Попов Ю.А. Методические указания по научной разработке темы магистерской диссертации - файл nonoB_MarucTpbI_2007_TEKCT.doc

Попов Ю.А. Методические указания по научной разработке темы магистерской диссертации
Скачать все файлы (36.5 kb.)

Доступные файлы (2):
nonoB_MarucTpbI_2007_TEKCT.doc164kb.30.01.2007 17:08скачать
nonoB_MarucTpbI_2007_TuTyJI.doc21kb.30.01.2007 16:54скачать

nonoB_MarucTpbI_2007_TEKCT.doc

  1   2


Методические указания разработаны доктором

техн. наук, профессором Ю. А. Поповым

Утверждены методической комиссией архитектурно-строительного

факультета

«___»___________2007 г.
Рецензенты:
– Б. С. Мосаков, д-р техн. наук, профессор кафедры Технологии, организации и экономики строительства СГУПС

– А. С. Чесноков, канд. техн. наук, профессор кафедры Технологии строительного производства НГАСУ (Сибстрин)

© Новосибирский государственный архитектурно-строительный

университет (Сибстрин)
О
Стр.

4

6
6
7
7


8


9
9
11


12


15


19
19
21
21
23
25


ГЛАВЛЕНИЕ


Введение (цели и задачи трехуровневой подготовки спе-циалистов с высшим образованием по направлению «Строительство»)……………………………………………..
1. Особенности построения плана диссертационной работы и обоснование сроков реализации его основных разделов……………………………………………………….
1.1. Тема диссертации………………………………………..
1.2. План диссертации………………………………………..
1.3. Реализация основных разделов плана…………………..
2. Выбор метода решения поставленных научно-технических задач…………………………………………..
2.1. Двухуровневое решение актуальных научно-техничес-ких задач…………………………………………………..
2.1.1. Решение творческих инженерных задач………...
2.1.2. Научное решение научно-технических задач……
2.2. Классические методы научного решения научно-технических задач………………………………………..
2.3. Решение научно-технических задач методом синтези-рования различных областей знаний…………………....
2.4. Решение недетерминированных научно-технических задач методом имитационного моделирования………...
3. Оформление диссертации…………………………………….
4. Апробация и опубликование основных результатов……..
5. Библиографический список………………………………….
Библиографический список…………………………………….
Приложения………………………………………………………

ВВЕДЕНИЕ
Пониженная в последние десятилетия инвестиционная активность в строительном комплексе России и обусловленный этим обстоятельством переход к структуре малообъемных работ, а также присущие рынку жесткие условия конкуренции, потребовали от строительных и проектно-строительных организаций помимо традиционной административно-хозяйственной системы создание организационно-технологической и программно-целевой систем. Это, в свою очередь, востребовало организаторов нового типа – не просто инженеров-строителей, а инженеров-строителей-системотехников, умеющих:

Как показал восьмилетний опыт подготовки магистров на кафедре технологии строительного производства НГАСУ (Сибстрин), наиболее подготовленными к современным требованиям производства являются выпускники магистратуры. По мнению автора, причинами этого являются:

Приобретенные магистрантами знания и навыки позволяют им за весьма короткий срок практической деятельности выработать необходимую интуицию и адаптироваться на производстве.
1. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ И ОБОСНОВАНИЕ СРОКОВ РЕАЛИЗАЦИИ ЕГО ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ
1.1. Тема диссертации
Начнем с понятия «диссертация». В соответствии с [1, стр. 396] «Диссертация (от лат. Dissertation - исследование) – научно-исследовательская работа, подготовленная для публичной защиты». Следует обратить внимание на две особенности такого толкования: 1) так как dissertation – исследование, то в названии темы слова «исследование» не должно быть; 2) под публичной защитой диссертации принято понимать не только доклад соискателя и его ответы на заданные вопросы, но и дискуссию с оппонентом; поэтому при защите магистерских диссертаций рецензента по разрешению декана желательно перевести в ранг оппонента.

Помимо отмеченного выше тема магистерской диссертации должна соответствовать паспорту той специальности, по которой эта диссертация защищалась бы на соискание ученой степени кандидата наук. В качестве примера можно привести формулу специальности 05.23.08 – Технология и организация строительства: «Технология и организация строительства» - область науки и техники, включающая разработку научных и методологических основ, исследование, совершенствование, теоретическое, экспериментальное и технико-экономическое обоснование технологических процессов, методов и форм организации строительства и его производственной базы. Значение решения научных и технических проблем данной специальности для народного хозяйства состоит в ускорении научно-технического прогресса путем развития и создания конкурентоспособных строительных технологий и организационно-технологических решений, обеспечивающих интенсификацию процессов, повышение качества возведения, реконструкции и модернизации зданий и сооружений при снижении трудовых, материально-технических и топливно-энергетических ресурсов и неблагоприятных воздействий на окружающую среду».

При формулировании темы магистерской диссертации необходимо учесть еще одно обстоятельство – тема должна не только соответствовать паспорту специальности, но и включать ключевые слова, косвенно характеризующие научную новизну предполагаемых результатов.
1.2. План диссертации
В соответствии с приложением 1 план всех диссертационных работ должен включать такие стандартные разделы:

Введение – тезисное (без аргументации) обоснование актуальности темы, а также особенности используемых методов исследований и особенности построения текста диссертации. Указываются фактические материалы, являющиеся основой диссертации (темы НИР, гранты), а также конференции и симпозиумы, на которых апробированы основные результаты.

Анализ состояния вопроса и задачи исследований – аргументированное подтверждение актуальности темы диссертации с формулированием целей и задач исследований.
Раздел Библиографический список.
Раздел (при необходимости) Приложения.
Развернутый план диссертации должен быть выдан магистранту сразу после защиты им выпускной квалификационной бакалаврской работы. В этом случае в течение восьми недель производственной практики при интенсивной работе магистрант имеет возможность разработать и осуществить компьютерный набор стандартной главы «Анализ состояния вопроса и задачи исследований». Обязательным условием при этом является освоение магистрантом основных видов компьютерной графики.
1.3. Реализация основных разделов плана
Научная разработка темы магистерской диссертации и ее своевременная публичная защита требуют от магистранта целеустремленного и напряженного труда. Для этого, как уже отмечалось, необходимо завершить разработку первого стандартного раздела во время первой магистерской практики. Необходимо при этом учитывать, что разработка указанного раздела связана, во-первых, с анализом большого количества литературных источников, во-вторых, с освоением компьютерных технологий.

Весьма ответственным является выбор метода научного решения научно-технических задач. Сделать это поможет учебно-методическая литература, указанная в следующей главе. Эта же литература может быть использована в качестве методического пособия при практической реализации выбранного метода решения поставленных задач. В процессе работы под основными разделами диссертации важно придерживаться правила – завершать разработку каждого раздела и подраздела их компьютерным оформлением с учетом требований стандартов.
2. ВЫБОР МЕТОДА РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Под актуальными научно-техническими задачами принято понимать задачи, актуальность решения которых востребована производством и решения которых или нет, или оно имеется, но точность получаемых результатов уже не удовлетворяет возросшим требованиям производства. При этом актуальные научно-технические задачи, как правило, решаются в два этапа:




1
Актуальная научно-техническая задача
) решение творческой

инженерной задачи
2) научное обоснование

параметров инженерного

решения

Все инженерные задачи подразделяются на творческие и рутинные (табл. 1.1)

Таблица 1.1

Виды инженерных задач


№ п/п

Показатели

Инженерные задачи







рутинные

творческие

1
2
3

4

Постановка задачи
Метод или способ решения

Обучающий пример

Результат решения

Имеется
Как правило, указан
Имеется

Как правило,

однозначен

Как правило,

отсутствует

Отсутствует
Отсутствует

Как правило,

многозначен


Научные задачи: Под научными задачами принято понимать научный метод решения актуальных научно-технических задач в той или иной сфере деятельности инженера. Прежде чем выбирать метод решения научной задачи, необходимо сформулировать ЦЕЛЬ, сделать детальную ФИЗИЧЕСКУЮ ПОСТАНОВКУ задачи, или, как часто говорят, обосновать ФИЗИЧЕСКУЮ МОДЕЛЬ, а также МАТЕМАТИЧЕСКИ ФОРМАЛИЗОВАТЬ физическую модель. Только после этого необходимо приступать к выбору МЕТОДА РЕШЕНИЯ. Но существует и обратная последовательность, когда выбранный метод решения изменяет постановку задачи или в сторону ее усложнения, или, что чаще, в сторону упрощения схемы исследуемого процесса.
2.1. Двухуровневое решение актуальных научно-технических задач [3-5]
2.1.1. Решение творческих инженерных задач
Чаще всего такие задачи решаются силами самих производственных организаций методом проб и ошибок. Если остановиться на этом этапе, то в дальнейшем при изменении производственных условий необходимо снова методом проб и ошибок подбирать параметры инженерного решения. Это связано с большими материальными и финансовыми издержками. Научное же обоснование параметров инженерного решения позволяет с большой степенью достоверности определить их эффективные параметры расчетным путем.

Решение творческих инженерных задач методом эвристических приемов. Метод эвристических приемов (МЭП) заключается в поиске улучшенного технического решения или путем логического анализа недостатков и их устранения, или путем приспособления аналогичного решения в природе либо в других областях техники, или путем случайных изменений прототипа. Примером МЭП может служить решение задачи проката стекла по аналогии с прокатом металла в тридцатых годах XX века. Последовательность реализации МЭП:

1. Предварительная формулировка задачи. Более глубокий поиск решений с помощью МЭП осуществляется в дальнейшем на основании уточненной постановки задачи.

2. Выбор подходящих эвристических приемов. Исходной информацией для этого являются следующие данные:

3. Преобразование прототипа с помощью выбранных приемов. При этом фиксируют идеи улучшенных технических решений в виде короткого описания и (или) упрощенной схемы.

Для повышения эффективности МЭП используют межотраслевой фонд ЭП, который содержит, как правило, достаточно большое количество отдельных ЭП, разделенных на 11 групп:

1) количественные изменения;

2) преобразование формы и структуры объекта;

3) преобразование в пространстве;

4) преобразования во времени;

5) преобразования движения и силы;

6) преобразования материала и вещества;

7) приемы дифференциации;

8) приемы интеграции;

9) использование профилактических мер;

10) использование резервов;

11) преобразование по аналогии.
Решение творческих инженерных задач методом морфологического анализа и синтеза технических решений (коротко методом морфологического анализа и синтеза или ММАиС) предусматривает:

1) выбор основных конструктивных, технологических и других признаков в интересующем техническом объекте;

2) выбор альтернативных вариантов для ранее выбранных признаков;

3) получение множества различных технических решений путем комбинации между собой различных альтернативных вариантов;

4) оценка эффективности множества полученных вариантов и принятие окончательного решения.

Примеры практической реализации описанных методов приведены в [3-5].
2.1.2. Научное решение научно-технических задач
Классическими методами научного решения научно-технического задач являются:

аналитический метод;

метод конечных разностей;

метод физического моделирования;

метод математического моделирования;

метод аналогового моделирования.

Традиционный подход к классическому решению научно-технических задач – общепринятый подход в той или иной области инженерной деятельности, как правило, широко отраженный в литературных источниках и в справочно-нормативной литературе. Противоположным, с этой точки зрения, является нетрадиционный подход к решению научно-технических задач, например метод решения, основанный на синтезировании различных областей знаний, или метод имитационного моделирования сложных технологий с использованием основных элементов математического моделирования. Рассмотрим эти вопросы более подробно.
2.2. Классические методы научного решения научно-технических задач
Аналитическое решение (АР). Применение АР предусматривает нахождение АР задачи на основании ее полной математической формулировки. Очень важно, что во многих областях инженерных знаний чаще всего можно подобрать уже готовое решение, а не искать новое. Для этого можно воспользоваться такими литературными источниками, как [6-10 и др.]. При этом как в указанных, так и во многих других подобных литературных источниках совершенно необязательно искать постановку точно такой задачи, какая должна решаться. Достаточно найти постановку и аналитическое решение подобной задачи независимо от области инженерных знаний.

Достоинствами АР являются:

Недостатки АР:

Метод конченых разностей (МКР). Суть метода: в дифференциальном уравнении, описывающем исследуемый физический процесс, бесконечно малые разности (дифференциалы) заменяют малыми, но конечными разностными величинами. Или, иными словами, истинное непрерывное в пространстве и во времени распределение независимых переменных заменяется приближенными прерывистыми значениями, усредняющими независимые переменные конечных малых участков пространства (x, y, z, r, ) и малых промежутков времени (). Можно заметить, что МКР может быть графическим или численным. При этом надо всегда помнить, что МКР дает приближенное решение в виде дискретного набора значений функции при некоторых значениях аргумента. При практической реализации численных методов, в том числе с использованием современных средств вычислительной математики (неявной разностной схемы дробных шагов Н. Н. Яненко [11, 12], неявной разностной схемы переменных направлений [13] и др.), большую методическую помощь могут оказать примеры вывода прогоночных коэффициентов и построения алгоритмов численной аппроксимации дифференциальных уравнений, приведенные в [3-5].

Физическое моделирование (ФМ) предусматривает воспроизведение изучаемого явления, т. е. является экспериментальным методом решения сложных задач. В общем случае экспериментальные исследования подразделяются на следующие виды и подвиды:

1. Лабораторные экспериментальные исследования: стандартные исследования в соответствии с действующей нормативной базой (исследование физико-механических свойств строительных материалов перед их использованием, грунтов оснований зданий и сооружений и др.); моделирование исследования на макетах, действующих моделях и стендах для решения частных научных задач; исследования на специальных установках для решения общенаучных задач или задач в составе общенаучных проблем.

2. Натурные исследования: контрольные наблюдения за состоянием сооружений высокого класса капитальности; подтверждение точности решения задачи, полученного другими методами; специальные общенаучные исследования, например, с целью изменения действующих нормативных документов.

ФМ основано на общих законах подобия механических систем: две системы подобны между собой, если они подобны геометрически, а также если для всех сходственных точек обоих систем соблюдаются условия подобия их физических характеристик.

В соответствии с [14,15] известны следующие теоремы о подобии физических явлений:

1-я теорема: два явления подобны, если они описываются одной и той же системой дифференциальных уравнений, причем индикаторы подобия равны единицы или соответствующие критерии подобия равны между собой.

2-я теорема: у подобных явлений существует определенная связь между критериями подобия.

3-я теорема (признаки подобия):

принадлежность явлений к одной и той же системе дифференциальных уравнений;

подобие условий однозначности;

равенство критериев, составленных из величин, входящих в условия однозначности.

Примеры практического применения указанных теорем приведены в [3-5].

Математическое моделирование (ММ). Как известно, физические и организационно-технологические процессы могут быть описаны в терминах операций (наблюдений, экспериментов), связывающих физические объекты. Сложность подлинных физических и организационно-технологических процессов часто требует упрощенных описаний с помощью физических и математических моделей. При этом, во-первых, математическая модель охватывает класс символических математических объектов, во-вторых, все упрощения, вводимые в физическую или математическую модель, обязательно требуют качественной или количественной оценки. В частности, должна быть подтверждена достоверность всех элементов математической модели до того, как эта модель будет реализована на алгоритмическом языке. В [5] подробно описан пример имитационного моделирования весьма сложных технологических процессов в строительстве с использованием приемов математического моделирования.

Аналоговое моделирование (АМ). Сущность метода в том, что решение поставленной задачи заменяют решением задачи другой физической сущности, в которой вид уравнения, описывающего исследуемый процесс и условия однозначности совпадают, хотя размерности физических величин различны. Заметим, что, во-первых, различие размерных физических величин при желании может быть исключено приведением всех данных к безразмерному виду, во-вторых, как правило, метод аналогового моделирования – экспериментальный. Известны методы электротепловых, гидротепловых и электрогидродинамических аналогий.
  1   2
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации