Теоретические и экспериментальные методы исследования в химии презентация

между ними

внутренняя структура
объекта;
закономерности развития систем и явлений;
их взаимодействие и обусловленность

Эмпирический уровень познания — этап сбора данных (научных фактов) об объекте.
Теоретический уровень познания — осмысление и переработка эмпирического материала; разработка новых гипотез, теорий и законов.

М Е Т О Д Ы И С С Л Е Д О В А Н И Я

фиксирующее эмпирическое знание.
Гипотеза — научное предположение, дающее предварительное объяснение какому-либо факту или явлению.
Теория — логически организованная система научных знаний, которая дает целостное и всестороннее описание объекта/явления. Это целостная система достоверных, обоснованных и доказанных знаний.

ФАКТ

ТЕОРИЯ

ГИПОТЕЗА

...

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕОРИЙ ПО ПРЕДМЕТУ ИССЛЕДОВАНИЯ

математические

химические

социальные

физические

...

экспериментов);
исходный теоретический базис – аксиомы, постулаты, допущения, законы и т.д.
логический аппарат – правила, выводы, доказательства;
совокупность выведенных следствий с их доказательствами.
Функции теории:
1) объяснительная;
2) систематизирующая;
3) предсказательная;
4) методологическая.

теория);





- теории высокоэластичности (статистическая — Бартенев и Хазанович; кинетическая — Марк, Гут, Кун; сеточная — Джемс и Гут);
- теория деформационных состояний полимеров (Каргин и Слонимский);
- релаксационная теория деформации полимеров была впервые предложена Кобеко с сотр.
- теории прочности (Гриффита; Бартенева...);
- теория долговечности Журкова;
- ...

Структура аморфного (слева) и
кристаллического (справа)
полимеров

Кристалл ПЭ

Теории в науке о полимерах

органов чувств человека и его предметную материальную деятельность.
Сравнение - это установление сходства и различия предметов и явлений действительности.
Счет - это определение количественных соотношений объектов исследования или параметров, характеризующих их свойства.
Измерение - это процедура определения численного значения некоторой величины путем её сравнения с эталоном.
Эксперимент - процесс изучения объекта (явления) в специально созданных, управляемых условиях, позволяющий наблюдать, сравнивать и измерять его свойства, а также устанавливать зависимость свойств от внешних воздействий.
Анкетирование
Тестирование
Собеседование

ряд утверждений принимается без доказательства, а все остальные знания выводятся из них по определенным логическим правилам.
Идеализация - это мысленное конструирование идеальных объектов, которые не существуют в действительности.
Формализация - метод изучения разнообразных объектов путем отображения их содержания и структуры в знаковой форме какого-либо искусственного языка.
Абстрагирование состоит в мысленном отвлечении от несущественных связей, свойств, отношений и выделении сторон предметов, явлений, интересующих исследователя.
Восхождение от абстрактного к конкретному - метод, состоящий в движении научной мысли от исходной абстракции (неполного знания) через последовательные этапы углубления и расширения познания к результату - целостному воспроизведению в теории исследуемого объекта.

предмета для изучения их в отдельности как частей единого целого.
- анализ научной и технической литературы
- качественный и количественный.
Синтез - метод, состоящий в мысленном объединении составных элементов, свойств, связей исследуемого объекта, расчлененных в результате анализа, и изучение этого объекта как единого целого.
Аналогия - метод, в котором знание о предметах и явлениях приобретается на основании того, что они имеют сходства с другими.
Индукция - умозаключение от частного к общему, когда на основании знания об отдельных предметах класса формулируется общий вывод о классе в целом.
Дедукция - умозаключение от общего к частному, когда вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества.

от менее общего к более
общему знанию, установления общих свойств и признаков предметов.

МАТЕРИАЛЬНОЕ (ПРЕДМЕТНОЕ)

ИДЕАЛЬНОЕ (ЗНАКОВОЕ)

Модели самолетов, кораблей,
космических аппаратов

Мысленное моделирование (идеальный газ,
идеальный раствор);
графики, чертежи, формулы

КОМПЬЮТЕРНОЕ (МАТЕМАТИЧЕСКОЕ) МОДЕЛИРОВАНИЕ

Строение и конформация макромолекул
Фазовые переходы в полимерах
Химические превращения и их кинетика
Технологические процессы (экструзии, литье под давлением)
...

исследование - это деятельность, направленная на всестороннее изучение объектов, процессов или явлений, их структуры и взаимодействия между ними, анализ влияния на них различных факторов с целью получения убедительно доказанных и полезных для науки и практики результатов.
Объекты: материальные или идеальные системы
Субъекты: - физические лица (исследователь, обладающий соответствующей квалификацией; научная школа);
- юридические лица (группа ученых, официально объединенных в исследовательский коллектив)

ИССЛЕДОВАНИЕ

проведения эксперимента;
количества взятых на анализ образцов;
сходимости полученных результатов (правильности статистической обработки результатов исследования);
материально-технической базы лаборатории.

ТРЕБОВАНИЯ К ИССЛЕДОВАНИЯМ

доказа-
тельность

объектив-
ность

точность

воспроиз-
водимость

прежде явлений и неизвестных свойств объектов.

направлено преимущественно на применение новых знаний для достижения практических целей, и решения конкретных задач

ВИДЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (НИ)

ПО ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ

ПО ИСТОЧНИКУ

- долгосрочное
- краткосрочное

- государство (госзаказ, грант)
- производство (хоздоговорные)
- инициативные

ПО ЦЕЛЕВОМУ НАЗНАЧЕНИЮ
(ФЗ РФ № 127-ФЗ «О науке и государственной научно-технической политике»

ПОИСКОВОЕ НИ

направлено на получение новых знаний путем выполнения НИР

получение новых знаний для их последующего практического применения

ОРИЕНТИРОВАННОЕ НИ

перспективности (стабильности) тем применяют два метода - математический и экспертных оценок.

действий, способ организации исследования.

1. Постановка проблемы, формулирование темы и обоснование ее актуальности (технико-экономическое обоснование)
2. Формулирование цели и задач исследования
3. Определение объекта и предмета исследования
4. Выдвижение гипотезы исследования
5. Выбор методов и методик исследования
6. Проведение эксперимента и описание процесса исследования
7. Анализ и обсуждение результатов исследования
8. Формулирование выводов

коллектива, посвященных решению каких-либо крупных, фундаментальных теоретических и экспериментальных задач в определенной отрасли науки.

СТРУКТУРНЫЕ ЕДИНИЦЫ
НАУЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ

комплексная
проблема

тема

научный
вопрос

проблема

проблема

...

исследования и имеет перспективное значение.
Тема — это научная задача, охватывающая определенную область научного исследования.
Научный вопрос - более мелкие научные задачи, относящиеся к конкретной области научного исследования.

«… Гораздо труднее увидеть и сформулировать проблему, чем найти ее решение. Для первого требуется воображение, для второго только умение.»
Джон Бернал, английский физик

связана:
- с неизученностью выбранной темы;
- с возможностью решения определенной практической задачи на
основе полученных в исследовании данных.
решать новую научную задачу;
иметь значимость;
тема должна обеспечивать максимально возможный экономический эффект;
тема должна соответствовать профилю научного коллектива;
тема должна быть осуществимой и внедряемой.

обоснованы автором впервые, ранее в такой форме не были известны, либо научно обоснованные технические, технологические или иные решения, имеющие важное значение для практики и которые ранее не применялись.
Элементы научной новизны (для магистерских диссертаций):
новый объект исследования;
применение известного метода к новому объекту исследования;
применение нового метода к известному объекту исследования;
постановку известных проблем или задач в новых условиях;
новые следствия из известных теоретических положений в новых условиях;
новые или усовершенствованные модели, методологии, методы решения, методики, технологии...

исследовательской работы, описание того, как могут применяться полученные результаты.
Критерии значимости:
- повышение престижа отечественной науки;
- восполнению пробелов в той или иной области научного знания.
- возможность применения результатов исследования в научных и методических пособиях на кафедрах, в научных лабораториях
- возможность применения полученных результатов в научной, педагогической, просветительской деятельности.
«Результаты исследований могут быть использованы в.../для...»

обороноспособности
страны
социально-экономическая эффек-
тивность
широкое международное признание работ
широта применения результатов
...

годовая норма прибыли на вложенный капитал
сроки окупаемости проекта
цитируемость трудов по теме
...

качество работ;
- экономическая
эффективность;
- сокращается срок
выполнения
исследования

- специализация;
- квалификация и компе-
тентность сотрудников;
- накопление опыта и знаний

- отсутствие новых идей
- потеря интереса

~ 10% новых тем исследований

базу научно-исследовательской организации;
- возможность окончания работы в срок;
- возможность внедрения в производственных условиях заказчика (посещение предприятий, отраслевых выставок, ведущих научно-исследовательских институтов, беседы со специалистами)

разделы работы:
А. Поиск информации по теме исследования.
Б. Систематизация, классификация и хранение информации.
В. Анализ информации, подготовка и написание литературного обзора.
Г. Написание выводов к литературному обзору.

направленных на отыскание документов, которые необходимы для разработки темы.

ОПЕРАЦИИ:
Поиск в потоке информации необходимых источников.
Непосредственная работа с источником.
Выделение нужных сведений.
Обеспечение хранения полученных сведений.

и предназначенный для ее хранения и использования.

ПО СПОСОБУ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

текстовые

графические

аудио-
визуальные

электронные

чертежи
схемы
диаграммы

аудиозаписи
видеозаписи

Интернет
жесткие диски
USB-flash-накопители
CD

А. Поиск информации по теме исследования

или нескольким авторам);
учебники;
научные и реферативные журналы (РЖ. Химия);
сборники научных трудов;
нормативная документация (ГОСТы, ТУ)
патентная документация (патенты, авторские свидетельства);
первичные непубликуемые документы: научно--технические отчеты (отчеты о НИР и НИОКР), диссертации, депонированные рукописи, научные переводы)
каталоги, проспекты и другая информация фирм

А. Поиск информации по теме исследования

которым есть доступ в РХТУ
http://cyberleninka.ru/ - Научная электронная библиотека (полнотекстовый доступ к статьям)
ru.espacenet.com - Российский сервер патентной информации esp@cenet
http://www.findpatent.ru/ - FindPatent.ru - бесплатный патентный поиск онлайн по ключевым словам, номерам и категориям в базах изобретений РФ и СССР. (более 2 млн. текстов патентов)
http://ru-patent.info/ - база патентов на изобретения РФ (имеются сведения, необходимые для правильного оформления ссылки на патент)
https://www.google.com/advanced_patent_search — расширенный патентный поиск Google
http://www.dissercat.com/ - электронная библиотека диссертаций (неплохой поиск по ключевым словам, есть полный список литературных источников к каждой диссертации)

- метод качественно-количественного анализа содержания документов с целью выявления или измерения различных фактов и тенденций, отраженных в этих документах
Это вспомогательный метод анализа литературных источников.
Стадии контент-анализа:
1. Определение категорий анализа — наиболее общих ключевых понятий, соответствующих исследовательским задачам (тема, цель, идея).
2. Выбор одной или нескольких единиц анализа (слово, словосочетание, автор ...)
3. Выбор количественной меры анализа - единицы счета (число повторений единицы анализа; число строк; доля текста, посвященного теме в объеме документа...)
4. Оформление результатов контент-анализа

- научное систематизированное описание книг, составление их списков, указателей, обзоров литературы.
Информация об источнике (уточнить в ГОСТ Р 7.0.5 и ГОСТ 7.1):
Книга, журнал - автор, заглавие/название на языке оригинала, вид, шифр (библиотечной книги), адрес сайта (электронная версия), место издания, издательство, год издания, том, номер выпуска, количество страниц или номер страницы;
Патент — номер, страна, выдавшая патент, название, авторы, когда он был заявлен, опубликован и пр.
Электронный ресурс - название сайта, режим доступа, название и авторов публикации
Следует обращать внимание на списки литературы из книг и статей, на авторов публикаций, организации, фамилии научных руководителей диссертаций.

темы

требуется эрудиция,
умение анализировать

Классификация - в файлы по темам/вопросам;
Внутри файла: - по алфавиту;
- по новизне и актуальности;
- по видам (книги/статьи/патенты...)
- по доступу (полный текст/реферат/нет доступа)

более простой
требуется меньше времени
НО: менее полный анализ проблемы

усвоение материала с записями самого важного!
Конспект — подробное изложение содержания информации.
Аннотация — краткое содержание первоисточника.
Выписка - краткое (или полное) содержание отдельных фрагментов (разделов, глав, параграфов, страниц) информации.
Цитата — дословная запись данных из литературного источника.
Глубина поиска – это количество лет, за которые предполагается проводить поиск литературы.

ФАЙЛ ПО ТЕМЕ

разделы

книги

полнотекстовые
статьи и патенты

источники,
полный текст которых
можно найти в ИЦ

источники,
которые надо
заказывать

- это текст, содержащий не перечисление всех известных фактов, а критически проанализированную информацию по исследуемой проблеме или проблемам, извлеченную из довольно большого количества специально подобранных литературных источников.
АСПЕКТЫ:
выявить, что известно по данному вопросу в науке, а что нет, что доказано, но недостаточно полно и точно; сравнить точки зрения на проблему;
обозначить виды, функции, структуру изучаемого предмета/явления;
перечислить особенности формирования (факторы, условия, механизмы, этапы) и проявления (признаки, нормативное и патологическое функционирование) изучаемого предмета/явления;
определить, уточнить используемые в работе термины и понятия;
изложить основные подходы, направления исследования по изучаемой проблеме

освещены следующие вопросы:
актуальность и новизна темы;
последние достижения в области теоретических и экспериментальных исследований по теме;
важнейшие наиболее актуальные теоретические и экспериментальные задачи, а также производственные рекомендации, подлежащие разработке в данный момент;
техническая целесообразность и экономическая эффективность этих разработок.

ЛИТОБЗОР

ОБЩИЕ
ВЫВОДЫ

актуальность
проблемы

выбор темы,
целей и задач

ВЫВОДЫ
К РАЗДЕЛАМ

связана:
- с неизученностью выбранной темы;
- с возможностью решения определенной практической задачи на
основе полученных в исследовании данных.
решать новую научную задачу;
иметь значимость;
тема должна обеспечивать максимально возможный экономический эффект;
тема должна соответствовать профилю научного коллектива;
тема должна быть осуществимой и внедряемой.

обоснованы автором впервые, ранее в такой форме не были известны, либо научно обоснованные технические, технологические или иные решения, имеющие важное значение для практики и которые ранее не применялись.
Элементы научной новизны (для магистерских диссертаций):
новый объект исследования;
применение известного метода к новому объекту исследования;
применение нового метода к известному объекту исследования;
постановку известных проблем или задач в новых условиях;
новые следствия из известных теоретических положений в новых условиях;
новые или усовершенствованные модели, методологии, методы решения, методики, технологии...

исследовательской работы, описание того, как могут применяться полученные результаты.
Критерии значимости:
- повышение престижа отечественной науки;
- восполнению пробелов в той или иной области научного знания.
- возможность применения результатов исследования в научных и методических пособиях на кафедрах, в научных лабораториях
- возможность применения полученных результатов в научной, педагогической, просветительской деятельности.
«Результаты исследований могут быть использованы в.../для...»

обороноспособности
страны
социально-экономическая эффек-
тивность
широкое международное признание работ
широта применения результатов
...

годовая норма прибыли на вложенный капитал
сроки окупаемости проекта
цитируемость трудов по теме
...

качество работ;
- экономическая
эффективность;
- сокращается срок
выполнения
исследования

- специализация;
- квалификация и компе-
тентность сотрудников;
- накопление опыта и знаний

- отсутствие новых идей
- потеря интереса

~ 10% новых тем исследований

базу научно-исследовательской организации;
- возможность окончания работы в срок;
- возможность внедрения в производственных условиях заказчика (посещение предприятий, отраслевых выставок, ведущих научно-исследовательских институтов, беседы со специалистами)