Министерство образования Республики Беларусь

Учебно-методическое объединение вузов Республики Беларусь

по химико-технологическому образованию

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель Министра

образования Республики Беларусь

А. И. Жук

_2011 г.

Регистрационный № ТД-_ /тип.

ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-50 02 01 «Конструирование и технология изделий из кожи»

(специализации 1-50 02 01 01 «Технология обуви», 1-50 02 01 02 «Технология кожгалантерейных изделий», 1-50 02 01 03 «Конструирование обуви», 1-50 02 01 05 «Изготовление и ремонт обуви по индивидуальным заказам»)

СОГЛАСОВАНО СОГЛАСОВАНО

Начальник Управления высшего и Заместитель председателя среднего специального образования концерна «Беллегпром»

Ю. И. Миксюк А. В.Гуров _2011 г.

«»2011 г.

Ректор Государственного учреждения Председатель Учебно-методического образования «Республиканский объединения вузов Республики институт высшей школы»

Беларусь по химикоМ.И. Демчук технологическому образованию «»2011 г.

И.М. Жарский «» 2011 г.

Эксперт-нормоконтролер _ «»_ 2011 г.

Минск

СОСТАВИТЕЛЬ:

Смелкова С.В., доцент кафедры «Конструирование и технология изделий из кожи» Учреждения образования «Витебский государственный технологический университет», кандидат технических наук, доцент.

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Кафедра «Конструирование и технология одежды» учреждения образования «Витебский государственный технологический университет» (протокол № 3 от 03.03.2011 г.); Гарская Н.П., заведующая кафедрой, кандидат технических наук, доцент.

Козлова И.В., начальник модельно-конструкторского отдела совместного общества с ограниченной ответственностью «Белвест», г. Витебск;

Кузнечик Н.А., начальник отдела подготовки производства совместного общества с ограниченной ответственностью «Сан-Марко», г. Витебск.

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:

Кафедрой «Конструирование и технология изделий из кожи» Учреждения образования «Витебский государственный технологический университет»

(протокол № 5 от 3.02.2011 г.);

Научно-методическим советом Учреждения образования «Витебский государственный технологический университет»

(протокол № 7 от 17.03.2011 г.);

Научно-методическим советом по технологиям легкой промышленности Учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по химикотехнологическому образованию (протокол № 4 от 10.03.2011 г.).

Ответственный за редакцию: К.А. Загайгора Ответственный за выпуск: В.М.Чумак

СОДЕРЖАНИЕ

1 Пояснительная записка

2 Примерный тематический план ………………………………………………. 3 Содержание учебного материала

4 Информационно-методическая часть………. ……...……………………….

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.1 Актуальность изучения учебной дисциплины Типовая учебная программа предназначена для изучения методов и средств научных исследований.

Наука – одна из форм общественного сознания, непосредственной целью которой является теоретическое отражение действительности. Главной особенностью современного вуза является подготовка высококвалифицированных специалистов, профессиональные знания которых базируются на научной работе теоретического и прикладного характера с использованием компьютерной технологии. С этой целью следует придавать большое значение развитию у студентов творческих способностей; студенты высшей школы должны быть обязательно приобщены к поиску новых для науки знаний; уметь ставить задачи применительно к человеко-машинным системам, широко их использовать при изучении явлений, поиске оптимального решения проблем производственного характера, а также при разработке методов управления.

В этой связи особо важно, чтобы в процессе обучения студент освоил современные и перспективные методы теоретических и экспериментальных исследований; виды, методы, средства измерений и погрешности измерений; методы статистической обработки экспериментальных исследований и анализ результатов полученных данных; основные принципы планирования эксперимента; оформление результатов научных исследований.

Программа разработана на основе компетентностного подхода и требований к уровню подготовки выпускника, сформулированных в образовательном стандарте ОСРБ 1-50 02 01-2008 для специальности 1-50 02 01 «Конструирование и технология изделий из кожи».

1.2 Цели и задачи учебной дисциплины Цель дисциплины – формирование знаний, умений и профессиональных компетенций, навыков проведения экспериментальных исследований в результате изучения теоретических основ и основных этапов научноисследовательской работы, современных методов теоретических и экспериментальных исследований, методов и средств измерений, планирования эксперимента и статистической обработки полученных данных, решения оптимизационных и компромиссных задач, комплексной оценки результатов исследований;

развития и закрепления академических и социально-личностных компетенций.

Основными задачами дисциплины являются: подготовка специалистов, владеющих современными знаниями и методами организации проведения экспериментальных исследований с использованием методов и средств современной техники и способов обработки результатов эксперимента в учебной и профессиональной сфере.

';

1.3 Требования к уровню освоения содержания учебной дисциплины В соответствии с образовательным стандартом ОСРБ 1-50 02 01-2008 в результате изучения дисциплины студент должен обладать компетенциями академическими (АК):

АК-1 – уметь работать самостоятельно и постоянно повышать свой профессиональный уровень;

АК-2 – уметь применять полученные базовые научно-теоретические знания для решения научных и практических задач в области проектирования обуви и кожгалантерейных изделий и разработки их технологии производства;

АК-3 – иметь навыки организации проведения исследований, информационного обеспечения, а также системного и сравнительного анализа;

АК-4 – уметь осуществлять комплексный подход к решению поставленных задач;

АК-5 – уметь использовать технические и программные средства компьютерной техники;

АК-6 – уметь создавать и использовать в своей деятельности объекты интеллектуальной собственности;

АК-7 – уметь применять методы математической статистики при обработке данных эксперимента;

АК-8 – уметь грамотно оформлять различные документы и излагать результаты исследования;

АК-9 – уметь формулировать и выдвигать новые идеи.

социально-личностными (СЛК):

СЛК-1 – иметь высокую гражданственность и патриотизм, знать права и соблюдать обязанности гражданина;

СЛК-2 – быть способным к социальному взаимодействию и межличностным коммуникациям;

СЛК-3 – знать и соблюдать нормы здорового образа жизни;

СЛК-4 – иметь способность к критике и самокритике;

СЛК-5 – уметь работать в коллективе;

СЛК-6 –уметь использовать знание основ социологии, физиологии и психологии труда;

СЛК-7- иметь способность находить правильные решения в условиях чрезвычайных ситуаций в цехах с обувным производством.

профессиональными (ПК):

ПК-1 – осуществлять разработку новых моделей и технологических процессов, обеспечивающих эффективное использование основных и вспомогательных материалов;

ПК-2 – создавать условия для соответствия режимов действующим стандартам, правилам и нормам;

ПК-3 – на основе анализа выявлять причины не оптимальности технологического процесса и разрабатывать пути их устранения;

ПК-4 – в составе группы выпускников осуществлять выбор оптимальных режимов работы оборудования при использовании новых материалов для повышения технико-экономических показателей работы и повышения качества продукции;

ПК-5 – анализировать перспективы и направления развития промышленного проектирования обуви и кожгалантерейных изделий и технологических процессов их изготовления;

ПК-6 – намечать основные этапы научных исследований;

ПК-7 – исследовать свойства новых материалов с целью разработки рекомендаций по их применению;

ПК-8 – организовывать работу по подготовке научных статей, рефератов и заявок на изобретение и лично участвовать в ней;

ПК-9 – осуществлять разработку энерго- и ресурсосберегающих технологий;

ПК-10 – подготавливать техническую документацию к тендерам, проводить экспертизу тендерных материалов и консультаций заказчиков проектов по этим материалам;

ПК-11 – принимать участие во внедрении результатов НИР в производство;

ПК-12 – осуществлять поиск, систематизацию и анализ информации по перспективам развития отрасли, инновационным технологиям, проектам и решениям;

ПК-13 – определять цели инноваций и способы их достижения;

ПК-14 – работать с научной, технической и патентной литературой;

ПК-15 – разрабатывать новые технологические процессы на основе математического моделирования и оптимизации;

ПК-16 – применять методы анализа и организации внедрения инноваций.

Для приобретения профессиональных компетенций ПК-1 – ПК-16 в результате изучения дисциплины студент должен - этапы научно-исследовательских работ;

- методы теоретических исследований для решения прикладных задач;

- методологию проведения экспериментальных исследований и обработки их результатов;

- проводить экспериментальные исследования в профессиональной сфере;

- обрабатывать результаты эксперимента с использованием различных методов математической статистики.

1.4 Междисциплинарные связи Содержание тем опирается на приобретенные ранее студентами компетенции при изучении естественнонаучных дисциплин «Высшая математика», «Информатика», специальных дисциплин «Материаловедение», «Конструирование изделий из кожи», «Технология изделий из кожи».

1.5 Методы (технологии) обучения В качестве методов обучения рекомендуется проведение практических и лабораторных занятий с организацией деловых игр, решением задач и тестов, выполнением контрольных заданий, самостоятельной работы и контроля за ее выполнением.

При изучении дисциплины предлагается использовать в учебном процессе инновационные образовательные технологии, адекватные компетентностному подходу в подготовке специалиста (вариативные модели управляемой самостоятельной работы студентов, учебно-методические комплексы, модульные и рейтинговые системы обучения, тестовые и другие системы оценки уровня компетенций студентов).

Основными методами (технологиями) обучения (подраздел 1.5 программы), отвечающими целям изучения дисциплины, являются:

- элементы проблемного обучения (проблемное изложение, вариативное изложение, частично-поисковый метод), реализуемые на лекционных занятиях;

- элементы учебно-исследовательской деятельности с использованием творческого подхода, реализуемые на лабораторных занятиях, при выполнении учебно-исследовательской дипломной работы или специального индивидуального задания в плане НИР кафедры, а также при самостоятельной работе.

1.6 Организация самостоятельной работы студентов При изучении дисциплины используются следующие формы самостоятельной работы (подраздел 1.6 программы):

- контролируемая самостоятельная работа в виде решения индивидуальных задач в аудитории во время проведения лабораторных занятий под контролем преподавателя в соответствии с расписанием;

- управляемая самостоятельная работа, в том числе в виде выполнения индивидуальных специальных научно-исследовательских заданий с консультациями преподавателя;

- подготовка рефератов по индивидуальным темам, в том числе с использованием патентных материалов;

- тестирование.

1.7 Диагностика компетенций студента Для оценки достижений студентов (подраздел 1.7 программы) используется следующий диагностический инструментарий (в скобках - какие компетенции проверяются):

- выступление студента на конференции по подготовленному реферату или по результатам законченной научно-исследовательской работы (АК-1 АК-9, СЛК-4, СЛК-5, ПК-1, ПК-3, ПК-4 ПК-8, ПК-14, ПК-15);

- проведение текущих контрольных опросов по отдельным темам (ПК- ПК-16);

- защита выполненных на лабораторных работах индивидуальных заданий (АК-1 – АК-5, АК-8, ПК-6, ПК-14);

- защита выполненных в рамках управляемой самостоятельной работы индивидуальных заданий (АК АК-5, АК-8, ПК-16);

- получение зачета по дисциплине (АК-1, АК-7, АК-8, ПК-6, ПК-7, ПКПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Дисциплина относится к циклу общепрофессиональных и специальных дисциплин (обязательный компонент) образовательного стандарта ОСРБ 1- 02 01-2008.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 50 часов, что соответствует двум зачетным единицам.

Дисциплина является лабораторно-ориентированной. Всего часов по дисциплине - 50, из них всего часов аудиторных - 34, в том числе 18 часов - лекции, 16 часов - лабораторные занятия, 16 часов - самостоятельная работа. Рекомендуемые формы итоговой оценки приобретенных компетенций – зачет.

Последовательность изучения тем соответствует иерархии этапов проведения эксперимента: формирование исходной информации по данным литературных источников, постановка задачи исследования, обоснование методов и средств измерения погрешности, их классификация и причины возникновения, планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных, анализ и оценка результатов эксперимента, оформление результатов научных исследований и передача информации.

Примерное распределение часов по темам и перечень компетенций, которые должны быть развиты или сформированы у студента при освоении каждой темы, представлены в таблице.

ПРИМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО РАЗДЕЛАМ

научных кадров исследования

3 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

3.1 Разделы, темы и их содержание

РАЗДЕЛ 1 ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ. СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ И

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАУЧНЫХ КАДРОВ

Предмет и задачи дисциплины. Основные разделы дисциплины. Основные понятия. Структура и объем дисциплины. Место изучаемой дисциплины в цикле дисциплин специальности и специализаций. Значение научноисследовательской работы на современном этапе. Научная работа на специальной кафедре. Наука и научный работник.

РАЗДЕЛ 2 ПОИСК, НАКОПЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА НАУЧНОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Особенности научно-информационной деятельности. Сущность, задачи и общие свойства научно-информационной деятельности. Системы и подсистемы информационного обеспечения. Планирование науки. Основные компоненты исследования.

Программа и принципы обучения навыкам НИРС. Принципы научного реферирования и составления научного обзора (обзор литературы).

РАЗДЕЛ 3 НАУЧНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ, ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Тема 3.1 Основные понятия и определения Задачи, виды, стратегия, тактика и основы планирования эксперимента.

Тема 3.2 Сущность измерения. Основные предпосылки Рабочее место и его организация. Обеспечение безопасности проведения эксперимента. Процесс измерения – восприятие и отображение физической величины и ее нормирование. Эталоны и единицы физических величин. Идеализационная блок-схема измерительной системы (общие понятия).

Тема 3.3 Методы измерения. Структура и состав средств измерений в обувной промышленности Прямые и косвенные методы измерения. Аналоговые и цифровые методы измерения. Непрерывные и дискретные методы. Метод отклонения и компенсационный метод. Преимущества и недостатки методов измерений.

Тема 3.4 Погрешности измерений и причины погрешностей. Блоксхема измерительной системы с погрешностью Представительность измеряемой величины. Ошибки представительности.

Обобщенная блок-схема измерительной системы с учетом погрешностей. Погрешность. Поправки. Обратное воздействие процесса измерения на измеряемую величину. Аддитивные внешние помехи. Мультипликативные внешние помехи. Внутренние помехи.

Тема 3.5 Погрешности связанные с процессом измерения и обработки измеренных значений. Характеристика погрешностей измерительных приборов Влияние условий применения измерительного устройства. Систематические и случайные погрешности. Статические и динамические погрешности.

Погрешности отсчета и квантования. Временная дискретизация. Погрешность, обусловленная неадекватностью принятой гипотезы. Погрешности результата измерения. Порог реагирования. Вариация показаний. Гистерезис.

Упругое последствие. Разрешающая способность. Стабильность нуля. Недостоверность измерения. Предел погрешности. Линейность. Поле допуска. Классы точности.

РАЗДЕЛ 4 СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

Тема 4.1 Виды погрешностей. Описание погрешностей.

Распространение погрешностей Систематические и случайные погрешности. Математическое ожидание.

Случайная погрешность отдельного измерения. Нормальное распределение (распределение Гаусса). Среднеквадратичное отклонение. Доверительная вероятность (статистическая надежность). Математическое ожидание. Дисперсия.

Случайная погрешность среднего значения. Систематическая погрешность. Градуировка. Распространение погрешностей.

Тема 4.2 Методы обработки, связанные со статистическими погрешностями Проверка гипотезы нормальности распределения. Грубые погрешности измерения. Статистическая обработка выборки любого объема. Различие средних значений. Определение необходимого числа испытаний. Статистическая обработка выборки малого объема. Линейная регрессия. Линейная корреляция.

Математико-статистические методы планирования эксперимента. Априорное ранжирование факторов (психологический эксперимент). Основы дисперсионного анализа.

РАЗДЕЛ 5 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ И ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ

Формы научной продукции: монография, учебник, учебное пособие, изобретение, устройство, способ, патент, диссертация, научные отчеты кафедры.

Внедрение и эффективность научных исследований. Законодательные основы метрологии.

3.2 Примерный перечень лабораторных занятий 1. Априорное ранжирование факторов (психологический эксперимент).

2. Статистическая обработка первичных экспериментальных данных.

3. Статистические методы установления эмпирических зависимостей.

4. Математическое планирование эксперимента при построении линейных моделей объекта исследований.

5. 4 ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Основная литература 1. Тихомиров, В. Б. Математические методы планирования эксперимента при изучении нетканых материалов / В. Б. Тихомиров. – М : Легкая индустрия, 1968. – 156 с.

2. Измерения в промышленности. Справочник: в 3-х кн. Кн.1: Теоретические основы / Под. ред.П. Профоса.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Металлургия, 1990.- 492 с.

3. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов/ Пер с нем. Г.А. Фомина и Н.С. Лецкой; под ред. Э.К. Лецкого. –М.: Мир, 1977.- 552 с.

4. Бездудный, Ф.Ф. Математические методы и модели в планировании текстильной и легкой промышленности / Ф.Ф. Бездудный, А.П. Павлов.- М.:

Легкая индустрия 1979. – 440 с.

5. Соловьев, А. Н. Оценка и прогнозирование качества текстильных материалов / А. Н. Соловьев, С. М. Кирюхин. – М : Легкая промышленность, 1984.

– 215 с.

6. Виноградов, Ю. С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и легкой промышленности / Ю. С. Виноградов. – М : Легкая индустрия, 1980. – 311 с.

7. Румшинский, Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента / Л. З. Румшинский. – М.: Наука, 1971. – 192 с.

8. Адлер, Ю. Б. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. Б. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. – М : Издательство «Наука», 1976. – 279 с.

9. Смелкова, С.В.Основы научных исследований: учебное пособие /сост.

С.В Смелкова.- Витебск: УО «ВГТУ», 2006.-89 с.

10. Методические указания к лабораторным работам по курсу Основы научных исследований для студентов спец. 1-50 02 01 /сост. С.В. Смелкова, А.И. Линник, Р.Н. Томашева.- Витебск : УО «ВГТУ», 2006.-42 с.

4.2 Дополнительная литература 1. Лабораторный практикум по материаловедению изделий из кожи:

Учебное пособие для вузов / М. М. Бернштейн [и др.] – М : Легпромбытиздат, 1993. – 384 с.

2. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Методы и средства исследований механико-технологических процессов текстильной промышленности». Ч.1 / ВГТУ; Сост. С.М. Литовский. - Витебск, 1996. – 42 с.

3. Статистические методы в экспериментальных исследованиях (руководство по использованию «STATISTICA for Windows»): Учеб. пособие / ВГТУ;

Сост. С.М. Литовский. - Витебск, 1996. – 63 с.

4. Бурдин, К.С. Как оформить научную работу/ К.С. Бурдин, П.В. Веселов– М.: Высшая школа, 1973. – 152 с.

5. Зенкин, Н.М. Инженеру об образовании/ Н.М. Зенкин. – М.: Атомиздат, 1976. – 197 с.

6. Кичкин, И.И. Патентные исследования при курсовом и дипломном проектировании в высших учебных заведениях/ И.И. Кичкин, Э.П. Скорняков.– М.: Высшая школа, 1979. – 112 с.

7. Севостьянов, А.Г. Методы и средства исследования механических и технологических процессов текстильной промышленности/ А.Г. Севастьянов. – М.: Легкая индустрия, 1980. – 382 с.

8. Сиденко, В.М., Основы научных исследований/ В.М. Сиденко, И.М.

Глушко. – Харьков: Высшая школа. Издательство при ХГУ, 1978. – 200 с.

4.3 Компьютерные программы, электронные учебнометодические пособия 1. Пакет программ «Statistica for Windows».

2. Тесты для проверки знаний в электронном виде.