Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

“Утверждаю”

Директор металлургического института

В. Б. Чупров

“_” 2012 г

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ»

Направление подготовки: 150400 Металлургия Профиль подготовки: металлургия чёрных металлов Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная г. Липецк – 2012 г.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению бакалавриата 150400 «Металлургия» и профилю подготовки «Металлургия чёрных металлов».

Автор: проф., д.т.н. Коршиков.Г.В. _ Программа одобрена на заседании кафедры металлургии «_»_201_ г., протокол №_ Зав. Кафедрой проф., д.т.н. Дубровский С.А.

Ученый секретарь, доц. Казакова Т.В.

Председатель ОПН (ОПС): к.т.н. Чупров В.Б. «»201_ г.

1.Цели освоения дисциплины:

усвоения методологии выбора направления научного исследования, формулировки и постановки задачи исследования;

усвоение методики и приобретения навыков (и подхода) разработки программы исследования и организации его проведения (формулировка требований к условиям проведения исследований);

приобретение навыков поиска, накопления и обработки научной информации;

усвоение основ метрологиии и стандартизации;

приобретение навыков оформления результатов научных исследований в виде научных статей, рефератов;

приобретение опыта выступлений с результатами научных поисков.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Учебная дисциплина «Основы научных исследований» является дисциплиной по выбору Математического и естественно-научного цикла образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 150400 «Металлургия».

Для успешного изучения дисциплины должны освоить материал ряда дисциплин предшествующего периода обучения: Курс философии: понятие философии; взаимоотношение философии и науки; релятивизм; содержание и структура научного знания; реализм и цель науки; законы и категории материалистической диалектики как выражение всеобщей связи и развития, закон единства и борьбы противоположностей, закон перехода количественных изменений в качественные, закон отрицания отрицания.Курс элементарной и высшей математики. Функции и пределы, дифференциальное и интегральное исчисление (функции и переменные, монотонные функции и функции ограниченной вариации, функции комплексного переменного. Теория вероятностей и случайные процессы (определение вероятностных моделей, распределение вероятностей, характеристики распределений ).. Математическая статистика.

Изучение дисциплины обеспечит формирование у бакалавров профессиональных навыков в области производства стали и ферросплавов в электропечах.

3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины «Основы научных исследований»

В результате освоения дисциплины студент должен:

1) знать:

стандартные методы мониторинга окружающей среды;

показатели оценки качества воздуха, воды;

законодательные акты о защите окружающей среды.

2) уметь:

выбирать критерии оценки перспективности новых технических решении (проектов, технологий, конструкций и т.д.);

оценивать сложившуюся экологическую безопасность на данном участке производства;

принимать технические решения по улучшению экологической ситуации на производстве.

3) владеть:

приемами технического анализа данного производства;

определять «точки приложения» новых технических решений (инноваций), направленных на сохранение окружающей среды.

Приобретаемые компетенции:

1) общекультурные компетенции:

- самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-4);

- работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);

2) общепрофессиональные компетенции:

- выбирать направления использования фундаментальных теоретических знаний (ПК-1);

- осуществлять и корректировать технологические процессы в металлургии с целью повышения качества продукции и снижения ее стоимости (ПК-10);

- уметь применять методы технико-экономического анализа (ПК-14);

- выбирать методы и способы измерения параметров технологического процессса (ПК-19);

- использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-20).

4. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 75 часов.

4.1. Структура и содержание дисциплины «Основы научных исследований»

Выписка из учебного плана Трудоемкость Часы в неделю Раздел дисциплины Специфика и структуКоллоквиум № цивилизации Организация и управКоллоквиум № тельностью 4.2. Содержание, структура и план проведения лекционного курса 1.Наука в истории общества (характеристика науки, наука, как сфера духовной деятельности человечества, наука, как система знаний, структура научного сообщества, концепции развития науки Т.Куна, С. Тулмина. Дж.

2.Превращение науки в производительную силу – по К. Марксу;

3.Наука в современном обществе (основные особенности современного развития человеческого общества – глобальная реструктуризация и трансформация мировой экономики, развитие трансцивилизационных т транскультурных связей, основные черты современного развития).

МОДУЛЬ 1. СПЕЦИФИКА И СТРУКТУРА НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ – 3 ч.

Тема 1.Особенности научной деятельности (научный труд, основные особенности научной деятельности, научный труд и искусство, проследить характер труда инженера – исследователя и инженера – производственника). Научный труд – как метод: наблюдение и опыт, классификация и измерение, аппаратура, законы, гипотезы и теории).

Тема 2. Методы познания (индукция и дедукция, интуиция и логическое мышление, сущность интуиции, стадии творческого процесса).

Тема 3. Научное общение как творческий процесс (информационный, познавательный и социально-психологический аспекты научного общения и их влияние на результаты научной деятельности). Адаптация молодых специалистов в исследовательском коллективе (предметная и социальная стороны адаптации, учитель и ученик).

МОДУЛЬ 2. НАУКА НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ ЦИВИЛИЗАЦИИ – 4 ч.

Тема 4. Роль науки и научных технологий на рубеже нового тысячелетия (параллелизм развития информационных и технологических революций, первые информационные революции, ускорение темпов информационных и технологических революций).

Тема 6. Информационные и технологические революции (пять информационных революций, ранние технологические революции и начало глобализации, технологические революции нового и новейшего времени, интеграция технологий и ее последствия).

Тема 7. Технологизация науки (изменение отношений между наукой и технологией, превращение науки в генерирующий фактор развития технологий).Наука, технология и экология.

Тема 8. Инновационные системы (формирование инновационного процесса, влияние социально-экономической инфраструктуры на формирование инновационной системы, перспективы развития инновационной деятельности в России).

МОДУЛЬ 3. ЭВОЛЮЦИЯ, ПРОГРЕСС И ЭНТРОПИЯ – 3 ч.

Тема 9. Тепло и теплопроводность (закон Фурье, наука о тепле, первые представления об обратимых процесса. Сравнение двух типов машин – механических и тепловых. Тепловая машина Карно. Клаузиус и закон сохранения энергии. Второе начало термодинамики.

Тема 10. Всеобщий закон природы, проявляющийся во всяком развитии. Эволюция живой природы. Флуктуация и эволюция МОДУЛЬ 4. НАУЧНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ГОСУДАРСТВА – 2 ч.

Тема 11. Содержание понятия и структура научного потенциала.

Научные кадры. Проблемы подготовки и использования. Выбор рациональных вариантов развития науки и техники. Материально-техническое оснащение научного труда.

Тема 12. Рациональное соотношение между фундаментальными и прикладными исследованиями. Информация как составная часть научного потенциала. Информатика и информационная техника.

МОДУЛЬ 5. ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ – 3 ч.

Тема 13. Основные принципы организации научной деятельности.

Формы организации и управления в научных учреждениях. Научные школы.

Основные принципы математического описания 3 1-2 термодинамических процессов (решение задач количественной оценки параметров горения топлива) матического описания 4.4. Нормы распределения бюджета времени на самостоятельную работу студента Проработка материала лекчаса/час лекции 170,15 = 2, Подготовка к практическим 0,5 - 1 час/час аудиторсеминарским) занятиям ных Остаточное время на самостоятельную работу, которое распределяется между промежуточным контролем и заданиями:

Подготовка к коллоквиуму 0,5 часа/час лекций по 17 часов лекционного курили промежуточному заче- теме, вынесенной на кол- са Итого, по самостоятельной работе студентов СРС 47 часов Цель работы: освоить методику работы с научной литературой: научиться анализировать статистические и научные данные.

Способы реализации: изучение и анализ научных статей и официальной статистики в специализированных журналах: «Известия ВУЗов. Черная металлургия»; «Сталь»; «Новости черной металлургии за рубежом»; «Чёрные металлы»; «Электрометаллургия»; «Металлург»; «Металлургия и литьё Украины»;

интернет ресурсов: steeluniversity.org; elibrary.ru; academic.ru, emchezgia.ru;

научных трудов конференций по производству стали и ферросплавов в электропечах.

Самостоятельная работа студентов (СРС) включает:

- изучение и конспектирование литературы в соответствии с программой курса;

- подготовку к практическим занятиям в соответствии с программой курса;

- выполнение расчетных заданий по индивидуальному варианту на темы, указанных в Плане практических занятий (п.4.3).

- работу с Internet -источниками;

- подготовку к текущему контролю, проводимому в течение семестра;

- подготовку к экзамену.

Все формы самостоятельной работы студентов обеспечиваются наличием вычислительной техники компьютерного класса кафедры «Металлургия» с Internet-подключением и лицензионным программным обеспечением, а также учебно-методической и справочной литературой по изучаемой дисциплине. Для обеспечения выполнения студентами самостоятельного изучения теоретических вопросов предложена рекомендуемая литература и перечень источников в сети Internet.

При изучении дисциплины используются активные методы привлечения студентов к самостоятельной творческой деятельности. Элементы творчества являются обязательными при выполнении практических и лабораторных работ и при работе на лекциях. При подготовке к практическим, лабораторным работам и лекциям студенты используют справочную и периодическую литературу по соответствующей тематике раздела дисциплины Промежуточный контроль успеваемости студентов осуществляется посредством аттестации (1-я аттестация, в соответствии с Положением о бально-рейтинговой системе) на основании проведения тестирования по соответствующим темам лекционного (теоретического) курса дисциплины, осуществляемых во время проведения коллоквиумов на практических занятиях:

1) коллоквиум №1 – модуль №1: «Специфика и структура научной деятельности»;

2) коллоквиум №2 – модуль №2: «Наука на современном этапе развития цивилизации»;

3) коллоквиум №3 – модуль №3: «Эволюция, прогресс и энтропия»;

4) коллоквиум №4 – модуль №4 «Научный потенциал государства».

5) коллоквиум №5 – модуль №5: «Организация и управление научной деятельностью».

Лекционные занятия проводятся в аудиториях, оборудованных компьютерами, электронными проекторами. Основная часть лекционного материала оформлена в виде презентаций с использованием стандартной программы PowerPoint, входящий в пакет MsOffice. Около 50% времени практических занятий проводятся с применением информационно-коммуникационных технологий, направленных на формирование и развитие презентационных, коммуникационных, аналитических и экспертных навыков. Занятия лекционного типа для групп студентов составляют не более 30% от аудиторных занятий.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Текущий контроль проводится на практических занятиях с целью определения качества усвоения лекционного материала и части дисциплины, предназначенной для самостоятельного изучения. Наиболее эффективным является его проведение по окончании изучения очередной учебной темы с использованием фонда тестовых заданий и/или вопросов для текущего контроля.

Пример тестового задания для текущего контроля знаний

ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ

Дисциплина “ Основы научных исследований” 1. Основные признаки научного знания + Систематичность и логическая выводимость одних знаний из других;

+ Объектами научного (теоретического) познания выступают идеализированные – Результаты познания выражены в виде сложных формул;

+ Осознанный контроль над процедурой и методом получения нового знания;

+ Строгость и однозначность языка, четко фиксирующего смысл и значение понятий.

– Научное знание достижимо для исследователей с высшим образованием;

+Общеобязательность и объективность открываемых истин;

2. Основные элементы научного знания ? …………………………………………………….;

+ Закономерности, обобщающие группы фактов;

+ Теории, описывающие некий фрагмент реальности;

+ Научные картины мира, рисующие обобщенные образы реальности, в которых сведены в некое системное единство все теории, допускающие взаимное согласование.

В представленном ответе недостает очень важного признака — твердо установленные факты;

3. Критерии научного знания + Возможность передачи и проверки;

+ ?

+ Теоретическая обоснованность;

+ Предсказательная способность В представленном ответе недостает двух критериев: воспроизводимость и системность.

4. В чем заключается сущность научного закона?

Научный закон есть существенная, необходимая, устойчивая, повторяющаяся ………, т.е. нечто общее, а если строже — то и всеобщее для того или иного фрагмента реальности.

В этом определении пропущена фраза связь явлений 5. В чем заключаются функции эмпирического и теоретического знаний?

За эмпирическим знанием исторически и логически закрепилась функция сбора, накопления и первичной рациональной обработки данных опыта. Его главная задача — фиксация фактов.

За теорией закрепляется функция …….

Правильный полный ответ:

За теорией закрепляется функция объяснения и интерпретация собранных (накопленных) данных, результатов опытных испытаний.

6. Что составляет главную опору науки?

Правильный полный ответ:

Главная опора, фундамент науки — установленные факты. Если они установлены правильно (подтверждены многочисленными свидетельствами наблюдения, экспериментов, проверок и т.д.), то считаются бесспорными и обязательными. Это — эмпирический, т. е. опытный базис науки.

7.Что отличает эмпирический и теоретический уровни познания?

– глубиной образования (интеллекта) исследователя, – использованием вычислительной техники, – актуальностью исследуемой проблемы, Правильный полный ответ:

Эмпирический и теоретический уровни познания отличаются в способах отыскания общего в вещах, т.е. в установлении закономерностей. На уровне чувственно-практического опыта (эмпирическом) возможно фиксирование только внешних общих признаков вещей и явлений. Существенные же внутренние их признаки здесь можно только угадать, схватить случайно. Объяснить и обосновать их позволяет лишь теоретический уровень познания.

8. Цели, которым должны соответствовать научно-исследовательские проекты и программы, финансируемые Госбюджетом 1) здоровое и образованное общество;

2) экономический рост и создание новых рабочих мест;

4) улучшение качества окружающей среды;

5) использование информационной технологии;

6) укрепление национальной безопасности.

В ответе не указана цель: достижение мирового лидерства в науке и технике;

9. Секторы экономики, образующие первый фронт инфраструктуры научнj-технического прогресса 2) промышленные лаборатории и опытные производства;

4) государственные ведомства, институты и лаборатории.

В ответе не указан п.3: технические ВУЗы и университеты.

2.1. К указанным достоинствам выборочного метода исследования, добавьте недостающее преимущество этого метода -экономия материальныз, трудовых и финансовых ресурсов, - предотвращение порчи испытуемых продуктов (по-крайней мере, уменьшение ), Не указано важное достоинство: повышение точности данных (уменьшение числа единиц измерения в выборке снижает ошибки измерения) 2.2.Укажите недостающее условие правильного решения проблемы выборочного метода исследования - разработка программы измерений и инструкций, - установка допустимого размера погрешности.

- установка объема выборки, - определение вида измерения, Недостающее условие: определение границ генеральной совокупности.

2.3.Укажите условие распространения выборочных средних на генеральную совокупность - приводится выборочный показатель со справкой о пределах ошибки -указывают границы значений генеральной характеристики, Основной формой распространения выборочных средних на генеральную совокупность является запись где p предельная ошибка выборки или допустимая погрешность выборки; р доля тех или иных единиц в выборке.

вероятность” - вероятность, которая принимается при расчете ошибки выборочной характеристики.

- вероятность погрешности в расчете средней квадратичной ошибки, - соотношение вероятностей ошибок выборки и генеральной совокупности Правильный ответ п.1.

2.5. Дайте правильное объяснение выражению “доверительная вероятность равна 0,95” - только в 5 случаях из 100 ошибка может выйти за установленные границы, - только в 96 случаях из 100 ошибка может выйти за установленные границы, Правильный ответ п.1.

Индивидуальная работа выполняется в форме расчетных заданий.

Варианты расчетных заданий.

В основу всех вариантов расчетных заданий положен корреляционно-регрессионный анализ статистических данных, отражающих результаты исследований выполненных кафедрой в металлургических цехах ОАО “НЛМК”. Например, по статистическим данным, представляющих химический состав и механические свойства агломерата, установить зависимость прочности агломерата от содержания FeO.

Зависимость представить в виде аналитического выражения и графически.

8.Учебно- методические материалы по дисциплине 8.1. Основная литература:

1.Коршиков Г.В. Энциклопедический словарь - справочник по металлургии/ Г.В. Коршиков. – Липецк: Липецкое издат. Госкомпечати РФ. 1998. – 780.

2.Коршиков, Г.В. Современные проблемы науки/ Г.В. Коршиков, Е.Г.

Коршикова – Липецк: Издат. ЛГТУ, 2009. – 318 с..

4.Коршиков, Г.В. Свойства топлив и расчёт параметров горения в металлургических процессах/ Г.В. Коршиков, Е.Г. Коршикова – Липецк: Издат.

ЛГТУ, 2010. – 324 с..

5. Основы научных исследований: Учеб. Для техн. вузов/ В.И. Крутов, И.М. Грушко, В.В. Попов и др.; - М.:Высш. шк., 1989. – 400.с..

6. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул:Учеб. пособие для втузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1988. – 239 с..

7. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/ Ю.П.

Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский – М.: Наука, 1976. – 279 с..

8. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы/ А.М. Беленький, В.Ф. Бердышев, О.М. Блинов и др., – М.: Металлургия, 1981. – 264 с..

9. Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений: Учеб.

пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 448 с..

10.Теоретические основы информационной техники / Ф.Е.Темников, В.А.

Афонин, В.И. Дмитриев – М.: Энергия, 1979. – 512 с..

9. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины Для реализации образовательного процесса по дисциплине используются мультимедийные лекционные аудитории и лаборатории кафедры «Металлургия»: «Физико-химии металлургических процессов», «Холодного моделирования». Лекционные занятия проводятся с использованием мультимедийных средств, в том числе, комплектов слайдов в формате презентации темы дисциплины.

Кафедра располагает компьютерным классом с современным программным обеспечением, локальной вычислительной сетью и доступом в Internet для работы с Web-ресурсами по изучаемой дисциплине. Научно-техническая библиотека ЛГГУ располагает обширным фондом научно-технической литературы по данной дисциплине.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению бакалавриата 150400 «Металлургия» и профилю подготовки «Металлургия чёрных металлов».

Автор: проф., д.т.н. Коршиков.Г.В. _ Программа одобрена на заседании кафедры металлургии «_»_201_ г., протокол №_ Председатель ОПН (ОПС): к.т.н. Чупров В.Б. «»201_ г.