Задачи и классификация научных исследований

Формой осуществления и развития науки является научное исследование. Эффективность научной деятельности определяется степенью достижения цели и полнотой решения поставленных задач, их значимостью для общества в целом.

Цель научного исследования – всестороннее, достоверное изучение объекта, процесса или явления, 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.

Объектом научного исследования является материальная или идеальная система. Предмет исследования – различные свойства, качества, структура системы, закономерности взаимодействия элементов внутри системы и вне ее, закономерности развития.

Задачами исследования может быть получение новых экспериментальных данных; выявление закономерностей функционирования системы; создание модели объекта; анализ и обобщение результатов исследования; распространение результатов исследования на смежные объекты без проведения всего комплекса исследований; повышение точности и надежности эксперимента; изучение объекта, недоступного для непосредственных измерений; разработка комплексной методики исследования; совершенствование техники и технологии выполнения химического или физического анализа; создание новых приборов и устройств.

Научные исследования можно классифицировать по направлению, цели, объекту изучения, источникам финансирования и продолжительности работы.

По направлению различают естественные, технические и общественные науки, которые связаны с соответствующей областью знаний. Например, технические науки исследуют преобразование природных тел и процессов в объекты техники, функционирование технических объектов в промышленном производстве, конструкторско-технологическую деятельность. Возможна и дальнейшая детализация направлений: физическое, математическое, биологическое, нефтяное, историческое, педагогическое и т. д.

По целевому назначению выделяют три вида научных исследований:

Фундаментальные исследования направлены на открытие и изучение новых явлений и законов природы, на создание новых принципов исследования. Они связаны со значительным риском и неопределенностью. Вероятность получения конкретного положительного результата не превышает 10 %. Несмотря на это фундаментальные исследования составляют основу развития как самой науки, так и общественного производства.

Прикладные исследования направлены на нахождение способов использования законов природы для создания новых и совершенствование существующих средств и способов человеческой деятельности. Цель прикладных исследований – установление того, как можно использовать научные знания, полученные в результате фундаментальных исследований. Вероятность получения положительного результата достигает 80 – 90 %. Прикладные исследования подразделяются на поисковые, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Поисковые исследования направлены на установление факторов, влияющих на объект, отыскание путей создания новых технологий и техники. В результате научно-исследовательских работ создаются новые технологии, опытные установки, приборы. Целью опытно-конструкторских работ является подбор конструктивных характеристик, определяющих логическую основу конструкции.

Разработки направлены на использование результатов прикладных исследований для создания и отработки опытных моделей техники, технологии производства и усовершенствование существующей техники.

Между фундаментальными исследованиями и промышленным производством лежит область взаимосвязанных стадий: прикладные исследования – разработка – проектирование – освоение. Проектирование и освоение принадлежат одновременно и области науки и области техники.

Каждую научно-исследовательскую работу можно отнести к определённому направлению. Под научным направлением понимается наука или комплекс наук, в области которых ведутся исследования. Различают технические, биологические, социальные, исторические и другие направления. Структурными единицами научного направления являются проблемы, темы и научные вопросы.

Проблема – совокупность сложных теоретических и практических задач, решение которых назрело в обществе. Проблема возникает тогда, когда человеческая практика встречает затруднения в достижении цели. Проблема может быть глобальной, национальной, региональной, отраслевой, межотраслевой.

Различают также проблемы общие и специфические. Общие проблемы – это общенаучные, общенародные, например внедрение малоотходных и безотходных процессов и машин, энерго- и материалосберегающих технологий. Специфические проблемы характерны для определённых производств той или иной промышленности, например в автомобильной промышленности – экономия топлива, создание новых видов горючего.

Тема научного исследования является составной частью проблемы. В результате исследований по теме получают ответы на определённый круг научных вопросов, охватывающих часть проблемы.

Под научными вопросами понимают мелкие научные задачи, относящиеся к конкретной теме научного исследования.

Оценку необходимости разработки тем определяют критерием экономической эффективности: К_э = Э_п/З_и, где Э_п – предполагаемый экономический эффект от внедрения; З_и – затраты на научные исследования.

Более объективен критерий: К_э = С_г·Ö(Т/З_о), где С_г – стоимость продукции за год после внедрения в производство; Т – продолжительность производственного внедрения в годах; З_о – общие затраты на выполнение научного исследования, опытное и промышленное освоение продукции и годовые затраты на её изготовление по новой технологии.

Этапы научно-исследовательской работы:

– формулировка темы работы и технико-экономическое обоснование;

– теоретические исследования с разработкой математической модели;

– экспериментальные исследования;

- анализ полученных результатов;

- формулирование научных и производственных выводов;

– составление научно-технического отчёта;

– внедрение результатов исследований в производство.

Основой разработки каждого научного исследования является методология творчества, т. е. совокупность методов, способов, приёмов и определённая последовательность их применения, принятая при разработке изучаемого технологического или физического процесса или явления.