Обработке и оформлении результатов научных исследований

Основные этапы исследовательской работы, классификация методов исследований

Состав и методы теоретических исследований

Изложение основного материала

Основной задачей теоретических исследований является формулирование теоретических предположений по исследуемой проблеме, включающих объяснение явлений с использованием математического аппарата или качественных правил.

Объем исследований зависит от специфики и сложности проблемы. В общем случае, исследовательская работа включает в себя следующие этапы:

1) Постановка задачи, где определяются цели исследования, наиболее эффективные пути реализации. Иногда формируется гипотеза, предварительно объясняющая явление.

2) Разработка модели процесса функционирования изучаемого объекта. Обычно используются математические, информационные или логические модели явления.

3) Выбор методов построения модели и их проверка.

4) Разработка алгоритмов и программных средств реализации моделей.

5) Выполнение математических расчетов и обработка информационных алгоритмов с использованием ЭВМ.

6) Анализ полученных результатов с помощью логических рассуждений и выводов, формулирование результатов исследований.

Эффективность исследования в значительной степени зависит от используемых исследователем методов. При этом обычно применяются:

Известные общенаучные методы: абстрагирование, идеализация, формализация, анализ и синтез, обобщения и т. п.

Математические методы: аналитические, численные, оптимизационные, вероятностно-статистические.

Эвристические приемы и методы: инверсия, универсальность, самообслуживание, ассоциации, аналогии и т. д.

Логические методы и правила, к числу которых можно отнести правила вывода сложных понятий из простых, установление истинности, выявление непротиворечивости и т. п.

3. Компьютерная поддержка научных исследований: виды используемого программного обеспечения

Вычислительная техника находит широкое применение в реализации задач теоретических исследований. Наиболее часто ее используют в проведении математических расчетов. Программное обеспечение для данного направления условно делится на следующие категории:

1) Библиотеки программ для численного анализа, которые также делятся на библиотеки общего назначения (пакеты SSP, NAG) и узкоспециализированные пакеты, ориентированные на решение определённого класса задач(Micro Way — матрицы, преобразование Фурье).

2) Специализированные системы для математических расчетов и графического манипулирования данными и представления результатов (Phaser —дифференциальные уравнения, Statgraf — статистический анализ), Eureca, Statistica.

3) Диалоговые системы математических вычислений с декларативными языками, позволяющими формулировать задачи естественным образом (Math-CAD, Matlab, Mathematica).

4) Электронные таблицы, которые позволяют выполнять различные расчеты

с данными, представленными в табличной форме (OpenOffice Calc, Excеl).

В реализации эвристических методов рациональное применение ВТ связано с использованием методов морфологического анализа (таблиц), ассоциативных методов (метод каталога, метод гирлянд случайностей и ассоциаций), с помощью которых генерируется большое число вариантов решения задачи, а затем производится их оценка и выбор рационального.

Теоретические исследования технических проблем в некоторых случаях целесообразно проводить с использованием автоматизированной системы решения изобретательских задач — АРИЗ, которая охватывает все этапы технического творчества от анализа технических систем до поиска вариантов решения.

Наиболее сложной является компьютеризация логико-лингвистических методов научных исследований. Решение проблемы в этом направлении обеспечивается средствами, включающими элементы искусственного интеллекта. Это системы автоматизированного перевода (COKPAT, PROMT, Google Translate), интеллектуальные пакеты прикладных программ, расчетно-логические системы, системы поддержки принятия решений (СППР) и различные экспертные системы.

Интеллектуальные пакеты прикладных программ дают возможность решать задачи по описанию процесса с помощью непроцедурного языка без программирования алгоритма. При этом система сама формирует математическую модель. исследования и определяет необходимые программные модули для ее реализации (ПРИЗ, СПОРА, МАВР).

Расчетно-логические системы предназначены для коллективного решения общих задач научных исследований при выполнении локальных задач на отдельных рабочих местах за счет координируемого взаимодействия по каналам связи (Система комплексного планирования ГРАНИТ)

Экспертные системы — это программные комплексы, использующие знания в предметной области и способные на их основе с помощью логических (рассуждений) правил формулировать выводы о состоянии системы, основанные на анализе модели представления экспертов о закономерностях ее функционирования

Экспертная система обычно включает: подсистему общения, базу знаний с подсистемой накопления знаний, решающий блок, подсистему объяснения. Данные системы наиболее эффективные для анализа процессов и явлений, которые сложно представить математической моделью

Литература

Основная:

1. Компьютерные технологии в науке и образовании. Методические указания к практическим занятиям / Сост. В.Н.Арефьев.- Ульяновск, Ул-ГТУ, 2001.– 42 с.

2. Основы информационно-библиотечной культуры: учеб.-метод. пособие. М.: МГПУ, 2005.- 50 с.

3. Березовский В. С., Стеценко И. В. Создание электронных учебных ресурсов и онлайновое обучение: [Учебн. пособ.] / В. С. Березовский, И. В. Стеценко. — К.: Изд. группа BHV, 2013. — 176 с.

4. Изюмов А. А. Компьютерные технологии в науке и образовании: учебное пособие /А. А. Изюмов, В. П. Коцубинский. — Томск: Эль Контент, 2012. — 150 с.

Дополнительная:

1. Советов Б.Я. Информационные технологии: [Учебн. пособ.] / Б.Я.Советов, В.В. Цехановский. — М.: Высш. шк., 2003. — 263 с.

Тема 4: Компьютерные технологии в научном эксперименте, моделировании,

Время: 2 часа

Вопросы:

1. Задачи и состав экспериментальных исследований.

2. Этапы экспериментальных исследований.

3. Программное обеспечение, используемое на различных этапах экспериментального исследования.

Основные понятия: фундаментальные исследования, прикладные исследования, разработки, теоретические и эмпирические исследования.

Цели:

– изучить существующие современные средства компьютеризации научных исследований и обучения, их функциональные возможности и особенности применения;

– обеспечить в процессе лекции творческую работу студентов совместно с преподавателем;

– воспитывать у студентов профессионально-деловые качества, любовь к предмету, развивать у них самостоятельное творческое мышление.

Дата добавления: 2017-02-01