9 Експериментальні методи досліджень

Експериментальні дослідження забезпечують здобуття нових знань шляхом узагальнення дослідних даних. Вони виконуються з метою збирання інформації про предмет дослідження, для вивчення складних систем, реакцію яких неможливо описати аналітично, а також з метою перевірки теорії. Від мети проведення експериментальних досліджень в основному залежать їх завдання, обсяг і методика.

Експерименти можуть бути активними (спеціально сплановані досліди) і пасивними (спостереження реальних явищ), штучними (випробування зразків у лабораторії) та природними, лабораторними й виробничими.

Переважна більшість експериментальних досліджень має наступні етапи:

• постановка завдань і розроблення програми експерименту;

• вибір засобів експерименту (зразки, обладнання, засоби вимірювання тощо);

• попередні дослідження з метою уточнення програми експерименту;

• проведення досліджень та попередня обробка результатів;

• детальна обробка й аналіз результатів експерименту;

• перевірка достовірності результатів.

Програма експерименту звичайно включає такі компоненти: обсяг випробувань, схема експериментальної установки та креслення зразків, засоби створення необхідних впливів на об’єкт дослідження, засоби вимірювань та схеми їх установлення, порядок проведення випробувань, порядок фіксації й оперативної обробки результатів вимірювання, методику завершальної обробки результатів експерименту.

При розробленні програми експериментальних досліджень використову­ються математичні методи планування експерименту, які дозволяють отримати необхідні результати з мінімальними витратами. Найповніше ці методи розроблені для планування експериментів з метою пошуку оптимальних рішень. Статистичні методи планування експерименту дозволяють оцінити ймовірні похибки результатів або навпаки, спрогнозувати обсяги експериментальних досліджень (число зразків, кількість вимірювань), необхідні для досягнення заданої точності результатів.

Для обробки експериментальних даних широко застосовуються методи математичної статистики, які дають змогу узагальнити результати досліджень, одержати необхідні закономірності, обґрунтувати прийняті рішення. Обробка здійснюється за допомогою сучасної обчислювальної техніки, яка забезпечує накопичення результатів, управління ходом експерименту на основі оперативного опрацювання отриманих даних, а також детальну обробку й аналіз результатів на завершальному етапі експериментальних досліджень.

За результатами експерименту звичайно розробляється нова теорія або перевіряється існуюча. Для перевірки достовірності отриманих даних корисно зіставити їх із результатами досліджень інших авторів.

10 Оформлення результатів наукової роботи

Виконання наукової роботи завершується оформленням одержаних результатів у вигляді науково-технічного звіту, дисертації, наукової публікації чи нормативно-технічного документа (стандарти, норми проектування, посібники до норм, рекомендації тощо). Всі ці документи оформляються за досить близькими правилами, встановленими ДСТУ 3008-95 „Документація. Звіти у сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення” [4], ГОСТ 7.1-84 „Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления”, „Основні вимоги до дисертацій та авторефератів дисертацій” [15]. Стислий виклад правил оформлення науково–технічних звітів міститься також у методичних указівках [13].

Науково-технічний звіт (дипломна робота, дисертація тощо) повинен давати повне уявлення про завдання, передумови, методику і результати виконаних досліджень. Викладення матеріалу має бути логічно збудованим, інформативним, стислим та легким для сприйняття. Звіт складається з наступних структурних частин: зміст, вступ, розділи й підрозділи, висновки, список використаних джерел, додатки. Текст кожного розділу, додатка та інших структурних частин пояснювальної записки починається з нової сторінки; тексти підрозділів розміщуються один за одним на поточній сторінці. Текст звіту друкується на одній стороні аркуша білого паперу формату А4 зі стандартними розмірами полів і за необхідності переплітається. Як правило, для оформлення звітів використовуються персональні комп’ютери з текстовими та табличними процесорами і графічними програмами, які дозволяють акуратно оформити текст із таблицями, формулами й ілюстраціями.

Нумерація. Сторінки, розділи, підрозділи, рисунки, таблиці та формули нумеруються арабськими цифрами. Номери розділів основної частини тексту проставляються після слова „Розділ”, після чого з нового рядка друкують заголовок розділу. Підрозділи нумерують у межах кожного розділу. Номер підрозділу складається з номера розділу і порядкового номера підрозділу, між якими ставлять крапку. Після номера підрозділу в тому ж рядку друкується його заголовок. Додатки позначають літерами українського алфавіту, наприклад: „Додаток А”. Кожен додаток розпочинається з нової сторінки й повинен мати заголовок. Такі структурні частини пояснювальної записки, як зміст, вступ, висновки, список використаних джерел, порядкового номера не мають.

Таблиці, ілюстрації та формули нумерують у межах розділу чи додатка. Кожний номер складається з номера розділу чи букви додатка та номера таблиці, рисунка чи формули, між якими ставиться крапка. При посиланнях у тексті роботи номери таблиць указують після слова „таблиця”; номери рисунків – після слова „рисунок”. Номери формул подаються в круглих дужках. Наприклад: „Таблиця 2.3”, „Рисунок 2.3”, „формула (2.3)” (третя таблиця, третій рисунок, третя формула другого розділу), „Таблиця Б.2”, „формула (Б.3)” (друга таблиця й третя формула додатка Б). Окрім номера, кожен рисунок і таблиця повинні мати назву, яка розкриває їх зміст.

Таблиці використовуються для подання та систематизації цифрових і текстових даних. Таблиці слід будувати так, щоб вони полегшували пошук та порівняльний аналіз наведених даних, підтверджували закономірності й міркування, висловлені в тексті роботи. Верхня частина (головка) таблиці містить заголовки граф, які повинні бути змістовними і лаконічними. Кожна таблиця повинна мати назву, яку друкують над нею симетрично до тексту. Номер таблиці друкується над її назвою з правого боку сторінки. Кожна таблиця обов'язково повинна згадуватися в тексті звіту. Це може бути просте посилання типу „Результати випробувань наведені в таблиці 3.2” або ґрунтовний аналіз даних таблиці, який займає декілька абзаців тексту.

Ілюстрації використовуються для роз'яснення методики досліджень, наочного відображення виявлених закономірностей, стислого подання інформації якісного характеру, обґрунтування достовірності результатів досліджень. Ілюстраціями можуть бути: графіки залежностей, діаграми, гістограми, номограми, креслення, схеми, ескізи, фотографії тощо. Під кожною ілюстрацією робиться підпис, який містить слово „Рис.”, порядковий номер, змістову назву ілюстрації, експлікацію (легенду) з поясненням деталей. Кожна ілюстрація повинна відповідати логіці викладу матеріалу, згадуватися й аналізуватися в тексті звіту. Посилання на ілюстрації дають у вигляді виразів типу: „На рисунку 2.3 показано...”. Ілюстрації звичайно розміщуються безпосередньо після тексту, де вони згадані вперше, або на наступній сторінці.

Формули описують математичні залежності, хімічні реакції тощо. Формула розміщується в окремому рядку, в кінці якого впритул до правого поля сторінки ставиться номер у круглих дужках. Формули нумерують у межах кожного розділу з метою посилання на них у тексті роботи. Для економії місця кілька коротких, близьких за змістом формул можна подати в одному рядку під спільним номером. Безпосередньо під формулою, надрукованою в окремому рядку, подаються пояснення значень символів і числових коефіцієнтів у тій послідовності, в якій вони зустрічаються у формулі. Значення кожного символу і числового коефіцієнта подаються з нового рядка, а перший рядок починається зі слова „де” без двокрапки. Пояснення всіх чи окремих символів можна також безпосередньо включити в текст перед формулою. В кінці формул і в тексті перед ними ставлять розділові знаки відповідно до правил пунктуації, вважаючи формулу елементом речення.

Примітки можуть містити довідки й пояснення до таблиць чи тексту і розміщуються відповідно під таблицею чи під текстом, внизу сторінки. Декілька приміток нумерують послідовно в межах однієї сторінки. Тексти приміток можна виділяти шрифтом, наприклад, курсивом.

Посилання на таблиці, ілюстрації, формули в тексті звіту робляться за їх порядковими номерами, наприклад: „...у таблиці 3.2”, „... на рисунку 2.3”, „... у формулі (2.1)”. Посилання на літературні джерела роблять за порядковим номером у списку використаних джерел, виділеним квадратними дужками, наприклад: „... у працях [22], [34–37]...”. При використанні даних із джерел, які мають велику кількість сторінок, бажано вказати номер сторінки, таблиці, ілюстрації чи формули даного джерела, наприклад: „... у таблиці 6.4 монографії [33]”, „... за формулою (4.6) з [33]”.

Цитати можна наводити з метою детального аналізу друкованої праці. Цитований текст наводиться в лапках і відтворюється точно за оригіналом. Пропуск частини авторського тексту допускається, якщо це не спотворює змісту цитати, і позначається трьома крапками, які ставляться на початку, в середині чи в кінці цитати. Кожна цитата обов'язково супроводжується посиланням на джерело, наприклад: „... як стверджує автор [28],” „текст цитати”.

Список використаних джерел служить для посилання на авторів і джерела, з яких запозичена та інша інформація. Бібліографічні описи джерел складають відповідно до чинних стандартів із бібліотечної й видавничої справи і найчастіше розміщують в алфавітному порядку прізвищ перших авторів та назв робіт. Характерні приклади бібліографічного опису:

• Стандарти: ДСТУ Б В.2.7–46–96. Будівельні матеріали. Цементи загально-будівельного призначення. Технічні умови.

• Будівельні норми: ДБН А.3.1–8–98. Проектування підприємств з вироб-ництва залізобетонних виробів.

• Книга: Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с англ. – М.: Наука, 1970.– 720 с.

• Стаття в журналі: Погрібний Д.П., Бідношея В.Я. Облицювально-теплоізоляційна плитка // Будівництво України. – 2002. – № 4. – С. 38–40.

• Стаття в збірнику: Перельмутер А.В., Пашинський В.А. Про класифікацію навантажень та дій на будівельні конструкції // Технічна метеорологія Карпат: Матеріали першої Міжнародної науково-технічної конференції – ТМК–98. – Львів: Оксарт. – 1998. – С. 75–78.

Додатки призначені для розміщення допоміжних матеріалів, які можуть утруднити читання тексту звіту, але необхідні для детального вивчення результатів досліджень. У додатках можуть наводитися:

• проміжні математичні доведення, формули і розрахунки;

• описи розроблених алгоритмів та програм для ЕОМ;

• таблиці допоміжних цифрових чи інших даних;

• масові однотипні ілюстрації допоміжного характеру;

• відокремлені документи, рекомендовані для впровадження (інструкції, методики, технічні умови, технологічні карти);

• протоколи випробувань, акти впровадження і т.п.

Текст додатка оформляється таким же чином, як і текст розділу пояснювальної записки, але номери таблиць, рисунків та формул розпочинаються не з цифри – номера розділу, а з букви, що позначає додаток.