Стратегии научного исследования

Стратегия научного исследования – это совокупность научных элементов крупного плана (этапов), располагаемых в логической последовательности их выполнения и отражающие отдельные сущности сформированного названия на начальной стадии соответствующей темы или проблемы.

Каждый элемент крупного плана в общем случае имеет вход с необходимой для данного этапа исходной информацией, вход от предыдущего этапа, внутренние процедуры выполнения действий над входной информацией, выход с результирующей информацией и дополнительный выход с информацией о новизне, полученной на данном этапе. На рисунке 2.1 приведен пример представления научного элемента крупного плана стратегии исследования технической системы.

– анализ проблемы (научный элемент крупного плана); – вход с информацией об объекте исследования и его свойствах, о методах анализа; – вход с информацией от предыдущего этапа (научного элемента); – выход с результирующей информацией, объединяющей входную и предыдущую информацию; – элемент частной научной новизны результата ; - новизна

Рисунок 2.2 - Представление научного элемента (А) крупного плана

стратегии исследования технической системы

Анализ более 100 диссертаций позволил к научным элементам крупного плана отнести семь элементов (этапов), показанных на рисунке 2.2, представляющего собой концептуальную модель стратегии (O M A S I E N):

В большинстве диссертаций, присутствуют только элементы A S I N или A S E N.

Взаимосвязь научных элементов крупного плана включает в себя научные элементы более мелкого плана, а в совокупности представляют стратегию любого научного исследования технических систем, которая в виде математического выражения представлена формулой (2.1) как вложение непересекающихся множеств, а графически на рисунке 2.3.

. (2.1)

Рисунок 2.3 - Этапы и элементы стратегии научного исследования

технических систем (Концептуальная модель O M A S I E N)

В формуле (2.1) и на рисунке (2.2) приняты следующие обозначения:

O,M,A,S,I,E,N – этапы (крупные элементы) стратегии С научного исследования:

- путь последовательного выполнения этапов научного исследования;

- входы/выходы элемента (этапа) научного исследования;

- линии ограничения действия соответствующего научного элемента в рамках методологии;

- линии обратных связей;

– элемент научного исследования «общее состояние вопроса (проблемы);

– исходная информация для элемента О (общедоступная, научная, техническая, патентная) – вход научного элемента О;

– (выход элемента) – результат действия научного элемента О (формулировка проблемы и стратегии исследования);

– элемент «методология исследования»;

– исходная информация для элементов М (известная методология);

– результат действия научного элемента М (выбранная или синтезированная методология);

– процедура выбора методологии исследования;

– анализ проблемы (научный элемент крупного плана (рисунок 2.1));

– научный элемент «Синтез»;

– информация об объектах прототипах, методах синтеза и принятия решений;

– результат действия научного элемента (синтезированный объект научного исследования со свойствами и критериями оценки);

– процедура синтеза;

– элементы частной научной новизны результата S ₁;

– научный элемент «имитационное моделирование»;

– информация о моделях и методах моделирования;

– результаты действия научного элемента I (имитационная модель и результаты моделирования);

– процедура создания имитационной модели и проведение исследований на имитационной модели;

– элементы частной научной новизны результата I ₁;

– научный элемент «эксперимент – экспериментальные исследования»;

– информация о методах и средствах проведения экспериментов, о методах обработки и представления результатов;

– экспериментальный стенд и результаты эксперимента;

– процедура создания средств и проведения экспериментов;

– элементы частной научной новизны результата Е ₁;

– научный элемент «новизна»;

– информация о методах и форме представления новизны;

– результаты действия научного элемента, формулировка новизны;

m, a, s, i, e – элементы частной новизны, полученные в результате выполнения соответствующего научного элемента исследований и представляющиеся в общем случае, как объединение непересекающихся элементов (множеств), т.е.:

(2.2)

Выражения (2.1), (2.2) еще не дают полного законченного представления стратегии научного исследования, т.к. каждый этап включает множество более мелких научных элементов, взаимосвязь которых определяет тактику научного исследования. Сущность тактики, трактуемая научным консультантом и автором, определяется как совокупность научных элементов более мелкого плана на каждом этапе стратегии, включающая:

• научную формулировку задачи или задач данного этапа;

• формулировку ограничений по условиям, параметрам и т.п.;

• выбор метода решения;

• анализ результата и метода его представления;

• формулировку научной новизны.

На каждом этапе может решаться множество задач и тогда необходимо получить обобщенный результат соответствующего этапа.

Отдельные этапы, такие как I, E достаточно глубоко разработаны в различных областях техники, написаны книги и монографии, например [7, 39, 48,158, 170, 181, 211]. Менее разработаны этапы M, A, S. Здесь можно ориентироваться на труды [29, 30, 43, 46, 147, 172]. И совершенно не разработаны с точки зрения стратегии научного исследования этапы O, N.

2.2 Тактические основы этапа “Общее состояние проблемы” (O)

Общее состояние той или иной проблемы всегда носит расплывчатый характер за счет широкого охвата разнородных вопросов, характеризующих проблему, и, тем не менее, всегда можно наложить ограничения и сузить проблему до более или менее конкретного объекта исследования. Как правило, ограничения носят субъективный характер и редко с научной точки зрения обоснованы.

Здесь можно выделить два аспекта. С одной стороны исследователю хочется показать важность проблемы на фоне многих, чтобы она состоялась как проблема, а с другой стороны, ограничиться только одной стороной проблемы (нельзя объять необъятное). Указанное противоречие в научном плане разрешается путем классификации близких проблем (объектов) и формировании общей цели исследования. Классификация проблем (объектов исследования) отнюдь не простая задача, особенно если не знать о существовании четверки логических операторов, помогающих (или мешающих) выполнению этой операции.

Вот эти операторы: деление – обобщение, расчленение – соединение. В каждом делении имеются делимое понятие, основание деления и члены деления. Делимое понятие является родом, а члены деления – видами по отношению к данному роду. Каждое из видовых понятий тоже может быть объектом деления.

При расчленении любой из продуктов расчленения не является расчлененным понятием. Пример: деревья делятся на хвойные и лиственные (деление), но дерево расчленяется на крону, ствол и корни (расчленение).

Обобщение – это логическая операция, заключающаяся в том, что для рассматриваемого понятия находится более широкое по объему понятие, в объем которого входит и объем обобщаемого исходного понятия. Таким образом деление и обобщение являются главными условиями классификации проблем. В прошлом столетии отечественными авторами разработан метод классификации и формулировки конечной проблемы, который получил название метод «букета проблем». Этот метод состоит в том, что основывалась на исходной формулировке проблемы, рассматривают несколько иных проблем, формулируя тем самым группу или «букет проблем», состав которых следующий:

ПДК (проблема, как она дана), ПОВ (проблема в общем виде), ПА – проблема-аналог, ПФВ – проблема на уровне физических воздействий, ОП – обратная проблема. Детально с примерами этот метод описан в [191]. Научный элемент «О » по теме данной диссертации представлен в главе 1.

2. 3 Тактические основы этапа «Научная новизна» (N)

Этот этап (элемент научного исследования) является, пожалуй, самым важным при оценке проведенного исследования, но и самым трудным с точки зрения его представления. По названию этот элемент может быть простым (метод, модель, методика, способ, принцип, методология) и составным, включающим в различной совокупности указанные названия. Но одного названия недостаточно. За названием должна следовать научная сущность, которая состоит из основы, базирующейся на фундаментальных законах, теориях, методах-прототипах и отличиях, полученных в результате исследования.

На рисунке 2.4 приведена структура представления научного элемента N в стратегии O M A S I E N, а в таблице 2.1 условная ценность научных достижений по пунктам научной сущности. Сочетание отдельных пунктов основы научной сущности с соответствующими пунктами отличий научной сущности позволяет судить об условной ценности научных достижений.

Рисунок 2.4 - Структура представления научного элемента N (новизна)

в стратегии O M A S I E N