Основы научного творчества
Покупка
Тематика:
Наука. Науковедение
Издательство:
ФЛИНТА
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 156
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-9765-1269-6
Артикул: 618000.02.99
Рассмотрены вопросы основ методологии научного творчества, методов научного познания, информационного поиска в научном исследовании. Даны характеристики диссертационного исследования и рекомендации по организации труда молодого ученого. Учебное пособие предназначено для студентов - магистров специальности 120100 - Технология машиностроения, а также может быть полезно студентам, аспирантам и инженерам, занимающимся научноисследовательской деятельностью.
Тематика:
ББК:
- 3: ТЕХНИКА. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
- 740: Общая педагогика. История образования и педагогической мысли. Организация образования
УДК:
- 378: Высшее профессиональное образование. Высшая школа. Подготовка научных кадров
- 60: Прикладные науки. Общие вопросы
- 62: Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 15.04.01: Машиностроение
- 15.04.02: Технологические машины и оборудование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В.И. Аверченков, Ю.А. Малахов ОСНОВЫ НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА Учебное пособие 4-е издание, стереотипное Москва Издательство «ФЛИНТА» 2021
УДК 378.12:62(075.8) ББК 72.6я73 А19 Р е ц е н з е н т проф. В.Д. Симоненко Аверченков В.И. А19 Основы научного творчества : учеб. пособие / В.И. Аверченков, Ю.А. Малахов. – 4-е изд., стер. – Москва : ФЛИНТА, 2021. – 156 с. – ISBN 978-5-9765-1269-6. – Текст : электронный Рассмотрены вопросы основ методологии научного творчества, методов научного познания, информационного поиска в научном исследовании. Даны характеристики диссертационного исследования и рекомендации по организации труда молодого ученого. Учебное пособие предназначено для студентов – магистров специальности 120100 – Технология машиностроения, а также может быть полезно студентам, аспирантам и инженерам, занимающимся научноисследовательской деятельностью. УДК 378.12:62(075.8) ББК 72.6я73 ISBN 978-5-9765-1269-6 © Аверченков В.И., Малахов Ю.А., 2016 © Издательство «ФЛИНТА», 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Глава 1. Творчество в процессе научного познания человека . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. Знание, творчество и научная деятельность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Особенности научного творчества. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3. Развитие творческих способностей и положительного конструк тивного мышления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4. Понимание и творчество. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Глава 2. Методология научного творчества. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1. Определение методологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2. Составные части методологии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3. Основные принципы методологии научного творчества . . . . . . . . . 20 2.4. Методы научного познания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.5. Принципы классификации в научных исследованиях. . . . . . . . . . . . 30 2.6. Последовательность проведения научного исследования. . . . . . . . . 35 Глава 3. Научное исследование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.1. Задачи научного исследования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.2. Гипотеза – источник будущей теории. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.3. Построение научной теории. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.4. Роль эксперимента в научном исследовании. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.5. Моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.6. Формализация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.7. Вероятностно-статистические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.8. Регрессионный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.9. Системный анализ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Глава 4. Информационный поиск в научном исследовании . . . . . . . . . . . . . . 70 4.1. Виды представления научной информации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 4.2. Патентный поиск. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3. Поиск информации с помощью компьютерных средств . . . . . . . . . 78 4.4. Обработка научной информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.5. Формы научных публикаций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.6. Подготовка научных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.7. Рационализация труда молодого ученого. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Глава 5. Диссертационное исследование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115 5.1. Основные черты диссертационного исследования . . . . . . . . . . . . . 115 5.2. Структура диссертационной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 5.3. Научная новизна и практическая значимость . . . . . . . . . . . . . . . . . .127 5.4. Требование к диссертации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5.5. Подготовка к защите. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Список используемой и рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Словарь понятий-терминов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Приложения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
ВВЕДЕНИЕ Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не памятью. Л.Н. Толстой До недавнего времени высшая школа в сфере подготовки инженеров была ориентирована в основном на массовый выпуск узких специалистов, способных выполнять стереотипные задания по созданию и обеспечению функционирования техники и технологий. В то же время развитие современного общества существенно зависит от того, насколько успешно осуществляется научно-технический прогресс. При этом речь идет не просто о необходимости увеличения объема естественно-научных и технических новаций, но что более важно, о творческом его использовании учеными и инженерами. Поэтому теперь просто специалист - исполнитель уже не может удовлетворить запросы современного общественного производства. Сегодня требуется специалист - исследователь, инициативный, широкообразованный. В условиях подготовки инженера с повышенным творческим потенциалом требуется и новый философско-методический подход. Этот подход должен быть основан на более глубокой и целостной личностной ориентации, целенаправленной на развертывание внутренне присущих человеческому индивиду творческих способностей. Сформировать у человека творческий подход к выполняемому делу, к жизни – это задача в первую очередь самого человека. Роль высшей школы заключается в том, чтобы показать человеку направление движения, развития своей личности, на основе использования элементов творческой философии. Как это сделать? Во многом здесь могут помочь студенту такие курсы лекций как «Основы инженерного творчества» и «Методология научного творчества». Курс лекций «Методология научного творчества» представляет собой более высокую ступень развития творческих способностей у студентов и предназначен в основном для студентов-магистров. Слово «магистр» латинского происхождения и означает «наставник», «учитель», «руководитель», а в русском переводе слово «магистр» обозначает «мастер своего дела». Особенность обучения в магистратуре состоит в том, что она ориентирована на подготовку будущих научных работников и преподавателей высшей школы. Данное учебное пособие представляет интерес для тех, кто делает только первые шаги в научной работе и впервые знакомится с основами научного творчества. Излагаемый материал состоит из пяти глав. Первая глава посвящена общим вопросам творческой деятельности человека и, в частности, его научному творчеству. Во второй главе раскрыты основы методологии научного творчества, ее составные части и принципы. Показаны этапы последовательности выполнения научного исследования, описаны некоторые методы научного познания. В третьей главе рассмотрены вопросы построения научной теории на основе предложенной гипотезы с последующим ее уточнением. Приводятся ряд
методов научного исследования, отмечена роль эксперимента в научных исследованиях. В четвертой главе дана основная информация по поиску, отбору и изучению научно-технической литературы с использованием библиотечных каталогов, компьютерных технологий. Пятая глава посвящена особенностям диссертационного исследования. Здесь перечислены основные черты диссертационного исследования, приведена структура диссертационной работы и предъявляемые к ней требования. В учебном пособии даны рекомендации по подготовке научных материалов и рационализации труда молодого ученого, позволяющих повысить эффективность научного труда. В конце учебного пособия помещен словарь понятий-терминов (глоссарий) и список полезной литературы. По тексту учебного пособия приводятся пословицы, афоризмы и высказывания деятелей науки разных исторических периодов из разных предметных областей, отражающие общие черты научно - познавательной и исследовательской деятельности человека. Учебное пособие будет особенно полезно тем студентам, которые предполагают заниматься или уже занимаются научной деятельностью, а также оно поможет понять, как устроены изучаемые системы знаний, поможет успешнее осваивать учебный материал. Авторы благодарны Попкову В.И. и сотрудникам кафедры «Технология машиностроения» за помощь при работе над учебным пособием.
Глава 1. ТВОРЧЕСТВО В ПРОЦЕССЕ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ ЧЕЛОВЕКА Совершенствуй себя и ты добьешься Совершенства в том, что делаешь! И.А. Моисеев 1.1 Знание, творчество и научная деятельность Знания можно выразить как определенное представление всего чего угодно в сознании человека, в том числе и самого сознания. Знание – это система понятий, усвоенных человеком. Любая деятельность человека основывается на знаниях. Научное знание- специальный вид знания, который характеризуется прежде всего возможностью сопоставления с некоторой реальностью. Необходимость в научном знании появляется при обнаружении недостаточности представлений, понятий здравого смысла и опыта. Если эта недостаточность осознается, то возникает и потребность в научном познании соответствующего предмета. Существуют многочисленные сферы человеческой деятельности и познания, каждая из которых исследуется отдельной или несколькими научными дисциплинами. В то же время и сама наука становится предметом научного исследования. С течением времени все большее значение при изучении науки занимают те методы и средства, которые выработаны самой наукой и носят название научных: наблюдение, эксперимент, измерение, моделирование, формализация, математизация и другие. Наука исключительно сложное, многоаспектное и многоуровневое явление, и сам термин ” наука ” – многозначен. Из множества определений выделим наиболее близкое к инженерной деятельности человека. Наука – это особая сфера целенаправленной человеческой деятельности, которая включает ученых с их знаниями и способностями, научными учреждениями и имеет задачей исследование на основе определенных методов познания объективных законов развития природы, общества и мышления для предвидения и преобразования действительности в интересах общества [7]. История развития любой научной области свидетельствует о том, что именно творческие компоненты (проблемные, гипотетические, эвристические, интуитивные, оценочные и др.) играют существенную, определяющую роль в создании, развитии и практическом применении научной теории. Творчество присуще теории не только при ее рождении, но и на любых этапах ее жизненного цикла. Так, например, И. Ньютон в противоположность существовавшем ранее объяснениям связал явление различных цветов световых лучей с их различной преломляемостью. В этом случае новаторство И. Ньютона состояло в
декомпозиции единого физического свойства ” цвет ” на его физические составляющие. Эти составляющие выделялись по признаку, в качестве которого был взят показатель преломления. В настоящее время роль такого признака играет длина волны. Творчество вообще, и научное творчество в частности, является самой сложной деятельностью из всех известных человеку. Несмотря на то, что интерес к механизму творчества возник давно, формализовать процесс творчества в полной мере затруднительно из-за наличия в нем личностного фактора, связанного с психологией индивидуума, и практически неограниченного разнообразия самих объектов творчества. В данном процессе присутствуют как психологические, логические, так и социальные аспекты. Инженерное творчество – это целенаправленная деятельность человека по созданию машин с новыми свойствами [1]. Наука обеспечивает инженерную деятельность необходимыми знаниями, а инженерная деятельность создает условия для проектирования, конструирования и производства нового изделия. Научная деятельность, как и любая другая деятельность человека характеризуется следующим: а) целью, б) конечным продуктом, в) методами и средствами его получения, г) направлением на объекты воздействия, выявляя в них свой предмет, д) представляет собой деятельность субъектов, которые, решая свои задачи, вступают в определенные социальные отношения и образуют различные формы социальных институтов. По содержанию всех этих показателей наука существенно отличается от других сфер человеческой деятельности. Одной из главных и определяющих целей научной деятельности является получение знаний о реальности, об окружающем мире. Знания приобретаются человеком во всех формах его деятельности (в обыденной жизни, политике, экономике, искусстве, в инженерном деле), но здесь получение знаний не является главной целью. Так, например, искусство предназначено для создания эстетических ценностей. Оно призвано к тому, чтобы развить у человека эстетическое отношение к действительности, создавать новый мир художественных ценностей, в которых оно проявлялось бы наиболее концентрированно. Экономические реформы в обществе также опираются на знания о действительности, однако оценка идет с точки зрения эффективности и практического результата. Аналогично обстоит дело и в инженерной деятельности. Ее продуктом являются проекты, связанные с разработкой новых видов техники или организационных систем. При этом продукт инженерных разработок оценивается в первую очередь с точки зрения его практической пользы, оптимальности используемых ресурсов, расширения возможностей преобразования реальности, а не по количеству и качеству приобретенных знаний. В современном обществе научное обоснование становится целесообразным и даже необходимым во все больших сферах жизнедеятельности человека. Следовательно, продуктом научной деятельности являются прежде всего знания. Одним из важнейших отличительных качеств научного знания является его систематизированность. Для научной
систематизации знаний характерны стремление к полноте, ясное представление об основаниях систематизации и их непротиворечивости. Элементами научного знания являются факты, закономерности, теории, научные картины мира. Огромная область научных знаний расчленена на отдельные дисциплины, которые находятся в определенной взаимосвязи и единстве друг с другом. Наиболее важным значительным для науки является стремление к обоснованию, доказательности получаемого знания. Поэтому продуктом науки являются не только знания. Для получения научных знаний необходима разработка различных методов наблюдения и экспериментирования, а также многообразных средств, при помощи которых они осуществляются. При этом предложенные многочисленные приборы, экспериментальные установки, методики измерения, сбора, обработки, хранения и передачи информации оказываются широко применимыми не только в самой науке, но и за ее пределами, прежде всего, в производстве. Важнейшими способами обоснования полученного эмпирического знания являются: а) многократные проверки наблюдениями и экспериментами, б) обращение к первоисточникам, статистическим данным, которые формируются учеными независимо друг от друга. При обосновании теоретических концепций обязательными требованиями, предъявляемыми к ним, являются следующие: а) непротиворечивость, б) соответствие эмпирическим данным, в) возможность описывать известные явления и предсказывать новые. Постоянное стремление обосновать научное знание, открытость его для компетентной критики делает науку образцом рациональности. Наибольшую ценность в науке приобретают оригинальные, смелые идеи, которые вместе с тем подтверждаются опытом. Именно они обладают наибольшей способностью к расширению проблемного поля науки, способствуют постановке новых задач, продвигающих научное познание к новым высотам. Кроме этого наука представляет собой источник нравственных ценностей. Она демонстрирует нам такого рода профессию, в которой честность, объективность является важнейшими элементами профессиональной этики (Конечно, не надо идеализировать ученых. В науке, как и в любой другой сфере жизни, случается всякое). Творчество естествоиспытателя сегодня теснейшим образом сплетено с творчеством инженера, они взаимно обосновывают и дополняют друг друга. Научно-техническое творчество – новая ступень общественной деятельности, предполагающая не просто связь науки с соответствующими технологическими разработками, но и сознательную ориентацию ученых на техническую реализацию полученных решений, стремление к внедрению их в систему общественного производства. В современных условиях решающим источником экономического роста все больше становятся знания, а также индивидуальная и общественная способность их использовать. Генераторами новых знаний являются ученые, инженеры, педагоги и другие специалисты. Страна без системы образования, способной подготовить кадры высшей квалификации, неизбежно отстанет в технике и технологии. Знания метатеоретического уровня, т.е. знания о знаниях
(метазнания), позволяют разрабатывать пути построения новых теорий, устанавливать границы применения известных теорий, обосновывать синтезирование нескольких теорий. Центральная задача метазнания – это познание условий формализации научных теорий и выработка формализованных языков (метаязыков). 1.2. Особенности научного творчества. Великие дела рождаются прежде всего благодаря внутренним побуждениям. Как писатель творит свои произведения, используя естественный язык, а композитор – используя нотную запись и определенные музыкальные инструменты, так и машиностроитель, если он настоящий ученый, создает свои шедевры, используя многочисленный математический аппарат, теории и данные экспериментов, полученные с помощью различных измерительных устройств и приборов. И в искусстве, и в культуре, и в технике творец не только создает свои произведения, но и изобретает новые выразительные средства, переосмысливает опыт и знания предшественников, очерчивает пути, по которым пойдет дальнейшее развитие научной области, в которой он работает. Познание явлений, изучаемых современной наукой, требует не меньше таланта, чем искусство. Научное творчество можно квалифицировать как качественное преобразование человеческих представлений об окружающем мире. Творчество в науке наряду с общими чертами имеет и существенное отличие от творчества в других сферах деятельности человека. Научное творчество в современных условиях возможно лишь на базе владения достаточно сложными точными и формальными методами, а для экспериментальных наук дополнительно приборами и установками. Существует различие научного творчества и технического. Если научное творчество направлено на изменение описательных и объяснительных схем, с помощью которых человек строит свое взаимодействие с окружающей действительностью, то техническое творчество связано с созданием новых способов деятельности в этом мире. Научное творчество ориентированно на выявление всех важных деталей модели устройства мира, воспроизведение их соотношений и связей в теоретическом знании. При этом творчество ученого во многом определяется исходными установками и принципами теории, на которой оно базируется. Ученый как бы предваряет исследование, формируя в уме образ искомого, и для полноты конструируемой картины может вводить в нее гипотетические элементы. Техническое же творчество связано с созданием материально-предметных конструкций и потому обычно исходит из закономерностей, уже выявленных естествознанием. Научное познание и технический поиск являются звеньями одной цепи. Новое знание может возникнуть не только в ходе специальных познавательных
процессов, но и в ходе технической деятельности, направленной на чисто практические цели. При этом научное исследование и технико- изобретательская деятельность направлены на различные уровни объективной реальности. Главная цель научного поиска связана с установлением фундаментальных законов, регулирующих функционирование целой предметной области. Деятельность изобретателя, напротив, связана с преобразованием конкретных технических систем. Его главным образом интересует не универсально-теоретическая форма некоторого закона, а определенный способ его практического действия. Диалектическое единство познавательных и созидательных элементов творчества инженера и ученого позволяют техническому творчеству, с одной стороны, выступать моментом завершения, законченности научно- технического поиска, а с другой – играть во многих случаях роль отправной точки, с которой начинается научно- исследовательская деятельность, и способствовать выявлению непознанных объективных закономерностей. 1.3 . Развитие творческих способностей и положительного конструктивного мышления Творческие силы ума остаются бесплодными при отсутствии энтузиазма и силы воли. А.А. Андронов Особенности современного этапа создания новых машин обусловлены необходимостью проектирования технических объектов с техникоэкономическими показателями, способными конкурировать с лучшими образцами техники на мировом рынке, обеспечив резкое сокращение сроков создания новой техники. В связи с этим сегодня на одно из первых мест вышла проблема интенсификации творческих способностей инженерных и научных кадров, а формирование творческого мышления у молодых специалистов становится актуальной задачей технических вузов страны. Основы мышления специалиста составляют его творческие способности, то есть видение технических проблем, гибкость мышления, способность генерировать идеи, поиск аналогий, перенос опыта и т.д. Каждому человеку от природы присущи определенные способности, которые в дальнейшем необходимо постоянно развивать. Развитие человека предполагает развитие способностей к познанию и созиданию нового, а не просто к усвоению определенной суммы готовых знаний. Творчество представляет собой сложную психологическую деятельность человека и предполагает наличие у инженера (ученого) способностей, мотивов, знаний и умений, благодаря которым создается технический объект, отличающийся новизной конструкции [1]. Творчество является результатом умственного труда, приносящим полное удовлетворение человеку тогда, когда его новая идея воплощается в