第9章+科学方法论—假说方法+2学时
科学方法论
疱丁解牛 说十九年来，宰牛数千 头，而刀刃仍像新磨出 来的一样锋利。究其原 因，是以很薄的刀刃， 进入有空的骨节，这样 才游刃有余。于是， “提刀而立，为之四顾， 为之踌躇满志，善刀而 藏之。
方法论
方法多种多样，我们需要对它们进行比较、分析，研究其一般性 和特殊性，产生一门以研究方法为对象的科学，这就是方法论
三种层次之间的关系
第一层次的方法是各门具体科学研究的内容。
第二层次的方法是通常所说的“科学方法”。它是在第三层 次方法即最普遍的哲学方法的指导下，经过对第一层次方法 的高度概括和抽象而产生的自然科学研究的一般方法。
第三层次方法是对第一层次和第二层次方法的抽象，又反过 来指导第一层次和第二层次方法的发展，由哲学认识论方法 的普遍性决定。
方法论比方法抽象，因为它不局限于某一特定方法，但又比一般 哲学具体，因为它研究的对象比较确定，不做范范之论。
方法论是介乎科学与哲学之间的一门极富兴趣的学问。如历史方 法论，文学方法论《文心雕龙》。
科学方法论
科学方法论是关于科学的一般研究方法的理论，探索方法的 一般结构，阐述它们的发展趋势和方向，以及科学研究中各 种方法的相互关系问题。
柏拉图（公元前428－前348）发展了苏格拉底的问答法，提 出包含归纳法和演绎法的萌芽的“辩证法”。
古希腊逻辑方法
科学研究首先必须从仔细的观察开始，经过简单枚举 法或直觉归纳法而上升到一般原理；然后，再以一般 原理作为推理的大前提，运用演绎法推论出需要解释 的自然现象。
古希腊数学方法
柏拉图认为“万物的本源是理念”。但他承认理念可以用数 学模型来表征，错综复杂的自然现象可用数学上和谐的关系 来解释。数学模型是联结理念和可感觉事物的中介。
科学方法论概论
普遍
• 从哲学的认 识论的高度 来论述的最 一般的方法 论
• 是关于一般方法的理论，是关于科学研究一般方法的性质、特点、内在联系 和变化发展的理论体系，是关于获取科学认识的一般程序的系统理论。
科学方法论
科学认识的 一般过程
是发现和提出科学问题，通过观察、实验获取科学事实，在此基础上运用各种 研究方法经科学抽象，提出假说，确证后形成科学理论，进一步加以实验的和 逻辑的检验，以及社会评价。科学方法论就是研究这一系列程序如何进行，以 及怎样才能有效地进行的理论。
是科学研究的一般方法和科学研究的一般程序的系统理论。
科学方法论
的研究对象
科学研究的一般程序及方法
（1）选题
发现、提出和确证 问题的方法
（2）获取 科学事实
观察实验方法，理 性思维方法
Байду номын сангаас
（3）进行思维加工
创造性思维方法：逻辑思维、 形象思维、直觉思维的方法， 进行科学抽象，形成科学假说。
（6）理论评价
哲学家柏拉图指出，理念的直观是直接知识的形式；
原始前提的了解，它是科学知识的创始性根源。
古希腊哲学家借助直觉方法和科学抽象方法获得了天才的认识成果
第一个探究世界万物本源问题的哲学家泰勒斯提出“万物 欧几里德几何学中“空间的不证自明的公理”就有直觉的
的始基是水”
观念，当然也有逻辑方法。
2. 古代逻辑方法
古希腊的亚里士 多德（公元前 384－前322）
逻辑方法：归纳 －演绎，三段论
形式逻辑
古希腊政治生活 中盛行的辨论术
古典数学
亚氏有关推理和证明的论述是从几何学证明方法中抽象出 来的。而欧氏几何学之所以成为完整和严密的逻辑体系， 离不开亚氏的逻辑方法。自古以来，数学和逻辑学在思想 方法上是紧密联系，相互促进的。
科学假说—搜狗百科
科学假说—搜狗百科涵义科学假说就是人们在探索错综复杂的自然界奥秘的过程中，用已获得的经验材料和已知的事实为根据，用已有的科学理论为指导，对未知自然界事物产生的原因及其运动规律做出推测性的解释。
这种假说需要在实践中检验它的科学性，减少它的推测性，以达到理论的认识。
按照《中国大百科全书》的定义，科学假说是指“根据已有的科学知识和新的科学事实对所研究的问题作出的一种猜测性陈述。
它是将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的必不可少的思维方法，是科学发展的一种重要形式。
”基本要素科学假说是自然科学理论思维的一种重要形式。
构成假说的基本要素通常包括：事实基础，背景理论，对现象、规律的猜测，推导出的预言和预见。
基本特点科学假说主要有以下三个基本特点：第一，科学假说是建立在一定实践经验的基础上，并经过了一定的科学验证的一种科学理论。
它既与毫无事实根据的猜想、传说不同，也和缺乏科学论据的冥想、臆测有区别。
第二，具有相当的推测性。
它的基本思想和主要论点，是根据不够完善的科学知识和不够充分的事实材料推想出来的，它还不是对研究对象的确切可靠的认识。
第三，具有明显的过渡性。
科学假说是科学性与推测性的对立与统一。
它既包含着真，又包含着假，是真与假的对立与统一。
它有可能失真而成为假，也有可能由假而转为真。
它是为由假达真而生，也为这种转化的实现而亡。
因此，假说又是理论形成中的生与亡的对立统一。
这种对立统一的转化条件在于实践，实践是检验假说的唯一客观标准。
重要作用假说是观察、实验的结果，又是进一步观察、实验的起点。
它使人们已有的感性经验形成条理，更使人们进一步观测研究具有方向。
假说作为一种科学研究方法，在自然科学的发展中起着重要的作用。
第一，假说使科学研究成为能动的自觉的活动。
既然假说是对未知的自然现象及其规律的一种科学的推测，那么，人们便可以根据这种推测确定自己的研究方向，进行有目的、有计划地观测和实验，避免盲目性和被动性，充分发挥主观能动性和理论思维的作用。
化学科学方法论教学大纲
化学科学方法论教学大纲一、引言在当代社会，科学技术的迅猛发展对高等教育提出了更高的要求。
作为一门基础性科学，化学在培养学生科学思维和科学素养方面起着重要作用。
为了更好地开展化学教学，培养学生的科学方法论意识和实践能力，我们制定了《化学科学方法论教学大纲》。
二、教学目标1. 培养学生正确的科学观念和科学态度，认识到化学作为一门科学研究的基础；2. 培养学生的科学方法论意识，使他们能够运用科学方法研究化学问题；3. 培养学生的科学实验能力，使他们能够独立设计和完成化学实验，并正确分析实验结果；4. 培养学生的团队合作意识和沟通能力，使他们能够与他人合作解决科学问题。
三、教学内容1. 科学观念和科学态度的培养a. 介绍科学方法的基本思想和重要性；b. 引导学生认识到化学是一门基础科学，研究物质组成、性质和变化规律；c. 讨论科学与伪科学的区别，培养学生正确的科学观念和辨别能力。
2. 科学方法论意识的培养a. 介绍科学实验的基本要素和步骤；b. 引导学生了解不同类型的观察和实验方法；c. 培养学生针对不同实验问题选择合适方法的能力。
3. 科学实验能力的培养a. 介绍常用的实验设备、仪器和药品，并培养学生正确的使用方法；b. 强调实验安全的重要性，教授实验室安全操作规范；c. 指导学生进行一系列简单的实验，培养他们独立设计、操作和分析实验的能力。
4. 团队合作和沟通能力的培养a. 引导学生了解团队合作在科学研究中的重要性；b. 组织学生参与小组讨论和合作实验，培养他们的团队合作和沟通能力。
四、教学方法1. 授课结合案例分析和讨论，引导学生主动思考和提问；2. 实验教学结合理论教学，培养学生的实践能力；3. 使用多媒体技术辅助教学，提供生动的案例和实验示范。
五、教学评价1. 考察学生对科学观念和科学方法的理解和运用；2. 考察学生在实验操作和实验结果分析方面的能力；3. 考察学生的团队合作和沟通能力。
六、教学资源1. 教材：选择符合教学大纲要求的化学教材；2. 实验设备和仪器：配备必要的化学实验设备和仪器；3. 多媒体教学资源：准备与教学内容相关的多媒体教学资源。
科学方法论--提出科学假说和建立科学理论的方法
到很好预防作用的流感疫苗，在1947年流 感再次流行时却无效。
Hale Waihona Puke 17休谟的归纳问题18
休谟问题
“我们没有理由对那些超越我 们经验的任何对象作出任何推 断”，即便是在观察到它们的 “经常的或恒常的联结”之后。
也就是说，并不存在从大量的 观察证据达到真理的合法推理。
金属x1在时刻t1受热时膨胀。 金属x2在时刻t2受热时膨胀。 金属xn在时刻tn受热时膨胀。
——————————— 所有金属在受热时都膨胀。
普遍命 题
6
演绎和归纳
盒子里前五个鸡蛋坏了。
所有鸡蛋上标明的保质日期都相同。 ———————————
因此，第六个鸡蛋也将是坏的。
4
演绎和归纳
所有的猫都有5条腿。 朵朵是我的猫。
——————————— 因此，朵朵有5条腿。 这是一个完全有效的演绎推理，显然，仅
靠逻辑并不能发现自然界的真，也建立不起 科学理论。 那么，科学定律是如何推导出来的呢？
5
演绎和归纳
金属受热时会膨胀。 酸会使石蕊试纸变成红色。
12
科学中的归纳推理
遗传学家告诉我们唐氏综合症患者具有一 条多余的染色体——他们拥有47条而不是 常人的46条。
他们是如何发现的呢？
迄今为止，所有被检验的唐氏综合症患者 都有47条染色体。 ———————————
因此，所有的唐氏综合症患者（包括尚未 进行检验的）都有47条染色体。
13
科学中的归纳推理
该推论是归纳的，不是演绎的。因为推 理的前提并不必然得出结论。我的电脑此 时爆炸在逻辑上可能的，即使这在以前从 来没有发生过。
自然辩证法：第9章 科学研究的方法和思维方式
第二节
科学问题与科研选题
•
“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因 为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能 而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角 度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而 且标志着科学的真正进步。” • ——爱因斯坦
一、科学问题
• （一）什么是科学问题 • 科学问题是指一定科学时代的科学认识主 体在当时的科学实践水平和知识背景下提 出的关于科学认识和科学实践中需要解决 而又未得解决的矛盾。
五、判决性实验
• “判决性实验”最初是指某种能解决理论 是非的争端、对竞争的对立理论作出选择 的实验。传统认为理论的接受与拒斥是取 决于理论的真或假，因此，“判决性实 验’，较流行地被用于指那些对理论的证 实或证伪能起决定性作用的实验。
科学假说的确证和证伪的逻辑公式
科学假说确证的逻辑公式 科学假说证伪的逻辑公式
四、科学假说
•
“只要自然科学在思维着，它的发展形式 就是假说。” • ——恩格斯
一、科学假说的结构、特征与作用
• （一）什么是科学假说 • 科学假说是科学理论发展的思维形式， 它是人们根据已经掌握的科学原理和科学 事实，对未知的自然现象及其规律，经过 一系列的思维过程，所做出的假定性解释。
• • • • •
——巴浦洛夫
一、什么是科学事实
• 1、什么是科学事实 • 2、科学事实的两个层次 • A、 科学事实是指客体与仪器相互作用结 果的表征。 • B、科学事实是对观察实验所得结构的陈 述和判断。
• • • •
3、科学事实的特征 A、科学事实应该是关于个别存在的陈述。 B、科学事实应该可重现。 C、科学事实具有可靠性。
（二）科学实验
• 1、什么是科学实验 • 是人们根据一定的科学研究成果，运用 一定物质手段（科学仪器和设备），在人 为控制或变革客观事物的条件下获得科学 事实的基本方法。
科学方法论
科学方法论科学方法论南师大教育技术系网站日期：08-12-13自然辩证法：1、自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学。
2、研究对象：认识对象(自然界)；认识成果：认识主题。
3、学科内容：自然观：人们对自然界的总体看法，自然界存在无限发展的辨证图景，辩证唯物主义的自然观；科学技术论：对科学技术的总体看法，自然规律越来越变成历史的规律，自然科学在本质上是革命的；科学技术方法论：对科研方法的哲学概括。
自然辩证法具有哲学的学科性质。
自然科学研究的一般程序：1、科研课题的选择和确定；2、科学观察与科学实验的设计与进行；3、理论思维方法对科学事实的整理和加工；4、科学假说的建立和验证；5、科学理论的确立和深化。
科学问题的概念与一般结构：科学问题是当时的科学背景下提出的关于科学实践和认识过程中需要解决而尚未解决的矛盾，科学问题的结构是由问题的指向，疑项和问题的解的应答域预设三要素构成的。
问题的指向就是问题所指的研究对象；疑项是表明人们当前能力(当前状态)与求解理想(目标状态)的差距；应答域指得是问题的提法中预先设置了该问题解的存在域限，并在主观上认定所提问题的解必定存在于这个领域中。
这三个要素围绕着问题的解发挥着各自的特殊功能，并有机的组成了科学问题的一般结构。
科学问题的基本类型：1、基础研究课题：此类课题是以认识自然现象，探索自然规律为主要目的，从积累科学知识和认识自然的角度看，它对科技发展有着普遍的深远的影响，其成果可对广泛的科学领域产生影响，并对远期生产力的提高具有指导作用。
2、应用研究课题：此类课题是把基础研究成果用于专业技术，或是总结专业技术的实践经验推动基础研究。
此类课题在科学，技术，生产体系中居承上启下的地位。
其成果是以确定基础研究成果可能的应用途径的有关知识，一部分形成技术创新，并提出创新或改进的方法，路线，方案和说明，或在实验室范围内研制成功的原理性样品，流程或样机。
《科学研究方法论》课程教学大纲
《科学研究方法论（公选）》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：12120514课程英文名称：Science Research Methodology大学物理教研室课程面向专业：理、工、文、医、农等专业课程类型：选修课先修课程：高等数学、大学物理（或经济数学、文科物理）学分：1.5（或2.0）总学时：理论学时30（或40）二、课程性质与目的科学研究方法论是高等学校各专业学生的一门重要的基础性选修课。
这门课程主要学习关于科学技术研究中常用的基本方法的理论。
通过本课程的学习，使学生在认识科学研究基本方法的性质、特点、内在联系及变化发展的理论体系的过程中，强化问题意识，激发辩证思维，崇尚“求是”精神。
培养学生的科学世界观和认识论。
在拓宽、加深知识面的同时，增长学生正确应用辩证唯物主义来发现、分析、处理问题的能力，提高学生综合素质。
促进“知识型”教育模式向“探索型”教育模式的改革。
三、课程教学内容与要求（一）引言1．教学内容与要求（1）了解科学研究方法论发展的历史概况，理解研究方法对科学发展产生的影响。
（2）了解现代科学的发展对人才培养的要求，认识组成现代人才知识—智能结构的基本要素。
2．教学重点理解研究方法对科学发展产生的影响；认识组成现代人才知识—智能结构基本要素。
3．教学难点现代科学的发展对人才培养要求的认识（二）科学思维的运用1．教学内容与要求（1）了解人的一般认识过程，理解形象思维、抽象思维、直觉、灵感的概念、特点及作用。
（2）理解想象的概念，认识其在研究活动中的意义。
（3）理解创造性思维的概念。
掌握扩散思维、聚合思维的思考方式。
（4）认识影响创造性思维活动的基本因素。
2．教学重点理解形象思维、抽象思维、直觉、灵感及想象的特点及作用；掌握扩散思维、聚合思维的思考方式。
3．教学难点影响创造性思维活动基本因素的认识。
（三）科研起步1．教学内容与要求（1）理解科学研究的特点，掌握科学研究的基本程序。
科学方法论
如：瑞士化学家在厨房里利用纤维素合成其他大分子实验时，弄洒 了一瓶硫酸和硝酸的混合物，他抓起妻子的棉围裙去擦，然后把它 放在炉子上烤，结果围裙就着起火，烧的干干净净，但是没有发生 浓烟，受着意外的启示，他发明了威力巨大而又无烟的烈性炸药。
科学方法论
——关于人们认识自然和改造自然 的途径和手段的理论
讲述人：李成喜 学号：1408391008
科学方法论
一、获取科学事实的方法 二、整理科学事实的方法
获取科学事实的方法
观察法
人们通过直接观察法和间接观察法获得科学事实的一种研究方法。
1.是形成科研选题的重要途径 2.建立科学假说的先决条件 3.是验证科学真理性的基本手段
实验法
使实验者根据科研选题规定的目的，运用一定 的物质条件，在人为地变革、控制或模拟客观事 实的条件下去获取科学事实的一种研究方法。 与观察方法相比： 1.更能发动人的主观能动性，其最大的特点是 在变革自然中认识自然； 2.更能获得大量精确和可靠的科学事实，更能来自深刻揭示自然的本质和规律
实验法
1.纯化和简化研究对象——简化实验（与隔离有关） 如：美国在空间实验室中进行锑化铟圆柱体的融化 凝固实验，得到了几乎没有晶格却显的十分均匀的 单晶体。 2.强化和激化研究对象——加法实验 如：超低温、超高温、超高压、超纯度等极端条件。 超高温条件下发现了等离子体状态，1911年荷兰物 理学家发现汞在超低温下失去电阻，发现超导体这 一现象。
微生物学奠基人巴斯德在讲述奥斯特偶然发现电磁效应时说： “在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑”。
科学观与科学方法论
理论的替代
当新的理论比旧的理论更具解释力和预测力 时，旧的理论会被新的理论所替代。
理论的演化和变革
随着科学技术的发展，理论也会发生演化和 变革，以适应新的观察和实验数据。
PART 06
科学研究的伦理与责任
REPORTING
WENKU DESIGN
科学研究的伦理原则
尊重人权
尊重受试者的尊严、自主权和隐私权。
特点
归纳法依赖于观察和实验，具有经验性和实证性，能够不断修正和完 善理论。
演绎法
定义
演绎法是一种从一般到个别的推理方法，根据已知的一般性规律或 原理，推导出个别事物的性质或关系。
实例
根据万有引力定律，推导出地球上物体的运动规律，如自由落体运 动和抛物线运动。
特点
演绎法具有逻辑性和严密性，能够为个别事物提供准确的预测和描 述。
科学研究的公共责任
科学家有责任为社会提供可靠的科学知识和 技术。
科学研究的伦理审查
确保科学研究符合伦理标准，避免对人类、 动物和环境造成伤害。
科学研究的传播与普及
促进公众对科学知识的理解和应用，提高公 民的科学素养。
THANKS
感谢观看
REPORTING
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01
观察与实验
通过观察实验数据和现象，提出科 学假说。
假说的修正
根据实验结果和观测数据，不断修 正和完善科学假说。
03
02
假说的验证
通过实验、观测和逻辑推理等方法， 对科学假说进行验证。
假说的证伪
如果实验结果与假说预测不符，需 要对假说进行修正或放弃。
04
科学理论的结构与功能
概念
理论中的基本概念和定义，是构建理论的基 础。
科学方法论
• 自然选择解释了生物适应环境的变化过程 • 遗传变异揭示了生物进化的物质基础
量子力学：现代物理学的科学方法论挑战
量子力学是现代物理学的重要分支，描述了微观世 界的现象和规律
• 量子力学提出了波粒二象性和测不准 原理等概念 • 量子力学揭示了原子分子和原子的微 观结构和性质
观察与实验：科学研究的基石
观察是科学研究的基础，通过观察可以发现自然界 的规律和现象
• 观察需要具备一定的目的性和系统性 • 观察需要借助一定的工具和方法 • 观察需要克服主观性和片面性
实验是科学研究的手段，通过实验可以 验证科学理论和假设
• 实验需要具备一定的可控性和可重复 性 • 实验需要遵循一定的伦理原则和道德 规范 • 实验需要运用一定的统计方法和数据 分析技术
科学方法论在科学研究中的应用主要体现在以下几个方面
• 指导科学家进行观察和实验 • 帮助科学家进行科学推理和判断 • 促进科学理论的形成和发展
科学方法论的价值主要体现在以下几个方面
• 提高科学研究的质量和效率 • 促进科学知识的积累和传播 • 为科学研究提供规范和约束
02
科学方法论的基本原则与方法
科学方法论的发展历程与流派
• 科学方法论的发展历程可以分为以下几个阶段 • 古代科学方法论：以古希腊哲学家亚里士多德为代表，主张通过观察和分类来认识自然界 • 文艺复兴时期科学方法论：以伽利略和培根为代表，强调实验和归纳法在科学研究中的作用 • 现代科学方法论：以笛卡尔和牛顿为代表，发展出一套完整的科学方法论体系
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科学方法论面临的问题主要包括以下几个方面
科学方法论
科学方法论1.1.1科学方法论科学”概念的基本内涵科学是一种基于理性的知识体系，其内涵主要包括三个方面：（1）科学是客观的知识。
也就是说科学所研究的对象，包括自然界、人类社会在内的一切事物都是有客观实在性的，不是以人的意志为转移的。
科学研究必须从这些客观现实出发，科学知识就是对客观世界的过去、现在与未来的一种正确认识，是对客观事物及其规律的反映，是具有客观性的一种认识形态。
（2）科学是理论化的知识。
科学应该是认识的概括、抽象，因而是一种理论化的知识形态。
（3）科学是一种不断发展的知识形态。
正如罗素所说的，“科学总是一支未完成的交响曲”。
由于人们总是受到特定的历史条件和认识水平限制，作为人类认识结晶的科学只能逐渐逼近真理，近似地反映客观实在。
“科学方法论”的界定在“科学方法论”的语言结构中，“科学”只是个限定词，是对主词“方法论”的内涵和外延的规范。
因此可以将“科学方法论”理解为：对客观事物本质和规律进行证实和证伪的一般认识原则或理论学问。
一般而言，科学认识又包括两个层次，即经验认识层次和理论认识层次。
所谓经验认识层次是指对事实的积累以及概括、综合、分析，从而获得适用于实际目的的经验规律的阶段。
所谓理论认识层次是实现知识的系统化并形成具体领域理论体系的阶段。
科学方法论的发展历程根据各个历史时期的不同特点，可以将其发展历程划分为四个阶段：（1）自然哲学时期。
16世纪以前，以直接观察，直觉猜测和形式逻辑推理为主要方法阶段。
也可以称之为直觉观察时期。
该时期的代表人物有古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯、得谟克里特、柏拉图、亚里士多德、伊璧鸩鲁等等。
这一时期的科学方法基本属于经验方法范畴。
（2）分析方法为主阶段。
16～19世纪，各门学科开始从哲学中分离出来，并各自形成独立的学科和自己的研究方法。
1620年，弗朗西斯·培根的《新工具》一书问世，给当时的科学形成和发展产生了巨大影响，他在书中着重探讨了经验归纳法。
科学方法论
科学方法论科学方法论是科学研究实践经验的概括和总结，是关于科学研究方法的理论和学说，通常被理解为科学认识的方法论也就是关于科学认识的活动的体系、形式和方法的学说。
科学认识：反应人同自然科学相互作用的过程中产生发展的理论体系。
研究对象：一定研究过程中所要认识的客体不依赖于主体而存在的特点、本质、结构、规律对图认识主体而言是再在之物。
具体方法：1.观察法2.实验法3.模拟法4.类比法5.分析法6.综合法7.演绎法8.归纳法9.假说发发展历史：1.古代2.近代前期（重观察和重实验、收集资料）3.近代后期（整理资料）4.现在（综合资料）现代的发展趋势：1.自认科学从分化为主阶段进入了既高度分化又高度综合，以综合为主的新阶段2.自然科学各部门各学科相互渗透，出现了一系列边缘学科和横断学科3.自认科学研究从个人研究为主转为集体研究为主科学方法论的学科性质：（论述题）1.是一门趋向于独立的学科：①现代科学深刻揭示了物质世界统一性，提供了个学科的理论和方法，彼此渗透、移结合并达到一体化的依据②在现代科技中日益强烈的一体化趋势提出了建议统一的科学方法论的要求③数学方法是使自然科学和社会科学在方法论上趋向统一2.是一门思维学科：①因为科学方法论研究的问题很大一部分是大脑在科学研究中如何思维的问题②科学方法论的研究问题有一部分是属于如何使用物质手段变革对象的问题，属于人们在科学研究中进行感性物质活动的问题③就认识功能而言不同层次的科学方法是解决思维方式的途径或道路问题3.是一门认识工程学：①理论和工程技术存在一种一一对应的关系②整体研究过程是选择、决策、组织的动态过程科学实验步骤（简答题）1.确定研究课题2.获取和积累科学事实3.进行科学抽象提出科学假说4.检验假说（成立则回到第2步）5.建立理论体系第二章：研究选课一．研究什么问题？1.问题：是一种“获得性遗传”知道，是人类知识的一种继承和发展，表现为实践和认识中必须解决的问题，是已知领域和未知领域的连结点。
科学方法论
科学方法论1. 引言科学方法论是指科学家们在进行科学研究时所遵循的一套规范化的步骤和原则。
它不仅是科学研究的基础，也是科学发展的重要保障。
科学方法论的应用可以使研究者在科学探索中更加系统化、可靠，并且能够确保研究结果的科学性和可重复性。
本文将介绍科学方法论的基本原则和步骤，并对其在科学研究中的应用进行探讨。
2. 科学方法论的基本原则科学方法论的基本原则是指在科学研究中需要坚持的一些核心原则。
下面是几个常见的科学方法论基本原则：2.1 可观测性科学研究的基本特点之一就是可观测性。
科学理论和假设必须能够通过观察和实验进行验证。
只有经过实验和观察的验证，科学理论才能被认为是可靠和可信的。
2.2 可证伪性科学理论应该具有可证伪性，即能够通过实验证据进行证伪。
科学家在提出科学理论时应该遵循这一原则，只有科学理论能够被证伪，才能让科学家们不断地进行验证和改进。
2.3 统一性科学研究要追求统一性，即要寻求统一的解释和规律。
科学家们通过研究和实践，试图将复杂的现象归纳为简单的基本原理，并通过这些原理来解释和预测各种现象。
2.4 可重复性科学实验的结果需要是可重复的。
即使不同的科学家在不同的实验室中进行同样的实验，他们也应该能够得到相似的结果。
这种可重复性是科学研究结果可靠性的重要保证。
3. 科学方法论的步骤科学方法论的步骤是科学研究者在进行科学探索时所要遵循的一系列操作流程。
下面是科学方法论的一般步骤：3.1 观察和问题提出科学研究的起点通常是观察到一个现象或问题，并提出相关的科学问题。
科学家们通过观察现象和收集数据来了解问题，并提出有关问题的假设和猜想。
3.2 假设和预测基于观察到的现象，科学研究者会提出一个假设，用来解释现象，并推导出一些预测。
这些预测应该是可以通过实验和观察来验证的。
3.3 设计实验或观察为了验证假设和测试预测，科学研究者需要设计相应的实验或观察。
实验应该是可控制的，并且能够提供可重复的结果。
科学方法论
科学方法论科学方法论是指科学研究所遵循的一套规范和方法。
它是科学理论和实践的基础，为科学研究提供了一种系统性和可重复性的方法。
科学方法论的发展可以追溯到古希腊时期，而自此以后，它不断演变和完善，成为现代科学的重要组成部分。
科学方法论的核心原则是观察、理论、实验和验证。
科学研究的第一步是通过观察和测量来获取数据。
这些数据被用来建立理论，即科学解释的框架。
理论可以预测未来的现象，从而引导实验的设计。
实验是科学研究的关键环节，通过有针对性的实验设计和控制变量，科学家可以验证或否定理论的准确性。
最后，科学研究需要进行验证，通过对实验结果的重复和对理论的不断修正和完善，来不断推进科学知识的进步。
科学方法论还强调可重复性和客观性。
科学研究的结果需要通过其他科学家进行重复实验和验证，以确保结果的可靠性和准确性。
同时，科学研究要求客观性，即研究者的主观意识和偏见不能影响实验的结果。
科学方法论也包括一种假设的过程。
科学研究开始于一个假设或问题，研究者通过观察和实验来测试和验证这些假设。
如果实验证实了假设，科学家就可以得出结论。
然而，如果结果与假设不符，科学家可能需要重新评估假设，并提出新的解释来解释结果。
科学方法论的发展也面临一些挑战和争议。
例如，科学研究是否真的客观、科学研究是否受到研究者的主观意识和社会环境的影响等问题。
此外，一些复杂问题可以难以通过实验来解决，这也给科学研究带来了一定的限制。
总之，科学方法论是科学研究的基石，它提供了一种系统性和可重复性的方法来进行科学研究。
科学方法论以观察、理论、实验和验证为核心原则，并强调可重复性和客观性。
然而，科学方法论仍然面临着一些挑战和争议，需要不断发展和完善。
科学观与科学方法论
3、科学的特征
根据对科学本质的理解，可以得出科学的如下特征：
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科学是一种理论化、系统化的知识体系；
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科学又是产生知识体系的认识活动；
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科学是一种文化现象；
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科学是一种社会建制。
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首先，科学是理论化、系统化的知识体系。“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的知识体系。”因此，科学具有理性和可证实性的特征。 其次，科学是产生知识体系的认识活动。科学的任务就是发现事实，揭示客观事物的规律性。因此，科学是具有探索性的、创造性的社会劳动。 第三，科学是一种文化现象。从人类文明史和科学的发展历史可以看出，科学作为一种特殊的知识生产方式和精神创造方式，是人类文化中最活跃、最重要的组成部分。科学既具有不同于其他文化的性质和价值，同时科学又扎根于文化之中。 最后，科学是一种社会建制。早期的科学只是单纯的认识自然，是属于科学家个人的行为。随着近代科学的诞生和科学潜在应用价值的出现，科学开始出现组织化和社会化，企业、集团、国家乃至国际间合作的科学研究逐步增多，科学研究之外的社会因素直接或间接地介入到科学研究中来。为了更好地管理和协调科学研究的进行，科学逐步成为一种社会建制，用社会的组织形式来协调科学活动，使科学研究带有明显的社会色彩。
需要性原则或价值原则：科研选题必须要满足社会需求和科学理论自身发展的需要，选题要有价值，这既是科学发展自身的要求，也是科学对社会的责任。
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创新性原则：创新性原则是指选出的课题应是前人未曾提出或没有解决的问题，并预期能从中产生出创造性的科学成果。创新的成果可以是概念和理论上的创新、方法上的创新、应用上的创新。
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科学思维方法论
科学思维方法论名词解释科学问题：是科技人员在科技研究和科学思维过程中，在一定的已知背景知识条件下，想要达到而未能达到的科技认知的范畴。
是科学认识主体对科学认识客体的已知背景知识和未知内容之间的差距的主观反映。
科研课题：是科研认识主体在科技认知过程中所选定的某一个或某几个狭义的科学问题，或者说是科学认识主体为解答某一个或某几个狭义的科学问题而提出的任务。
科学事实：被公认的正确的，一般不会被推翻的，既不同于客观事实，也不同于经验事实，推过推导总结而得结论。
科学假说：是指根据已知的科学事实和科学原理对所研究的自然现象及其规律性提出的一种假定性推测和说明，是科学思维的一种重要形式和方法。
科学理论：是科学工作者在科技实践活动中获得的关于研究对象的本质及其规律的系统说明，是借助于一系列的概念，判断，推理表述出来的知识体系，是经过实践检验和逻辑证明的客观真理系统。
研究方向：就是指科学人员在一个较长的时期内从事科学研究的领域。
理论限度：就是指科学理论可以应用的界限。
简答论述题：一．科学问题有哪些基本特征？其实质是什么？答：客观性特征；主观性特征；独立性特征；探索性特征；时代性特征；复杂多样性特征。
科学问题的初级本质是已知和未知的矛盾；二级本质是未知和欲知之间的矛盾；第三级本质是科学认识主体和科学认识客体的矛盾。
二．构成科学理论体系的三要素各是什么？什么是科学理论的结构？科学理论的结构体系有哪两类？在现代科学理论中最富有成效的是哪一类？答：三要素：科学概念；科学原理；科学推论。
科学理论的结构就是有科学概念，科学原理或科学定律以及科学推论通过理论论证而建立起来的严密的体系。
有构造性理论和原理性理论。
三．怎么样理解科学理论的发展？在科学理论发展过程中，新理论与旧理论相比较应当满足那些条件？举例说明答：科学理论的发展是曲折的。
这是因为①科学理论的发展实质上是人们的认识的发展，而认识的发展又受一定条件的限制，在一定的历史时期只能形成一定的科学理论。
科学方法论--提出科学假说和建立科学理论的方法
——————————— 所有金属在受热时都膨胀。
普遍命 题
6
演绎和归纳
盒子里前五个鸡蛋坏了。
所有鸡蛋上标明的保质日期都相同。 ———————————
因此，第六个鸡蛋也将是坏的。
大卫·休谟（David Hume，1711-1776）
19
如何为归纳推理进行辩护？
诉诸经验的成功 经验告诉我们归纳论证是成功的。我们每
天都在不可避免地运用着归纳推理。 相信明天太阳不从东方升起的人是奇怪的。
但是这种辩护本身就是一种归纳推理，也 就是用归纳证明归纳，是循环论证。
20
如何为归纳推理进行辩护？
因此，现在小丽一哭奶奶也将给她零花钱。
该推论是归纳的，不是演绎的。因为推理 的前提并不必然得出结论。奶奶现在不给 小丽零花钱在逻辑上可能的，即使这在以 前从来没有发生过。
11
日常生活中的归纳推理
迄今为止，人都会死去。 ———————————
因此，所有的人将来也都会死去。
该推论是归纳的，不是演绎的。因为推理 的前提并不必然得出结论。人长生不老在 逻辑上可能的，即使这在经验上看似显得 荒谬。
2
提出科学假说和建立 科学理论的方法
1、演绎推理 2、归纳推理 3、归纳难题 4、最佳说明推理
3
演绎和归纳
所有的中国人都是勤劳的。 张三是一个中国人。
——————————— 因此，张三是勤劳的。
演绎推理：如果前提为真，那么结论一定也 为真。推理的前提必然导致结论。 特点：从一般原理推出个别结论
所以，面包是被老鼠吃了。 前提并不必然导致结论，是非演绎推理。
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三系法——两系法
袁隆平迈出的每一步，都是假说在前，实 验在后，在“知识＋汗水＋灵感＋机遇”的循 环中最终取得成功的。 袁隆平曾经做过一个梦，梦见水稻长得 像高粱一样高，稻穗长得像扫把一样长，米粒 长得像花生米那么大。然后，几个朋友坐在水 稻下面乘凉……这也可以看作是一种假说呀！
11 1998 千禧中国鸟龙 6’35’’ 12 长羽毛的恐龙基本确认 3’57’’
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19
1999年 古盗鸟事件
13 古盗鸟事件1 1’08’’ 13 古盗鸟事件2 4’43’’
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20
《科学》刊出 华南虎争议照
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《稀有老虎照片在中国闹的沸沸扬扬》
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本课程的结束语
由于时间的关系，本次教学到此结束。 让我们回到本课程开始时的祝愿：
提高科学素养
纵论古今人物
到的基本目标！
弘扬人文精神
启迪科学智慧
这就是此次自然辩证法教学所希望达
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毛主席说过： “人是要有一点精神的。” 自然辩证法就是这样一种精神。 它代表着科学精神和人文精神， 它代表着学术自由、开放探索的精神。 在有限的课堂教学时间里，
我们不期望大家能够记住些什么，
但我们希望大家能够想到些什么！
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感谢大家对教学活动的积极参与，
祝大家期末考试取得好成绩！
GOOD LUCK !
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本章思考题
一、名词解释： 1、科学技术方法论 3、观察方法 5、观察实验中的机遇 7、非逻辑方法 9、假说和猜想 11、科学发现 2、选题方法 4、实验方法 6、逻辑方法 8、直觉和灵感 10、科学理论 12、技术发明
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(2)假说是发展理性思维的“实在因素”
假说是理性思维的直接成果，又是推动理性思维进 一步发展的重要思维形式。离开假说，实践检验便没有 对象，因而也就没有理论可谈。
假说是激发思维创造性的媒介，具体表现为：在事实
材料不够充分的条件下，人们可以凭借已有的条件，以
15 徐星的四翼恐龙假说
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顾氏小盗龙的意义
19 史前公园科幻片 1’01’’ 现在，鸟类起源恐龙说在 中国科学家的努力下，已基 本为世界古生物界所公认， 发展成一个鸟类进化的科学 理论。
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2、假说的来源
第一，当已知科学理论无法解释新事实时，会产 生对新事实的猜想性说明。 例如，19世纪、20世纪之交X射线、放射性元素和 电子的发现，与经典物理学中原子不可分的传统观念 相冲突，于是各种原子结构的假说便应运而生。
自然辩证法概论
第9章 科学方法论 —假说方法
本章目录
1
方法论概说 科研选题方法 观察方法 实验方法 观察实验中的机遇
2 3
3 4 3
5
6 3
非逻辑思维方法
假说方法
自然辩证法绪论 张胜光制作 3
7
第七节 假说方法
1、假说方法 2、假说的来源 7、假说构建、形成和发展 8、逻辑证明及其作用
3、科学假说的特点
(1)符合或基本符合客观事实的假说。 这类假说不需要或较少需要修正。如
当代科学公认的相对论、量子论、光
量子论等属这类形态。
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(2)存在着部分正确、部分不正确的假说。如 光的本性假说等。这类假说明显存在两个 以上片面性的对立面，要经较长的实践检 验才能形成较全面的科学认识。 (3)存在基本不正确，甚至错误的假说。例如 托勒密的地心说、施塔尔的燃素说都属此 一类。
成说、量子力学上的爱因斯坦的因果决定论与波
尔的统计决定论等等之争，都对上述各门学科的
发展起了很大的推动作用。假说的众说并立，表
明不同假说，乃至相互对立假说的争鸣，是科学 理论引起突破的催化剂。
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恩格斯评价科学假说
对于假说，恩格斯曾做过如下精辟概括：“只要自然 科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被 观察到了，它使得直到现在对和它同类的事实的说明方式 成为不可能的了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式—
恩格斯说：“只要自然科学在思维
着，它的发展形式就是假说。”
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假说不等于胡说，假说不等于科学
理论。它是自然科学理论思维的一种重要
形式。
科学假说是以已知事实和科学原理
对自然现象和规律的精测性说明，通常是 由三大要素构成：命题、理论陈述和推理 出预言和预见。
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1、由假说、猜想发展成科学理论； 如日心说由假说发展成理论，历经300年。 2、被新的科学事实彻底推翻，从科学史中消失；
如生命的自然发生说、热素说、燃素说。
3、被新的假说所取代；
如大陆漂移说发展到海底扩张说再到板块构造说。
4、与其他假说融合发展成为新的假说，或者与其他假 说长期共存、继续发展。如大爆炸宇宙学说
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28
3、科学假说具有的特点
(1)科学性。假说以一定的科学事实和已知科 学理论为依据，具有科学性特点。 (2)假定性。以科学问题的形式表现出来的理 论困难是提出假说的契机。 (3)多样性(或易变性)。假说会随着实践过程 中的新发现而变化。
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4、科学假说的类型
4、科学假说的类型 5、科学假说的作用
9．实践检验
10、逻辑证明和实践检验的关系 11、实践检验离不开理论思维 13、假说的发展出路
6．建立假说遵循的原则 12．证实与证伪
1、假说方法
科学假说是根据已知的科学事实和 科学原理，对未知自然现象及其规律 性，作出假定性的说明和推测。是自 然科学理论的一种重要思维形式。
2’41’’
6
科学发现的一般思路
假说—选题、观察试验 求证—观察实验逻辑思维 新的假说或理论—创新思维 验证—观察实验
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8
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9
《侏罗纪公园》中的恐龙 1’03’’
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10
德国始祖鸟化石—世界上最早的鸟化石
—它最初仅仅以有限数量的事实和观察为基础。进一步的
观察材料会使这些假说纯化，取消一个，修正另一个，直 到最后纯粹地建立起定律。如果人们要等待建立起定律的 材料纯粹化起来，那么这就是在此以前要把运用思维的研 究停顿下来，而定律也就因此永远不会出现。”
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13、假说的发展出路
大陆漂移假说示意 板块构造学说
7’45’’
第二，把某一理论外推到适用范围之外，会遇到
不能解释的新事实、新规律，从而提出新的假说。
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25
例如，德布罗意把光的波粒二象性推到实物粒 子上并提出物质波的假说；薛定谔把物质波的假说 推广到非自由类粒子上，推导出薛定谔方程。
第三，为解决新旧事实之间的矛盾，会提出假
争论的焦点：是羽毛还是毛发， 是恐龙还是鸟？ 结论：中华龙鸟是恐龙， 但是否长有羽毛分成两派观点
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16
1997年 意外北票龙再次发现原始羽毛状痕迹， 确认为长着羽毛的恐龙
争论焦点：到底是不是羽毛？
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预言了正电子存在，成为反物质理论的缔造者。它
启迪人们，假说虽然以事实为根据，但在缺少事实 的前提下，理性思维是大有作为的。
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例如，大爆炸假说是以谱线红移等为事实 基础，以广义相对论和高能粒子物理学理论对 新理论观点作说明和论证，以超高密、超高温 状态下由某种机制引起的原始火球的急剧膨胀 为基本猜测，以“氦丰度”和“3K背景辐射” 等预言而构成的认识体系。
说”
证据：发现恐龙也有叉骨 1’20’’
自然辩证法绪论 张胜光制作 鸟派与恐龙派：均缺乏证据 15
1996年 中华龙鸟被发现
03 1996 中华龙鸟的发现 5’27’’
意义：发现羽毛状痕迹
04 中华龙鸟震动了世界 05 中华龙鸟的龙鸟之争
2’25’’ 4’42’’
06 中华龙鸟的归属及意义 2’36’’
鸟的定义也不再是：长着羽毛的脊椎动物
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鸟类起源于恐龙的科学发现
1865年 赫胥黎提出“鸟类恐龙起源假说”
证据：鸟与恐龙组织结构有35处相似 2’02’’
20世纪初
赫尔曼提出“鸟类原始爬行动物起源说”
证据：鸟类有叉骨而恐龙没有，体型太大 2’18’’
20世纪70年代美国奥斯特罗姆教授重提“恐龙起源
世界权威科学杂志《科学》2007年11月 9日正式刊出极具争议的中国陕西村民周正 龙声称拍到的华南虎照片。《科学》在该 照片的右下角配了一句图片说明“Flat cat?”，意为“平面的猫科动物？”，表示 对该照片的质疑。
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2003年 顾氏小盗龙被发现
14 2003年 顾氏小盗龙发表 1’54’’ 1’07’’
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11
始祖鸟由谁演化而来？
1865年 赫胥黎提出“鸟类起源恐龙说” （恐龙派） 20世纪初 赫尔曼提出“鸟类原始爬行动物起源说”