Основы научных исследований, организация и планирование эксперимента (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.320

Стр.321

Стр.322

Стр.323

УДК 519.242 ББК 22.172 С 13 Сагдеев Д. И. Основы научных исследований, организация и планирование эксперимента : учебное пособие / Д. И. Сагдеев; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – 324 с. ISBN 978-5-7882-2010-9 Содержит основы научных исследований, методологию и технологии теоретических и экспериментальных исследований, а также способы организации научного эксперимента. Предназначено для магистров 1,2 курса очной формы обучения, изучающих дисциплину «Основы научных исследований, организация и планирование эксперимента» по направлению подготовки 15.04.02 «Технологические машины и оборудование». Подготовлено на кафедре вакуумной техники электрофизических установок. Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р техн. наук К. Х. Гильфанов канд. техн. наук Ф. Н. Дресвянников ISBN 978-5-7882-2010-9 © Сагдеев Д. И., 2016 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2016 2

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ Перечень условных обозначений .........................................................3 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ И ТВОРЧЕСТВА...................................................... ............7 1.1. Наука и ее роль в современном обществе ......................................7 1.2. Определение сущности знания и познания ..................................20 1.3. Процесс научного исследования ..................................................28 1.4. Основные методы исследований .................................................32 1.5. Элементы теории и методологии научно-технического творчества ………………..……………....………………………42 2. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭТАПЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ. ОРГАНИЗАЦИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ........... …..........................................................47 2.1. Выбор направления научного исследования и этапы научноисследовательских работ ..........................................................47 2.2. Организация и обеспечение научных исследований. Обработка научной информации и научный документ .............54 2.3. Информационный поиск. Традиционные информационнопоисковые языки ......................................................................57 2.4. Общие принципы классификации …...........................................60 2.5. Библиотеки …..............................................................................64 2.6. Электронные информационно-поисковые системы ....................67 2.7. Дескрипторные информационно-поисковые языки. Понятие тезауруса …...............................................................................71 2.8. Организация научно-исследовательской работы в Российской Федерации ................................................................................80 2.9. Организация научных исследований на факультете и кафедре ...82 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ …........................................83 3.1. Цели и задачи теоретического исследования …...........................84 3.2. Общенаучные методы теоретических исследований …...............86 3.3. Методы творческого мышления …..............................................88 3.4. Математические методы в исследованиях …...............................91 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ …….......................95 4.1. Классификация, типы и задачи эксперимента ….........................95 4.2. Методика проведения эксперимента .........................................104 4.3. Обработка результатов эксперимента .......................................108 320

Стр.320

5. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ..........................109 5.1. Основные понятия и определения метрологии ..........................110 Основные положения теории погрешностей ...........................117 Систематические погрешности ..............................................121 Случайные погрешности ..........................................................125 5.2. Характеристики случайных величин. Функция распределения случайной величины ..............................................................126 Некоторые характеристики случайных величин .....................137 5.3. Распределения случайных величин ..........................................146 Нормальное распределение ......................................................146 Распределение Стьюдента ......................................................151 ᵡ2 распределение ........................................................................153 Распределение Фишера .............................................................155 5.4. Общие сведения об оценке погрешностей .................................157 5.5. Прямые измерения с многократными наблюдениями ...............157 Алгоритм вычислительных операций .......................................158 Правила оценки анормальности результатов наблюдений ......160 Критерии оценки анормальности результатов наблюдений при неизвестном генеральном среднем квадратическом отклонении σ и неизвестном генеральном среднем m ...............163 Оценка для параметров нормального распределения ...............163 5.6. Косвенные измерения с многократными наблюдениями ..........164 Метод линеаризации .................................................................164 Оценка параметров случайной погрешности результата измерения при нелинейной зависимости измеряемой величины от измеряемых аргументов ......................................................168 Оценка параметров неисключенных остатков систематических погрешностей результата измерения при нелинейной зависимости измеряемой величины от измеряемых аргументов ……………………………………………....………..............168 Общая погрешность результата измерения .............................170 Формы представления результата измерения ..........................172 Метод приведения.............................................................................173 Метод перебора .........................................................................173 6. ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА................................................ .....174 6.1. Основы регрессионного анализа ................................................174 6.2. Проверка однородности дисперсий воспроизводимости ординат измеряемой функции ................................................175 321

Стр.321

Критерий Кокрена …................................................................175 Критерий Бартлетта ..............................................................176 6.3. Определение и оценка параметров уравнения регрессии по результатам экспериментальных исследований .....................178 6.4. Оценка доверительного интервала (коридора ошибок) для искомой функциональной зависимости ………….....…..........181 7. МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ….....................183 7.1. Современные методы подхода к экспериментальностатистическому исследованию и оптимизации сложных многокомпонентных систем …………....................................183 7.2. Методы планирования экстремальных экспериментов .............187 Полный факторный эксперимент. ...........................................188 7.3. Планирование эксперимента при изучении диаграмм "Составсвойство" ……........................................................................192 7.4. Планирование экспериментов, цели и задачи ............................192 7.5. Особенности исследования многокомпонентных систем ..........193 7.6. Модели и план-матрицы "Состав-свойство" .............................195 7.7. Алгоритм статистической проверки данных .............................196 Проверка воспроизводимости экспериментов .........................196 Определение генеральной дисперсии значений функции отклика ………………………………………………………….....…….196 Проверка адекватности модели ...............................................197 7.8. Планирование эксперимента для исследования и оптимизации сложных систем с ограничениями на переменные .................199 Планирование эксперимента при изучении диаграмм "Состав-свойство" методом симплексных решеток …........199 Планирование эксперимента методом "псевдокомпонентов" на диаграммах "Состав-свойство" .....203 Планирование с предварительной трансформацией симплексной подобласти ........................................................206 8. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ДИССЕРТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ............................................................................. ..209 8.1. Составление отчетов о научно-исследовательской работе ........209 8.2. Подготовка научных материалов к опубликованию в печати ....215 9. ОСОБЕННОСТИ ДИССЕРТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ....219 9.1. Наука как социальный институт ...............................................219 9.2. Черты научного исследования ..................................................222 9.3. Наука и диссертационные исследования ...................................224 9.4. Выбор учебного заведения, области исследования, научного руководителя …………...........................................................225 322

Стр.322

9.5. Особенности обучения в аспирантуре .......................................229 9.6. Методические формы диссертаций ...........................................232 9.7. Постановка задачи исследований ..............................................233 9.8. Выбор темы диссертации ..........................................................238 9.9. Выбор наименования диссертации ............................................238 9.10. Характеристика кандидатской диссертации ............................245 9.11. Характеристика докторской диссертационной работы ............248 9.12. Планирование работы .............................................................256 9.13. Библиографический поиск литературных источников ............257 9.14. Работа с научной литературой ................................................261 9.15. Основные требования к диссертациям. Понятие актуальности и "диссертабельности" научной работы ……….…........263 9.16. Научная новизна диссертационного исследования .................268 9.17. Полезность результатов диссертации ......................................270 9.18. Достоверность результатов исследований ...............................271 10. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ДИССЕРТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................... ……..............273 10.1. Общие требования к диссертационной работе ........................273 10.2. Возможная структура кандидатской диссертации и содержание ее разделов ……….......................................................274 10.3. Построение теоретических положений диссертации ..............279 10.4. Формулирование научных выводов ........................................282 10.5. Подготовка и проведение предварительной экспертизы диссертационной работы ........................................................283 10.6. Требования к автореферату. Структура автореферата .........285 10.7. Пример выполнения в автореферате общей характеристики работы ...................................................................................288 10.8. Доклад результатов диссертационной работы ........................292 Примерный перечень вопросов диссертанту на защите .......295 10.9. Публикация основных результатов исследований ..................296 Тезисы докладов, выстеплений, научные статьи ..................296 Методические рекомендации и программы учебных курсов ..297 Учебное пособие, учебник ......................................................299 Монография ...........................................................................299 Депонирование научной разработки ......................................299 Соавторство .........................................................................300 Учет объема опубликованных работ .....................................300 ЛИТЕРАТУРА ......................................................................................302 ПРИЛОЖЕНИЯ ....................................................................................304 323

Стр.323