Структура теоретических и экспериментальных работ

В основе научной работы понятие системы, под которой понимают множество объектов (компонентов), обладающих заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями. На базе понятия системного анализа проводится учет связей, используются количественные сравнения всех альтернатив для того, чтобы сознательно выбрать наилучшее решение, оцениваемое каким-либо критерием (например, эффективность, надежность).

Системный анализ задачи научного исследования складывается из четырех этапов:

1. постановка задачи – определяют объект, цели и задачи исследований, критерий для изучения и управления объектом;

2. определение границ изучаемой системы и ее структуры, при этом объекты и процессы, имеющие отношение к поставленной цели, разбиваются на собственно изучаемую систему и внешнюю среду. Различают замкнутые и открытые системы. Для замкнутых систем влиянием внешней среды пренебрегают. Для открытых - выделяют отдельные элементы системы (составные части) и устанавливают взаимодействие либо только между ними, либо между ними и внешней средой (то есть формируют гипотезу). (Например, безотходная технология – замкнутая система);

3. составление математической модели исследуемой системы. Производят параметризацию системы, описывают выделенные элементы системы и их взаимодействие. Аналого-аналитические методы (изучение непрерывно меняющихся параметров) используются для описания лишь небольших систем. В других случаях используются дискретные параметры (баллы), например, твердость металлов по шкале Мооса, сейсмичность по шкале Рихтера и др. (Привлекается математический аппарат теории множеств, математической логики, также вероятностные методы и др.). В результате третьего этапа формируют законченные математические модели системы, описанные формальным, например, алгоритмическим языком;

4. анализ полученной математической модели, определение ее экстремальных условий с целью оптимизации и формулирования выводов.

Таким образом, последовательность действий при теоретических исследованиях следующая:

- анализ физической (социальной, экономической и др.) сущности процессов, явлений;

- формулирование гипотезы исследования;

- построение (разработка) физической модели;

- проведение математического исследования (необходимо к нему стремиться, но можно формулировать гипотезу в словесной, графической формах);

- анализ теоретических решений;

- формулирование выводов.

Последовательность действий при экспериментальных (эмпирических) исследованиях:

- выдвижение (получение) рабочей гипотезы;

- разработка методики эксперимента (наблюдения);

- подбор материалов, приборов, установок;

- обработка результатов измерений;

- проверка соответствия полученных данных рабочей гипотезе.