4.1 Структура научного исследования

Научное исследование – это процесс познания объективной действительности, закономерностей и связей между явлениями реального мира. Познания представляет собой сложный процесс движения человеческого сознания, человеческой мысли от незнания к знанию, от неполных или неточных знаний к более полным и точным. Цель любого научного исследования – всестороннее, достоверное изучение объектов, процессов или явлений, их структуры, связей и отношений на основе разработанных в науке принципов и методов познания, а также получение и внедрение в производство полезных для человека результатов.

Любое научное исследование имеет свой объект и предмет. Объектом научного исследования является материальная или идеальная система. Предмет – это структура системы, закономерности взаимодействия элементов внутри системы и вне ее, закономерности развития, различные свойства, качества и т.д.

Научное исследование проходит ряд этапов, которые составляют структуру научного исследования. Ее можно представить в виде схемы, изображенной на рисунке 4.1.

1 Первым этапом любого научного исследования является постановка проблемы. На нем осуществляется не только поиск проблемы, но и точная, четкая формулировка задачи научного исследования, так как от нее в значительной мере зависит успешный исход работы. В постановку проблемы включают сбор и обработку исходной информации – данных о технических и теоретических методах и средствах решения аналогичных задач, результатах других исследований в смежных областях (анализ названной информации проводится не только в начале, но и в процессе всего исследования).

Рисунок 4.1 – Структура научного исследования

2 Второй шаг – выдвижение и обоснование первоначальной гипотезы на основе четко сформулированной задачи исследования и критического анализа собранной исходной информации. При этом рабочая гипотеза может иметь несколько вариантов, из которых выбирают наиболее целесообразный, не оставляя без внимания остальные. Иногда для уточнения гипотезы проводят предварительный эксперимент, который позволяет более глубоко изучить исследуемый объект.

3 Далее следуют теоретические исследования, которые заключаются в анализе и синтезе существующих закономерностей, справедливых для исследуемого объекта, а также в добывании с помощью аппарата фундаментальных наук (математики, теоретической механики, сопротивления материалов и др.) новых, неизвестных еще закономерностей. Цель теоретических исследований – как можно полнее обобщить наблюдаемые явления, связи между ними, получить как можно больше следствий из принятой рабочей гипотезы. Теоретическое исследование аналитически развивает принятую гипотезу и, как правило, приводит к разработке теории, которая должна обладать способностью объяснять и предсказывать факты и явления, относящиеся к исследуемой проблеме. Если теория неадекватно описывает известные явления, то появляется необходимость в изменении гипотезы, которая требует сбора соответствующей дополнительной информации об объекте исследования.

4 Экспериментальное исследование, или научно поставленный опыт – наиболее сложный и трудоемкий этап научного исследования. Цель эксперимента зависит от характера научного исследования и последовательности его проведения. Если эксперимент проводится после теоретического исследования, он подтверждает либо опровергает результаты разработанной теории. В случае отсутствия достаточной теоретической базы эксперимент часто предшествует теоретическому исследованию. При таком порядке проведения исследования теория объясняет и обобщает результаты эксперимента.

5 После проведения теоретического и экспериментального исследований выполняют анализ и сопоставление их результатов, следствием которых является окончательное подтверждение выдвинутой гипотезы и формирование следствий, вытекающих из нее, либо необходимость ее видоизменения. В некоторых случаях на основе выполненного анализа гипотеза может быть опровергнута.

6 На этапе заключительных выводов подводятся итоги исследования, то есть формулируются полученные результаты и их соответствие поставленной задаче. Для чисто теоретических исследований этот этап является заключительным, но для большинства задач в области техники возникает следующий этап.

7 Освоение результатов – этап подготовки к промышленной реализации полученных результатов, разработка технологических или конструкторских принципов, которые зачастую не укладываются в рамки инженерной доработки и требуют непременного участия авторов исследования.