Основи наукових досліджень та принципи інженерної творчості

Найефективнішим  способом  інтенсифікації  генерації  нових  наукових ідей  і  рішень  є  наполеглива  й  цілеспрямована  робота.  У  цьому  випадку найбільш ефективні інтуїція й найбільше часто виникають несподівані ідеї, що приводять до рішення поставленого завдання. Натхнення й творча удача не відвідують ледачих і непідготовлених до наукової праці людей. Працездатність і працьовитість - найважливіші риси вченого. Завдяки їм розширюється ерудиція, тренується й збагачується необхідними відомостями пам'ять, розвивається уважність і спостережливість, удосконалюються навички, підвищується загальна кваліфікація науковця.

Використання в науковій праці наукових категорій, понять дозволяє виділити суть явища, відволіктися від другорядного, побічного.

Історія науки свідчить в основному про три шляхи одержання істини, нових наукових результатів:

1. На початку вивчення проблеми переважає «стихійний емпіризм». Дослідник заради одержання нової істини пробує все, що йому здається корисним. Цей спосіб одержав найменування «метод проб і помилок». Він був поширений у стародавності, ним користувалися алхіміки, а також видатний американський винахідник Эдисон. Цей шлях одержання нової наукової інформації малоефективнийі, його недоліки очевидні, однак він усе ще використається при вивченні маловідомих об'єктів.

2. Ньютон розвив інший метод, суть якого зводиться до наступного. Спочатку вивчають об'єкт дослідження за допомогою спостереження й експерименту, а потім висувають гіпотезу, будують теорію математичну або логічну. Дотепер ця послідовність виконання наукової праці була найпоширенішою.

3. Зараз усе ширше застосовується дедуктивний, теоретичний метод пізнання нової істини. На підставі відомих даних (звичайно з літератури) формулюють гіпотезу й будують математичну модель явища. Потім вирішують основні рівняння на ЕОМ й отримані результати порівнюють із експериментом. Цей спосіб найбільш перспективний, але його застосування ефективно переважно при дослідженні явищ, відомості про які досить повні. У цьому випадку представляється можливим сформулювати вихідні дані й побудувати адекватну математичну модель.

Однак не можна абсолютизувати який-небудь шлях пізнання істини. Всі вони потрібні, щоб вивчати навколишній світ глибше й ширше, необхідно лише свідомо підходити до їхньому вибору.

Науково-дослідні роботи (НИР) класифікують по різних ознаках. Наприклад, стосовно до техніки можуть бути НИР, спрямовані на створення нових процесів, машин, конструкцій і т.д. Можуть бути НИР в області суспільних, гуманітарних й інших наук.

По ступені важливості НИР класифікують так: найважливіші роботи, виконувані за державним планом країни; роботи, виконувані за планами Національної академії наук й інших академій (наприклад, сільськогосподарської); роботи, виконувані за планами галузевих міністерств і відомств; роботи, виконувані за планом (ініціативі) науково-дослідних організацій.

Залежно від джерел фінансування НИР ділять на держбюджетні, фінансовані з державного бюджету, і хоздоговорні, фінансовані відповідно до заключених договорів між організаціями-замовниками, які використають НИР у даній галузі, і організаціями, що виконують дослідження.

По тривалості розробки НИР розділяють на довгострокові, розроблювальні протягом декількох років, і короткострокові, выпол-няемые звичайно за один рік.

ПоцільовомупризначеннюНИРкласифікуютьнатривиди:

фундаментальної, прикладні й розробки (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Класифікація НДР

 

Фундаментальні дослідження спрямовані на створення нових принципів. Ціль  їх  -  розширити  знання,  більш  глибоко  зрозуміти  закони  природи, розробити нові теорії.

Прикладні дослідження базуються на результатах фундаментальних досліджень і спрямовані на створення нових методів, на основі яких розробляють нове обладнання, нові машини й матеріали й т.д. Прикладні дослідження розвивають конкретну галузь виробництва.

Ціль розробок - перетворювати прикладні (або теоретичні) дослідження в технічні додатки. Вони не вимагають проведення нових наукових досліджень. Кінцева  мета  розробок,  які  проводяться  в  дослідно-конструкторські  бюро (ДКБ), проектних, досвідчених виробництвах - підготувати матеріал для впровадження.

Взаємозв'язок між основними типами наукових досліджень можна представити у вигляді схеми, представленої на попередній сторінці.

Дослідницьку роботу проводять у певній послідовності. Стосовно до прикладних науково-дослідних робіт рекомендується процес виконання досліджень, що складає із шести етапів.

1-й етап. Формулювання теми. Загальне ознайомлення із проблемою, по якій має бути виконувати дослідження. Попереднє ознайомлення з літературою й класифікація найважливіших напрямків. Формулювання теми дослідження. Складання анотації (короткого плану) дослідження. Розробка технічного завдання. Складання загального календарного плану НИР, Попереднє визначення очікуваного економічного ефекту.

2-й   етап.   Формулювання   мети   й   завдань   дослідження.   Підбор   і складання бібліографічних списків вітчизняної й закордонної літератури (монографій, підручників, статей і т.д.). Вивчення (по можливості) науково- технічних звітів по даній темі різних організацій відповідного профілю. Складання анотацій джерел. Складання рефератів по темі. Аналіз, зіставлення, критика проробляє информации, що. Власні судження по кожному аналізованому  джерелу.  Узагальнення  проробляє  информации,  що,  і висвітлення стану питання по темі. Формулювання методичних виводів по огляду інформації, мети й завдань дослідження.

3-й етап. Теоретичні дослідження. Вивчення фізичної сутності (іноді з виконанням попередніх експериментів). Формулювання гіпотези й вибір, обґрунтування  фізичної  моделі.  Одержання  аналітичних  виражень. Теоретичний аналіз отриманих виражень.

4-й етап. Експериментальні дослідження. Розробка мети й завдань експерименту. Планування експерименту. Розробка методики й програми експериментальних досліджень. Вибір засобів вимірювань. Конструювання приладів, макетів, апаратів, моделей стендів, установок й інших засобів експерименту. Обґрунтування способів вимірів.