科學(xué)與科學(xué)方法

科學(xué)與科學(xué)方法第1頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)科學(xué)的本質(zhì)科學(xué)的含義？科學(xué)的主要特征？什么是非科學(xué)？什么是偽科學(xué)？

要搞清這個(gè)問題，就得了解：第2頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月1、詞源科學(xué)這個(gè)術(shù)語沒有漢語的起源。我們現(xiàn)在所講的科學(xué)，清朝末年叫做格致。它是從儒家經(jīng)典中的格物和致知縮略而來的。日本明治維新時(shí)期杰出的思想家福澤諭吉第一個(gè)把science譯成科學(xué)。漢語所用的科學(xué)則是康有為在1893年從日本引進(jìn)的。一、科學(xué)的含義第3頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)一詞，來自拉丁文scientia，是知識的意思。英文、德文、法文中的科學(xué)一詞都是拉丁文衍化而來，表示一個(gè)人對某些具體事物和隱含原理的認(rèn)知狀態(tài)。science第4頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月我們通常意義上的科學(xué)，泛指一切自然科學(xué)，它包括純科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)，社會科學(xué)也是科學(xué)的一種。但本章所要定義的科學(xué)，不包括這樣的推廣性內(nèi)涵。第5頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2、科學(xué)的定義

科學(xué)是由建立在經(jīng)驗(yàn)和邏輯基礎(chǔ)之上的關(guān)于自然界各種現(xiàn)象及其相互關(guān)系的普遍性和精確性陳述構(gòu)成的有組織的知識體系。第6頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月1、經(jīng)驗(yàn)性科學(xué)是人們通過感官獲得的知識的總和。從外延上講，包括觀察和實(shí)驗(yàn)。二、科學(xué)的特點(diǎn)第7頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、邏輯性

首先,科學(xué)理論的若干個(gè)基本假設(shè)之間，基本假設(shè)和由這些基本假設(shè)邏輯地導(dǎo)出的一系列結(jié)論之間，各個(gè)結(jié)論之間必須是相容的，不相互矛盾的。其次，邏輯自洽性也要求建構(gòu)理論過程中的所有邏輯推理和數(shù)學(xué)演算正確無誤。邏輯自洽性是一個(gè)理論能夠成立的必備條件。

第8頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3、可檢驗(yàn)性?？茖W(xué)的結(jié)論在技術(shù)上可以重復(fù)接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)?？茖W(xué)理論都有推論，它們是實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的對象。第9頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

例子1.圓周角定理：同弧所對的圓周角是圓心角的一半。推論1：半圓和半徑所對的圓周角是90度。推論2：同弧所對的圓周角相對。第10頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月例子2平行線等分線段定理：如果一組平行線在一條直線上截得的線段相等，那么在其它直線上截得的線段也相等。推論1：經(jīng)過梯形一腰的中點(diǎn)與底平行的直線必平分另一腰。推論2：經(jīng)過三角形一邊的中點(diǎn)與另一邊平行的直線必平分第三邊。第11頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月例子4相對性原理

推論：空間和時(shí)間的度量是依賴于速度的，速度的增加會使時(shí)間慢下來，而且距離(長度或大小)也增加了．1972年美國的兩位科學(xué)家將一架原子鐘放在一個(gè)噴氣設(shè)備上繞地球飛行．在它們旅行的最后，顯示出該鐘與地球上的同步的鐘相比每秒慢了十億分之89．第12頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月反例：物體相互吸引的“愛”理論無法檢驗(yàn)。第13頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月4.偽科學(xué)

1、偽科學(xué)偽科學(xué)這個(gè)詞最早產(chǎn)生于1844年.什么是偽科學(xué)：用虛假的或不充分的事實(shí)，以對應(yīng)的方式而不是以邏輯的方式證明一個(gè)預(yù)設(shè)原理的存在，并用它來冒充科學(xué)的面目出現(xiàn)的理論、方法和體系。三、偽科學(xué)、非科學(xué)與反科學(xué)偽科學(xué)的基礎(chǔ)是偽造的或虛妄的,此外，偽科學(xué)通常用對應(yīng)關(guān)系來代替科學(xué)中的因果關(guān)系。世界上的對應(yīng)關(guān)系很容易找到。但是對應(yīng)關(guān)系不是任何意義上的因果關(guān)系?？茖W(xué)所能接受的因果關(guān)系必須具有嚴(yán)格的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)和邏輯基礎(chǔ)。是否具有嚴(yán)格的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)和邏輯基礎(chǔ)，這是我們判斷科學(xué)與偽科學(xué)的基本標(biāo)準(zhǔn)。偽科學(xué)不同于非科學(xué)，反科學(xué)和科學(xué)中的作弊行為。第14頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

風(fēng)水學(xué)分二種，一種是迷信風(fēng)水，一種是自然風(fēng)水學(xué)。自然風(fēng)水學(xué)有科學(xué)依據(jù)，可以經(jīng)過實(shí)踐來驗(yàn)證。比如家居風(fēng)水設(shè)計(jì)，酒店風(fēng)水設(shè)計(jì)。通過風(fēng)水設(shè)計(jì)幫助人去掉一些疾病，改變心情狀態(tài)。中國風(fēng)水探求建筑的擇地，方位，布局與天道自然，人類命運(yùn)的協(xié)調(diào)關(guān)系。恰是中國風(fēng)水學(xué)的人與自然融合，即天地人合一的原則，排斥人類行為對自然環(huán)境的破壞，注重人類對自然環(huán)境的適應(yīng)，并指導(dǎo)人如何按這些感應(yīng)來解決建筑的選址乃至建造.社會流行廣泛的多數(shù)是風(fēng)水迷信；迷信風(fēng)水沒有科學(xué)依據(jù)。把風(fēng)水與命運(yùn)、發(fā)財(cái)?shù)嚷?lián)系在一起，可以說是有迷信的成分。比如貪官供神像，照樣被抓；窮人供神像，也不能成為富翁。。改造住宅風(fēng)水風(fēng)水學(xué)_640x400_2.00M_h.264.avi風(fēng)水學(xué)是偽科學(xué)嗎老梁觀世界-20130821風(fēng)水學(xué)算命師_標(biāo)清_448x336_2.00M_h.264.avi第15頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2、非科學(xué)還停留在經(jīng)驗(yàn)層次或不能覆蓋全部經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象卻又以科學(xué)面目出現(xiàn)的理論陳述或事實(shí)陳述。如熱質(zhì)說在18世紀(jì)曾經(jīng)是科學(xué)的。可是因?yàn)樗荒芙忉専岈F(xiàn)象從無到有的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，18世紀(jì)下半葉，它就變成非科學(xué)的了。非科學(xué)中沒有偽造行為行為，所以，它不屬于偽科學(xué)。第16頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3、反科學(xué)通常有兩個(gè)方面的含義。反對科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的思潮。這種思潮認(rèn)為，科學(xué)并沒有給人類帶來真正的福音，而是帶來了人性和環(huán)境的毀滅。所以，他們要反科學(xué)。逆科學(xué)而動的行為。比如，科學(xué)追求經(jīng)驗(yàn)和邏輯上的實(shí)證性，而反科學(xué)則追求虛無縹緲的超我意境，在所謂的超我意境中去實(shí)現(xiàn)自我。第17頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月它并不自稱科學(xué)，反而直截了當(dāng)?shù)嘏锌茖W(xué)，揭科學(xué)的短。反科學(xué)有合理性，是科技與文化整合中不可缺失的一個(gè)成份或方面。反科學(xué)反對把科學(xué)方法視為最高準(zhǔn)則，反對排斥其他方法，只用科學(xué)方法來仲裁政治、道德、法律、藝術(shù)、情感等一切人類問題。片面性，把一切災(zāi)難歸之于科學(xué)是荒謬的?？茖W(xué)方法雖非萬能，卻的確有極廣泛的應(yīng)用可能性，至今仍不能說人類已窮盡了科學(xué)方法的所有可能應(yīng)用領(lǐng)域。阻止了人類繼續(xù)利用科學(xué)方法為自己謀得更多福利的可能，從而是不智的。對反科學(xué)怎么看第18頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)科學(xué)的發(fā)展規(guī)律1.國外關(guān)于科學(xué)發(fā)展模式的理論（1）邏輯實(shí)證主義理論

線性積累模式：科學(xué)的發(fā)展就是科學(xué)知識的不斷增加。第19頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（

2）證偽主義的理論

卡爾·波普爾P1

(問題)→TT

(試探性理論)

→EE

(批判檢驗(yàn),

排除錯(cuò)誤)

→P2

(新問題)

第20頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）歷史主義理論

庫恩：科學(xué)革命的本質(zhì)是范式的變革和轉(zhuǎn)換范式：Paradigm從事某一科學(xué)的研究者群體所共同遵從的世界觀和行為方式，它包括三個(gè)方面的內(nèi)容：共同的基本理論、觀念和方法；共同的信念；某種自然觀（包括形而上學(xué)假定）“鴨———兔變換”常規(guī)科學(xué)科學(xué)革命新常規(guī)科學(xué)第21頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）“科學(xué)研究綱領(lǐng)”發(fā)展模式

科學(xué)研究綱領(lǐng)包括硬核、保護(hù)帶兩個(gè)部分和正、反啟發(fā)法兩條規(guī)則。研究綱領(lǐng)的硬核,即是研究綱領(lǐng)所依據(jù)的基本假定,是一個(gè)綱領(lǐng)區(qū)別于另一個(gè)綱領(lǐng)的本質(zhì)特征。研究綱領(lǐng)的保護(hù)帶,即是圍繞硬核所形成的眾多輔助性假設(shè)。綱領(lǐng)的正面啟發(fā)法,則是關(guān)于如何改變、發(fā)展、研究綱領(lǐng),以及如何修改、完善保護(hù)帶的指導(dǎo)方針。綱領(lǐng)的反面啟發(fā)法,即是把

指向硬核的反駁的矛頭改為指向保護(hù)帶,通過調(diào)整、改善,甚至更換保護(hù)帶而保護(hù)硬核。

拉卡托斯第22頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)科學(xué)研究的方法科研選題方法。獲取科學(xué)事實(shí)方法。思維加工方法。假說及其驗(yàn)證方法。建立理論體系方法?？茖W(xué)研究是運(yùn)用嚴(yán)密的科學(xué)方法，有目的、有計(jì)劃、有系統(tǒng)的認(rèn)識客觀對象，探索客觀真理的活動。第23頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月一、科研選題

科研選題：確定出一個(gè)問題作為自己的研究目標(biāo)?？蒲羞^程具有戰(zhàn)略意義的第一步，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：1、科研選題及意義第24頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）它規(guī)定著科研工作的總?cè)蝿?wù)、總方向和進(jìn)展速度。（2）選題能調(diào)整和加速科研人員的知識積累，從而適應(yīng)科學(xué)日益發(fā)展的趨勢。（3）選題在一定程度上決定著科學(xué)研究中所使用的方法和手段，因而能推動研究方法的進(jìn)步。（4）有創(chuàng)見的課題的提出，對于科學(xué)技術(shù)本身的發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。選題意義第25頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月波普爾在一次講演時(shí)，一開始就宣布“請觀察！”聽眾莫名其妙，不知道要觀察什么。波普認(rèn)為這正好說明，離開一定的問題，漫無目的的觀察是不存在的。2、科學(xué)研究從問題開始“認(rèn)識源于實(shí)踐”

“科研始于觀察”（1）“科研始于問題”第26頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一、觀察本身不足以成為科學(xué)研究的起點(diǎn)，只有問題，才引起了研究。人們總是以問題為框架有選擇地去搜集事實(shí)材料，與問題有關(guān)的材料被搜集起來，與問題無關(guān)的材料則任其流散，不在科學(xué)認(rèn)識主體中引起信息效應(yīng)。第二、那些遠(yuǎn)離經(jīng)驗(yàn)世界的理論研究，則更不是從觀察，而只是由問題而進(jìn)入研究。只有發(fā)現(xiàn)了原有理論不能解決問題時(shí)，人們才會去修正、補(bǔ)充它，或著手建立新理論

why第27頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月德國物理學(xué)家倫琴1895年一次在做陰極射線實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到陰極射線管對附近的照相底板感光。這一觀察事實(shí)不能用關(guān)于陰極射線的理論來解釋，由此他轉(zhuǎn)向研究這一異?，F(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了一種新的射線即X射線。然而美國的古德斯密斯早六年前（1890年2月22日）就曾觀察到過這類現(xiàn)象，并拍下了第一張這一現(xiàn)象的照片。但他并沒有在這里看到有什么問題，而是把這張照片簡單地扔進(jìn)了廢相片堆中。幾乎同時(shí)，克魯克斯也曾發(fā)現(xiàn)一些照片模糊不清，但他只把它看成是照相底板質(zhì)量不好所致。古德斯密斯和克魯克斯盡管都早于倫琴5、6年前就觀察到同類現(xiàn)象，但都因沒有發(fā)現(xiàn)問題而未有進(jìn)入研究，從而就不能發(fā)現(xiàn)這是一種不同于陰極射線的另一種射線—X射線。第28頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)科學(xué)問題與非科學(xué)問題科學(xué)問題是通過對科學(xué)背景知識的分析而產(chǎn)生的問題問題就是疑難

簡單問題是指由無知而不是通過對科學(xué)背景知識的分析而得出的問題第29頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

科學(xué)問題的結(jié)構(gòu)。問題的指向：問題的研究對象（what/why/how)研究的目標(biāo):想要獲得的答案應(yīng)答域：預(yù)設(shè)的求解范圍和方法。WHATHOWWHY第30頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月維納在1948年提出關(guān)于信息論如何發(fā)展的問題。他明確指出：“我們必須發(fā)展一個(gè)關(guān)于信息量的統(tǒng)計(jì)理論，在這個(gè)理論中，單位信息量就是對于具有相等概念的二中擇一的事物作單一選擇時(shí)所傳遞出去信息?！?維納在這里提出了一個(gè)需要探索的科學(xué)問題，問題的目標(biāo)是發(fā)展一個(gè)關(guān)于信息量的統(tǒng)計(jì)理論，問題的應(yīng)答域是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)理論和單位信息量的基本概念。應(yīng)答域第31頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月求解目標(biāo)和應(yīng)答目標(biāo)起定向作用在1928年，弗萊明外出度假回實(shí)驗(yàn)室時(shí)，注意到一個(gè)與空氣意外接觸過的葡萄球菌培養(yǎng)皿中長出了一團(tuán)青綠色霉菌，霉菌周圍的葡萄球菌已被溶解。弗萊明認(rèn)為，這意味著霉菌的某種分泌物能抑制葡萄球菌（別人不以為然）。此后的鑒定表明，上述霉菌為青霉菌，因此弗萊明將其分泌的抑菌物質(zhì)稱為青霉素。應(yīng)答域第32頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月1887年，邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)“零結(jié)果”，為什么出現(xiàn)這樣結(jié)果？大多數(shù)科學(xué)家都企圖在原來的“以太”理論（應(yīng)答域）內(nèi)做修補(bǔ)，但是沒有獲得滿意的答案，反而阻礙了物理學(xué)的發(fā)展。愛因斯坦拋棄以太理論，建立相對論（改變應(yīng)答域），才圓滿解決。黑體輻射現(xiàn)象。在經(jīng)典力學(xué)（應(yīng)答域）不能很好解釋，普朗克提出“能量子”假說（新的應(yīng)答域），問題就解決了。應(yīng)答域第33頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

（3）科學(xué)問題的來源

1)從社會生產(chǎn)和實(shí)際生活的需要中產(chǎn)生問題。根據(jù)社會生產(chǎn)和實(shí)際生活的需要，提出種種實(shí)用性或技術(shù)性問題。例如，由于通訊工程和自動控制系統(tǒng)、機(jī)械電子工業(yè)和信息工業(yè)等新興工業(yè)發(fā)展的需要，人們提出“信息高速公路”問題。又如，由于糧食危機(jī)，人們提出了轉(zhuǎn)基因問題。雜交稻綠肥不行嗎

第34頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2)從科學(xué)事實(shí)與已有理論的矛盾中產(chǎn)生在科學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的新的事實(shí)，原有理論解釋不了或與原有理論不相容，因而會產(chǎn)生問題。例如，現(xiàn)代物理學(xué)革命的起因，就是經(jīng)典物理學(xué)理論難以解釋19世紀(jì)末、20世紀(jì)初不斷涌現(xiàn)的新的物理實(shí)驗(yàn)事實(shí)和現(xiàn)象，如黑體輻射，光電效應(yīng)等，從而產(chǎn)生出大量足以動搖經(jīng)典物理學(xué)大廈根基的問題，如能量究竟是連續(xù)的還是不連續(xù)的，經(jīng)典物理學(xué)能否有效解釋微觀物質(zhì)世界的運(yùn)動規(guī)律等。第35頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3)科學(xué)理論體系本身的內(nèi)在矛盾所產(chǎn)生的科學(xué)問題科學(xué)理論體系的構(gòu)建，在邏輯上應(yīng)該是自洽的。當(dāng)科學(xué)理論內(nèi)部出現(xiàn)邏輯困難，如邏輯推理過程出現(xiàn)斷點(diǎn)或發(fā)生跳躍，或?qū)С鱿嗷ッ艿拿}或結(jié)論時(shí)，就會產(chǎn)生需要進(jìn)一步探討的所謂概念問題?？茖W(xué)中的悖論，yang謬就是內(nèi)部概念問題的典型形式。例如，亞里士多德動力學(xué)理論指出，物體運(yùn)動的速度與物體所受的力的大小成正比，因此，重物下落的速度與物體的重量成正比。伽利略通過一系列的假設(shè)和嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)，揭示了亞里士多德理論中的悖論。例如，雙生子佯謬第36頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月有一對雙生兄弟，其中一個(gè)甲跨上一宇宙飛船作長程太空旅行，而另一個(gè)乙則留在地球。結(jié)果當(dāng)甲回到地球后，我們發(fā)現(xiàn)他比乙更年青。但如果我們從甲的角度去想這個(gè)問題，我們似乎會得出矛盾的結(jié)果：旅行者在宇宙飛船中會看到地球以高速離他而去，然后又高速回來。他可以認(rèn)為乙才是移動時(shí)鐘，所以才會受時(shí)間膨脹所影響，而不是他自己。因此甲預(yù)期回到地球后，會看見比他更年輕的雙生兄弟。但這就與他兄弟的想法恰好相反──那么究竟誰的想法才是正確呢？事實(shí)上雙生子佯謬并不存在。狹義相對論是關(guān)于慣性系之間的時(shí)空理論。甲和乙所處的參考系并不都是慣性系，乙是近似的慣性系，乙推論甲比較年輕是正確的；而甲是非慣性系，狹義相對論不適用，甲不能推論乙比較年輕。其實(shí)根據(jù)廣義相對論，知乙飛行歸來與甲會合時(shí)，甲仍然是21歲，而乙是90多歲。

雙生子佯謬第37頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月4)從不同學(xué)派和理論之間的矛盾所產(chǎn)生的科學(xué)問題。在一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，對同一事物，可以有不同學(xué)派運(yùn)用不同理論進(jìn)行解釋。如天文學(xué)中的日心說與地心說；地質(zhì)學(xué)中的漸變論與災(zāi)變論?；蛘咴诓煌瑢W(xué)科領(lǐng)域之間的理論產(chǎn)生了矛盾。如生物系統(tǒng)自發(fā)地向有序性增加熵減少的方向演化，而非生命系統(tǒng)則向有序性減少，熵增加的方向演化，物理學(xué)和生物學(xué)演化方向的矛盾，促進(jìn)了非平衡態(tài)熱力學(xué)的發(fā)展。第38頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月：

1)課題的前期調(diào)研a.了解研究水平。要了解目前國內(nèi)外本學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀和動向，研究者據(jù)此可使自己所選的課題爭取達(dá)到當(dāng)前最高或較高的水平。

b.了解科研重點(diǎn)。要了解目前國內(nèi)外本學(xué)科的研究重點(diǎn)所在。

c.了解所選課題是否屬于學(xué)科理論發(fā)展或生產(chǎn)、技術(shù)領(lǐng)域迫切需要解決的問題，估計(jì)其理論價(jià)值或社會和經(jīng)濟(jì)的效益。d.文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)際考察、或兩者兼顧。3、科研選題步驟第39頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2)課題的構(gòu)思和論證a.論證課題的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義b.分解研究課題和研究步驟。c.確定研究手段、實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)路線，構(gòu)思實(shí)驗(yàn)原理和裝置結(jié)構(gòu)。d.論證和評價(jià)課題價(jià)值，包括科學(xué)意義、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益等，預(yù)計(jì)科研究成果的形式和去向等。第40頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3)課題的開題、評審由課題組向?qū)＜以u審組報(bào)告課題研究的全面設(shè)計(jì)和構(gòu)思，由專家評審組進(jìn)行評審、指導(dǎo)，以便進(jìn)一步完善課題研究的設(shè)計(jì)，這就是開題論證。專家評審組通過之后，課題組根據(jù)專家評審組的意見，將開題論證報(bào)告進(jìn)一步完善，然后才能正式開始課題的實(shí)際研究。第41頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月1）需要性原則：首要的基本原則：指的是選題必須面向?qū)嶋H、按需選題。（1）社會實(shí)際需要。（2）科學(xué)自身需要。少數(shù)理論性課題，其成果僅具有純理論的價(jià)值。有的課題，其成果只對科學(xué)實(shí)踐發(fā)揮作用，接著再間接對生產(chǎn)實(shí)際作用。有的課題，其成果對未來的生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)揮作用。4、科研選題的原則：第42頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2）科學(xué)性原則（限制性原則）：指課題應(yīng)持之有故、選之有理。兩方面：（1）理論依據(jù)：與長期自然科學(xué)所形成的原理吻合。即以科學(xué)為指南。（2）事實(shí)依據(jù)：以人類實(shí)踐所反復(fù)證明了的客觀規(guī)律為基礎(chǔ)。第43頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3）創(chuàng)造性原則（創(chuàng)新性原則）：即要求選題本身具有先進(jìn)性、新穎性。（1）概念觀點(diǎn)上的創(chuàng)新；（2）方法上的創(chuàng)新(網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)）；（3）應(yīng)用上的創(chuàng)新。必須有新意和時(shí)代感?？蒲屑热皇莿?chuàng)造性的勞動，就必須考慮選題是否屬于當(dāng)代科學(xué)上的未知領(lǐng)域。李政道"向還沒有開辟的領(lǐng)域進(jìn)軍，才能創(chuàng)造新天地。"第44頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月4）可能性原則（可行性原則）：對于應(yīng)用研究課題，例如試制新產(chǎn)品，選題時(shí)還要再考慮以下幾個(gè)方面：（l）市場要求；（2）經(jīng)濟(jì)性，主要是成本等；（3）實(shí)用性，其中包括性能等；（4）技術(shù)可行性（必要時(shí)可先做一些簡單試驗(yàn)，以檢驗(yàn)所提出的設(shè)想是否可行，然后確定課題）恩格斯：“我們只能在我們時(shí)代的條件下進(jìn)行認(rèn)識，而且這些條件達(dá)到什么程度，我們便認(rèn)識到什么程度?！钡?5頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月二、獲取科學(xué)事實(shí)方法：觀察與實(shí)驗(yàn)

（一）科學(xué)觀察1、什么是觀察人們有目的、有計(jì)劃地感知和描述客觀事物的一種科學(xué)認(rèn)識方法。第46頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月種類：

人的觀察能力是歷史地發(fā)展著的，它曾表現(xiàn)出幾方面的飛躍：①從感官觀察擴(kuò)展到儀器觀察。科學(xué)儀器作為人的感官的延長和補(bǔ)充，日益克服感官的生理局限性，不斷開拓認(rèn)識的視野,并使觀察走向精確化和定量化;單憑我們的感官進(jìn)行觀察還不能對事物做出可靠的判斷，因此經(jīng)常要借助于一些儀器和工具來幫助我們做出準(zhǔn)確的判斷。②從自然狀態(tài)的觀察擴(kuò)展到實(shí)驗(yàn)中的觀察（見科學(xué)實(shí)驗(yàn)）；③從人腦指導(dǎo)下的觀察擴(kuò)展到電腦參與下的觀察。電腦作為人腦的延長和補(bǔ)充，能夠極大地提高觀察效率，獲得更多的信息量，更快、更及時(shí)地貯存和加工觀察結(jié)果；④從地面觀察擴(kuò)展到太空觀察。從而，使人們開始擺脫只在地球表面上觀察的局限性。第47頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月意義：觀察是重要的科學(xué)研究方法。許多科學(xué)知識需要經(jīng)過仔細(xì)、準(zhǔn)確的觀察和實(shí)驗(yàn)，并通過認(rèn)真、嚴(yán)密的論證后，才能總結(jié)出來。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往源于用心的觀察與研究。只有具備了準(zhǔn)確的頭腦，科學(xué)發(fā)現(xiàn)才有可能降臨。在科學(xué)觀察中既要善于抓住最主要的東西，同時(shí)又要注意捕捉那些意外的偶然現(xiàn)象，跟蹤追查，從偶然中發(fā)現(xiàn)必然的東西。因?yàn)橛^察中的機(jī)遇常常是重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的契機(jī)。

1895年，德國物理學(xué)家倫琴偶爾發(fā)現(xiàn)放在陰極射線管附近用黑紙包裹得很嚴(yán)實(shí)的照相底片發(fā)生了嚴(yán)重的感光現(xiàn)象，于是想到可能有種神秘的光穿過了黑紙。通過經(jīng)一步的觀察和研究，他發(fā)現(xiàn)了倫琴射線（X射線）第48頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2、觀察的基本原則

（1）客觀性原則（2）目的性原則

科學(xué)觀察不只是感性活動，而且是由科學(xué)理論知識和科學(xué)思維方法武裝起來的認(rèn)識活動，理性思維滲透于觀察過程的始終。正因?yàn)槿绱?，科學(xué)觀察才能達(dá)到客觀性、全面性和系統(tǒng)性，才可能透過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì)。第49頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）系統(tǒng)動態(tài)原則（4）典型性原則：有代表性的對象。竺可楨：觀察燕子與氣候的變化。【紀(jì)錄片-大師】竺可楨（上）_634x450_2.00M_h.264.avi第50頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）科學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)預(yù)定目的，在人工控制條件下，通過干預(yù)和控制科研對象而觀察和探索科研對象有關(guān)規(guī)律和機(jī)制的一種研究方法。它是人類獲得知識、檢驗(yàn)知識的一種實(shí)踐形式?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中多種儀器的使用，使獲得的感性材料更豐富、更精確，且能排除次要因素的干擾，更快揭示出研究對象的本質(zhì)。第51頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月純化條件

科學(xué)實(shí)驗(yàn)具有純化觀察對象的條件的作用。對研究對象進(jìn)行各種的人工變革和控制，使其擺脫各種偶然因素的干擾，這樣被研究對象的特性就能以純粹的本來面目而暴露出來。人們就能獲得被研究對象在自然狀態(tài)下難以被觀察到的特性。例如，肉湯腐敗這個(gè)常見的現(xiàn)象究竟是什么原因引起的？巴斯德認(rèn)為煮沸的肉湯后來又變質(zhì)，這是由于空氣中的微生物進(jìn)入肉湯造成的結(jié)果。他設(shè)計(jì)了一種曲頸瓶，把肉湯注入瓶內(nèi)并加熱殺菌。由于瓶子是曲頸的，它使外界空氣中的塵埃很不容易進(jìn)入瓶內(nèi)。結(jié)果肉湯并不腐敗。這就是通過一定的實(shí)驗(yàn)手段，排除了空氣中的微生物對肉湯的作用，觀察到了肉湯在比較純粹的狀態(tài)下是不會腐敗的。肉湯實(shí)驗(yàn)第52頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)化條件科學(xué)實(shí)驗(yàn)具有強(qiáng)化觀察對象的條件的作用。人們可以利用各種實(shí)驗(yàn)手段，創(chuàng)造出在地球表面的自然狀態(tài)下無法出現(xiàn)的或幾乎無法出現(xiàn)的特殊條件，如超高溫、超高壓、超低溫、超真空等等。在這種強(qiáng)化了的特殊條件下，人們遇到了許多前所未知的在自然狀態(tài)中不不能或不易遇到的新現(xiàn)象，使人們發(fā)現(xiàn)了許多具有重大意義的新事實(shí)。例如，人們能通過一定實(shí)驗(yàn)手段，造成接近絕對零度的超低溫，從而使我們能把幾乎所有的氣體液化。在這種超低溫下，人們也能發(fā)現(xiàn)某些材料具有特殊優(yōu)良的導(dǎo)電性能，即具有無電阻、抗磁等超導(dǎo)態(tài)特性。

超導(dǎo)態(tài)第53頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月可重復(fù)性

例如，英國化學(xué)家普利斯特列在1774年用聚光鏡加熱汞的化物而分解出一種氣體，它比空氣的助燃性要強(qiáng)好多倍。普利斯特列把這種氣體稱之為失燃?xì)怏w。當(dāng)普利斯特列把這個(gè)消息告訴法國科學(xué)家拉瓦錫后，拉瓦錫馬上動手重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加熱氧化汞而分解出來的能助燃的氣體不是別的而是氧氣。

普利斯特氧氣實(shí)驗(yàn)拉瓦錫實(shí)驗(yàn)第54頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2、實(shí)驗(yàn)的基本程序（1）實(shí)驗(yàn)構(gòu)思：實(shí)驗(yàn)假設(shè)（原理）（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：技術(shù)安排（方法、儀器等）（3）實(shí)驗(yàn)實(shí)施：再現(xiàn)構(gòu)思與方案（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述第55頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）觀察與實(shí)驗(yàn)中的認(rèn)識問題1、測量問題（1）什么是測量問題：⊿p.⊿x≧h/4∏(p為動量，x為位置。）（2）為什么會出現(xiàn)測量問題（3）解決辦法2、機(jī)遇問題（1）什么是機(jī)遇：出乎意料的事實(shí)（2）機(jī)遇產(chǎn)生的原因（3）捕捉機(jī)遇的條件第56頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月三、整理科學(xué)事實(shí)的方法：科學(xué)抽象與科學(xué)思維（一）科學(xué)抽象1、科學(xué)抽象及其特點(diǎn)（1）什么是科學(xué)抽象（2)特點(diǎn)：a.抽象性;b.推演性2、科學(xué)抽象的基本過程（1）感性具體—抽象規(guī)定（2）抽象規(guī)定—理性具體3、科學(xué)抽象的結(jié)果（1）形成科學(xué)概念（2）形成科學(xué)符號（3）形成思想模型第57頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）科學(xué)思維1、科學(xué)思維及特點(diǎn)2、科學(xué)思維的基本類型（1）邏輯思維（2）形象思維（3）直覺思維3、邏輯思維的基本方法（1）分析與綜合（2）歸納與演繹（3）比較與分類第58頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月邏輯思維是運(yùn)用概念進(jìn)行判斷，并按一定邏輯關(guān)系進(jìn)行推理，對于事物認(rèn)識的信息材料抽象，從而產(chǎn)生新的認(rèn)識。邏輯思維第59頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月歸納方法完全歸納S1是PS2是P.Sn是P(S1—Sn是S全部對象）

凡S是P根據(jù)一類事物的部分對象具有某種性質(zhì)，推出這類事物的所有對象都具有這種性質(zhì)的推理第60頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月不完全歸納法簡單枚舉法S1是P

S2是P….Sn是P

(S1—Sn是S部分對象，且未見反例）

凡S是P第61頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)歸納求同法

場合條件研究對象ⅠABCaⅡADFaⅢAGHaA是a的原因例如，從井里向上提水，當(dāng)水桶還在水中時(shí)不覺得重，水桶一離開水面就重得多；在水里搬運(yùn)木頭，要比在岸上搬輕得多；游泳時(shí)托起一個(gè)在水里的人比托起一個(gè)不在水里的人容易得多。以上現(xiàn)象雖然各自的情況不盡相同，但都有一個(gè)共同的情況，即水對于在它里面的物體能產(chǎn)生浮力，而這正是使得人們感到物體在水中變輕現(xiàn)象發(fā)生的原因。第62頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月求異法場合條件研究對象ⅠABCaⅡBCA是a的原因如某學(xué)生每到上課便頭痛，一下課就不疼了。他就認(rèn)為自己頭痛的原因就是上課引起的。然而事實(shí)卻是因?yàn)樗险n和下課戴不戴眼鏡引起的，所以這位學(xué)生由差異法得出的結(jié)論是錯(cuò)誤的。例如，有兩塊土質(zhì)、品種、耕作技術(shù)都相同的油菜田，其中一塊利用蜜蜂幫助授粉，結(jié)果有蜜蜂幫助授粉的田比沒有蜜蜂幫助授粉的田油菜籽的單位面積產(chǎn)量增加37.5％。因此，用蜜蜂為油菜授粉可以增產(chǎn)。由于兩塊田除有無蜜蜂幫助授粉外，其他情況完全相同。有蜜蜂幫助授粉則產(chǎn)量高，無蜜蜂幫助授粉則產(chǎn)量低，因此，可以通過求異法斷定，蜜蜂授粉是油菜增產(chǎn)的原因。第63頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月求同求異法場合條件研究對象ⅠABCaⅡADEaⅢFGA是a的原因第64頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月共變法場合條件研究對象ⅠA1BCa1ⅡA2BCa2ⅢA3BCa3A是a的原因例如，某個(gè)生產(chǎn)電視機(jī)的企業(yè)，如果資金利用率為50％，那么利潤增加80％；資金利用率為60％，那么利潤增加100％；資金利用率為90％，那么利潤增加120％。其他情況沒有發(fā)生變化，那么資金利用率的提高就是利潤增加的原因。第65頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月剩余法場合條件研究對象ⅠABCaⅡBbⅢCcA是a的原因例如，居里夫婦對鐳元素的發(fā)現(xiàn)。居里夫婦通過測定發(fā)現(xiàn)，幾塊瀝青鈾礦樣品的放射性比純鈾的放射性大，這就意味這些瀝青礦石中一定含有其他放射性元素，于是居里夫婦進(jìn)行艱苦的從瀝青鈾礦中提取新的放射性元素的工作，成功發(fā)現(xiàn)了鐳元素。第66頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月演繹方法三段論M----PS----MS---P從一般性的前提出發(fā)，通過推導(dǎo)即“演繹”，得出具體陳述或個(gè)別結(jié)論的過程第67頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）肯定前件式如果p，那么qp___________所以，q（2）否定后件式如果p，那么q非q___________所以，非p例如：1.如果誰驕傲自滿，那么他就要落后；小張驕傲自滿，所以，小張必定要落后。2.如果誰得了肺炎，他就一定要發(fā)燒；小李沒發(fā)燒，所以，小李沒患肺炎。例1和例2都是充分條件假言推理，前者是肯定前件式；后者是否定后件式。這兩個(gè)推理都符合推理規(guī)則，所以，都是正確的。假言推理第68頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月p或者q非p___________所以，q或者p或者q非q___________所以，p例如：1.金敏是教師或者是律師，她不是教師，所以，她是律師。（正）2.金敏是教師或者是律師，她是教師，所以，她不是律師。（誤）選言推理第69頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月兩難推理1．理發(fā)師悖論（羅素悖論）：某村只有