РП_Методология научного творчества

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
СОГЛАСОВАНО
Руководитель магистерской
программы
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
магистратуры
Белоусов В.Е.
_____________ Старцева Н.А.
«____»_______________2012 г.
«______ »_______________2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
«Методология научного творчества»
Направление подготовки
Программа
270800.68 Строительство
«Технология строительных изделий и
конструкций»
Степень выпускника
магистр
Нормативный срок обучения
2 года
Форма обучения
очная
Автор программы: Головинский П.А. (д.ф.-м.н, профессор).
Программа обсуждена на заседании кафедры инноватики и строительной
физики
«16» 11 2012 года. Протокол № 1 .
Зав. кафедрой __________________ д.т.н., проф. Суровцев И.С.
Воронеж 2012
2
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цели дисциплины
Содействие формированию у обучающихся общих подходов к основам
научных исследований, планирования и организации экспериментов в области
строительных технологий, к поиску оптимальных решений технологических
задач (компетенции ПК-8, ПК-12, ПК-22, ПК-23, ПК-24, ПК-25, ПК-26).
1.2. Задачи освоения дисциплины
- рассмотреть основные этапы научного творчества;
-рассмотреть методологические подходы и конкретные методики
планирования экспериментов при решении оптимизационных технологических
задач;
- обучить современным методам исследования состава, структуры и
свойств систем твердения материалов, в первую очередь строительного
назначения;
- обучить методикам получения полиномиальных математических
моделей при выполнении многофакторных экспериментов и проведения
дисперсионного анализа результатов экстремальных экспериментов;
- преломить общие принципы планирования экстремальных
экспериментов на конкретные задачи строительных технологий.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Методология научного творчества» относится к базовой
части профессионального цикла дисциплин.
Ее освоение опирается на знания и компетенции, полученные ранее при
обучении по направлению подготовки бакалавра техники и технологии, при
изучении учебных дисциплин математического и естественнонаучного цикла:
математика (ОК-15);
информатика (ОК-4, ОК-16);
химия и физика систем твердения материалов (ОК-12, ОК-13);
планирование и организация эксперимента (ОК-19,ПК-18,ПК20,ПК-21)
Профессионального цикла:
материаловедение: (ПК-4);
методы и средства измерений, испытаний и контроля (ПК-4, ПК-8);
технология вяжущих веществ (ПК-17);
бетоноведение (ПК-12, ПК-17).
Знания, полученные при освоении дисциплины «Основы научных
исследований, планирование и организация эксперимента» используются в
дальнейшем при выполнении научно-исследовательской работы (НИРС) и при
подготовке магистерской диссертации.
3
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
После освоения дисциплины студент должен приобрести следующие
знания, умения и навыки, соответствующие компетенциям ООП.
Студент должен знать:
Основы научного творчества, научных исследований, сущность и
назначение физико-химических методов изучения состава, структуры и свойств
систем твердения материалов, основы теории планирования экспериментов и
их организацию, методы поиска оптимальных решений (ПК-12).
Студент должен уметь:
Самостоятельно
планировать
активные
однофакторные
и
многофакторные эксперименты, организовывать их проведение, выполнять
дисперсионный анализ экспериментальных данных и получать математические
модели, описывающие тот или иной технологический процесс; владеть
методиками исследования состава, структур и свойств систем твердения
материалов (ПК-8, ПК-12 ПК-22, ПК-24, Пк-26).
Студент должен иметь навыки:
Планирования экстремальных экспериментов при поиске оптимума,
обработки экспериментальных данных исследования состава, структуры и
свойств систем твердения материалов (ПК-12, ПК-22, ПК-25).
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Общая трудоемкость составляет 2 зачетных единицы.
Всего
часов
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
Семестры
9
30
30
30
30
42
42
Зачет
Зачет
72
72
2
2
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект
Контрольная работа
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
А
В
С
4
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование раздела
Содержание раздела
дисциплины
Главная задача – познание основ научных
Задачи дисциплины в плане
исследований,
планирования
и
организация
подготовки магистра
экспериментов в области строительных технологий
Понятия методология, метод, методика научного
Методологические и
творчества
методические основы
Понятие о науке. Составные части науки и ее
научного творчества
существенные признаки
Научные исследования. Их классификация.
Структура научного исследования
Методы теоретического исследования.
Основные методы
Вероятностно-статистические методы оценки
теоретического и
результатов наблюдений
экспериментального
Понятие об эксперименте. Классификация
исследования
экспериментов. Значение экспериментов при
решении технологических задач. Эксперимент и
принципы обеспечения достоверности результатов
исследований
Метод ДТА, его сущность. Устройство
Методы
исследования
дериватографа. Расшифровка дериватограммы
строительных материалов
Рентгенофазовый
анализ,
его
сущность,
аппаратурное
оформление.
Расшифровка
рентгенограммы
Электронно-микроскопический
метод
исследования, его возможности
Методы исследования пористости строительных
материалов, их сущность
Методы исследования дисперсного состава
зернистых и порошковых материалов
Общая идеология методов планирования
Основы
математической
Кибернетический
подход
в
теории
планирования экспериментов.
планировании экспериментов
экспериментов
Методологические концепции математической
теории планирования экспериментов
Планы экспериментов. Выбор оптимального
плана
Многофакторные планы. Их построение.
Дробные реплики
Сущность оптимизации. Критерии оптимизации
Поиск
оптимальных
Общая стратегия планирования экстремальных
решений и планирование
экспериментов
эксперимента
Планирование
активного
однофакторного
эксперимента с использованием чисел Фибоначчи
Оптимизация методом крутого восхождения.
Шаговый и градиентный методы движения к
оптимуму
Описание области, близкой к экстремуму.
Постановка композиционных планов Бокса-Уилсона
5
7.
Основные
положения
дисперсионного
экспериментальных данных
5.2
№
п/п
1.
анализа
при
обработке
Разделы дисциплины и междисциплинарные
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Итоговая
государственная
аттестация
связи
с
№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
СРС
Всего
час.
3
5
8
3
5
8
4
6
10
10
14
24
4
4
8
4
4
8
2
4
6
30
42
72
Наименование раздела дисциплины
Лекц.
1.
Задачи дисциплины в плане подготовки магистра
2.
Методологические и методические основы
научного творчества
Основные методы теоретического и
экспериментального исследования
Методы исследования строительных материалов
п/п
3.
4.
Основы математической теории планирования
экспериментов
6.
Поиск оптимальных решений и планирование
эксперимента
7.
Основные положения дисперсионного анализа
при обработке экспериментальных данных
ИТОГО
5.
Практ. Лаб.
зан.
зан.
6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Не предусмотрен.
7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Не предусмотрены.
8. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ
Не предусмотрено.
6
9. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО
ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
9.1. Вопросы для подготовки к зачету
1. Понятие «творчество»; каковы уровни творчества?
2. Понятие «методология», «метод», «методика», творчества; каковы уровни
методологии творчества?
3. Каковы составные части и существенные признаки науки?
4. Что такое научное исследование и какова его структура?
5. Что такое направление в науке, проблема, тема, научный вопрос?
6. Какие существуют методы теоретического исследования в технических
науках?
7. В чем состоит сущность применения вероятностно-статистических методов?
8. В чем сущность метода ДТА в исследовании строительных материалов?
9. В чем сущность рентгенофазового анализа?
10. Какие существуют методы оценки пористости строительных материалов?
11. Какие методы исследования дисперсного состава строительных
порошковых материалов Вы знаете?
12. Что такое «пассивный», и «активный» эксперимент и в чем их сущность?
13. В чем состоит сущность постановки активного многофакторного
эксперимента?
14. В чем состоит кибернетический подход при постановке многофакторного
эксперимента?
15. Что такое фактор и каковы требования к нему?
16. Что такое отклик (критерий оптимизации) и каковы требования к нему?
17. Понятие «математическая модель»; каков ее вид при решении
оптимизационной задачи?
18. Что такое план эксперимента?
19. Чем отличаются в постановочном плане ПФЭ 23 и 33?
20. Понятие «дробные реплики»; в чем смысл их использования?
21. В чем состоит сущность оптимизации при решении технологических задач?
22. В чем состоит «системный подход» при выполнении научных
исследований?
23. Какова общая стратегия планирования эксперимента?
24. В чем сущность метода «крутого восхождения»?
25. Как описать «область, близкую к экстремуму»?
26. В чем сущность композиционных планов с добавлением «звездных точек»?
27. Что такое «дисперсионный анализ» при обработке результатов
эксперимента?
28. Какова методика выполнения дисперсионного анализа?
29. В чем смысл проверки математической модели на адекватность?
9.2. Вопросы для подготовки к экзамену
Не предусмотрен.
7
10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
10.1. Основная литература
1. Научно-методические аспекты подготовки магистерских диссертаций:
Учеб. пособие для технических специальностей. Дворецкий С. И., Муратова Е.
И., Корчагина О. А., Осина С. В. Тамбов: ТОГУП «Тамбовполиграфиздат». – 84
с., 2006.
2. Методология научного исследования. Новиков А.М., Новиков Д.А. 2011.
3. Методология научного познания: учебное пособие О. Д. Гаранина
Москва: МГТУГА, 76 с., 2011.
4. Философия, логика и методология научного познания: учебник для
магистрантов нефилософских специальностей В. Д. Бакулов и др. ; науч. ред.:
Бакулов В.Д., Кириллов А.А. / Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального
ун-та , - 493 с., 2011.
5. Основы научных исследований: учебник. / А. Я. Черныш [и др.] Москва:
Изд-во Российской таможенной акад, 224 с., 2011.
6. Методология
диссертационного
исследования:
как
защитить
диссертацию. Ярская В. Москва: Вариант, 175 с., 2011.
10.2. Дополнительная литература
1. Методология научного творчества. Майданов А.С. М: ЛКИ, 2007 г. 512
стр., 2007.
2. Методология науки: проблемы и история. Огурцов А.П., Розин В.М. М.,
НТУ "ХПИ", 2003.
3. Методология научных исследований. Курс лекций. Папковская П.Я. М.:
Информпресс, 2007.
4. Научное исследование. Методика проведения и оформление. 3-е изд.
перераб. и. доп. Кузнецов И.Н. М.: «Дашков и К», 2008.
5. Научные исследования и научная информация Огурцов А.Н., Близнюк
О.Н. М., НТУ "ХПИ", 2011.
6. Методология научного творчества. Научиться исследовать и изобретать:
учебное пособие Н.П. Абовский Красноярск: СФУ, 268 с., 2011.
7. Методология и технология исследовательской деятельности: монография
В.С. Безрукова СПб.: ГУСЭ, 2011.
8. Философия и методология науки: учебное пособие для аспирантов и
магистрантов под ред. А.И. Зеленкова Минск: ГИУСТ БГУ, 479 с., 2011.
9. Философия научно-инновационной деятельности Лебедев С.А., Ковылин
Ю.А. Москва: Парадигма: Акад. проект, 180 с., 2012.
10.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
8
11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
Компьютерные классы (ауд. 7303, 7307), мультимедиа оборудование, в том
числе интерактивная доска.
12. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (образовательные технологии)
В учебном процессе используются лекции и самостоятельная работа.
Самостоятельная подготовка обучающимися проводится для углубления и
закрепления знаний, полученных на лекциях и других занятиях, выработки
навыков самостоятельного активного приобретения новых дополнительных
знаний и включает: выполнение курсового проекта (работы) и индивидуальных
заданий, изучение рекомендуемой литературы, подготовку к предстоящим
учебным занятиям, зачетам и экзаменам, исследовательскую работу, разработку
рефератов, докладов и выступлений по результатам НИР.
Для получения необходимой информации о выполнении обучающимися
графика учебного процесса, установления качества усвоения учебного
материала, степени достижения поставленной цели и задач обучения,
стимулирования самостоятельной работы проводится текущий, рубежный и
итоговый контроль успеваемости и качества подготовки обучающихся. Помощь
обучающимся оказывается во время консультаций и индивидуальных занятий.
При изучении дисциплины целесообразно использовать материалы
интернет–ресурсов образовательной, аналитической направленности:
• http://www.citforum.ru/
• http://www.ibm.com/developerworks/ru/views/java/libraryview.jsp
• http://www.javable.com/
• http://lib.juga.ru/
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 270800.68
Строительство (степень - магистр).