Програма досліджень

Головним завданням планування є розробка програми досліджень.

Наукове дослідження складається з таких діалектично пов’язаних складових: планування експерименту, проведення польових дослідів і виконання комплексу обліків і спостережень, аналізу й узагальнення отриманих даних.

Найбільш відповідальною частиною є планування експерименту. Воно передбачає:

• визначення завдання та об’єкта досліджень,

• розробку схеми експерименту,

• вибір земельної ділянки,

• визначення оптимальної структури експерименту.

Включаючи джерела фінансування і етапи виконання робіт, ці положення входять до програми досліджень.

При плануванні досліджень треба ураховувати про такі особливості, що постійно супроводжують науковця:

• багатогранність завдань, що треба вирішити;

• наявність багатьох невідомих факторів, які треба передбачити;

• необхідність поєднання дисципліни праці та створення умов для розвитку творчої ініціативи і проявлення суб’єктивізму для кожного члена наукового колективу.

Щоб менше було похибок при плануванні, краще об’єднати зусилля усіх наукових кадрів на вирішення найважливіших теоретичних і практичних завдань, що поставлені в масштабі країни й окремих галузей.

В Україні діє така структура управління наукою: національна академія наук (НАН), галузеві академії наук (наприклад, УААН), галузеві Інститути та вищі навчальні заклади, дослідні станції. У кожній із цих установ успішно діють наукові школи, окремі організатори науки, які координують дії науковців у певних галузях.

Щоб показати масштабність, тривалість турбот і загальнодержавну необхідність вирішення глобальних проблем, досить назвати декілька напрямів досліджень, що турбують науковців як України, так і світу:

• енергетика та промислова сировина,

• створення і подальше удосконалення ЕОМ та систем АСУ,

• глибоке пізнання природи біологічних процесів (біоніка, біотехнологія, нові сполуки і матеріали тощо).

До виконання останнього завдання причетний і Інститут цукрових буряків УААН, який, у свою чергу, є координаційним центром УААН з питань селекції і технології вирощування культури.

Програма досліджень Інституту містить завдання на довготривалі й короткі перспективи, загальноінститутські та окремі теми, теми співвиконавців інших наукових підрозділів тощо.

5.2. Етапи планування дослідження

Планування досліджень здійснюється в чотири етапи.

Вибір теми, визначення завдань та об’єкта досліджень.

Вивчення сучасного стану досліджуваного питання.

Висунення робочої гіпотези або конкуруючих гіпотез.

Розробка схеми і методики експерименту.

Вибір теми. Найбільш відповідальним є перший етап. Похибки, що допускаються при плануванні, в майбутньому майже не можна виправити ні досконалими методами досліджень, ні сучасними методами статистичного аналізу.

Під час вибору теми чітко формується мета досліджень, будується логічна модель явища, що вивчається, вибирається стратегія, яка обумовлює методи й методики досліджень.

Головна особливість науки полягає в тому, що при вирішенні наукових завдань виникає значно більше питань, ніж при цьому вирішується. Як писав Карл фон Бер зазначав: “Наука — стабільна в своєму прагненні, невичерпна в своєму обсязі та безмежна у своїй меті …”.

Наукова проблема відкривається! Її ситуацію не можна звести до питання й відповіді, бо вона належить до діалектики, а не логіки, тому й вирішується вона за законами діалектики!

Проблему не можна вважати визначеною, якщо при цьому не вказані умови вирішення або підходу до неї. Отже, треба визначити тип проблеми (теоретична вона чи практична), метод (або методи) досліджень, масштаби точності вимірювань та оцінок.

Успіх вирішення проблеми залежить від того, чи містить вона те питання, на яке природа готова дати відповідь. Р. Ешбі в книзі “Конструкція мозку” будує такий логічний ланцюг пошуку шляху вирішення проблеми: “Коли ми зможемо чітко сформулювати проблему, ми будемо близькими до її вирішення”. АД.Бернал в філософському трактаті “Наука в історії суспільства” застерігає: “Набагато важче побачити проблему, ніж її вирішити… Для першого треба уявлення, а для другого - тільки вміння!”

У визначенні проблеми, теми, назви досліду важлива роль належить науковій школі, що панує в науковому колективі, провідним вченим, методичним та вченим радам наукових установ.

Вивчення сучасного стану досліджуваної проблеми.Коли Ньютона запитали: “Чи правда, що Ви відкрили закон всесвітнього тяжіння завдяки тому, що вам на голову впало з яблуні яблуко?…” Він відповів: “Ні, але про процес… падіння яблука з яблуні я дуже довго думав!”

Що ж потрібно знати, щоб побачити проблему, найти шлях до її вирішення і, на кінець, успішно її вирішити?

Оригінальний шлях пошуку й вирішення проблеми, побудований на законах діалектики, наводить О.С.Пушкін:

"О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух,

И опыт - сын ошибок трудных,

И гений - парадоксов друг,

И случай - бог изобретатель…”

Отже, на першому місті стоїть рівень освіти дослідника... Тільки опанувавши закони розвитку природи, набувши знання з різних галузей науки й культури можна вважати себе підготовленим до вирішення більш важливих завдань – постановки власних дослідів („опыт – сын ошибок трудных”). Тобто, власний досвід збагачується тільки за рахуноквласного досліду!

Людина, що віддає себе науці, в майбутньому стає генієм (генію – притаманно лише 5% везіння, решта ж 95% - припадає на кропітку працю), якому поталанило збагнути парадокс - істину, що виглядає неможливою лише на перший погляд.

І самому генію повинен трапитись випадок, щоб зробити дійсне відкриття в науці!

Які ж джерела треба використовувати, щоб вивчити сучасний стан досліджуваної проблеми? В першу чергу, це монографії, наукові статті, звіти, дисертації тощо. Важливими джерелами є реферативні журнали, центри науково-технічної інформації. В сучасних умовах на перші позиції виходять мережі Інтернету.

На підставі вивчення наукових джерел складається облікова картка, яка містить:

• прізвище автора (авторів) джерела,

• назву джерела,

• місто друкування,

• назву видавництва,

• сторінки (С. 12-15 — усередині книги, 75 с. — загальний обсяг книги)

• короткий зміст джерела (якщо є повний конспект — де продовження)

Облікові картки або конспекти використовують для написання огляду літератури.

Основні завдання огляду літератури такі: показати протилежні позиції у поглядах на проблему; з’ясувати, як впливають певні умови на отримані результати, в чому суть протиріч. Завершується огляд визначенням мети і завдань майбутніх досліджень.

Сучасний фахівець, на пошук нової інформації повинен витрачати 25-30 % щоденного робочого часу. Результатом аналізу сучасного стану досліджуваної проблеми є висунення робочої гіпотези або конкуруючих гіпотез та розробка схеми і методики експерименту.

Математичні методи планування експерименту.У сучасних умовах при плануванні наукових досліджень широко застосовуються сучасні математичні й статистичні методи. У порівнянні з традиційними методами математичні мають ряд переваг:

• підвищується надійність експерименту,

• без втрати якості в досліді можна зменшити кількість досліджуваних варіантів,

• визначити оптимальний варіант (навіть незапланований у досліді),

• суттєво підвищити продуктивність праці дослідника.

Математичне планування досліджень — це пошук оптимальних умов росту й розвитку рослин з метою підвищення їх продуктивності. Планування з метою пошуку мінімальної кількості варіантів і умов проведення досліду передбачає побудову фізичної моделі процесу у вигляді диференціальних рівнянь, яка пов’язує параметри оптимізації з факторами життя рослин.

Математичне планування можливе для дослідів, результати яких можна відтворити, а фактори — регулювати.

Математичний метод планування експерименту передбачає:

• визначення необхідної кількості повторювань,

• контроль варіації між ділянками,

• рендомізацію варіантів,

• визначення структури дії факторів,

• для варіантів з кількісною мінливістю — охоплення всіх зон дії фактора за законами мінімуму, оптимуму та максимуму, визначення одиниці варіації та кількості градацій фактора. Інтервал дії факторів визначається так, щоб у зонах дії законів мінімуму та максимуму різниця між варіантами перевищувала НІР₀₅ (рис. 11).

Планування експерименту з варіантами якісної мінливості вимагає дотримання принципу логічної відміни, за яким кожен варіант досліду різниться між собою лише за однією ознакою.

Для підвищення точності досліду під час математичного планування одночасно створюють блоки, за рахунок яких знижується похибка, що обумовлена середовищем; проводять рендомізацію варіантів, що відповідає вимогами дисперсійного аналізу; визначається кількість повторювань, що знижує статистичну похибку досліду. Створення блоків проходить шляхом повної рендомізації повних блоків (Complete), яка проводиться при випробуванні великої кількості сортів у блоках великих розмірів; частково збалансованих неповних блоків (Incomplete); застосування латинських квадрату (l=n, N=ln) або прямокутника (l>n, l/n= кратному числу). Досить прогресивною є схема альфа (Alpha), яка застосовується для розміщення варіантів за повторюваннями з формуванням певних блоків, наприклад, дослід з 24 варіантів (l=24), п’яти повторювань (n=5), при трьох варіантах у блоці (k=3) в повторюванні восьми блоків (b=l/k=24/3=8) (рис. 5.2).

І ІІ ІІІ ІV V

Рис. 5.2. Розміщення варіантів за схемою Alpha (блоки йдуть стрічками)

Математичне планування досліджень є єдиною ланкою, яка передбачає виконання електронних обліків і спостережень, створення баз даних, проведення аналізів та інтерпретацію результатів досліджень. Для цього широко використовуються малі ЕОМ (рис. 5.3). Вони можуть використовуватися окремо або у поєднанні з іншими електронними машинами, які проводять у динаміці обліки або спостереження, хімічні або біологічні аналізи (рис. 5.4).