自然科學研究方法論

1、 自然科學研究方法論1 前言：科技方法論的性質(zhì)、特點和體系結構一、什么是科技方法論？科學技術方法論是關于科學技術研究中常用的一般方法的理論，是關于科學研究和工程技術研究一般方法的性質(zhì)、特點、內(nèi)在聯(lián)系和變化發(fā)展的理論體系。2二、科學技術方法的性質(zhì)和特點：性質(zhì)：主體把握客體的主觀手段。黑格爾說：“在探索的認識中，方法就是工具，是主觀方面的某個手段，主觀方面通過這個手段和客體發(fā)生關系?！?特點：（1）可操作性；（2）有規(guī)則性； （3）與研究對象相適應主體客體化； （4）與主體的需要和可能相適應。4三、科學技術方法論的體系結構 實踐選 題獲取科學事實思維 加工驗 證理論體系科學問題觀察實驗邏輯思維創(chuàng)造

2、性思維假說科學抽象理論數(shù)學方法搜集文獻資料系統(tǒng)科學方法直覺形象思維5科學發(fā)現(xiàn)從哪里開始？英國科學哲學家波普爾認為，引導科學家進行探索性研究活動的真正起點，是科學問題而不是觀察或理論。從觀察開始 科學發(fā)現(xiàn)從觀察個別事實開始，然后通過歸納，得出一般性的定理或理論。從理論開始 科學理論是通過演繹法從某些清楚明白、不證自明、絕對可靠的公理或假設推出的。從問題開始 科學發(fā)現(xiàn)是在科學問題的引導下完成的，正是問題推動我們建立科學假說，進行觀察和實驗，從而發(fā)現(xiàn)新知識，開辟新領域。6第一章 科學問題和科學事實第一節(jié) 科學問題一、科學問題的規(guī)定及其分類1、科學問題的規(guī)定什么是問題？毛澤東說：“問題就是事物的矛盾。

3、哪里有沒有解決的矛盾，那里就有問題。”主體與客體之間矛盾的表現(xiàn)。7現(xiàn)實狀態(tài)目標狀態(tài) 問題某個給定過程的當前狀態(tài)與智能主體所要求的目標狀態(tài)之間存在的差距。 8李四光說：“無論向宇宙或者向我們自己，我們不難一口氣發(fā)出許多問題，但是這許多問題不一定都具有獨立的且明了的意義，也許有些根本就不能成立。”9愛恩斯坦說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅是一個數(shù)學上或?qū)嶒炆系募寄芏?。而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題。卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步?！?0什么是科學問題？是指一定的科學背景知識與一定的科學認識主體的求解理想之間的差距。是指一定

4、時代的科學認識主體在當時的背景知識下提出的關于科學認識和科學實踐中需要解決而又未解決的矛盾（問題）。112、科學問題的結構：（1）問題的指向是具體的即所指的研究對象是具體、明確界定的；（2）問題的疑項（目標）是明確的即研究的是過程原因還是性質(zhì)、結果應該是明確的。（2）問題的應答域是合理的：即當時的背景知識所允許研究而且有可能找到答案的。123、分類：根據(jù)學科性質(zhì)：基礎理論問題和應用研究問題；根據(jù)研究對象：經(jīng)驗問題和概念問題；根據(jù)求解的類型：是什么（WHAT)，為什么（WHY），怎么樣（HOW）；根據(jù)問題的重要程度：關鍵問題和一般問題；根據(jù)問題的層次、容量：母問題和子問題；根據(jù)對科學的作用：常規(guī)

5、問題和反常問題。13二、常規(guī)問題和反常問題1、常規(guī)問題定義：常規(guī)問題是指在維持已有理論框架的前提下提出的有待解決的疑難問題。特點：A、不與背景知識相沖突； B、使背景知識更加充實和完善； C、解決的方法是在背景知識指導下探索問題的答案。142、反常問題定義：指那些在拒斥已有理論框架的前提下出現(xiàn)的疑難問題。特點：A、對已有的理論提出質(zhì)疑； B、解決的方法是建立新的理論，取代舊的理論； C、使科學理論發(fā)生革命，產(chǎn)生質(zhì)變、飛躍，所以意義更加重大。15第二節(jié) 科研選題一、選題的步驟：調(diào)研 選擇 論證 確定 反饋調(diào)整 這是一個需要反復調(diào)研和多次論證，不斷反饋調(diào)整的過程。16二、選題的基本原則1、需要性原

6、則：社會需要和學科理論發(fā)展的需要;2、創(chuàng)新性原則：前人沒有解決或沒有完全解決的課題；3、科學性原則：要有科學理論和科學事實根據(jù)；4、可行性原則：具備進行研究的主客觀條件。17第三節(jié) 獲取科學事實的基本方法觀察和實驗一、科學事實1、什么是科學事實？科學事實是指通過觀察和實驗所獲得的主客觀相一致的經(jīng)驗事實。 客觀事實：客觀實在，本體論上的事實F1事實 經(jīng)驗事實：人對客觀實在的描述，認識論上的 事實F218科學事實科學認識的最初成果F1客觀事實 客觀世界存在的事物或現(xiàn)象本身，不包含人的主觀認識因素，它是人類認識的本原，屬于本體論范疇。F2經(jīng)驗事實 用語言文字對觀察到的客觀事實所做的陳述和判斷，是客觀

7、事實與人的感官（或儀器）相互作用的結果的表征，屬于認識論范疇?？茖W事實 ： 用語言文字對觀察到的客觀事實所做的真實描述和記錄，是通過鑒定被認為是正確反映了客觀事實的經(jīng)驗事實，也屬于認識論的范疇。19事實 科學事實 經(jīng)驗事實202、科學事實一般應滿足的條件：（1）科學事實應該是個別存在的陳述；（2）科學事實應該可復核、可重現(xiàn)；（3）科學事實應該是正確地反映客觀事實的陳述。213、科學事實在科學認識過程中的作用（1）科學事實是形成新概念、新理論的基礎；（2）科學事實是對科學假說和科學理論進行評價的依據(jù)。22二、科學觀察和科學實驗（一）科學觀察1、什么是科學觀察？觀察是人們有目的、有計劃地感知和描述

8、客觀對象、獲取感性材料（科學事實）的研究方法。2、特點：A、科學觀察是在一定的思想和理論指導下，有目的的、主動的實踐活動；B、科學觀察可借助一定的科學觀測儀器；C、科學觀察是在自然發(fā)生的條件下，即指不干預、不改變自然現(xiàn)象的情況下對研究客體進行觀察。233、類型以方式來分：直接觀察（肉眼觀察）和 間接觀察（儀器觀察）；以目的來分：定性觀察和定量觀察；以條件來分：自然觀察和實驗觀察 24（二）科學實驗1、什么叫科學實驗？科學實驗是人們根據(jù)一定的科學研究目的、運用一定的物質(zhì)手段（科學儀器和設備）、在人為控制或變革客觀事物的條件下獲得科學事實的研究方法。252、特點（1）可以簡化和純化研究對象；（2）可以強化研究對象（超高溫、超低溫、超高壓、超真空）；（3）可以使對象的屬性及其變化過程重復出現(xiàn)；（4）可以模擬研究對象的運動過程，從而認識對象的性質(zhì)；（5）是一種經(jīng)濟可靠的研究方法。263、實驗的類型（1）定性實驗；（2）定量實驗；（3）析因?qū)嶒?；?）直接實驗；（5）模擬實驗：物理模擬、數(shù)學模擬、功能模擬；（6）對照實驗。27（三）觀察