自然科學(xué)研究方法論.ppt

自然科學(xué)研究方法論,前言：科技方法論的性質(zhì)、特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu),一、什么是科技方法論？科學(xué)技術(shù)方法論是關(guān)于科學(xué)技術(shù)研究中常用的一般方法的理論，是關(guān)于科學(xué)研究和工程技術(shù)研究一般方法的性質(zhì)、特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系和變化發(fā)展的理論體系。,二、科學(xué)技術(shù)方法的性質(zhì)和特點(diǎn)：,性質(zhì)：主體把握客體的主觀手段。黑格爾說(shuō)：“在探索的認(rèn)識(shí)中，方法就是工具，是主觀方面的某個(gè)手段，主觀方面通過(guò)這個(gè)手段和客體發(fā)生關(guān)系。”,特點(diǎn)：,（1）可操作性；（2）有規(guī)則性；（3）與研究對(duì)象相適應(yīng)主體客體化；（4）與主體的需要和可能相適應(yīng)。,三、科學(xué)技術(shù)方法論的體系結(jié)構(gòu),實(shí)踐,系統(tǒng)科學(xué)方法,科學(xué)發(fā)現(xiàn)從哪里開(kāi)始？,英國(guó)科學(xué)哲學(xué)家波普爾認(rèn)為，引導(dǎo)科學(xué)家進(jìn)行探索性研究活動(dòng)的真正起點(diǎn)，是科學(xué)問(wèn)題而不是觀察或理論。,從觀察開(kāi)始科學(xué)發(fā)現(xiàn)從觀察個(gè)別事實(shí)開(kāi)始，然后通過(guò)歸納，得出一般性的定理或理論。從理論開(kāi)始科學(xué)理論是通過(guò)演繹法從某些清楚明白、不證自明、絕對(duì)可靠的公理或假設(shè)推出的。從問(wèn)題開(kāi)始科學(xué)發(fā)現(xiàn)是在科學(xué)問(wèn)題的引導(dǎo)下完成的，正是問(wèn)題推動(dòng)我們建立科學(xué)假說(shuō)，進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，開(kāi)辟新領(lǐng)域。,第一章科學(xué)問(wèn)題和科學(xué)事實(shí),第一節(jié)科學(xué)問(wèn)題一、科學(xué)問(wèn)題的規(guī)定及其分類1、科學(xué)問(wèn)題的規(guī)定什么是問(wèn)題？毛澤東說(shuō)：“問(wèn)題就是事物的矛盾。哪里有沒(méi)有解決的矛盾，那里就有問(wèn)題?！敝黧w與客體之間矛盾的表現(xiàn)。,現(xiàn)實(shí)狀態(tài)目標(biāo)狀態(tài)問(wèn)題某個(gè)給定過(guò)程的當(dāng)前狀態(tài)與智能主體所要求的目標(biāo)狀態(tài)之間存在的差距。,李四光說(shuō)：“無(wú)論向宇宙或者向我們自己，我們不難一口氣發(fā)出許多問(wèn)題，但是這許多問(wèn)題不一定都具有獨(dú)立的且明了的意義，也許有些根本就不能成立?！?愛(ài)恩斯坦說(shuō)過(guò)：“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要，因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問(wèn)題也許僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已。而提出新的問(wèn)題，新的可能性，從新的角度去看舊的問(wèn)題。卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！?什么是科學(xué)問(wèn)題？,是指一定的科學(xué)背景知識(shí)與一定的科學(xué)認(rèn)識(shí)主體的求解理想之間的差距。是指一定時(shí)代的科學(xué)認(rèn)識(shí)主體在當(dāng)時(shí)的背景知識(shí)下提出的關(guān)于科學(xué)認(rèn)識(shí)和科學(xué)實(shí)踐中需要解決而又未解決的矛盾（問(wèn)題）。,2、科學(xué)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)：,（1）問(wèn)題的指向是具體的即所指的研究對(duì)象是具體、明確界定的；（2）問(wèn)題的疑項(xiàng)（目標(biāo)）是明確的即研究的是過(guò)程原因還是性質(zhì)、結(jié)果應(yīng)該是明確的。（2）問(wèn)題的應(yīng)答域是合理的：即當(dāng)時(shí)的背景知識(shí)所允許研究而且有可能找到答案的。,3、分類：,根據(jù)學(xué)科性質(zhì)：基礎(chǔ)理論問(wèn)題和應(yīng)用研究問(wèn)題；根據(jù)研究對(duì)象：經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題和概念問(wèn)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(wèn)題的重要程度：關(guān)鍵問(wèn)題和一般問(wèn)題；根據(jù)問(wèn)題的層次、容量：母問(wèn)題和子問(wèn)題；根據(jù)對(duì)科學(xué)的作用：常規(guī)問(wèn)題和反常問(wèn)題。,二、常規(guī)問(wèn)題和反常問(wèn)題,1、常規(guī)問(wèn)題定義：常規(guī)問(wèn)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(wèn)題。特點(diǎn)：A、不與背景知識(shí)相沖突；B、使背景知識(shí)更加充實(shí)和完善；C、解決的方法是在背景知識(shí)指導(dǎo)下探索問(wèn)題的答案。,2、反常問(wèn)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(wèn)題。特點(diǎn)：A、對(duì)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(xué)理論發(fā)生革命，產(chǎn)生質(zhì)變、飛躍，所以意義更加重大。,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(gè)需要反復(fù)調(diào)研和多次論證，不斷反饋調(diào)整的過(guò)程。,二、選題的基本原則,1、需要性原則：社會(huì)需要和學(xué)科理論發(fā)展的需要;2、創(chuàng)新性原則：前人沒(méi)有解決或沒(méi)有完全解決的課題；3、科學(xué)性原則：要有科學(xué)理論和科學(xué)事實(shí)根據(jù)；4、可行性原則：具備進(jìn)行研究的主客觀條件。,第三節(jié)獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法觀察和實(shí)驗(yàn),一、科學(xué)事實(shí)1、什么是科學(xué)事實(shí)？科學(xué)事實(shí)是指通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)所獲得的主客觀相一致的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)?？陀^事實(shí)：客觀實(shí)在，本體論上的事實(shí)F1事實(shí)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)：人對(duì)客觀實(shí)在的描述，認(rèn)識(shí)論上的事實(shí)F2,科學(xué)事實(shí)科學(xué)認(rèn)識(shí)的最初成果,F1客觀事實(shí)客觀世界存在的事物或現(xiàn)象本身，不包含人的主觀認(rèn)識(shí)因素，它是人類認(rèn)識(shí)的本原，屬于本體論范疇。F2經(jīng)驗(yàn)事實(shí)用語(yǔ)言文字對(duì)觀察到的客觀事實(shí)所做的陳述和判斷，是客觀事實(shí)與人的感官（或儀器）相互作用的結(jié)果的表征，屬于認(rèn)識(shí)論范疇?？茖W(xué)事實(shí)：用語(yǔ)言文字對(duì)觀察到的客觀事實(shí)所做的真實(shí)描述和記錄，是通過(guò)鑒定被認(rèn)為是正確反映了客觀事實(shí)的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，也屬于認(rèn)識(shí)論的范疇。,事實(shí)科學(xué)事實(shí)經(jīng)驗(yàn)事實(shí),2、科學(xué)事實(shí)一般應(yīng)滿足的條件：,（1）科學(xué)事實(shí)應(yīng)該是個(gè)別存在的陳述；（2）科學(xué)事實(shí)應(yīng)該可復(fù)核、可重現(xiàn)；（3）科學(xué)事實(shí)應(yīng)該是正確地反映客觀事實(shí)的陳述。,3、科學(xué)事實(shí)在科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程中的作用,（1）科學(xué)事實(shí)是形成新概念、新理論的基礎(chǔ)；（2）科學(xué)事實(shí)是對(duì)科學(xué)假說(shuō)和科學(xué)理論進(jìn)行評(píng)價(jià)的依據(jù)。,二、科學(xué)觀察和科學(xué)實(shí)驗(yàn),（一）科學(xué)觀察1、什么是科學(xué)觀察？觀察是人們有目的、有計(jì)劃地感知和描述客觀對(duì)象、獲取感性材料（科學(xué)事實(shí)）的研究方法。2、特點(diǎn)：A、科學(xué)觀察是在一定的思想和理論指導(dǎo)下，有目的的、主動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)；B、科學(xué)觀察可借助一定的科學(xué)觀測(cè)儀器；C、科學(xué)觀察是在自然發(fā)生的條件下，即指不干預(yù)、不改變自然現(xiàn)象的情況下對(duì)研究客體進(jìn)行觀察。,3、類型,以方式來(lái)分：直接觀察（肉眼觀察）和間接觀察（儀器觀察）；以目的來(lái)分：定性觀察和定量觀察；以條件來(lái)分：自然觀察和實(shí)驗(yàn)觀察,（二）科學(xué)實(shí)驗(yàn),1、什么叫科學(xué)實(shí)驗(yàn)？科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們根據(jù)一定的科學(xué)研究目的、運(yùn)用一定的物質(zhì)手段（科學(xué)儀器和設(shè)備）、在人為控制或變革客觀事物的條件下獲得科學(xué)事實(shí)的研究方法。,2、特點(diǎn),（1）可以簡(jiǎn)化和純化研究對(duì)象；（2）可以強(qiáng)化研究對(duì)象（超高溫、超低溫、超高壓、超真空）；（3）可以使對(duì)象的屬性及其變化過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)；（4）可以模擬研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而認(rèn)識(shí)對(duì)象的性質(zhì)；（5）是一種經(jīng)濟(jì)可靠的研究方法。,3、實(shí)驗(yàn)的類型,（1）定性實(shí)驗(yàn)；（2）定量實(shí)驗(yàn)；（3）析因?qū)嶒?yàn)；（4）直接實(shí)驗(yàn)；（5）模擬實(shí)驗(yàn)：物理模擬、數(shù)學(xué)模擬、功能模擬；（6）對(duì)照實(shí)驗(yàn)。,（三）觀察實(shí)驗(yàn)的基本原則,1、堅(jiān)持客觀性、全面性、辯證性原則；2、結(jié)果應(yīng)可重復(fù)；3、要堅(jiān)持理論思維的指導(dǎo)：（1）觀察滲透理論：A、觀察不僅是接受信息的觀察，同時(shí)也是加工信息的過(guò)程，這就與主體的理論知識(shí)背景有關(guān)；B、觀察陳述必須使用科學(xué)語(yǔ)言。（2）理論思維支配著觀察實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。,