自然科學(xué)研究方法論,前言：科技方法論的性質(zhì)、特點和體系結(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、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：,性質(zhì)：主體把握客體的主觀手段。黑格爾說：“在探索的認識中，方法就是工具，是主觀方面的某個手段，主觀方面通過這個手段和客體發(fā)生關(guān)系?！?特點：,（1）可操作性；（2）有規(guī)則性；（3）與研究對象相適應(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),實踐,系統(tǒng)科學(xué)方法,科學(xué)發(fā)現(xiàn)從哪里開始？,英國科學(xué)哲學(xué)家波普爾認為，引導(dǎo)科學(xué)家進行探索性研究活動的真正起點，是科學(xué)問題而不是觀察或理論。,從觀察開始科學(xué)發(fā)現(xiàn)從觀察個別事實開始，然后通過歸納，得出一般性的定理或理論。從理論開始科學(xué)理論是通過演繹法從某些清楚明白、不證自明、絕對可靠的公理或假設(shè)推出的。從問題開始科學(xué)發(fā)現(xiàn)是在科學(xué)問題的引導(dǎo)下完成的，正是問題推動我們建立科學(xué)假說，進行觀察和實驗，從而發(fā)現(xiàn)新知識，開辟新領(lǐng)域。,第一章科學(xué)問題和科學(xué)事實,第一節(jié)科學(xué)問題一、科學(xué)問題的規(guī)定及其分類1、科學(xué)問題的規(guī)定什么是問題？毛澤東說：“問題就是事物的矛盾。哪里有沒有解決的矛盾，那里就有問題?！敝黧w與客體之間矛盾的表現(xiàn)。,現(xiàn)實狀態(tài)目標(biāo)狀態(tài)問題某個給定過程的當(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：“無論向宇宙或者向我們自己，我們不難一口氣發(fā)出許多問題，但是這許多問題不一定都具有獨立的且明了的意義，也許有些根本就不能成立?！?愛恩斯坦說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒炆系募寄芏?。而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題。卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進步?！?什么是科學(xué)問題？,是指一定的科學(xué)背景知識與一定的科學(xué)認識主體的求解理想之間的差距。是指一定時代的科學(xué)認識主體在當(dāng)時的背景知識下提出的關(guān)于科學(xué)認識和科學(xué)實踐中需要解決而又未解決的矛盾（問題）。,2、科學(xué)問題的結(jié)構(gòu)：,（1）問題的指向是具體的即所指的研究對象是具體、明確界定的；（2）問題的疑項（目標(biāo)）是明確的即研究的是過程原因還是性質(zhì)、結(jié)果應(yīng)該是明確的。（2）問題的應(yīng)答域是合理的：即當(dāng)時的背景知識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)理論問題和應(yīng)用研究問題；根據(jù)研究對象：經(jīng)驗問題和概念問題；根據(jù)求解的類型：是什么（WHAT)，為什么（WHY），怎么樣（HOW）；根據(jù)問題的重要程度：關(guān)鍵問題和一般問題；根據(jù)問題的層次、容量：母問題和子問題；根據(jù)對科學(xué)的作用：常規(guī)問題和反常問題。,二、常規(guī)問題和反常問題,1、常規(guī)問題定義：常規(guī)問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題。特點：A、不與背景知識相沖突；B、使背景知識更加充實和完善；C、解決的方法是在背景知識指導(dǎo)下探索問題的答案。,2、反常問題,定義：指那些在拒斥已有理論框架的前提下出現(xiàn)的疑難問題。特點：A、對已有的理論提出質(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)整這是一個需要反復(fù)調(diào)研和多次論證，不斷反饋調(diào)整的過程。,二、選題的基本原則,1、需要性原則：社會需要和學(xué)科理論發(fā)展的需要;2、創(chuàng)新性原則：前人沒有解決或沒有完全解決的課題；3、科學(xué)性原則：要有科學(xué)理論和科學(xué)事實根據(jù)；4、可行性原則：具備進行研究的主客觀條件。,第三節(jié)獲取科學(xué)事實的基本方法觀察和實驗,一、科學(xué)事實1、什么是科學(xué)事實？科學(xué)事實是指通過觀察和實驗所獲得的主客觀相一致的經(jīng)驗事實?？陀^事實：客觀實在，本體論上的事實F1事實經(jīng)驗事實：人對客觀實在的描述，認識論上的事實F2,科學(xué)事實科學(xué)認識的最初成果,F1客觀事實客觀世界存在的事物或現(xiàn)象本身，不包含人的主觀認識因素，它是人類認識的本原，屬于本體論范疇。F2經(jīng)驗事實用語言文字對觀察到的客觀事實所做的陳述和判斷，是客觀事實與人的感官（或儀器）相互作用的結(jié)果的表征，屬于認識論范疇?？茖W(xué)事實：用語言文字對觀察到的客觀事實所做的真實描述和記錄，是通過鑒定被認為是正確反映了客觀事實的經(jīng)驗事實，也屬于認識論的范疇。,事實科學(xué)事實經(jīng)驗事實,2、科學(xué)事實一般應(yīng)滿足的條件：,（1）科學(xué)事實應(yīng)該是個別存在的陳述；（2）科學(xué)事實應(yīng)該可復(fù)核、可重現(xiàn)；（3）科學(xué)事實應(yīng)該是正確地反映客觀事實的陳述。,3、科學(xué)事實在科學(xué)認識過程中的作用,（1）科學(xué)事實是形成新概念、新理論的基礎(chǔ)；（2）科學(xué)事實是對科學(xué)假說和科學(xué)理論進行評價的依據(jù)。,二、科學(xué)觀察和科學(xué)實驗,（一）科學(xué)觀察1、什么是科學(xué)觀察？觀察是人們有目的、有計劃地感知和描述客觀對象、獲取感性材料（科學(xué)事實）的研究方法。2、特點：A、科學(xué)觀察是在一定的思想和理論指導(dǎo)下，有目的的、主動的實踐活動；B、科學(xué)觀察可借助一定的科學(xué)觀測儀器；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)象的情況下對研究客體進行觀察。,3、類型,以方式來分：直接觀察（肉眼觀察）和間接觀察（儀器觀察）；以目的來分：定性觀察和定量觀察；以條件來分：自然觀察和實驗觀察,（二）科學(xué)實驗,1、什么叫科學(xué)實驗？科學(xué)實驗是人們根據(jù)一定的科學(xué)研究目的、運用一定的物質(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)事實的研究方法。,2、特點,（1）可以簡化和純化研究對象；（2）可以強化研究對象（超高溫、超低溫、超高壓、超真空）；（3）可以使對象的屬性及其變化過程重復(fù)出現(xiàn)；（4）可以模擬研究對象的運動過程，從而認識對象的性質(zhì)；（5）是一種經(jīng)濟可靠的研究方法。,3、實驗的類型,（1）定性實驗；（2）定量實驗；（3）析因?qū)嶒?；?）直接實驗；（5）模擬實驗：物理模擬、數(shù)學(xué)模擬、功能模擬；（6）對照實驗。,（三）觀察實驗的基本原則,1、堅持客觀性、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，同時也是加工信息的過程，這就與主體的理論知識背景有關(guān)；B、觀察陳述必須使用科學(xué)語言。（2）理論思維支配著觀察實驗的全過程。,