Методы и средства научных исследований

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Ю. Н. Колмогоров, А. П. Сергеев, 
Д. А. Тарасов, С. П. Арапова
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
НАУЧНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Учебное пособие
Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вуза, обучающихся
по направлению подготовки
29.04.03 — Технология полиграфического 
и упаковочного производства
Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2017

УДК 001.891(075.8)
ББК 72ся73
         М54
Авторы:
Ю. Н. Колмогоров (гл. 2, 5), А. П. Сергеев (гл. 3, 4, дополнение), 
Д. А. Тарасов (гл. 1), С. П. Арапова (гл. 6, 7)
Рецензенты:
гл. науч. сотр. лаборатории матем. моделирования в экологии и медицине ИПЭ УрО РАН д-р физ.-мат. наук, проф. А. Н. Вараксин;
директор ин-та хим. переработки растительного сырья и пром. экологии Урал. гос. лесотехн. ун-та д-р техн. наук, проф. А. В. Вураско
Научный редактор — канд. техн. наук А. Г. Тягунов
М54
        Методы и  средства научных исследований: учеб. пособие / Ю. Н. Колмогоров [и др.]. — Екатеринбург : Изд-во Урал. 
ун-та, 2017. — 152 с.
ISBN 978-5-7996-2256-5
Пособие предназначено для закрепления теоретических и практических навыков слушателей магистратуры по курсу дисциплин 
«Учебно-исследовательская работа общенаучная», «Учебно-исследовательская работа прикладная», «Методы и средства научных исследований». Представлены сведения об организации научно-исследовательской работы, этапах ее выполнения и о представлении 
результатов, а также рекомендации по курсовому проектированию. 
В дополнении даны основные сведения по измерительным шкалам. 
Издание представляет интерес для студентов инженерных и естественно-научных специальностей.
УДК 001.891(075.8)
ББК 72ся73
ISBN 978-5-7996-2256-5	
© Уральский федеральный
	
     университет, 2017


Оглавление
Введение............................................................................................... 6
1.  Организация научно-исследовательской работы в России............... 7
1.1. Управление в сфере науки....................................................... 7
1.2. Ученые степени и ученые звания...........................................16
1.3. Подготовка научных и научно-педагогических 
        кадров в России.......................................................................19
1.4. Научно-исследовательская работа студентов........................24
2.  Наука и научное исследование........................................................28
2.1. Понятие науки.........................................................................28
2.2. Классификация наук...............................................................29
2.3. Научное исследование............................................................32
2.3.1. Теоретический уровень исследования.........................34
2.3.2. Эмпирический уровень исследования.........................38
2.4. Этапы научно-исследовательской работы.............................39
3.  Методология научных исследований...............................................41
3.1. Понятия метода и методологии научных исследований.......41
3.2. Философские и общенаучные методы научного 
        исследования...........................................................................43
3.3. Частные и специальные методы научного исследования.....48
4.  Подготовительный этап научно-исследовательской работы...........49
4.1. Выбор темы научного исследования......................................49
4.2. Планирование научно-исследовательской работы...............52

Оглавление
5.  Сбор научной информации..............................................................57
5.1. Основные источники научной информации.........................57
5.1.1. Виды научных изданий.................................................58
5.1.2. Виды учебных изданий.................................................59
5.1.3. Справочно-информационные издания.......................60
5.1.4. Другие виды изданий....................................................60
5.2. Изучение литературы..............................................................62
6.  Написание и оформление научных работ студентов........................65
6.1. Структура учебно-научной работы........................................66
6.2. Основные правила оформления учебно-научных работ.......74
6.3. Оформление рисунков в пояснительной записке.................76
        Графический способ изложения иллюстративного 
        материала................................................................................77
6.4. Оформление таблиц в пояснительной записке.....................79
6.5. Основные правила оформления математических формул....81
6.6. Оформление библиографического аппарата.........................83
6.6.1. Общие правила составления 
           библиографического списка.........................................84
6.6.2. Оформление библиографических ссылок....................86
6.7. Язык и стиль............................................................................89
7.  Особенности подготовки, оформления и защиты 
      студенческих работ.........................................................................92
7.1. Особенности подготовки рефератов и докладов...................92
7.2. Особенности подготовки и защиты курсовых работ.............93
7.3. Особенности подготовки и защиты дипломных работ..........96

Оглавление
Дополнения........................................................................................101
Дополнение 1.  
Методы обработки экспериментальных данных........................101
Проверка статистических гипотез..............................................101
Метод наименьших квадратов....................................................105
Корреляционный анализ.............................................................107
Дисперсионный анализ...............................................................110
Регрессионный анализ результатов аппроксимации 
статистических зависимостей.....................................................112
Дополнение 2.  
Эксперимент и измерительные шкалы.......................................116
Шкала наименований..................................................................118
Шкала порядковая.......................................................................121
Порядковая шкала Черчмена и Акоффа.....................................130
Шкала интервалов.......................................................................133
Шкала отношений.......................................................................136
Абсолютная шкала.......................................................................139
Заключение........................................................................................143
Рекомендуемый библиографический список......................................144

 
Введение
В 
современных условиях быстрого развития технологий, 
наращивания материальной базы производственных 
предприятий и увеличения значимости информационных технологий в различных отраслях промышленности серьезное значение приобретает подготовка учебными заведениями высококвалифицированных специалистов, имеющих 
высокую профессиональную и теоретическую подготовку, способных к самостоятельной творческой работе. В связи с этим 
учебные планы вузов предусматривают выполнение студентами курсовых и выпускных квалификационных работ, а также 
различные формы учебно-исследовательской работы (подготовка рефератов, сообщений, докладов, проведение исследований 
во время производственной практики и т. д.), которые включаются в учебный процесс. Во внеучебное время студенты работают в проблемных группах, научных кружках, участвуют в работе научно-практических конференций, оказывают помощь 
преподавателям, выполняя научно-исследовательские работы. 
Все это должно помочь студентам глубоко усвоить различные 
дисциплины, выработать способность творчески мыслить, научиться самостоятельно выполнять хотя бы небольшие научноисследовательские работы, анализировать и обобщать практические знания.
Знание методов и средств, используемых в научных изысканиях, существенно облегчает подготовку, проведение и обработку результатов исследований. Данное учебное пособие призвано помочь студентам и молодым ученым систематизировать 
свою творческую научную деятельность и указать пути встраивания результатов этой деятельности в общее научное поле нашей страны и далее — в мировую базу научных знаний.

 
1. Организация научно-исследовательской 
работы в России
1.1. Управление в сфере науки
З
аконодательную основу регулирования отношений 
между субъектами научной и научно-технической деятельности, органами власти и потребителями научной 
и научно-технической продукции образует Федеральный закон 
от 23 августа 1996 года «О науке и государственной научно-технической политике» [1]. Согласно закону государственная научно-техническая политика осуществляется на основе следующих основных принципов:
—	 признание науки социально значимой отраслью, определяющей уровень развития производительных сил государства;
—	 гарантия приоритетного развития фундаментальных научных исследований;
—	 интеграция научной, научно-технической и образовательной деятельности на основе различных форм участия работников, аспирантов и студентов вузов в научных исследованиях и экспериментальных разработках посредством 
создания учебно-научных комплексов на базе вузов, научных организаций академий наук, имеющих государственный статус, а также научных организаций министерств 
и иных федеральных органов государственной власти;
—	 поддержка конкуренции и предпринимательской деятельности в области науки и техники;

—	 развитие научной, научно-технической и инновационной деятельности посредством создания системы государственных научных центров и других структур;
—	 концентрация ресурсов на приоритетных направлениях 
развития науки и техники;
—	 стимулирование научной, научно-технической и инновационной деятельности через систему экономических 
и иных льгот.
Важнейшими направлениями государственной политики 
в области развития науки и технологий являются:
—	 развитие фундаментальной науки, важнейших прикладных исследований и разработок;
—	 совершенствование государственного регулирования 
в области развития науки и технологий;
—	 формирование национальной инновационной системы;
—	 повышение эффективности использования результатов 
научной и научно-технической деятельности;
—	 сохранение и развитие кадрового потенциала научно-технического комплекса;
—	 интеграция науки и образования;
—	 развитие международного научно-технического сотрудничества.
В Российской Федерации управление научной и (или) научно-технической деятельностью осуществляется на основе сочетания принципов государственного регулирования и самоуправления. Органы государственной власти, учреждающие 
государственные научные организации, утверждают их уставы, осуществляют контроль над эффективным использованием и сохранностью предоставленного им имущества, осуществляют другие функции в пределах своих полномочий.
Основной правовой формой отношений между научной организацией, заказчиком и иными потребителями научной и (или) 
научно-технической продукции, в том числе министерствами 
и иными федеральными органами исполнительной власти, яв

1.1. Управление в сфере науки
ляются договоры (контракты) на создание, передачу и использование научной и (или) научно-технической продукции, оказание 
научных, научно-технических, инженерно-консультационных 
и иных услуг, а также другие договоры. Правительство РФ и органы исполнительной власти субъектов РФ, учредившие государственные научные организации, вправе устанавливать для 
них обязательный государственный заказ на выполнение научных исследований и экспериментальных разработок.
Правительством РФ утвержден ряд программных документов о развитии науки в России, например: Государственная программа Российской Федерации «Развитие науки и технологий» 
на 2013–2020 годы» (с изменениями и дополнениями, «Программа фундаментальных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2013–2020 годы)» [2,3].
В ведении Правительства РФ находятся Российский фонд 
фундаментальных исследований и Российский гуманитарный 
научный фонд. В уставах этих фондов указано, что они являются некоммерческими организациями в форме федеральных 
учреждений. Они проводят отбор на конкурсной основе проектов научных исследований, поддерживаемых этими фондами, 
по изданию научных трудов, организации научных мероприятий (конференций, семинаров и т. п.), развитию экспериментальной базы научных исследований. Фонды финансируют отобранные проекты и мероприятия, контролируют использование 
выделенных средств, поддерживают международное сотрудничество в области научных исследований.
Федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими функции по выработке государственной политики 
и нормативно-правовому регулированию в сфере промышленного, оборонно-промышленного и топливно-энергетического 
комплексов, а также в области развития авиационной техники, 
технического регулирования и обеспечения единства измерений, освоения месторождений полезных ископаемых на основе 
соглашений о разделе продукции, науки и техники в интересах