Исследовательская стадия научного процесса

Исследовательская стадия научно-исследовательского процесса как и организационная, проходит в несколько этапов:

- создание новой информации и выбор критериев оценки;

- сбор и группировка информации;

- выполнение исследований с применением теоретических и эмпирических методов, куда включаются следующие этапы:

доказательство гипотез;

подготовка предварительных рекомендаций;

корректировка предварительных выводов и рекомендаций;

опубликование предварительных выводов и рекомендаций.

Схема исследовательской стадии научного процесса приведена на рисунке 9.2.

Рисунок 9.2 Обоснование темы исследования.

Создание новой информации происходит в результате проведения наблюдений, экспериментов и других видов исследований, направленных на получение исходной информации об объекте. При этом предполагается параллельное изучение процессов и явлений, которые могут влиять на состояние объекта исследования. Подобное изучение темы позволяет обнаружить положительные и отрицательные факторы влияния и определить критерии их оценки.

Полученную информацию об объекте и сопутствующих процессах, и явлениях собирают и группируют для дальнейшего преобразования в соответствии с целью исследования.

Новую информацию об объекте могут поставлять источники как первичной так и вторичной информации. Это происходит в том случае, когда данные, полученные ранее с другой, не связанной с конкретным исследованием, целью, преобразуются или обрабатываются таким образом, что становится пригодным для использования их при решении новой задачи.

Методов создания новой информации об объекте огромное количество.Большинство их относится к конкретно-научным методам, то есть таким, которые принимаются только в определенной области науки и при определенных условиях проведения исследования и характеристиках объекту изучения, например, метод максимального давления в пузырьке для измерения поверхностного натяжения при изучении физико-химических свойств материалов или вибрационный метод для определения вязкости жидкости. Такие специальные или специфические методы рассматривать нет надобности, им посвящена специальная литература по определенным областям знаний. Заметим только, что значительное количество способов получения новой информации об объекте в естественных науках основана на разнообразных методах измерения, счете и наблюдении. В общественных науках – наблюдении и документалистике.

Собранную новую информацию об объекте группируют и обрабатывают таким образом, чтобы иметь возможность использовать ее в дальнейших процедурах в соответствии с целью работы.

Этап выполнения исследований с использованием теоретических и эмпирических методов исследовательской стадии научно-исследовательского процесса начинается с доказательства гипотезы, что, собственно, и является смыслом и целью исследовательской стадии.

Путь к гипотезе пролегает через идеи – мысли, которые достигли высшей степени объективности, полноты и конкретизации и в то же время направлены на практическую реализацию. Они не возникают на пустом месте, им предшествуют базисные знания, научные открытия, изобретения, изучение опыта и результатов исследования отечественных и зарубежных коллег. По подсчетам американских ученых, на каждый результат НИР, который используется в производстве, приходится 8 патентов (авторских свидетельств), 98 технически осуществляемых решений и 540 идей, из которых и формируется гипотеза.

Первичные, или предварительные, гипотезы в процессе исследования, как правило, неоднократно анализируются, критикуются, уточняются и в результате становится более достоверными.

Проведение теоретических исследований с целью доказательства гипотезы выполняется в соответствии с программой исследования, методикой исследования и рабочим планом.

Формулирование предварительных выводов и рекомендаций выполняется на основании доказательства или, в равной степени, опровержение гипотезы с учетом всех важных изменений, дополнений, уточнений и т. д., которые произошли в процессе ее доказательства или опровержения.

Прежде чем строить заключения – краткое изложение полученных результатов, исследователь должен еще раз проверить завершенность каждой отдельной части работы и доказательность аргументации в целом. Лишь после этого следует формулировать выводы по сути поставленной проблемы, побочным и второстепенным вопросам, и вопросам практического значения, использованию полученных результатов.

Выводы рекомендуется формулировать тщательно, точно, не перегружая цифровыми данными и дополнительными отдельными выкладками. Их обоснование должно содержаться в предыдущем изложении. Выводы облегчают читателю оценку и использование результатов исследования, а самому исполнителю они служат средством самопроверки.

Предложения и рекомендации относительно практического использования выводов при решении конкретной задачи в определенных условиях должны быть перспективными. При этом необходимо учитывать не только условия, которые существуют, но и изменения, что должны произойти в ближайшее время. В перспективных работах, которые решают крупные проблемы, такому прогнозированию отводится особое место. В этом случае воплощения в жизнь принятых на основании рекомендаций решений связано с большими затратами, нарушением протекания больших технологических процессов и т.п. Поэтому должны быть предусмотрены все необходимые материальные и организационные предпосылки. В процессе разработки перспективных предложений исследователь должен наиболее эффективно использовать историческую часть своей работы. Недостатки учета общей перспективы развития отрасли, отдельной проблемы становятся причиной того, что результаты исследования остаются нереализованными. Подобно выводам, предложения могут иметь как положительный, так и отрицательный характер(например, отказ от методики планирования отдельных показателей, которая использовалась раньше).

Предварительные рекомендации обычно завершают теоретическую часть прикладных исследований. Однако они могут завершать целиком теоретическую работу и потому носить организационно-методический характер.

Выдвигая те или иные предложения, исследователь определяет их эффективность. При этом необходимо не только учитывать их положительный эффект, но и сопоставлять его с объемом связанных с их внедрением трудовых, материальных и денежных затрат. Без такой оценки невозможно определить степень реальности проведения и окупаемость соответствующих мероприятий. Если предложения будут приняты, расчет станет основанием для планирования их осуществления.

Если рекомендуется использование одного из многих конкурирующих предложений, выполняется сравнительный расчет эффекта и затрат по каждому варианту и избирается тот, что обеспечивает наилучшие показатели. При разработке такого экономического обоснования предложений обращают внимание на два следующих положения:

1. Наряду с прямым эффектом использования предложений учитывают и побочный эффект. Например, внедрение новой методики планирования или нового технологического процесса или новых машин и механизмов может относительно сократить численность плановых рабочих.

2. Кроме экономического эффекта следует определиться и с другими видами эффекта. Так, например, совершенствование системы стимулирования труда оказывает содействие закреплению кадров. В подобных случаях расчет экономического эффекта должен объединяться с обоснованной характеристикой эффекта политического, психологического, эстетичного и т.п. При этом сопоставлять затраты с внеэкономическим эффектом невозможно, поскольку они выражаются в разных показателях, и конечное решение должно быть принято только на основе экспертных оценок широкого круга компетентных лиц. Таким образом, исследователь должен в максимально конкретной форме с полной объективностью описать как преимущества своего предложения, так и его недостатки.

Следующим шагом является научный эксперимент, то есть эмпирическая проверка результатов теоретической части исследования.

Предваряет планирование и проведение эксперимента работа с литературой. Она позволяет избежать повтора уже проведенных опытов, использовать современные методы, повысить уровень знаний, наметить реальный план исследований. Для этого изучают специальную литературу (например, реферативные журналы, каталоги и т. д.) и составляют полный список публикаций по данному вопросу. Литературу прорабатывают согласно этому списку и готовят рефераты по каждой публикации, где указывают цель и содержание исследования, коротко описывают его методику, делают заключения и ссылки на литературу.

Рефераты по каждой публикации пишут, как правило, на отдельных стандартных листах, чтобы в дальнейшем использовать их для составления обзора литературы, в котором систематизируют прочитанные источники, обобщают и сравнивают данные уже проведенных экспериментов, выявляют положительные и отрицательные стороны методики и результатов исследований.

На основе обзора литературы намечают эксперименты, которые раньше не были описаны, и готовят методику эксперимента.

Под методикой эксперимента понимают совокупность методов и приемов, с помощью которых будет решена задача исследования. Она устанавливает последовательность проведения наблюдений и измерений, выбор необходимых устройств, оборудования, машин, аппаратов, и, в случае необходимости, создание уникальных приборов, устройств, экспериментального оснащения, стендов для разработки темы исследования.

Отдельно нужно отметить, что измерения являются основной частью каждого эксперимента. От качества измерений и следующих расчетов зависят результаты всего эксперимента.

Обычно процесс контролируется с помощью устройств, измеряющих входные и выходные параметры. По целевому назначению средства контроля можно разделить на две группы: показывающие и записывающие показатели процесса. Устройство оборудования первой группы довольно просто, оно легко в эксплуатации, состоит часто только из одного прибора со шкалой. В тоже время этими приборами неудобно измерять параметры процесса в динамике. Устройство средств Контроля с записью показателей значительно сложнее. Они состоят, как правило, из нескольких приборов(датчиков, преобразователей, источников питания, усилителей, и т.п.), и с их помощью можно следить за изменением параметров во времени. Поэтому для краткосрочных исследований рекомендуется использовать средства контроля первой группы, а для долгосрочных – средства второй группы.

Процесс измерения представляет собой определение величины параметра с помощью технических средств; это процесс сравнения полученной величины с величиной известной, принятой за единицу - (эталон). Измерения могут быть прямыми, косвенными, совокупными и общими.

При прямых измерениях искомые измеренные) величины определяются в результате непосредственного отсчета показаний прибора или по номинальному значению (например, измерение температуры термометром, измерение длины с помощью линейки).

При косвенных измерениях неизвестные величины определяются путем прямого измерения нескольких величин, функционально связанных с измеряемой величиной.

Как правило, в исследовательской работе главным образом используются совокупные и общие измерения.

Каждое измерение, как бы тщательно оно не выполнялось, сопровождается некоторыми ошибками (погрешностями), обусловленными несовершенством методов измерения и конструкции приборов. Вдобавок, иногда исследователь недостаточно учитывает влияние условий окружающей среды.

Различают три класса измерений по степени точности:

1. Особо точные – эталон измерения с максимально возможной точностью.

2. Высоко точные – погрешность которых не должна превышать за-данных значений. Приборы этого класса точности используют для контрольно-проверочных измерений, а также в некоторых наиболее ответственных экспериментах.

3. Технические – измерения, при которых погрешность определяется особенностями средств измерения.

В практических расчетов затем различают два вида погрешностей: абсолютную и относительную.

Абсолютная погрешность – это разность между измеренным А (полученным в результате измерения) и соответствующим действительности значением измеренной величины Ag.

Па=A-Ag (9.1)