科学研究的方法与程序2课件.ppt

1、科学研究的方法与程序目录01 单击此处添加标题02 单击此处添加标题03 单击此处添加标题弗朗西斯弗朗西斯培根：培根：当科学被运用到技术领域时，就会使人类的当科学被运用到技术领域时，就会使人类的全部生活方式发生革命。全部生活方式发生革命。一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。1、我国国家教育部定义是：“科学研究是指为了增进知识包括关于人类文化和社会的知识以及利用这些知识去发明新的技术而进行的系统的创造性工作。”2、美国资源委员会对科学研究的定义是“科

2、学研究工作是科学领域中的检索和应用包括对已有知识的整理、统计以及对数据的搜集、编辑和分析研究工作。”3、科学研究是指对一些现象或问题经过调查、验证、讨论及思维，然后进行推论、分析和综合，来获得客观事实的过程。其一般程序大致分五个阶段：选择研究课题、研究设计阶段、搜集资料阶段、整理分析阶段、得出结果阶段 科学探究是什么科学探究是什么?科学探究是什么?美国最重要的科学研究组织之一“美国研究理事会”在总结“美国科学院”、“美国工程院”及其他组织的众多研究成果后,对当代科学、科学研究和科学教育的新趋势做了如下概括:1.由强调“科学即探索与实验”,到更强调“科学即辩护 与解释”。2、假设、质疑、探索、验

3、证；3、科学事实；科学理论体系与结构4、水稻杂交基因植物人克隆技术可以持续发展5、接近真理与真相。科学研究是怎么出现的 生存与生活实际需求 无意与刻意农业的发明，电流的发明，灯泡的发明用了40年终于完善。人类探寻宇宙、自然的秘密，是人与社会发展的动力与源泉 人类与自然和灾害的斗争 21世纪人类生存的危机为科学发明提供了更广阔的平台与机遇。科学研究的意义是什么 地球圆心理论人类地球村 宇宙运动理论人与自然 医学理论生命的奥秘 植物学理论基因理论 教育学理论人学 农业水利交通气象北京、榆林水灾、水稻科学研究的哲学起源科学研究起源于问题，问题又有两类：一类是经验问题，关注的是经验事实与理论的相容性，

4、即经验事实对理论的支持或否证，以及理论对观察的渗透，理论预测新的实验事实的能力等问题；另一类是概念问题，关注的是理论本身的自洽性，洞察力，精确度，统一性以及与其他理论的相容程度和理论竞争等问题。科学研究提供的对自然界作出统一理解的实在图景，解释性范式或模型就是“自然秩序理想”，它使分散的经验事实互相联系起来，构成理论体系的基本公理和原则，是整个科学理论的基础和核心。科学是什么类型根据研究工作的目的，任务和方法不同，科学研究通常划分为以下几种类型：1.基础研究。是对新理论、新原理的探讨，目的在于发现新的科学领域，为新的技术发明和创造提供理论前提。2.应用研究。是把基础研究发现的新的理论应用于特定

5、的目标的研究，它是基础研究的继续，目的在于为基础研究的成果开辟具体的应用途径，使之转化为实用技术。3.开发研究。又称发展研究，是把基础研究、应用研究应用于生产实践的研究，是科学转化为生产力的中心环节。基础研究、应用研究、开发研究是整个科学研究系统三个互相联系的环节，它们在一个国家、一个专业领域的科学研究体系中协调一致地发展。科学研究应具备一定的条件，如需有一支合理的科技队伍，必要的科研经费，完善的科研技术装备，以及科技试验场所等。科学是什么科学是什么科学研究的方法与程序科学研究通常经历的五个阶段:发现问题、分析问题、预设方案、研究探索、得出结论一般程序：一般程序：问题问题筛选筛选立题立题积累积

6、累（观察、实验、调查、分析等）（观察、实验、调查、分析等）抽象抽象 假说假说验证验证修正修正再验证再验证下一个问题下一个问题周而复始、循环往复的过程周而复始、循环往复的过程科学是什么科学是什么人类基因图谱的完成，是医学上一场革命的开始，但这场革命的成功将需要更长的时间。中国科学家承担了这个工程1%的工作量。人类基因图谱的绘制完成，给即将广泛推行的全新基因医疗手段打下了坚实的基础，它使人类向真正的“个性化医疗”时代又迈进一步。今后，遗传疾病或是疑难杂症，只要根据患者个人的基因图谱“逮住”其中出了问题的基因，用最直接的办法使基因恢复正常状态，人体就会作出相应调整，从而治愈疾病。科学是什么基因图转基

7、因玉米宇宙宇宙黑洞黑洞科学研究的一般程序一、科研选题科学研究，在某种意义上看，就是不断提出问题和解决问题的过程。因此，进行任何一项具体的科学研究，都要首先进行科研选题，这是科学研究的首要环节。爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，”提出课题等于确定了主攻方向，有了方向就有了方法。课题的选择要求它具有可行性和合理性，一般来说可以归纳为以下几点原则：首先是意义原则，其次是可行性原则。科学研究的一般程序 第二步：搜集资料、积累事实 俄国著名生理学家巴甫洛夫（18491936）在给青年们的一封信中说：“事实是科学家的空气。如果不凭籍事实，科学家就永远也不能飞起来”。科学研究的一般程序

8、搜集资料、积累事实和分析是有一定的方法和原则的。资料搜集可以通过一下三种途径：首先是观察和实验观察和实验，这是搜集第一手资料的重要方法；其次，研究已有的认识成果文献研究法文献研究法；再次，进行社会调查调查。当事实资料被占有之后，并在此基础之上对事实资料进行科学分析之后，即对丰富的感性材料加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思维分析与判断。科学研究的程序 三、形成假定、假说 科学研究的目的就是要达到对研究对象的本质的、规律的认识，即形成科学理论。而在形成科学理论之前，往往要经过推测和假说阶段。假假说是科学发展必经之路。假说是科学性和假定性的辩证说是科学发展必经之路。假说是科学性和假定性的

9、辩证统一。因此，假说形成的道路往往有两条：一是初始阶段，统一。因此，假说形成的道路往往有两条：一是初始阶段，就是以事实可科学理论为根据，对研究对象的性质及其规就是以事实可科学理论为根据，对研究对象的性质及其规律性作出出事的推测性解释。律性作出出事的推测性解释。二是假说的完成阶段，就是把初始阶段的假说形成为二是假说的完成阶段，就是把初始阶段的假说形成为稳定的结构系统。稳定的结构系统。科学研究的程序四 建立科学理论 理论是通过假说的检验被确证之后进化而来的。理论的形成也有两个相继阶段：假说的检验而形成理论阶段；理论的内部的逻辑自洽整理和整个理论体系的系统化过程阶段。理论一旦建立，它的基本概念、原理

10、和精神就很快会转化为研究的新起点和方法，刺激科学工作者从新的角度看待旧的问题、理论、实验和方法，提出新问题，新方法。以上即科学研究的基本环节、阶段或基本过程。到此为止，一个科研阶段的全过程就算结束了。而后，又开始了新的循环。怎样能“发现”研究课题 逻辑经验主义认为“科学研究始于观察”,亨普尔认为“科学研究始于假说”,波普尔认为“科学研究始于问题”。当科学进入综合阶段,尤其是现代科学技术革命中各学科的基本概念和基本理论与日常经验越来越远时,直接观察更为困难,通过假说或发现问题假说或发现问题来建立理论或指导实验和观察,已成为科学研究最常见的程序。怎样能“发现”研究课题什么是问题?问题就是一些矛盾和

11、不一致。第一,理论与观察不一致；第二,理论与理论之间不一致。第三,理论内部不一致。牛顿与万有引力定律：苹果为什么从上往下掉而非向上飞？1832年秋，“不惑之年”的画家莫尔斯和医生杰克逊乘同一艘海轮由法兰西赴美国。磁铁-磁场-电报机诞生了。怎样能“发现”研究课题 阿基米德原理的发现始于金冠问题。避雷针的发明始于富兰克林研究的雷电问题。德布罗意物质波的发现始于光是什么的问题,而获得了诺贝尔物理学奖。DNA双螺旋结构的发现始于对生命是什么这一问题的研究,同样获得了诺贝尔物理学奖。袁隆平发明籼型杂交水稻始于水稻杂种优势问题,袁隆平因此而被誉为“杂交水稻之父”。怎样能“发现”研究课题重大的科学突破往往始

12、于凝练出重要的科学问题。金冠之谜金冠之谜 赫农王让金匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了银子，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。后来，国王将它交给了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法，但都失败了。有一天，他去澡堂洗澡，他一边坐进澡盆里，一边看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。他突然恍然大悟，跳出澡盆，连衣服都顾不得穿就直向王宫奔去，一路大声很着“尤里卡”，“尤里卡”（Fureka，我知道了）原来他想到，如果王冠放入水中后，排出的水量不等于同等重量的金子排出的水量，那肯定是掺了别的金属。这就是有名的浮力定律，既浸在液体中的物体受到向上的浮力，其大小等于物体所排出液体的重量。后来，该定律就被命名为阿基米德定律。阿基米德定律。怎样能“发现”研究课题爱迪生一生有许多发明，可是当别人问爱迪生成功原因时，他说：有些人以为我有什么天才，这是不正确的，“天才”是百分之一的灵感，百分之九十九的出汗。勤奋勤奋敏锐敏锐持之以恒持之以恒