Информационные технологии в научном исследовании и профессиональной деятельности - Рабочая программа дисциплины - 03.06.01. Физика и астрономия - Направления подготовки

Закреплена за кафедрой	Кафедра вычислительной техники и электроники
Направление подготовки	03.06.01. Физика и астрономия
Направленность	Приборы и методы экспериментальной физики
Форма обучения	Очная
Общая трудоемкость	3 ЗЕТ
Учебный план	03_06_01_Физика и астрономия_Приб-1-2020

Курс (семестр)	2 (3)	Итого
Недель	20,5
Вид занятий	УП	РПД	УП	РПД
Лабораторные	18	18	18	18
Практические	18	18	18	18
Сам. работа	72	70	72	70
Итого	108	106	108	106

1. Цели освоения дисциплины

1.1.	 - формирование системы компетенций в области использования современных информационных технологий в научно-исследовательской деятельности;  - формирование практических навыков использования научных и образовательных ресурсов Internet в профессиональной деятельности. В ходе выполнения практических занятий обучающийся приобретает навыки научно-исследовательской деятельности и решает одну или несколько профессиональных задач в соответствии с общепрофессиональной деятельностью: - разработка рабочих планов и программ проведения научных исследований и технических разработок, подготовка отдельных заданий для исполнителей; - сбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме исследования, выбор методик и средств решения задачи; - подготовка научно-технических отчетов, обзоров, публикаций по результатам выполненных исследований.

1.1.

 - формирование системы компетенций в области использования современных информационных технологий в научно-исследовательской деятельности;
 - формирование практических навыков использования научных и образовательных ресурсов Internet в профессиональной деятельности.
В ходе выполнения практических занятий обучающийся приобретает навыки научно-исследовательской деятельности и решает одну или несколько профессиональных задач в соответствии с общепрофессиональной деятельностью:
- разработка рабочих планов и программ проведения научных исследований и технических разработок, подготовка отдельных заданий для исполнителей;
- сбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме исследования, выбор методик и средств решения задачи;
- подготовка научно-технических отчетов, обзоров, публикаций по результатам выполненных исследований.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.02.ДВ.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-2	готовностью осуществлять образовательную деятельность по основным и дополнительным программам высшего образования
ПК-3	cпособностью демонстрировать системное понимание в профессиональной области и получать научные результаты, удовлетворяющие установленным требованиям к содержанию диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук по направленности Приборы и методы экспериментальной физики
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.	Знать:
3.1.1.	- методы для решения поставленных задач в научном исследовании; - научную проблематику в сфере информатики и вычислительной техники; - основные понятия и методы сетевых протоколов; - основы методов сжатия, обработки и передачи данных; - организацию и методы работы поисковых систем; - основные понятия и принципы сетевой безопасности; - сновные принципы построения, функционирования и стандарты локальных и глобальных вычислительных сетей; - основные принципы, методы кодирования и передачи данных в глобальных и локальных сетях; - универсальные языки программирования; - пециализированные программные пакеты, применяемые в научных исследованиях.
3.2.	Уметь:
3.2.1.	- вести научные дискуссии, не нарушая законов логики и правил аргументирования; - пользоваться методиками проведения научных исследований; - применять полученные знания при решении практических задач; - составлять, компилировать и отлаживать компьютерные программы на универсальных языках программирования типа C/C++; - использовать специализирпованные программные пакекты - применять базовые программные средства для дистанционного образования.
3.3.	Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.	- формулировать научную проблематику в сфере информатики и вычислительной техники; - обосновывать выбранное научное направление, адекватно подбирать средства и методы для решения поставленных задач в научном исследовании; - владеть методами организации и проведения опытно-экспериментальной и исследовательской работы в сфере обеспечения информационной безопасности; - делать обоснованные заключения по результатам проводимых исследований; - владеть методами анализа и самоанализа, способствующих развитию личности научного работника; - навыками работы с современными операционными системами; - навыками работы с поисковыми системами; - навыками обеспечения сетевой безопасности; - навыками настройки сетевых протоколов и сетевых устройств.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия	Наименование разделов и тем	Вид занятия	Семестр	Часов	Литература
Раздел 1. Задачи научно-исследовательской работы магистранта
1.1.	Общие сведения о научных исследованиях. Классификация методов научных исследований. История развития информационных технологий и компьютерной техники. Современные тенденции развития информационных технологий.	Лабораторные	3	4	Л1.1, Л1.2
1.2.	Написание программы, отладка и компиляция компьютерной программы, реализующей доступ к системе ввода-вывода.	Практические	3	2	Л1.2
1.3.	Сбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме исследования, выбор методик и средств решения задачи.	Сам. работа	3	6	Л1.2
1.4.	Аппаратное обеспечение информационных сетей. Понятие об архитектуре ЭВМ. Система команд процессора, и работа. Защищенный режим работы процессора. Подкачка данных в ходе работы компьютера, прерывания, переключение задач и работа в многозадачном режиме. Переключение страниц памяти. Виртуальная память. Работа с устройствами ввода-вывода. Современные операционные системы и их роль в управлении компьютером.	Лабораторные	3	2	Л1.1, Л1.2
1.5.	Написание программы, отладка и компиляция компьютерной программы, реализующей параллельные вычисления посредством запуска нескольких процессов.	Практические	3	2	Л1.2
1.6.	Разработка планов и программ проведения научных исследований и технических разработок, подготовка отдельных заданий для исполнителей.	Сам. работа	3	4	Л1.2
1.7.	Основные принципы организации и функционирования сетей. Стеки сетевых протоколов. Стек TCP/IP. Объединение сетей (мост, шлюз, маршрутизатор). Глобальная сеть Internet. Безопасность и защита информации в компьютерных сетях. Основные сервисы компьютерных сетей. Создание сетевых приложений. Языки программирования, использующиеся для сетевого программирования.	Лабораторные	3	2	Л1.1, Л1.2
1.8.	Написание программы, отладка и компиляция компьютерной программы, реализующей технологии многопотокового вычисления.	Практические	3	2	Л1.1
1.9.	Разработка математических моделей исследуемых процессов и изделий.	Сам. работа	3	8	Л1.2
1.10.	Специализированные пакеты прикладных программ для научных исследований: Matlab, Scilab, Maxima. Программирование на Matlab. Программирование на языке С/C++. Создание пакетов программ. Использование программы gnuplot для визуализации данных. Подготовка текстового материала с помощью системы TeX, LaTeX. Поиск данных в интернет. Специализированные интернет ресурсы для научных работников. Электронные публикации. Цитирование статей и книг, размещенных в электронных информационных ресурсах. Средства идентификации научных статей и книг в электронных информационных ресурсах. Постоянные ссылки и унифицированные локаторы. Идентификатор цифрового объекта DOI.	Лабораторные	3	2
1.11.	Написание программы, реализующей обмен данными по сети, в соответствии с технологией «клиент – сервер».	Практические	3	2	Л1.1
1.12.	Разработка методик проектирования новых процессов и изделий.	Сам. работа	3	8	Л1.1, Л1.2
1.13.	Организация и проведение научно-исследовательской работы. Классификация научно-исследовательских работ. Постановка проблемы и формулирование темы, цели и задач исследований.	Лабораторные	3	2	Л1.2
1.14.	Создание динамического web-сайта с использованием языка PHP.	Практические	3	2	Л1.2
1.15.	Организация проведения экспериментов и испытаний, анализ их результатов.	Сам. работа	3	8	Л1.1, Л1.2
1.16.	Основные цели использования ИТ в обучении. Открытое образование и дистанционное обучение. Основные технологии дистанционного обучения. Программные средства электронного обучения. Программный комплекс Moodle и принципы его работы.	Лабораторные	3	2	Л1.2
1.17.	Создание web-страницы в интернет с использованием языка Java-script.	Практические	3	2
1.18.	Анализ и оформление научных исследований. Внедрение и определение экономической эффективности.	Сам. работа	3	8	Л1.1, Л1.2
1.19.	Создание электронных курсов в среде Moodle. Элек- тронное тестирование. Типы и назначение тестов в образовании. Организация процесса тестирования. Принципы разработки тестовых заданий. Электронные образовательные ресурсы Интернет.	Лабораторные	3	2	Л1.1
1.20.	Визуализация экспериментальных данных временных рядов при помощи gnuplot.	Практические	3	4	Л1.2
1.21.	Подготовка по результатам научных исследований отчетов, статей, докладов на научных конференциях.	Сам. работа	3	12	Л1.2
1.22.	Струкетура и содержание этапов исследовательского процесса. Понятие м признаки диссертации. Структура диссертации.	Лабораторные	3	2	Л1.1
1.23.	Подготовка к публикации научной работы в среде LaTeX.	Практические	3	2	Л1.2
1.24.	Условия патентоспособности изобретения, полезной модели, промышленного образца. Патентный поиск.	Сам. работа	3	16	Л1.2
Раздел 2. Аттестация

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

ВОПРСЫ К ЗАЧЕТУ
1. Общая архитектура современных компьютеров.
2. Основные тенденции развития вычислительной техники.
3. Современные операционные системы.
4. Специализированные языки программирования, используемые в научных исследованиях.
5. Возможности Интернет для научных исследований.
6. Стеки протоколов компьютерных сетей.
7. Технология «клиент—сервер» и ее программный интерфейс сокетов.
8. Методы маршрутизации в компьютерных сетях.
9. Адресация в компьютерных сетях.
10. Основы информационной безопасности.
11. Системы подготовки научных документов. Принципы TeX.
12. Форматы документов и основные команды LaTeX.
13. Этапы создания компьютерной программы – от текста к исполняемому файлу.
14. Принципы функционирования системы World Wide Web. Язык HTML и протокол HTTP
15. Сетевое программирование — создание программ на стороне клиента и на стороне сервера.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. Выполнить обзор научно-технической литературы по теме исследований
2. Произвести имитационное моделирование с использованием современных программных средств.
3. Выполнить исследования по теме дипломного проекта.
4. Разработать прикладное программное обеспечение по теме работы.

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)

Отчет по научно-исследовательской работе

5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. Выполнить обзор научно-технической литературы по теме исследований
2. Произвести имитационное моделирование с использованием современных программных средств.
3. Выполнить исследования по теме дипломного проекта.
4. Разработать прикладное программное обеспечение по теме работы.
ВОПРОСЫ ПРИ ЗАЩИТЕ ОТЧЕТА
1. Информационные технологии, используемые в организации.
2. Характеристика используемого программного обеспечения.
3. Характеристика используемых информационных технологий.
4. Методы хранения данных в информационных системах организации.
5. Методы и инструменты информационной безопасности.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л1.1	Кузнецов И.Н.	Основы научных исследований : Учебное пособие для бакалавров	М.: Дашков и Ко // Университетская библиотека on-line, 2020	biblioclub.ru
Л1.2	Новиков А.М.	Методология научного исследования :	Либроком, 2010	biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
	Название		Эл. адрес
Э1	Информационные технологии в НИи профессиональной деятельности		portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
При подготовке отчета по практике должны использоваться электронные библиотечные информационно-справочные системы, программное обеспечение: - Open Office – Условия использования по ссылке http://www.openoffice.org/license.html - 7-Zip – Условия использования по ссылке http://www.7-zip.org/license.txt - Acrobat Reader DC – Условия использования по ссылке http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf Microsoft Windows
6.4. Перечень информационных справочных систем
www.researcher.ru – Портал исследовательской деятельности учащихся www.konkurs.dnttm.ru – обзор исследовательских и научно-практических юношеских конференций, семинаров конкурсов и пр http://www.inion.ru/product/db_2.htm - Институт научной информации по общественным наукам Российской Академии Наук (ИНИОН РАН) http://fuji.viniti.msk.su/ - Всероссийский институт научной и технической информации (ВИНИТИ) http://www.nlr.ru:8101/ - Российская национальная библиотека Деловая библиотека ЦМТ (Центральной Международной торговли) http://www.gpntb.ru/win/search/ Государственная публичная научно-техническая библиотека России (ГПНТБ России) Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория	Назначение	Оборудование
208К	лаборатория метрологии и электроники - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации	Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доски меловые 1шт.; учебный стол-10 шт.; компьютеры: марка Aquarius модель Cel-2533 - 10 единиц; генератор GFG-8219A – 22 шт.; источник питания АТН-1023 – 25 шт.; микровольтметр ВМС-4; микровольтметр WMS-4; монитор 17"LCD Samsung 793 MB; мультиметр APPA-203 – 3 шт.; мультиметр APPA-207; осциллограф 211; осциллограф АСК-1052 – 8 шт.; осциллограф DS5152M; осциллограф АСК-1021 – 13 шт.;осциллограф-приставка двухканальный АСК-3116; паяльная станция АТР-1121 - 3 шт.; паяльная станция АТР-4302; принтер лазерный HP L J 1100; программное обеспечение АСК-3106-PO; стабилизатор 3218 - 2 шт.; учебный комплекс для проведения лабораторных работ по курсу " Микропроцессорные системы"
209аК	лаборатория электричества и магнетизма - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации	Учебная мебель на 10 посадочных мест; рабочее место преподавателя; анализатор С4-53; весы торсионные; вольтметр VM-70 (9 шт.); вольтметр Щ 1413; генератор (Г4-18); генератор Г3-118; генератор Г4-79; генератор Г5-54; генератор Г5-56; измеритель магнитной индукции Ш1-8; измеритель транзисторов Л2-54; измеритель универсальный Е7-11; источние питания постоянного тока Б5-49; источник 4209; источник питания "Агат"; компенсатор высокочастотный Фойспера; комплекс высокочастотный; М-н емкости Р-513; М-н сопр. Р33; М-н сопрот. МСР60-М; магазин емкостей Р5025; магазин емкости Р544; микроскоп МБС-9 (2 шт.); мост Е7-4; осциллограф ЕО-211; осциллограф ЕО-213; осциллограф С1-48П; осциллограф С1-68; осциллограф С1-70 (2 шт.); осциллограф С8-13 (2 шт.); прибор комбинированный цифровой Щ4310; прибор Ф206; самописец Н3037/2; самописец Н338/6; сейф; сетевой регулятор 220/20; сосуд Дьюара (2 шт.); стабилизатор 3217; стабилизатор 3218 (3217); стабилизатор 3221; стабилизатор 4205; стабилизатор напряжения 4208; станок намоточный; тензоусилитель "Топаз-3" (2 шт.); усилитель мощности LV-103; усилитель напряжения У5-9; усилитель У5-9; частотомер Ч3-24; частотомер Ч3-33; частотомер Ч3-34А; генератор Г3-104; генератор Г3-56/1; генератор Г5-48; источник питания ВРН-1; холодильник "Вега".
Помещение для самостоятельной работы	помещение для самостоятельной работы обучающихся	Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
001вК	склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования	Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Цели и задачи научно-исследовательской работы 5

2. Формы научно-исследовательской работы 7

3. Этапы научно-исследовательской работы и база для её выполнения 9

4. Контроль выполнения научно-исследовательской работы 13

Список библиографических источников 14

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Бланк индивидуального плана аспиранта 15

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Бланк заявление на утверждение темы диссертации 16

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Титульный лист отчёта о научно-исследовательской работе 17

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Советы аспиранту 18

ВВЕДЕНИЕ

Научные исследования являются формой существования и развития науки. Процесс научного познания отличается особой систематичностью и последовательностью. Научный поиск всегда имеет организованный и целенаправленный характер специфического исследования. Поэтому научное исследование, как один из видов познавательной деятельности человека, невозможно без умения применять различные методы познания. Практическое освоение методологии науки позволяет эффективно осуществлять поиск нового знания, обоснованно выбирать методы при исследовании новой научной проблемы.

Сегодня в сферу научно-исследовательской деятельности вовлечены сотни тысяч людей во всем мире. Результаты их исследований становятся непосредственной производительной силой, в значительной степени определяют направления и тенденции развития современного общества. Формируются новые формы организации науки, образуются крупные исследовательские коллективы, в которых ученые сталкиваются с необходимостью систематизации применяемых методов, разработки междисциплинарных и трансдисциплинарных исследовательских стратегий.

Общее определение науки может звучать следующим образом: наука представляет собой определенную человеческую деятельность, которая выделена в процессе разделения труда и направлена на получение знаний, то есть наука – это производство знаний.

Современная наука включает в себя различные аспекты, такие как:
1) средства и приборы, необходимые для изучения явлений;
2) методы исследования явлений;
3) лаборатории, институты, научные организации;
4) люди, занятые научными исследованиями;
5) система знаний, зафиксированных в виде текстов;
6) конференции, научные экспедиции, защиты дипломов, диссертаций и прочее.

Все вышеперечисленные аспекты научного исследования по выбранному направлению подготовки аспирант должен освоить.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ АСПИРАНТОВ

Научно-исследовательская работа является основным видом самостоятельной работы аспиранта в каждом семестре и формирует, прежде всего, профессиональные компетенции аспиранта.

Целью научно-исследовательской работы аспиранта является развитие способности и практических навыков самостоятельного осуществления научных исследований, связанных с решением сложных научных и проектно-технологических задач по направлению подготовки в инновационных условиях.

Задачами НИР являются:

– развитие у студентов творческих способностей и навыков самостоятельной постановки и решения научных и инженерных задач по выбранному направлению подготовки;

– закрепление студентами теоретических знаний, полученных в процессе обучения, развитие способности их практического применения;
– приобретение и накопление опыта подготовки публикаций и активного участия в работе научных семинаров, конференций;
– формирование задела для последующего выполнения студентами выпускной квалификационной работы аспиранта.

Научное исследование – это процесс получения новых научных знаний, один из видов познавательной деятельности. Научное исследование может но-сить прикладной характер, направленный на достижение конкретных частных целей, а может иметь фундаментальный характер, означающий производство новых знаний независимо от прямых перспектив применения.

Конечной точкой научного исследования является получение нового знания. Причем речь идет о научном знании, к важнейшим критериями которого можно отнести:

1. Объективность, или принцип объективности. Имеется в виду, что природу необходимо познавать из нее самой (в этом смысле она самодостаточна); предметы изучения и их отношения должны быть познаны такими, какие они есть (без привнесения в них чего-либо постороннего или сверхприродного).

2. Рациональность, рационалистическая обоснованность, доказательность. В научном знании действует принцип достаточного основания, сформулированный Г.В. Лейбницем: «Ни одно явление не может оказаться истинным или действительным, ни одно утверждение – справедливым без достаточного основания, почему именно дело обстоит так, а не иначе». Научное знание не может опираться на мнения, авторитет.

3. Эссенциалистская направленность. Означает нацеленность на воспроизведение сущности, закономерностей объекта.

4. Системность знания. Речь идет об особой упорядоченности знаний в форме научных теорий. Именно поэтому результаты научного исследования, как правило, выступают в виде системы понятий, категорий, законов.

5. Проверяемость. Здесь имеется в виду и обращение к научному наблю-дению, и к практике, и испытание логикой. Научная истина характеризует знания, которые в принципе проверяемы и, в конечном счете, оказываются подтвержденными.

Процесс научного исследования следует рассматривать как функцию це-ли и времени, особенно при его внедрении в учебный процесс. Из двух иссле-довательских процессов, решающих одну и ту же задачу, более эффективным считается тот, который, при прочих равных условиях, приводит к намеченной цели за более короткий интервал времени. При этом ход научного исследования соотносится с принципами научной этики, которая устанавливает требование научной честности при изложении результатов исследования. Учёный, конечно, может ошибаться, но он не имеет права подтасовывать результаты. Он может повторить уже сделанное ранее открытие, но не имеет права на плагиат. Иссле-дователи публикуют свои работы в научных журналах, сборниках научных конференция, коллективных трудах, монографиях по исследовательской теме. Ссылки, как обязательное условие оформления научных монографий и статей, фиксируют авторство научных текстов, обеспечивая селекцию уже известного в науке и новых результатов.

2. ФОРМЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

Научно-исследовательская работа может осуществляться в следующих формах:

– выполнение заданий научного руководителя в соответствии с утвержденным индивидуальным планом научно-исследовательской работы;

– проведение научно-исследовательских работ в рамках бюджетных тем и приоритетных направлений научно-исследовательской работы кафедры и сторонних кафедр и организаций, с которыми заключены договора и на базе которых могут быть проведены исследования;

– проведение самостоятельного исследования по актуальной проблеме в рамках магистерской диссертации;
– выполнение научно-исследовательских видов деятельности в рамках грантов и хоздоговорных работ, осуществляемых на выпускающей кафедре и сторонних кафедрах и организациях, с которыми заключены договора на проведение соответствующих исследований;

– выступление на конференциях различного уровня;

– участие в организации и проведении научных, научно-практических конференций, круглых столов, дискуссий, организуемых кафедрой, факультетом, университетом, сторонними организациями;

– участие в конкурсах научно-исследовательских работ;

– подготовка и публикация тезисов докладов, материалов конференций и научных статей;
– участие в рецензировании научных статей и конкурсных научных работ;
– ведение библиографической работы с привлечением современных информационных технологий;
– предоставление итогов проделанной работы в виде отчетов, рефератов и статей, оформленных в соответствии с представляемыми требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати;

– подготовка и защита диссертации.

Для организации научно-исследовательской работы выпускающей кафедрой, где реализуются программы, составляется расписание информационных собраний, а также индивидуальных, и групповых контрольных занятий. Указанные в расписании информационные собрания и контрольные занятия являются формами промежуточного и итогового контроля научно-исследовательской работы и обязательны для посещения всеми студентами.

3. ЭТАПЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ АСПИРАНТА И БАЗА ДЛЯ ЕЁ ВЫПОЛНЕНИЯ

НИР выполняется на протяжении всего периода обучения. Первые полтора года обучения она осуществляется одновременно с учебным процессом, а в последнем семестре второго года обучения – в процессе написания диссертации.
Основным документом, определяющим порядок прохождения НИР в семестре, является индивидуальный план. Руководитель и аспирант в начале каждого семестра составляют план НИР на текущий семестр. План должен быть частью общего плана НИР на весь период обучения, должен содержать конкретные задания по этапам и сроки их выполнения, вид и форму отчётности. Направление научно-исследовательских работ аспиранта определяется в соответствии с программой и темой диссертации.

Руководителем НИР в семестре, как правило, назначается руководитель аспиранта, являющийся и руководителем выпускной квалификационной работы.

В начале 1-го семестра выпускающая кафедра предоставляет студентам список тем по НИР магистра с указанием фамилий научных руководителей. В течение первых двух недель каждый студент обязан выбрать тему НИР, предварительно обсудив ее с научным руководителем. Не позднее второй недели научный руководитель темы выдает студенту задание по НИР, отразив в нем содержание, объем и особенности НИР (ПРИЛОЖЕНИЕ А). За-дание должно быть подписано руководителем и студентом.

К концу первого месяца студент обязан представить на выпускающую кафедру заявление на утверждение темы НИР (ПРИЛОЖЕНИЕ Б). Форму заявления следует взять на выпускающей кафедре. Тема НИР рассматривается и утверждается выпускающей кафедрой. Смена руководителя и (или) изменение утвержденной темы НИР магистра допускаются только по решению выпускающей кафедры и документально подтверждаются новым заявлением.

Научное исследование включает следующие процессы: изучение, эксперимент, концептуализация и проверка теории. Любое научное исследование проводится для преодоления проблемных ситуаций в науке, когда существующее научное знание оказывается недостаточным для решения новых задач. Указать на значимость проблемы и необходимость ее решения – значит, обосновать актуальность предстоящего исследования. Именно поэтому подавляющее большинство научных работ начинаются с обоснования актуальности темы исследования. Отталкиваясь от доказательства актуальности выбранной темы, исследователь переходит к формулировке целей предпринимаемого исследования, и указывает конкретные задачи, которые предстоит решить для их достижения. Цель – это конечный результат, к которому стремится исследователь. Решение задач оформляет всю дальнейшую стратегию научного исследования.

Для более четкой постановки целей и задач формулируются объект и предмет исследования. Объект исследования – это вещь, процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию и избранное для изучения. Объект является носителем проблемы, на которую направлена исследовательская деятельность. Предмет исследования – это конкретная область объекта, внутри которой ведётся научный поиск. Необходимым условием проведения научного исследования является предварительный анализ имеющейся информации, литературы, условий и методов решения задач данного класса. Благодаря предварительному ознакомлению с материалами ранее проведенных исследований выясняется, в какой мере вопросы темы изучены и каковы полученные результаты. Особое внимание уделяется вопросам, на которые нет ответов либо они недостаточны.

Поэтому результатами НИР в 1-м семестре являются:

а) постановка, обсуждение и уточнение задачи научного исследования;
б) поиск и изучение научной литературы по методам решения поставленной задачи с составлением библиографического списка;
в) составление аналитического обзора известных методов;
г) выбор метода решения задачи;
д) оформление отчета по НИР за 1-й семестр с включением в него результатов по вышеперечисленным пунктам (а-г) и подготовка к зачету. Во 2-м семестре обычно планируется проведение научноисследовательской работы в рамках выбранной тематики, включающей теоре-тические, теоретико-экспериментальные и/или экспериментальные исследования, обработку и анализ данных.

Результаты исследований должны быть доложены на научных семинарах или студенческих научно-технических конференциях. Семинары должны проводиться регулярно в течение семестра, чтобы каждый студент мог выступить на нём с докладом или сообщением о результатах проведённой работы. Конференции проводятся, как правило, 1-2 раза в год.
В процессе подготовки к семинарам и конференциям необходимо освоить требования действующих стандартов, ознакомиться с правилами подготовки рукописей научных работ к опубликованию; накопить опыт составления тезисов и докладов, написания научных статей в соответствии с требованиями к оформлению научно-справочного аппарата исследования и ведения научной документации.

По результатам НИР за 2-й семестр оформляется отчет по НИР, с приложением тезисов докладов и подготовленных статей, осуществляется подготовка к зачету.

В 3-м семестре продолжается работа по апробации результатов исследований в форме докладов на конференциях и статей, уточняется название диссертации, формируется её структура. На этом этапе намечаются мероприятия теоретического, библиографического и экспериментального характера, необходимые для успешного завершения диссертации.

По результатам НИР за 3-й семестр оформляется отчет по НИР с приложением тезисов докладов и подготовленных статей, осуществляется подготовка к зачету.
4-й семестр посвящается, в основном, оформлению диссертации. Результатом НИР в 4-м семестре является представление законченного варианта диссертации на предзащиту.

Базой для проведения НИР является кафедра. По решению выпускающей кафедры базами для проведения НИР могут быть и другие кафедры, научно-исследовательские лаборатории, другие организации, имеющие в своем штате специалистов высшей квалификации, профессионально занимающихся научно-исследовательской работой. По ходатайству выпускающей кафедры, предоставляется студентам доступ к прикладным программным комплексам научно-исследовательского назначения, вычислительным ресурсам межвузовского медиацентра и базам данных библиотеки.

4. КОНТРОЛЬ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

Руководство общей программой НИР осуществляет научный руководитель программы. Руководство индивидуальной частью программы, в том числе и написанием диссертации, осуществляет научный руководитель диссертации.

Результаты научно-исследовательской работы должны быть оформлены в письменном виде (отчет) и представлены для утверждения научному руководителю. Отчет о научно-исследовательской работе с визой научного руководителя должен быть представлен на выпускающую кафедру. Образец титульного листа отчета о научно-исследовательской работе приводится в приложении В. К отчету прилагаются ксерокопии статей, тезисов докладов, опубликованных за текущий семестр, а также докладов и выступлений в рамках научно-исследовательского семинара кафедры.

Не предоставившие в срок отчета о научно-исследовательской работе и не получившие зачета, к сдаче экзаменов и предзащите диссертации не допускаются.

Обсуждение семестровых результатов НИР и планов на последующий семестр проводится на заседаниях выпускающей кафедры, осуществляющей подготовку с привлечением научных руководителей.

СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ревко-Линардато, П.С. Методы научных исследований: учеб. пособие / П.С. Ревко-Линардато. – Таганрог: изд-во ТТИ ЮФУ, 2012. – 55 с.
2. Новиков, А.М.. Методология научного исследования / А.М. Новиков,Д.А. Новиков. – М.: Либроком, 2010. – 280 с.

СОВЕТЫ АСПИРАНТУ

Работа с научным руководителем обычно начинается с решения несколько пробных задачек и/или чтения нескольких статей по теме будущей НИР, возможно, на английском языке. Затем вам будет дана основная задача, которая в перспективе должна перерасти в тему выпускной работы.

Получив очередное задание, не стесняйтесь обратиться за дополнительными разъяснениями. Гораздо хуже, если вы, закопавшись, надолго пропадёте, так ничего и не сделав.

Другая распространённая ошибка – откладывать научную работу на потом. Обычно руководитель рассчитывает, что ваша работа вольётся в общее исследование и ожидает определённых результатов к определённым срокам. Если вы справляетесь с первой задачкой быстро, то получаете усложнение, потом следующее, и к концу учёбы набегают ощутимые результаты. Если же студент вспоминает про НИР в конце семестра (года, последнего курса) и начинает решать поставленную изначально простую задачу, то и работа получается слишком простая и никому не нужная. Практически невозможно за пару недель сделать нечто стоящее. Неудивительно, если такая работа будет оценена не выше тройки.

НИР надо заниматься постоянно. Хорошие идеи появляются в результате многократных совместных обсуждений, причём не сразу. Необходимо время, чтобы разобраться в причинах неудач первых экспериментов, придумать лучший алгоритм или что-то доказать о его свойствах. Поэтому хорошую научную работу объективно можно сделать только за пару семестров.

Ваш руководитель имеет право быть занятым, не находить времени прочитать присланный вами материал в течение целой недели (двух, трех,…), очередной раз переносить встречу еще на неделю позже, и оказывать прочие знаки невнимания. Это нормально. Израсходуйте образовавшееся время на то, чтобы самостоятельно понять, что делать дальше или заняться самообразованием. Никто не даст студенту тему, по которой в мире нет ни одной публикации. Не забывайте про поиск в Google или других поисковых системах. Есть сайты научных конференций. Название теории, или алгоритма, или формулы, которые вы обсуждали с руководителем – это уже ключевые слова для поиска. Сегодня в Интернете легко можно найти даже то, чего ещё не знает ваш руководитель.

Откопайте самые последние работы по вашей теме – это лёгкий способ показать вашу заинтересованность и обратить на себя внимание.

Резюмируем:

1. Работайте постоянно.
2. Руководитель не обязан направлять каждый ваш шаг.
3. Инициатива не наказуема.
4. Вы имеете право на ошибку.

Изучение литературы

Любое исследование базируется на каких-то уже известных результатах, и вы обязаны не просто с ними ознакомиться, а внимательно их проработать, постаравшись понять в них всё.

Важное правило: как только вы прочитали статью, обязательно напишите по ней реферат. Сделайте это сразу, потом будет труднее всё вспомнить и сис-тематизировать. Записанные рефераты позже послужат основой для обзорных параграфов отчёта, статьи, диссертации.
Реферат – это немного больше, чем просто аннотация, взятая из самой статьи. Аннотация всего лишь говорит, о чём статья, и называет главный ре-зультат. В реферате необходимо перечислить все основные идеи и результаты исследований, описанные в статье. Это тренировка умения отличать важное от второстепенного. В реферате может присутствовать критический разбор статьи. Авторы, как правило, не акцентируют внимание на недостатках или ограниче-ниях предлагаемых ими подходов, но при этом могут честно сообщать о них где-то в середине статьи. Могут существовать более поздние улучшающие ре-зультаты, о них важно упомянуть и дать ссылку – чтобы читатель случайно не подумал, что данная статья является «последним словом» в данной области науки. Если реферат пишется «для себя», то есть как часть будущей статьи или отчёта, то в нём обычно делается упор на те идеи и результаты, которые имеют прямое отношение к вашей работе; особенно, если некоторые из них вам уда-лось улучшить. Если реферат пишется «для сообщества», то он должен содер-жать основные идеи без технических подробностей и быть полезен не только автору реферата, но и другим читателям.

Есть распространённая ошибка, которую допускают не слишком старательные студенты. Прочитав одну статью, освоив один метод, они поддаются иллюзии, будто этим проблема исчерпана и ничего лучшего на эту тему в мире не придумано. Помните: научное сообщество настолько огромно, что даже в узкоспециальных областях написано больше, чем вы успеете за всю жизнь прочитать.

С другой стороны, не надо фанатизма – если вы прочтёте несколько сотен статей, которые есть по вашей теме, то, скорее всего, парализуете вашу фантазию. Вам начнёт казаться, что ничего нового тут изобрести невозможно. Слиш-ком много знать – тоже вредно.

Наилучший результат достигается, когда периоды собственного творче-ства чередуются с периодами глубокого изучения темы. Если у вас есть гипотеза, но вы не знаете, как её доказать, попробуйте сначала убедиться экспериментально, что она верна. Уверенность исследовате-ля в справедливости результата придаёт силы при поиске строгих доказа-тельств. Подумайте над тем, какие промежуточные результаты, и в какой форме было бы интересно изобразить графически. Глядя на графики, часто удается заметить нечто такое, о чём раньше вы даже и не задумывались. Изобретайте различные способы визуализации одних и тех же данных, «покрутите» вашу задачу с разных сторон. Случается, что именно эти, казалось бы бесполезные, упражнения как раз и приводят к наиболее важным открытиям.

В то же время, избегайте бесцельных экспериментов, это слишком расточительно по времени. Любой эксперимент начинайте с конца, т.е. с той инте рпретации (красивой фразы), которую вам хотелось бы написать последней в отчёте о данном эксперименте. Подумайте, как поставить эксперимент, который самым наглядным образом подтверждал бы эту фразу. Разумеется, результат может оказаться и отрицательным, и вообще никаким. Умение сходу планировать удачный эксперимент приходит только с опытом. Наличие цели – необходимое, но недостаточное условие успеха.

Стадия осмысления результатов — самое важное в эксперименте. Задавайте себе больше вопросов. Что можно сказать об исходных гипотезах? Чем то, что получилось, хорошо, а чем плохо? Где и как всё это можно применить? Все ли интересные случаи проверены? Как насчёт крайних случаев и «пограничных» ситуаций (там всегда скапливаются сюрпризы)?

Практика показывает, что более половины студентов, получив первые результаты на модельных данных, склонны на этом успокоиться («пожелание шефа выполнено – я молодец») и затем годами (!) смотреть на один и тот же (не очень удачный) график. В то же время, генерация ещё десятка экспериментов при радикально разных условиях способна дать богатую пищу для размышлений и с самого начала повернуть исследование в правильное русло.

Документирование

Почему-то мало кто любит сразу документировать свой код, записывать основные идеи прочитанных статей и оформлять свои результаты немедленно после их получения.

Есть два разумных довода в пользу того, чтобы делать это сразу.

 Во-первых, пока вы помните все детали, сумеете сделать это лучше. За-писать рано или поздно придётся, но потом времени будет потрачено больше, и качество документа окажется ниже.
 Во-вторых, словесное формулирование приводит мысли в порядок и ма-гическим образом повышает эффективность следующего этапа работы.
Итак, если вы прочитали хорошую статью, запишите основные идеи в ви-де реферата. Если вы закончили эксперимент, запишите условия эксперимента и выводы к каждому графику.

Текущие отчёты Хороший студент периодически (например, раз в две недели) отправляет научному руководителю краткий отчёт следующего содержания:

 что нового удалось узнать из литературы;

 что сделано за этот период;

 что из этого является результатом, о котором можно написать в тексте статьи или диссертации;

 что не понятно, какие проблемы возникли;

 какие есть идеи их решения, включая возможность изменения постановки всей задачи или её частей;
 план работ на следующий период (например, две недели).

Эта работа прививает привычку структурировать своё мышление, а вечно занятому научному руководителю экономит время. Даже если Ваш научный руководитель не просил присылать ему такие отчёты, всё равно присылайте! Зарекомендуете себя с самой лучшей стороны.

Семестровые отчёты

Каждый семестр ваша индивидуальная научная работа должна продвигаться еще немного вперед. Результат работы должен быть материален; это мо-жет быть программа, отчет, выполненные эксперименты. Просто прийти в конце семестра и изложить ваши новые идеи – не достаточно, даже если они ка-жутся вам гениальными.

Многие кафедры и преподаватели требуют от студентов отчета по НИР в конце каждого семестра, в письменной форме. Не следует относиться к этой деятельности как к пустой формальности. В идеальном случае – если вы не бу-дете менять тему исследования – эти отчеты, обрастая подробностями, посте-пенно перерастут в выпускную работу. Отчет о научной работе (technical report) пишется в форме научной статьи. Требования к научному содержанию отчетов будут возрастать от семестра к семестру, а требования к форме – оставаться не-изменными.

Есть ещё один веский довод в пользу серьёзного отношения к отчётам. В наше время обмен профессиональной информацией между людьми происходит преимущественно в электронном виде – отчеты, статьи, презентации, форумы. Всеми этими жанрами информационного обмена вам надо научиться владеть. Из них отчеты и статьи наиболее весомы и требуют от автора наибольшей точ-ности изложения.

Ваш первый семестровый отчёт имеет право выглядеть скромно. Вполне достаточно, если он будет содержать только постановку задачи, рефераты про-читанных вами статей и/или результаты ваших первых экспериментов.

 Постановка задачи. Попробуйте сначала написать неформальным язы-ком, как вы её поняли, почему она актуальна (то есть какую пользу и кому мо-жет принести её решение), какие в ней есть открытые проблемы. Очень важно научиться рассказывать о задаче. Возьмите за образец описания, которые вы прочитали в статьях или в Интернете. Затем сформулируйте задачу формально, введите необходимые обозначения.

 Рефераты. Если вы поработали с литературой, отчёт должен содержать рефераты (краткие пересказы) прочитанных вами статей. Рефераты должны подчёркивать связь этих статей с вашей задачей. Очень важно сделать вывод, мотивирующий вашу работу, например, если вы обнаружили, что все известные работы имеют общий недостаток, на устранение которого и будет направлено ваше исследование.

 Эксперименты. Если вы проделали один или несколько экспериментов, отчёт должен содержать описание условий и результатов каждого эксперимен-та. Условия должны быть описаны исчерпывающим образом, то есть так, чтобы ваш эксперимент мог быть воспроизведен другим исследователем. В то же время, программистские и прочие технические подробности описывать не надо. Результаты представляются в виде таблиц или графиков. На каждом графике должны быть подписаны оси и легенда (легенда не нужна, если на графике только одна кривая). Под графиком должно быть написано, при каких условиях эксперимента он получен. В основном тексте должны быть приведены интер-претации полученных результатов и выводы. Если сделать это неаккуратно, то в результатах вашего эксперимента не разберётся даже ваш руководитель, не говоря уже о посторонних.

Алгоритм НИР Всё сказанное выше можно резюмировать в виде Алгоритма НИР. Он состоит в том, чтобы итеративно повторять определённые виды работ из следующего перечня:

 погружение в современную (в основном англоязычную) научную литературу;
 решение простых частных задач, даже если они на первый взгляд бесполезны;
 чередование теоретических исследований с экспериментами;
 чередование попыток решить задачу с попытками изменить её постановку;
 чередование попыток решить задачу с лаконичной записью лучшего из решений;
 чередование самостоятельных размышлений с семинарами и обсуждениями.
Порядок этих работ не важен и выбирается по ситуации, но ни одна из них не должна систематически пропускаться – в этом суть алгоритма, и только в этом случае он гарантирует успешное продвижение.