Традиционные методы и формы организации обучения.

Необходимо рассмотреть основные понятия и компоненты научно-исследовательской работы: «научно-исследовательская работа студентов», научное знание, методы исследования. Определить понятие и разобрать элементы научно-исследовательского творчества. Определить этапы мышления по «добычи» научного знания. Рассмотреть все методы научного познания и определить условия их использования.

1) Формы и методы привлечения студентов к научному творчеству.

Современное понятие «научно-исследовательская работа студентов» (НИРС) включает в себя два взаимосвязанных элемента:

1) обучение студентов элементам исследовательского труда, привитие им навыков этого труда;

2) собственно научные исследования, проводимые студентами под руководством профессоров и преподавателей.

Руководство НИРС является обязательным элементом деятельности профессоров и преподавателей вузов, аспирантов. В каждом вузе организуется совет по НИРС, возглавляемый ректором; на факультете – деканом; на кафедре – заведующим кафедрой. Главными задачами советов являются: оказание всесторонней помощи руководству вуза в создании условий для широкого участия студентов в научно-исследовательской, конструкторской и творческой работе; распространение положительного опыта организации научной работы студентов; методическое руководство работой нижестоящих советов; организация научно-технических конференций, выставок, конкурсов, смотров и др.

Формы и методы привлечения студентов к научному творчеству условно подразделяются на НИР, включенную в учебный процесс, а также НИР, выполняемую студентами во внеучебное время. Учебно-исследовательская работа (УИРС) выполняется в отведенное расписанием занятий учебное время по специальному заданию в обязательном порядке каждым студентом. Основной задачей УИРС является обучение студентов навыкам самостоятельной теоретической и экспериментальной работы, ознакомление с реальными условиями труда в лаборатории, в научном коллективе.

К таким занятиям относятся:

1) лекции по дисциплине «Основы научных исследований» (ОНИ);

2) практические и лабораторные занятия с элементами научных исследований по дисциплине (ОНИ, Автомобили и др);

3) курсовое и дипломное проектирование с элементами научных исследований, наличия внедрения в виде изготовленных стендов, установок, датчиков; публикаций статей, тезисов докладов, изготовленных материалов на изобретения.

Основной формой научной работы студентов, выполняемой во внеучебное время, является участие студентов в научных исследованиях, проводимых преподавателями кафедр и сотрудниками научных учреждений вуза по госбюджету и хоздоговорной тематике.

Формы творческой работы студентов: студенческие КБ, проектные, технологические, исследовательские бюро (СКБ), научные и вычислительные центры, научно-производственные отряды.

2) Понятие научного знания

Знание – идеальное воспроизведение в языковой форме обобщенных представлений о закономерных связях объективного мира. Функции знания – обобщенное разрозненное представление о закономерностях природы, общества и мышления; хранение в обобщенных представлениях всего того, что может быть передано в качестве устойчивой основы практических действий. Процесс движения человеческой мысли от незнания к знанию называют познанием, в основе которого лежит отражение объективной действительности в сознании человека в процессе его общественной, производственной и научной деятельности, именуемой практикой. Потребности практики выступают основной и движущей силой развития познания, его целью. От практики к теории и от теории к практики, от действия к мысли и от мысли к действительности – такова общая закономерность отношений человека в окружающей действительности.

Диалектика процесса познания выражается в противоречии между ограниченностью наших знаний и безграничной сложностью объективной действительности, между субъективной формой и объективным содержанием человеческого познания, в необходимости борьбы мнений, позволяющих путем логических доказательств и практической проверки установить истину. Вся наука, все человеческое познание направлены к достижению истинных знаний, верно отражающих действительность. Истинные знания существуют в виде законов науки, теоретических положений и выводов, учений, подтвержденных практикой и существующих объективно, независимо от трудов и открытий ученых. Поэтому истинное научное знание объективно. Научное знание может быть относительным и абсолютным. Относительное знание – неполное, абсолютное – полное. Непрерывное развитие практики исключает возможность превращения знания в абсолютное.

Познание включает в себя два уровня: чувственный и рациональный.

Чувственное познание обеспечивает непосредственную связь человека с окружающей действительностью. Элементы: изучение, восприятие, представление и воображение. Рациональное познание способствует осознанию сущности процессов, вскрывает закономерности развития. Форма – абстрактное мышление. Мышление – это опосредованное и обобщенное отражение в мозгу человека существующих свойств, причинных отношений и закономерных связей между объектами или явлениями. Основной инструмент мышления – логические рассуждения человека, элементы которых: понятия, суждения, умозаключения. Понятие – это мысль, отражающая существенные и необходимые признаки предмета или явления.

Бывают: общими, единичными, собирательными, абстрактными и конкретными, абсолютными и относительными. По признаку отношений между понятиями их делят на тождественные, равнозначные, подчиненные, соподчиненные, частично согласные, противоречащие и противоположные.

Раскрытие содержания понятия называют его определением. В научном исследовании определения обычно завершают процесс исследования, закрепляют те результаты, к которым ученый пришел в своем исследовании. Без определения понятий возможно ложное толкование мыслей автора исследования. Суждение – это мысль, в которой посредством связи понятий утверждается или отрицается что-либо; - это сопоставление понятий, устанавливающих объективную связь между мыслимыми предметами и их признаками. Умозаключение – процесс мышления, составляющий последовательность двух или нескольких суждений, в результате которых выводится новое суждение. По другому умозаключение называют выводом, через который становится возможным переход от мышления к действию, к практике.

В процессе научного исследования можно отметить следующие этапы: возникновение идей; формирование понятий, суждений; выдвижение гипотез; обобщение научных фактов; доказательство правильности гипотез, суждений. Научная идея – интуитивное объяснение явление без промежуточной аргументации, без осознания всей совокупности связей, на основании которой делается вывод. Гипотеза – это предположение о причине, которая вызывает данное следствие. Если гипотеза согласуется с наблюдаемыми фактами, то в науке ее называют теорией или законом. По мере уточнения и исправления гипотеза превращается в закон. Закон – внутренняя существенная связь явлений, обуславливающая их необходимое закономерное развитие; выражает определенную устойчивую связь между явлениями или свойствами материальных объектов. Теория – система обобщенного знания, объяснения тех или иных сторон действительности.

Структуру теории формируют принципы, аксиомы, законы, суждения, положения, понятия, категории и факты. Аксиома – это положение, которое берется в качестве исходного, недоказуемого в данной теории. Теория слагается из относительно жесткого ядра и его защитного пояса. В ядро входят основные принципы. Защитный пояс содержит вспомогательные гипотезы, конкретизирующие ее ядро. Теория является наиболее развитой формой обобщенного научного знания.

3) Методы теоретических и эмпирических исследований

Метод - это способ достижения цели! Метод объективен, он является программой построения и практического применения теории. К общенаучным методам относятся: наблюдение, сравнение, счет, измерение, эксперимент, обобщение, абстрагирование, формализация, анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия, моделирование, идеализация, ранжирование, а также аксиоматический, гипотетический, исторический и системный методы. Разнообразные методы научного познания условно подразделяются на ряд уровней: эмпирический, экспериментально-теоретический, теоретический и метатеоретический. Методы эмпирического уровня: наблюдение, сравнение, счет, измерение, анкетный опрос, собеседование, тесты, метод проб и ошибок и т.д. Методы эксперементально-теоретического уровня: эксперимент, анализ и синтез, индукция и дедукция, моделирование, гипотетический, исторический и логический методы. Методы теоретического уровня: абстрагирование, идеализация, формализация, анализ и синтез, индукция и дедукция, аксиоматика, обобщение и т.д. К методам метатеоретического уровня относятся диалектический иметод системного анализа.

Наблюдение – это способ познания объективного мира, основанный на непосредственном восприятии предметов и явлений при помощи органов чувств без вмешательства в процесс со стороны исследователя.

Сравнение - это установление различия между объектами материального мира или нахождение в них общего; осуществляется как при помощи органов чувств, так и при помощи специальных устройств.

Счет – это нахождение числа, определяющего количественное соотношение однотипных объектов или их параметров, характеризующих те или иные свойства.

Измерение – это физический процесс определения численного значения некоторой величины путем сравнения ее с эталоном.

Эксперимент – одна из сфер человеческого практики, в которой подвергается проверке истинность выдвигаемых гипотез или выявляются закономерности объективного мира.

Обобщение – определение общего понятия, в котором находит отражение главное, основное, характеризующее объекты данного класса.

Абстрагирование – это мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предметов и выделение нескольких сторон, интересующих исследователя.

Формализация – отображение объекта или явления в знаковой форме какого-либо искусственного языка (математики, химии и т.д.).

Аксиоматический метод – способ построения научной теории, при котором некоторые утверждения принимаются без доказательств.

Анализ – метод познания при помощи расчленения или разложения предметов исследования на составные части.

Синтез – соединение отдельных сторон предмета в единое целое.

Индукция – умозаключение от фактов к некоторой гипотезе

(общему утверждению).

Дедукция – умозаключение, в котором вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества.

Аналогия – метод, посредством которого достигается знание о предметах и явлениях на основании того, что они имеют сходство с другими.

Гипотетический метод познания предполагает разработку научной гипотезы на основе изучения физической, химической и т.п., сущности исследуемого явления, формулирование гипотезы, составление расчетной схемы алгоритма (модели), ее изучение, анализ, разработка теоретических положений.

Исторический метод познания предполагает исследование возникновения, формирования и развития объектов в хронологической последовательности.

Идеализация - это мысленное конструирование объектов, которые практически неосуществимы.

Системные методы: исследование операций, теория массового обслуживания, теория управления, теория множеств и др.

4) Элементы теории и методологии научно-технического творчества.

Творчество – мышление в его высшей форме, выходящее за пределы известного, а также деятельность, порождающая нечто качественно новое.

В частности, научное творчество связанно с познанием окружающего мира. Научно-техническое творчество имеет прикладные цели и направлено на удовлетворение практических потребностей человека. Одной из проблем творчества является его мотивационная структура. Мотивации (побуждения) связаны с потребностями, которые делятся на три группы: биологические, социальные и идеальные (подсознательные). Наиболее важным для творчества видом мышления является воображение. Творческая личность обладает рядом особенностей и прежде всего умением сосредоточить внимание и долго удерживать его на каком-либо вопросе или проблеме.

Общая схема решения научно-технических задач:

1) анализ систем задач и выбор конкретной задачи;

2) анализ технической системы и разработка ее модели;

3) анализ и формулировка условий технической задачи;

4) анализ и формулировка условий изобретательской задачи;

5) поиск идей решения (принципа действия);

6) синтез нового технического решения.

На основе рассмотренного в данном параграфе можно сделать вывод о том, что научно-исследовательская работа это сложный компонент учебной работы, который включает в себя совокупность мотивационной сферы студента, обеспечение которой берет на себя педагог, методов и форм научного познания, необходимых для полноценного исследовательского процесса. Сделан анализ методов познания. Определена структура научного знания, как последовательность этапов мышления и рассмотрение их функций. Таким образом, рассмотрев все компоненты научно-исследовательской работы, можно переходить к рассмотрению следующего параграфа.