Научно-исследовательская работа студентов

Научно-исследовательская работа студентов

Задачи, выдвигаемые современным производством перед инженерными кадрами, настолько сложны, что их решение требует творческого поиска, исследовательских навыков. В связи с этим современный специалист должен владеть не только необходимой суммой фундаментальных и специальных знаний, но и определёнными навыками творческого решения практических задач, постоянно повышать свою квалификацию, быстро адаптироваться к изменяющимся условиям. Все эти качества необходимо формировать в вузе. Воспитываются они через активное участие студентов в научно-исследовательской работе.

В современных условиях научно-исследовательская работа студентов (НИРС) превращается из средства развития творческих способностей наиболее успевающих и одарённых студентов в систему, позволяющую повысить качество подготовки всех специалистов с высшим образованием.

Понятие ²научно-исследовательская работа студентов² включает в себя следующие элементы:

– обучение студентов основам исследовательского труда, привитие им определённых навыков;

– выполнение научных исследований под руководством преподавателей.

В связи с этим формы и методы привлечения студентов к научному творчеству можно разделить на научно-исследовательскую работу, включенную в учебный процесс и следовательно, проводимую в учебное время в соответствии с учебными планами и рабочими программами (специальные лекционные курсы по основам научных исследований, различного вида учебные занятия с элементами научных исследований, учебно-исследовательская работа студентов), а также на научно-исследовательскую работу, выполняемую студентами во внеучебное время.

Учебно-исследовательская работа студентов (УИРС) выполняется в отведённое расписанием занятий учебное время каждым студентом по специальному заданию под руководством научного руководителя (преподавателя кафедры). Основной задачей УИРС является обучение студентов навыкам самостоятельной научной работы, ознакомление с реальными условиями труда в лабораториях, в научных коллективах. В процессе выполнения учебных исследований будущие специалисты учатся пользоваться приборами и оборудованием, самостоятельно проводить эксперименты, обрабатывать их результаты, применять свои знания при решении конкретных задач.

Для проведения учебно-исследовательской работы студентам отводится рабочее место в лаборатории, выдаются необходимые материалы и приборы. Тема и объём работы определяются индивидуально научным руководителем. Кафедра, включающая в свой учебный план УИРС, заранее разрабатывает тематику исследований, определяет состав соответствующих руководителей, готовит методическую документацию, рекомендации по изучению специальной литературы.

В состав научных руководителей включаются преподаватели, активно занимающиеся научной работой, научные сотрудники, инженеры и аспиранты.

Завершающим этапом УИРС является оформление отчёта, в котором студент излагает результаты своей научной работы. Отчёт защищается перед специальной комиссией с проставлением зачёта.

Перспективным направлением является создание в высших учебных заведениях студенческих научно-исследовательских лабораторий (СНИЛ), в которых ведутся научные исследования и одновременно организуется учебно-исследовательская работа студентов.

В некоторых вузах учебно-исследовательской работе предшествует специальный курс по основам организации и методике научных исследований, по организации библиографической и патентной работы (в дисциплинах ²Введение в специальность², ²Основы научных исследований² и др.).

Важной формой научно-исследовательской работы студентов, выполняемой в учебное время, является внедрение элементов научных исследований в лабораторные работы. При выполнении таких работ студент самостоятельно составляет план выполнения работы, подбирает необходимую литературу, проводит математическую обработку и анализ результатов, оформляет отчёт.

Многими кафедрами вузов организуются научные семинары или студенческие научно-технические конференции (СНТК). Семинары проводятся регулярно в течении семестра, чтобы каждый студент мог выступить на нём с докладом или сообщением о результатах проведённой работы. СНТК проводится, как правило, 1–2 раза в год между семестрами или в конце каждого семестра.

Для младших курсов основными формами СНТК в рамках учебного процесса являются подготовка рефератов, индивидуальных домашних заданий с элементами научного поиска, участие в предметных кружках.

Научно-исследовательская работа студентов во время производственной практики осуществляется путём выполнения на производстве индивидуальных заданий по тематике научно-исследовательских работ, выполняемых кафедрой, а также ²узких² мест производства. Выполняются задачи по совершенствованию технологических процессов, оборудования, научной организации труда, собирается фактический материал и производится его первичная обработка с целью дальнейшего использования при курсовом и дипломном проектировании.

Научное руководство студентами в период производственной практики осуществляют совместно преподаватели вуза и специалисты предприятия. Результаты работы излагаются в отчёте, который студенты защищают перед комиссией после окончания производственной практики.

Научно-исследовательская работа студентов при курсовом и дипломном проектировании связана с разработкой специальных разделов с элементами научного поиска и исследования выполняемые в процессе решения реальных задач конкретных предприятий. Такие дипломные проекты могут заканчиваться внедрением и в этом смысле действительно являются реальными.

Получает развитие выполнение комплексных дипломных проектов, разрабатываемых группой студентов-дипломников различных специальностей. Каждому студенту поручается выполнение отдельного самостоятельного раздела комплексного дипломного проекта. Общее руководство разработкой такого проекта осуществляется одной из ведущих кафедр, по каждому из разделов назначается свой руководитель от той кафедры, которая обеспечивает его разработку.

При защите комплексного дипломного проекта создаётся комиссия с участием представителей заказчика и вуза. Ею оценивается каждая тема дипломного проекта, выполненная отдельным студентам, а также принимается решение по проекту в целом и о возможности использования его на предприятии заказчика.

Многие кафедры вузов совместно с предприятиями составляют перечень ²узких² мест производства, из которых затем формируют тематику курсовых и дипломных проектов. Такой подход дает возможность эффективно использовать научный и творческий потенциал студентов для решения конкретных задач производства, повышает ответственность студентов за качество работы.

Научная работа студентов, выполняемая во внеучебное время, реализуется путём участия студентов в исследованиях по тематике плановых госбюджетных и хоздоговорных НИР кафедр и научных учреждений вузов, организации студенческих бюро и объединений типа студенческой научно-исследовательской лаборатории (СНИЛ). СНИЛ могут выполнять конструкторские, технологические экономические задания, шефскую работу в школе, лекторскую работу по распространению знаний в области науки, техники, культуры.

Основной формой НИРС, выполняемой во внеучебное время, является привлечение студентов для выполнения научных исследований, проводимых кафедрами и научными учреждениями вуза по госбюджетной и хоздоговорной тематике. Обычно в группу, занимающуюся решением определённой научно-технической задачи, включается несколько студентов, как правило, различных курсов. Это позволяет обеспечить преемственность, непрерывность и четкую организацию их работы. Студенты старших курсов оформляются на должности техников либо лаборантов с оплатой и записью в трудовой книжке. Работа проводится по плану-графику, утверждаемому научным руководителем. Руководство работой студентов осуществляют преподаватели, научные сотрудники, инженеры и аспиранты, работающие в группе.

Студенты, успешно выполнившие задание по своему разделу, включаются в число авторов отчёта в качестве соисполнителей. По результатам работы может быть подана заявка на изобретение или опубликована статья.

Хорошо зарекомендовали себя коллективные формы творческой работы студентов – студенческие научно-исследовательские лаборатории (СНИЛ), студенческие конструкторские, технологические, экономические бюро (СКБ), научные и вычислительные центры и т.д.

СНИЛ организуется в вузе на правах его структурного подразделения. Тематика работ формируется или на основе хозяйственных договоров с организациями или в виде госбюджетных тем вуза и внутривузовских заказов.

Штат сотрудников СНИЛ составляют в основном студенты, выполняющие работу под руководством профессорско-преподавательского и инженерно-технического состава вуза. Начальник СНИЛ и несколько инженерно-технических работников, включенных в состав СНИЛ, осуществляют организационно-методическое руководство работой студентов.

Параллельно с проведением научно-исследовательской работы студенты выполняют в СНИЛ организационные и управленческие функции, приобретая одновременно соответствующие навыки.

Схема комплексной программы научно-исследовательской работы студентов за весь период обучения представлена на рис. 1.

Важную роль в активизации научно-технического творчества студентов играют проводимые в республике организационно-массовые мероприятия: ²Студент и научно-технический прогресс², смотры-конкурсы на лучшую организацию научной работы студентов, республиканские научные конференции студентов, выставки научно-технического творчества.

Современный уровень участия студентов в научной работе, многообразие её форм и методов требуют комплексного подхода к её планированию и организации. Комплексная программа НИРС должна обеспечивать ступенчатую последовательность мероприятий и форм научной работы студентов в соответствии с логикой учебного процесса.

Осуществление комплексного планирования НИРС в высших учебных заведениях по каждой специальности и создание на этой основе единой комплексной системы научно-исследовательской работы студентов позволяют полнее использовать научный потенциал вузов в подготовке современных высококвалифицированных специалистов.

 

Классификация научно-исследовательских работ

Научное исследование – это процесс познания нового явления и раскрытия закономерностей изменения изучаемого объекта в зависимости от влияния различных факторов для последующего практического использования этих закономерностей. Научные исследования классифицируются по различным признакам: методам решения поставленных задач, сфере применения результатов исследования, видам исследуемого объекта и другим факторам

Исследования могут быть теоретические, теоретико-экспериментальные и экспериментальные. Отнесение исследования к одному из видов зависит от применяемых методов и средств научного исследования.

Теоретические исследования базируются на применении математических и логических методов познания объекта. Результатом теоретического исследования является установление новых зависимостей, свойств и закономерностей происходящих явлений. Результаты теоретических исследований должны быть подтверждены практикой.

Теоретико-экспериментальные исследования предусматривают последнюю экспериментальную проверку результатов теоретических исследований на натурных образцах или моделях.

Экспериментальные исследования осуществляются на натурных образцах или моделях в лабораторных условиях, при которых устанавливаются новые свойства, зависимости и закономерности, а также служат для подтверждения выдвинутых теоретических предположений.

Научные исследования по сфере использования результатов подразделяются на фундаментальные и прикладные.

Фундаментальные ставят целью решение принципиально новых теоретических проблем, открытие новых законов, создание новых теорий. На их основе решаются многие прикладные задачи применительно к потребностям конкретных отраслей науки, техники и производства.

Прикладные исследования представляют собой поиск и решение практических задач развития отдельных отраслей производства на основе результатов фундаментальных исследований.

По составу исследуемых свойств объекта исследования подразделяются на комплексные и дифференцированные.

Комплексные представляют собой изучение разнородных свойств одного объекта, каждое из которых может предусматривать применение различных методов и средств исследования. Выполняются они в различное время и в различных местах. Примером комплексного исследования может служить оценка надежности нового автомобиля. Надежность автомобиля является интегральным свойством и обусловливается такими его отдельными свойствами, как безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность деталей.

Дифференцированным называется такое исследование, в котором познается одно из свойств или группа однородных свойств. В рассмотренном примере каждое в отдельности исследуемое свойство надежности автомобиля является дифференцированным.

Исследования подразделяются и по признаку места их проведения, так как это предопределяет применение различных методов и средств научного исследования. В этом смысле экспериментальные исследования, проведенные в лабораторных или в производственных условиях, именуются лабораторными или производственными. Исследуемый объект может быть натурным или представлять его модель. В каждом случае выбор вида исследуемого объекта подлежит обоснованию. В технике многие исследования и испытания проводятся на моделях и образцах, так как это значительно упрощает создание лабораторной базы для проведения исследований (нередко натурные испытания являются принципиально невозможными). Наиболее достоверными являются результаты натурных испытаний.

По стадиям выполнения исследования подразделяются на поисковые, научно-исследовательские и опытно-промышленные разработки. При разработке крупной научно-технической проблемы первой стадией является поисковое исследование, в результате которого устанавливаются принципиальные основы, пути и методы решения поставленной задачи. Вторая стадия представляет собой научно-исследовательские разработки, целью которых является установление необходимых зависимостей, свойств и закономерностей, создающих предпосылки для дальнейших инженерных решений. Третья стадия – опытно-промышленная разработка, главная задача которой состоит в доведении исследования до практической реализации, т.е. его апробации в условиях производства. На основе результатов опытно-производственной проверки вносятся коррективы в техническую документацию для широкого внедрения разработки в производство.

Каждую научно-исследовательскую работу можно отнести к определенному направлению. Под научным направлением понимается наука или комплекс наук, в области которых ведутся исследования. В связи с этим различают техническое, биологическое, физико-техническое, историческое и другие направления с возможной их последующей детализацией.

Структурными единицами научного направления являются: комплексные проблемы, проблемы, темы и научные вопросы. Комплексная проблема представляет собой совокупность проблем, объединенных единой целью. Проблема – это совокупность сложных теоретических и практических задач, требующих разрешения в обществе. С социально-психологической точки зрения проблема отражает противоречие между общественной потребностью в знании и известными путями его получения, противоречие между знанием и незнанием. Проблема возникает тогда, когда человеческая практика встречает затруднения или даже наталкивается на «невозможность» в достижении цели. Проблема может быть глобальной, национальной, региональной, отраслевой, межотраслевой, что зависит от масштаба возникающих задач. Так, например, проблема охраны природы является глобальной, поскольку ее решение направлено на удовлетворение общечеловеческих потребностей. Кроме перечисленных различают проблемы общие и специфические. К общим относят проблемы общенаучные, общенародные и т.д. Общенародная проблема нашей страны – внедрение малоотходных и безотходных, энерго- и материалосберегающих технологических процессов и систем машин.

Специфические проблемы характерны для определенных производств отраслей промышленности. Так, в автомобильной промышленности такими проблемами являются экономия топлива и создание новых видов горючего.

Тема научного исследования является составной частью проблемы. В результате исследований по теме получают ответы на определенные научные вопросы, охватывающие часть проблемы.

Под научными вопросами обычно понимаются небольшие научные задачи, относящиеся к конкретной теме научного исследования.

Выбор направления, проблемы, темы научного исследования и постановка научных вопросов являются весьма ответственной задачей. Актуальные направления и комплексные проблемы исследований формулируются в директивных документах правительства страны. Направление исследования часто предопределяется спецификой научного учреждения или отраслью науки, в которых работает исследователь. Конкретизация же направления исследования является результатом изучения состояния запросов производства, общественных потребностей и состояния исследований в том или ином направлении. В процессе изучения состояния и результатов уже выполненных исследований могут формулироваться идеи комплексного использования нескольких научных направлений для решения производственных задач. При этом необходимо отметить, что наиболее благоприятные условия для выполнения комплексных исследований имеются в высшей школе в связи с наличием в вузах научных школ, сложившихся в различных областях науки и техники. Выбранное направление исследований часто становится стратегией научного работника или научного коллектива на длительный период.

При выборе проблемы и тем научного исследования на первом этапе на основе анализа противоречий исследуемого направления формулируется сама проблема и определяются в общих чертах ожидаемые результаты. Затем разрабатывается структура проблемы: выделяются темы, вопросы, исполнители.

Темы научного исследования должны быть актуальными (важными, требующими скорейшего разрешения), иметь научную новизну (т.е. вносить вклад в науку), быть экономически эффективными для народного хозяйства. Поэтому выбор темы должен базироваться на специальном технико-экономическом расчете. При разработке теоретических исследований требование экономичности иногда заменяется требованием значимости, определяющим престиж отечественной науки.

Каждый научный коллектив (вуз, НИИ, отдел, кафедра) по сложившейся традиции имеет свой научный профиль, компетентность, что способствует накоплению опыта, повышению теоретического уровня разработок, их качества и экономической эффективности. Вместе с тем недопустима и монополия в науке, так как это исключает соревнование идей и может снизить эффективность научных исследований. Выбору темы должно предшествовать ознакомление с отечественными и зарубежными источниками. Проблема выбора темы существенно упрощается в научном коллективе, имеющем научные традиции (свой профиль) и разрабатывающем комплексную проблему.

Важной характеристикой темы является возможность быстрого внедрения полученных результатов на производстве.

Для выбора прикладных тем большое значение имеет четкая формулировка задач заказчиком (министерством, объединением и т.д.).

При этом необходимо иметь в виду, что в процессе научных разработок возможны и некоторые изменения в тематике по предложению заказчика и в зависимости от складывающейся производственной обстановки.

Экономичность является важным критерием перспективности темы, однако при оценке крупных тем этого критерия оказывается недостаточно и требуется более общая оценка, учитывающая и другие показатели. В этом случае часто используется экспертная оценка, которая выполняется высококвалифицированными экспертами (обычно от 7 до 15 человек). С их помощью в зависимости от специфики тематики, ее направления или комплексности устанавливаются оценочные показатели тем. Тема, получившая максимальную поддержку экспертов, считается наиболее перспективной.

 

Этапы научно-исследовательской работы

 

Каждое научное исследование предполагает общую последовательность выполнения условно самостоятельных его составных частей, которые в дальнейшем будем называть этапами научного исследования. В самом общем случае можем считать, что научное исследование включает следующие четыре основные этапа.

1. Подготовка к исследованию. Сначала определяется цель исследования, обосновывается предмет и объект исследования, осваиваются накопленные знания по предмету исследования, проводится патентный поиск и обосновывается необходимость выполнения данного исследования, формируется рабочая гипотеза и задачи исследования, разрабатывается программа и общая методика исследования.

2. Экспериментальное исследование и обработка опытных данных. Этот этап исследования предполагает планирование опытов, подготовку к опытам их проведения, проверку и исключения резко отклоняющихся значений, статистическую обработку опытных данных.

3. Анализ и синтез результатов экспериментального исследования. Этот этап предусматривает переход от наблюдения к аналитическому описанию состояния системы и раскрытию характера воздействия отдельных факторов на процесс при помощи моделирования систем и математических методов анализа.