Основы научных исследований по истории. Понятие о науке

Рассмотрены основополагающие принципы и элементы научных исследований применительно к специфике технической эксплуатации автомобилей и систем наземного транспорта и транспортного оборудования. Дана характеристика и приведены примеры проведения работ в условиях пассивного и активного экспериментов. Достаточно широко представлены отдельные вопросы подготовки и обработки результатов производственных научных исследований с возможностью использования популярной программы STATISTICA (версий 5.5а и 6.0) для среды WINDOWS.
Для студентов учреждений высшего профессионального образования.

Характерные черты современной науки.
Современной науке присущи следующие черты:
1. Связь с производством. Наука стала непосредственной производительной силой. Около 30 % научных достижений служат производству. В то же время наука работает и на себя (фундаментальные исследования, поисковые работы и т.д.), хотя, как показывает опыт, данное направление развивается недостаточно, особенно в области проблем автомобильного транспорта. В области технической эксплуатации следует уделять больше внимания прогностическим и поисковым работам.

2. Массовость современной науки. Наряду с увеличением численности научных учреждений и сотрудников существенно возрастают капитальные вложения в науку, особенно в передовых западных странах. Несмотря на трудности в этом отношении, связанные с переходным периодом к рыночной экономике в жизни России, в бюджетах страны, принимаемых в последнее время, наблюдается устойчивая тенденция увеличения вложений в фундаментальные исследования, имеющие государственное значение.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Глава 1. Основные понятия и определения учебного курса «Основы научных исследований»
1.1. Понятия о науке
1.2. Характерные черты современной науки
1.3. Определение и классификация научных исследований
1.4. Методы научного исследования при технической эксплуатации автомобилей
1.5. Выбор темы научного исследования
1.6. Этапы научного исследования
1.7. Основные цели и подходы научною исследования, сущность пассивного и активного эксперимента
Глава 2. Применение закономерностей рассеяния непрерывных случайных величин при проведении исследований эксплуатационной надежности автомобилей и других показателей их работы на автотранспортных предприятиях
2.1. Случайные величины и возможности обработки экспериментальных данных на их основе компьютерными программами
2.2. Обработка случайных величин, связанных с рассеянием изучаемого показателя, на примере изучения долговечности автомобильных деталей, узлов и агрегатов
2.3. Графическая интерпретация случайных величин и построение гистограмм
2.4. Законы распределения случайных величин
2.5. Проверка соответствия закона распределения эмпирическим данным на основе критерия Пирсона
2.6. Понятие доверительного интервала и доверительной вероятности при статистической оценке характеристик рассеяния случайных величин
2.7. Определение объема выборки и организация наблюдений за автомобилями при изучении показателей их работы в эксплуатации
Глава 3. Использование критериев Стьюдента, Фишера и дисперсионного анализа при выявлении расхождения сравниваемых выборок случайных величин и обосновании возможности их объединения. Разделение смешанных выборок
3.1. Простейший случай проверки «нулевой» гипотезы о принадлежности двух выборок одной генеральной совокупности
3.2. Однофакторный и многофакторный дисперсионные анализы как общие методы проверки расхождения между средними при большом количестве статистических выборок
3.3. Применение кластерного анализа и метода подбора закона распределения в ограниченном диапазоне данных для разделения смешанных выборок
3.4. Пример использования принципов разделения и объединения выборок для определения нормативов метода диагностирования экологической безопасности карбюраторных автомобилей при их испытаниях на ненагруженных беговых барабанах
Глава 4. Сглаживание стохастических зависимостей. Корреляционный и регрессионный анализы
4.1. Сглаживание стохастических экспериментальных зависимостей по методу наименьших квадратов для случая однофакторной линейной регрессии
4.2. Коэффициент детерминации и его использование для оценки точности и адекватности однофакторной модели линейной регрессии
4.3. Матричные способы определения коэффициентов уравнений многофакторных регрессий, представляемых полиномами n-й степени
4.4. Оценка точности и адекватности многофакторной регрессионной модели линейного и нелинейного (степенного) видов
4.5. Осуществление прогноза по разработанным регрессионным моделям и выявление аномальных исходных данных
Глава 5. Применение активных многофакторных экспериментов при решении задач технической эксплуатации автомобилей
5.1. Простейший случай статистического планирования активного однофакторного эксперимента
5.2. Планирование активного двухфакторного эксперимента
5.3. Ортогональное планирование активного эксперимента для линейной модели с количеством факторов больше двух и возможность сокращения числа основных опытов за счет использования реплик различной дробности
5.4. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий
5.5. Нелинейное планирование активного эксперимента для получения моделей многофакторных зависимостей второго порядка и поиска экстремальных значений функции отклика
Глава 6. Особенности компонентного анализа и основные предпосылки для его применения при управлении процессами технической эксплуатацией автомобилей
6.1. Основные принципиальные подходы при оценке влияющих факторов с использованием многошагового регрессионного и компонентного анализов
6.2. Метод главных компонент
6.2.1. Общая характеристика метода главных компонент
6.2.2. Вычисление главных компонент
6.2.3. Основные числовые характеристики главных компонент
6.2.4. Выбор главных компонент и переход к обобщенным факторам
6.3. Примеры использования компонентного анализа при решении задач управления процессами технической эксплуатации автомобилей
Глава 7. Имитационное моделирование как метод получения количественных оценок перспективных организационных и технологических систем поддержания работоспособности автомобилей
7.1. Возможности имитационного моделирования в исследовании вариантов применения внешнего и встроенного диагностирования на автомобильном транспорте
7.2. Основные стратегии поддержания исправного технического состояния для отдельного элемента (детали, узла, агрегата) автомобиля
7.3. Основные организационно-технологические варианты обслуживания и ремонта автомобилей на АТП общего пользования, подлежащие модельному исследованию
7.4. Результаты моделирования основных вариантов организации ТО и ремонта на основе использования стационарного и встроенного диагностирования на автотранспортных предприятиях общего пользования
Глава 8. Приборное и метрологическое обеспечение научных исследований на автотранспортных предприятиях
8.1. Основные понятия и определения в области метрологии
8.2. Метрологическая служба
8.3. Метрологическое обеспечение научных исследований
8.4. Нормирование метрологических характеристик
8.5. Измерение физических величин, источники ошибок
8.6. Виды ошибок
Заключение
Приложения
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
Приложение 7
Список литературы.

«А.Ф. Кошурников Основы научных исследований Учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агроинженерному образованию в качестве учебного...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика Д.Н. Прянишникова»

А.Ф. Кошурников

Основы научных исследований

Российской Федерации по агроинженерному образованию

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных

заведений, обучающихся по направлению «Агроинженерия».

Пермь ИПЦ «ПрокростЪ»

УДК 631.3 (075) ББК 40.72.я7 К765

Рецензенты:

А.Г. Левшин, доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой «Эксплуатация машинно-тракторного парка» МГАУ им. В.П. Горячкина;

А.Д. Галкин, доктор технических наук, профессор (ООО «Техноград», г. Пермь);

С.Е. Басалгин, кандидат технических наук, доцент, начальник отдела технического сервиса ООО «Навигатор – новое машиностроение».

К765 Кошурников А.Ф. Основы научных исследований: учебное пособие./ Мин-во с.-х. РФ, федеральное гос. бюджетное образов. учреждение высшего проф. образов. «Пермская гос. с.-х. акад. им. акад. Д.Н. Прянишникова». – Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2014. –317 с.

ISBN 978-5-94279-218-3 Учебное пособие включает вопросы выбора темы исследования, структуры НИР, источников научно-технической информации, способа выдвижения гипотез о направлениях решения задач, методов построения моделей технологических процессов, осуществляемых с использованием сельскохозяйственной техники и их анализа с помощью ЭВМ, планирования опытов и обработки результатов экспериментов при многофакторных, в том числе полевых исследованиях, защиты приоритета научно-технических разработок с элементами патентоведения и рекомендации по внедрению их в производство.

Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Агроинженерия».Оно может быть полезно магистрам и аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам.

УДК 631.3 (075) ББК 40.72.я7 Печатается по решению методической комиссии инженерного факультета Пермской ГСХА (протокол № 4 от 12.12.2013 г.).

ISBN 978-5-94279-218-3 © Кошурников А.Ф., 2014 © ИПЦ «Прокростъ», 2014 Содержание Введение………………………………………………………………….

Наука в современном обществе и ее значение в высшем 1.

профессиональном образовании……………………………………….

1.1. Роль науки в развитии общества…………………………………..

–  –  –

Все, что окружает современного цивилизованного человека, создано творческим трудом предшествующих поколений.

Исторический опыт позволяет с уверенностью сказать, что ни одна сфера духовной культуры не оказала столь существенного и динамичного влияния на общество как наука.

Признанный в мире специалист по философии, логике и истории науки К. Поппер в своей книге не удержался от такого сравнения:

«Как царь Мидас из известной древней легенды – к чему бы он ни прикасался, все обращалось в золото – так и наука, к чему бы она ни прикоснулась – все оживает, приобретает значимость и получает импульс к последующему развитию. И если даже она не может достигнуть истины, то стремление к знанию и поиск истины являются наиболее сильными мотивами дальнейшего совершенствования».

История науки показала, что старый научный идеал – абсолютная достоверность демонстративного знания – оказался идолом, что новый уровень знаний порой требует пересмотра даже некоторых основополагающих представлений («Прости меня, Ньютон» - писал А. Эйнштейн). Требования научной объективности делает неизбежным тот факт, что каждое научное положение должно всегда оставаться временным.

Поиск новых смелых положений, безусловно, связан с полетом фантазии, воображения, но особенностью научного метода является то, что все выдвинутые «предвосхищения» - гипотезы последовательно контролируются систематическими проверками, и, ни одно из них не защищается догматически. Иными словами наука создала полезный инструментарий, позволяющий находить способы обнаружения ошибок.

Научный опыт, позволяющий находить хотя бы временную, но твердую базу дальнейшего развития, полученный прежде всего в естественных науках, был положен в основу инженерного образования. Наиболее ярко это проявилось в первой программе подготовки инженеров Парижской политехнической школы. Это учебное заведение основано в 1794 году математиком и инженером Гаспаром Монжем, создателем начертательной геометрии. В программе была заложена ориентация на глубокую математическую и естественнонаучную подготовку будущих инженеров.

Не удивительно, что Политехническая школа вскоре стала центром развития математического естествознания, а также технических наук, прежде всего прикладной механики.

По этому образцу позднее были созданы инженерные учебные заведения в Германии, Испании, США, России.

Инженерная деятельность как профессия оказалась тесно связанной с регулярным применением научных знаний в технической практике.

Техника стала научной – но не в том только, что безропотно выполняет все предписания естественных наук, а и в том, что постепенно были выработаны специальные – технические науки, в которых теория стала не только вершиной исследовательского цикла, но и ориентиром для дальнейших действий, основой системы правил, предписывающих ход оптимального технического действия.

Основатель науки «Земледельческая механика» замечательный русский ученый В.П. Горячкин в своем докладе на годичном собрании Общества содействия успехам опытных наук 5 октября 1913 года отмечал:

«Сельскохозяйственные машины и орудия настолько разнообразны по форме и жизни (движении) рабочих частей и притом работают почти всегда свободно (без фундамента), что в теории их должен быть резко выражен динамический характер, и что едва ли отыщется другая отрасль машиностроения с таким богатством теоретических тем, как «Земледельческая механика», а единственной современной задачей построения и испытания сельскохозяйственных машин можно считать переход к строго научным основаниям».

Особенностью этой науки он считал то, что она является посредником между механикой и естествознанием, называя ее механикой мертвого и живого тела.

Необходимость сопоставления воздействий машин с реакцией растений и средой их обитания привели к созданию так называемого точного, координатного земледелия. В задачу такой технологии входит обеспечение оптимальных условий роста растений на конкретном участке поля с учетом агротехнических, агрохимических, экономических и других условий.

Для обеспечения этого машины включают сложные системы спутниковой навигации, микропроцессорного регулирования, программирования и т.д.

Не только проектирование, но и производственная эксплуатация машин сегодня требует непрерывного повышения уровня, как базовой подготовки, так и непрерывного самообразования. Даже небольшой перерыв в системе повышения квалификации и самообразовании может привести к существенному отставанию от жизни и потере профессионализма.

Но наука как система приобретения знаний может обеспечить методологию самообразования, основные этапы которого совпадают со структурой исследований, во всяком случае, в области прикладных знаний, и особенно в разделе информационной поддержки исполнителя.

Таким образом, помимо основной задачи курса основ научных исследований – формирования научного мировоззрения специалиста, настоящее учебное пособие ставит перед собой задачу способствовать навыкам непрерывного самообразования в рамках избранной профессии. Необходимо, чтобы каждый специалист был вписан в существующую в стране систему научно-технической информации.

Представляемое учебное пособие написано на основе курса «Основы научных исследований», читаемого на протяжении 35 лет в Пермской ГСХА.

Необходимость издания состоит в том, что существующие учебные пособия, охватывающие все этапы исследований и предназначенные для агроинженерных специальностей, были изданы двадцать-тридцать лет назад (Ф.С. Завалишин, М.Г. Мацнев – 1982 г., П.М. Василенко и Л.В. Погорелый – 1985, В.В. Коптев, В.А. Богомягких и М.Д. Трифонова – 1993).

За это время изменилась система образования (стала двухуровневой, с появлением магистров исследовательского направления предполагаемой работы), претерпела существенные изменения система научно-технической информации, существенно расширился круг используемых математических моделей технологических процессов с возможностью их анализа на ЭВМ, вступило в силу новое законодательство о защите интеллектуальной собственной, появились новые возможности внедрения новинок в производство.

Большая часть примеров построения моделей технологических процессов выбрана среди машин, осуществляющих механизацию работ в растениеводстве. Это объясняется тем, что на кафедре сельскохозяйственных машин Пермской ГСХА разработан крупный пакет компьютерных программ, позволяющий проводить глубокий и всесторонний анализ этих моделей.

Построение математических моделей неизбежно связано с идеализацией объекта, так что постоянно стоит вопрос о мере их идентификации действительному объекту.

Многовековое изучение конкретных объектов и их возможных взаимодействий привело к появлению экспериментальных методов.

Большие проблемы у современного экспериментатора возникают в связи с необходимостью многофакторного анализа.

Когда в исследовании оценивается состояние обрабатываемой среды, параметров рабочих органов и режимов работы, то количество факторов измеряется уже десятками, а число опытов – миллионами.

Созданные в прошлом веке методы оптимального многофакторного эксперимента позволяют существенно снизить число опытов, поэтому изучение их молодыми исследователями необходимо.

Большое значение в технических науках отводится обработке результатов эксперимента, оценке их точности и ошибок, к которым может привести распространение результатов, полученных на ограниченном круге объектов, на всю, как говорят, генеральную совокупность.

Известно, что для этой цели используются методы математической статистики, изучению и корректному применению которых уделяют внимание во всех научных школах. Считают, что строгие основания математической статистики позволяют не только избегать ошибок, но и воспитывают у начинающих научных работников профессионализм, культуру мышления, способность критического восприятия не только чужих, но и своих результатов. Говорят, что математическая статистика способствует развитию дисциплины ума специалистов.

Результаты научной работы могут быть носителями новых знаний и использованы для совершенствования машин, технологий или создания новых товаров. В условиях современной рыночной экономики исключительное значение имеет защита приоритета исследований и связанных с ними объектов интеллектуальной собственности. Система интеллектуальной собственности перестала быть спокойной отраслью права. Сейчас, когда эта система глобализована в интересах экономики, она превращается в мощное средство конкурентной борьбы, торговли и политико-экономического давления.

Защита приоритета может быть осуществлена различными способами – публикация научных работ в печати, оформление заявки на получение патентов на изобретение, полезную модель, промышленный образец или на регистрацию товарного знака, знака обслуживания или места производства товара, коммерческое обозначение и др.

В связи с новым законодательством об интеллектуальной собственности, информация о правах на ее использование представляется актуальной.

Конечным этапом научного исследования является внедрение результатов в производство. Этот трудный период деятельности может быть облегчен за счет осознания значимости центральной функции маркетинга в вопросах деятельности промышленных предприятий. Современный маркетинг наработал достаточно эффективный инструментарий создания условий заинтересованности предприятий в использовании новинок.

Особую значимость могут предоставлять оригинальность и высокая конкурентоспособность продукта, подтвержденная соответствующими патентами.

В заключительной части книги приводятся варианты организации внедрения студенческих научных работ в производство. Участие во внедренческих работах любой формы оказывает большое влияние не только на профессиональную подготовку специалистов, но и на формирование у них активной жизненной позиции.

1. Наука в современном обществе и ее значение в высшем профессиональном образовании

1.1. Роль науки в развитии общества Наука в нашей жизни играет особую роль. Прогресс предшествующих столетий привел человечество к новому уровню развития и качеству жизни. Технологический прогресс основан, прежде всего, на использовании научных достижений. Кроме этого, наука оказывает сейчас влияние на другие сферы деятельности, перестраивает их средства и методы.

Уже в средние века возникающее естествознание заявило свои претензии на формирование новых, свободных от многих догм мировоззренческих образов.

Не случайно наука в течение многих веков подвергалась церковному преследованию. Святая инквизиция немало потрудилась над сохранением в обществе своих догматов, тем не менее, 17...18 века – это века просвещения.

Обретя мировоззренческие функции, наука стала активно воздействовать на все сферы социальной жизни. Постепенно ценность образования, основанного на усвоении научных знаний, росла и стала восприниматься как нечто само собой разумеющееся.

В конце 18 века и в 19 веке наука активно вошла в сферу промышленного производства и в 20 веке становится производительной силой общества. Кроме этого, 19 и 20 вв. могут характеризоваться расширяющимся использованием науки в различных областях социальной жизни, прежде всего в системах управления. Она становится там основой квалифицированных экспертных оценок и принятия решений.

Эту новую функцию характеризуют сейчас как социальную. При этом продолжают усиливаться мировоззренческие функции науки и ее роль производительной силы. Возросшие возможности человечества, вооруженного последними достижениями науки и техники, стали ориентировать общество на силовое преобразование природного и социального мира. Это привело к ряду негативных «побочных» эффектов (военная техника, способная уничтожить все живое, экологический кризис, социальные революции и т.д.). В результате понимания таких возможностей (хотя, как говорят, спички создавались не для того, чтобы ими играли дети) в последнее время наметилось изменение научно-технического развития за счет придания ему гуманистического измерения.

Возникает новый тип научной рациональности, включающий в себя в явном виде гуманистические ориентиры и ценности .

Научно-технический прогресс неразрывно связан с инженерной деятельностью. Возникновение ее как одного из видов трудовой деятельности в свое время было связано с появлением мануфактурного и машинного производства. Она формировалась в среде ученых, обратившихся к технике или ремесленников-самоучек, приобщившихся к науке.

Решая технические задачи, первые инженеры обратились к физике, механике, математике, из которых они черпали знания для проведения тех или иных расчетов и непосредственно к ученым, перенимая их методику исследований.

В истории техники много таких примеров. Часто вспоминают обращение инженеров, сооружающих фонтаны в саду флорентийского герцога Козимо II Медичи, к Г. Галилею, когда их озадачило то обстоятельство, что вода за поршнем не поднималась выше 34 футов, хотя, согласно учению Аристотеля (природа не терпит пустоты), этого не должно было случиться.

Г. Галилей отшутился, что, мол, эта боязнь не распространяется выше 34 футов, но задача была поставлена и блестяще решена учениками Г.

Галилея Т. Торричелли со своим знаменитым «итальянским экспериментом», а затем трудами Б. Паскаля, Р. Бойля, Отто фон Герика, окончательно установившими влияние атмосферного давления и убедившими в этом оппонентов опытами с Магдебургскими полушариями.

Таким образом, уже в этот начальный период инженерной деятельности специалисты (чаще всего выходцы из цехового ремесла) были ориентированы на научную картину мира.

Вместо анонимных ремесленников все в большем количестве появляются техники-профессионалы, крупные индивидуальности, знаменитые далеко за пределами непосредственного места своей деятельности. Таковыми, например, являются Леон Батиста Альберти, Леонардо да Винчи, Никколо Тарталья, Джероламо Кардано, Джон Непер и др.

В 1720 г. Во Франции был открыт ряд военно-инженерных учебных заведений по фортификации, артиллерии и корпус инженеров путей сообщения, в 1747 г. – школа дорог и мостов.

Когда техника дошла до состояния, в котором дальнейшее продвижение оказывается невозможным без насыщения ее наукой, начала ощущаться потребность в кадрах.

Появление высших технических школ знаменует следующий важный этап в инженерной деятельности.

Одной из первых таких школ была Парижская политехническая школа, основанная в 1794 году, где сознательно ставился вопрос систематической научной подготовки будущих инженеров. Она стала образцом для организации высших технических учебных заведений, в том числе и в России.

С самого начала эти учреждения начали выполнять не только учебные, но и исследовательские функции в сфере инженерной деятельности, чем способствовали развитию технических наук. Инженерное образование с тех пор стало играть существенную роль в развитии техники .

Инженерная деятельность представляет собой сложный комплекс различных видов деятельности (изобретательская, проектировочная, конструкторская, технологическая и т.п.) и обслуживает разнообразные сферы техники (машиностроение, сельское хозяйство, электротехника, химические технологии, перерабатывающие отрасли промышленности, металлургия и т.д.).

Сегодня ни один человек не сможет выполнить все разнообразные работы, необходимые для выпуска какого-либо сложного изделия (в одном только современном двигателе используются десятки тысяч деталей).

Дифференциация инженерной деятельности привела к появлению так называемых «узких» специалистов, знающих, как говорят, «все ни о чем».

Во второй половине ХХ века изменяется не только объект инженерной деятельности. Вместо отдельного технического устройства объектом проектирования становится сложная человеко-машинная система, расширяются и виды деятельности, связанные, например, с организацией и управлением.

Инженерной задачей стало не только создание технического устройства, но и обеспечение его нормального функционирования в обществе (не только в техническом смысле), удобство обслуживания, бережное отношение к окружающей среде, наконец, благоприятное эстетическое воздействие … Мало создать техническую систему, необходимо организовать социальные условия ее продажи, внедрения и функционирования с максимальными удобствами и пользой для человека.

Инженер-руководитель должен быть уже не только техником, но и юристом, экономистом, социологом. Иными словами, наряду с дифференциацией знаний необходима и интеграция, ведущая к появлению специалиста широкого профиля знающего, как говорят «ничего обо всем».

Для решения этих, вновь возникших социотехнических задач, создаются новые типы высших учебных заведений, например, технические университеты, академии и т.д.

Громадный объем современных знаний по любому предмету, а главное – это непрерывно расширяющийся поток требует от любого вуза воспитания у студента научного мышления и способности к самообразованию, саморазвитию. Научное мышление формировалось и изменялось по мере развития науки в целом и ее отдельных частей.

В настоящее время существует большое количество понятий и определений и самой науки (от философской до бытовой, например, «его пример другим наука»).

Простейшее и достаточно очевидное определение может состоять в том, что наука – это определенная человеческая деятельность, обособленная в процессе разделения труда и направленная на получение знаний. Понятие науки как производства знаний очень близко, во всяком случае, по технологии к самообразованию.

Роль самообразования в любой современной деятельности, а тем более инженерной, возрастает стремительно. Любое, даже очень незначительное прекращение слежения за уровнем современных знаний ведет к потере профессионализма.

В некоторых случаях роль самообразования оказывалась существенней традиционной, системной школьной и даже вузовской подготовки.

Примером тому является Никколо Тарталья, изучивший в школе лишь половину азбуки (на большее не хватило семейных средств), но первым решивший уравнение третьей степени, что сдвинуло математику с античного уровня и послужило основанием нового, галилеевского этапа развития науки. Или Михаил Фарадей – великий переплетчик, не изучавший в школе ни геометрии, ни алгебры, но разработавший основы современной электротехники.

1.2. Классификация научных исследований

Существуют различные основания для классификации наук (например, по связи с природой, техникой или обществом, по используемым методам – теоретическая или экспериментальная, по исторической ретроспективе и т.п.).

В инженерной практике науку часто подразделяют на фундаментальную, прикладную и опытно-конструкторские разработки.

Обычно объектом фундаментальной науки является природа, а целью – установление законов природы. Фундаментальные исследования в основном ведутся в таких отраслях, как физика, химия, биология, математика, теоретическая механика и др.

Современные фундаментальные исследования, как правило, требуют настолько больших средств, что далеко не все страны могут позволить себе их вести. Непосредственная практическая применимость результатов – маловероятна. Тем не менее, именно фундаментальная наука питает в конечном счете все отрасли человеческой деятельности.

Практически все виды технических наук, в том числе и «земледельческую механику» относят к прикладным наукам. Объектами исследований здесь становятся машины и технологические процессы, выполняемые с их помощью.

Частная ориентация исследований, достаточно высокий уровень инженерной подготовки в стране делают вероятность достижения практически полезных результатов достаточно высокой.

Часто приводят образное сравнение: «Фундаментальные науки служат для того, чтобы понять мир, а прикладные – чтобы его изменить».

Различают адресность фундаментальных и прикладных наук. Прикладные адресуют производителям и заказчикам. Они являются нуждами или желаниями этих клиентов, а фундаментальные – другим членам научного сообщества. С методологической точки зрения, разница между фундаментальными и прикладными науками стирается.

Уже к началу ХХ столетия технические науки, выросшие из практики, приняли качество подлинной науки, признаками которой являются систематическая организация знаний, опора на эксперимент и построение математизированных теорий.

В технических науках появились также особые фундаментальные исследования. Примером этого является теория масс и скоростей, разработанная В.П. Горячкиным в рамках «Земледельческой механики».

Технические науки заимствовали у фундаментальных самый идеал научности, установку на теоретическую организацию научно-технических знаний, на построение идеальных моделей, математизацию. В то же время они оказывают в последние годы значительное влияние на фундаментальные исследования за счет разработки средств современных измерений, записи и обработки результатов исследований. Например, исследования в области элементарных частиц потребовали разработки уникальнейших ускорителей, разрабатываемых международными сообществами. В этих сложнейших технических устройствах физики уже стремятся моделировать условия начального «Большого взрыва» и образования материи. Таким образом, фундаментальные естественные и технические науки становятся равноправными партнерами.

При опытно-конструкторских разработках результаты технических прикладных наук используются для совершенствования конструкций машин и режимов их работы. Еще Д.И. Менделеев в свое время говорил, что «машина должна работать не в принципе, а в своем корпусе». Эта работа выполняется, как правило, в заводских и специализированных конструкторских бюро, на испытательных полигонах заводов и машинноиспытательных станций (МИС).

Заключительной проверкой научно-исследовательской работы, воплощенной в ту или иную конструкцию машины, является практика. Не случайно над всей заводской платформой отгрузки готовых машин известной фирмы «John Deer» был установлен плакат, в переводе гласящий: «Отсюда начинаются самые суровые испытания нашей техники».

1.3. Системы и системный подход в научных исследованиях

Во второй половине 20 века в научный обиход прочно вошло понятие системного анализа.

Объективными предпосылками к этому явился общенаучный прогресс.

Системная сущность задач обнаруживается в реальном существовании сложных процессов взаимодействия и взаимосвязей между комплексами машин, их рабочими органами с внешней средой, способами управления.

Современная методология системного анализа возникла на базе диалектического понимания взаимосвязанности и взаимообусловленности явлений в реально протекающих технологических процессах.

Такой подход стал возможен в связи с достижениями современной математики (операционное исчисление, исследование операций, теория случайных процессов и др.), теоретической и прикладной механики (статическая динамика), широким исследованиям ЭВМ.

О возможной сложности, к которой может привести системный подход, можно судить по сообщению специалистов компании Siemens PLM, опубликованному в одной из INTERNET - реклам.

При исследовании напряжений в стержневых и оболочных элементах крыла самолета, а также параметров деформаций, вибраций, теплопередачи, акустических характеристик в зависимости от случайных воздействий окружающей среды составлена математическая модель, представляющая собой 500 млн. уравнений.

Для расчета использован пакет компьютерных программ NASRAN (NASA STRuctual ANalysis).

Время расчета на 8-ядерном сервере IBM Power 570 составило примерно 18 часов.

Система обычно задается перечнем объектов, их свойств, налагаемых связей и выполняемых функций.

Характерными особенностями сложных систем являются:

Наличие иерархической структуры, т.е. возможность расчленения системы на то или иное число взаимодействующих между собой подсистем и элементов, выполняющих различных функций;

Стохастический характер процессов функционирования подсистем и элементов;

Наличие общей для системы целенаправленной задачи;

Подверженность системы управления со стороны оператора.

На рис. 1.1. представлена структурная схема системы "оператор - поле - сельскохозяйственный агрегат".

–  –  –

В качестве входных переменных принимают изучаемые параметры технологического процесса и их характеристики (глубина и ширина обрабатываемой полосы, урожайность, влажность и засоренность обрабатываемого вороха и т.д.).

Вектор U(t) управляющих воздействий может включать повороты руля, изменение скорости движения, регулирование высоты среза, давления в гидравлических или пневматических системах машин и т.д.

Выходные переменные также представляют собой вектор-функцию из количественных и качественных оценок результатов работы (реальная производительность, затраты мощности, степень крошения, подрезания сорняков, выравненность обработанной поверхности, потери зерна и др.).

Изучаемые системы подразделяют:

На искусственные (созданные человеком) и естественные (с учетом окружающей среды);

На открытые и закрытые (с учетом окружающей среды или без нее);

Статические и динамические;

Управляемые и неуправляемые;

Детерминированные и вероятностные;

Реальные и абстрактные (представляющие собой системы алгебраических или дифференциальных уравнений);

Простые и сложные (многоуровневые конструкции, состоящие из взаимодействующих между собой подсистем и элементов).

Иногда системы подразделяют с учетом физических процессов, обеспечивающих их функционирование, например, механические, гидравлические, пневматические, термодинамические, электрические.

Кроме этого могут быть биологические, социальные, организационно-управленческие, экономические системы.

Задачами системного анализа обычно являются:

Определение характеристик элементов системы;

Установление связей между элементами системы;

Оценка общих закономерностей функционирования агрегатов и свойств, принадлежащих только всей системе в целом (например, устойчивости динамических систем);

Оптимизация параметров машин и производственных процессов.

Исходным материалом для решения этих вопросов должно служить изучение характеристик внешней среды, физико-механических и технологических свойств сельскохозяйственных сред и продуктов.

Далее при теоретических и экспериментальных исследованиях устанавливают интересующие закономерности, обычно в виде систем уравнений или уравнений регрессии, а затем оценивают степень идентичности математических моделей реальным объектам.

1.4. Структура научных исследований в области прикладных наук

Работа над научно-исследовательской темой проходит ряд этапов, которые составляют так называемую структуру научного исследования. Разумеется, что эта структура в значительной мере зависит от вида и целей работы, но для прикладных наук такие этапы характерны. Другой разговор, что в одних из них могут содержаться все этапы, в других – нет. Одни из этапов могут быть большими, другие меньшими, но назвать (выделить) их можно.

1. Выбор темы исследования (постановка проблемы, задачи).

2. Изучение состояния вопроса (или уровня техники, как это именуется при патентных исследованиях). Так или иначе, это изучение того что сделано предшественниками.

3. Выдвижение гипотезы о способе решения поставленной задачи.

4. Обоснование гипотезы, с точки зрения механики, физики, математики. Часто этот этап составляет теоретическую часть исследования.

5. Экспериментальное исследование.

6. Обработка и сопоставление результатов исследований. Выводы по ним.

7. Закрепление приоритета исследования (оформление заявки на патент, написание статьи, отчета).

8. Внедрение в производство.

1.5. Методика научных исследований Результаты любого исследования в большей мере зависят от методики достижения результатов.

Под методикой исследования понимают совокупность способов и приемов решения поставленных задач.

Различают обычно три уровня разработки методики.

Прежде всего необходимо обеспечить основные методологические требования к предстоящему исследованию.

Методология - учение о методах познания и преобразования действительности, применения принципов мировоззрения к процессу познания, творчеству и практике.

Частной функцией методологии является определение подходов к явлениям действительности.

Основными методологическими требованиями к инженерным исследованиям считают материалистический подход (исследуются материальные объекты под материальными воздействиями); фундаментальность (и связанное с этим широкое использование математики, физики, теоретической механики); объективность и достоверность выводов.

Процесс движения человеческой мысли от незнания к знанию называют познанием, в основе которого лежит отражение объективной действительности в сознании человека в процессе его деятельности, которую часто именуют практикой.

Потребности практики, как уже было отмечено ранее, выступают основной и движущей силой развития познания. Познание вырастает из практики, но затем само направляется на практическое овладение действительностью.

Очень образно эту модель познания отразил Ф.И. Тютчев:

«Так связан, съединен от века Союзом кровного родства Разумный гений человека С творящей силой естества...»

Методология таких исследований должна быть настроена на эффективное внедрение результатов преобразующей практики.

Для обеспечения этого методологического требования необходимо, чтобы исследователь имел практический опыт работы на производстве или во всяком случае хорошо его себе представлял.

Собственно методику исследований подразделяют на общую и частную.

Общая методика относится по всему исследованию в целом и содержит главные способы решения поставленных задач.

В зависимости от целей исследования, изученности тематики, сроков исполнения, технических возможностей выбирают основной тип работы (теоретический, экспериментальный, или во всяком случае их соотношение).

Выбор типа исследования основывается гипотезой о способе решения задачи. Основные требования к научным гипотезам и способы их разработки изложены в главе (4).

Теоретическое исследование, как правило, связано с построением математической модели. Обширный перечень возможных моделей, используемых в технике, приведен в главе (5). Выбор конкретной модели требует эрудиции разработчика или основывается на аналогии с подобными исследованиями при их критическом анализе.

После этого автор обычно тщательно изучает соответствующий механико-математический аппарат и затем на его основе строит новые или уточненные модели изучаемых процессов. Варианты наиболее распространенных математических моделей в агроинженерных исследований составляют содержание подраздела 5.5.

Наиболее полно до начала работы разрабатывают методику экспериментальных исследований. При этом определяют вид эксперимента (лабораторный, полевой, одно- или многофакторный, поисковый или решающий), проектируют лабораторную установку или оснащают машины контрольноизмерительными приборами и регистрирующей аппаратурой. Обязательным в этом случае является метрологический контроль за их состоянием.

Организационные формы и содержание метрологического контроля рассмотрены в параграфе 6.2.6.

Вопросы планирования эксперимента и организации проведения полевых опытов рассмотрены в главе 6.

Одним из основных требований к классическим экспериментам в области точных наук является воспроизводимость опытов. К сожалению, к этому требованию не отвечают полевые исследования. Изменчивость полевых условий не позволяет воспроизвести опыты. Этот недостаток отчасти устраняют подробным описанием условий эксперимента (метеорологических, почвенных, биологических и физико-механических характеристик).

Заключительную часть общей методики обычно составляют способы обработки экспериментальных данных. Обычно при этом ссылаются на необходимость применения общепринятых методов математической статистики, с помощью которых оценивают числовые характеристики измеряемых величин, строят доверительные интервалы, используют критерии согласия для проверки принадлежности к выборке, значимости оценок математических ожиданий, дисперсий и коэффициентов вариации, проводят дисперсионный и регрессионный анализы.

Если в эксперименте изучались случайные функции или процессы, то при обработке результатов находят их характеристики (корреляционные функции, спектральные плотности), по которым, в свою очередь, оценивают динамические свойства исследуемых систем (передаточные, частотные, импульсные и др. функции).

При обработке результатов многофакторных экспериментов оценивают значимость каждого фактора, возможных взаимодействий, определяют коэффициенты уравнений регрессии.

В случае проведения экспериментальных исследований определяют значения всех факторов, при которых изучаемая величина находится на максимальном или минимальном уровне.

В настоящее время при экспериментальных исследованиях широко применяют электрические измерительно-регистрирующие комплексы.

Обычно эти комплексы включают три блока.

Прежде всего это система датчиков-преобразователей неэлектрических величин (таких, например, как перемещения, скорости, ускорения, температуры, силы, моменты сил, деформации) в электрический сигнал.

Заключительным блоком в современных исследованиях обычно бывает компьютер.

Промежуточные блоки обеспечивают согласование сигналов датчиков с требованиями входных параметров компьютеров. В их состав могут входить усилители, преобразователи аналоговых сигналов в цифровые, коммутаторы и др.

Подобное описание существующих и перспективных методов измерений, измерительных комплексов и их программного обеспечения описано в книге «Испытания сельскохозяйственной техники» .

По результатам обработки экспериментальных данных делают заключения о противоречивости опытных данных выдвинутой гипотезе или математической модели, значимости тех или иных факторов, степени идентификации модели и др.

1.6. Программа исследования

При коллективной научной работе, особенно в сложившихся научных школах и лабораториях, часть этапов научных исследований может быть для конкретного исполнителя упущена. Возможно, что они были произведены ранее или поручены другим сотрудникам и подразделениям (например, оформление заявки на изобретение может быть поручено патентоведу, работы по внедрению в производство – конструкторскому бюро и научно-производственным мастерским и т.д.).

Оставшиеся этапы, конкретизированные разработанными методиками выполнения, составляют программу исследования. Часто программу дополняют перечнем всех задач исследований, характеристикой условий работы и зоны, для которой готовят результаты. Кроме этого, в программе предполагается отразить необходимость в материалах, оборудовании, площадях для полевых опытов, оценить затраты на проведение исследования и экономический (социальный) эффект от внедрения в производство.

Как правило, программу исследований обсуждают на заседаниях кафедр, научно-технического совета, и ее подписывают как исполнитель, так и руководитель работы.

Периодически выполнение программы и плана работ на определенный период контролируется.

2. Выбор темы исследований, социальный заказ на совершенствование сельскохозяйственной техники Выбор темы исследования представляет собой задачу с очень многими неизвестными и таким же количеством решений. Прежде всего, работать нужно хотеть, а для этого необходима очень серьезная мотивация. К сожалению, стимулы, способствующие обычной работе, – достойный заработок, престиж, известность – в данном случае малоэффективны. Вряд ли можно привести пример богатого ученого. Cократу порой приходилось ходить босиком по грязи со снегом и лишь в одном плаще, но он осмелился поставить разум и истину выше жизни, отказался каяться в своих убеждениях в суде, был приговорен к смерти, и цикута окончательно сделала его великим.

А. Эйнштейн, по свидетельству его ученика, а затем сотрудника Л.

Инфельда, носил длинные волосы, чтобы реже ходить к парикмахеру, обходился без носков, подтяжек, пижам. Он реализовал программу-минимум– обувь, брюки, рубашка и пиджак – обязательно. Дальнейшее сокращение было бы затруднительным.

От голода умер наш замечательный популяризатор науки Я.И. Перельман. Им написано 136 книг по занимательной математике, физике, ящик загадок и фокусов, занимательная механика, межпланетные путешествия, мировые дали и т.д. Переиздаются книги десятки раз.

От истощения в блокадном Ленинграде умерли основатели сельскохозяйственного машиноведения профессора А.А. Барановский, К.И. Дебу, М.Х. Пигулевский, М.Б. Фабрикант, Н.И. Юферов и многие другие .

То же самое в тюрьме случилось с Н.И. Вавиловым – крупнейшим в мире ученым-генетиком. Тут проявляется еще одна очень странная связь государства с представителями науки – через тюрьму.

Жертвами инквизиции стали Ян Гусс, Т. Кампанелла, Н. Коперник, Дж. Бруно, Г. Галилей, Т. Гоббе, Гельвеций, Вольтер М. Лютер. К запрещенным книгам (которые не только читать, но и хранить было нельзя под страхом смерти), отнесены произведения Рабле, Оккамы, Савоноролы, Данте, Томаса Моора, В. Гюго, Горация, Овидия, Ф. Бэкона, Кеплера, Тихо де Браге, Д. Дидро, Р. Декарта, Д’ Аламбера, Э. Золя, Ж.Ж. Руссо, Б. Спинозы, Ж. Санд, Д. Юма и др. Запрещены отдельные произведения П. Бейла, В.

Гюго, Э. Канта, Г. Гейне, Гельвеция, Э. Гиббона, Э. Каабе, Дж. Локка, А.

Мицкевича, Д.С. Милля, Ж.Б. Мираба, М. Монтеля, Ж. Монтескье, Б. Паскаля, Л. Ранке, Рейналя, Стендаля, Г. Флобера и многих других выдающихся мыслителей, писателей и ученых.

Всего в изданиях папского индекса фигурирует около 4 тыс. отдельных произведений и авторов, все произведения которых запрещены. Практически это весь цвет Западно-Европейской культуры и науки.

В нашей стране то же самое. От церкви был отлучен Л.Н. Толстой, знаменитый математик А. Марков. Тем или иным мерам репрессий подверглись П.Л. Капица, Л.Д. Ландау, А.Д. Сахаров, И.В. Курчатов, А. Туполев и среди писателей Н. Клюев, С. Клычков, О. Мандельштам, Н. Заболоцкий, Б. Корнилов, В. Шаламов, А. Солженицын, Б. Пастернак, Ю. Домбровский, П. Васильев, О. Берггольц, В. Боков, Ю. Даниель и др.

Таким образом зарабатывать в России трудно и опасно.

Одной из мотиваций учености могла бы быть известность, но, согласитесь, известность любого сегодняшнего телевизионного хохмача превзойдет сколь угодно яркую научную работу, а тем более ее автора.

Среди действующих мотиваций к научной работе остается лишь три.

1. Естественное любопытство человека. Для чего-то ему нужно читать книги, решать задачи, кроссворды, головоломки, придумывать массу оригинальных вещей и т.д. А.П. Александрову, бывшему в свое время директором института физических проблем и института атомной энергии, приписывают широко известные на сегодня слова: «Наука дает возможность удовлетворить собственное любопытство за казенный счет». Впоследствии многие пересказывали эту мысль. Но все-таки в одной из последних работ А.Д. Сахаров, соглашаясь с этой мотивацией, отметил, что главным было все-таки другое. Главным был социальный заказ страны.

«Это был наш конкретный вклад в одно из важнейших условий мирного сосуществования с Америкой».

2. Социальный заказ. Любой специалист страны, являясь членом гражданского общества, занимает в этом обществе определенное место. Разумеется, что у этой части общества есть определенные права (среди его представителей технические руководители или администраторы) и обязанности.

А вот обязанностью технического руководителя является совершенствование производства, которое может идти по очень многим направлениям.

Важнейшим из них является необходимость облегчить тяжелый труд людей, которого в сельском хозяйстве еще более чем достаточно. Всегда стояла, стоит и стоять будет задача о повышении производительности труда, качества работ, работоспособности и надежности техники, комфортабельности и безопасности. Если говорить о проблемных вопросах и направлениях развития сельскохозяйственной техники, то их столь много, что работы хватит на все наше поколение, многое останется детям и внукам.

Если очень кратко изложить основные проблемы механизации только отдельных операций сельского хозяйства, то можно показать обширность круга возможного приложения сил.

Обработка почвы. Ежегодно пахотный слой планеты земледельцы сдвигают в сторону на 35…40 см. Огромные затраты энергии и не в полной мере обоснованные технологии минимальной и нулевой обработки часто приводят к переуплотнению почвы и способствуют засоренности полей сорняками. В ряде зон страны и отдельных полей в хозяйствах требуется использование почвозащитных технологий, предохраняющих от водной и ветровой эрозии. Летняя жара в экстремальные годы ставит задачу внедрения влагосберегающих технологий. Но ведь каждая технология может быть осуществлена многими способами, использующими те или иные рабочие органы, а тем более их параметры. Выбор способа обработки каждого поля, обоснование рабочих органов и режимов их работы представляет уже творческую деятельность.

Внесение удобрений. Низкое качество внесения удобрений не только снижает их эффективность, но порой приводит к негативным результатам (неравномерное развитие растений и как результат – неравномерное созревание, что затрудняет уборку, требует дополнительных затрат на сушку недозревшего урожая). Высокая стоимость удобрений привела к необходимости локального внесения и к так называемому точному, координатному земледелию, когда по предварительно составленным программам во время движения агрегата, ориентирующегося по спутниковым системам навигации, норма высева непрерывно регулируется.

Уход за растениями. Выбор химических препаратов, подготовка и внесение нужных доз в требуемом месте также связан с системами точного земледелия, компьютеризацией агрегатов.

Уборка урожая. Проблема современного комбайна. Машина очень дорогая, но не всегда эффективна. В частности, в плохую погоду он имеет очень низкую проходимость по полю, и работа в этих условиях связана с огромными потерями. Значительно травмируются семена. Ученые работают над более эффективными вариантами – обмолот на стационаре (кубанская технология), обмолот из скирд, оставленных в поле, при наступлении заморозков (казахская технология); технология невейки, когда легкая машина собирает зерно вместе с мелкой соломой и половой, а очистка ведется на стационаре; разновидности старинной сноповой технологии, когда снопы, например, связываются в крупные рулоны.

Послеуборочная обработка зерна. Прежде всего проблема сушки. В среднем по стране влажность зерна в момент уборки 20%. В нашей зоне (Западный Урал) – 24%. Чтобы зерно хранилось (кондиционная влажность зерна 14%), необходимо из каждой тонны зерна удалить 150…200 кг влаги.

Но сушка – очень энергоемкий процесс. Просматривают в настоящее время и альтернативные варианты технологии – консервирование, хранение в защитной среде и т.д.

Внедрение координатного, точного земледелия ставит еще больше проблем. Требуется ориентирование в пространстве с очень высокой точностью (2…3 см), поскольку поле рассматривается как множество неоднородных участков, каждый из которых обладает индивидуальными характеристиками. Технология GPS и специальное оборудование для дифференциального внесения расходных материалов используется для оптимального внесения препаратов по мере прохождения поля агрегатом. Это позволяет создать на каждом участке поля наилучшие условия для роста растений, не нарушая при этом норм экологической безопасности.

Столько проблем имеет хорошо изученный и высокомеханизированный сейчас процесс возделывания зерновых культур. Гораздо больше их в вопросах механизации возделывания картофеля, овощных и технических культур, фруктов, ягод.

Очень много нерешенных проблем в механизации животноводства, звероводства.

Непрерывно совершенствуются тракторы, автомобили в направлении экономичности, безопасности, надежности. Но сама проблема надежности очень широка, она задевает качество изготовления, применяемые материалы, технологию обработки и сборки, методы технической эксплуатации, диагностики, технического обслуживания, ремонтнопригодности, наличие развитой дилерской и ремонтной сети и т.д.

3. Возможность творческого решения широкого круга задач, связанных с необходимостью поддержания работоспособности машин.

При работе машин в конкретных, порой тяжелых условиях, нередко обнаруживаются недостатки конструкции. Механизаторы часто их исправляют без глубокого обращения к науке. Где-то приварят упрочняющую пластину, усилят раму, улучшат доступ к смазочным местам, поставят предохранительные элементы в виде срезных болтов или штифтов.

Прежде всего сами наблюдения студентов за недостатками машин полезны. В заданиях на учебные и особенно производственные практики такая работа предписывается. Впоследствии устранение этих недостатков может составить тему курсовых и дипломных работ. Но внесение изменений в конструкцию необходимо фиксировать и осмысливать и с другой точки зрения. Они могут составлять предмет изобретения или рационализаторского предложения, в зависимости от степени новизны, творческого уровня и полезности.

Конкретный выбор темы, разумеется, индивидуален. Чаще всего задачи определяются опытом работы. Для молодых студентов, не имеющих опыта работы, успешным может быть подключение к исследованиям старшекурсников, аспирантов, преподавателей кафедр. Научная работа ведется всеми преподавателями факультета, и любой из них примет в свою команду добровольного помощника. Потери времени опасаться не нужно, так как они с лихвой будут компенсированы при выполнении курсовых проектов и дипломной работы, развитием творческого, инженерного, научного мышления, которое будет необходимо всю жизнь. Кружки научной студенческой работы организованы на всех кафедрах. Работа в них, как правило, индивидуальная, в свободное для студента и преподавателя время. Результаты работы могут быть представлены на ежегодных научных студенческих конференциях, а также всевозможных городских, региональных и всероссийских конкурсах студенческих работ.

Похожие работы:

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент мелиорации Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ» (ФГБНУ «РосНИИПМ») МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КОМПЬЮТЕРНОГО ЦИФРОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ВЕСЕННИХ ПОЛОВОДИЙ (ПАВОДКОВ) И ОЦЕНКИ ИХ ВЛИЯНИЯ НА БЕЗОПАСНОСТЬ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ГТС Новочеркасск Методические указания по применению...»

« «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ Методические указания по проведению практических занятий для аспирантов по направлению: 35.06.01 сельское хозяйство Краснодар, 2015 Составитель: С.В. Гончаров Современные технологии в селекции растений: метод. указания по проведению практических...»

« «КУБ АНСКИЙ ГОСУДАРСТ ВЕННЫЙ АГРАР НЫЙ УНИВЕРСИТЕТ » Учебно-методическое пособие по дисциплине Фундаментальная агрохимия Код и направление 35.06.01 Сельское хозяйство подготовки Наименование профиля программы подготовки научно– Агрохимия педагогических кадров в аспирантуре/ Квалификация (степень) выпускника Факультет Агрохимия и...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Агрономический факультет Кафедра генетики, селекции и семеноводства МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ По организации самостоятельной работы аспирантов по курсу «Цитогенетика растений» Направление подготовки 06.06.01биологические науки Краснодар 2015 Цаценко Л.В. Методические указания по организации...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФГБОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Агрономический факультет Кафедра общего и орошаемого земледелия ЗЕМЛЕДЕЛИЕ Методические указания для самостоятельного выполнения курсовой работы студентами-бакалаврами заочной формы обучения по направлению «Агрономия» Краснодар КубГАУ Составители: Г. Г. Солошенко, В. П. Матвиенко, С. А. Макаренко, Н. И. Бардак Земледелие: метод. указания для самостоятельного выполнения курсовой работы / сост. Г. Г....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» УТВЕРЖДАЮ Ректор университета, профессор А.И. Трубилин «_»_ 2015 г. Номер внутривузовской регистрации Образовательная программа по направлению подготовки кадров высшей квалификации – программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре 06.06.01 «Биологические науки»,...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова Методические указания по выполнению магистерской диссертации Направление подготовки (специальность) 260800.68 Технология продукции и организация общественного питания Профиль подготовки (магистерская программа) Новые пищевые продукты для рационального и сбалансированного...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П. А. КОСТЫЧЕВА» ФАКУЛЬТЕТ ДОВУЗОВСКОЙ ПОДГОТОВКИ И СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по выполнению выпускной квалификационной работы по специальности 35.02.06 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции Рязань, 2015 СОДЕРЖАНИЕ Введение 1....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТМСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА (ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА имени К.А. Тимирязева) Факультет природообустройства и водопользования Кафедра сельскохозяйственного водоснабжения и водоотведения А.Н. Рожков, М.С. Али МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ Методические указания Москва Издательство РГАУ-МСХА УДК 628 М54 «Методические указания по выполнению выпускной квалификационной...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» УЧЕБНЫЕ И НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ. Основные виды и аппарат Методические указания по определению вида издания и его соответствия содержанию для профессорско-преподавательского состава Кубанского госагроуниверситета Краснодар КубГАУ Составители: Н. П. Лиханская, Г. В. Фисенко, Н. С. Ляшко, А. А. Багинская Учебные и научные издания. Основные виды и аппарат: метод. указания по определению вида...»

«МИНИСТ ЕР СТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТ ВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ Р ЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ » Кафедра экономики АПК Экономика сельского хозяйства Методиче ские указания по выполнению контроль ной работы дл я студе нтов биоте хнологиче ского факуль те та НИСПО Гродно 20 УДК 631.1(072) ББК 65.32я73 Э 40 Авторы: В.И. Высокоморный, А.И. Сивук Рецензенты: доцент С.Ю. Леванов; кандидат сельскохозяйственныхнаук А.А. Козлов. Экономика сельского...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для самостоятельной работы по дисциплине «Технология бродильных производств» на тему «Строение, химический состав пивоваренного зерна ячменя и его технологическое значение» для студентов, обучающихся по направлению 260100.62 Продукты питания из растительного сырья...»

«МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научнопроизводственной конференции Москва 200 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно-производственной конференции, посвященной 40-летию начала осуществления широкомасштабной программы мелиорации Москва 2006 УДК 631.6 М 54...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра филосфии ЕМБУЛАЕВА Л.С., ИСАКОВА Н.В. Сборник методических заданий и практических рекомендаций для самостоятельной работы магистров и аспирантов. Выпуск I. (биологические, экологические, ветеринарные и с/х дисциплины) Учебно-методическое пособие Краснодар 2015 УДК ББК Ф Авторы-составители: Ембулаева Л.С. – кандидат философских наук, профессор кафедры философии Кубанского государственного...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ОСНОВЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Учебно-методическое пособие для практических занятий по направлению подготовки «Философия, этика и религиоведение» (уровень подготовки кадров высшей квалификации) Краснодар КубГАУ УДК 001.89:004.9(075.8) ББК 72.3 Б91 Рецензент: В. И. Лойко –...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФАКУЛЬТЕТ НАЛОГИ И НАЛОГООБЛОЖЕНИЕ Кафедра философии КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ КУЛЬТУРЫ для аспирантов по направлению подготовки 51.06.01 Культурология Краснодар 2015 УДК 167/168 (078) ББК 87 В подготовке учебно-методического пособия...»

«Кобыляцкий П.С., Алексеев А.Л., Кокина Т.Ю. Программа практик для бакалавров по направлению подготовки 19.03.03 Продукты питания животного происхождения пос. Персиановский МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ФГБОУ ВПО «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Программа практик для бакалавров по направлению подготовки 19.03.03 Продукты питания животного происхождения пос. Персиановский УДК 637.523 (076.5) ББК 36.9 Составители:...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет налоги и налогообложение МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Философия языка и познания» по направлению подготовки 47.06.01 Философия, этика и религиоведение (уровень подготовки кадров высшей квалификации) Краснодар 2015 Содержание I....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Агрономический факультет Кафедра генетики, селекции и семеноводства ОСНОВЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Методические указания по организации самостоятельной работы аспирантов Краснодар КубГАУ Составители:Цаценко Л. В. Основы научно-исследовательской деятельности:метод. указания по...»
Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Серия «Учебные издания для бакалавров»

М. Ф. Шкляр

ИССЛЕДОВАНИЙ

Учебное пособие

4 е издание

Издательско торговая корпорация «Дашков и К°»

УДК 001.8 ББК 72

М. Ф. Шкляр - доктор экономических наук, профессор.

Рецензент:

А. В. Ткач - доктор экономических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации.

Шкляр М. Ф.

Ш66 Основы научных исследований. Учебное пособие для бакалавров / М. Ф. Шкляр. - 4 е изд. - М.: Издатель ско торговая корпорация «Дашков и К°», 2012. - 244 с.

ISBN 978 5 394 01800 8

В учебном пособии (с учетом современных требований) описаны ос новные положения, связанные с организацией, постановкой и проведени ем научных исследований в форме, пригодной для любой специальности. Подробно изложена методология научного исследования, методика рабо ты с литературными источниками и практической информацией, особен ностями подготовки и оформления курсовых и дипломных работ.

Для студентов бакалавриата и специалитета, а также аспирантов, соискателей ученой степени и преподавателей.

ВВЕДЕНИЕ

Обязанность мыслить - удел совре менного человека; обо всем, что попадает в орбиту науки, он должен мыслить не иначе, как в форме строгих логических суждений. Научное сознание… - неумо лимый императив, составной частью входящий в понятие адекватности совре менного человека.

Х. Ортега и Гассет, испанский философ (1883–1955)

В современных условиях бурного развития научно техни ческого прогресса, интенсивного увеличения объема научной и научно технической информации, быстрой сменяемости и об новления знаний особое значение приобретает подготовка в выс шей школе высококвалифицированных специалистов, имеющих высокую общенаучную и профессиональную подготовку, спо собных к самостоятельной творческой работе, к внедрению в производственный процесс новейших и прогрессивных резуль татов.

С этой целью в учебные планы многих специальностей ву зов включена дисциплина “Основы научных исследований”, широко внедряются элементы научных исследований в учеб ный процесс. Во внеучебное время студенты принимают учас тие в научно исследовательской работе, ведущейся на кафед рах, в научных учреждениях вузов, в студенческих объедине ниях.

В новых социально экономических условиях наблюдается повышение интереса к научному исследованию. Между тем стремление к научной работе все чаще наталкивается на недо статочное овладение студентами системы методических знаний. Это существенно снижает качество выполнения студентами научных работ, не позволяя им в полной мере реализовать свои возможности. В связи с этим в пособии особое внимание уделе но: анализу методологических и теоретических аспектов науч ного исследования; рассмотрению проблем сущности, особенно стей и логики процесса научного исследования; раскрытию ме тодического замысла исследования и его основных этапов.

Приобщение студентов к научным знаниям, готовность и спо собность их к проведению научно исследовательских работ - объективная предпосылка успешного решения учебных и науч ных задач. В свою очередь, важным направлением совершенство вания теоретической и практической подготовки студентов яв ляется выполнение ими различных научных работ, дающих сле дующие результаты:

- способствует углублению и закреплению студентами имеющихся теоретических знаний изучаемых дисциплин и от раслей науки;

- развивает практические умения студентов в проведении научных исследований, анализе полученных результатов и вы работке рекомендаций по совершенствованию того или иного вида деятельности;

- совершенствует методические навыки студентов в са мостоятельной работе с источниками информации и соответ ствующими программно техническими средствами;

- открывает студентам широкие возможности для освое ния дополнительного теоретического материала и накопленно го практического опыта по интересующему их направлению деятельности;

- способствует профессиональной подготовке студентов к выполнению в дальнейшем своих обязанностей и помогает им овладеть методологией исследований.

В пособии обобщена и систематизирована вся необходи мая информация, связанная с организацией научных исследо ваний - от выбора темы научной работы до ее защиты.

В данном пособии изложены основные положения, связан ные с организацией, постановкой и проведением научных ис следований в форме, пригодной для любой специальности. Этим оно отличается от других учебных пособий подобного типа, пред назначенных для студентов той или иной специальности.

Так как данное пособие предназначено для широкого круга специальностей, оно не может включать исчерпывающий мате риал по каждой специальности. Поэтому преподаватели, веду щие данный курс, могут применительно к профилю подготовки специалистов дополнить материал пособия изложением специ фических вопросов (примеров) или сократить по объему отдель ные разделы, если это целесообразно и регламентируется отве денным планом времени.

Г л а в а 1.

НАУКА И ЕЕ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ

Знание, только знание делает чело века свободным и великим.

Д. И. Писарев (1840–1868),

русский философ материалист

1.1. Понятие науки.

1.2. Наука и философия.

1.3. Современная наука. Основные концепции.

1.4. Роль науки в современном обществе.

1.1. Понятие науки

Основной формой человеческого познания является наука. Наука в наши дни становится все более значимой и существен ной составной частью той реальности, которая нас окружает и в которой нам так или иначе надлежит ориентироваться, жить и действовать. Философское видение мира предполагает доста точно определенные представления о том, что такое наука, как она устроена и как она развивается, что она может и на что она позволяет надеяться, а что ей недоступно. У философов прошло го мы можем найти много ценных предвидений и подсказок, по лезных для ориентации в таком мире, где столь важна роль на

уки. Им, однако, был неведом тот реальный, практический опыт массированного и даже драматического воздействия научно технических достижений на повседневное существование чело века, который приходится осмысливать сегодня.

На сегодня нет однозначного определения науки. В различ ных литературных источниках их насчитывается более 150. Одно из этих определений трактуется так: “Наука - это форма духовной деятельности людей, направленная на производство знаний о природе, обществе и самом познании, имеющая непос редственной целью постижение истины и открытие объектив ных законов на основе обобщения реальных фактов в их взаи мосвязи”. Также широко распространено и другое определение: “Наука это и творческая деятельность по получению нового знания, и результат такой деятельности, знания приведенные в целостную систему на основе определенных принципов и про цесс их производства”. В. А. Канке в своей книге “Философия. Исторический и систематический курс” дал следующее опре деление: “Наука - это деятельность человека по выработке, систематизации и проверке знаний. Научным является не вся кое знание, а лишь хорошо проверенное и обоснованное”.

Но, кроме множества определений науки, есть и множество восприятий ее. Многие люди понимали науку по своему, счи тая, что именно их восприятие является единственным и вер ным определением. Следовательно, занятие наукой стало акту ально не только в наше время, - ее истоки начинаются с до вольно древних времен. Рассматривая науку в ее историческом развитии, можно обнаружить, что по мере изменения типа куль туры и при переходе от одной общественно экономической фор мации к другой, меняются стандарты изложения научного зна ния, способы видения реальности, стиль мышления, которые формируются в контексте культуры и испытывают воздействие самых различных социо культурных факторов.

Предпосылки для возникновения науки появились в стра нах Древнего Востока: в Египте, Вавилоне, Индии, Китае. Дос тижения восточной цивилизации были восприняты и перерабо таны в стройную теоретическую систему Древней Греции, где