Файл: Основы научных исследований.pdf

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет»
Л. И. Виноградова
ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Рекомендовано учебно-методическим советом федерального
государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего
образования
«Красноярский
государственный
аграрный университет» для внутривузовского использования
в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся
по направлениям подготовки 21.03.02 «Землеустройство
и кадастры» и 20.03.02 «Природоустройство и водопользование»
Электронное издание
Красноярск 2020

2
ББК 72я73
В 49
Рецензенты
В. Н. Белобородов, кандидат технических наук,
директор ООО НПФ «Изотор»
В. Д. Кулигин, кандидат технических наук,
генеральный директор ОАО СибНИИГиМ
Виноградова, Л. И.
Основы научных исследований [Электронный ресурс]: учебное пособие / Л. И. Виноградова; Красноярский государственный аграр- ный университет. – Красноярск, 2020. – 180 с.
Курс нацелен на формирование у студентов навыков проведения самостоя- тельной научно-исследовательской работы с использованием современных мето- дов исследования; развитие способности к анализу, обобщению результатов и подведению итогов научно-исследовательской и творческой деятельности.
Предназначено для студентов Института землеустройства, кадастров и природообустройства направления 21.03.02 «Землеустройство и кадастры», профили «Землеустройство», «Земельный кадастр», «Городской кадастр» очно- го и заочного отделений и для направления 20.03.02 «Природообустройство и водопользование», профиль «Водные ресурсы и водопользование».
ББК 72я73
© Виноградова Л. И., 2020
© ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет», 2020
В 49

3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
7 1. МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
9 1.1 Определение науки
9 1.2. История развития науки
10 1.3. Закономерности развития науки
12 1.4. Классификация отраслей науки
13 2. НАУЧНЫЕ ГИПОТЕЗЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 16 2.1. Научные гипотезы
16 2.2. Методы исследования
19 2.3. Математические методы исследования
22 3. ВЫБОР НАУЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ,
ПРОБЛЕМЫ И ТЕМЫ
24 3.1. Цель и задачи исследования
26 3.2. Предмет и объект исследования
26 3.3. Актуальность исследований
26 3.4. Научная новизна исследования
27 3.5. Состояние вопроса исследования
30 3.6. Теоретические исследования
31 4. ПРОБЛЕМА КАК ОБЪЕКТИВНАЯ НЕОБХОДИМОСТЬ
НОВОГО ЗНАНИЯ
34 4.1. Возникновение проблем
34 4.2. Противоречивые отношения в проблемах
35 4.3. Критерии истинности проблемы
36 4.4. Развертывание проблемы
37 5. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК
39 5.1. Цель информационного поиска
39 5.2. Последовательность информационного поиска
39 5.3. Выписки, аннотации, конспекты
40

4 5.4. Правила оформления отчетов о НИР
41 5.5. Правила составления библиографического описания
42 5.6. Одноуровневое библиографическое описание.
Схема библиографической записи
43 5.7. Аналитическое и библиографическое описание
47 6. ГИПОТЕЗА КАК ПРЕДПОЛАГАЕМАЯ ЗАВИСИ-
МОСТЬ ЯВЛЕНИЯ ОТ ДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ
И ЕГО ФИЗИЧЕСКОЙ СУТИ
49 6.1. Догадки и домыслы
50 6.2. Проверка гипотез о законах распределения
52 6.3. Применение коэффициентов асимметрии и эксцесса для проверки нормальности распределения
53 7. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИДЕЙ
ПРИ РЕШЕНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
55 7.1. Классификация методов генерирования идей перебором вариантов. Морфологические методы
56 7.2. Методы мозгового штурма
57 7.3. Теория решения изобретательных задач
59 8. МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО ОТРАЖЕНИЯ
СВОЙСТВ МАТЕРИАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
63 8.1. Теория подобия, критерии подобия
63 8.2. Виды моделирования
63 8.3. Математические модели
65 8.4. Экспериментально-статистические модели и их применение
66 9. ЗАДАЧИ И ПРЕДМЕТ ЗЕМЛЕУСТРОИТЕЛЬНОЙ
НАУКИ
69 9.1. Землеустроительная наука в дореволюционный период
72 9.2. Развитие науки о землеустройстве в советский период
74 9.3 Современная землеустроительная наука
81 9.4 Тенденция развития землеустроительной науки в совре- менных условиях
84

5 9.5 Координация и управление научными исследованиями в области землеустройства и кадастров
90 10. ЭТАПЫ ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 93 10.1. Основные этапы научного исследования
93 10.2. Аспекты обоснования темы научных исследований
94 10.3 Гипотеза исследований в научно-исследовательской работе
97 11. МЕТОДЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИСПОЛЬ-
ЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВЕ И КАДАСТРАХ
100 11.1. Расчетно-конструктивный, вариантный и абстрактно- логический методы
100 11.2. Балансовый метод
102 11.3. Экономико-статистические и математико-статистические методы
103 11.4. Использование современных информационных и геоинформационных технологий в научно- исследовательских работах
104 12. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
НИР
108 12.1. Реализация и внедрение научных разработок в производ- ство и учебный процесс
108 12.2. Финансирование научных исследований
110 12.3 Оценка социальной и экономической эффективности НИР 111 13. РАЗВИТИЕ И НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
МЕЛИОРАЦИИ
114 13.1. Видные советские ученые-мелиораторы
114 13.2. Объекты, виды и принципы природообустройства
117 13.3. Геосистемы (ландшафты) как объекты природообустройства 120 13.4. Правовая база природообустройства
128 13.5. Рекультивация земель
132

6 14. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ИНСТИТУТЫ
ПО МЕЛИОРАЦИИ
145 14.1. Научно-мелиоративный институт (НМИ, ГНМИ)
145 14.2. Научно-исследовательский институт «ВОДГЕО»
146 14.3. Научно-исследовательский институт по сельскохозяйст- венному использованию сточных вод (НИИССВ
«ПРОГРЕСС»)
147 14.4. Становление мелиорации в Красноярском крае
148 14.5. Сибирский научно-исследовательский институт гидро- техники и мелиорации (СибНИИГиМ)
152 14.6. Сибирский научно-исследовательский и проектный инсти- тут землеустройства и мелиорации (СибНИиПИЗиМ)
154 14.7. Научно-исследовательский институт аграрных проблем
Хакасии (НИИ АПХ)
155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
158
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
160
ПРИЛОЖЕНИЯ
163

7
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие по дисциплине «Основы научных исследова- ний» подготовлено для студентов Института землеустройства, када- стров и природообустройства и может быть использовано при изуче- нии дисциплины, выполнении практических занятий, проведении на- учно-исследовательских работ, а также при подготовке обзоров по научным проблемам, отчетов по научно-исследовательским работам.
Большая часть материалов может быть полезна магистрам и студен- там других институтов Красноярского ГАУ, а также специалистам, которые занимаются научными исследованиями.
Целью изучения данной дисциплины является формирование у студентов навыков проведения самостоятельной научно- исследовательской работы с использованием современных методов исследования, развитие способностей к анализу, обобщению резуль- татов и подведению итогов научно-исследовательской и творческой деятельности
Дисциплина должна формировать общекультурную компетен- цию (ОК-7) – способность к самоорганизации и самообразованию, а также следующие профессиональные компетенции:
ПК-5 – способность проведения и анализа результатов исследо- ваний в землеустройстве и кадастрах;
ПК-6 способность участия во внедрении результатов исследо- ваний и новых разработок;
ПК-9 – готовность участвовать в решении отдельных задач при исследованиях воздействия процессов строительства и эксплуатации объектов природообустройства и водопользования на компоненты природной среды;
ПК-16 – способность использовать основные законы естественно- научных дисциплин, методы математического анализа и моделирова- ния, теоретического и экспериментального исследования при реше- нии профессиональных задач.
Наука и методы научных исследований представляют специфи- ческий труд, к которому соискатели, аспиранты должны быть подго- товлены, поэтому вузы готовят будущих исследователей, ученых хо- тя бы в психологическом плане.
Приступая к научному исследованию, молодой работник, как правило, очень долго не видит научной стороны изучаемого вопроса, хотя прекрасно видит конструкцию или технологический процесс, его организацию и даже экономическую сторону. В чем причина?

8
Многие крупные ученые отвечают так: чтобы дать что-то дейст- вительно существенное для практики, наука должна уметь оторваться от практики насколько возможно, подняться над ней, возвыситься в абстракции.
Абстрактное мышление у молодых ученых развито недостаточ- но. Суть диалектического познания заключается в том, чтобы пройти путь «...от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике...». Не пройдя этот путь, не овладев наукой познания, очень трудно подняться к вершинам науки.
Наука дается легче тем, кто имеет особый склад ума, при кото- ром абстрактные схемы и понятия имеют сильную эмоциональную окраску.
Академик В. А. Амбарцумян, указывая на трудности, связанные с овладением наукой и научным творчеством, говорит, что молодой ученый, работающий в день менее 10 ч, как правило, обрекает себя на неудачу в избранной им области. Если он не затрачивает ежедневно
3–4 ч сверх рабочего времени на чтение научной литературы, слушание лекций, докладов, то постоянно отстает от уровня научных знаний.
Известный английский физик Резерфорд говорил своему учени- ку, будущему академику П.Л. Капице: «Совершенно достаточно ра- ботать до шести часов, остальное время надо думать. Плохи те науч- ные работники, которые много работают и слишком мало думают».
В наше время, когда наука становится непосредственной произ- водительной силой, а научно-технический прогресс приобретает все более широкий размах, разработка проблем методологии научного исследования становится одной из важных задач. Возникает необхо- димость анализа и разработки методов исследования, используемых в современной науке.

9
1. МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В разных отраслях науки существуют специфические методы и средства исследования, но это не исключает возможности и необхо- димости изучения и оценки таких средств и методов исследования, которые являются общими для широкого класса эмпирических и аб- страктных наук.
В методологии научных исследований рассматриваются общие закономерности познания и, в частности, специфические средства и методы, с помощью которых происходит научное исследование.
В упрощенном представлении методология – это логически обосно- ванный план решения поставленной научно-исследовательской зада- чи. Вопросы методологии представлены в работах [1, 2].
Общей методологической основой научных исследований явля- ется диалектический метод и законы диалектики: переход количества в качество, отрицание отрицания, единство и борьба противополож- ностей.
1.1. Определение науки
Прежде чем рассматривать вопросы методологии научных ис- следований, рассмотрим определение науки как особого явления об- щественной жизни.
Долгое время науку рассматривали как систему знаний. В на- стоящее время стало очевидно, что наука – это не только совокуп- ность систематизированных знаний, но и специфическая целостная система, и особая форма деятельности человека, подчиняющаяся в своем развитии особым закономерностям.
Изучение общих закономерностей развития науки и техники, за- висимости темпов и направлений их развития от других социальных явлений, разработка теоретических основ организации, планирования и управления наукой, опирающихся на объективную логику развития науки, – все эти проблемы не могут быть решены в рамках ни одной из существующих наук.
В связи с этим сейчас быстро формируется специальная ком- плексная отрасль знания, предметом которой является наука как спе- цифическая система и особая форма деятельности человека. Ее назы- вают наукой о науке или науковедением.

10
Один из основателей науковедения Джон Бернал полагает, что дать исчерпывающее определение науке невозможно и любая попыт- ка такого рода «… может выразить более или менее точно лишь один из ее аспектов».
Наука – сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о реальном мире. Науку мы понимаем как сферу деятельности человека по установлению объективных связей, внутренних законо- мерностей объективного реального мира.
Понятие «наука» включает как деятельность по получению но- вого знания, так и результат этой деятельности – сумму полученных знаний, образующих научную картину мира.
Непосредственная цель науки – описание, объяснение и пред- сказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения, на основе открываемых законов, а в широком смысле – теоретическое отражение действительности.
Будучи неотделимой от практического способа освоения мира, наука как производство знаний представляет специфическую форму деятельности человека.
Если в материальном производстве знания используют лишь в качестве идеальных средств, то в науке их получение образует глав- ную и непосредственную цель независимо от того, в каком виде во- площается эта цель: теоретическом описании, схемах технологиче- ского процесса, формулах и т. д.
В отличие от видов деятельности человека, результат которых в принципе бывает известен заранее и задан до начала деятельности, научная деятельность правомерно называется такой лишь постольку, поскольку дает приращение нового знания, т. е. ее результат принци- пиально нов и нетрадиционен. Именно поэтому наука выступает как сила, постоянно революционизирующая другие виды деятельности человека.
1.2. История развития науки
История науки уходит своими корнями в практику ранних чело- веческих обществ, в которой были неразрывно сплавлены познава- тельные и производственные моменты.
Первоначальные знания носили практический характер, высту- пали в роли методических указаний в конкретных видах человече-

11 ской деятельности. Эти знания, полученные на основе простого на- блюдения, не были научными. Они не раскрывали сущности явлений и взаимосвязи между ними, которая позволила бы объяснить, почему данное явление протекает так или иначе, и предсказать дальнейшее его развитие.
В странах Древнего Востока была накоплена значительная ин- формация – важная предпосылка будущей науки.
«Факты, – говорил И.П. Павлов, – это воздух ученого. Но сами по себе факты – еще не наука. Они становятся составной частью на- учных знаний, если выступают в систематизированном обобщенном виде».
Для развития науки были необходимы определенные социаль- ные условия: достаточно высокий уровень развития производства и общественных отношений, в частности, разделение труда на умст- венный и физический.
Аристотель и другие греческие ученые дали первое описание за- кономерностей природы, общества и мышления. Они ввели систему абстрактных понятий, создали традицию поиска объективных естест- венных законов, заложили основы доказательного способа изложения материала.
Этот период знаменателен созданием первых теоретических систем в области геометрии (Евклид), механики (Архимед) и астро- номии (Птолемей).
В эпоху Средневековья огромный вклад в науку внесли ученые
Арабского Востока и Средней Азии: Ибн-Сина (Авиценна), Бируни и др.
Созданию базы для современной науки способствовало развитие алхимии и астрологии. Первая предшествовала развитию химии, а вторая – астрономии и космонавтики.
С ХVI–ХVII веков наука начала превращаться в самостоятель- ный фактор духовной жизни, в реальную базу мировоззрения (Лео- нардо да Винчи, Коперник).
Наряду с наблюдением наука берет на вооружение эксперимент, который становится ведущим методом исследования и значительно расширяет сферу познания, тесно соединяя теоретические рассужде- ния с практическими испытаниями.
В результате усилилась познавательная мощь науки, и совре- менные энциклопедисты считают, что этот период (годы жизни Гали- лея, Коперника, Ньютона и других) был первой научной революцией.