Научное исследование. Технология исследовательской работы        

Понятие научного исследования. Статическая и динамическая структура научного исследования

В общем случае под научным исследованием обычно понимается деятельность, направленная на всестороннее изучение объекта, процесса или явления, их структуры и связей, а также получение и внедрение в практику полезных для человека результатов. Любое научное исследование должно иметь свой предмет и объект, которые и задают область исследования.

Объектом научного исследования выступает материальная или идеальная система, а в качестве предмета может быть структура этой системы, закономерности взаимодействия и развития ее элементов и т.п.
Научное знание вырабатывается в процессе научно- исследовательской деятельности. Именно исследование является способом научной деятельности, обеспечивающим получение новых знаний. Исследовательская работа – это главная движущая сила производства научных знаний. Поэтому необходимо рассмотреть структуру научно- исследовательской деятельности: из каких компонентов она состоит, какова её динамика и уровни?

К структурным компонентам научно-исследовательской деятельности относятся субъект, объект и средства.

Субъект научной деятельности функционирует в современном обществе на трех взаимодействующих уровнях. На первом из них субъект выступает как индивид – исследователь, ученый, научный труд которого не обязательно носит совместный характер, но всегда является всеобщим трудом, так как он обусловливается частью кооперацией современников, частью использованием труда предшественников. Таким образом, ученый – это не абстрактный индивид или «гносеологический Робинзон», но «продукт» социально-исторического развития; его индивидуальная творческая деятельность, будучи достаточно автономной, в то же время всегда социально детерминирована. На втором уровне субъектом научного познания выступает коллектив, научное сообщество, в котором осуществляется интеграция многих умов, т. е. он действует как «совокупный ученый» (лаборатория, институт, академия и др.). Наконец, на третьем уровне субъектом научного познания оказывается общество в целом, на первый план здесь выдвигается проблема социальной организации науки и ее особенности в различных социально-экономических структурах.

Таким образом, вычленение уровней позволяет отразить объективную диалектику индивидуального и коллективного в субъекте научного познания. Каждый из этих уровней представлен в науке, и каждый важен по-своему.

Объект научной деятельности становится таковым лишь вследствие активной материально-практической и теоретической деятельности исследователя. Фрагмент реальности, став объектом познания, подвергается, прежде всего, предметно-орудийному воздействию, например в ходе физического эксперимента, а для того чтобы он стал объектом теоретического мышления, его «превращают» в идеальный объект путем представления через сеть научных понятий, специально созданную систему научных абстракций. Отсюда возникает необходимость введения понятия «предмет науки», которое фиксирует признаки объекта познания, необходимые для его познания в ходе активной познавательной деятельности, в целом общественно-исторической практики субъекта.

Один и тот же объект познания может стать основой для формирования предмета ряда наук, например, человек стал предметом исследования нескольких сотен наук, естественных и социально- гуманитарных, то же можно сказать и о таких объектах, как язык, наука, техника и т. д. В дальнейшем может возникнуть необходимость создания общей теории данного объекта, что возможно лишь на основе объединения данных разных наук путем применения принципов системного подхода и ведет к созданию новой научной дисциплины. Так было, например, в случае кибернетики, экологии, общей теории систем, синергетики. Возможна и другая ситуация: предмет науки складывается как отражение существенных параметров некоторого множества объектов, взятых в определенном отношении. Так, предмет химии – превращения различных веществ, сопровождающихся изменением их состава и строения; предмет физиологии – функции различных живых организмов (рост, размножение, дыхание и др.), регуляция и приспособление организмов к внешней среде, их происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития.

Средства научной деятельности включают материально- технические приборы, инструменты, установки и т. д., а также различного рода знаковые средства, в первую очередь язык – специальный научный и естественный. К средствам должны быть отнесены и методы получения, проверки, обоснования и построения знания, которые, как и язык, выделены в самостоятельный фактор в силу их специфики и особой значимости в научно-познавательной деятельности. Следует особо отметить принципиальное изменение всех средств научной деятельности в связи с происходящим техническим перевооружением науки информационной техникой, радикальным совершенствованием технических средств в области общественного обмена информацией.

Принципиальными моментами становятся наличие персональных компьютеров и Интернета, подключающих исследователя не только к базам данных, но и к экспертным системам для консультаций; возможность интегрировать национальные и международные информационные базы данных и обеспечить принципиально новый уровень знаний в различных областях.

Рассмотренные компоненты научной деятельности раскрывают ее статическую структуру, тогда как анализ структуры деятельности в динамике предполагает вычленение основных этапов научного исследования. В самом обобщенном виде можно выделить следующие этапы: постановку проблемы, вычленение объекта и предмета исследования; эксперимент; описание и объяснение фактов, полученных в эксперименте, – создание гипотезы (теории); предсказание и проверка полученного знания.

Очевидно, что этапы исследования варьируются в зависимости от специфики науки естествознания, математики или социально-гуманитарных дисциплин.

 Для структурного разграничения целостной системы научного знания и познавательной деятельности в методологии существуют понятия эмпирического и теоретического уровней. Рассмотрим эти понятия. Эмпирическое не сводится к обыденно-практическому знанию, так как является уровнем специализированного научного познания, предполагающего, в отличие от обыденного, целенаправленную систематизированную деятельность на основе специальных методов и системы понятий. По этой же причине нельзя всякую умственную деятельность считать теоретической. Неправомерно также отождествлять эмпирическое и теоретическое с чувственным и логическим. Как стороны единого процесса, чувственное и логическое характеризуют любое познание, непосредственное отношение субъекта к объекту, особенности индивидуальной познавательной деятельности. Деление на чувственность и мышление опирается на данные физиологии высшей нервной деятельности и психологии, тогда как деление на эмпирическое и теоретическое отвлекается от процессов такого рода, относится к научному познанию и классифицирует методы и формы знания, типы исследований. Наконец, что особенно важно подчеркнуть, чувственное и логическое представлено и определенным образом сочетается как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях научного познания.

Научное исследование отличается целенаправленностью, поэтому каждый исследователь должен четко сформулировать цель своего исследования. Целью научного исследования является проектируемый результат исследовательской работы. Это может быть всестороннее изучение какого-либо процесса или явления, связей и отношений с использованием разработанных в науке принципов и методов познания, а также получение и внедрение в практику полезных для человека результатов.

Научные исследования классифицируются по различным основаниям.
В нормативных актах о науке научные исследования делят по целевому назначению на

фундаментальные,

прикладные.

Фундаментальные научные исследования – это экспериментальная или теоретическая деятельность, направленная на получение новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования и развития человека, общества, окружающей природной среды. Например, к числу фундаментальных можно отнести исследования о закономерностях поведения неравновесных неустойчивых динамических систем.
Прикладные научные исследования – это исследования, направленные преимущественно на применение новых знаний для достижения практических целей и решения конкретных задач. Например, исследование системы управления конкретной неустойчивой динамической системой. Иными словами, они направлены на решение проблем использования научных знаний, полученных в результате фундаментальных исследований, в практической деятельности людей.

Поисковыми называют научные исследования, направленные на определение перспективности работы над темой, отыскание путей решения научных задач.
Разработкой называют исследование, которое направлено на внедрение в практику результатов конкретных фундаментальных и прикладных исследований.

По источнику финансирования различают

научные исследования бюджетные,

хоздоговорные

и нефинансируемые.

Бюджетные исследования финансируются из средств бюджета. Хоздоговорные исследования финансируются организациями-заказчиками по хозяйственным договорам. Нефинансируемые исследования могут выполняться по инициативе ученого, индивидуальному плану преподавателя.
По срокам выполнения научные исследования можно разделить на

долгосрочные,
краткосрочные

экспресс-исследования.

В зависимости от форм  и методов исследования некоторые авторы выделяют экспериментальное, методическое, описательное, экспериментально-аналитическое, историко-биографическое исследования и исследования смешанного типа.

Классификация НИ по различным основаниям

3.2.  Этапы научно-исследовательской работы

Для успеха научного исследования его необходимо правильно организовать, спланировать и выполнять в определенной последовательности.

Эти планы и последовательность действий зависят от вида, объекта и целей научного исследования. Так, если оно проводится на технические темы, то вначале разрабатывается основной предплановый документ – технико-экономическое обоснование, а затем осуществляются теоретические и экспериментальные исследования, составляется научно-технический отчет и результаты работы внедряются в производство.

Можно наметить следующие последовательные этапы их выполнения:

1) подготовительный;

2) проведение теоретических и эмпирических исследований;

3) работа над рукописью и её оформление;

4) внедрение результатов научного исследования.

Представляется необходимым сначала дать общую характеристику каждому этапу научно-исследовательской работы, а затем более подробно рассмотреть те из них, которые имеют большое значение для выполнения научных исследований студентами.

^ Подготовительный (первый) этап включает: выбор темы; обоснование необходимости проведения исследования по ней; определение гипотез, целей и задач исследования; разработку плана или программы научного исследования; подготовку средств исследования (инструментария).

Вначале формулируется тема научного исследования и обосновываются причины её разработки. Путем предварительного ознакомления с литературой и материалами ранее проведенных исследований выясняется, в какой мере вопросы темы изучены и каковы полученные результаты. Особое внимание следует уделить вопросам, на которые ответов вообще нет либо они недостаточны.

Составляется список нормативных актов, отечественной и зарубежной литературы, при написании диссертационных исследований – список тем диссертаций, а при невозможности посмотреть весь текст диссертации можно в некоторых случаях ограничиться изучением авторефератов диссертаций.

Разрабатывается методика исследования. Подготавливаются средства НИР в виде анкет, вопросников,  программ, оборудования  и др.

Для проверки их годности могут проводиться пилотажные исследования.

^ Исследовательский (второй) этап состоит из систематического изучения литературы по теме, статистических сведений; проведения теоретических и эмпирических исследований, в том числе сбора статистической информации, обработки, обобщения и анализа полученных данных; объяснения новых научных фактов, аргументирования и формулирования положений, выводов и практических рекомендаций и предложений.

^ Третий этап включает: определение композиции (построения, внутренней структуры) работы; уточнение заглавия, названий глав и параграфов; подготовку черновой рукописи и её редактирование; оформление текста, в том числе списка использованной литературы и приложений.

^ Четвертый этап состоит из внедрения результатов исследования в практику и авторского сопровождения внедряемых разработок. Научные исследования не всегда завершаются этим этапом, но иногда научные работы и результаты диссертационных исследований рекомендуются для внедрения в практическую деятельность и в учебный процесс

Этапы НИР

1. Подготовительный

Тема и обоснование, степень изученности, актуальность

Список нормативных актов, литературы, диссертаций

Методика исследований, подготовка средств НИР

2. Исследовательский

Изучение литературы

Теоретические и эмпирические исследования

Обобщение и анализ результатов

Объяснение новых фактов

Формулировка выводов и предложений

3. Работа над рукописью

Композиция (внутренняя структура работы)

Заглавие

Названия глав и параграфов

Подготовка черновой рукописи

Оформление текста и списка литературы

4. Внедрение результатов (возможные варианты)

Новые процессы (в том числе учебные)

Агрегаты и устройства

Методические разработки

Рекомендации

3.3. Формулировка темы, проблемы и цели научного исследования   

Объектом исследования является система как некая совокупность предметов, признаков, свойств и отношений между ними. Но в методологическом отношении очень важным оказывается понимать и учитывать класс этой системы, её место в ряду других систем. Объект исследования должен быть вычленен из прочих. Перед тем как начать исследование надо ясно представить себе, что именно мы хотим исследовать.

Цель исследования  это критерий его эффективности. Это конкретное конечное состояние или искомый результат, который предполагается достичь в процессе исследования. Цель, как известно, должна быть конкретной и должна формализоваться в контрольные параметры или критерии достижения цели. Обычно это описывается в следующих выражениях: изучить …, описать …, установить …, выяснить …

 Заключается в поиске наиболее эффективных вариантов строения системы  и организации ее функционирования и развития. Но это общее представление о цели. В реальности проведение исследования преследует множество целей.  Необходимо уметь анализировать иерархию целей и выделять главную и второстепенные цели. При анализе целей не стоит забывать о целеустремлениях участников научной разработки. Для успеха дела необходимо эти целеустремления согласовать с генеральной целью. Цели исследования могут быть текущими и перспективными, общими и детальными, постоянными и эпизодическими. Методология любого исследования начинается с выбора, постановки и формулирования его генеральной цели. Цель должна быть значимой. Она не должна противоречить общечеловеческой морали и этике. Цель должна быть достижимой в том интервале времени, которым ограничено исследование.

Предметом исследования является проблема. Проблема - это реальное противоречие, требующее своего разрешения.  Научное исследование не только начинается с выдвижения проблемы, но и постоянно имеет дело с проблемами, так как решение одной из них приводит к появлению других, которые порождают множество новых проблем. Истинная научная проблема отличается тем, что ответ на неё не может быть получен путём преобразования имеющейся информации. Решение научной проблемы всегда предполагает выход за пределы известного и поэтому не может быть получено по каким-то готовым правилам и методам. Это не исключает возможности и целесообразности планирования исследований. Проблемные ситуации в науке возникают тогда, когда обнаруживаются новые факты, которые не могут быть объяснены с точки зрения имеющихся теорий и представлений. Научная проблема это форма научного знания, содержание которой составляет то, что ещё не познано (знание о незнании)

Цель, объект и предмет исследования должны быть взаимоувязаны и составлять сущность одного исследования. Если не будет соблюдаться это условие, то результат может быть и противоположным, как в известной присказке: «Казнить нельзя помиловать», в которой нужно определиться, где ставить запятую. В некоторой области знаний (системе управления) может быть выполнено множество исследований, объект может быть один и тот же, но каждому исследованию (теме) должны соответствовать своя цель и предмет исследования (рис. 1.7).

Должна быть сформулирована задача исследования, которая определяет отношение субъекта исследования к его объекту и предмету исследования. Задача в конкретных случаях (исследовательских срезах системы управления) получает различные интерпретации: исследование свойств объекта, конструирование, реструктуризация, создание объекта, его использование.

Связи между объектом, предметом, исследователем и задачей (рис. 1.4) устанавливает язык исследования, с его помощью исследователь может отразить все свойства объекта, которые необходимо принять во внимание при решении задачи. Язык здесь понимается в общенаучном смысле как совокупность тезауруса (комплекса понятий и взаимосвязей между ними), знаковой системы (алфавита и словаря), грамматики (правил построения знаковых конструкций), семантики (правил осмысления знаковых конструкций, т.е. соотнесения их к элементам и связям тезауруса).

3.4. Формирование гипотезы, методики и рабочего плана исследования     

Особое значение при проведении исследования (рис. 1.8) придается разработке гипотезы. Гипотеза – это научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо явления и требующее проверки на опыте и теоретического обоснования для того, чтобы стать достоверной научной истиной (теорией).

После разработки гипотезы формируется концепция исследования, или, другими словами, – единый определяющий замысел (идея) исследования. Концепция, как известно, рассматривается как комплекс основополагающих идей, принципов, правил, раскрывающих сущность и взаимосвязи данного явления или системы и позволяющих определить систему показателей, фактов и условий, способствующих решению проблемы, формированию стратегии, установлению правил поведения личности.

Концепция исследования авоматизированной системы управления (АСУ) может содержать следующие смысловые разделы :

• общее определение исследуемой проблемы;
• местоположение проблемы в АСУ (подсистема, элемент, компонент);
• цель исследования;
• основная идея решения проблемы;
• общее определение методов исследования;
• укрупненная оценка потребности в ресурсах для проведения исследования (людские, временные, финансовые).

На основе концепции исследования разрабатывается программа (или план) исследования, в соответствии с которой определяют порядок выполнения, включающий три этапа исследования:

• сбор данных (экспериментальная проверка гипотез);
• классификация, анализ и интерпретация;
• выводы, обобщение, корректировка гипотезы или разработка новой гипотезы.

Программа исследования должна быть сбалансирована по срокам, исполнителям, используемым методам исследования и обработки исходных данных, средствам, а также увязана с другими исследовательскими планами и программами.

В программе могут быть определены следующие цели исследования :

• теоретические (фундаментальные);
• практические.

Теоретические цели исследования системы управления – это анализ отношений и ограничений, которыми определяется АСУ.

Практические исследования, в свою очередь, могут проводиться в целях совершенствования системы управления:

совершенствование алгоритмической структуры;

совершенствование технического обеспечения;

совершенствование информационного обеспечения;

совершенствование методов автоматизированного управления;

изменение функций управления и т.д.

Таким образом, научный метод или научные разработки обслуживают практику. Наука выполняет роль инструмента для построения абстрактных заместителей реально действующих АСУ и их составляющих элементов, позволяя разрешать практические задачи, тем самым обеспечивая развитие АСУ. В этом заключается функциональная роль научных исследований в развитии автоматизированных систем управления.

3.5. Результаты научного исследования: виды и требования       

Научно-исследовательская работа (НИР): Комплекс теоретических и (или) экспериментальных исследований, проводимых с целью получения обоснованных исходных данных, изыскания принципов и путей создания (модернизации) продукции.
Основанием для выполнения НИР служит техническое задание (ТЗ) на выполнение НИР и (или) контракт (договор) с заказчиком - в случае наличия заказчика.
Этапы выполнения НИР

Этапы конкретной НИР, а также необходимость их приемки должны быть определены в ТЗ и контракте на ее выполнение.

Задание на семинарское занятие №2

По теме дипломной работы написать вводную часть автореферата, включающую следующие разделы:

1.     Титульный лист

2.     Актуальность темы

3.     Цель и задачи исследования

4.     Объект исследования

5.     Предмет исследования

6.     Методы исследования

7.     Практическое значение работы

8.     Структура (основные разделы) дипломной работы

В качестве образцов использовать авторефераты диссертационных работ.