生物科學(xué)研究方法-概論.ppt

生物學(xué)科學(xué)研究方法論,陸玲南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物研究所,科學(xué)研究沒有一成不變的方法，也沒有萬(wàn)無(wú)一失的共同模式，但它是講究方法的。,（1）提出問(wèn)題的能力必需具備堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和廣博的知識(shí)（學(xué)習(xí)能力）、學(xué)問(wèn)和經(jīng)驗(yàn)才能提出問(wèn)題、創(chuàng)立假說(shuō)。能通過(guò)閱讀文獻(xiàn)和收集資料后進(jìn)行思考和判斷進(jìn)行歸納（邏輯思維能力）。具備好奇心（創(chuàng)造性）、不被已成定式束縛、不墨守成規(guī)、敢于直面科學(xué)現(xiàn)實(shí)、敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)也是不可缺少的品質(zhì)。,科學(xué)研究可以培養(yǎng)學(xué)者三個(gè)能力,(2)有制定假說(shuō)（假設(shè)、方案）的能力,有批評(píng)、判斷種種假說(shuō)（假設(shè)、方案）的能力；這主要是培養(yǎng)思維能力邏輯思維（分析、對(duì)比、推理）和形象思維的能力。(3)有證明假說(shuō)（假設(shè)、方案）的是非真假的能力；這主要是指實(shí)踐能力設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、深入考察、觀察事物的能力。,有了這三種能力，學(xué)生將來(lái)到社會(huì)上，便能具備：1.彈性的適應(yīng)能力;即行為模式具有可塑性、不墨守成規(guī)，能快速適應(yīng)環(huán)境的變遷。2.敏銳的預(yù)見能力;即對(duì)各種變遷局勢(shì)作出快速而恰當(dāng)?shù)念A(yù)見和反應(yīng)。3.豐富的創(chuàng)意能力;即能不斷產(chǎn)生新穎(Idea)思路和方案。,做學(xué)問(wèn)的三境界（國(guó)學(xué)大師：王國(guó)維）,第一境界：晏殊蝶戀花：“昨夜西風(fēng)凋碧樹。獨(dú)上高樓，望盡天涯路”。做學(xué)問(wèn)成大事業(yè)者首先應(yīng)該登高望遠(yuǎn)，鳥瞰路徑，了解概貌。第二境界：柳永蝶戀花：“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴?！弊鰧W(xué)問(wèn)成大事業(yè)不是輕而易舉的，必須經(jīng)過(guò)一番辛勤勞動(dòng)的過(guò)程，“為伊消得人憔悴”，就是說(shuō)要像渴望戀人那樣，廢寢忘食，孜孜不倦，人瘦帶寬也不后悔。第三境界：辛棄疾青玉案元夕“眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。經(jīng)過(guò)反復(fù)追尋、研究，到底取得了成功。做學(xué)問(wèn)也用得上陶淵明的一句詩(shī)“山窮水盡疑無(wú)路，柳暗花明又一村”，只要功夫精神用到，自然會(huì)豁然開朗，有所發(fā)現(xiàn)，有所發(fā)明的。,第一章生物科學(xué)研究概論一、生物科學(xué)研究的范疇與類型二、生物科學(xué)科學(xué)研究的特點(diǎn)三、生物科學(xué)研究的基本程序,一、生物科學(xué)研究的范疇與類型1生物科學(xué)研究的范疇創(chuàng)造知識(shí)是指對(duì)未知生命現(xiàn)象進(jìn)行探索，以求發(fā)現(xiàn)新知識(shí)、新規(guī)律、新原理，發(fā)明新方法、新手段等等加工知識(shí)則是對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的生命科學(xué)知識(shí)進(jìn)行收集貯存、分析整理、綜合歸納、鑒別運(yùn)用，是使知識(shí)規(guī)范化、系統(tǒng)化。應(yīng)用知識(shí)是運(yùn)用已有的生物學(xué)知識(shí)去開拓新的應(yīng)用途徑。,科學(xué)研究必須以取得新的結(jié)果作為衡量成功與否的標(biāo)準(zhǔn)。這是一種創(chuàng)造性勞動(dòng)。新的結(jié)果可能是新發(fā)現(xiàn)、新理論，或是新方法、新工藝；也可能是新材料，或新器件等等。,科學(xué)史有無(wú)數(shù)創(chuàng)造性的例子：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，細(xì)心觀察，發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象，如倫琴發(fā)現(xiàn)X射線；琴納通過(guò)接種牛痘防治天花，從而奠定了免疫學(xué)；按預(yù)定的概念與設(shè)計(jì)去實(shí)驗(yàn)，取得了預(yù)期的結(jié)果，如居里夫人從大量的瀝青鈾礦中提煉出放射性元素釙和鐳；通過(guò)廣泛的觀察、體會(huì)，沖出就理念，“悟”出新概念，從而提出新理論，如達(dá)爾文的進(jìn)化論。,修正舊的理論，提出新的假說(shuō)，這些假說(shuō)在當(dāng)時(shí)似乎都違反常識(shí)，如愛因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論。有的人利用多學(xué)科交叉、組織起來(lái)，建立起新領(lǐng)域而取得了成功，如維納建立控制論。所有這一切都說(shuō)明，獲得創(chuàng)造性成果的途徑是多種多樣的，顯然不存在什么一成不變的方法。,2生物科學(xué)研究的類型與特點(diǎn)一般科學(xué)研究工作可按其目的，任務(wù)和方法不同，分為基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究?；A(chǔ)研究是指為獲得新知識(shí)而進(jìn)行的獨(dú)創(chuàng)性研究?；A(chǔ)研究工作基本上在學(xué)科前沿，并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。它不著眼于當(dāng)前的應(yīng)用，沒有特定的商業(yè)目的。,基礎(chǔ)科學(xué)是人類對(duì)客觀世界基本規(guī)律認(rèn)識(shí)的總和。基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題有兩大來(lái)源，人類對(duì)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的不懈探求；社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求?；A(chǔ)研究是從事基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題研究活動(dòng)的統(tǒng)稱，它以探索未知、揭示客觀規(guī)律和培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才為使命。,基礎(chǔ)研究的成果具有超前性，每一個(gè)重大突破,都會(huì)對(duì)人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界能力的提高,對(duì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成和經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生深刻的影響，發(fā)揮巨大的作用。基礎(chǔ)研究的顯著特征之一是厚積薄發(fā)，其進(jìn)展往往難以預(yù)測(cè)，需要在寬松環(huán)境下長(zhǎng)期積累才能取得重大成果。,維薩留斯(1514-1564)人體結(jié)構(gòu)論哥白尼(1473-1543)日心說(shuō)牛頓(1643-1727)力學(xué)理論體系,應(yīng)用研究：是指運(yùn)用基礎(chǔ)研究的成果和有關(guān)知識(shí)，為創(chuàng)造新產(chǎn)品、新方法、新技術(shù)、新材料等技術(shù)基礎(chǔ)所進(jìn)行的定向研究。應(yīng)用研究有目的、有計(jì)劃、有時(shí)間限制，其成果有實(shí)用價(jià)值，有一定保密性。,開發(fā)研究：是指利用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究的成果和有關(guān)知識(shí)，為了推廣新產(chǎn)品、新方法、新技術(shù)、新材料、新設(shè)計(jì)、新流程，以及為生產(chǎn)產(chǎn)品或完成工程任務(wù)而進(jìn)行的技術(shù)研究活動(dòng)。,基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、開發(fā)研究三者之間關(guān)系：基礎(chǔ)研究是對(duì)新知識(shí)、新理論、新原理的探索，其成果不但能擴(kuò)大科學(xué)理論領(lǐng)域，提高應(yīng)用研究的基礎(chǔ)水平，而且對(duì)于技術(shù)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和生產(chǎn)的發(fā)展具有不可估量的作用。應(yīng)用研究是把基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)的新知識(shí)、新理論用于特定目標(biāo)的研究。它是基礎(chǔ)研究與開發(fā)研究之間的橋梁。開發(fā)研究又稱技術(shù)開發(fā)，是把應(yīng)用研究的成果直接用于生產(chǎn)實(shí)踐的研究。,三者結(jié)合實(shí)例：,重大科學(xué)研究專項(xiàng)計(jì)劃：在重大科學(xué)問(wèn)題和國(guó)家戰(zhàn)略需求的結(jié)合點(diǎn)上，試點(diǎn)實(shí)施專項(xiàng)重大研究計(jì)劃，重在積累知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才，推動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)的繁榮和發(fā)展，并為新一代高技術(shù)做好先導(dǎo)性研究。,專項(xiàng)計(jì)劃1：蛋白質(zhì)研究計(jì)劃,基因組,細(xì)胞,DNA蛋白質(zhì),蛋白質(zhì),“生命是蛋白體的存在形式”恩格斯,蛋白質(zhì)研究與應(yīng)用,正常西紅柿植株,帶有抗昆蟲毒素蛋白的轉(zhuǎn)基因西紅柿植株,農(nóng)業(yè),制藥業(yè),人口與健康,綠色工業(yè)（酶作為催化劑等）,胰島素、干擾素和抗體等等,二、生物科學(xué)科學(xué)研究的特點(diǎn)1科學(xué)研究的基本特點(diǎn)（1）探索性。探索性是科學(xué)研究的基本任務(wù)。是指科學(xué)研究是一個(gè)不斷探索，把未知變?yōu)橐阎?，把知之較少的變?yōu)橹^多的過(guò)程。這一特點(diǎn)決定了科研過(guò)程的不確定性、偶然性和變動(dòng)性。,所謂不確定性：探索的過(guò)程就是經(jīng)過(guò)失敗、總結(jié)出失敗的原因再去探索、最后找到正確解決問(wèn)題途徑的過(guò)程。所謂偶然性是指在研究過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到超出預(yù)定的目的，并具有科學(xué)價(jià)值的事件，有人把這稱為“偶現(xiàn)”。如弗來(lái)明發(fā)現(xiàn)青霉素就是偶然發(fā)現(xiàn)忘記蓋蓋的含菌平皿中有青霉的菌落周圍出現(xiàn)了抑菌圈，最終發(fā)現(xiàn)了青霉素。所謂變動(dòng)性是指由于研究工作中不斷出現(xiàn)新情況、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，不得不經(jīng)常根據(jù)實(shí)際需要改變?cè)械难芯糠桨负陀?jì)劃，以使研究計(jì)劃更符合自然規(guī)律，研究工作能夠繼續(xù)進(jìn)行下去。,（2）創(chuàng)造性：創(chuàng)造性是科學(xué)研究工作的靈魂?？茖W(xué)研究的目的就是為了發(fā)現(xiàn)新事物、創(chuàng)造新知識(shí)、研制新產(chǎn)品。它不是重復(fù)前人的勞動(dòng)，而是在繼承已有成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)造。沒有創(chuàng)造性就不能成為科學(xué)研究。,發(fā)現(xiàn)是指首先取得對(duì)自然界包括社會(huì)的規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，并有新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，新規(guī)律的揭示，新理論的創(chuàng)立；發(fā)明是指自然界不存在的東西，通過(guò)科學(xué)研究而被創(chuàng)造出來(lái)的，比如激光共聚焦顯微鏡的發(fā)明；創(chuàng)新是對(duì)現(xiàn)有知識(shí)水平的提高及更新，如科學(xué)知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)裝備創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝創(chuàng)新等等。,創(chuàng)造性包括三個(gè)方面的內(nèi)容：發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)新。,（3）繼承性：繼承性是科學(xué)研究的基礎(chǔ)。是指一切科研工作都是在前人創(chuàng)造的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，都要利用前人已有的成果，并以前人的成果為起點(diǎn)，而不是從頭開始。,繼承性的兩層涵義:一是要利用前人所建立起來(lái)的科學(xué)技術(shù)作為我們繼續(xù)研究的工具，這就決定了科研人員只有掌握了一定科學(xué)的知識(shí)，才有資格和可能進(jìn)行科學(xué)研究；二是要將前人探索但沒有完成的事業(yè)繼續(xù)探索下去，這就決定了科研人員一定要了解前人已解決了那些問(wèn)題，那些問(wèn)題還沒有解決，這是從事科學(xué)研究的基本前提。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者M(jìn)ilsten認(rèn)為“如果在理論上沒有克隆選擇學(xué)說(shuō)，在技術(shù)上沒有細(xì)胞融合和培養(yǎng)方法，在材料上沒有實(shí)驗(yàn)性骨髓瘤和體外培養(yǎng)的骨髓瘤細(xì)胞，就不可能出現(xiàn)單克隆抗體”,（4）嚴(yán)密性：嚴(yán)密性是科研成敗的關(guān)鍵。嚴(yán)密性是指科研工作的每個(gè)環(huán)節(jié)和具體實(shí)施過(guò)程都要深思熟慮、精心設(shè)計(jì)和一絲不茍，遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律去開展工作。,2二十一世紀(jì)生物學(xué)研究特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)（1）分子生物學(xué)是生命科學(xué)的主導(dǎo)力量（2）生命科學(xué)仍將向最基本的、最復(fù)雜的微觀和宏觀兩極發(fā)展（3）大規(guī)模的集約型研究模式的出現(xiàn)（4）生命科學(xué)的思維方式發(fā)生巨變（5）生物學(xué)的發(fā)展越來(lái)越依賴于高新技術(shù)（6）多學(xué)科交叉推動(dòng)著生物學(xué)的發(fā)展（7）生命科學(xué)的投入和產(chǎn)出越來(lái)越大,三、科學(xué)研究的基本程序1立題2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3實(shí)驗(yàn)與觀察4數(shù)據(jù)整理5成果總結(jié),課外項(xiàng)目,1、目前我國(guó)科研工作者有哪些途徑可以獲得科研資金？（進(jìn)行資料查詢和整理，需要經(jīng)量多的羅列經(jīng)費(fèi)來(lái)源并歸類）。2、分別從概念、性質(zhì)、典型事例、特點(diǎn)和成果形式對(duì)比說(shuō)明基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究特征。,