Научно-исследовательская работа (рекомендации). Ниокр - научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы Проведение нир

Уже на младших курсах вузов студенты начинают заниматься научно-исследовательской работой (НИР). Она предполагает не только занятия в предметных секциях или участие в практико-теоретических конференциях, но и письменное оформление результатов проведенных экспериментов, аналитики и прочих академических или эмпирических изысканий.

Что такое научно-исследовательская работа

Итак, в узком смысле НИР - это описание исследований, предпринятых с целью обобщения имеющейся информации, проведения опытов и экспериментов, установления закономерностей, вытекающих из собранных данных. Общие требования к написанию унифицированы федеральными и межгосударственными стандартами. Так, порядок осуществления прикладных НИР, выполняемых по техническим заданиям предприятий или других организаций, регулируется ГОСТом 15.101-98, а оформление отчета - ГОСТом 7.32-2001.

Виды

Научно-исследовательские работы делятся на три категории:

• прикладные;
• поисковые;
• фундаментальные.

Прикладные научно-исследовательские работы решают конкретную, узкую проблему. Обычно это разработка нового изделия, материала или программного продукта.

Поисковые НИР служат для пополнения багажа знаний студента, помогают углубиться в предмет. В работах этого типа обобщаются уже имеющиеся научные данные по определенной проблеме, намечается направление дальнейших разработок.

Задача фундаментальных исследований - выявление новых для предметной области научных данных. В ходе работы студенты проводят эксперименты или опыты, обобщают полученные сведения, апробируют нестандартные методы, принципы изучения - словом, пополняют академическую базу конкретной дисциплины.

Чаще всего научно-исследовательская работа студентов бывает прикладной или поисковой - ярким примером могут служить курсовые. Фундаментальные изыскания проводятся обычно уже состоявшимися «светилами» - докторами и профессорами.

План научной работы

Перед тем как приступить к исследованию темы, надо составить план, который отразит основные этапы НИР:

1. Постановка задачи.
2. Анализ уже проведенных работ по выбранной теме.
3. Конкретизация направления. Отобранные материалы изучаются более глубоко. Это нужно, чтобы сформировать, описать, оценить все возможные пути решения поставленной на первом этапе задачи и определиться, какой из них будет применяться в работе, при этом надо научно обосновать выбор.
4. Проведение эмпирических или теоретических исследований. Они состоят из: разработки гипотез, моделирования ситуации, научного обоснования методик, эксперимента, получения и обобщения данных.
5. Оценка результата, выводы, перспективы. На этом этапе анализируются все предыдущие шаги, обобщаются полученные данные, выявляется полнота решения задач, а также делается прогноз дальнейшего изучения темы.

Структура НИР

Согласно ГОСТу 7.32-2001 все отчеты по проведению НИР включают в себя:

1. Титульный лист - на этой странице пишется название вуза, тема работы, имена студента, научного руководителя.
2. Оглавление - перечисляются названия всех частей и разделов отчета с указанием номера страниц.
3. Реферат - должен содержать обзор литературы и описание приложений. Обязательно надо изложить цель, указать объект изучения, применяемые методы, текущую степень внедрения (для прикладных исследований) и ее эффективность, а также перспективы разработки темы.
4. Введение .
5. Основная часть .
6. Заключение .
7. Библиография - перечисление литературы, использованной в работе. В список включаются книги и другие печатные издания, а также ссылки на интернет-ресурсы, к которым обращался автор. Составляется, как правило, в алфавитном порядке.
8. Приложения - в разделе могут содержаться протоколы опытов и исследований, графики, диаграммы, карты, таблицы, расчеты, прочая вспомогательная документация.

Введение

Во вступлении описывается предметная область, актуальность, новизна выбранной темы, цели и задачи НИР. Рекомендуемый объем вводной части - 10 % от всей работы. Примерный план введения:

• значение темы исследования для предметной области;
• анализ существующих исследований;
• новизна;
• указание предмета и объекта исследования;
• формулирование целей, задач, основной гипотезы;
• описание всех применяемых способов сбора и анализа данных;
• обзор использованных источников.

Основная часть

Объем основной части составляет примерно 60-70 % всей работы. Обычно она занимает около 20-40 листов А4. Текст разбивается на главы и параграфы, содержание которых должно передавать ход исследования.

Общая для всех НИР только глава номер 1. В ней делается обзор литературы, включенной в раздел «Библиография», анализируются идеи авторов публикаций. Рекомендуемый объем - от 20 до 30 % основной части.

В следующих главах поисковых работ могут быть проанализированы уже проведенные другими авторами исследования, уточнены формулировки, перечислены существующие методики и подходы, оценены перспективы развития направления и так далее. В прикладных работах нужно дать подробную характеристику изучаемого объекта, описать предлагаемые решения, обосновать их эффективность.

Для каждого раздела нужно сделать краткие выводы. Компактные таблицы, схемы, графики, рисунки и другие вспомогательные элементы можно включить в основной текст, большие - надо вынести в приложения.

Заключение

Рекомендуемый объем - примерно 5-10 % от всего текста. В нем подводится итог работы, перечисляются результаты решения поставленных задач, описывается их научная или практическая ценность, даются рекомендации по применению.

Правила оформления

Правила оформления НИР устанавливаются ГОСТом 7.32-2001:

• Отчет печатают на листах формата А4. Размер А3 допускается для больших иллюстрации или таблиц в приложениях.
• Шрифт - исключительно черный. Полужирное начертание запрещено. Размер (кегль) - 12 или больше, интервал между строками полуторный.
• Верхние и нижние поля страницы - по 20 мм, левое - 30 мм (под переплет), правое - 10 мм.
• Внизу, по центру страницы должен быть проставлен ее номер. Нумерация в документе сквозная.
• Номера глав и разделов обозначаются арабскими цифрами. Подразделы нумеруются двумя цифрами: номер соответствующего раздела и порядковый номер подраздела.

  Подраздел 1.1.

• Все формулы пишутся с новой строки. Расшифровка символов приводится ниже.
• Ссылки на источники нумеруются в соответствии с их порядковым номером, в списке литературы.

Это основные требования к оформлению студенческих научно-исследовательских работ (к которым по большому счету относятся и курсовые). Но при написании любой НИР, в том числе и более серьезной (например, дипломной работы бакалавра, диссертации магистра или аспиранта) нужно обязательно руководствоваться указаниями методичек.

На рисунке представлен образец заполнения титульного листа в соответствии со стандартом ГОСТ 7.32-2001.

Итак, все НИР проводятся и оформляются по единому стандарту. Сначала нужно изучить предметную область, спланировать цели и поставить задачи, затем - пояснить, что уже сделано по теме и как проведенные изыскания дополняют имеющиеся данные. Важный пункт - практическое применение и его результативность. Научно-исследовательская работа студентов - это поэтапная подготовка к написанию диплома бакалавра, магистра, а затем и кандидатской и докторской диссертаций.

Почему-то мало кто любит сразу документировать свой код, записывать основные идеи прочитанных статей и оформлять свои результаты немедленно после их получения.

Есть два разумных довода в пользу того, чтобы делать это сразу.

• Во-первых, пока вы помните все детали, сумеете сделать это лучше. Записать рано или поздно придётся, но потом времени будет потрачено больше, и качество документа окажется ниже.
• Во-вторых, словесное формулирование приводит мысли в порядок и магическим образом повышает эффективность следующего этапа работы.

Итак, если вы прочитали хорошую статью, запишите основные идеи в виде реферата. Лучший способ сделать это - создать страницу публикации на сайт .

Если вы закончили эксперимент, запишите условия эксперимента и выводы к каждому графику. Лучший способ сделать это - написать это на своей личной странице, или её подстранице, или на странице соотвествующего виртуального семинара .

Текущие отчёты

Хороший студент периодически (например, раз в две недели) отправляет научному руководителю краткий отчёт следующего содержания:

• что нового удалось узнать из литературы;
• что сделано за этот период;
• что из этого является результатом, о котором можно написать в тексте курсовой (статьи, диссертации);
• что не понятно, какие проблемы возникли;
• какие есть идеи их решения, включая возможность изменения постановки всей задачи или её частей;
• план работ на следующий период (например, две недели).

Эта работа прививает привычку структурировать своё мышление, а вечно занятому научному руководителю экономит время.

Даже если Ваш научный руководитель не просил присылать ему такие отчёты, всё равно присылайте! Зарекомендуете себя с самой лучшей стороны.

Семестровые отчёты

Каждый семестр ваша индивидуальная научная работа должна продвигаться еще немного вперед. Результат работы должен быть материален; это может быть программа, отчет, выполненные эксперименты. Просто прийти в конце семестра и изложить ваши новые идеи - не достаточно, даже если они кажутся вам гениальными.

Многие кафедры и преподаватели требуют от студентов отчета по НИР в конце каждого семестра, в письменной форме. Не следует относиться к этой деятельности как к пустой формальности. В идеальном случае - если вы не будете менять тему исследования - эти отчеты, обрастая подробностями, постепенно перерастут в выпускную работу. Отчет о научной работе (technical report) пишется в форме научной статьи . Требования к научному содержанию отчетов будут возрастать от семестра к семестру, а требования к форме - оставаться неизменными.

Есть ещё один веский довод в пользу серьёзного отношения к отчётам. В наше время обмен профессиональной информацией между людьми происходит преимущественно в электронном виде - отчеты, статьи, презентации, форумы. Всеми этими жанрами информационного обмена вам надо научиться владеть. Из них отчеты и статьи наиболее весомы и требуют от автора наибольшей точности изложения.

Ваш первый семестровый отчёт имеет право выглядеть скромно. Вполне достаточно, если он будет содержать только постановку задачи, рефераты прочитанных вами статей и/или результаты ваших первых экспериментов.

• Постановка задачи. Попробуйте сначала написать неформальным языком, как вы её поняли, почему она актуальна (то есть какую пользу и кому может принести её решение), какие в ней есть открытые проблемы. Очень важно научиться рассказывать о задаче. Возьмите за образец описания, которые вы прочитали в статьях или в Интернете. Затем сформулируйте задачу формально, введите необходимые обозначения.

• Рефераты. Если вы поработали с литературой, отчёт должен содержать рефераты (краткие пересказы) прочитанных вами статей. Рефераты должны подчёркивать связь этих статей с вашей задачей. Очень важно сделать вывод, мотивирующий вашу работу, например, если вы обнаружили, что все известные работы имеют общий недостаток, на устранение которого и будет направлено ваше исследование.

• Эксперименты. Если вы проделали один или несколько экспериментов, отчёт должен содержать описание условий и результатов каждого эксперимента. Условия должны быть описаны исчерпывающим образом, то есть так, чтобы ваш эксперимент мог быть воспроизведен другим исследователем. В то же время, программистские и прочие технические подробности описывать не надо. Результаты представляются в виде таблиц или графиков. На каждом графике должны быть подписаны оси и легенда (легенда не нужна, если на графике только одна кривая). Под графиком должно быть написано, при каких условиях эксперимента он получен. В основном тексте должны быть приведены интерпретации полученных результатов и выводы. Если сделать это неаккуратно, то в результатах вашего эксперимента не разберётся даже ваш руководитель, не говоря уже о посторонних.

Алгоритм НИР

Всё сказанное выше можно резюмировать в виде Алгоритма НИР . Он состоит в том, чтобы итеративно повторять определённые виды работ из следующего перечня:

• погружение в современную научную литературу, в основном англоязычную;
• вывод теории (даже если работа экспериментальная, это помогает понять метод и приспособить его под свою задачу);
• проведение экспериментов (даже если работа теоретическая, это помогает открывать новые эффекты);
• анализ простых частных случаев и крайних случаев, даже если они кажутся вырожденными;
• изменение самой постановки задачи и решение более простых близких задач;
• письменное изложение постановки задачи, обзора статей или уже найденных частичных решений;
• обсуждения с руководителем и коллегами, участие в научных семинарах и конференциях.

Порядок этих работ не важен и выбирается по ситуации, но ни одна из них не должна систематически пропускаться - в этом суть алгоритма, и только в этом случае он гарантирует успешное продвижение.

Конференции

Планировать свое участие в конференциях надо сильно заранее, так как сроки подачи статей (тезисов) обычно заканчиваются за несколько месяцев до начала конференции. В каких конференциях могут участвовать студенты:

• Ежегодная научная конференция МФТИ (ноябрь, подача в сентябре).
• Ежегодная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (апрель, подача в феврале).
• Конференция

Основные тематики НИР Экспертно-аналитического центра РАН:

Стандарты выполнения научно-исследовательской работы (НИР)

Что такое НИР?

Научно-исследовательская работа (НИР) представляет собой деятельность, цель которой – получение новых или углубление уже имеющихся научных знаний и достижений в определенной области.

• 1. Планирование (выбор темы, составление рабочего плана и т. п.).
• 2. Формулирование гипотезы, выбор метода её проверки, сбор данных, анализ данных, подтверждение или опровержение гипотезы. (в западных источниках этой стадии уделяется наибольшее внимание).
• 3. Создание текста НИР по результатам п.1 и п.2.
• 4. Публикация результатов работы в научных изданиях, участие в конференциях, семинарах.
• 5. Публичная защита.

НИР – важная составляющая и необходимое условие подготовки квалифицированных специалистов. Например, для получение степени кандидата или доктора наук необходимо самостоятельно выполнить свою научно-исследовательскую работу. Научным сообществом считается, что в условиях информационного общества и постоянного обновления знаний способность быстро ориентироваться в потоке информации, анализировать, выделять нужное, проводить самостоятельные исследования и доказывать их эффективность на практике – очень важные и полезные умения.

Стандартные этапы проведения научно-исследовательской работы

Несмотря на разные направления и области исследования, НИР имеет одну общую базовую структуру и выполняется поэтапно.

1. I этап: определение проблемы и формулировка темы.
2. II этап: постановка целей и выдвижение гипотезы.
3. III этап: работа с литературой, включающая поиск необходимого материала и его анализ.
4. IV этап: подготовка теоретической части работы.
5. V этап: проведение экспериментального исследования.
6. VI этап: оформление работы. Подведение итогов.
7. VII этап: оглашение результатов (публичная защита, публикации в научных изданиях, участие в конференциях и т. п.).

Соответственно, по разным этапам пишутся разные главы научной работы. Например, для кандидатской диссертации принята структура в 3 главы. Первая глава включает работы по трём первым этапам, вторая главая включает 4й и 5й этап работы, третья - шестой. Публичная защита проводится отдельно от самой научной работы, и для её проведения делается ещё одна НИР - под обобщённым названием "автореферат диссертации".

Обычные задачи научно-исследовательской работы

Научная работа выполняется под руководством опытного в данной сфере специалиста (научного руководителя). Она имеет конкретные задачи:

Тема 2. Этапы научно-исследовательской работы

Этапы научно-исследовательской работы. Технико-экономическое обоснование (TЭО) темы. Обоснование актуальности и значимости работы для отрасли и народного хозяйства страны. Методы решения, задачи и этапы исследования. Предполагаемый (потенциальный) экономический эффект. Предполагаемые социальные результаты. Утверждение ТЭО. Цель теоретических исследований. Обоснование физической модели, разработка математической модели. Анализ предварительных результатов. Методические указания на проведение эксперимента. Рабочий план экспериментальных работ. Внедрение фундаментальных и прикладных научных исследований в производство. Государственные испытания.

Федеральный закон "О науке и государственной научно-технической политике" от 23.08.1996 N 127-ФЗ (действующая редакция, 2016)

Виды НИР и их основные этапы

Научные исследования можно разделить на фундаментальные, поисковые и прикладные.

Виды научно-исследовательских работ

Фундаментальные и поисковые работы в жизненный цикл изделия, как правило, не включаются. Однако на их основе осуществляется генерация идей, которые могут трансформироваться в проекты НИОКР.

Прикладные НИР являются одной из стадий жизненного цикла изделия. Их задача - дать ответ на вопрос: возможно ли создание нового вида продукции и с какими характеристиками?

Порядок проведения НИР регламентируется ГОСТ 15.101-98.

Конкретный состав этапов и характер выполняемых в их рамках работ определяются спецификой НИР.

Этапы научного исследования и их краткое содержание.

Любое конкретное исследование может быть представлено в виде ряда этапов.

1. Выбор темы исследования.

2. Определение объекта и предмета исследования.

3. Определение цели и задач.

4. Формулировка названия работы.

5. Разработка гипотезы.

6. Составление плана исследования.

7. Работа с литературой.

8. Подбор исследуемых.

9. Выбор методов исследования.

10. Организация условий проведения исследования.

11. Проведение исследования (сбор материала).

12. Обработка результатов исследования.

13. Формулирование выводов.

14. Оформление работы.

Каждый этап имеет свои задачи, которые решаются часто последовательно, а иногда и одновременно.

Выбор темы исследования . Научное исследование всегда предполагает решение какой-либо научной проблемы. Недостаточность знаний, фактов, противоречивость научных представлений создают основания для проведения научного исследования. Постановка научной проблемы предполагает:

Обнаружение существования такого дефицита;

Осознание потребности в устранении дефицита;

Формулирование проблемы.

Предпочтительнее исследовать те проблемы, в которых человек более компетентен и которые связаны с его практической деятельностью (спортивной, учебной, организационной, преподавательской или технической и т.д.). Вместе с тем предполагаемую тему необходимо оценить с точки зрения возможности проведения эксперимента, т.е. наличия достаточного количества испытуемых для формирования опытных групп (экспериментальной и контрольной), научно-исследовательской аппаратуры, создания соответствующих условий для проведения процесса в экспериментальной группе и т.д.

Помощь в выборе темы может оказать просмотр каталогов защищенных диссертаций, обзорных публикаций в специальной научно-методической периодике.

Тема должна быть актуальной, т.е. полезной для удовлетворения научных, социальных, технических и экономических потребностей общества.

Определение объекта и предмета исследования . Объект исследования – это процесс или явление , которые избраны для изучения, содержат проблемную ситуацию и служат источником необходимой для исследователя информации. (Технологический процесс, управленческая задача, социальные вопросы работников).

Однако объект исследования рекомендуется формулировать не безгранично широко, а так, чтобы можно было проследить круг объективной реальности. Этот круг должен включать в себя предмет в качестве важнейшего элемента, который характеризуется в непосредственной взаимосвязи с другими составными частями данного объекта и может быть однозначно понят лишь при сопоставлении с другими сторонами объекта.

Предмет исследования более конкретен и включает только те связи и отношения, которые подлежат непосредственному изучению в данной работе.

Из сказанного следует, что объектом выступает то, что исследуется, а предметом – то, что в этом объекте получает научное объяснение. Именно предмет исследования определяет тему исследования. Например: «Влияние добавки эфирного масла тмина на срок годности (или: вкусовые качества) колбасного изделия (колбасы Венгерской) ».

Определение цели и задач . Исходя из объекта и предмета, можно приступить к определению цели и задач исследования. Цель формулируется кратко и предельно точно, в смысловом отношении выражая то основное, что намеревается сделать исследователь, к какому конечному результату он стремится. Целью исследований в рамках курсовых и дипломных работ может быть разработка рецептур новых продуктов, новых методик определения компонентов пищевых продуктов, введение новых компонентов в пищевые продукты, разработка рецептур функционального питания и т.д.

Цель конкретизируется и развивается в задачах исследования.

Задач ставится несколько, и каждая из них четкой формулировкой раскрывает ту сторону темы, которая подвергается изучению. Определяя задачи, необходимо учитывать их взаимную связь. Иногда невозможно решить одну задачу, не решив предварительно другую. Каждая поставленная задача должна иметь решение, отраженное в одном или нескольких выводах.

Первая задача, как правило, связана с выявлением, уточнением, углублением, методологическим обоснованием сущности, структуры изучаемого объекта.

Вторая связана с анализом реального состояния предмета исследования.

Третья задача связана с преобразованиями предмета исследования, т.е. выявлением путей и средств повышения эффективности совершенствования исследуемого явления или процесса (например, разработкой экспериментальной методики введения нового компонента).

Четвертая – с опытно-экспериментальной проверкой эффективности предлагаемых преобразований.

Задачи следует формулировать четко и лаконично. Как правило, каждая задача формулируется в виде поручения: «Изучить...»,«Разработать...», «Выявить...», «Установить...», «Обосновать...», «Определить...», «Проверить…», «Доказать…» и т.п.

Формулировка названия работы . Определив тему и конкретные задачи, уточнив объект и предмет исследования, можно дать первый вариант формулировки названия работы.

Название работы рекомендуется формулировать по возможности кратко, точно в соответствии с ее содержанием. Необходимо помнить, что в названии должен быть отражен предмет исследования. Не следует допускать в названии работы неопределенных формулировок, например: «Анализ некоторых вопросов...», а также штампованных формулировок типа: «К вопросу о...», «К изучению...», «Материалы к...».

Сразу найти полную и краткую формулировку – дело не простое. Даже в ходе исследования могут возникнуть новые, более удачные названия.

Разработка гипотезы . Гипотеза – научное предположение, требующее проверки на опыте и теоретического обоснования, подтверждения. Знание предмета исследования позволяет выдвинуть гипотезу. Все гипотезы делятся на описательные и объяснительные. В первых описывается связь между исследуемым качеством и результатом экспериментальной деятельности (например: эфирные масла обладают противомикробной активностью – может увеличить срок хранения за счет подавления патогенных микроорганизмов;) во вторых – объяснительных – раскрываются внутренние условия, механизмы, причины и следствия.

Источниками разработки гипотезы могут быть обобщение опыта, анализ существующих научных фактов и дальнейшее развитие научных теорий. Любая гипотеза рассматривается как первоначальная канва и отправная точка для исследований, которая может подтвердиться или не подтвердиться.

Составление плана исследования . План исследования представляет собой намеченную программу действий, которая включает все этапы работы с определением календарных сроков их выполнения. План необходим для того, чтобы правильно организовать работу и придать ей более целеустремленный характер. Кроме того, он дисциплинирует, заставляет работать в определенном ритме.

В процессе работы первоначальный план можно детализировать, пополнять и даже изменять.

Работа с литературой . Место данного этапа работы определено условно, поскольку реально работа с литературой начинается в процессе выбора темы и продолжается до конца исследования. Эффективность работы с литературными источниками зависит от знания определенных правил их поиска, соответствующей методики изучения и конспектирования. Под «литературным источником» понимается документ, содержащий какую-либо информацию (монография, статья, тезисы, книга и т.п.).

Подбор исследуемых . Любое исследование в конечном счете является сравнительным.

Сравнивать можно результаты экспериментальной системы (колбасное изделие) т.е. системы, в которой применялся новый компонент, с результатами контрольной системы (в которой для сопоставления сохранялась обычно принятая рецептура).

Можно сравнивать и результаты «сегодняшних» исследований с результатами, которые были получены раньше (например, один и тот же материал – колбасное изделие, с добавками сухого тмина или других эфирных масел)

Наконец, сравнивать можно результаты, полученные на данной модели, с теми стандартами, которые существуют в пищевой промышленности.

Известно, что любое исследование проводится на сравнительно небольшом количестве моделей. В то же время выводы делаются применительно ко всем аналогичным системам (всем колбасным изделиям одного сорта). Подобный перенос результатов экспериментов основывается на статистическом законе больших чисел. Объективное действие данного закона позволяет использовать в статистике выборочный метод, при котором изучаются не все единицы той или иной совокупности, а лишь отобранная их часть. При этом обобщенные характеристики отобранной части (выборочной совокупности) распространяются на всю совокупность (генеральную совокупность). Основное требование к выборке – она должна максимально отражать черты генеральной совокупности (т.е. быть представительной – репрезентативной).

Применяя выборочный метод, каждый экспериментатор решает две задачи: что выбрать в качестве исследуемых и сколько их надо выбрать.

Выбор методов исследования . Метод исследования – это способ получения сбора, обработки или анализа данных. В исследованиях широко применяются различные методы научного познания из других областей науки и техники. С одной стороны, это явление можно считать положительным, так как оно дает возможность изучить исследуемые вопросы комплексно, рассмотреть многообразие связей и отношений, с другой - это разнообразие затрудняет выбор методов, соответствующих конкретному исследованию.

Основным ориентиром для выбора методов исследования могут служить его задачи . Именно задачи, поставленные перед работой, определяют способы их разрешения, а стало быть, и выбор соответствующих методов исследования. При этом важно подбирать такие методы, которые были бы адекватны своеобразию изучаемых явлений.

В практике проведения исследований в пищевой промышленности, направленных на решение различных задач, наибольшее распространение получили следующие методы:

Анализ научно-методической литературы, документальных и архивных материалов;

Опрос (беседа, интервью и анкетирование);

Контрольные испытания (тестирование);

Экспертное оценивание;

Наблюдение;

Эксперимент;

Методы математической обработки.

Перечисленные группы методов тесно связаны между собой. Они не могут применяться изолированно. Например, для проведения наблюдения или эксперимента необходимо предварительно получить информацию о том, что уже есть в практике и теории, т. е. воспользоваться методами анализа научно-методической литературы или опроса. Полученный в процессе исследования фактический материал не будет достоверен без методов математической обработки.

Сущность любого эксперимента состоит в сочетании нескольких перечисленных методов.

Организация условий проведения исследования . Организация эксперимента связана с планированием его проведения, которое определяет последовательность всех этапов работы, а также с подготовкой всех условий, обеспечивающих полноценное исследование. Сюда входят подготовка соответствующей обстановки, сырья, приборов, средств, инструктаж помощников, планирование наблюдения, выбор экспериментальных и контрольных групп, оценка всех особенностей экспериментальной базы и т.д.

Для успешного проведения эксперимента необходимы определенные условия: наличие базы (----), соответствующий инвентарь (-----). Вопрос о месте проведения эксперимента на практике, особенно на начальном этапе, чаще всего решается на основе личной договоренности экспериментатора (например, технолог-директор компании). Во всех случаях для проведения эксперимента должно быть получено разрешение руководителя организации, в которой предполагается проведение эксперимента.

Проведение исследования . На этом этапе работы с помощью выбранных методов исследования собирают необходимые эмпирические (опытные) данные для проверки выдвинутой гипотезы.

Начальные, промежуточные и конечные исследования предусматривают получение показателей с помощью методов сбора текущей информации, а проведение занятий обеспечивает непосредственную реализацию намеченного процесса (применение новых средств, методов и пр.).

Временные интервалы между начальными, промежуточными и конечными исследованиями крайне изменчивы и зависят от многих причин (задач и методов исследования, реальных условий организации эксперимента и т.д.).

Исследование проводится на основе общей программы эксперимента, программ ведения занятий в экспериментальных и контрольных группах, а также программы ведения наблюдений.

В программе указывают содержание и последовательность всех действий (что, где, когда и как будет проводиться, наблюдаться, проверяться, сопоставляться и измеряться; какой будет установлен порядок измерения показателей, их регистрации; какие при этом будут применяться техника, инструментарий и другие средства; кто будет выполнять работу и какую).

Обработка результатов исследования . Первичная обработка данных. Результаты каждого исследования важно обрабатывать по возможности тотчас же по его окончании, пока память экспериментатора может подсказать те детали, – которые почему-либо не зафиксированы, но представляют интерес для понимания существа дела. При обработке собранных данных может оказаться, что их или недостаточно, или они противоречивы и поэтому не дают оснований для окончательных выводов. В таком случае исследование необходимо продолжить, внеся в него требуемые дополнения.

В большинстве случаев обработку целесообразно начать с составления таблиц (сводных таблиц) полученных данных.

И для ручной, и для компьютерной обработки в исходную сводную таблицу чаще всего заносят начальные данные. В последнее время преимущественной формой математико-статистической обработки стала компьютерная, поэтому в таблицу целесообразно внести все интересующие вас признаки в форме десятичного числа. Это необходимо, поскольку формат данных для большинства используемых компьютерных программ накладывает свои ограничения.

Математическая обработка данных . Для определения способов математико-статистической обработки, прежде всего, необходимо оценить характер распределения по всем используемым параметрам. Для параметров, имеющих нормальное распределение или близкое к нормальному, можно использовать методы параметрической статистики, которые во многих случаях являются более мощными, чем методы непараметрической статистики. Достоинством последних является то, что они позволяют проверять статистические гипотезы независимо от формы распределения.

Важнейшими статистическими характеристиками являются:

а) средняя арифметическая

б) среднее квадратическое отклонение

в) коэффициент вариации

Ориентируясь на эти характеристики нормального распределения, можно оценить степень близости к нему рассматриваемого распределения.

Одной из наиболее часто встречающихся задач при обработке данных является оценка достоверности различий между двумя или более рядами значений. В математической статистике существует ряд способов для ее решения. Компьютерный вариант обработки данных стал в настоящее время наиболее распространенным. Во многих прикладных статистических программах есть процедуры оценки различий между параметрами одной выборки или разных выборок. При полностью компьютеризованной обработке материала нетрудно в нужный момент использовать соответствующую процедуру и оценить интересующие различия.

Формулирование выводов . Выводы – это утверждения, выражающие в краткой форме содержательные итоги исследования, они в тезисной форме отражают то новое, что получено самим автором. Частой ошибкой является то, что автор включает в выводы общепринятые в науке положения – уже не нуждающиеся в доказательствах.

Решение каждой из перечисленных во введении задач должно быть определенным образом отражено в выводах.

Оформление работы . Основанная задача данного этапа работы представить полученные результаты в общедоступной и понятной форме, позволяющей сравнивать их с результатами других исследователей и использовать в практической деятельности. Поэтому оформление работы должно соответствовать требованиям, предъявляемым к работам, направляемым в печать (квалификационная работа- требования).

Примерный перечень работ на разных этапах НИР приведен в таблице.

Этапы НИР и состав работ на них

Разработка новой рецептуры на предприятиях пищевой промышленности заканчивается подготовкой нормативных документов (ТУ, СТО); получением Сертификатов, Деклараций; внесением поправок в технологический процесс (если требуется) – написанием инструкций и т.д.

Научные открытия, новые теоретические знания, исходя из потребностей их коммерциализации, переходят в фазу прикладных исследований, включающих этапы поисковых исследований и научно-исследовательской работы. Этому предшествуют стратегические решения особой генерации, благодаря которым развивается новейшее поколение инновационных процессов. Где-то на срединной стадии НИОКР находится линия водораздела между научной мыслью и рыночно-общественными потребностями. Инноватика же обеспечивает сдвиг воплощенного научного знания вправо, в ходе которого проект НИР трансформируется в инвестиционно-инновационный проект.

История развития научной деятельности

Любой вид человеческой деятельности связан с реализацией продуктивной или репродуктивной функции. Продуктивная функция реализуется через деятельность, имеющую цель получить субъективно воспринимаемый или объективно оцениваемый новый результат. Примерами могут служить инновационный проект, изобретение, научное открытие и т.д. Репродуктивная функция связана с воспроизводством человека, копированием собственной его деятельности или деятельности других людей. Примерами данного типа могут быть: функция продолжения рода, выполнение производственных операций, бизнес-процессов и процессов общественно-социального устройства.

Научно-исследовательская деятельность (НИД) продуктивна по своей сути и также имеет черты проектно-организованной системы. Следовательно, ей свойственны все значимые признаки организации и присущи определенная методология и методика реализации. С учетом этого вашему вниманию предлагается модель двухкомпонентной структуры НИД, представленная ниже. В связи с проектным типом устройства НИД, она, как любой проект, проходит через следующие фазы.

1. Проектирование. Результатом здесь является научная гипотеза, модель системы нового знания, план выполнения работ.
2. Проведение исследовательских работ с целью проверить выдвинутую научную гипотезу.
3. Подведение итогов и переосмысление полученных результатов для построения следующих гипотез и их проверки в ходе постановки новых проектных задач.

(нажмите для увеличения)

Современное состояние культуры и уровня развития НИД возникло не на пустом месте, его предварял длительный генезис научного творчества. Наука возникла наряду с другими формами восприятия, осмысления действительности и даже значительно позже. Речь идет о религиозном воззрении на Мир, искусстве, эстетике, этике и философии. Можно предположить, что в истории человечества наука зародилась примерно 5 тысяч лет назад. Шумер, Древний Египет, Китай, Индия – вот те цивилизации, где сформировалась и стала постепенно развиваться, если можно так выразиться, протонаука. Великие имена титанов мысли дошли до современников и олицетворяются с крупными вехами этого тернистого пути, среди них:

• древнегреческие мыслители Аристотель, Демокрит, Евклид, Архимед, Птолемей;
• ученые раннего Средневековья Персии и Азии Бируни, Ибн Сина и другие;
• схоласты Средневековья Европы Эриуген, Фома Аквинский, Бонавентура и т.п.;
• алхимики и астрологии более поздней эпохи периода Великой Инквизиции.

С XII века стали возникать университеты как научные и образовательные центры, известные до сих пор, в таких Европейских городах, как Париж, Болонь, Оксфорд, Кембридж, Неаполь. Ближе к венцу эпохи Возрождения, в период Позднего Ренессанса, в Италии и Англии появились гении, поднявшие «знамя научного промысла» на новую высоту. Яркие «бриллианты» засверкали на научном Олимпе: Галилео Галилей, Исаак Ньютон и другие. Смена феодального строя буржуазным привела к невиданному развитию науки. В России те же процессы шли своим чередом, и имена русских деятелей науки заслуженно вписаны в Мировую летопись:

• Михаил Ломоносов;
• Николай Лобачевский;
• Пафнутий Чебышев;
• Софья Ковалевская;
• Александр Столетов;
• Дмитрий Менделеев.

С середины XIX века начался экспоненциальный рост науки и ее роли в общественном устройстве. В XX веке один научный прорыв стал сменяться другим, с 50-х годов началась НТР. В текущий момент, в период перехода мировой цивилизации на 6-ой технологический уклад, принято говорить о симбиозе науки и бизнеса, выражающемся в зрелом инновационном типе развития экономики западных государств и некоторых стран 3-го Мира, хотя по сути 2-го Мира уже нет более 25 лет.

Сущность понятия НИР

Научно-исследовательская деятельность делится на три больших последовательно и параллельно выполняемых блока: фундаментальные исследования, прикладные научные исследования и разработки. Цель фундаментальных изысканий состоит в открытии, изучении новых законов, явлений природы, расширении научного знания и установления его пригодности на практике. Эти результаты после теоретического закрепления ложатся в основу прикладных исследований, которые нацелены на поиск путей использования законов, нахождение и совершенствование способов и средств человеческой деятельности. В свою очередь, прикладные научные изыскания подразделяются на следующие виды исследований и работ:

• поисковые;
• научно-исследовательские;
• опытно-конструкторские.

Целями и задачами научно-исследовательской работы (НИР) являются конкретные результаты, выраженные в создании новых опытных установок, образцов техники, приборов, принципиально новых технологий. Центральным источником НИР является сформулированная проблема. Под проблемой понимается противоречие (неопределенность), которое устанавливается в процессе познания того или иного явления. Устранение этого противоречия или неопределенности не представляется возможным с позиции существующего знания. Исходя из научного метода и с точки зрения диалектического подхода в философии, проблема формируется как противоречие, возникшее в рамках целого.

С учетом направленности НИР можно выделить несколько типов проблем, служащих одним из оснований для классификации видов научно-исследовательских работ.

1. Научная проблема – противоречие между знаниями о потребностях общества и незнанием путей и средств их удовлетворения.
2. Социальная проблема – установленное противоречие в развитии общественных отношений и отдельных элементов общественной системы.
3. Технологическая проблема – противоречие (неопределенность), возникающее при создании технологий, которое невозможно устранить на основе действующей технологической концепции.

По аналогии с названными выше проблемами можно достаточно просто сформулировать понятие управленческой и рыночной проблем, которые вместе с технологической проблемой и рядом затруднений социального характера разрешает инновационная деятельность. Инновационные изобретения служат устранению подобных проблем, и первым этапом инновационного процесса выступают НИР. Базовым нормативным документом, определяющим сущностные характеристики НИР и их содержание, требования к организации, последовательность выполнения, сопутствующий документооборот и отчетность, является ГОСТ 15.101-98. Выписка из этого стандарта с основными понятиями НИР приведена ниже.

Выписка из ГОСТ 15.101-98, введенного в действие 01.07.2000 г.

Ключевым документом для запуска исследовательских работ является ТЗ на НИР и, если заказчик присутствует, контракт на выполнение работ, заключаемый между заказчиком и исполнителем. В разделе «Общие положения» стандарта описано, какие требования должны включаться в техническое задание на НИР в обязательном порядке. Документ «Техническое задание» или соответствующее Приложение к контракту готовится на основе следующих информационных элементов:

• описание объекта исследования и требований к нему;
• функциональный состав общетехнического характера применительно к объектам исследования;
• перечень теорий, закономерностей, физических и иных эффектов, позволяющих сформулировать принцип действия предмета исследования;
• предполагаемые технические решения;
• сведения о ресурсных составляющих НИР (потенциал исполнителя, требуемые производственные, материальные и финансовые ресурсы);
• маркетингово-рыночная информация;
• ожидаемый экономический эффект.

Методологические аспекты НИР

Перед тем, как мы перейдем к разбору структуры научно-исследовательской работы, еще раз вернемся к вопросу о классификации НИР. Классификационными признаками могут служить:

• характер связи с производством;
• важность для экономики страны;
• источники финансирования;
• тип исполнителя НИР;
• уровень проблемы с сопутствующими видами единиц научного управления;
• степень включенности в инновационный процесс.

(нажмите для увеличения)

Хотя с позиции инноватики НИР не так часто применяются в фундаментальных исследованиях, тем не менее, и такая практика также получает распространение, в том числе и в крупных корпоративных научных центрах РФ. Взять, к примеру, фармацевтику, автомобилестроение, которое активно идет по пути создания беспилотных экипажей и электромобилей, способных конкурировать с ДВС, и т.п. Перейдем к рассмотрению последовательности мероприятий исследовательских работ и обозначим основные этапы НИР. Они по составу отличаются от этапов процесса НИР и состоят из восьми этапов научно-исследовательской работы.

1. Формулирование проблемы, темы, цели и задач НИР.
2. Изучение литературных источников, выполнение исследований, подготовка к техническому проектированию.
3. Проведение работ по техническому проектированию в нескольких вариантах.
4. Разработка и ТЭО проекта.
5. Выполнение рабочего проектирования.
6. Создание опытного образца с последующими производственными испытаниями.
7. Доработка опытного образца.
8. Испытания с участием государственной приемочной комиссии.

В свою очередь, процесс НИР состоит из шести типовых этапов.

1. Уточнение проблемы, выбор направления НИР, формулирование ее темы. Начало работ по планированию научно-исследовательской работы, составлению ТЗ, предварительных расчетов экономической эффективности.
2. Формулирование, постановка целей и задач НИР на основе подобранной литературы, библиографии, патентных изысканий, аннотаций и реферирования источников, анализа полученной информации. На данном этапе техническое задание на НИР окончательно согласовывается и утверждается.
3. Этап теоретических исследований, в ходе которых изучается сущность рассматриваемого явления, формируются гипотезы, создаются модели, их математическое обоснование и анализ.
4. Экспериментальные исследования, имеющие собственную структуру методологической разработки, планирования и исполнения. Непосредственное проведение серии экспериментов завершается выдачей заключения на основании обработки результатов экспериментальных исследований.
5. Анализ и оформление результатов НИР, составление отчета по научно-исследовательской работе. В анализе задействуются: техническое задание на НИР, полученные теоретические выводы, модели, результаты экспериментов. Гипотезы получают подтверждение или опровержение, формулируются научные выводы как важнейший аспект отчета по НИР, теория получает развитие.
6. Этап внедрения результатов НИР в производство, формирование предпосылок для коммерциализации создаваемого новшества, переход инновационного проекта в стадию ОКР.

Этап экспериментальных исследований

Теоретический этап НИР является отдельной предметной областью со своей особой спецификой. И очевидно, что сформулированные теоретические выводы должны подтверждаться экспериментом, являющимся одной из ключевых частей научного исследования. Под ним понимается набор действий, направленных на создание необходимых условий, позволяющих воспроизвести изучаемое явление в наиболее чистом неискаженном виде. Целью эксперимента является проверка рассматриваемых гипотез, проверка свойств объектов исследования, проверка выводов теории.

Методология экспериментальных исследований определяется назначением данного этапа НИР и видом применяемого эксперимента. Эксперименты различаются по многочисленным признакам: цели, способы формирования условий выполнения, типы организации проведения. К основаниям для их классификации можно также отнести характер внешних воздействий на объект изучения, тип модели, исследуемой в эксперименте, число варьируемых факторов и т.д. Среди специфических видов экспериментальных исследований выделяются следующие.

1. Естественный и искусственный виды экспериментов.
2. Констатирующий эксперимент.
3. Поисковый эксперимент.
4. Контролирующий эксперимент.
5. Решающий эксперимент.
6. Лабораторный и натурный виды экспериментов.
7. Мысленный, информационный и вещественный виды экспериментов.
8. Технологический и вычислительный эксперименты.

К каждому из обозначенных выше видов применяются соответствующие экспериментальные методы. Но какой бы метод ни был выбран, в силу уникальности каждой такой работы в любом случае необходимо уточнять или даже заново разрабатывать методику ее проведения. При этом необходимо предусматривать:

• ресурсы на предварительное наблюдение за изучаемым объектом;
• подбор объектов для эксперимента с исключением воздействия случайных факторов;
• обеспечение систематического наблюдения за развитием процесса или явления;
• выбор пределов измерений;
• систематическую регистрацию измерений;
• создание усложняющих эксперимент ситуаций;
• создание условий для перехода от эмпирического опыта к анализу, логическим обобщениям и синтезу в подтверждение или опровержение теоретических предположений.

На данной стадии НИР среди выполняемых работ выделяются следующие этапы экспериментального исследования.

1. Формулирование цели и задач эксперимента.
2. Выбор экспериментальной области, варьируемых факторов, математической модели представления данных.
3. Планирование экспериментальных мероприятий (разработка методики проведения, обоснование объема работ, числа опытов и т.д.).
4. Описание проведения эксперимента и организация его проведения (подготовка моделей, образцов, оборудования, средств измерения и т.п.).
5. Собственно проведение эксперимента.
6. Проверка предпосылок статического характера для получения корректных данных и первичная обработка результатов.
7. Анализ результатов и сопоставление с гипотезами теоретического этапа.
8. Предварительные выводы и корректировка теоретических обобщений.
9. Назначение и проведение дополнительных экспериментов.
10. Формулирование окончательных выводов и рекомендаций по использованию полученных сведений.

Завершаем настоящую статью, посвященную основам научно-исследовательской работы – первого этапа полноценно развернутого инновационного проекта. Современному проект-менеджеру уже пора превращать «Terra Incognita» НИР во вполне понятный и ясный процесс. Это связано с тем, что таков неизбежный мировой тренд. И хотя далеко не каждая компания способна себе позволить собственную науку, но представлять, как возникает научный продукт, бизнесу и его представителям становится с каждым днем все более важным.