Основы методологии исследований

Теоретические исследования должны быть творческими. Это предполагает создание новых ценностей, новой, важной для человечества информации, возможность открытий, изобретений, установление неизвестных науке фактов. Творческая составляющая позволяет опровергнуть существующие или создать новые научные гипотезы, дать глубокое объяснение процессов или явлений, которые раньше были непонятными или слабоизученными, связать воедино различные явления, т. е. найти стержень изучаемого процесса.

Творческий характер мышления при разработке теоретических аспектов научного исследования заключается в создании представлений воображения, т. е. новых комбинаций из известных элементов, и базируется на следующих приёмах:

• — сборе и обобщении информации;
• — постоянном сравнении и критическом осмыслении;
• — формулировании собственных мыслей;
• — совершенствовании и оптимизации собственных положений.

При этом творческий процесс теоретического исследования имеет несколько этапов:

• — знакомство с известными решениями;
• — отказ от известных путей решения аналогичных задач;
• — перебор различных вариантов решения;
• — решение.

Особую роль в теоретических исследованиях играют способы анализа и синтеза.

Анализ предполагает расчленение результатов исследований на составные части, а синтез заключается в исследовании явления в целом, в единстве и взаимной связи его частей.

Синтез позволяет обобщать понятия, законы и теории. При анализе явлений и процессов возникает потребность рассмотреть большое количество фактов (признаков). Здесь важно уметь выделить главное. В этом случае может быть применен способ ранжирования, с помощью которого исключают все второстепенное, не имеющее существенного влияния на рассматриваемое явление.

В теоретических исследованиях применяются в основном два метода: логический (гипотетический) и исторический.

Гипотетический метод основан на разработке гипотезы, научного предположения, содержащего элементы новизны и оригинальности. От того, как сформулирована гипотеза, зависит степень её приближения к окончательному теоретическому решению темы, а значит трудоёмкость и сроки выполнения разработок.

Научный руководитель на основе глубокой теоретической проработки темы исследований, критического анализа и формулирования (в случае необходимости) своих предложений развивает существующие теоретические представления или предлагает новое, более рациональное теоретическое решение темы.

Исторический метод позволяет исследовать возникновение, формирование и развитие процессов и событий в хронологической последовательности с целью выявить внутренние и внешние связи, закономерности и противоречия. Этот метод используется в общественных, главным образом, в исторических науках. В прикладных же науках он применяется, например, при изучении формирования и развития тех или иных отраслей науки и техники.

В прикладных науках основным методом теоретических исследований является гипотетический. Его методология включает в себя следующее:

• — изучение физической, экономической сущности исследуемого явления с помощью описанных выше способов познания;
• — формулирование гипотезы и составление расчетной схемы (модели) исследования;
• — выбор математического метода исследования модели и её изучение;
• — анализ теоретических исследований и разработка теоретических положений.

Описание физической или экономической сущности исследуемого явления (или процесса) составляет основу теоретических разработок. Такое описание должно всесторонне освещать суть процесса и базироваться на законах физики, химии, механики и др. Для этого исследователь должен знать классические законы естественных и общественных наук и уметь использовать их применительно к рабочей гипотезе научного исследования.

В последнее время все большее значение приобретают исследования по вопросам прогнозирования и экономического обоснования, а также организации производства, отражающим в комплексе сложные системы.

Для того чтобы наиболее полно понять процесс, необходимо иметь большое количество наблюдений и измерений. Чтобы обеспечить их, используют модель процесса. Под моделью понимают искусственную систему, отображающую основные свойства изучаемого объекта, т. е. это отображение в удобной форме всего объёма информации об изучаемом объекте. Метод моделирования в настоящее время является одним из основных в современных исследованиях.

Различают физическое и математическое моделирование.

При физическом моделировании происходит замена изучения некоторого объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу.

В технике физическое моделирование используется при проектировании различных объектов для определения на соответствующих моделях тех или иных свойств (характеристик) как объекта в целом, так и отдельных его частей. К физическому моделированию прибегают не только по экономическим соображениям, но и потому, что натурные испытания очень трудно или вообще невозможно осуществить, когда слишком велики (малы) размеры натурного объекта или значения других его характеристик (давления, температуры, скорости протекания процесса и т. п.).

Математическое моделирование принято рассматривать формализованное описание системы (технологий) в виде совокупности математических соотношений или схемы алгоритма, т. е. такое математическое описание, которое обеспечивает имитацию работы систем или устройств на уровне, достаточно близком к их реальному поведению, получаемому при натурных испытаниях. При математическом моделировании, физика явлений может быть различной, а математические зависимости — одинаковыми. Математическое моделирование приобретает особую ценность, когда возникает необходимость изучить очень сложные процессы.

Рассмотренные в статье структура научно-исследовательских коллективов кафедры, содержание их работы, основные функциональные обязанности руководителей научных направлений и заведующего кафедрой, основы методологии научных исследований, повысят эффективность организации и результативности НИР кафедры.