. Особое внимание следует обратить перечню лите­ратуры в рассматриваемых работах и, если среди них есть инте­ресные для разрабатываемой темы, их необходимо изучить также по первоисточникам.

После завершения сбора информации следует составить план изложения научного реферата и обсудить его и собранный материал с руководителем. После согласования плана составляет­ся отчет по работе в виде научного реферата.

4. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО УИРС

Отчет по УИРС, независимо от характера исследования, должен иметь общую структуру, предусматривающую следую­щую последовательность расположения материала: титульный лист, задание на исследование, содержание (оглавление), введе­ние, основную часть, заключение (выводы), список литературы.

Образец титульного листа (обложки) отчета приведен в приложении II, задания на исследование - в приложении I. В со­держании (оглавлении) приводится рубрикация отчета с указани­ем номеров страниц разделов.

Во введении кратко излагается суть проблемы, указывается ее научная и практическая значимость, обосновывается необхо­димость выполнения работы по предлагаемой теме и излагаются задачи исследования.

В заключении (выводах) кратко перечисляются основные результаты проделанной работы и, если требуется, намечаются пути ее продолжения. Заключение (выводы) должно отвечать на вопросы, поставленные в задачах на исследование, указанное во введении; здесь необходимо сформулировать основные положе­ния новизны исследования.

Список использованной литературы оформляется по ГОСТ. Особенности выполненных исследований отражаются в структу­ре изложения основной части отчета. Порядок изложения иссле­довательского материала будет различаться в зависимости от ха­рактера выполненной работы. Ниже приводятся наиболее общие рекомендации по составлению основной части отчета при выпол­нении различных типов исследований

4.1. Отчет по экспериментальному исследованию. При из­ложении основной части отчета по экспериментальному исследо­ванию целесообразно выделить следующие три подраздела: со­стояние вопроса, методика исследования, результаты экспери­ментов и их обсуждение.

В подразделе "Состояние вопроса" приводится краткое из­ложение опубликованных работ, непосредственно связанных с исследуемым вопросом.

В подразделе "Методика исследования" приводятся свойст­ва используемых реактивов и условия безопасного ведения работ с ними. Описывается экспериментальная установка и порядок проведения эксперимента. Излагается суть используемых мето­дик анализов и методов обработки результатов эксперимента.

В подразделе "Результаты эксперимента и их обсуждение" излагается материал, полученный в результате экспериментов и их систематизации. Данные целесообразно представлять в виде таблиц и, если необходимо, иллюстрировать в виде графиков.

При оформлении раздела необходимо дать критическую оценку экспериментальным данным. Рекомендуется не злоупот­реблять повторением в тексте цифровых данных, имеющихся в таблицах, а использовать лишь значения, имеющие принципи­альный характер; данные экспериментов, поставленные для вы­яснения одного и того же вопроса, следует объединять в одну таблицу; в случае выполнения анализов и испытаний в других организациях необходимо в тексте указать, где и кем они выпол­нены; при обсуждении результатов привлекать литературный ма­териал, относящийся к обсуждаемому вопросу.

4.2. Отчет по расчетно-аналитическому исследованию. Ос­
новную часть отчета в этом случае целесообразно начать с крат­
кого изложения физической сущности исследуемой задачи и ее
математического описания. Привести значения физико - химиче­
ских параметров и перечень вспомогательных графиков и работ,
необходимых при решении исследуемой задачи.

Далее необходимо изложить алгоритм решения задачи по приведенному математическому описанию и привести программу расчета задачи на ЭВМ.

После этого описывается суть выполненных вычислитель­ных экспериментов и приводится полученный фактический мате­риал. Полученные результаты целесообразно обобщить в виде таблиц и при возможности, изобразить в виде графических и ма­тематических зависимостей.

В завершение основной части необходимо дать количест­венный и качественный анализ полученных результатов исследо­вания.

4.3. Составление научного реферата. Научный реферат дол­
жен содержать систематизированный литературный материал по
теме задания на УИРС. Приступая к составлению реферата, необ­
ходимо четко представлять себе основную идею работы и при­
держиваться ее, излагая и развивая последовательно. Реферат
должен носить характер самостоятельной проработки литератур­
ного материала и не должен сводиться к выписыванию цитат
первоисточников. Работа должна носить критический характер,
т.е. содержать мнение составителя реферата по теме с учетом
возможных разногласий авторов отдельных публикаций. Систе­
матизированный литературный материал необходимо распола­
гать по разделам без повторений.

При составлении реферата следует стремиться к макси­мальной сжатости изложения, допустимой без искажения сути и полноты освещения излагаемого вопроса. Текст реферата должен сопровождаться ссылками на литературные источники, материа­лом которых студент пользовался при составлении реферата. При

этом нельзя ссылаться на первоисточники, с которыми студент лично не ознакомился. Следует учесть, что частое упоминание фамилий исследователей в тексте приводит к излишнему увели­чению объема реферата. Поэтому целесообразно в тексте ограни­чиваться только ссылками на соответствующие источники в спи­ске литературы, приводя фамилии исследователей, внесших наи­более существенный вклад в изучение рассматриваемой пробле­мы, в введение к реферату.

При составлении реферата следует избегать наиболее типичных ошибок - повторов и выписывания длинных цитат из первоисточников без ссылок на автора; нельзя допускать произ-

вольное сокращение слов, допустимы лишь общепринятые со­кращения.

Основной материал реферата при изложении целесообразно систематизировать в виде отдельных смысловых разделов (как правило, 3-5 разделов), в каждом из которых рассматриваются отдельные аспекты изучаемой проблемы. Изложение желательно сопровождать иллюстративным материалом - таблицами, рисун­ками, диаграммами, схемами. Все они должны иметь название, быть пронумерованы и упомянуты в тексте.