Detail předmětu

Principy výzkumné a vývojové práce

FSI-9VVPAk. rok: 2026/2027

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

Příslušnost k typu studijního programu

doktorský

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.

Základní literatura

BOOTH, Wayne C.; COLOMB, Gregory G.; WILLIAMS, Joseph M.; BIZUP, Joseph; FITZGERALD, William T. The Craft of Research. 5th ed. Chicago: The University of Chicago Press, 2024. ISBN 978-0-226-82667-7. (EN)
CRESWELL, John W.; CRESWELL, J. David. Research Design: Qualitative, Quantitative, and Mixed Methods Approaches. 6th ed. Thousand Oaks: SAGE Publications, 2022. ISBN 978-1-0718-1794-0. (EN)
DYM, Clive L.; LITTLE, Patrick; ORWIN, Elizabeth J. Engineering Design: A Project-Based Introduction. 4th ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2013. ISBN 978-1-118-32458-5. (EN)

Doporučená literatura

ALLEA. The European Code of Conduct for Research Integrity. Revised edition. Berlin: ALLEA, 2023. ISBN 978-3-9823562-3-5. DOI 10.26356/ECOC. (EN)
BLESSING, Lucienne T. M.; CHAKRABARTI, Amaresh. DRM, a Design Research Methodology. London: Springer, 2009. ISBN 978-1-84882-586-4. (EN)
GASTEL, Barbara; DAY, Robert A. How to Write and Publish a Scientific Paper. 9th ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2024. ISBN 978-1-009-47753-6. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-STG-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program D-MAT-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program D-KPI-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program D-IME-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program D-FIN-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program D-ENE-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program D-APM-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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

Vyučující / Lektor

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

Vyučující / Lektor

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.