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科学技术方法论


方法:是指人们为了达到某种目的,所遵 循的程序、途径或所使用的方式、手段乃至技 巧之总和。 2. “方法论”在辞海中注释为“研究治学 方法之 学问”。从现代意义上讲,方法论是 指以方法作为自己的研究对象的学科,它系统 研究方法的性质、条件、作用和发生发展的规 律。 3. “科学技术方法论”就是指人们有计划、 有目的地认识自然、探索未知、变革自然的手 段和方式的理论体系。 二、内容 科学问题和科研选题;科学观察和科学实
设置一些特殊的研究方法。例如:物理学中利 用高能加速器来研究微观粒子的运动变化规律; 天文学中利用射电望远镜来观测天体;地质学 中利用古生物化石来测定地质的相对年代;医 学中运用动物疾病模型研究人体的生理、病理 变化过程等都属于一些具体的特殊的研究方法。 ③第二个层次是科学技术的一般研究方法, 它则是科学技术方法论研究的对象。具体讲就 是:它研究各门科学技术方法中所共有的方法 即从各门具体科学技术研究方法中总结、归纳、 抽象、概括出具有普遍指导意义的一般方法,
及个人素质;科研管理能力,技术力量、各类 人才的整体结构。 ②客观条件。研究手段(仪器、设备)、 实验对象(即:医学上一般指动物供应、临床 病人或尸体、器官等);实验材料(药品、化 学试剂等辅助性实验材料)、临床资料、情报 文献、经费支持、研究时间和地点、协作条件 导师特长及相关学科的发展程度等。 ③主客观条件相结合。 5. 合理性、效益性原则。即选择课题时必 须考虑仅有的人力、物力、财力和时间的合理 运用;把研究成果的社会效益、经济效益、生 态效益与学术价值作为一个重要因素来考虑,
(1) 社会的需要主要包括: 国民经济发展(《技术创新工程》的方针: 面向、依靠)国防建设、医疗卫生、文化教育的 需要等 (2)科学技术自身发展的需要:基础性研究。 科学技术自身发展的需要主要指在选题过程 中,还应该注意选择哪些基础科学研究和理论科 学研究方面的课题。一般来说,由科学技术自身 发展的需要而提出的课题,按其成果的价值可分 为三类:第一,许多理论性研究成果将能应用于 生产实践;第二,有些虽不能直接接应用于生产
第二章 科学问题和科研选题
第一节 科学问题
一、什么是科学问题? 所谓科学问题是指认识主体基于一定的科 学知识的完成和积累,在科学实践和理论研究 中产生的,需要通过科学研究来认识和解决的 矛盾和疑问。 提出科学问题包含了两层意思。其一是说 问题从怀疑产生。其二是说问题虽已被我们认 识一些,但还有一些内容我们还不知道不认识。 二、提出科学问题的基本线索 1. 从困惑中提出问题
的“火”,泰勒斯的“水”,毕达哥拉斯的 “数”,中国的“阴阳五行说”,托勒密的 “地球中心说”。 2. 逻辑推理方法 德谟克利特—《论逻辑》主要研究归纳法 亚利士多德—《工具篇》主要研究演泽法 (三段论式) 中国古代墨家——提出归纳与演绎的两种 推理过程 例:荀子:一是推而别之,别者有别,直 到大别名(演绎);二是推而共之,共者有 共,直到大共名(归纳)。
但能指导以后的科学研究;第三,有些虽一时 看不出应用前景,但对认识自然现象和自然规 律,对提高和丰富人们的科学文化水平,具有 重要的作用。 2. 创造性原则。即所选择的课题必须具有 先进性和新颖性。作为理论研究的课题,就必 须在一定程度上提出新见解,作出新发现,得 出新结论;作为应用研究的课题,就必须有所 发明和创造(技术原理、设计方案、图纸、说 明书、研究报告、原理模型、样品);作为技 术研发和创新的课题,就必须研发出新技术、 新材料、新工艺、新产品、新方法,或者是把 原有技术应用推广于新领域。
2. 以科学实验为基础,把实验方法与数学方 法相结合 达· 芬奇非常重视实验方法,他认为,一切 科学都必须遵循实验的方法, 根据实验结果, 才 能决定人们对自然界的认识。 伽利略也非常重视实验方法,被人们称之 为用实验方法打开近代自然科学大门的大师。 培根是近代实验科学的真正始祖, 主张实验 方法是科学的工具,科学认识就是要进行实验, 他讲,科学是实验的科学,科学就在于用理性方 法去整理感性材料。 爱因斯坦指出:西方科学的发展是以两个伟 大成就为基础的,那就是:亚里士多德发明的
1. 选题决定研究者的主攻方向和目标。从 广义上说,选题包括两个方面,即确定研究方 向和选定研究课题,前者决定研究者在较长时 间内科学研究的方向,后者则是在主攻方向上 选定研究的内容。 2. 选题关系到科研成果的大小和成败 3. 选题决定研究的途径和方法 4. 选题还能训练和培养研究人员的思维能 力和独立工作的能力 二、科研选题的基本原则 1、需要性原则。这一原则要求我们所选出 来的课题必须符合社会的需要和科学技术自身 发展的需要。
形式逻辑体系(在欧几里得几何学体系中);培根发明 的系统的实验方法(在伽利略的自由落体实验中)。 3. 以分析为主导的分析与综合相结合的方法 同时,由于分析——综合方法的产生,比较、分 类、类比等方法也相继产生。 三、现代科学技术研究所使用的新方法(19世纪 末至今) 1. 科学技术的传统研究方法(近代产生的观察实 验方法)出现了新面貌,得到了新发展。 2. 观察实验方法与理论思维方法相结合。 3. 科学技术日益数学化。 4. 产生了许多新的综合性的研究方法。 5. 计算机已成为科学技术研究,技术方案设计 (CAD);生产制造(CAM)等重要工具和手段。
7. 从机遇中发现问题 提出科学问题的途径还有许多:①各知识领域、 各学科之间的空白区,主要表现在交叉学科和边 缘学科之中。②不同科学理论体系之间的矛盾。 ③技术科学的研究与生产实践的矛盾。④应用科 学和技术开发的矛盾等都可产生许多科学问题。 ⑤阅读和查找一些科技文献和资料,了解某一学 科的发展历史现状和动向。⑥参加一些学术研讨 会, 报告会, 论文答辩会, 经常和同行专家之间进 行思想交流、书信往来、传阅论文等都可激发思 想火金, 提出许多科学问题。
创造性是科学研究的灵魂。按照创造性原 则,所选出来的课题一般不外乎有如下几种情 况: ①所选的课题是前人或他人未研究过的,以 填补某一领域的空白。 ②前人或他人已提出来,但未取得研究成果 或未取得同行、专家或学术界认可的。 ③前人或他人虽作过研究,并提出了一些观 点或技术上的革新,但根据自己所提出的问题, 所做的新的实验依据,对前人的研究有所发展 或补充的,或者有所否定或修正的。 ④国外已有人研究,但尚未结合我国实际,进 行创造性研究, 以此来填补我国某领域的空白。
2. 由质疑提出问题 科学研究和探索必须要有怀疑精神,“学贵善疑”, 怀疑精神是创造性思维的开端。李四光说得好:“不怀 疑不能见真理”。 3. 在实践活动中由于认识的角度不同而引起的争论 4. 实践与理论的矛盾 5. 对同一事物或现象的不同理论解释的矛盾 6. 理论自身内部的矛盾 P1和P2,重物体为P1,轻物体为P2,t1和t2,那么必 然是t1<t2。 ①P1+P2:P1要快,P2要慢,且一快一慢刚好相抵消 t1<t<t2。②P1+P2>P1:且P1+P2>P2 亦P1+P2>P1故: t<t2 t<t1 从而得出了互相矛盾的结论 t<t1 t>t1
⑤把其它领域的理论成果或技术成果引入 本研究领域,以进行移植或借鉴的。 ⑥发明技术原理, 进行新的技术创造或革新。 3. 科学性原则。即所选择的课题必须要以 一定的科学事实为依据,与已有的科学理论、 科学规律及定律相一致,把课题置于当时的科 学技术背景之下。为此必须做到: ①选题时要与自然规律相一致,那些主观 臆测、宗教迷信的题目切不可选。克鲁克斯降 神术;牛顿晚年约翰启示录;近代的永动机。 ②以事实为依据,从实际出发,实事求是 (事实:现象、数据、特性、结构、联系、过 程等)
科学技术方法论
第一章 科学技术方法论概述
本章主要介绍科学技术方法论的涵义、内 容和研究对象;科学技术方法论的历史发展过 程;科学技术研究的一般过程。
第一节 科学技术方法论的涵义、 内容、研究对象
一、涵义 1. “方法”一词来源于古希腊文,原意是 指“沿着正确的道路走” ,在古希腊神话中 象征着取胜之道。
第三节 自然科学研究的一般过程
自然科学研究的一般过程,就是运用科学 理论、科学方法和仪器设备去探索未知事实的 过程。 这一过程可划分为五个阶段,如下图所示:
准 备 阶 段 提选 出择 科科 学研 问课 题题 观 察 实 验 阶 段 收 集 科 学 事 实 思 维 加 工 阶 段 提 出 科 学 假 说 实 践 检 验 阶 段 将 假 说 上 升 为 理 论 建 立 科 学 理 原则和发 展变化的规律。这三个层次的不同的研究方法 互为一般与个别的关系。
第二节 科学技术方法论的历史发展
按照历史发展的顺序,科学技术方法论的 历史发展可分为古代、近代和现代三个时期。 一、古代直觉、思辨、推理方法时期(远 古至15世纪) 1. 直观猜测方法 德谟克利特的原子论,认为世界万物都是 由石、水、气、火四种元素所组成;赫拉克利 特
利辑 用与 公历 理史 化相 方统 法一 或的 逻方 法
第一阶段:准备阶段。主要任务是提出科 学问题,选择和确定科研课题。 第二阶段:观察实验阶段。主要任务是获 取科学事实。 第三阶段:思维加工阶段。主要任务是提 出科学假说。 第四阶段:实践检验阶段。主要任务是将 科学假说上升为理论。 第五阶段:建立科学理论体系阶段。 运用公理化方法或历史与逻辑相统一的方 法,建立比较完整的科学理论体系。
③任何课题的选择都要与已有的且经证实 的科学规律、理论、定律、经验事实相一致。 ④所选课题应尽可能具体、明确。这与研 究者思路的清晰度,预测研究结果的可信度及 解决问题的深刻性有很大关系。 4. 可行性原则。即所选择的课题应与自己 的主客观条件相适应。 ①主观条件。正确评价研究者的知识结构 和水平(基础知识、专业知识、外语水平,对 相关学科的了解程度);研究能力(观测、实 验、调查、设计能力等);思维能力(文字加 工、分析、综合、抽象概括、提炼观点、的能 力等)
总之,问题来自于科学的观察与实验,来自 于社会调查和科学的分析,来自于生产实践, 也可来自于理论的研究和探讨。
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