Detail předmětu
Principy výzkumné a vývojové práce
FSI-9VVP Ak. rok: 2026/2027 Celoroční semestr
Předmět vytváří společný metodologický rámec pro samostatnou výzkumnou a vývojovou práci v inženýrství. Zaměřuje se na formulaci a systematické vymezení odborného problému, kritické zhodnocení stavu poznání a existujících technických řešení, volbu a zdůvodnění metod, ověřování a validaci výsledků, odbornou komunikaci a odpovědné nakládání s výsledky. Jednotícím principem je logika: problém → stav poznání nebo existující technické řešení → výzkumná nebo vývojová mezera → cíl → metoda → výsledek → ověření a validace → přínos, která propojuje výzkumnou i vývojovou trajektorii doktorského studia. Tyto principy se uplatňují napříč doktorským studiem; jejich první komplexní aplikací je zpracování a obhajoba projektu disertační práce.
Jazyk výuky
čeština
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Předpokládá se, že student má odborné znalosti svého oboru na úrovni magisterského studia, je schopen samostatně pracovat s odbornými zdroji, zejména v angličtině, identifikovat a předběžně vymezit odborný problém a interpretovat výsledky získané metodami relevantními pro jeho odborné zaměření. Doporučuje se, aby student měl ve spolupráci se školitelem rámcově vymezené téma disertační práce.
Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů
Předmět je zakončen zkouškou s hodnocením prospěl/neprospěl. Průběžná kontrola spočívá ve zpracování a odevzdání požadovaných výstupů z pěti cvičení v zimním semestru a v účasti na seminářích v letním semestru, včetně poskytnutí strukturovaného vzájemného hodnocení (peer review). Podmínkou připuštění ke zkoušce je splnění těchto povinností, odevzdání finálního projektu disertační práce a kladné stanovisko školitele k odborné relevanci a proveditelnosti projektu.
Zkouška probíhá formou prezentace a obhajoby projektu disertační práce v rámci závěrečného hodnoticího semináře. Hodnotí se vymezení odborného problému, kritické zhodnocení stavu poznání nebo existujících technických řešení, zdůvodnění výzkumné nebo vývojové mezery, logická návaznost mezi problémem, mezerou, cíli a metodami, způsob ověřování a validace výsledků, realizovatelnost navrženého postupu, očekávaný přínos a kvalita odborné argumentace. Pro úspěšné absolvování musí být splněna všechna uvedená kritéria; závažný nedostatek ve vymezení problému, mezery, cíle, metod nebo způsobu ověřování a validace nelze kompenzovat ostatními částmi hodnocení.
Učební cíle
Cílem předmětu je rozvinout schopnost studentů samostatně a metodologicky obhajitelně koncipovat výzkumnou a vývojovou práci v inženýrství. Studenti budou schopni převést odborný problém do strukturovaného výzkumného nebo vývojového záměru, kriticky zhodnotit stav poznání a existující technická řešení a vymezit výzkumnou nebo vývojovou mezeru. Na tomto základě budou schopni formulovat odpovídající cíle, zvolit a zdůvodnit vhodné metody a navrhnout způsob ověřování a validace výsledků. Předmět dále rozvíjí schopnost odborně argumentovat, prezentovat a odpovědně nakládat s výsledky. Osvojené principy studenti uplatní jak při zpracování a obhajobě projektu disertační práce, tak i v další výzkumné a vývojové činnosti během doktorského studia a v inženýrské praxi.
Studijní opory
Prezentace a doprovodné metodické materiály k jednotlivým tématům, zadání a metodická opora pro zpracování projektu disertační práce jsou dostupné prostřednictvím e-learningu.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program D-IME-P: Inženýrská mechanika, doktorský, povinný
Program D-ENE-P: Energetické inženýrství, doktorský, povinný
Program D-APM-P: Aplikovaná matematika, doktorský, povinný
Program D-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, doktorský, povinný
Program D-STG-P: Strojírenská technologie, doktorský, povinný
Program D-KPI-P: Konstrukční a procesní inženýrství, doktorský, povinný
Program D-MAT-P: Materiálové vědy, doktorský, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
20 hod., nepovinná
Osnova
Zimní semestr
1. Doktorské studium a odborný přínos – role doktoranda, školitele a odborné komunity; samostatnost, originalita a povaha odborného přínosu; výzkumné a vývojové výsledky a jejich obhajitelnost.
2. Odborný problém, systém a model – téma, problém, problémová situace, zadání a cíl; typy problémů; systémové vymezení, hranice systému, prvky a vazby; modelování, komplexita a volba přístupu podle povahy problému.
3. Vědecká metoda a výzkumný proces – vznik a ověřování vědeckého poznání; role výzkumných otázek a hypotéz; teorie, model a evidence; indukce, dedukce a abdukce; experiment, měření, simulace a práce s daty.
4. Inženýrský vývoj a vývojový proces – potřeby a požadavky, funkce, parametry a návrhová kritéria; tvorba a výběr variant; iterativní návrh, modelování, simulace, prototypování a testování; role verifikace a validace ve vývojovém procesu.
5. Od odborného problému k předběžné mezeře a odbornému záměru – kontext problému; předběžná identifikace nedostatků v poznání, metodách, datech nebo existujících technických řešeních; pracovní formulace výzkumné nebo vývojové mezery a rámce jejího ověření.
6. Rešeršní strategie a syntéza stavu poznání a existujících technických řešení – orientační, narativní, systematická, patentová a technická rešerše; vyhledávání, selekce a kritické hodnocení zdrojů; syntéza evidence, scientometrie, mapování odborné komunity a odpovědné využití AI při rešerši a práci se zdroji.
7. Od evidence k výzkumné nebo vývojové mezeře, cíli a metodickému postupu – potvrzení, zpřesnění nebo přehodnocení mezery; formulace cíle, výzkumných otázek a hypotéz nebo vývojového zadání; volba a zdůvodnění metod; logická návaznost mezi problémem, mezerou, cílem a metodou; realizovatelnost, omezení a rizika.
8. Výsledky, ověřování, validace a odborný přínos – rozlišení mezi výstupem, výsledkem a odborným přínosem; evaluace, verifikace a validace; validita, opakovatelnost, reprodukovatelnost, nejistota a robustnost; funkčnost, výkon, spolehlivost, bezpečnost, shoda s požadavky a aplikační zralost.
9. Odpovědná odborná práce a komunikace výsledků – výzkumná integrita a autorství; správa výzkumných dat, principy FAIR a otevřená věda; odborné publikování a peer review; odpovědné využívání AI ve výzkumné a vývojové práci; principy odborné argumentace a prezentace.
10. Ochrana a uplatnění výsledků výzkumu a vývoje – zveřejnění, ochrana a důvěrnost; duševní vlastnictví, patenty, užitné a průmyslové vzory, software, know-how a obchodní tajemství; spolupráce s průmyslem, vlastnictví výsledků, transfer technologií a komercializace.
Seminář
12 hod., nepovinná
Osnova
Letní semestr
1. Konzultační seminář k projektu disertační práce – převod odborného záměru ze zimního semestru do pracovní verze projektu; zpřesnění problému, výzkumné nebo vývojové mezery, cíle, metodického postupu a očekávaných výstupů a výsledků, včetně hlavních rizik; posouzení rozsahu a realizovatelnosti projektu.
2. Hodnoticí seminář – pracovní verze projektu – odborné posouzení logické návaznosti problému, mezery, cíle a metod; kvalita evidence, očekávané výstupy a výsledky, způsob ověřování a validace, realizovatelnost a rizika; identifikace slabých míst a návrh dalšího dopracování.
3. Vzájemné hodnocení projektu (peer review) – strukturované hodnocení projektů spolužáků; srozumitelnost problému, přesvědčivost formulace mezery, metodologická koherence, kvalita evidence, realizovatelnost, způsob ověřování a validace a očekávaný přínos; formulace a přijímání odborné zpětné vazby a stanovení způsobu jejího zapracování.
4. Závěrečný hodnoticí seminář – prezentace a obhajoba projektu disertační práce – prezentace a obhajoba finálního projektu; odborná rozprava nad metodologickou koherencí, kvalitou evidence, realizovatelností, způsobem ověřování a validace a očekávaným přínosem; hodnocení podle stanovené hodnoticí rubriky.
Cvičení
10 hod., nepovinná
Osnova
Zimní semestr
1. Formulace odborného problému a jeho systémové vymezení – přechod od tématu k problému; současný a cílový stav; hranice systému, relevantní prvky a aktéři, omezení a předběžná kritéria úspěchu; předběžná volba výzkumného nebo vývojového přístupu.
2. Narativní rešerše a předběžná výzkumná nebo vývojová mezera – orientační vyhledávání a kritické třídění zdrojů; mapování hlavních pojmů, výzkumných směrů, existujících technických řešení a otevřených problémů; pracovní formulace mezery.
3. Návrh systematické rešerše a zpřesnění odborného záměru – rešeršní otázka a protokol; databáze, klíčová slova a selekční kritéria; dokumentace a ověřování zdrojů; odpovědné využití AI; zpřesnění předběžné formulace mezery, výzkumné otázky, hypotézy nebo vývojového zadání.
4. Kritické hodnocení odborných zdrojů a mapování odborné komunity – analýza problému, metod, dat, validace, argumentace, limitů a přínosu vybraných publikací; scientometrie, výzkumné týmy, časopisy, konference a citační vazby.
5. Metodologická koherence a prezentace odborného záměru – logická návaznost problému, mezery, cíle a metod; očekávané výstupy, ověřování a validace, realizovatelnost, rizika a přínos; projektová karta a odborná prezentace záměru.