Структура теоретических и экспериментальных работ

В основе научной работы лежит понятие системы, под которой понимают множество объектов (компонентов), обладающих заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями. На базе понятия системного анализа проводится учет связей, используются количественные сравнения всех альтернатив для того, чтобы сознательно выбрать наилучшее решение, оцениваемое каким-либо критерием (например, эффективность, надежность).

Системный анализ задачи научного исследования складывается из четырех этапов:

1. постановка задачи – определяют объект, цели и задачи исследований, критерий для изучения и управления объектом;

2. определяют границы изучаемой системы и определяют ее структуру, при этом объекты и процессы, имеющие отношение к поставленной цели, разбиваются на собственно изучаемую систему и внешнюю среду. Различают замкнутые и открытые системы. Для замкнутых систем влиянием внешней среды пренебрегают. Выделяют отдельные элементы системы (составные части) и устанавливают взаимодействие между ними и внешней средой (то есть формируют гипотезу). (Например, безотходная технология – замкнутая система);

3. составление математической модели исследуемой системы. Производят параметризацию системы, описывают выделенные элементы системы и их взаимодействие. Аналого-аналитические методы используются для описания лишь небольших систем. В других случаях используются дискретные параметры (баллы), например, твердость металлов по шкале Мооса, сейсмичность по шкале Рихтера и др. (Привлекается математический аппарат теории множеств, математической логики, также вероятностные методы и другие). В результате третьего этапа формируют законченные математические модели системы, описанные на формальном, например, алгоритмическом языке;

4. анализ полученной математической модели, определение ее экстремальных условий с целью оптимизации и формулирования выводов.

Таким образом, последовательность действий при теоретических исследованиях следующая:

анализ физической (социальной, экономической и др.) сущности процессов, явлений;

формулирование гипотезы исследования;

построение (разработку) физической модели;

проведение математического исследования (необходимо к нему стремиться, но можно формулировать гипотезу в словесной, графической формах);

анализ теоретических решений;

формулирование выводов.

Последовательность действий при экспериментальных (эмпирических) исследованиях:

выдвижение (получение) рабочей гипотезы;

разработка методики эксперимента (наблюдения);

подбор материалов, приборов, установок;

обработка результатов измерений;

проверка соответствия полученных данных рабочей гипотезе.