Теоретичний матеріал. Особливості фундаментальних і прикладних наукових досліджень. Технікa дослідження та вимоги до наукових досліджень

1. Особливості фундаментальних і прикладних наукових досліджень.

Взаємовідносини між фундаментальними і прикладними дослідженнями, між дослідженням і проектуванням набувають іншого характеру. Щоб зрозуміти сенс цих змін, важливо визначити, що таке фундаментальні дослідження і чим вони відрізняються від прикладних.

Прикладне дослідження - це дослідження, результати якого адресовані виробникам і замовникам і яка направляється потребами або бажаннями клієнтів.

Фундаментальне дослідження спрямоване на розширення теоретичного розуміння і адресовано іншим ученим.

Сучасна техніка не так далека від теорії, як іноді здається: вона не є виключно застосуванням існуючого наукового знання, а має творчий компонент. Методологічно технічне дослідження (тобто дослідження в технічній науці) не сильно відрізняється від природничо, тому в уявленні про фундаментальному дослідженні як направленому на розширення теоретичного розуміння немає чіткого поділу між технічними і науковими дослідженнями. Для інженерної діяльності потрібні не тільки короткострокові дослідження, спрямовані на вирішення спеціальних завдань, але й широка довготривала програма фундаментальних досліджень в лабораторіях та інститутах, спеціально призначених для розвитку технічних наук. В даний час фундаментальні дослідження більш тісно пов'язані з додатками, ніж це було раніше. Для сучасного етапу науково-технічного розвитку характерне використання методів фундаментальних досліджень для вирішення прикладних проблем, а той факт, що дослідження є фундаментальним, ще не означає, що його результати не застосовні на практиці. Разом з тим робота, спрямована на прикладні цілі, може бути фундаментальною.

Можна навести як приклад імена конкретних учених, колишніх одночасно або спочатку інженерами: Джозайя Віллард Гіббс, хімік-теоретик, почав свою кар'єру як механік-винахідник; Джон фон Нейман від інженера-хіміка через абстрактну математику повернувся до техніки; Норберт Вінер і Клод Елвуд Шеннон були одночасно і інженерами, і першокласними математиками. Список може бути продовжений: Клод Луїс Нав'є, інженер французького корпусу мостів і доріг, також проводив дослідження в математиці і теоретичної механіки; Вільям Томсон (лорд Кельвін) поєднував окрему наукову кар'єру з довічним залученням в інженерні та технологічні інновації; Вільгельм Бьёркнес, фізик-теоретик , став практичним метеорологом. Таким чином, хороший практик шукає рішення, навіть якщо вони ще не повністю прийняті наукою, а прикладні дослідження і розробки все частіше виконуються людьми з початковою підготовкою в галузі фундаментальної науки.

Емпіричний аналіз показує, що ступінь взаємодії академічних і промислових досліджень за останні десятиліття значно зросла, внаслідок чого відзначається збільшення частки академічних досліджень в підприємницьких структурах і приватних університетах [1]. Таким чином, мова йде про конвергенції академічного та технологічного порядку знання. Академічний порядок пов'язаний з переробкою та створенням, теоретизуванням і виробництвом знань на відміну від технологічного порядку, спрямованого на пошук, упорядкування та використання вже наявного знання в прикладних цілях. У сучасному інформаційному суспільстві пошук вже наявного і необхідного для організації конкретних дій знання набуває все зростаюче значення, а однією з центральних проблем стає проблема подання знань для комп'ютерних систем, оскільки їх користувачами є фахівці з тих чи інших галузей науки і техніки, а не професійні програмісти .

Зміна співвідношення академічного, технологічного та економічного порядку знання (науки, техніки і господарства) проілюструємо на прикладі винаходів Олександра Степановича Попова (1859-1906), Гульєльмо Марконі (1874-1937) і Фердинанда Брауна (1850-1918).

Дуже важливо не тільки відкрити і винайти, не тільки закріпити пріоритет і запатентувати, але в першу чергу зробити винахід надбанням суспільства через освіту відповідних господарських структур. Сьогодні, коли на ринок виходять не тільки готові продукти, але і знання, ноу-хау, це особливо значимо.

2. Технікa дослідження та вимоги до наукових досліджень

Стратегічні методологічні положення і принципи знаходять своє тактичне втілення в методах дослідження.

Метод (гр. methodos) - спосіб пізнання, дослідження явищ природи і суспільного життя. Це також сукупність прийомів чи операцій практичного або теоретичного освоєння дійсності, підпорядкованих вирішенню конкретного завдання. Різниця між методом та теорією має функціональний характер: формуючись як теоретичний результат попереднього дослідження, метод виступає як вихідний пункт та умова майбутніх досліджень.

У найбільш загальному розумінні метод - це шлях, спосіб досягнення поставленої мети і завдань дослідження. Він відповідає на запитання: як пізнавати.

Методика (гр. methoditte) - сукупність методів, прийомів проведення будь-якої роботи. Методика дослідження - це система правил використання методів, прийомів та операцій.

У науковому дослідженні часто застосовують метод критичного аналізу наукової і методичної літератури, практичного досвіду, як того потребує рівень методики і техніки дослідження. У подальшій роботі широко використовуються такі методи: спостереження, бесіда, анкетування, рейтинг, моделювання, контент-аналіз, експеримент та ін.

Вибір конкретних методів дослідження диктується характером фактичного матеріалу, умовами і метою конкретного дослідження. Методи є упорядкованою системою, в якій визначається їх місце відповідно до конкретного етапу дослідження, використання технічних прийомів і проведення операцій з теоретичним і фактичним матеріалом у заданій послідовності.

В одній і тій же науковій галузі може бути кілька методик (комплексів методів), які постійно вдосконалюються підчас наукової роботи. Найскладнішою є методика експериментальних досліджень, як лабораторних, так і польових. У різних наукових галузях використовуються методи, що збігаються за назвою, наприклад, анкетування, тестування, шкалювання, однак цілі і методика їх реалізації різні.

Класифікація методів розроблена слабо. Досить поширеним є поділ основних типів методів за двома ознаками: мети і способу реалізації.

За першою ознакою виділяються так звані первинні методи, що використовуються з метою збору інформації, вивчення джерел, спостереження, опитування та ін. Вторинні методи використовуються з метою обробки та аналізу отриманих даних - кількісний та якісний аналіз даних, їх систематизація, шкалювання та ін. Третій тип представлений верифікаційними методами і прийомами, що дають змогу перевірити отримані результати. Вони зводяться також до кількісного та якісного аналізу даних на основі виміру співвіднесення постійних і змінних чинників.

За ознакою способу реалізації розрізняють логіко-аналітичні, візуальні та експериментально-ігрові методи. До перших належать традиційні методи дедукції та індукції, що різняться вихідним етапом аналізу. Вони доповнюють один одного і можуть використовуватися з метою верифікації - перевірки істинності гіпотез і висновків.

Візуальні, або графічні, методи - графи, схеми, діаграми, картограми та ін. дають змогу отримати синтезоване уявлення про досліджуваний об'єкт і водночас наочно показати його складові, їхню питому вагу, причинно-наслідкові зв'язки, інтенсивність розподілу компонентів у заданому об'ємі. Ці методи тісно пов'язані з комп'ютерними технологіями.

Експериментально-ігрові методи безпосередньо стосуються реальних об'єктів, які функціонують у конкретній ситуації, і призначаються для прогнозування результатів. З ними пов'язаний цілий розділ математики - "теорія ігор".

Інколи методи поділяють на групи відповідно до їх функціональних можливостей: етапні, тобто пов'язані з певними етапами дослідження, й універсальні, які використовують на всіх етапах. До першої групи відносять спостереження, експеримент, а до другої - абстрагування, узагальнення, дедукцію та індукцію та ін.

Розрізняють методи теоретичних та емпіричних досліджень. Такий розподіл методів завжди умовний, оскільки з розвитком пізнання один науковий метод може переходити з однієї категорії в іншу.

Успіх наукового дослідження значною мірою залежить від уміння науковця вибрати найрезультативніші методи дослідження, оскільки саме вони дають можливість досягти поставленої в дисертації мети.

Методи наукового пізнання поділяють на загальні й спеціальні.

Більшість соціальних проблем конкретних наук і навіть окремі етапи їх дослідження потребують застосування спеціальних методів вирішення. Вони мають специфічний характер і вивчаються, розробляються та вдосконалюються в конкретних, спеціальних науках. Вони ніколи не бувають довільними, оскільки визначаються характером досліджуваного об'єкта.

Загальні методи наукового пізнання, на відміну від спеціальних, використовуються в дослідницькому процесі в різноманітних науках.

Загальні методи наукового пізнання умовно поділяють на три групи:

· методи емпіричного дослідження (спостереження, порівняння, вимірювання, експеримент);

· методи, що використовуються як на емпіричному, так і на теоретичному рівнях дослідження (абстрагування, аналіз і синтез, індукція і дедукція, моделювання та ін.);

· методи або методологія, що використовуються на теоретичному рівні дослідження (сходження від абстрактного до конкретного, системний, структурно - діяльнісний підхід).

Спостереження - систематичне цілеспрямоване вивчення об'єкта. Це найелементарніший метод, який є, як правило, складовою інших емпіричних методів. Щоб стати основою наступних теоретичних і практичних дій, спостереження мусить відповідати таким вимогам:

· задуманості заздалегідь (спостереження проводиться для певного, чітко поставленого завдання);

· планомірності (виконується за планом, складеним відповідно до завдання спостереження);

· цілеспрямованості (спостерігаються лише певні сторони явища, котрі викликають інтерес при дослідженні);

· активності (спостерігач активно шукає потрібні об'єкти, риси явища);

· систематичності (спостереження ведеться безперервно або за певною системою).

Спостереження, як метод пізнання, дає змогу отримати первинну інформацію про об'єкт дослідження у вигляді сукупності емпіричних тверджень.

Порівняння - один із найпоширеніших методів пізнання. Це процес встановлення подібності або відмінності предметів та явищ дійсності, а також знаходження загального, притаманного двом або кільком об'єктам.

Метод порівняння дасть результат, якщо відповідатиме таким основним вимогам:

· можна порівнювати лише ті явища, між якими є певна об'єктивна спільність;

· порівняння необхідно здійснювати за найсуттєвішими, найважливішими (в межах конкретного пізнавального завдання) рисами.

Інформацію про об'єкт можна отримати двома шляхами:

· безпосередній результат порівняння (первинна інформація);

· результат обробки первинних даних (вторинна інформація).

Найпоширенішим і найважливішим способом такої обробки є умовивід за аналогією. Об'єкти чи явища можуть порівнюватися безпосередньо або опосередковано через їх порівняння з будь-яким іншим об'єктом (еталоном). У першому випадку отримують якісні результати (більше-менше, вище-нижче). Порівняння ж об'єктів з еталоном надає можливість отримати кількісні характеристики. Такі порівняння називають вимірюванням.

Вимірювання - це процедура визначення числового значення певної величини за допомогою одиниці виміру. Цінність цієї процедури полягає в тому, що вона дає точні, кількісно визначені відомості про об'єкт. При вимірюванні необхідні такі основні елементи: об'єкт вимірювання, еталони, вимірювальні прилади, методи вимірювання.

Експеримент - це такий метод вивчення об'єкта, який пов'язаний з активним і цілеспрямованим втручанням дослідника в природні умови існування предметів і явищ або створенням штучних умов, необхідних для виявлення його відповідної властивості.

Експериментальне вивчення об'єктів порівняно зі спостереженням має такі переваги:

· у процесі експерименту можна вивчати явища у "чистому вигляді", звільнившись від побічних факторів, які затінюють основний процес;

· в експериментальних умовах можна дослідити властивості об'єктів;

· експеримент можна повторювати, тобто є можливість проводити дослід стільки разів, скільки це необхідно.

Дослідження об'єкта проводиться поетапно: на кожному етапі застосовуються найдоцільніші методи відповідно до конкретного завдання. На етапі збору фактичного матеріалу і його первинної систематизації використовують методи опитування (анкетування, інтерв'ювання) і експертних оцінок, а також лабораторні експерименти (спостереження за документними джерелами інформації, тестування) і польові експерименти.

Опитування дає змогу отримати як фактичну інформацію, так і оціночні дані. Вона проводиться в усній або письмовій формі. При створенні анкети або плану інтерв'ю важливо сформулювати запитання так, щоб вони відповідали поставленій меті. Анкета може включати декілька блоків питань, пов'язаних не лише з рівнем періодичності використання тих чи інших засобів, а й оцінкою об'єкта дослідження.

Різновидом вибіркового опитування є тестування, яке проводиться з метою виявлення суттєвих ознак об'єкта, засобів його функціонування, використовується в лабораторних експериментах, коли масове опитування через анкетування неможливе. Тестування інколи проводять двічі - на початковому етапі дослідження, де воно виконує діагностичну функцію, і при завершенні дослідження, де воно виконує верифікаційну функцію. Тести складають так, щоб однозначно виявити ті чи інші властивості опитуваних. При цьому слід дотримуватися принципу репрезентативності - достатності фактичного матеріалу.