РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

09.08.2017 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Путь и путевое хозяйство"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1С.В.ОД "Основы научных исследований"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО по специальности

23.05.06 Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей

Специализация

№ 3 Мосты

Квалификация выпускника "Инженер путей сообщения "

 



 






Автор-составитель д.т.н., проф. Щербак Петр Николаевич предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1С.В.ОД "Основы научных исследований" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Путь и путевое хозяйство".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

Баданин Андрей Дмитриевич, начальник, СКАВ ДРП ЦДРП ОАО "РЖД".





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1СВОД_Основы н и_С_23.05.06_во_9_ППХ_п27708_и33925.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Основы научных исследований".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 09.08.2017 № 15.

Целью дисциплины "Основы научных исследований" является расширение и углубление подготовки в составе других базовых и вариативных дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных, профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом и специализацией "Мосты".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к прохождению практики;

подготовка обучающегося к защите выпускной квалификационной работы;

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемый результат освоения дисциплины Планируемый результат освоения Образовательной программы

Знает: основы математического моделирования

Умеет: применять методы математического анализа и моделирования

Имеет навыки: навыками проведения физического эксперимента, обработки и интерпретирования результатов измерений

ОПК-1 - способностью применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

Знает: основы математического моделирования

Умеет: применять методы математического анализа и моделирования

Имеет навыки: навыками проведения физического эксперимента, обработки и интерпретирования результатов измерений

ОПК-2 - способностью использовать знания о современной физической картине мира и эволюции Вселенной, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы

Знает: движущие силы и закономерности исторического процесса

Имеет навыки: методами математического описания физических явлений и процессов, определяющих принципы работы различных технических устройств

ПК-2 - способностью осуществлять контроль качества используемых на объекте строительства материалов и конструкций

Место дисциплины 1С.В.ОД "Основы научных исследований" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1С Образовательной программы. Дисциплина входит в состав вариативной части (В.ОД).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Математика".

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 5 лет. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 5 лет очное.

Обозначения-аббревиатуры учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: СИВ, СИС.

Дисциплина реализуется в 9 семестре.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 5 лет очное

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы, или 108 часов, в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП); по учебным занятиям КРОП с учетом ИЗ и КСР, составляет 50 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
9
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 48 48 48
Лекции (Лек) 32 32 32
Лабораторные работы (Лаб)      
Практические, семинары (Пр) 16 16 16
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
2 2 2
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 49   49
Контрольная работа (К)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 49   49
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 108 50 108
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3   3

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 9

1. Научные исследования. (Компетенция/и ОПК-2, ПК-2)

1.1. Этапы проведени научного исследования.

1.2. Методология научного исследования.

1.3. Актуальность темы.

1.4. Объект и предмет исследования. Цели исследования и постановка задач.

1.5. Выдвижение гипотез. Методы научного исследования.

2. Моделирование и его применение к решению задач строительства и научных исследований. (Компетенция/и ОПК-1)

2.1. Математическое, физическое, аналоговое моделирование: 1)Выбор типа модели. Этапы моделирования 2) Принцип оптимальной неточности 3) Системный анализ. Пациональные циклы испытаний 4) Феноменолггичский, энтропийный и пространственно-временной подходы к определению меры 5) Условия и параметры моделируемой системы 6) Идентификация объектов строительства.

2.2. Физическое моделирование: 1) Виды решаемых задач 2) Решение инженерных задач при физическом моделировании 3) Сопоставление модельного и натурального опыта.

2.3. Теоретические основы подобия систем: 1) Первая теорема подобия 2) Вторая теорема подобия 3) третья теорема подобия.

2.4. Методы определения критериев подобия: 1) Способ интегральных аналогов 2) Метод анализа размерностей 3) Метод анализа уравнений размерностей 4) Использование методаанализа размерностей при моделировании сложных систем 5) Методика пересчета опытных данных с модели на образец.

3. Планирование и обработка данных экспериментальных исследований. (Компетенция/и ОПК-1)

3.1. Выбор объекта исследований и функции отклика: 1) Экстремальный эксперимент 2) Принцип "черного ящика" 3) Функция отклика 4) Уровни факторов.Фиксированный набор уровней факторов 5) Объект исследований. Требования к объектам исследования.

3.2. Факторы: 1) Определение фактора 2) Требования, предъявляемые к факторам при планировании эксперимента 3) Классификация факторов 4) Требования к совокупности факторов.

3.3. Выбор модели: 1) Геометрическая интерпретация 2) Область определения факторов 3) Поверхность отклика 4)Проверка адекватности модели 5) Выбор основного уровня факторов 6) Выбор интервалов варьирования факторов.

3.4. Полный факторный эксперимент: Матрицапланирования эксперимента 2) Матрица планирования в буквенной интерпретации 3) Полный факторный эксперимент 4) Свойства полного факторного эксперимента.

4. Практические методы обработки и обобщения результатов эксперимента. (Компетенция/и ОПК-1)

4.1. Статистическая обработка результатов эксперимента: 1) Сводка результатов наблюдений и построение вариационных рядов 2) Интервальный вариационный ряд 3) Оптимальная ширина интервала 4) Графическое изображение вариационных рядов.

4.2. Методы вычисления характеристики эмпирического распределения: 1) Обработка результатов эксперимента при большом объеме выборки 2) Способ моментов 3) Обработка результатов при малой выборке 4) Распределение нормированных отклонений в малой выборке 5) Определение требуемого количества выборки 6) Анализ и оценка эмпирического распределения.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 6      
2 6 4   6
3 8 6   15
4 12 6   28
Итого 32 16   49
В т.ч. по интерактивным формам 6 10    

Лабораторный практикум

Не предусмотрено.


Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 9
2 Практическая работа № 1 "Составление уравнений движения для моделируемой системы строительного объекта" 2
Практическая работа № 2 "Априорный анализ параметров для модели объекта, выбор базисных параметров" 2
3 Практическая работа № 3 "Составление критериев подобия в симплексной форме" 2
Практическая работа № 4 "Расчет масштабных коэффициентов перехода МКП для параметров модели" 2
Практическая работа № 5 "Расчет МКП на основе анализа дифференциальных уравнений" 2
4 Практическая работ № 6 "Оптимизация контролируемых параметров технологических процессов (применение полного факторного эксперимента)" 2
Практическая работа № 7 "Применение метода крутого восхождения при оптимизации и прогнозировании процессов" 2
Практическая работа № 8 "Применение метода случайного баланса для анализа и ранжирования факторов" 2

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 9
2 Анализ и выбор параметров физической модели. Составление уравнений движения объекта исследований. Составление блок-схемы расчета 6
3 Расчет МКП для исследуемого строительного объекта 15
4 Решение задачи по планированию и обработке результатов эксперимента. Решение на ЭВМ задач моделирования исследуемого строительного объекта. Метод математического планирования и анализа эксперимента. Многофакторные модели 28

Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание
1 Основы научных исследований: учебно-методическое пособие / П.Н. Щербак; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 20 с.(для выпол. практических работ) (ЭБС РГУПС)

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
9
ОПК-1 +
ОПК-2 +
ПК-2 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-1 9 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
ОПК-2 9 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
ПК-2 9 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрено.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

расчет масштабных коэффициентов перехода методом анализа размерностей.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 9

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Теоретические основы подобия. Первая теорема подобия
2) Вторая теорема подобия
3) Третья теорема подобия
4) Моделирование и его применение к решению задач техники и научных исследований
5) Системный анализ в научных исследованиях
6) Виды моделирования используемые при решении технических задач
7) Физическое моделирование
8) Математическое моделирование
9) Метод Даламбера
10) Метод Лагранжа
11) Динамическое подобие механических систем
12) Эквивалентные расчетные схемы механических систем
13) Этапы расчета масштабного фактора при физическом моделировании
14) Краевые условия при физическом моделировании
15) Основные понятия метода математического планирования и анализа экспериментов
16) Контролируемые и неуправляемые факторы модели

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Теоретические основы подобия. Первая теорема подобия
2) Вторая теорема подобия
3) Третья теорема подобия
4) Моделирование и его применение к решению задач техники и научных исследований
5) Системный анализ в научных исследованиях
6) Виды моделирования используемые при решении технических задач
7) Физическое моделирование
8) Математическое моделирование
9) Метод Даламбера
10) Метод Лагранжа
11) Динамическое подобие механических систем
12) Эквивалентные расчетные схемы механических систем
13) Этапы расчета масштабного фактора при физическом моделировании
14) Краевые условия при физическом моделировании
15) Основные понятия метода математического планирования и анализа экспериментов
16) Контролируемые и неуправляемые факторы модели
Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":
1) Методы определения критериев подобия
2) Критерии и симплексы при физическом моделировании
3) Приведение масс, жесткостей и сил к эквивалентной расчетной схеме
4) Построение эквивалентных расчетных схем
5) Разработка графической модели при физическом моделировании
6) Получение критериев при физическом моделировании
7) Составление критериального уравнения при физическом моделировании
8) Определять критерии подобия путем приведения уравнения к безразмерному виду
9) Определять критерии подобия методом анализа размерностей
10) Выбирать базисные, граничные и побочные параметры при физическом моделировании
11) Применять физико-математические методы для решения практических задач с помощью систем компьютерной математики
12) Применять вероятностные и статистические методы к оценке точности измерений и испытаний
13) Применять компьютеры как средство управления информацией для решения задач в области прикладной механики
14) Проводить экспериментальные исследования свойств материалов, деталей машин и элементов конструкций

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Логическая постановка и схема решения многовариантных научных задач.

2) Правила суммирования (присоединение масс при упрощении эквивалентной расчетной схемы).

3) Определение критериев подобия путем приведения уравнения к безразмерному виду.

4) Определение критериев подобия методом анализа размерностей.

5) Выбор базисных параметров при физическом моделировании.

6) Решение критериального уравнения при физическом моделировании.

7) Выбор модели объекта исследований на стадии постановки задачи.

8) Выбор параметра оптимизации для модели исследуемого процесса.

9) Выбор управляемых факторов модели.

10) Системный анализ в научных исследованиях.

11) Логической постановкой и схемой решения многовариантных научных задач.

12) Виды моделирования используемые при решении технических задач.


Иные контрольные материалы для автоматизированной технологии оценки имеются в Центре мониторинга качества образования


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-1 9 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
2, 3, 4 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
2, 3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-2 9 1 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Знает, Имеет навыки ПК-2 9 1 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Зачет (письменно-устный).
Автоматизированное тестирование.
Выполнение практического задания в аудитории.
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

Основная литература

№ п/п Библиографическое описание
1 Колесников В.И. Моделирование фрикционных систем [Текст] : учеб. пособие. Ч. I / В.И. Колесников, В.В. Шаповалов, А.В. Челохьян и др ; РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2010. - 213 с. (ЭБС РГУПС)
2 Основы научных исследований: учебное пособие / П.Н. Щербак – Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2017. – 93 с. (ЭБС РГУПС)

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание
1 Космин В.В. Основы научных исследований [Текст] : учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / В.В. Космин ; УМЦ по образованию на ж.-д. трансп. - М. : Маршрут, 2007. - 271 с. - НТБ РГУПС: 3 шт.
2 Научно-популярный, производственно-технический журнал "Путь и путевое хозяйство" № 1-12, 2017
3 Шеремет Н.М. Общая теория статистики / Н.М. Шеремет. - Москва: УМЦ ЖДТ, 2013. - 360 с. - ЭБС "Консультант студента"
4 Сеславин А.И. Исследование операций и методы оптимизации / А.И. Сеславин, Е.А. Сеславина. - Москва: УМЦ ЖДТ, 2015. - 200 с. - ЭБС "Консультант студента"

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет", необходимых для освоения дисциплины


Электронные образовательные ресурсы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/.Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/.Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 http://www.knigafund.ru/.Электронно-библиотечная система "Книгафонд"
4 http://www.studentlibrary.ru/.Электронно-библиотечная система "Консультант студента"
5 https://www.biblio-online.ru/.Электронно-библиотечная система "Юрайт"
6 http://library.miit.ru/miitb.php.Электронно-библиотечная система МИИТ
7 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/.Электронно-библиотечная система РГУПС

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/.Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/.КонсультантПлюс

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

№ п/п Библиографическое описание
1 Основы научных исследований: учебно-методическое пособие / П.Н. Щербак; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 20 с.(для выпол. практических работ) (ЭБС РГУПС)

Перечень информационных технологий, включая перечень ПО и информационных справочных систем

Не предусмотрено.


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий использованы:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (проектор и др.).

Стенд "Путь-подвижной состав".


"____" _________________20___г.


Код РПД: 33925.