ВВЕДЕНИЕ. по дисциплине «Основы научных исследований»

ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Конспект лекций

по дисциплине «Основы научных исследований»

для студентов направлений подготовки 6.050701 «Электротехника и электротехнологии» и 6.050702 «Электромеханика» дневной и заочной форм обучения

Мариуполь

УДК 621.31(076.5)

Саравас В. Е. Основы научных исследований [Электронный ресурс]: конспект лекций по дисциплине «Основы научных исследований» для студентов направлений подготовки 6.050701 «Электротехника и электротехнологии» и 6.050702 «Електромеханика» дневной и заочной форм обучения / В. Е. Саравас. – Мариуполь: ПГТУ, 2015. – 131 с. – Режим доступа: http://umm.pstu.edu/handle/123456789/8294

Курс нацелен на освоение студентами методов и приемов активизации творческого мышления для подготовки и проведения научно-исследовательских работ.

Автор В. Е. Саравас, канд. техн. наук, доцент

Рецензент В.В. Нестерович, канд. техн. наук, доцент

Утверждено

на заседании кафедры электрификации промышленных предприятий.

протокол № 1 от 02 сентября 2015 г.

Утверждено

методической комиссией энергетического факультета.

протокол № 1 от 04 сентября 2015 г.

Ó В. Е. Саравас, 2015 г.

Ó ГВУЗ «ПГТУ», 2015 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 7

Лекция 1. ВВОДНАЯ. РАЗВИТИЕ НАУКИ И ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВА 8

1.1 Основные положения. 8

1.2 Подготовка и повышение квалификации научно-технических кадров 10

Лекция 2. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ НАУКИ И ТЕХНИКИ 13

2.1 Принципы программно-целевого управления развитием науки и техники 13

2.2 Организационные структуры для осуществления научных исследований и разработок 16

Лекция 3. ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ... 19

3.1 Диалектика технических систем.. 19

3.1.1 Системный подход. 20

3.1.2 Противоречия, выявляемые при решении технических задач 21

3.2 Жизнь технической системы.. 24

3.3 Законы развития технических систем.. 25

3.4 Уровни сложности технических задач. 27

Лекция 4. ДИАЛЕКТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА. ЭТАПЫ ТВОРЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 29

4.1 Уровни творческой деятельности. 29

4.2 Психологические особенности научно-технического творчества 35

4.3 Учет психологических факторов при решении творческих технических задач 37

4.4 Основные этапы рационального творческого процесса. 39

4.4.1 Оценка целесообразности решения задачи. 40

4.4.2 Анализ надсистемы, в которую входит рассматриваемая техническая система 40

4.4.3 Анализ технической системы и ее подсистем, выбор задачи 41

4.4.4 Анализ технической задачи. 41

4.4.5 Формулировка условий и анализ изобретательской задачи 42

4.4.6 Поиск идеи решения. 43

4.4.7 Синтез нового технического решения. 43

Лекция 5. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ. 45

5.1 Основные понятия и классификация. 45

5.2 Этапы научно-технического исследования. 48

5.3 Информационный поиск и составление методики исследования 49

5.4 Научные документы и издания. 50

5.4.1 Первичные документы и издания. 51

5.4.2 Вторичные документы и издания. 52

5.5 Документные классификации. 53

5.6 Библиографическое описание источников, использованных в научном исследовании 55

5.7 Организация работы с научной литературой. 56

Лекция 6. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ РАЗРАБОТКА ИССЛЕДОВАНИЯ 60

6.1 Общие сведения. 60

6.2 Методы эмпирического уровня. 62

6.3 Методы экспериментально-теоретического уровня. 63

6.4 Методы теоретического уровня. 64

6.5 Методы метатеоретического уровня. 66

6.6 Гипотезы в научных исследованиях. 66

6.7 Доказательства в научных исследованиях. 69

6.8 Научная проблема и обоснование темы исследования. 70

Лекция 7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 74

7.1 Классификация, типы и задачи эксперимента. 74

7.2 Методика эксперимента. 76

7.3 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований 77

7.4 Рабочее место экспериментатора и его организация. 78

7.5 Влияние психологических факторов на ход и качество эксперимента 79

7.6 Вычислительный эксперимент. 80

7.7 Элементы теории планирования эксперимента. 81

Лекция 8. ОБРАБОТКА ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 85

8.1 Основы теории случайных ошибок и методов оценки случайных погрешностей в измерениях 85

8.1.1 Интервальная оценка с помощью доверительной вероятности 86

8.1.2 Определение минимального количества измерений. 88

8.1.3 Проверка наличия грубых ошибок ряда. 90

8.2 Методы графической обработки результатов измерений. 92

8.3 Методы подбора эмпирических формул. 94

8.4 Регрессионный анализ. 96

Лекция 9. ОФОРМЛЕНИЕ, ЗАЩИТА И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 99

9.1 Отчетные документы.. 99

9.2 Требования к представлению структурных элементов отчета 100

9.3 Представление результатов НТИ.. 105

9.4 Внедрение законченных разработок в промышленность. 106

9.5 Эффективность научно-технических исследований. 107

Лекция 10. МЕТОДЫ ПОИСКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 110

10.1 Основные определения и понятия технического творчества 110

10.2 Ассоциативные методы поиска технических решений. 111

10.2.1 Метод фокальных объектов. 112

10.2.2 Метод гирлянд случайностей и ассоциаций. 113

10.3 Метод контрольных вопросов. 113

10.4 Мозговой штурм.. 115

10.5 Синектика. 117

Лекция 11. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ МЕТОДЫ ПОИСКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И АКТИВИЗАЦИИ ТВОРЧЕСТВА.. 120

11.1 Систематические методы.. 120

11.1.1 Морфологический анализ. 120

11.1.2 Алгоритм решения изобретательских задач. 121

11.1.3 Стратегия решения изобретательской задачи по АРИЗ 122

11.1.4 Обобщенный эвристический алгоритм.. 124

11.2 Другие методы.. 126

11.2.1 Метод организующих понятий. 126

11.2.2 Метод «матриц открытия». 127

11.2.3 Метод десятичных матриц поиска. 127

11.2.4 Метод оценки оптимальности. 128

11.2.5 Функционально-стоимостный анализ. 128

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 130

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 131

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях бушующего развития науки и техники, интенсивного увеличения объемов научной и научно-технической информации, быстрого изменения и обновления знаний особое значения приобретает подготовка высококвалифицированных специалистов, с высокой общенаучной и профессиональной подготовкой, способных к самостоятельной творческой деятельности, к внедрению в производство новейших технологий и прогрессивных достижений науки и практики. С этой целью в учебные планы многих специальностей введена дисциплина «Основы научных исследований». Элементы научных исследований внедряются в курсовое и дипломное проектирование, лабораторные и практические занятия. Студенты, по возможности, привлекаются к выполнению госбюджетных и хоздоговорных научных работ, принимают участие в работе конструкторских и проектных студенческих бюро и т.п.

Целью изучения данной дисциплины является

- выявление и раскрытие творческих способностей студентов;

- помочь студентам научиться применять знания, приобретенные ими при изучении технических, общетехнических и гуманитарных дисциплин к решению задач инженерной практики;

- обучение основным методам активизации творческой деятельности;

- обучение навыкам постановки и решения задач поиска новых более эффективных конструкторско-технологических решений, в том числе решений превосходящих мировой уровень;

- привлечение их к выполнению научных работ.