В науково-дослідній роботі розрізняють наступні напрямки, проблеми і теми.
Під науковим напрямом розуміють сферу наукових досліджень наукового колективу, присвячених розв’язанню будь-яких великих, фундаментальних теоретико-експериментальних задач в певній галузі науки. Успіх наукової роботи, її ефективність цілком залежить від того, наскільки вдало обґрунтовано науковий напрямок.
Структурними одиницями напрямку є комплексні програми та проблеми, теми та питання. Комплексна проблема містить у собі декілька проблем.
Під проблемою розуміють складну наукову задачу, яка охоплює значну область досліджень і має перспективне значення. Корисність таких задач та їх економічна ефективність інколи можуть бути визначені лише орієнтовно.
Проблема складається із низки тем. Тема ─ це наукова задача, що охоплює певну область наукового дослідження. Вона базується на багато чисельних дослідницьких питаннях. Під науковим питанням розуміють більш дрібні наукові задачі, що відносяться до конкретної області наукового дослідження.
Результати розв’язання цих задач мають не лише теоретичне, але головним чином і практичне значення, оскільки можна порівняно точно встановити очікуваний економічний ефект.
При розробці теми або питання висувається конкретна задача в дослідженні ─ розробити новий матеріал, машину, конструкцію, прогресивну технологію тощо. Розв’язок проблеми ставить більш загальну задачу ─ зробити відкриття, розв’язати комплекс наукових задач, що забезпечує прискорення теоретичних розробок і процесу суспільного виробництва.
Постановка (вибір) проблем або тем є важкою, відповідальною задачею, що містить у собі ряд етапів.
Перший етап ─ формулювання проблеми. На основі аналізу протиріч напрямку, що досліджується, формулюють основне питання-проблему та визначають у загальних рисах очікуваний результат.
Другий етап містить у собі розробку структурних проблем. Виділяють теми, підтеми, питання. Композиція цих компонентів повинна складати дерево проблеми (або комплексної проблеми). З кожної теми виявляють орієнтовну область досліджень.
На третьому етапі встановлюється актуальність проблеми, тобто цінність її на даному етапі для науки і техніки. Для цього по кожній темі виставляють декілька заперечень і на основі аналізу методом послідовних наближень виключають заперечення на користь реальності даної теми. Після такої «чистки» остаточно складають структуру проблеми та позначають умовним кодом теми, підтеми, питання.
При виборі важливо вміти відрізняти псевдопроблеми від наукових проблем. Псевдопроблеми (хибні, уявні), яку б не мали зовнішню форму, в основі своїй мають антинауковий характер.
У технічних напрямках найбільша кількість псевдопроблем пов’язана з труднощами у розвитку науки. Особливе місце серед них займають проблеми, які повторюють ті що вирішуються, або уже вирішені. Дубльовані псевдопроблеми обумовлюють додаткові затрати праці вчених та коштів. Іноді дублювання проблем не зовсім безкорисне. Так, у науці відомі випадки, коли при повторній розробці проблеми досягали більш значних результатів. Але в цілому розробка таких пчевдопроблем приносить більше шкоди, ніж користі.
За останній час у науку залучена величезна армія працівників, які безперервно видають інформацію. Окрім того, є великі труднощі в освоєнні наукової інформації. Все це створює передумови для розробки проблем, що уже вирішені.
Більше 50% заявок, що направляються на винахід, у тій чи інший степені дублюють питання, що уже вирішені. У науці близько 60% повторень у дослідженнях припадає на одинаків, які припускають помилки при виборі теми. Значно менше помилок у виборі напрямків, проблем і тем спостерігається у добре організованих колективах.
При обґрунтуванні проблем їх колективно обговорюють на засіданнях науково-технічних рад, вчених рад, кафедр у вигляді публічного захисту, на якому виступають опоненти і приймають остаточне рішення.
Після обґрунтування проблеми і встановлення її структури науковий працівник або колектив, як правило, самостійно приступає до вибору теми наукового дослідження, що досить часто є більш складним, ніж проведення дослідження.
До теми пред’являють низку вимог.
Вона повинна бути актуальною, тобто важливою, яка потребує якомога швидшого розв’язання у нинішній час. Ця вимога є однією із основних.
Чіткого критерію для встановлення степені актуальності поки що не існує. Так, при порівнянні двох тем теоретичних дослідження степінь актуальності може оцінити крупний вчений галузі або науковий колектив. При оцінці актуальності прикладний наукових розробок помилки не виникне, якщо більш актуальною виявиться та тема, яка забезпечує більший економічний ефект.
Тема повинна мати наукову новизну, вносити вклад в науку. Це означає, що тема в такій постановці ніколи не розроблялась і нині не розробляється, тобто дублювання виключається. Дублювання можливе лише в окремих випадках, коли за завданням керівних організацій однакові теми розробляють два конкуруючих колективи з метою розв’язання найважливіших державних проблем у найкоротші строки.
Грань між науковим і інженерним дослідженнями стирається з кожним роком. І все ж при виборі теми новизна повинна бути не інженерною, а науковою, тобто принципово новою. Якщо розробляється нехай навіть нова задача, яка на основі вже відкритого закону, то це область інженерних, а не наукових розробок. Тому слід розрізняти наукову задачу від інженерної. Все те, що уже відомо, не може бути предметом наукового дослідження.
Тема повинна бути економічно ефективною і мати значимість. Будь-яка тема прикладних досліджень повинна давати економічний ефект у народному господарстві. Це одна із найважливіших вимог. Вибір теми повинен базуватись на спеціальному техніко-економічному розрахунку.
На стадії вибору теми дослідження економічний ефект, що передбачається, може бути визначений, як правило, орієнтовно. Інколи економічний ефект на початковій стадії встановити взагалі неможливо. У таких випадках для орієнтовної оцінки ефективності можна використовувати аналоги (близькі за назвою та розробкою теми).
При розробці теоретичних досліджень інколи вимога економічності може уступати вимозі значимості. Значимість, як головний критерій теми, має місце при розробці досліджень, які визначають престиж вітчизняної науки або утворюють фундамент для прикладних досліджень, або направлених на удосконалення суспільних та виробничих відносин тощо.
Тема повинна відповідати профілю наукового колективу. Кожен науковий колектив (ВНЗ, НДІ, відділ, кафедра) за традиціями, що склались, має свій профіль, кваліфікацію, компетентність. Така спеціалізація, яка сприяє накопиченню досвіду досліджень, дає свої позитивні результати ─ підвищує теоретичний рівень розробок, якість та економічну ефективність, скорочує строки виконання досліджень.
Але не треба впадати і в крайність, застосовуючи цей принцип. Якщо допускати монополію в науці, то виключається змагання ідей. Це може знизити ефективність наукових досліджень. Заказнику буде надаватись наукова продукція, яка не завжди може відображати найкращі показники.
Виконуючи тривалий час роботу за вузькоспеціалізованою тематикою з усталеною методикою, деякі наукові працівники втрачають до неї зацікавленість. Тому у колективі може бути декілька непрофільних тем (10%), які не дуже відрізняються від основної тематики колективу. Це може викликати ентузіазм, ініціативу та прилив творчих сил у колективі.
Важливою характеристикою теми є можливість швидкого впровадження у виробництво. При розробці теми слід оцінити можливість її закінчення в плановий термін та впровадження у виробничих умовах заказника. Якщо цього неможливо здійснити або здійснити в терміни, які не задовольняють заказника, то ефективність таких тем значно знижується.
Обґрунтовуючи тему, науковий працівник повинен добре знати виробництво та його запити на даному етапі. Для цього потрібно організувати відрядження у великі виробничі об’єднання, трести, організації, які займаються впровадженням.
Велике значення має відвідування галузевих та академічних інститутів, кафедр споріднених ВНЗ. Набувають важливості бесіди із провідними науковими працівниками, крупними спеціалістами-виробничниками. Вибору теми повинно передувати ретельне ознайомлення з вітчизняними та зарубіжними літературними джерелами даної та суміжних спеціальностей.
Суттєво спрощується методика вибору тем у науковому колективі, що має наукові традиції (свій профіль) і який розробляє комплексну проблему. У таких колективах наукові дослідження виконують не одинаки, а групи, які не спеціалізуються на розробці тем або питань. Тут працівник-початківець, як правило, отримує тему, яка була обґрунтована раніше. Ймовірність отримати не актуальну, не нову, не ефективну тему виключена. При колективній розробці наукових досліджень великої ролі набуває критика, дискусія, обговорення проблем і тем.
У процесі дискусії виявляються нові, ще не розв’язані актуальні задачі різної степені важливості, обсягу, термінів розробки.
Все це створює благодатні умови для участі студентів у науково-дослідній роботі кафедр. Вибір тем для студентської роботи не представляє будь-якої складності.
Після ознайомлення з темою науковий працівник робить доповідь керівникові і колективу, в якому обґрунтовує постановку питання та його стан на момент отримання теми.
Ефективно на цьому етапі підготувати 1-2 реферати, провести консультації з працівниками НДІ та виробництва. Це дозволить більш широко та глибше представити науково-дослідну тему.
Велике значення для вибору прикладних тем має чітка формуліровка задач заказником (міністерством, об’єднанням тощо).
Науковий керівник колективу повинен з великою увагою віднестись до пропозицій співробітників, які можуть виставити ряд тем та питань. Перед остаточним рішенням доцільно організувати широку дискусію.
При складанні загальної програми досліджень потрібно мати на увазі, що в процесі наукових розробок можливі деякі зміни в тематиці. Провідна роль в цьому належить заказнику, який в залежності від виробничої обстановки, що складається, вносить корективи, висуваючи на перше місце першочергові теми.
Важливе значення при розробці загальної програми досліджень виділення довгострокових та короткострокових досліджень, фундаментальних та прикладних. Співвідношення між ними залежить від багатьох факторів ─ вимог заказника, наукового потенціалу колективу, наявності сучасного експериментального обладнання, наукового доробку колективу та його працездатності тощо.
Наведені вище вимоги (критерії), що пред’являються до вибору тем, дозволяють всебічно оцінити та встановити придатність їх для даної науково-дослідної організації.
В ряді випадків під час планування тем виникає потреба у виборі найбільш перспективних, економічно обґрунтованих тем. Так, науковому колективу заказник може запропонувати декілька тем, або навпаки, галузевому міністерству, ВНЗ-ам і НДІ може бути запропонована низка тем для включення до плану. У цьому випадку оцінку народногосподарської доцільності розробки тем потрібно визначити чисельними критеріями.
Найпростішим є критерій економічної ефективності
, (2.1)
де 
─ економічний ефект від впровадження, що передбачається; 
─ витрати на наукові дослідження.
Чим більш значення 
, ефективніша тема і вища її народногосподарська ефективність. Величина у нашій державі коливається від 1,5-2 до 10 грн. на гривню затрат.
Але критерій не враховує обсягу продукції, що впроваджується, період впровадження. Більш об’єктивним є критерій, що обчислюється за формулою
, (2.2)
де 
─ вартість продукції за рік після освоєння наукового дослідження та впровадження у виробництво; Т ─ тривалість виробничого впровадження в роках; 
─ загальні витрати на виконання наукового дослідження, експериментальне та промислове освоєння продукції та річні витрати на її виготовлення за новою технологією.
Найважливішим критерієм перспективності теми є її економічність. Але при оцінці крупних тем інколи цього критерію недостатньо. Потрібна більш загальна оцінка, яка враховує і інші показники. У цьому випадку найбільш достовірною є експертна оцінка.
Методика такої оцінки зводиться до наступного. Підбирають склад та кількість (не менше 7, зазвичай 7 − 15) експертів. В залежності від специфіки тематики напрямку або комплексної програми призначають або встановлюють за допомогою експертів оцінюючі показники тем. Кожному показнику призначають коефіцієнт значимості. коефіцієнт значимості показує вагу даного показника у народногосподарській необхідності розробки даної теми. Експертам видається оціночна бальна шкала, за допомогою якої вони встановлюють бали для кожного показника. Тема, яка отримала максимальний бал, вважається найбільш перспективною. Сумарний бал обчислюють за формулою
, (2.3)
де 
─ бал і -го оціночного показника, виставлений експертом; 
─ коефіцієнт значимості і -го показника; 
─ кількість оціночних показників по темі.
В якості прикладу у табл. 2.1 наведена оціночна шкала. Як видно із табл. 2.1, експерти при встановленні коефіцієнтів значимості народногосподарської необхідності віддали перевагу економічності, а далі відповідно актуальності та реалізації. Природно, можливі і інші варіанти.
Таблиця 2.1
| Оцінюючі показники та коефіцієнти вагомості | Критерії показників | Бали |
| Актуальність теми 0,35 | Дуже актуальна Актуальна Не дуже актуальна | |
| Економічність теми 0,40 | Висока, 
Середня, 
Низька, 
| |
| Реалізація впровадження | Легка, потрібні незначні витрати Середня, потрібні витрати Важка, потрібні великі витрати |
У табл. 2.2 наведені результати експертної оцінки п’яти тем за критеріями, наведеними у табл. 2.1.
Таблиця 2.2
Критерії 
| Номери тем | ||||
|
Обчислений сумарний бал 
-го експерта п’яти тем за формулою (2.3) відповідно дорівнює: по темі № 1 
; по темі № 2 
і далі 
; 
; 
. Отже, оцінка народногосподарської необхідності розробки тем 
-м експертом ранжується так: перше місце зайняла тема № 3, далі № 5, 4, 2, 1.
