理工类学科研究方法课件

1、理工类学科研究方法,江西理工大学,理工类学科研究方法,赵奎,Polytechnic Discipline Research method,理工类学科研究方法具有共性 力学 采矿工程、工程力学、岩土工程、结构工程、建筑与土木工程、桥梁与隧道工程、防灾减灾工程及防护工程等 化学 矿物加工工程、环境科学、环境工程、市政工程 、冶金物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金 计算机类（数学） 理学 凝聚态物理 交叉性 测绘（地质、数学、力学、计算机等） 材料学、材料物理与化学、 机械（力学、计算机）,专业基础课程类别 相近学科 数学(最为重要),Polytechnic Discipline Research m

2、ethod,理工类学科研究方法具有共性研究手段上具有共性,Polytechnic Discipline Research method,理工类学科研究方法具有共性研究手段上具有共性,涡轮,轮盘,Polytechnic Discipline Research method,理工类学科研究方法具有共性分析方法上具有共性,Polytechnic Discipline Research method,研究方法？ 选题：前提 研究：实现选题的目标 成果：表达出来，专利、专著、论文等 3个环节都非常重要，是进行科学研究工作必不可少的环节。,Polytechnic Discipline Research m

3、ethod,研究方法？ 首要问题研究什么？处于的地位？ 选题 国内外研究现状 重要性？ 研究无意义、研究不出来、重复别人的工作 如何选题？ 别人没做过的，有工程应用价值的 别人做过，但没解决好,Polytechnic Discipline Research method,尾砂胶结破坏判据,别人没做过的， 有工程应用价值的,Polytechnic Discipline Research method,顶板裂隙探测技术,别人没做过的， 有工程应用价值的,Polytechnic Discipline Research method,地应力测量,别人做过 但没解决好 3篇优秀论文,Polytechni

4、c Discipline Research method,光测应力分析,别人做过 但没解决好,Polytechnic Discipline Research method,选题 别人没做过，但有工程价值 别人做过，但没解决好 实质：选题就是寻找科技空白点，就是创新过程，科技创新是科技发展的最根本推动力,Polytechnic Discipline Research method,选好题，定位 基础性研究：F=ma，E=mc2 是科技进步最基本的推动力，属于原始创新 应用基础研究 力与变形的关系，属于基础研究（高度抽象），线弹性的就是虎克定律。研究特定材料的力与变形的关系，潜在的应用就是该材料在

5、工程中力学分析，提高其稳定性或者对其稳定性进行预测等等，这就是应用基础研究 应用研究 理论上解决好了，相应的应用基础也有了，材料破坏准则，弹性，塑形，粘性，具体某个材料，弹塑性，如何判断?应用研究 硕士论文基本属于应用基础或应用研究 （定位）,Polytechnic Discipline Research method,选好题，定位 创新类型,原创性的基础创新，这是难度最大的，通常由学理科的人员完成。如牛顿力学，麦克斯韦电磁场方程等等。为基础研究。,集成创新，就是娴熟的应用已有的科技成果，综合应用解决工程实际和理论难题,消化吸收（国外）最新科技成果，结合（我国）实际，消化吸收再提高，使之适用不

6、同工程类型和条件,Polytechnic Discipline Research method,选好题，定位 创新价值,在基础研究、应用基础研究方面，丰富和拓展了学科的理论，引起学科领域的突破性发展（特殊贡献奖）,解决了产业（行业）、学科发展中的热点、难点和关键共性难题（国家奖）,解决了某个学科领域中的某个细节性的问题（提高了计算精度，揭示了某个局部性的规律、拓展了某个技术的应用范围等等）,Polytechnic Discipline Research method,选好题，定位,总结：理工类硕士研究生论文 应用（基础）研究 集成创新 解决了某个细节性的问题（不是学科公认的共性的难题） 局部性

7、的，个别性，难度不太大的（硕士论文）,根据研究目的，研究的对象，选择科学的研究方法 理工科的最基本研究方法 理论（解析） 试验（试验过程及试验数据处理） 数值模拟（解决试验和理论难以解决的复杂问题） 综合分析方法，采用相应的数学方法，对研究结果进行综合分析，由于某一种方法往往不能完全解决问题 充分吸收其他学科的成熟技术，注重学科交叉，达到事半功倍的效果 研究方法或者研究手段都不是最终目的，研究目的决定研究方法，研究方法本身没有优劣，关键是围绕研究目的，选择科学的研究方法。 也许一个很简单的方法就能解决问题，达到预期目标，能用简单方法解决的，不要寻求繁杂的方法，越简单越具有工程应用价值和理论意义

8、。,Polytechnic Discipline Research method,科学研究的过程,1、选题 2、明确研究目标 3、研究过程 已知条件 未知条件（上述的研究方法） 简化：主要的关键性的控制性的条件（上述的研究方法） 求解方案（上述的研究方法） 达到预期的研究目标,Polytechnic Discipline Research method,1、条件的重要性,发表小论文,Polytechnic Discipline Research method,1、条件的重要性,某工程实际中形成了地下空间，如何分析其稳定性？ 已知：深度、岩石物理力学参数 未知（上述的研究方法）： 地下空间三维形

9、态，空间周围介质（岩体）的物理力学参数等等,Polytechnic Discipline Research method,1、已知条件（上述的研究方法）,某工程实际中形成了地下空间，如何分析其稳定性？ 未知：地下空间三维形态：试验,Polytechnic Discipline Research method,1、已知条件（上述的研究方法）,某工程实际中形成了地下空间，如何分析其稳定性？ 未知：地下空间三维形态：试验,Polytechnic Discipline Research method,1、未知条件（上述的研究方法）,未知：岩体强度：试验+理论,Polytechnic Disciplin

10、e Research method,1、未知条件（上述的研究方法）,Polytechnic Discipline Research method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解,Polytechnic Discipline Research method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解,Polytechnic Discipline Research method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解,F=ma,;,Polytechnic Discipline Re

11、search method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解,Polytechnic Discipline Research method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解,Polytechnic Discipline Research method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解,Polytechnic Discipline Research method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解,Polytechnic D

12、iscipline Research method,2、简化 抓住关键性的控制性的因素 降低维数，以便对问题具有更深刻的直观理解 问题：弹簧破坏的判据？假设k已知 F=kx,问题：力太大破坏？位移太大破坏？ 理论上都可以，实际中 简化为最容易捕捉到的信息,Polytechnic Discipline Research method,3、理论与数值模拟,Polytechnic Discipline Research method,3、理论与数值模拟,Polytechnic Discipline Research method,3、理论与数值模拟,Polytechnic Discipline Re

13、search method,3、理论与数值模拟,Polytechnic Discipline Research method,4、多学科交叉的重要性,古德生院士：是研究采矿工程的，其主要成就是系统研发和推广应用了振动出矿技术，振动出矿的核心技术属于机械领域,彭苏萍院士：是地质专家，他最杰出的成就是首次实现了高分辨三维地震勘探技术体系，其核心技术涉及到工程地质、物探技术、图像分析技术、数据处理技术等 谢和平院士：是岩石力学专家，其突出的成就是创造性的将分形几何系统嫁接到岩石力学研究领域 顾金才院士：研究工程地质力学的，获得院士的成就来自于首次在我国研发了加载地质力学模型试验装置，该成果的主要技术支撑显然是机械学科领域,Polytechnic Discipline Research method,研究方法没有固定的模式 根据研究目的确定研究方法 比如，泥浆含水 钻孔，可解决不经济？ 如何经济解决？含水量不同，泊松比不同，压力比不同。,Polytechnic Discipline Research method,工程实例,+48m测试点,Polytechnic Discipline Research method,Polytechnic Discipline Research method,Polytechnic D