Работа над теоретической и экспериментальной частями диссертации

Сроки подготовки диссертации формально регламентируется общим учебным планом аспиранта, который составляется соискателем с помощью своего научного руководителя вначале обучения в аспирантуре, а также более детальными рабочими годовыми учебными планами, составляемыми соискателем ежегодно после прохождения аттестации за предыдущий год. Рабочий учебный план аспиранта первого года обучения составляется вместе с общим планом сразу после утверждения темы диссертации.

Для написания диссертации объемом 150 страниц, каждая из которых содержит 30 строк, за четыре отведенных аспиранту года, необходимо писать в среднем всего лишь три строчки текста в день. Но эти три строчки должны быть результатом теоретических изысканий и размышлений соискателя, результатом его экспериментальных исследований, и должны быть написаны действительно самостоятельно. Объем автореферата, который должен подготовить соискатель после написания диссертации, еще меньше – 16 страниц, но это не означает, что его можно будет полностью подготовить за один день или даже одну неделю. В автореферате все формулировки должны быть еще более выверенными, чем в диссертации, из текста такого небольшого объема специалисту должно быть понятно, что сделано в работе и за что соискателю необходимо присвоить искомую ученую степень. Поэтому при планировании работы над диссертацией, планировании сроков завершения ее теоретической и экспериментальной частей необходимо оставить себе достаточно времени для подготовки текста диссертации и автореферата в последнем году обучения в аспирантуре. Очевидно, что чем качественнее выполнен этап определения направления и темы диссертации, формулировки актуальности, цели и задач диссертации, тем ближе к реальности может быть выполнено планирование работы над диссертацией и тем больше шансов у соискателя закончить работу в срок. Более того, качественное выполнение пунктов учебного плана аспиранта по обзору литературы, подготовки теоретической и расчетной частей диссертации, созданию экспериментальной установки, проведению и обработке результатов эксперимента позволит соискателю вовремя и без особого труда готовить научные статьи по теме своей работы и доклады на конференциях, количество которых также планируется в учебном плане. Здесь действует следующее правило: каждая глава диссертации, при качественном ее написании, может быть представлена как отдельная научная статья, а все научные результаты, полученные в диссертации, должны быть опубликованы хотя бы за 2-3 месяца до представления диссертации в диссертационный совет.

Диссертационное исследование включает две основные составляющие: теоретическое и экспериментальное исследования. В теоретических изысканиях перед соискателем стоит задача выработки целостного взгляда на решаемую в диссертации научную задачу, право на существование которого следует доказать путем его сопоставления с другими точками зрения, а также обращением к практике. В прикладных работах соискатели ограничиваются системным изложением принципов, теоретических тезисов, которыми они намерены руководствоваться в собственном исследовании. Эта совокупность постулатов обычно является итогом изучения обширной литературы и ее обобщения.

Полезными для построения теоретических положений оказываются следующие методы, которые соискатель должен взять на вооружение.

Системный анализ, включающий рассмотрение всей совокупности приемов, способов, процессов, видов используемого оборудования, методов решения задачи и т.д. Следуя правилам формальной логики, создаются классификации объектов анализа. Не входящие в предмет исследования критикуются и исключаются, развернуто доказываются преимущества предлагаемых в диссертации объектов и положений, указывается на моменты, которые необходимо выполнить в диссертации для их реализации. Метод продуктивен для выработки рекомендаций различного рода.

Вторым, наиболее распространенным и универсальным способом построения теории является моделирование процесса или явления на базе известных моделей, но имеющее некоторые существенные отличия, достигнутые за счет снятых допущений, новых использованных эффектов, подходов к решению.

Построение теоретического раздела диссертации возможно на основе некоторой базовой гипотезы, которая всесторонне обосновывается путем доказательства, апелляцией к авторитетам, обращением к практике и истории вопроса. На первом этапе выдвигается сама гипотеза, способная объяснить определенную группу фактов. На втором этапе формируется критерий проверки гипотезы, то есть определяется процедура ее эмпирической проверки. На третьем этапе проводится эксперимент, и его результаты сравниваются с ожидаемыми при условии верной гипотезы. В результате принимается решение о принятии или отклонении гипотезы.

Теория также может быть построена от конкретного к абстрактному, то есть с использованием определенного приема познания – индукции – перехода от частного к общему. По изучаемому явлению, которое непосредственно наблюдается или хорошо воспроизводится экспериментально, формируется массив числовых данных, фактов, выявляются общие признаки, осуществляются простейшие классификации, количественные оценки, выполняется привязка наблюдаемых явлений к известным при различных условиях исследования, устанавливаются типичные закономерности, определяются и группируются факторы, оказывающие существенное влияние на изучаемые объекты. Простейшим примером построения теории вопроса в технических исследованиях может служить построение регрессионных зависимостей по результатам эксперимента. Слабыми сторонами такой эмпирической теории являются то, что она справедлива только в границах наблюдения или эксперимента, не позволяет вскрыть внутренние законы развития процесса или эволюции объекта изучения, коэффициенты получаемых уравнений регрессии, как правило, не несут физического смысла. Тем не менее, эмпирическая теория – важный этап теоретических изысканий и развития научного знания.

Единство теории и практики – признак истинно научного исследования. Это достигается при построении теории (описание процессов и явлений, их объяснение, прогнозирование и выдача рекомендаций) с ориентацией ее на практику, при соблюдении необходимых требований системности, типичности и репрезентативности, а в необходимых случаях – пересмотром концепций в связи с новыми фактами и явлениями в практике. Теоретизирование ради теоретизирования, раздувание ненужной полемики с другими авторами, ворошение старых споров, утративших свою актуальность, заметно снижают уровень диссертации.

Трудно называть научными исследования, в которых присутствуют:

- моменты пренебрежения представительностью (репрезентативностью) при работе с привлекаемыми данными;

- представление частных, например эмпирических, закономерностей, установленных на ограниченном материале, как общих;

- факты, искусственно выделенные из общей системы для доказательства спорных положений.

Согласованность теоретических положений диссертации с результатами собственных экспериментальных исследований, а также их совместное согласование с опубликованными результатами исследований других ученых – важный этап подтверждения достоверности полученных диссертантом результатов. Экспериментальная часть диссертационного исследования должна органично вытекать из теоретической, быть с ней согласована и подтверждать ее.

При проведении экспериментальных исследований необходимо выполнить следующие действия.

- поставить цель проведения эксперимента, определить, что конкретно соискатель хочет подтвердить или установить и при каких условиях;

- определить класс и рабочую модель исследуемого процесса (при ее наличии), определить возможность проведения повторных измерений, существование и возможность определения начального момента времени для последующего совмещения нескольких реализаций процесса в случае его нестационарности и пр.;

- осуществить планирование эксперимента исходя из его цели, определить уровни значимости, допустимые ошибки 1-го и 2-го рода, рассчитать требуемый размер выборки, диапазон варьирования параметров, задаваемые значения параметров (в случае активного эксперимента) и пр.;

- непосредственно провести экспериментальное исследование, используя для этого только оборудование, имеющее подтвержденные метрологические характеристики и прошедшее периодическую поверку;

- выполнить обработку результатов эксперимента с объединением эквивалентных реализаций исследуемого процесса, построением доверительных интервалов для оцениваемых величин, проверкой статистической значимости корреляционных взаимосвязей, построением доверительных областей для предсказываемых по построенным уравнениям регрессии величин и пр.;

- выполнить анализ полученных результатов, проверить их согласованность с теоретическими положениями диссертации, с данными, приведенными в опубликованных работах других авторов.

Из сказанного также очевидно, что диссертант должен хорошо владеть целым арсеналом методов математической статистики: методами проверки гипотез, методами оценивания величин, построения доверительных интервалов, корреляционными и регрессионными методами анализа и многими другими. Это – азбука соискателя, готовящего диссертацию в области технических наук.

Типичными ошибками, представления результатов экспериментальных исследований в диссертации являются:

- невозможность проверки представленных результатов, умалчивание о существе эксперимента, отсутствие сведений о размере выборки исследуемых образцов, о конкретных значениях факторов, влияющих на ход исследуемого процесса и пр.,

- отсутствие сведений об использованных средствах измерения,

- отсутствие сведений о том, откуда были взяты исследуемые образцы, сведений о соисполнителях (организациях – мест будущего внедрения результатов диссертации) и их роли в проведении экспериментальных исследованиях;

- невозможность установления конкретной роли соискателя в экспериментальных исследованиях.