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 преобразований 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. 2.1.). Потребности науки и практики приводят к постановке определенных проблем в соответствующих областях знаний и отраслях производства, которые должны быть решены в процессе научного исследования.

Первым этапом научного исследования является подробный анализ современного состояния рассматриваемой проблемы. Он выполняется на основе информационного поиска с широким применением ЭВМ.

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 используются 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 эксперимента 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 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 методики расчета, новой теории, рекомендаций по совершенствованию машин и установок, подготовка данных для выполнения опытно-конструкторских работ и т.д.

Была проанализирована общепринятая схема выполнения научного исследования (Н. А. Дикий, А. А. Халатов “Основы научных исследований” - К.: Высшая школа, 1985) и переработана с учетом современных условий (широкое распространение информационных технологий, рыночная экономика, жесткая конкуренция на рынке).

III. Информационные технологии в ТГСиВ

Основные этапы работы с информацией

Определение цели и план работы

Приступая к работе с информацией, поставить цель этой работы разумно. Как мы увидим в дальнейших разделах этой главы, в хорошо организованной информационной работе цель определяет буквально все — от направлений поиска, источников информации и методов ее получения, до форм ее представления и способов распространения. Сама же цель информационной работы всегда состоит в приобретении и (или) распространении сведений, необходимых для осуществления конкретных действий, изменения поведения людей, принятия решений.

Говоря о принятии решений, мы имеем ввиду отнюдь не только решения, принимаемые в высоких инстанциях. Речь идет о решениях, принимаемых на всех уровнях — от индивидуальных решений, определяющих личные действия, и решений, принимаемых в небольших коллективах (жильцы одного дома, группа активистов, небольшие предприятия), до решений, принимаемых на национальном и международном уровне.

Даже когда цель работы не формулируют в явном виде, некоторое представление о ней так или иначе присутствует. Важно, однако, сформулировать эту цель как можно более четко и ясно и затем соотносить с ней действия, предпринимаемые на всех этапах информационной работы. Важно также понимать, что вы собираете (готовите, распространяете) не “информацию о…” (феноле, заводе, законодательстве), а “информацию, необходимую для…” (работы с руководством предприятия, обращения в органы власти, принятия решения о том, можно ли купаться в речке). Точная постановка цели позволяет эффективно использовать ограниченные ресурсы, определив меру разумной достаточности для ваших усилий.

В некоторых случаях при наличии острой проблемы бывает неясно, каковы должны быть конкретные действия или пути ее решения. Цель работы в такой ситуации может выглядеть как анализ ситуации и определение возможных путей решения проблемы. Важно только понимать, что это — промежуточная цель, а достижение ее — предварительный, “рекогносцировочный” этап информационной работы.

Если предполагается значительный объем информационной работы, полезно с самого начала наметить примерный план действий, поставить задачи каждого этапа. Для этого придется пройти схему информационной работы “от конца к началу”. То, для каких действий или решений необходима информация, определяет, какие информационные материалы (публикации, листовки, обращения) понадобятся, какого характера информация должна быть получена, каким способом и из каких источников. Определение на ранних этапах проекта его основных параметров сэкономит ресурсы, сделает усилия более эффективными.

Сбор информации

Итак, цель работы определена — можно приступать к сбору информации. Этот процесс увлекателен, многогранен и предполагает большую степень свободы для самостоятельного творчества. Он может включать как собственно сбор уже имеющейся, так и создание новой, дополнительной информации. В качестве источников может рассматриваться множество организаций различных типов. Сориентироваться в этом многообразии непросто даже для профессионалов, работа которых, как правило, сконцентрирована в определенных, достаточно узких направлениях. Для общественных же организаций, круг интересов которых может быть весьма широким, задача правильной организации сбора информации является жизненно важной. Для того чтобы плавание в безбрежном море сведений, цифр и фактов не поглотило без остатка все время сотрудников и другие ресурсы организации, полезно наметить некоторые ориентиры. Важнейшим среди них, своего рода маяком, задающим общее направление движения, служит цель вашей работы.

Цель поможет определить основные параметры нужной информации: круг вопросов, на которые нужно найти ответы (“широту” требуемой информации), и степень детализации, глубины проработки этих вопросов.

Исходя из представления о желаемой информации, следует решить, какими методами и из каких источников может быть получена такая информация. Как уже обсуждалось в предыдущих главах, существует множество путей получения информации, среди которых, например:

· работа с литературным материалом и составление обзоров;

· запросы в организации-держатели информации (государственные и общественные организации, предприятия);

· привлечение к работе консультантов или экспертов;

· поиск информации в Интернете;

· собственные наблюдения или измерения.

Выбор путей и методов получения информации, ее источников определяется конкретной ситуацией. В большинстве случаев целесообразным оказывается сочетание различных методов и источников.

Планируя информационный поиск, важно иметь в виду следующий принцип: тип источника должен быть адекватен характеру требуемой информации.

Для некоторых практических применений существенным оказывается “статус” источника информации. Если на основе собранных сведений предполагается добиваться принятия решений от органов власти или предприятий, целесообразно соблюдать ряд требований формального характера к источникам информации, процедурам ее получения.

Наконец, решив перечисленные вопросы и приступая к работе с конкретными источниками, следует иметь в виду, что среди них нередко встречаются материалы низкого качества, использование которых может привести к формированию неверного представления о проблеме. Иногда такие источники возникают в результате сознательного искажения информации, но чаще — в результате недостаточной квалификации авторов, стремящихся писать на актуальные темы. К сожалению, даже тот факт, что публикация заявлена как учебник или научная монография, не гарантирует ее высокого качества. Поэтому оценка источника информации является необходимым условием его использования.

Отметим, что если вы приступаете к информационному поиску в незнакомой или слабо знакомой области, то помощь специалиста в подборе источников информации или в оценке источников, отобранных вами, особенно важна.

Оценка источника информации

Достоверность и полнота

Прежде всего, среди характеристик источника информации, существенных для его оценки, следует упомянуть достоверность и полноту. Достоверность подразумевает, что информация, содержащаяся в источнике, должна соответствовать действительности, быть истинной, правильной.

Важно, однако, понимать, что один источник может содержать сведения самой разной природы — могут быть наблюдаемые факты, обобщения и выводы, сделанные на их основе, гипотезы, предложенные для объяснения этих фактов, общепринятые научные теории. Поэтому, например, в одном источнике достоверные факты, могут соседствовать с некорректными выводами. В других случаях на основе одного и того же набора фактов могут быть сделаны различающиеся выводы.

Полнота означает, что источник информации должен отражать все существенные стороны проблемы, значимые факты. При этом требования к полноте источника определяются целью его подготовки, и определение “существенные” означает “существенные с точки зрения поставленной цели”.

Существуют и источники, которые являются неполными с точки зрения поставленной в них цели. Если такой материал является единственным источником информации, на его основе может сформироваться искаженное представление о проблеме.

Во многих случаях источник информации, удовлетворяющий требованию полноты с точки зрения поставленной вами цели, найти просто невозможно. В этом случае необходимые сведения должны быть собраны из нескольких источников. Таким образом, требование полноты, хотя и применимо к отдельному источнику, является необходимым, прежде всего, для той картины, того набора сведений, который вы должны сформировать, прежде чем делать выводы на основе собранной информации.

Как правило, полнота и достоверность источника информации не могут быть оценены “изнутри”, без обращения к ряду других источников, их сопоставления — или без глубокого понимания предметной области, основанного на опыте предшествующей работы. Поэтому следует еще раз подчеркнуть важность обращения к специалистам при отборе источников информации и их оценке.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: