[ ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано Утверждаю
Руководитель ООП Зав. кафедрой ИС и ВТ по направлению доц. Е.Б. Мазаков 230100.68 доц. Е.Б. Мазаков
ПРОГРАММА
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
ПРАКТИКИ
Направление подготовки «Информатика и вычислительная техника»Программа «Методы анализа и синтеза проектных решений»
Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная Составитель: профессор И.В. Иванова
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
Цели научно-исследовательской практики магистрантов Целями научно-исследовательской практики являются:- закрепление теоретических знаний, полученных при изучении естественно – научных и профессиональных дисциплин;
- приобретение опыта практической научно-исследовательской работы, в том числе в коллективе исследователей;
- приобретение практических навыков и компетенций в сфере профессиональной научноисследовательской деятельности.
2. Задачи научно-исследовательской практики Задачами научно-исследовательской практики являются:
- Освоение методологии организации и проведения научно-исследовательской работы в научно исследовательских лабораториях вузов, организаций и предприятий.
Освоение современных методов исследования, в том числе инструментальных.
Поиск, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме исследования, выбор методик и средств решения задачи - Сбор и анализ материалов для выполнения выпускной квалификационной работы.
3. Место научно-исследовательской практики в структуре ООП магистратуры Научно-исследовательская практика базируется на естественнонаучных и профессиональных дисциплинах основной образовательной программы магистратуры по направлению 230100 Информатика и вычислительная техника.
Для успешного прохождения научно-исследовательской практики студент должен:
знать:
- технические и программные средства реализации информационных технологий, основы работы в локальных и глобальных сетях;
- интеллектуальные системы;
- вычислительные системы;
уметь:
- работать в качестве пользователя персонального компьютера;
- находить решения в интеллектуальных системах и средах;
владеть:
- методами оптимизации и принятия решений;
- методами концептуального проектирования и системного анализа.
Научно-исследовательская практика проводится после теоретического обучения и предшествует выполнению квалификационной работы магистра.
4. Форма проведения научно-исследовательской практики – лабораторная.
5. Место и время проведения научно-исследовательской практики Базами для проведения научно-исследовательской практики для данной магистерской программы является выпускающая кафедра информационных систем и вычислительной техники Горного университета. Время проведения практики –8 недель в конце 2-го семестра, общая трудоемкость 12 зачетных единиц.
6. Компетенции обучающегося, формируемые в результате прохождения научно-исследовательской практики В результате прохождения данной практики обучающийся должен приобрести следующие практические навыки, умения:
- постановки задач научных исследований на основе результатов поиска, обработки и анализа научно-технической информации;
- разработки новых технических и технологических решений на основе результатов научных исследований;
- создания теоретических моделей технологических процессов, позволяющих прогнозировать технологические параметры, характеристики аппаратуры и свойства получаемых веществ, материалов и изделий;
- разработки программ и выполнение научных исследований, обработки и анализа их результатов, формулирование выводов и рекомендаций;
- подготовки научно-технических отчетов, аналитических обзоров и справок;
универсальные и профессиональные компетенции:
- способность обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности;
- способность готовить презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научнотехнических конференциях.
7. Структура и содержание научно-исследовательской практики Общая трудоемкость научно-исследовательской практики составляет 12 зачетных единиц, 432 часов.
Научно-исследовательская практика включает следующие разделы:
- изучение специальной литературы и другой научно-технической информации, достижений отечественной и зарубежной науки и техники в соответствующей области знаний;
- выбор темы исследований с учетом рекомендации кафедры, на которой планируется проведение НИР, анализ ее актуальности;
- сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме работы, составление обзора литературы, постановка задачи;
- участие в создании экспериментальных установок, отработке методики измерений и проведении научных исследований по теме работы;
- участие в составлении отчета (разделы отчета) по теме или ее разделу, подготовка доклада и тезисов доклада на конференции, подготовка материалов к публикации.
8. Современные технологии, используемые при прохождении научно-исследовательской практики Перед началом научно-исследовательской практики в лаборатории студентам необходимо ознакомиться с правилами безопасной работы и пройти инструктаж по технике безопасности. В соответствии с заданием на практику совместно с руководителем студент составляет план прохождения практики, включая детальное ознакомление с проводимыми в лаборатории научными исследованиями, методами организации НИР, изучение методов исследования, выполнение конкретной научно-исследовательской работы, сбор материалов для отчета по практике и для квалификационной работы магистра. Выполнение этих работ проводится студентом при систематических консультациях с руководителем практики.
9. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов на научно-исследовательской практике В процессе практики текущий контроль за работой студента, в том числе самостоятельной, осуществляется руководителем практики в рамках регулярных консультаций, отдельная промежуточная аттестация по отдельным разделам практики не требуется.
10. Формы промежуточной аттестации по итогам научно-исследовательской практики По окончании практики студент-практикант составляет письменный отчет и сдает его руководителю практики от высшего учебного заведения одновременно с дневником, подписанным непосредственным руководителем практики. Отчет о практике должен содержать сведения о конкретно выполненной студентом работе в период практики. Для оформления отчета студенту выделяется в конце практики 2-3 дня.
По окончании практики студент сдает зачет (защищает отчет) с оценкой в комиссии, назначенной заведующим кафедрой. В состав комиссии входят преподаватель, ведущий курс, по которому проводится практика, и руководитель практики.
Оценка по практике или зачет приравнивается к оценкам (зачетам) по теоретическому обучению и учитывается при подведении итогов общей успеваемости студентов.
Студенты, не выполнившие программу практики без уважительной причины или получившие отрицательную оценку, могут быть отчислены из высшего учебного заведения как имеющие академическую задолженность в порядке, предусмотренном уставом вуза.
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение научноисследовательской практики Учебно-методическим обеспечением научно-исследовательской практики является основная и дополнительная литература, рекомендуемая при изучении профессиональных дисциплин, периодические издания, учебно-методические пособия университета и другие материалы, связанные с тематикой НИР лаборатории, где проходят практику студенты.
В процессе прохождения практики необходимо использовать типовое программное обеспечение, пакеты прикладных программ и Интернет-ресурсы, необходимые для углубленного изучения проблемы.
12. Материально-техническое обеспечение научно-исследовательской практики Наличие лаборатории ПК, объединённую в локальную и глобальную сети, наличие широкого программного обеспечения, а также библиотека Горного университета.
13. Организация научно-исследовательской практики обучающихся В соответствии с ФГОС ВПО магистратуры по направлению подготовки 230100 – «Информатика и вычислительная техника» научно-исследовательская практика обучающихся является обязательным разделом основной образовательной программы магистратуры и направлена на формирование универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и целями данной магистерской программы.
Предусмотрены следующие виды и этапы выполнения и контроля научноисследовательской практики обучающихся:
- планирование научно-исследовательской практики, включающее ознакомление с тематикой исследовательских работ в данной области (в организации, в которой выполняется научноисследовательская работа) и выбор темы исследования, написание реферата по избранной - проведение научно-исследовательской практики;
- корректировка плана проведения научно-исследовательской практики;
- составление отчета о научно-исследовательской практике;
- публичная защита выполненной работы.
Основной формой планирования и корректировки индивидуальных планов научноисследовательской практики обучаемых является обоснование темы, обсуждение плана и промежуточных результатов исследования в рамках научно-исследовательского семинара. В процессе выполнения научно-исследовательской работы и в ходе защиты ее результатов должно проводиться широкое обсуждение в учебных структурах вуза с привлечением работодателей и ведущих исследователей, позволяющее оценить уровень приобретенных знаний, умений и сформированных компетенций обучающихся. Необходимо также дать оценку компетенций, связанных с формированием профессионального мировоззрения и определенного уровня культуры.
Основной формой планирования и корректировки индивидуальных планов научноисследовательской практики обучающихся является выбор и обоснование темы, обсуждение плана и промежуточных результатов исследования в рамках научно-исследовательского семинара. В процессе выполнения научно-исследовательской практики и в ходе защиты ее результатов должно проводиться широкое обсуждение в учебных структурах вуза с привлечением работодателей и ведущих исследователей, позволяющее оценить уровень приобретенных знаний, умений и сформированных компетенций обучающихся. Необходимо также дать оценку компетенций, связанных с формированием профессионального мировоззрения и определенного уровня культуры.
Учебным планом подготовки магистров предусмотрена научно-исследовательская практика на перовом и втором курсе в следующих объемах:
II семестр – 8 недель, 432 часа, 12 зачетных единиц.
Научно-исследовательская практика магистранта осуществляется под руководством преподавателя (доктора или кандидата наук), назначаемого на весь период магистерской подготовки. Распределение магистрантов по руководителям проводится в начале первого семестра с учетом пожеланий студентов. Особенностью научно-исследовательской практики магистранта в третьем семестре является то, что этот семестр посвящен подготовке к выполнению квалификационной работы (магистерской диссертации). Тема квалификационной работы является продолжением научно-исследовательской практики.
14. Виды научно-исследовательской практики магистранта, этапы и формы контроля ее выполнения Виды научно-исследовательской практики магистранта:
- экспериментальная;
- теоретическая (расчетная);
- технологическая;
- проектная;
- информационно-аналитическая;
- научно-педагогическая.
Программа научно исследовательской практики магистрантов включает в себя следующие этапы:
- изучение специальной литературы и другой научно-технической информации, достижений отечественной и зарубежной науки и техники в соответствующей области знаний;
- выбор темы исследований с учетом рекомендации кафедры, на которой планируется проведение НИР, анализ ее актуальности;
- сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме работы, составление обзора литературы, постановка задачи;
- участие в создании экспериментальных установок, отработке методики измерений и проведении научных исследований по теме работы;
- участие в составлении отчета (разделы отчета) по теме или ее разделу, подготовка доклада и тезисов доклада на конференции, подготовка материалов к публикации.
По результатам научно-исследовательской работы в каждом семестре магистрант оформляет отчет.
В конце семестра проводится защита отчета в комиссии из двух преподавателей, один из которых – руководитель практики магистранта. По результатам защиты отчета выставляется оценка по пятибалльной шкале.
_ Разработчик:
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
Направление Информатика и вычислительная техника Программа Методы анализа и синтеза проектных решений Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очнаяСАНКТ-ПЕТЕРБУРГ
В соответствии с государственным образовательным стандартом научно-исследовательская работа является обязательной формой практики магистрантов, обучающихся по направлению Информатика и вычислительная техника. Она предназначена для освоения магистром методики проведения всех этапов научно-исследовательских работ – от постановки задачи исследования до подготовки статей, заявок на получение патента на изобретение, гранта, участие в конкурсе научных работ и др. Тематика научно-исследовательской работы определяется темой магистерской диссертации студента. Результаты научно-исследовательской работы (НИР) используются при подготовке магистерской диссертации.Учебный план предусматривает прохождение научно-исследовательской работы в четвертом семестре в течение 14 недель (21 зач. ед.). Местом прохождения НИР является, как правило, кафедра информационных систем и вычислительной техники Национального минерально-сырьевого университета «Горный», но она может проходить также в научно-исследовательских организациях, научноисследовательских подразделениях производственных предприятий и фирм, специализированных лабораториях университета, на базе научно-образовательных и инновационных центров. НИР проходит под контролем научного руководителя магистранта и руководителя научно-исследовательского подразделения. Методическое руководство НИР осуществляется руководителем магистерской диссертации.
Аттестация по итогам НИР проводится на основании оформленного в соответствии с установленными требованиями письменного отчета и отзыва руководителя НИР от предприятия.
По итогам аттестации выставляется оценка.
Целью научно-исследовательской работы является систематизация, расширение и закрепление профессиональных знаний, формирование у магистрантов навыков ведения самостоятельной научной работы, исследования и экспериментирования.
Задачи научно-исследовательской НИР:
патентные и литературные источники по разрабатываемой теме с целью их использования при выполнении магистерской диссертации;
- методы сбора, обработки, анализа и систематизации научно-технической информации по теме исследования, - правила выбора методик и средств решения задачи;
- математические модели исследуемых процессов и изделий;
- методики проектирования новых процессов и изделий;
- методики автоматизации принятия решений.
- организацию проведения экспериментов и испытаний, анализ их результатов;
- требования к оформлению научно-технической документации;
- порядок внедрения результатов научных исследований и разработок;
б) выполнить:
- подготовку задания на разработку проектных решений;
- разработку проекта автоматизированных систем различного назначения, обоснование выбора аппаратно-программных средств автоматизации и информатизации предприятий и организаций;
- концептуальное проектирование сложных изделий, включая программные комплексы, с использованием средств автоматизации проектирования, передового опыта разработки конкурентоспособных изделий;
- проект по созданию программ, баз данных и комплексов программ автоматизированных информационных систем;
- разработку и реализацию проекта по интеграции информационных систем в соответствии с методиками и стандартами информационной поддержки изделий, включая методики и стандарты документооборота, интегрированной логистической поддержки, оценки качества программ и баз данных, электронного бизнеса;
- анализ технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектируемой системы;
- анализ методических и нормативных документов, технической документации, а также предложений и мероприятий по реализации разработанного проекта и программ;
подготовить заявку на патент или на участие в гранте.
в) приобрести навыки:
- организации работы коллектива исполнителей, принятие исполнительских решений в условиях спектра мнений, определение порядка выполнения работ;
- поиска оптимальных решений при создании продукции с учетом требований качества, надежности и стоимости, а также сроков исполнения, безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты;
- профилактики производственного травматизма, профессиональных заболеваний, предотвращения экологических нарушений;
- подготовки заявок на изобретения и промышленные образцы;
- организации в подразделениях работы по совершенствованию, модернизации, унификации компонентов программного, лингвистического и информационного обеспечения и по разработке проектов стандартов и сертификатов;
- адаптации современных версий систем управления качеством к конкретным условиям производства на основе международных стандартов;
- подготовки отзывов и заключений на проекты, заявки, предложения по вопросам автоматизированного проектирования;
- поддержки единого информационного пространства планирования и управления предприятием на всех этапах жизненного цикла производимой продукции;
- проведения маркетинга и подготовка бизнес-планов выпуска и реализации перспективных и конкурентоспособных 2. Место НИР в структуре ООП Данная научно-исследовательская работа закрепляет навыки и формирует компетенции будущего выпускника в рамках учебного плана магистерской подготовки.
НИР направлена на закрепление и углубление теоретической подготовки обучающегося и приобретение им практических навыков и компетенций в сфере профессиональной деятельности на базе содержания предметов профессионального цикла, поэтому она логически связана с теоретическими дисциплинами. Характеристика профессиональной деятельности выпускника по направлению 230100 предполагает, что магистр будет готов к научно-исследовательской деятельности, поэтому НИР связана содержательно с другими частями ООП. К входным знаниям для освоения данной НИР относятся: уметь обобщать полученные результаты в контексте ранее накопленных в науке знаний; уметь понимать и использовать знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин ООП магистратуры, грамотно осуществлять учебно-методическую деятельность по планированию образования для устойчивого развития; владеть современными методами получения информации, понимать философские концепции естествознания и владеть основами методологии научного познания при изучении различных уровней организации материи, пространства и времени.
3. Требования к результатам освоения НИР:
Процесс прохождения НИР направлен на формирование и закрепление следующих компетенций:
общекультурных:
- использует на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);
- способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);
- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы (ОК-7);
общепрофессиональных:
- разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web- и CALS-технологий (ПК-3);
- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);
- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6).
в научно-исследовательской и расчетно-аналитической деятельности:
- разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web- и CALS-технологий (ПК-3);
- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);
- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6).
в производственной и проектно-технологической деятельности:
- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6).
В результате прохождения НИР магистрант должен:
Знать: применять глубокие базовые и специальные, естественнонаучные и профессиональные знания в профессиональной деятельности для решения профессиональных задач;
Уметь: эффективно работать индивидуально, в качестве члена и руководителя группы, состоящей из специалистов различных направлений и квалификаций, демонстрировать ответственность за результаты работы и готовность следовать корпоративной культуре организации; самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности;
Владеть: способами получения профессиональных знаний на основе использования оригинальных источников, в том числе электронных из разных областей общей и профессиональной структуры; навыками написания научно-технического текста, навыками научных публичных выступлений и ведения научных дискуссий.
Магистранты должны самостоятельно организовывать и планировать научную работу, организовывать поиск необходимой информации, научиться управлять процессом научного творчества, выбирать оптимальные методы для исследований.
4. Формы проведения НИР - работа в библиотеке;
- работа в методическом кабинете;
- работа с электронными базами данных;
- работа с лабораторным и исследовательским оборудованием;
- проведение лабораторных исследований и участие в производственных экспериментах;
- участие в различных формах научных дискуссий;
- написание статей, заявок, докладов, отчетов и т.п.
- лекции, семинары, практические занятия, лабораторные занятия, экскурсии, 5. Место и время проведения НИР Основной базой проведения НИР является Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Общая трудоемкость НИР составляет 14 недель (21 зачетная единица).
Сроки проведения НИР - четвертый семестр, определяется учебным планом направления подготовки по основной образовательной программе. Календарные сроки НИР указываются в приказе по учебному управлению. В приказе указываются также руководитель и консультант по НИР по каждому магистранту.
6. Структура и содержание НИР Содержание научно-исследовательской работы магистрантов не ограничивается непосредственной исследовательской деятельностью. Предполагается совместная работа магистранта с профессорскопреподавательским составом соответствующей кафедры по решению текущих научных задач, знакомство с инновационными технологиями и их внедрение в учебный процесс. Вся практическая НИР магистра в этот период состоит из нескольких этапов.
1 этап – составление индивидуального плана проведения НИР совместно с научным руководителем.
Магистрант самостоятельно составляет план проведения работ и утверждает его у своего научного руководителя. Также на этом этапе формулируются цель и задачи исследования.
2 этап (3 недели) – подготовка к проведению научного исследования. Для подготовки к проведению научного исследования магистранту необходимо изучить: методы исследования и проведения работ; методы анализа и обработки данных; физические и математические модели процессов и явлений, относящихся к исследуемому объекту; информационные технологии в научных исследованиях, программные продукты, относящиеся к профессиональной сфере;
требования к оформлению научно-технической документации; порядок внедрения результатов научных исследований и разработок. На этом же этапе магистрант разрабатывает методику проведения исследования.
Результат: методика проведения исследования.
3 этап (7 недель) – проведение исследования. На данном этапе магистрант проводит сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме исследования, выбирает методику и средства решения задачи.
4 этап (4 недели) – инновационная деятельность. Магистрант анализирует возможность внедрения результатов исследования, их использования для разработки нового или усовершенствованного продукта или технологии. Оформляет заявку на патент, на участие в гранте или конкурсе научных работ. Результат: заявка на участие в гранте и/или заявка на патент.
В заключении магистрант оформляет отчет о НИР, готовит публикацию и презентацию результатов проведенного исследования. Защищает отчет по научно-исследовательской работе.
Результат: публикация и презентация, аттестация по НИР.
Для утверждения самостоятельно выбранной темы магистрант должен мотивировать ее выбор и представить примерный план написания отчета. При выборе темы следует руководствоваться ее актуальностью для кафедры, на которой магистрант стажируется, а также темой будущей магистерской диссертации.
7. Методические рекомендации по проведению научного исследования В ходе выполнения научного исследования магистр должен проанализировать объекта и/или систему объектов выявить целесообразные пути модернизации с целью улучшения значений характеристик. Предполагается, что исследование будет осуществляться на основе метода математического моделирования. Важно помнить, что моделирование, как технологический процесс, состоит из следующих этапов:
построение модели;
проведение модельного эксперимента;
перенос полученных сведений на исследуемый объект.
Рекомендуется следовать указанной схеме выполнения работы.
Подготовительный этап. При его проведении уточняется поставленная задача: что дано и что требуется получить в результате исследования. Формулируется цель исследования. Проводится осмысление всех этапов достижения цели.
Содержательное описание исследуемого объекта. Этот этап является одним из основных.
Объект описывается с позиций системного подхода. В полной мере реализуется вся совокупность методологических установок этого подхода. Описание исследуемого объекта ведется на естественном языке. В результате получают концептуальную модель. Эта модель должна быть ориентирована на выявление определенных свойств объекта-прототипа и показателей эффективности в соответствии с целями исследования. При разработке концептуальной модели необходимо обосновать то, что должно войти в нее, и то, что может быть отброшено без существенных искажений результатов моделирования. Как правило, концептуальная модель характеризуется избыточностью информации. Процесс ее создания нельзя полностью формализовать, однако при его проведении возможно использование элементов теории графов, множеств и т.д. Во время построения концептуальной модели происходит дальнейшее осмысление поставленной задачи. Этот этап является обязательным в процессе моделирования, так как содержательное описание служит базисом для дальнейших исследований.
Формализация содержательного описания. На данном этапе моделируемый объект описывается в терминах известной формальной теории, которая отражает основные аспекты содержательного описания процесса его функционирования. Формальная модель должна быть лишена избыточности и неопределенности концептуальной модели. Выделяются управляемые и неуправляемые параметры моделируемого объекта, проводится исключение несущественных параметров. Устанавливаются необходимые ограничения. Выбранные показатели эффективности связываются с управляемыми и неуправляемыми параметрами. Поскольку элементы систем управления при исследовании их вероятностно-временных или надёжностных характеристик, в сущности, являются системами искусственного интеллекта, то и формальное описание проводится в понятиях соответствующей теории. Обязательным элементом этого описания является разработка схемы формальной модели.
Выбор метода моделирования. Для построения моделей можно использовать как аналитические, так и статистические методы. Однако с помощью аналитических методов возможно исследование только простых систем. Анализ сложных систем возможен при использовании метода имитационного моделирования, причем снятие ограничений и усложнение исходного объекта компенсируется ресурсными затратами на проведение машинных экспериментов.
Поэтому выбор метода моделирования должен быть всесторонне обоснован.
Разработка моделирующего алгоритма. На этом этапе проводится описание динамики функционирования формальной модели в виде последовательности действий. Алгоритм должен полностью отражать процесс функционирования исследуемого объекта с учетом наложенных ограничений и принятых допущений Выбор инструментальных средств. Здесь проявляются два аспекта задачи выбора. Первый связан с выбором вычислительной среды, а второй – с выбором среды моделирования (средств построения машинной модели). Определяющим является выбор собственно среды моделирования.
Программная реализация модели. При выполнении названного этапа моделирующий алгоритм описывается средствами выбранных лингвистических средств, после чего проводится отладка полученной программы на ЭВМ. Одновременно идет подготовка исходных данных для работы с программой. Исходные данные должны быть близкими к реальным, чтобы позволить оценить, насколько правильно функционирует модель.
Оценка адекватности модели. На данном этапе осуществляется проверка того, насколько разработанная модель равнозначна объекту-прототипу, а значит и пригодна к использованию.
Возможны следующие способы оценки адекватности. Первый состоит в сравнении выходных показателей, полученных на модели, с результатами функционирования реального объекта при одинаковых входных воздействиях. Естественно, что такая проверка позволяет объективно оценить адекватность модели, однако натурный эксперимент возможен далеко не во всех случаях. Второй способ заключается в поиске ранее разработанных моделей-аналогов, адекватность которых доказана практикой. Если результаты моделирования не противоречат известным, то принимается решение о пригодности модели к эксплуатации. Наконец, третий способ предусматривает проверку разумности результатов моделирования. Модель проверяется по следующим признакам: все ли существенные параметры отражены и нет ли несущественных параметров, правильно ли отражены функциональные связи, правильно ли определены ограничения на параметры? Осуществляется логический анализ преобразований от входа модели к выходу. Проверяется непротиворечивость результатов моделирования здравому смыслу и общепринятым положениям. По результатам рассматриваемого этапа принимается решение об использовании модели и/или ее корректировке. В последнем случае возможен возврат к любому из ранее описанных этапов в зависимости от того, на каком из них допущен просчет.
Осуществлению эксперимента с разработанной моделью предшествует его подготовка или планирование. Различают стратегическое и тактическое планирование.
Стратегическое планирование эксперимента. Достижение целей исследования возможно при направленном применении созданной модели. Эти изыскания заключаются в проведении ряда испытаний, в результате которых определяются выходные характеристики моделируемого объекта при различных значениях управляемых параметров. Эксперименты следует проводить по заранее составленному плану. Существенную важность приобретают вопросы планирования при использовании метода имитационного моделирования. Это обусловлено большим числом сочетаний значений управляемых параметров, а каждый прогон модели проводится при определенном сочетании значений параметров.
Тактическое планирование эксперимента. Предпринимается с целью дальнейшего снижения затрат машинного времени при проведении исследований на имитационных моделях при обеспечении достоверности результатов исследований. На этом этапе проводится решение задачи определения необходимого числа реализаций при одном прогоне модели и задачи уменьшения ошибок, обусловленных начальным состоянием модели, отличным от стационарного.
Решение первой задачи состоит в определении необходимого числа реализаций n, обеспечивающего заданную точность и надежность результата.
Первый метод приводит к значительному увеличению периода модельных исследований.
Второй требует разработки дополнительных аналитических моделей, не лишенных жестких ограничений. Результаты аналитического моделирования используются для установления в имитационной модели параметров стационарного режима. Третий метод основан на знании длительности переходного режима, а это также требует предварительных исследований.
В практической деятельности результаты моделирования используются для принятия решения о работоспособности объекта-прототипа, для выбора его варианта, предполагаемого к реализации, или для оптимизации объекта. Решение о работоспособности принимается в зависимости от того, укладываются ли исследуемые параметры в установленные границы при любых допустимых значениях входных переменных. Наилучшим из всех работоспособных вариантов считается тот, у которого значение выбранного критерия эффективности максимально.
Наиболее общей и сложной является оптимизация исследуемого объекта: требуется найти такое сочетание его параметров или рабочей нагрузки из множества допустимых, которое максимизирует значение критерия эффективности.
Проблема поиска благотворительных фондов для получения грантов на научные исследования, обучение, поездки на международные конференции и т.д. в настоящее время стала важной для различных категорий ученых, работников образования, а также аспирантов и студентов. Весь комплекс мероприятий от поиска потенциального донора, заинтересованного в реализации проекта до подготовки заявок, их прохождения в фондах и получения средств, в международной практике называется фандрайзингом (fundrising).
Несмотря на большое количество информации о различных фондах, стипендиях и т.д. в сети Internet, специализированных изданиях (например, газете "Поиск"), эта проблема является актуальной в связи с тем, что, во-первых, довольно трудно среди множества грантодаюших организаций найти такую, чьи цели и задачи совпадают с Вашими; во-вторых, непросто составить заявку на получение гранта таким образом, чтобы идея показалась привлекательной экспертам фонда и заслуживающей и дальнейшем ее финансирования.
В мире существует острая конкуренция за благотворительные источники помощи, и чтобы не потратить силы впустую и иметь все шансы на успех – необходимо не только грамотно оформить заявку, но и выигрышно описать проект грантодателю (донору) так, чтобы он захотел оказать поддержку именно Вам и Вашему проекту. При этом существенную роль играют как профессиональный, так и психологический аспекты.
Прежде, чем обращаться в фонд за поддержкой проекта, следует иметь информацию об основных особенностях фондов с учетом области их приоритетов и ясно представлять, на какую форму поддержки может рассчитывать научная группа или отдельные ученые.
В роли доноров могут выступать государственные учреждения разных стран, международные организации, частные благотворительные фонды, коммерческие структуры, религиозные, научные и другие общественные некоммерческие организации, а также частные лица.
Универсального "рецепта" по подготовке хорошей заявки на грант не существует. Заявки могут значительно отличаться друг от друга, как по форме, так и по содержанию в зависимости от требований конкретного фонда. Тем не менее, практически каждая заявка состоит из следующих разделов.
1. Титульный лист.
2. Краткая аннотация.
4. Сведения об исполнителях проекта.
5. Современное состояние исследований в данной области.
6. Цели и задачи проекта.
7. Описание проекта.
7.1. Используемая методология, материалы и методы исследований.
7.2. Перечень мероприятий, необходимых для достижения поставленных целей.
7.3. План и технология выполнения каждого мероприятия.
7.4. Условия, в которых будет выполняться проект.
7.5. Механизм реализации проекта в целом.
8. Ожидаемые результаты.
8.1. Научный, педагогический или иной выход проекта.
8.2. Публикации, которые будут сделаны в ходе выполнения проекта.
8.3. Возможность использования результатов проекта в других организациях, университетах, на местном и федеральном уровнях.
8.4. Краткосрочные и долгосрочные перспективы от использования результатов.
9. Организация выполнения проекта.
10. Имеющийся у коллектива научный задел.
11. Методы контроля и оценка результатов.
12. Перечень исполнителей с точным указанием видов их деятельности при выполнении проекта.
13. Необходимые ресурсы.
13.1. Перечень оборудования, офисной техники, расходных и иных материалов, необходимых для выполнения проекта.
13.2. Командировки, связанные с деятельностью по проекту.
13.3. Бюджет.
14. Календарный план работ.
15. Приложения.
16. Отчет о получении гранта.
Обращение в благотворительные фонды помогает молодым ученым не только овладевать новыми техническими навыками, но и в определенной степени пересматривать представления о значимости и специфике своей научно-исследовательской работы.
Для поиска и ознакомления с имеющимися в интересующей области изобретениями можно использовать сайт Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент).
Данная служба является федеральным органом исполнительной власти, уполномоченным предоставлять, регистрировать и поддерживать на территории России права на изобретения и полезные модели, промышленные образцы, товарные знаки, знаки обслуживания, наименования мест происхождения товаров, а также осуществлять регистрацию программ для ЭВМ, баз данных и топологий интегральных микросхем. На указанном сайте также можно ознакомиться с нормативными документами и другой информацией в области авторского права и смежных прав.
Изобретение признается патентоспособным и ему предоставляется правовая охрана, если оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.
Изобретение является новым, если оно неизвестно из уровня мировой техники. Уровень техники определяется по всем видам сведений, общедоступных в любых странах до даты приоритета изобретения.
Заявляемое решение соответствует критерию "новизна", если до даты приоритета заявки сущность этого или тождественного решения не была раскрыта для неопределенного круга лиц мировыми информационными системами настолько, что стало возможным его осуществление.
Изобретение имеет изобретательский уровень, если оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники. Соответствие заявляемого решения критерию "изобретательского уровня" проверяется в отношении совокупности его существенных признаков. Существенными признаками изобретения называются такие, каждый из которых, отдельно взятый, необходим, а вместе взятые достаточны для того, чтобы отличить данный объект изобретения от всех других, и отсутствие которого в совокупности существенных признаков не позволяет получать положительный эффект.
Изобретение является промышленно применимым, если оно может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях хозяйства.
Установление соответствия заявленного изобретения требованию промышленной применимости включат проверку выполнения следующей совокупности условий:
объект заявленного изобретения относится к конкретной отрасли и предназначен для использования в ней;
подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
показано обеспечение достижения усматриваемого заявителем технического результата.
Объектами изобретения могут быть: способ, вещество, устройство, а также применение известного ранее изобретения по новому назначению, группа изобретений (например, способ и вещество) или дополнительное изобретение.
К способам, как объектам изобретения, относятся процессы выполнения действий над материальными объектами и с помощью материальных объектов.
К веществам, как объектам изобретения относятся индивидуальные соединения, композиции (составы, смеси).
К устройствам, как объектам изобретения, относятся конструкции и изделия.
К применению известных объектов по новому назначению, как объектам изобретения, относятся применение известного способа, устройства, вещества по новому назначению.
К дополнительному изобретению, как объекту изобретения, относится рассмотрение частных решений другого (основного) изобретения.
Патентоспособными изобретениями не признаются следующие предложения:
научные теории и математические методы;
методы организации и управления хозяйством;
условные обозначения, расписания, правила;
методы выполнения умственных операций;
алгоритмы и программы для вычислительных машин;
решения, касающиеся только внешнего вида изделия;
решения, противоречащие принципам гуманности и морали.
Виды изобретений Кроме классификации изобретений по основному признаку(объекту), изобретения подразделяются на основные и дополнительные на один объект и группу изобретений в одной заявке.
Структура описания изобретения Описание изобретения является основным документом, отражающим техническую сущность созданного изобретения. Оно содержит достаточную информацию для дальнейшей разработки (конструкторской или технологической) объекта изобретения или его непосредственного использования и аргументированные доказательства соответствия заявленного решения критериям изобретения (наличие технического решения задачи, новизны, изобретательского уровня). Каждый из признаков необходим, а все вместе взятые достаточны для установления факта соответствия технического решения понятию "изобретение".
Описание изобретения имеет следующие разделы:
1) название изобретения и класс международной патентной классификации (МПК), к которому оно относится;
2) область техники, к которой относится изобретение и преимущественная область использования изобретения;
3) характеристика аналогов изобретения;
4) характеристика прототипа выбранного заявителем;
5) критика прототипа;
6) технический результат (цель) изобретения;
7) сущность изобретения и его отличительные (от прототипа) признаки;
8) перечень фигур (графических изображений), если они необходимы;
9) примеры конкретного выполнения;
10) технико-экономическая или другая эффективность;
11) формула изобретения;
12) источники информации, принятые во внимание при составлении описания изобретения.
Характеристика разделов описания изобретения Аналог изобретения – объект того же назначения, что и заявленный, сходный с ним по технической сущности и результату, достигаемому при его использовании.
Прототип – наиболее близкий к заявляемому изобретению аналог по технической сущности и по достигаемому результату при его использовании.
Технический результат – это ожидаемый от использования изобретения положительный эффект.
Формула изобретения – это составленная по установленным правилам краткая словесная характеристика, выражающая техническую сущность изобретения. По своей структуре формула изобретения состоит из части, содержащей признаки, общие для заявляемого решения и прототипа, а также отличительной части, включающей признаки, отличающие заявленное решение от прототипа. По действующим в России правилам указанные части формулы разделены словами "отличающаяся тем, что…".
Результаты проведенных научных исследований могут быть представлены в виде устного доклада на собрании сотрудников или конференциях, письменного отчета, статьи в журнале, диссертации, монографии.
Обычно они появляются в указанном порядке.
Самым распространенным видом научных публикаций являются тезисы докладов и выступлений. Это изложенные в краткой форме оригинальные научные идеи по выбранной автором теме. Более значимые научные результаты, которые требуют развернутой аргументации, публикуются в форме научной статьи.
Выбор места публикации является важным вопросом для автора. Прежде всего, такой выбор зависит от того, насколько узкой теме посвящена статья. Важен и тип статьи: существуют журналы и конференции теоретические по своему характеру или прикладные. Наиболее предпочтительными и значимыми для молодых ученых являются публикации, прошедшие рецензирование, а также опубликованные в изданиях, рекомендуемых ВАКом.
При выборе темы публикации важно учесть тематику издания (журнала, сборника), для которого Вы готовите свою статью, имеющийся у Вас как автора "задел" по данной тематике и наличие собственных творческих идей. В процессе подготовки стоит изучить опубликованные по данной тематике материалы, которые могут оказаться полезными в Вашей работе. Работа может быть посвящена предложению нового подхода или метода решения актуальной задачи, необычному аспекту рассмотрения известной задачи и т.д. Тема научной публикации должна быть очень конкретной, сосредоточенной на особенностях рассматриваемого явления, его влиянии на другие события и явления, сравнении и т.п.
Подготовка тезисов докладов на конференцию Научные конференции периодически проводятся в вузе, где учится магистрант, а также в других вузах и организациях, имеющих отношение к науке. Нужно только внимательно следить за информацией о них. В таких условиях тезисы докладов – это наиболее доступные научные труды для молодых ученых.
Основное преимущество тезисов докладов и выступлений – это краткость, которая одновременно является и основным требованием, предъявляемым к ним. Обычно объем тезисов, представляемых к публикации, составляет от одной до пяти страниц компьютерного текста (на стандартных листах формата А4, кегль 14).
Другим требованием является информативность. Для наглядности тезисы могут быть снабжены цифровыми материалами, графиками, таблицами. Основные положения исследования должны излагаться четко и лаконично.
Структуру тезисов можно представить следующим образом:
введение: постановка научной проблемы (1 – 3 предложения), обоснование актуальности ее решения (1– 3 предложения);
основная часть: основные пути решения рассматриваемой проблемы, методы, результаты решения;
заключение или выводы (1 – 3 предложения).
Научная статья должна представлять собой законченную и логически цельную публикацию, посвященную конкретной проблеме, как правило, входящей в круг проблем, связанных с темой исследования, в котором участвовал автор.
Цель статьи – дополнить существующее научное знание, поэтому статья должна стать продолжением исследований. Объем статьи превышает объем тезисов и составляет примерно 3 – 20 страниц в зависимости от условий опубликования.
Статья должна быть структурирована также как и тезисы.
Каждая статья должна содержать обоснование актуальности ставящейся задачи (проблемы). Освещение актуальности не должно быть излишне многословным. Главное показать суть проблемной ситуации, нуждающейся в изучении. Актуальность публикации определяется тем, насколько автор знаком с имеющимися работами.
Необходимо дать четкое определение той задачи или проблемы, которой посвящена данная публикация, а также процессов или явлений, которые породили проблемную ситуацию.
Публикация может быть посвящена исключительно постановке новой актуальной научной задачи, которая еще только требует своего решения, но большую ценность работе придает предложенный автором метод решения поставленной задачи (проблемы). Это может быть принципиально новый метод, разработанный автором или известный метод, который ранее не использовался в данной области исследований.
Следует перечислить все рассмотренные методы, провести их сравнительный анализ и обосновать выбор одного из них.
Представление информации следует делать максимально наглядным. Для того чтобы сделать цифровой материал, а также доказательства и обоснование выдвигаемых положений, выводов и рекомендаций более наглядными следует использовать особые формы подачи информации: схемы, таблицы, графики, диаграммы и т.п.
Необходимо четко пояснять используемые обозначения, а также давать определение специальным терминам, используемым в публикации. Даже термины, которые (по мнению автора) понятны без пояснений, желательно оговорить словами "… понимаются в общепринятом смысле" и дать ссылку на соответствующие источники.
В заключительной части работы следует показать, в чем состоит научная новизна содержания работы, иными словами, то новое и существенное, что составляет научную и практическую ценность данной работы. Статья обязательно должна завершаться четко сформулированными выводами. Каждый вывод в научной работе должен быть обоснован определенным методом. Например, логическим, статистическим или математическим.
Стиль изложения научной работы может быть различным. Различают стиль научный, отличающийся использованием специальной терминологии, строгостью и деловитостью изложения; стиль научно-популярный, где весьма существенную роль играют доступность и занимательность изложения.
Однако это разделение условно. Нужно стремиться к тому, чтобы сочетать строгость научного анализа, конструктивность и конкретность установок с популярным раскрытием живого опыта. Сохраняя строгость научного стиля, полезно обогащать его элементами, присущими другим стилям, добиваться выразительности речевых средств (экспрессии).
Необходимо избегать наукообразности, игры в эрудицию. Приведение массы ссылок, злоупотребление специальной терминологией затрудняет понимание мыслей исследователя, делают изложение излишне сложным.
8. Формы аттестации по НИР Сроки сдачи и защиты отчета по НИР устанавливаются кафедрой в соответствии с календарным планом. Защита может быть проведена в форме индивидуального собеседования с руководителем практики или в форме выступления на методическом семинаре кафедры. При защите результатов НИР магистрант докладывает о ее результатах, отвечает на поставленные вопросы, высказывает собственные выводы и предложения.
По итогам защиты НИР магистрант получает дифференцированный зачет (или оценку), который заносится в ведомость и зачетную книжку.
К отчетным документам о прохождении НИР относятся:
I. Отзыв о прохождении НИР магистрантом, составленный руководителем. Для написания отзыва используются данные наблюдений за научно-исследовательской деятельностью магистранта, результаты выполнения заданий, отчет о НИР.
II. Отчет о прохождении НИР, оформленный в соответствии с установленными требованиями.
III. Подготовленную по результатам выполненного научного исследования публикацию.
Содержание отчета. Текст отчета должен включать следующие основные структурные элементы:
1. Титульный лист.
2. Индивидуальный план научно-исследовательской работы.
3. Введение, в котором указываются:
• цель, задачи, место, дата начала и продолжительность работы;
• перечень основных работ и заданий, выполненных в процессе работы.
4. Основная часть, содержащая:
• анализ и систематизацию научно-технической информации по теме исследования, выбор методики и средств решения задачи;
• разработку математических моделей исследуемых процессов и изделий;
• разработку методики проектирования новых процессов и изделий;
• разработку методик автоматизации принятия решений;
• организацию проведения экспериментов и испытаний, анализ их результатов.
5. Заключение, включающее:
• описание навыков и умений, приобретенных в процессе работы;
• анализ возможности внедрения результатов исследования, их использования для разработки нового или усовершенствованного продукта или технологии;
• сведения о возможности патентования и участия в научных конкурсах, инновационных проектах, грантах; апробации результатов исследования на конференциях, семинарах и т.п.;
• индивидуальные выводы о практической значимости проведенного исследования для написания магистерской диссертации.
6. Список использованных источников.
Итоги НИР оцениваются на защите индивидуально по пятибалльной шкале с учетом равновесных показателей: Отзыв руководителя; Содержание отчета; Качество публикаций;
Выступление; Качество презентации; Ответы на вопросы. Оценка по практике приравнивается к оценкам по теоретическому обучению и учитывается при подведении итогов общей успеваемости магистрантов.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение а) основная литература 1. Артюх С.Ф., Приходько В.М., Ящуп Т.В., Ашеров А.Т. Структурирование учебного материала инженерных дисциплин. М.: МАДИ (ГТУ), Харьков: УИПА, 2. Люггер Д.Ф. Искусственный интеллект: стратегия и методы решения сложных проблем. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. – 864с.
3. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Интеллектуальные информационные системы:
Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 424с.
4. Частиков А.П., Гаврилова Т.А., Белов Д.Л. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS.
– СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 608 с.
5. Братко И. Алгоритмы искусственного интеллекта на языке Prolog, 3-е издание.: Пер.
с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. 640 с.
6. Цилькер, Б.Я. Организация ЭВМ и систем: учебник для вузов / Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов.
– СПб.: Питер, 2006. – 668 с.
б) дополнительная литература 7. Архангельский С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы. М.:
Высшая школа, 1980.
8. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М.: Высшая школа, 1995.
9. Долженко О.В., Шатуновский В.Л. Современные методы и технологии обучения в техническом вузе. М.: Высшая школа, 1990.
10. Энциклопедия профессионального образования: В 3 т. / Под ред. С. Я. Батышева. М.:
Российское академическое образование, 1998 - 1 т., 1999 - 2, 3 т.
11. Эсаулов А. Ф. Активизация учебно-познавательной деятельности студентов. М.: Высшая школа,1982.
в) программное обеспечение Microsoft Windows XP, Microsoft Office г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы http://window.edu.ru/window (дата обращения: 29.09.2012) http://www.standards.ru (дата обращения: 29.09.2012) 10. Материально-техническое обеспечение НИР по кафедре Компьютерный класс – ауд. 3424 (на базе кафедры информатики и вычислительной техники), общая площадь 40,8 м2. В лаборатории установлена аппаратура CISCO. В лаборатории одновременно могут заниматься 16 человек.
Во время прохождения НИР студент пользуется современным оборудованием, средствами измерительной техники, средствами обработки полученных данных (компьютерной техникой с соответствующим программным обеспечением), а также нормативно-технической и проектной документацией, которые находятся на объекте практики. В случае необходимости он может рассчитывать на использование материально-технической базы вуза.
Разработчик:
«