Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Реферат - Планирование научных исследований - файл 1.doc


Реферат - Планирование научных исследований
скачать (170.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc171kb.15.12.2011 18:19скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования и науки Украины
РЕФЕРАТ
по дисциплине:
"Планирование научных исследований"
на тему:
"Научно-исследовательская работа в высшей школе. Методы научных исследований"

Мариуполь, 2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………….3

1. Задачи научных исследований в области теплоэнергетики………………..4

2. Организация научно-исследовательской работы в высшей школе………..6

3. Особенности организации научно-исследовательской работы студентов..7

4. Основные этапы научного исследования……………………………………10

5. Методология научных исследований……………………………………..…13

5.1. Методы эмпирического уровня исследования……………………..14

5.2. Методы теоретического уровня исследования………………….….16

5.3. Методы теоретического и эмпирического уровней исследования..17

Заключение…………………………………………………….…………………21

Список литературы………………………………………………………………22

ВВЕДЕНИЕ
Основной особенностью современного периода является коренное измене­ние соотношений между наукой и производством, которое привело к преобразованию производительных сил общества. В наше время революционные преобразования охватыва­ют не только науку и технику, но и производство, в ре­зультате чего формируется единая, тесно взаимодействующая система «наука — техника — производство», где ведущая роль принадлежит науке. Теперь обязательным усло­вием научного и техниче­ского прогресса стало опе­режающее развитие науки, составляющее сущность научно-технической револю­ции, основу ее поступа­тельного развития.
При современных темпах развития науки и техники, большом потоке информации вуз уже не в состоянии обес­печить выпускников знаниями на всю жизнь. В то же время период подготовки специалиста сохраняется прежим — пять-шесть лет. Следовательно, смысл высшего образования сводится не только к получению основных сведений из определенной отрасли знаний, но и выработ­ке у специалиста навыков самообразования, вооружении методологией творческого подхода к анализу процессов и явлений независимо от того, где будет протекать его деятельность — в сфере науки или производства.
Главным резервом повышения качества подготовки творчески мыслящего и активно действующего специалис­та является совершенствование учебного процесса, всех его сторон. Необходимы соответствующие методы и про­граммы обучения развивающие «творческое начало» у студентов. Одно из основных направлений развития твор­ческих способностей будущих специалистов — это науч­но-исследовательская работа.
Научная (научно-исследовательская) деятельность – это деятельность, направленная на получение и применение новых знаний. Научное исследование – это деятельность, направленная на всестороннее изучение объекта, процесса или явления, их структуры и связей, а также получение и внедрение в практику полезных для человека результатов. Его объектом являются материальная или идеальная системы, а предметом – структура системы, взаимодействие ее элементов, различные свойства, закономерности развития и т.д.

^ ЗАДАЧИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
Современная энергетика представляет собой круп­ную высокоразвитую отрасль народного хозяйства. Являясь основой развития всех базовых отраслей промышленности, она в значительной степени определяет научно-технический прогресс. Именно поэтому во всех промышленно развитых странах энергетика развивается опережающими темпами. Перед энергетикой нашей страны постав­лена задача устойчивого и бесперебойного снабжения про­мышленности страны энергией, в первую очередь — электри­ческой. В связи с этим большие задачи стоят и перед теплоэ­нергетикой, занимающейся преобразованием тепловой энергии в другие виды энергии, главным образом в электричес­кую и механическую.
Решение этих грандиозных задач энергетики связано с преодолением ряда технических трудностей» требующих все­стороннего научного исследования ряда проблем, которые решаются учеными-теплоэнергетиками в настоящее время и которые предстоит им решить в ближайшем будущем.
Электроэнергия в Украине вырабатывается тепловыми (ТЭС), гидравлическими (ГЭС и ГАЭС) и атомными (АЭС) станциями. Важным и пер­спективным является использование экологически чистой энергии Солнца и ветра. В последние годы электро­станции Украины вырабатывают около 180 млрд кВт • час электро­энергии при общей мощности элек­тростанций 52,8 млн кВт. На тепло­вые электростанции приходится до 49 % производства электроэнергии, атомные — 44 %, на гидроэлектро­станции — около 7 %.
Важным направлением является защита окружающей среды от вредного воздействия предприятий энергетики. Еже­годно в атмосферу в результате функционирования тепловых электростанций выбрасываются тысячи тонн углекислого га­за, двуокиси серы, окислов азота, твердых частиц и т. д. Для уменьшения выбросов необходимо совершенствовать процес­сы сжигания органических топлив, разрабатывать методы предварительной обработки топлив в целях снижения содер­жания серы в продуктах выбросов. Весьма важно решить вопросы снижения теплового загрязнения среды за счет уменьшения температуры воды, сбрасываемой в приле­гающие водные бассейны, и уходящих газов.
Экономия топливно-энергетических ресурсов представ­ляет собой важное направление в энергетической политике страны. Как известно, природные энергетические ресурсы закончатся в течение нескольких ближайших десятилетий, и это — предмет серьезных дискуссий во всем мире.

Очень важным является направление, связанное с эконо­мией расходования материалов и увеличением срока работы оборудования. Экономия 1 млн. т проката черного металла позволяет снизить расход энергоресурсов на 1 млн. т услов­ного топлива, а уменьшение потерь цемента и удобрений на 1 млн. т высвободит соответственно 200 и 400 тыс. т условно­го топлива. Здесь предстоит решить ряд научных проблем, связанных с оптимальной организацией тепломассообменных технологических процессов.
В связи с непрерывным удорожанием энергии во всех стра­нах ведутся интенсивные исследования по использованию во­зобновляемых источников энергии — Солнца, ветра, морей и океанов, теплоты Земли. Основные проблемы широкого применения солнечной энергии связаны с ее рассредоточенностью и дискретностью поступления по часам суток, времени года и географическим поясам. Поэтому требуется про­ведение большого объема научных исследований в целях соз­дания технических устройств для концентрирования и акку­мулирования солнечной энергии. В ветроэнергетике основ­ные научные проблемы состоят в увеличении коэффициента использования энергии ветра за счет совершенствования аэродинамики профилей и конструкции ветроустановки, снижения ее стоимости.
Использование энергии морей и океанов может осущест­вляться созданием приливных и волновых электростанций, а также электростанций морских течений. Отдельное направ­ление составляет разработка установок, использующих тем­пературный градиент между верхними и нижними слоями воды в океане или между поверхностью океана и воздушны­ми массами. На пути создания таких источников энергии име­ются серьезные трудности, к которым прежде всего, относят­ся: обеспечение работы турбины при переменном напоре воды; разработка теплообменного оборудования с учетом био­логических процессов в планктоне прибрежных вод, а также коррозионных процессов; обеспечение передачи энергии по подводным кабелям; снижение удельных капитальных за­трат на сооружение станций и др.
При соответствующем развитии геотермальных тепловых электростанций энергия, вырабатываемая ими, будет наибо­лее дешевой. В нашей стране Крым обладает значительным потенциалом геотер­мальных ресурсов. Для широкого практического внедре­ния геотермальной энергетики необходимо решить ряд научных проблем, обеспечивающих повышение технико-экономических показателей геотермальных электростанций.
Важным в энергетике является направление, связанное с совершенствованием способов получения и преобразования энергии: создание магнитогидродинамических (МГД) преоб­разователей, разработка термоэлектрических и термоэмис­сионных генераторов. Эти устройства позволяют осущест­вить прямое преобразование тепловой энергии в электричес­кую.
Магнитогидродинамические установки работают при бо­лее высоких значениях к. п. д. (45—50 %), чем тепловые элек­тростанции, могут использоваться в качестве пиковых агре­гатов в период максимума нагрузок. На пути создания более мощных установок пред­стоит решить ряд научных проблем, связанных с течением высокотемпературного газа в канале МГД-генератора и обес­печением длительного функционирования канала при темпе­ратурах потока более 2500 К.
Термоэлектрические и термоэмиссионные генераторы, ра­ботающие по принципу разности температур на концах ме­таллических или полупроводниковых элементов за счет эмис­сии электронов с нагретого катода, также представляют со­бой устройства прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Основные научные проблемы здесь состоят в повышении к. п. д. этих устройств, снижении их себестои­мости и массогабаритных характеристик.
Решением названных научных проблем занимаются науч­но-исследовательские и проектные институты, а также вузы страны. Характерная особенность научных про­блем теплоэнергетики и состоит в их комплексности: их ре­шение связано с глубоким изучением теплофизических, термогазодинамических процессов и горения в элементах энер­гетических машин и установок — с одной стороны, а также исследованиями общности и специфики протекания тепло­технических процессов в различных областях практического применения.

^ ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

Главная особенность научно-исследовательской работы в вузах страны — органическое сочетание учебно-воспитательного процесса и научно-исследовательской деятельности коллектива вуза. В этой работе принимают участие педагогический и научный соста­вы вузов, а также студенты. Опыт показывает, что широкое привлечение студентов к научно-исследовательской работе в значительной мере способствует становлению проблемного обучения в вузе. Силами студентов под руководством опыт­ных научных руководителей сегодня выполняется большой объем научных исследований в различных отраслях народ­ного хозяйства страны.
Научно-исследовательская работа в вузах преследует три основные цели:

1. Использование творческого потенциала вузов для решения важных народнохозяйственных проблем, ускорения научно-технического прогресса. Сегодня в вузах страны работают более 400 тыс. преподавателей, в числе которых около 17 тыс. профессоров, докторов наук и свыше 160 тыс, доцентов, кандидатов наук, что составляет около половины научных работников страны.

2. Повышение квалификации преподавательского со­става.

3. Повышение качества подготовки выпускаемых спе­циалистов за счет совершенствования организации учебно­го процесса, активного участия их в научной деятельности.
Научно-исследовательская работа в вузах осуществля­ется по фундаментальным и прикладным направлениям в соответствии с профилем подготовки специалистов, в свя­зи с чем она отличается от работы академических институ­тов многопрофильностью, большим числом развиваемых направлений — особенно в политехнических институтах.
Организация научно-исследовательских работ в ву­зах включает в себя перспективное и текущее планирова­ния, их материально-техническое обеспечение, текущее ру­ководство, подведение итогов и внедрение результатов исследований. Основные задачи организации научных иссле­дований состоят в обеспечении условий для своевременного и качественного выполнения этих работ.
^ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Особенность студенческой научной работы сос­тоит в том, что ее главной задачей является не решение важных научных проблем, а приобщение студентов к са­мостоятельной работе, углубление их знаний, развитие твор­ческого подхода к решению поставленных задач. Чтобы повысить качество подготовки студентов, необходимо нау­чить их не только усваивать имеющийся фактический ма­териал, но и вырабатывать собственные решения.
Развитие творческих способностей студента невозмож­но привить только с помощью отдельных видов учебных занятий. Это умение приходит к нему в процессе коллек­тивной исследовательской деятельности, при выполнении технической и творческой работы, постановке эксперимен­та, обсуждении результатов исследований и т. д.
Опыт свидетельствует о том, что для успешного выпол­нения студенческой.научно-исследовательской работы не-' обходимо соблюдение следующих основных условий:

1. Активное участие студентов в научной работе на про­тяжении всего времени обучения в вузе.

2. Последовательное увеличение сложности решаемых задач с постепенной ориентацией студента в направлении профиля по специальности.

3. Обеспечение преемственности при выполнении науч­ной работы каждым студентом.
Понятие «научно-исследовательская работа студентов» (НИРС) включает в себя два элемента: 1) обучение студентов элементам исследовательского труда, привитие им навыков этого туда; 2) собственно научные исследования, проводимые студентами под руководством профессоров и преподавателей.
НИРС является продолжением и углублением учебного процесса, одним из важных и эффективных средств повышения качества подготовки.
Целями научной работы студентов выступают переход от усвоения готовых знаний к овладению методами получения новых знаний, приобретение навыков самостоятельного анализа социально-правовых явлений с использованием научных методик.
Основные задачи научной работы студентов:

а) развитие творческого и аналитического мышления, расширение научного кругозора;

б) привитие устойчивых навыков самостоятельной научно-исследовательской работы;

в) повышение качества усвоения изучаемых дисциплин;

г) выработка умения применять теоретические знания и современные методы научных исследований в юридической деятельности.
Научная работа студентов подразделяется на учебно-исследовательскую, включаемую в учебный процесс и проводимую в учебное время (УИРС), и научно-исследовательскую, выполняемую во внеучебное время (НИРС).
Учебно-исследовательская работа выполняется студентами по учебным планам под руководством профессоров и преподавателей. Формы этой работы:

а) реферирование научных изданий, подготовка обзоров по новинкам литературы;

б) выступление с научными докладами и сообщениями на семинарах;

в) написание курсовых работ, содержащих элементы научного исследования;

г) проведение научных исследований при выполнении дипломных работ;

д) выполнение научно-исследовательских работ в период учебной практики и стажировки.
Научно-исследовательская работа студентов, выполняемая во внеучебное время, включает:

а) работу в научных кружках и проблемных группах, создаваемых при кафедрах;

б) участие в научно-исследовательских работах по кафедральным темам;

в) выступления с докладами и сообщениями на научно-теоретических и научно-практических конференциях, проводимых в вузе;

г) участие во внутривузовских, межвузовских, региональных и республиканских олимпиадах и конкурсах на лучшую научную работу;

д) подготовка публикаций по результатам проведенных исследований;

е) разработка и изготовление схем, таблиц, слайдов, фильмов, наглядных пособий для учебного процесса.
Формами реализации УИРС и НИРС выступают: реферат, доклад, сообщение на конференции или заседании научного кружка, конкурсная работа, публикация, наглядные пособия для учебного процесса, курсовая работа, дипломная работа, магистерская диссертация и др.
Тематика научно-исследовательской рабооты студентов старших курсов разрабатывается профилирующей кафедрой вуза с участием профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, аспирантов и инженеров кафедры. Темы группируются по отдельным направле­ниям работы кафедры с учетом уровня, подготовки сту­дентов.
Темы должны быть теоретического, экспериментального и конструкторского характера. В последнем случае они могут быть связаны с разработкой экспериментальной или учебной установки, макета или действующего образца. Все темы должны быть тесным образом связаны с планами ра­бот кафедры.
Название темы должно быть кратким, ясным и отражать желаемые результаты работы. Темы исследования должны быть связаны с научными интересами руководителя, со­держание исследования должно быть посильным для вы­полнения его студентом старшего курса.
При разработке тем необходимо обязательно учитывать возможность связи учебно-исследовательской работы сту­дентов на подготовительном и основном этапах. Например, на младших курсах студент может подготовить реферат, связанный с анализом отдельных математических методов; на старших курсах он может применить эти методы для оп­ределения характеристик машин и механизмов, провести ис­следование какого-либо физического явления. Так создают­ся благоприятные условия для перерастания отдельных тем в дипломные работы и проекты.
Руководство научной работой студентов — одна из ос­новных обязанностей профессорско-преподавательского со­става. Качество руководства, его уровень определяют успех выполнения работы. Опыт показывает, что один пре­подаватель может успешно руководить работой четырех-пяти студентов. При выполнении комплексных тем за ним может быть закреплено шесть-восемь студентов. Хорошие результаты дает закрепление студентов за ведущим препо­давателем на длительный срок, особенно на старших курсах.
Очень важно согласовать содержание и методику сту­денческой научной работы и индивидуальными особенно­стями и уровнем подготовки студента, определить пер­спективы выполняемой работы, что выявляется в процес­се личной беседы руководителя со студентом.
Очень важно правильно спланировать выполняемую работу, назначить реальные сроки подготовки ее отдель­ных, этапов. Необходимо также учитывать сроки выполне­ния исследовательской работы и в соответствии с этим правильно определить общий объем исследований.
Подведение итогов научно-исследовательской работы студентов является одной из форм ее контроля. Эти итоги подводятся на семинарах кафедры, конференциях факуль­тета, вуза. Лучшие работы публикуются в научной печати, докладываются на конфе­ренциях, выдвигаются на конкурсы, премии.
^ ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Научные исследования направлены на решение различных научных и практических задач; в теплоэнергети­ке это чаще всего: исследование рабочих процессов энерге­тических машин и установок (газодинамика, теплообмен, горение, термодинамика и т. д.), повышение их производи­тельности, разработка принципов работы новых машин, перспективных преобразователей энергии.
В общем случае, рассматривая научно-исследователь­скую работу, можно выделить фундаментальные и приклад­ные исследования, а также опытно-конструкторские разра­ботки. Последние направлены на создание конкретных образ­цов техники, разработку новых технологических процессов и имеют специфические особенности.
Рассмотрим основные этапы выполнения фундаменталь­ных и прикладных научных исследований, которые имеют об­щие особенности (рис. 1). Потребности науки и практики при­водят к постановке определенных проблем в соответствующих областях знаний и отраслях производства, которые дол­жны быть решены в процессе научного исследования.


Рис. 1. Схема выполнения научного исследования:

^ 1—5 — частные проблемные вопросы; 6 — составление математической модели;

7 — использование известной математической модели; 8 — аналитические методы; 9 — приближенные методы; 10 — оценка погрешностей измерений; 11 — проверка полученных результатов; 12 — обобщение опытных данных; 13 — 16 — конкретные результаты выполнения научного исследования.

^ Первым этапом научного исследования является подроб­ный анализ современного состояния рассматриваемой про­блемы. Он выполняется на основе информационного поиска с широким применением ЭВМ. Создана разветвленная система научно-технической информации, по­зволяющая быстро находить интересующие сведения.
В результате анализа состояния проблемы составляют­ся обзоры, рефераты и экспресс-информации, делается клас­сификация основных направлений и ставятся конкретные задачи исследования. Далее осуществляется выбор метода исследования с использованием определенных критериев, составляется план-график выполнения работ, определяется ожидаемый экономический эффект.
^ Второй этап научного исследования сводится к выполне­нию поставленных на первом этапе задач. Чаще всего в фун­даментальных и прикладных исследованиях используется ма­тематическое или физическое моделирование, а также соче­тание этих методов.
Математическое моделирование включает в себя несколь­ко этапов. Это составление математической модели исследу­емого процесса на основе имеющихся сведений или исполь­зование готовой модели с правильным учетом основных и вто­ростепенных факторов, что во многих случаях позволяет упростить составляемую модель. При этом для удобства ре­шения и представления полученных результатов математи­ческое описание явления выполняется в безразмерных еди­ницах на основе теории подобия.
Далее осуществляется выбор метода решения (аналити­ческого, приближенного) с учетом нескольких факторов - требуемой точности, затрачиваемого времени, материальных затрат. Вычислительный эксперимент, осуществляемый, как правило, с помощью ЭВМ, позволяет получить результат ис­следования в виде численных данных, которые затем подвер­гаются соответствующей обработке. В результате получа­ются расчетные уравнения, графики и номограммы, характе­ризующие закономерности изучаемого процесса. Следует отметить, что при проведении расчетов и обобщении получен­ных результатов широко применяются теория подобия, по­зволяющая получить уравнения подобия, и математическая теория планирования эксперимента, значительно сокраща­ющая время на вычислительные процедуры.
Физическое, моделирование может выполняться на мо­дельной (лабораторной) или натурной установке, которые разрабатываются с учетом основных положений теории подобия физических явлений. Это позволяет определить геометрические размеры установок, диапазон изменения ос­новных параметров, наметить необходимые измерения и подо­брать соответствующую измерительную аппаратуру, пред­варительно оценить погрешность полученных результатов. Далее составляется программа проведения исследований.
Выполнение экспериментов может осуществляться по обычной схеме (схема последовательной переборки влияющих факторов) или с использованием математической теории пла­нирования эксперимента. После выполнения программы исследований производится проверка правильности получен­ных результатов, в результате обобщения опытных данных получаются соответствующие уравнения (чаще всего в без­размерных единицах), оценивается погрешность расчета по ним. На всех этапах физического моделирования широко при­меняется ЭВМ — для управления экспериментом и обобще­ния его результатов.
^ Третьим этапом научного исследования являются анализ полученных результатов и их оформление. Производится сравнение теории и эксперимента, дается анализ их возмож­ных расхождений. Окончательно оценивается экономическая эффективность выполнения исследования. Конкретными результатами научно-исследовательской работы могут быть: уточнение математической или физической модели явления, разработка новой методики расчета, новой теории, рекомен­даций по совершенствованию машин и установок, подго­товка данных для выполнения опытно-конструкторских ра­бот и т. д.

^ МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Метод научного исследования – это способ познания объективной действительности. Способ представляет собой определенную последовательность действий, приемов, операций, способствующих изучению окружающей действительности или практическому осуществлению какого-либо явления или процесса. При­меняемый в научных исследованиях метод зависит от харак­тера исследуемого объекта: например, метод спектрального анализа используется для изучения излучающих тел, метод измерения твердости — для изучения твердых тел.
Метод исследования определяется имеющимися на дан­ный период средствами исследования. Последние представ­ляют собой материальную систему, замещающую объект исследования (моделирование процессов и явлений) или са­мого исследователя. Методы и средства исследования тесно связаны между собой, стимулируют развитие друг друга.
С философской точки зрения методы научного исследова­ния делятся на всеобщие, общенаучные и конкретно-научные. Всеобщим методом научного исследования является материа­листическая диалектика, определяющая сущность исследо­вания, его отношение к изучаемому объекту. Она использует­ся во всех областях знаний и на всех этапах исследования, К общенаучным методам относятся анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия, моделирование и абстрагирование.
Общенаучные методы научного исследования имеют ог­раниченную область применения. Например, наблюдение и эксперимент широко используются в технических науках на всех этапах процесса познания; идеализация и формали­зация применяются, как правило, на этапе теоретического исследования, но в различных областях знаний.
Конкретно-научные методы исследования характерны для какой-то конкретной области знаний (математики, хи­мии, физики и т. д.). В последние годы в связи с интеграцией науки наметилась тенденция проникновения отдельных ме­тодов исследования из одной области знаний в другую; в отдельных случаях группа конкретно-научных методов применяется для исследования одного и того же объекта (напри­мер, в молекулярной биологии одновременно используют­ся методы физики, химии, математики и кибернетики).
В каждом научном исследовании можно выделить два ос­новных уровня: 1) эмпирический, на котором происходит процесс чувственного восприятия, установления и накопле­ния фактов; 2) теоретический, на котором достигается син­тез знания, проявляющийся чаще всего в виде создания на­учной теории.
В связи с этим общенаучные методы исследова­ния можно разделить на три группы:

1. Методы эмпирического уровня исследования.

2. Методы теоретического уровня исследования.

3. Методы эмпирического и теоретического уровней ис­следования.
^ МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКОГО УРОВНЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эмпирический уровень исследования связан с вы­полнением экспериментов» наблюдений и поэтому здесь вели­ка роль чувственных форм отражения окружающего мира. К основным методам эмпирического уровня исследования относятся наблюдение, измерение и эксперимент.
Наблюдение — это целенаправленное и организованное восприятие объекта исследования, позволяющее получить первичный материал для его изучения. Этот метод исполь­зуется как самостоятельно, так и в сочетании с другими ме­тодами, В процессе наблюдения непосредственного воздей­ствия наблюдателя на объект исследования не происходит. Вследствие ограниченности человеческих органов чувств при наблюдениях широко применяются различные прибо­ры и инструменты.
Чтобы наблюдение было плодотворным, оно должно удов­летворять ряду требований. Наблюдение должно вестись для определенной четко поставленной задачи; в первую очередь должны рассматриваться интересующие исследователя сто­роны явления; наблюдение должно быть активным; надо ис­кать нужные объекты, определенные черты явления. Наблюдение необходимо вести по разработанному плану (схе­ме), оно должно подчиняться определенной тактике.
Результаты наблюдения дают не только первичную ин­формацию об объекте исследования. При правильном объяс­нении в некоторых случаях они могут привести к крупным открытиям, в связи с чем наблюдательность является одним из важных качеств научного работника. Качество результатов, полученных в процессе инстру­ментального наблюдения, определяются точностью применяе­мых приборов. В отдельных случаях эти приборы могут при­водить к возмущающему воздействию на наблюдаемый объект. Поэтому вопросы совершенствования измерительной техни­ки уже на первоначальных ступенях познания играют важ­ную роль. Наблюдения широко применяются при исследо­вании теплоэнергетических процессов. Чаще всего они про­являются в виде качественных опытов, характеризующих основные особенности физической структуры потока.
Измерение — это процедура определения численного зна­чения характеристик исследуемых материальных объектов (массы, длины, скорости, температуры, количества теплоты и т. д.). Измерения выполняются с помощью соответствую­щих измерительных приборов и сводятся к сравнению изме­ряемой величины с некоторой однородной с ней величиной, принятой в качестве эталона. Измерения дают достаточно точные, количественно определенные описания свойств тел, существенно расширяя познания об окружающей действи­тельности. В результате высококачественных измерений мо­гут быть установлены факты и сделаны эмпирические откры­тия, приводящие к коренному изменению взглядов в опре­деленной области знаний.
Измерение с помощью приборов и инструментов не может быть абсолютно точным, что является одним из про­явлений диалектического соотношения между абсолютной и относительной истинами. В связи с этим при измерениях большое значение уделяется оценке погрешности изме­рений.

В теплоэнергетических исследованиях вопросы измере­ния занимают первостепенное место. Чаще всего здесь измеряют температуру, давление, влажность, скорость, расход потока и другие параметры рабочей среды.
Эксперимент — система операций, воздействий и (или), наблюдений, направленных на получение информации об объекте при исследовательских испытаниях, которые могут осуществляться в естественных и искусственных условиях при изменении характера протекания процесса.
Эксперимент используется на заключительной стадии исследования и есть критерием истинности теорий и ги­потез. С другой стороны, эксперимент во многих случаях является источником новых теоретических представлений, развиваемых на основе данных проведенного опыта или законов, следующих из эксперимента. Всякое игнориро­вание эксперимента неизбежно ведет к ошибкам.
Эксперимент включает в себя выделение объекта иссле­дования, создание необходимых условий для его выпол­нения, активное воздействие на объект исследования, процессы наблюдения и измерения.
Преимущества экспериментального изучения объекта по сравнению с простым наблюдением заключаются в следующем. Во-первых, явление может изучаться в «чи­стом» виде благодаря устранению побочных факторов; во-вторых, эксперимент дает возможность изучения свойств объекта в экстремальных условиях (сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления и др.), что позво­ляет глубже проникнуть в сущность явлений. Третьим достоинством эксперимента является его повторяемость — возможность проведения заданного числа исследований.
Эксперименты могут быть натурными и модельными. Натурный эксперимент изучает явления и объекты в их естественном состоянии, модельный — моделирует эти про­цессы, позволяет изучать более широкий диапазон изме­нения определяющих факторов. Натурный и модельный эксперименты широко применяются при исследовании теплоэнергетических процессов.
^ МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
На теоретическом уровне исследования исполь­зуются такие общенаучные методы, как идеализация, формализация, принятие гипотезы, создание теории.
Идеализация — это мысленное создание объектов и условий, которые не существуют в действительности и не могут быть созданы практически Она дает возможность лишить реальные объекты некоторых присущих им свойств или мысленно наделить их нереальными, гипотетическими свойствами, позволяя получить решение задачи в конечном виде. Например, в различных областях знаний (физика, теплопередача) широко применяются понятия абсолютно черного и абсолютно белого тел, абсолютно твердого тела, идеального газа и идеальной жидкости.
Идеализация достигается многоступенчатым абстра­гированием, мысленным переходом к предельному случаю в развитии какого-либо свойства (абсолютно черное тело) или простым абстрагированием (несжимаемая жидкость). Естественно, любая идеализация правомерна лишь в опре­деленных пределах.
Формализация — это метод изучения различных объек­тов, при котором основные закономерности явлений и про­цессов отображаются в знаковой форме, с помощью формул или специальных символов. Формализация обеспечи­вает обобщенность подхода к решению различных задач, позволяет формировать знакомые модели предметов и явлений, устанавливать закономерности между изучаемыми фактами. Символика искусственных языков придает крат­кость и четкость фиксации значений и не допускает двухсмысленных толкований, что невозможно в обычном языке.
Гипотеза — научно обоснованная система умозаклю­чений, посредством которой на основе ряда фактов делает­ся вывод о существовании объекта, связи или причины явления. Гипотеза является формой перехода от фактов к законам, переплетением достоверного, принципиально про­веряемого, но недоступного проверке опыта прошлого и представлении о будущем, уже используемого и лишь по­тенциально возможного.
Теория представляет собой наиболее высокую форму обобщения и систематизации знаний. Она описывает, объясняет и предсказывает совокупность явлений в неко­торой области действительности и сводит открытые в этой области законы к единому объединяющему началу. Создание теории основывается на результатах, полученных на эмпирическом уровне исследования. Затем эти результаты на теоретическом уровне исследования упорядочиваются, приводятся в стройную систему, объединенную общей идеей, уточняются на основе вводимых в теорию абстрак­ций, идеализации и принципов. В дальнейшем с исполь­зованием этих результатов выдвигается гипотеза, которая после успешной проверки практикой становится научной теорией. Таким образом, в отличие от гипотезы теория имеет объективное обоснование.
^ МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭМПИРИЧЕСКОГО УРОВНЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ
На теоретическом и эмпирическом уровнях иссле­дования используются анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия, моделирование и абстрагирование.
Анализ — метод познания, за­ключающийся в мысленном расчленении предмета исследо­вания или явления на составные более простые части и выде­лении его отдельных свойств и связей. Однако анализ— не конечная цель исследования. Понимание внутренней струк­туры объекта, характера его функционирования и законо­мерностей развития Достигается с помощью синтеза явления.
Синтез — метод познания, состоящий в мысленном соеди­нении связей отдельных частей сложного явления и познания целого в его единстве. Синтез дополняет анализ и находится с ним в неразрывном единстве. Без изучения частей нельзя познать целое, без изучения целого с помощью синтеза нель­зя до конца понять функции частей в составе целого. Именно поэтому диалектический материализм подчеркивает единст­во и неразрывную связь методов анализа и синтеза.
Все области знаний пользуются методами анализа и син­теза. В естественных науках анализ и синтез могут осуще­ствляться не только теоретически, но и практически: исследу­емые предметы фактически расчленяются и соединяются, устанавливаются их состав, связи и т. д.
Примером использования методов анализа и анализа в теории теплообме­на является изучение процесса тепло­отдачи — переноса теплоты от потока к стенке и наоборот. Этот сложный про­цесс расчленяется на два простых: те­плопроводность и конвекцию. Изучая каждый из них в отдельности формулируя их признаки и основные количественные зависимости можно делать вывод о сущности и закономерностях про­цесса теплоотдачи. Совершенно аналогично подходят к изу­чению физической структуры пограничного слоя потока.
Индукция представляет собой метод перехода от знания отдельных фактов к знанию общего, к эмпирическому обоб­щению и установлению общего положения, отражающе­го закон или другую существенную связь. При индуктивном методе исследования общее знание предмета исследования создается на основе исследования предметов определенного класса, нахождения в них общих существенных признаков, что служит основой для получения сведений об общем при­знаке, характерном для данного класса предметов.
Индуктивный метод широко применяется при выводе те­оретических и эмпирических формул в теории теплообмена.
Дедукция — метод перехода от общих положений к част­ным, получение из известных истин новых истин с использо­ванием законов и правил логики. Важным правилом дедук­ции является следующее: «Если из высказывания А следует вы­сказывание В и высказывание А истинно, то высказывание В также истинно»; при этом заключение об истинности В следует с необходимостью.
Индуктивные и дедуктивные методы — различны по свое­му содержанию и противоположны. Во-первых, с помощью ин­дукции получаются вероятностные значения различной степе­ни достоверности, а с помощью дедукции при условии истин­ности предпосылок — истинные значения. Во-вторых, индук­ция представляет собой различные способы обобщения фак­тов и эмпирических данных, а дедукция—способ построения теории. Поэтому индуктивные методы имеют важное значе­ние в науках, где преобладают эксперимент, его обобщение, разработка гипотез. Дедуктивные методы в первую очередь применяются в теоретических науках. В теории теплообме­на и теплотехнике широко пользуются методами индукции и дедукции.
Аналогия — метод научного исследования, когда знания о неизвестных предметах и явлениях достигаются на основе сравнения с общими признаками предметов и явлений, кото­рые исследователю известны.
Моделирование — метод научного познания, заключаю­щийся в замене при исследовании изучаемого предмета или явления специальной моделью, воспроизводящей главные особенности оригинала» и ее последующем исследовании. Таким образом, при моделировании эксперимент проводят на модели, а результаты исследования с помощью специальных методов распространяют на оригинал.
Модели могут быть физическими и математическими, в связи с чем различают физическое и математическое модели­рования. При физическом моделировании модель и оригинал имеют одинаковую физическую природу; любая эксперимен­тальная установка является физической моделью какого-либо процесса. Создание экспериментальных установок и обобщение результатов физического эксперимента осущест­вляются на основе теории подобия, которая позволяет пере­носить результаты модельных исследований на оригинал.

При математическом моделировании модель и оригинал могут иметь одинаковую и различную физическую природу. В первом случае какое-либо явление или процесс исследуют­ся на основе их математической модели, представляющей со­бой систему уравнений с соответствующими условиями од­нозначности; во втором — используют факт одинакового по внешней форме математического описания явлений различ­ной физической природы. В теории теплообмена и гидромеха­нике широко применяются методы аналогий — электротеп­ловой, электрогидродинамической, магнитогидродинамичес-кой и др. Это позволяет по изученному электрическому или магнитному полю в некоторой области делать выводы о ко­личественных характеристиках течения или температур­ного поля в этой же области.
Модели могут быть «полными» или «частичными», пред­ставлять отдельные свойства объекта или выполняемую им функцию (функциональные модели), однако, границы между различными моделями весьма условны.
Абстрагирование — метод научного познания, заклю­чающийся в мысленном отвлечении от ряда свойств, связей, отношений предметов и выделении нескольких интересую­щих исследователя свойств или признаков. Результат абст­рагирования называют абстракцией.
Абстрагирование позволяет заменить в сознании челове­ка сложный процесс более простым, который характеризует» тем не менее, наиболее существенные признаки предмета или явления, что особенно важно для образования многих по­нятий.
Абстрагирование может применяться для реальных и аб­страктных объектов, которые уже прошли процесс абстрак­ции. В последнем случае имеет место многоступенчатое абст­рагирование, которое ведет к абстракциям все возрастающей степени сложности.

Критерием того, насколько вводимая абстракция правильна, служит практика. Абстракция выступает в качестве элемента более сложных по своей структуре методов экс­перимента, анализа и моделирования.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Студенты по-разному относятся к работе в научных кружках и проблемных группах, к написанию рефератов, докладов, курсовых и дипломных работ. Одни берут любую тему, лишь бы выполнить учебный план и получить положительную оценку своей работы. Они прибегают к быстрому и легкому способу выполнения работы – списыванию ее из каких-либо источников, соединению результатов чужих исследований без самостоятельной обработки источников (к компиляции). Других же студентов привлекает сам процесс научного исследования.

Они уделяют серьезное внимание выбору темы (ее актуальности и новизне) и методов исследования, его подготовительному этапу, аналитической работе и решению научных задач.

Самостоятельная научно-исследовательская работа более эффективна

по сравнению с обычным списыванием. Овладев навыками научного исследования и написания научных работ, в дальнейшем выпускник учебного заведения с успехом может использовать приобретенный опыт для умножения своих знаний, повышения качества практической деятельности, а также для получения послевузовского образования в виде обучения в аспирантуре или в порядке соискательства.
^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дикий Н.А., Халатов А.А. Основы научных исследований – теплоэнергетика

2. Сабитов Р.А. Основы научных исследований

3. Баптизманский В.И. Основы научных исследований в черной металлургии


Скачать файл (170.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru