第五讲 科学研究方法和思维方法
科学思维方法有哪些
科学思维方法有哪些科学思维方法是指在进行科学研究和问题解决时所采用的一种思维方式和方法论。
它具有逻辑性、系统性和实证性的特点,能够帮助人们更加理性地分析问题、解决问题,提高问题解决的效率和准确性。
下面将介绍一些常见的科学思维方法。
首先,归纳法是一种常见的科学思维方法。
归纳法是从具体的事实、现象中总结出一般规律或原理的思维方法。
通过观察和实验,人们可以发现一些共性的特点,然后进行总结归纳,从而得出一般性的结论。
例如,通过观察多个实验结果,科学家可以得出一个普遍适用的规律。
其次,演绎法也是一种重要的科学思维方法。
演绎法是从一般原理出发,根据特定情况推断出具体结论的思维方法。
通过演绎法,人们可以根据已有的理论或规律,推导出具体的结论或预测。
例如,物理学家可以根据牛顿力学的基本原理,推导出物体的运动规律。
另外,假设检验法也是科学思维中常用的方法之一。
假设检验法是通过设定假设,然后通过观察、实验或推理来验证假设的真假。
科学家在进行实验或研究时,往往会提出一个假设,然后通过实验数据来验证这个假设是否成立。
如果实验数据与假设一致,那么就可以初步确认这个假设的有效性。
此外,概念分析法也是科学思维中的重要方法之一。
概念分析法是通过对概念的分解、比较和澄清,来揭示事物的本质和内在联系的思维方法。
通过对概念的深入分析,可以帮助人们更好地理解事物的内在含义和逻辑关系,从而为科学研究和问题解决提供更加清晰的思路和方法。
最后,统计分析法也是科学思维中不可或缺的方法之一。
统计分析法是通过对大量数据的收集、整理和分析,来揭示事物的规律和趋势的思维方法。
通过统计分析,人们可以更加客观地了解事物的特点和规律,为科学研究和决策提供可靠的依据。
总的来说,科学思维方法是一种具有逻辑性、系统性和实证性的思维方式和方法论,它能够帮助人们更加理性地分析问题、解决问题,提高问题解决的效率和准确性。
归纳法、演绎法、假设检验法、概念分析法和统计分析法都是科学思维中常用的方法,它们各自具有独特的特点和适用范围,在实际科学研究和问题解决中都发挥着重要的作用。
科学思维方法有哪些
科学思维方法有哪些科学思维是一种理性、系统性和严谨性的思维方式,它是指人们在认识和改造世界时所采用的一种思考方式和方法。
科学思维方法的运用,可以帮助人们更加准确地认识世界,理解事物的本质,提高问题解决的效率。
下面我们来看看科学思维方法的具体内容。
首先,科学思维方法强调观察和实验。
观察是科学认识的起点,只有通过观察,人们才能发现问题、发现规律。
而实验则是科学研究的重要手段,通过实验可以验证假设,得出结论。
观察和实验是科学思维方法的基础,也是科学研究的重要环节。
其次,科学思维方法注重逻辑推理。
逻辑推理是科学思维的重要内容,它是指根据已知事实和规律,通过推演和归纳,得出新的结论或假设。
逻辑推理可以帮助人们在认识世界时保持头脑的清醒和冷静,避免主观臆断和盲目猜测,从而更加客观地认识和理解事物。
再次,科学思维方法强调系统性思维。
系统性思维是指在认识和分析问题时,要从整体出发,全面地考虑问题的各个方面,把握问题的内在联系和发展规律。
只有系统性思维,才能够避免片面性和表面性,更好地认识和解决问题。
此外,科学思维方法还强调质疑和求证。
质疑是科学精神的重要表现,它鼓励人们对已有的知识和观点进行批判性思考,不断地提出问题,寻求真理。
而求证则是科学研究的基本要求,它要求人们通过实践和实验,验证假设,得出结论,不断地完善和发展科学知识。
最后,科学思维方法还强调创新和实践。
创新是科学发展的动力,它要求人们不断地开拓思路,寻求新的解决问题的方法和途径。
而实践则是科学研究的检验标准,只有通过实践,才能够验证理论的正确性,指导实践的发展。
总的来说,科学思维方法是一种理性、系统性和严谨性的思维方式,它包括观察和实验、逻辑推理、系统性思维、质疑和求证、创新和实践等内容。
这些方法的运用,可以帮助人们更加准确地认识世界,理解事物的本质,提高问题解决的效率。
因此,科学思维方法对于我们的生活和工作具有重要的指导意义。
希望大家能够加强科学思维方法的学习和运用,不断提升自己的思维能力,更好地适应社会发展的需要。
第五讲 科学研究的方法
第五讲 科学研究的方法
科学研究的方法或称科学认识的方法,一般是指科 学认识主体在探索自然现象、自然过程及揭示自然 规律活动中所应用的方法。 依据的标准不同,该方法的表现类型亦有所不同: 从科学认识成果产生的整个过程看,科学研究方法 包括科学发现方法与科学证明方法;从其成果的层 次性分析,又有获取科学事实与构建、检验和评价 科学理论的方法之别。并且它们相互区别、相互联 系性称有机统一的方法整体。
3、逻辑思维方法的功能
逻辑思维也是一类创造性思维形式,它具有以下 基本功能: (1)是扩大已有知识、获得新知的工具; (2)因规则严密确切而成为判断依据,并为科学 知识的合理性立功逻辑证明; (3)是预见科学事实,提出和检验假说的工具; (4)既是使认识由现象到本质,并通向科学发现 的重要条件,又是建构科学理论体系的重要工具。
(二)非逻辑思维方法
因具有间断性、跳跃性,或突发性、突变 性和突破性等特点,该类方法主要包括: 由意象、联想、想象等组成的形象思维, 由直觉判断、灵感等组成的直觉思维,以 及由发散性或发散式、聚敛式等构成的创 造性思维方法。它们在科学认识过程中同 样具有不可忽视的重要的方法论作用。
1、形象思维方法
3、观察的客观性问题
此指由仪器等工具的介入所导致观察结果是否 客观真实的问题。仪器表征着理论、假说,而 理论可能被推翻、假说可能被证伪。因而应要 求从以下几方面入手以增强并保证观察的客观 性。 (1)结果可以标准方法重演; (2)以科学理论为指导; (3)确保观察实验的高精密度。
4、观察实验中的机遇问题
(2)灵感
这是指主体对于曾经反复进行探索而尚未解决的问题,由于 受到某种偶然因素的激发而产生顿悟,从而使问题得以解决 的思维过程。在科学(与文学艺术相通处)史上,许多伟大的 科学家在作出杰出科学发现时,都曾冥思苦想、穷竭智力和 心力反而未得,却在不经意间灵光乍闪而实现质的飞跃。如 在创立狭义相对论时,Einstein曾深受难以解决间断的质点 (Newton)力学与连续的电磁场(Maxwell)理论之间矛盾的 困惑,虽冥思苦想而未得,但突然灵感显现,领悟到“同时 性的相对性”问题。在短短的5-6周内就完成了科学史上的 不朽篇章——“论动体的电动力学”(1905年9月发表于《物 理学杂志》)。
科学的思维科学方法和科学实验
科学的思维科学方法和科学实验科学是一种追求真理的人类活动,它的核心在于运用科学思维和科学方法进行推理和实验,以验证或推翻假设,并最终得出准确的结论。
本文将探讨科学思维和科学方法的重要性,并介绍科学实验的基本步骤。
一、科学思维科学思维是一种理性而系统的思考方式,它包括一系列关键要素,如观察、提问、推理和反思。
科学思维是科学方法的基础,它帮助研究者准确理解和解释所观察到的现象。
1. 观察观察是科学思维的起点。
科学家通过仔细观察自然界中的现象和事件,收集与研究问题相关的信息和数据。
观察可以包括直接观察,如观察天空中的星星或观察昆虫的行为;也可以包括间接观察,如分析已有的研究数据或文献。
2. 提问提问是科学思维的核心环节。
基于观察到的现象,科学家提出问题并明确定义研究目标。
良好的问题应该具备明确性、具体性和可测量性,以便进行后续的实验和分析。
3. 推理推理是科学思维中的关键环节。
科学家通过推理建立假设和理论,解释观察到的现象。
推理可以基于既有知识、逻辑推演或数学计算等方法进行。
4. 反思反思是科学思维中的关键环节。
科学家在进行实验和分析后,反思并评估结果的合理性和可靠性。
如果结果与假设相符,则该假设被认为是有支持的;如果结果与假设不符,则科学家将重新思考问题并提出新的假设。
二、科学方法科学方法是一套严谨、系统的步骤,用于验证或推翻科学假设。
科学方法包括观察、提出假设、设计实验、收集数据、分析结果和得出结论等步骤。
1. 观察和提出假设科学方法的第一步是观察,并根据观察结果提出假设。
假设是科学研究的基础,它需要具备可测量性和可验证性。
假设应该明确陈述,并通过后续实验进行验证。
2. 设计实验设计实验是科学方法的关键步骤,它决定了实验的可靠性和有效性。
科学家应该设计严密的实验方案,包括实验对象、实验条件、实验变量和对照组等。
良好的实验设计可以最大程度地排除其他因素的干扰,以确保实验结果的准确性。
3. 收集数据实验进行期间,科学家需要收集相关的数据和观察结果。
科学思维方法
科学思维方法科学思维方法是一种系统性的思考方式,它能够帮助人们更好地理解和解决问题。
在日常生活和工作中,我们经常需要运用科学思维方法来分析复杂的情况,并找到最合理的解决方案。
下面我将介绍一些常用的科学思维方法,希望能够对大家有所帮助。
首先,科学思维方法的核心是逻辑思维。
逻辑思维能够帮助我们理清问题的因果关系,找出问题的根源。
在运用逻辑思维时,我们需要遵循严密的推理规则,确保我们的结论是准确的。
例如,在解决实际问题时,我们可以运用因果分析法,找出问题发生的原因,然后有针对性地解决这些原因,从而达到解决问题的目的。
其次,科学思维方法还包括观察和实验。
观察是科学研究的基础,通过观察我们可以获取大量的信息和数据。
在解决问题时,我们可以通过观察来了解问题的现状和特点,从而有针对性地采取措施。
实验则是验证观察到的现象和假设的有效手段,通过实验我们可以验证假设的正确性,从而得出科学的结论。
此外,科学思维方法还包括归纳和演绎。
归纳是从具体的事实中总结出一般性的规律,而演绎则是从一般性的规律推导出具体的结论。
在解决问题时,我们可以通过归纳总结出问题的规律和特点,然后通过演绎推导出解决问题的具体方法。
最后,科学思维方法还需要包括创新和批判性思维。
创新是解决问题的关键,只有不断地创新才能应对不断变化的环境和问题。
批判性思维则是对问题进行深入的思考和分析,避免盲目从众和被表面现象所迷惑。
总的来说,科学思维方法是一种系统性的思考方式,它能够帮助人们更好地理解和解决问题。
在日常生活和工作中,我们需要不断地运用科学思维方法来分析和解决问题,从而提高我们的解决问题的能力。
希望大家能够在实践中不断地提升自己的科学思维能力,更好地应对各种复杂的问题。
科学思维与科学方法课件
科学思维与科学方法课件科学是一种精确、合理、可验证的知识体系,而科学思维与科学方法是获取并建立科学知识的基础。
本课件将详细介绍科学思维和科学方法的定义、特征、重要性以及应用示例,帮助学生全面了解并运用科学思维和科学方法。
一、科学思维的定义与特征科学思维是指基于客观事实和证据,以逻辑推理为基础,追求真理和解决问题的思维方式。
其主要特征包括:1.客观性:科学思维强调对客观现象及其规律进行客观、中立的观察和分析,避免主观臆断和偏见的影响。
2.合理性:科学思维注重逻辑推理和理性思考,通过推断、判断和论证等方式进行合理的思维过程。
3.严谨性:科学思维要求严谨的论证和推理,遵循科学规范,排除非科学因素的干扰,确保得出准确、可靠的结论。
二、科学方法的定义与步骤科学方法是指科学家在开展科学研究时所采用的一套系统性的研究方法和步骤。
常用的科学方法包括:1.观察:科学研究从观察现象开始,通过细致的观察,了解事物的特点、规律和变化。
2.提出问题:观察中发现问题,激发研究兴趣,提出有待解决的科学问题。
3.假设:在提出问题的基础上,根据已有的科学知识和经验,提出可供验证的科学假设。
4.实验:为验证假设,设计并进行实验,采集数据、记录结果。
5.分析数据:对实验结果进行数据分析,得出结论。
6.结论与验证:基于实验结果,得出科学结论,并进行验证。
三、科学思维与科学方法的重要性科学思维和科学方法在科学研究和工程实践中有着至关重要的作用:1.推动科学进步:科学思维和科学方法是科学发现和创新的关键,它们促进了科学理论的建立和完善,推动科学的不断进步。
2.解决问题:科学思维和科学方法是解决问题的有效工具,通过科学思维的运用,人们能够理性地分析问题、制定解决方案,并通过科学方法验证方案的有效性。
3.培养批判性思维:科学思维具有批判性思维的特点,能够培养学生的逻辑思维、推理能力和判断力,帮助他们成为具备独立思考能力的科学家和研究者。
四、科学思维与科学方法的应用示例下面以生物科学中的一项实验研究为例,展示科学思维与科学方法的应用过程:1.观察:观察发现水中的藻类在阳光照射下呈现快速生长。
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。
科学思维方法课件
南辕北辙
战国后期,一度称雄天下的魏国国力渐衰,可是国君魏安厘王仍 想出兵攻伐赵国。谋臣季梁本已奉命出使邻邦,听到这个消息, 立刻半途折回,风尘仆仆赶来求见安厘王,劝阻伐赵。季梁对安 厘王说:“今天我在太行道上,遇见一个人坐车朝北而行,但他 告诉我要到楚国去。楚国在南方,我问他为什么去南方反而朝北 走?那人说:‘不要紧,我的马好,跑得快。’我提醒他,马好 也不顶用,朝北不是到楚国该走的方向。那人指着车上的大口袋 说:‘不要紧,我的路费多着呢。’我又给他指明,路费多也不 济事,这样到不了楚国。那人还是说:‘不要紧,我的马夫最会 赶车。’这人真是糊涂到家了,他的方向不对,即使马跑得特别 快,路费带得特别多,马夫特别会赶车,这些条件越好,也只能 使他离开目的地越远。”说到这儿,季梁把话头引上本题:“而 今,大王要成就霸业,一举一动都要取信于天下,方能树立权威, 众望所归;如果仗着自已国家大、兵力强,动不动进攻人家,这 就不能建立威信,恰恰就像那个要去南方的人反而朝北走一样, 只能离成就霸业的目标越来越远!”
例如: ——天文学:观测方法等 ——物理学:实验-数学方法等 ——生物学:分类法等
科学方法: 人们为达到认识客观世界这一基本 目的而采取的各种手段和途径。
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科学方法的三个层次
1. 哲学方法:认识世界最一般的方法(实事求是、解 放思想、辩证法等)。 2. 自然科学的一般研究方法(观察法、试验法、抽象 法、假说法、数学法等)。 3. 自然科学的个别学科或个别研究领域的特殊方法和 具体操作方法。这里方法共有两类: a.是同某种科学理论相联系的特有的方法; b.是科学家应用第二层次方法的具体操作。
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课程思路介绍 科 学 思 维 与 科 学 方 法 论
思维
科学思维 与方法
科学思维方法
科学思维方法科学思维方法是指一种基于科学原理和逻辑推理的思考方式,它能够帮助人们更加理性地分析问题、解决问题,以及做出决策。
在现代社会,科学思维方法已经成为一种必备的能力,它不仅可以帮助我们更好地理解世界,还可以指导我们更加有效地应对各种挑战。
下面,我将介绍几种常见的科学思维方法,希望能够对大家有所帮助。
首先,科学思维方法强调的是客观性和实证性。
在使用科学思维方法时,我们应该尽量避免主观臆断和情绪偏见,而是要以客观的态度去收集、分析和解释信息。
这意味着我们需要依靠可靠的数据和事实来支撑我们的观点,而不是凭空臆想或者道听途说。
只有通过客观的实证分析,我们才能够得出真正具有说服力的结论。
其次,科学思维方法注重的是逻辑性和系统性。
在进行思考和分析时,我们应该尽量避免跳跃性和片面性,而是要建立起系统的逻辑框架,将问题进行全面地分析和思考。
这就要求我们在思考时要善于归纳和概括,要善于建立起因果关系,要善于将问题进行分类和整合。
只有建立起严密的逻辑和系统,我们才能够避免在思考中犯错,也才能够得出更加准确的结论。
此外,科学思维方法还强调的是开放性和创新性。
在使用科学思维方法时,我们应该尽量避免教条主义和思维定势,而是要保持开放的心态,去接受新的观点和新的信息。
这就要求我们要善于质疑和怀疑,要善于接受挑战和反驳,要善于不断地进行思维的创新和突破。
只有在开放的心态下,我们才能够不断地完善和提升我们的思维能力,也才能够更好地适应和应对变化。
总之,科学思维方法是一种强调客观性、逻辑性、开放性的思考方式,它能够帮助我们更好地理解世界,更好地解决问题,更好地应对挑战。
在现代社会,科学思维方法已经成为一种必备的能力,它不仅可以指导我们在学习和工作中更加有效地进行思考和分析,还可以指导我们更加理性地做出决策和判断。
因此,我希望大家能够在日常生活中不断地运用科学思维方法,不断地提升自己的思维能力,从而更好地适应和应对现代社会的各种挑战。
第五讲方向性思维介绍
三、发散思维与收敛思维的关系
信息1
信息2 思维基点 原始信息 思维基点 原始信息
信息3
信息4
信息5 发散思维 创新思维 收敛思维
寻找外星文明
第二节 正向思维和逆向思维
他是怎样到山顶的? 一个人正在勘测一座高山,突然滑倒。他滑倒时离山顶有50米,但摔 落后却发现自己到了山顶。他没有爬这50米,也没有人帮他,而且他 一直在同一座山上,山顶在他的上面。他究竟怎么到山顶的呢? 不是 脑筋急转弯。
二、逆向思维 我国古代有这样一个故事,一位母亲有两个儿子 ,大儿子开染布作坊,小儿子做雨伞生意。每天 ,这位老母亲都愁眉苦脸,天下雨了怕大儿子染 的布没法晒干;天晴了又怕小儿子做的伞没有人 买。
一位邻居开导她,叫她反过来想:雨天,小儿子 的伞生意做得红火;晴天,大儿子染的布很快就 能晒干。逆向思维使这位老母亲眉开眼笑,活力 再现。
实验
托盘 小土堆 水杯
将人们开展思维时的趋势或思路比作思维方向, 这样就将按趋势和思路来开展的思维统称为方向 性思维。 它包括发散思维与收敛思维,正向思维与逆向思 维,侧向思维与转向思维等。
一、发散思维
1.发散思维的概念
发散思维是根据已有的某一点 信息,运用已有的知识、经验 ,通过推测、想像,沿着各种 不同的方向去思考,重组记忆 中的信息和眼前的信息,产生 出新的信息的一种思维方式。
一、发散思维
维修女神像的垃圾是怎样变废为宝的?
美国的一座有百年历史的自由女神铜像翻 新以后,在现场留下2000多吨废料,这 些废料既不能就地焚化,也不能挖坑深埋, 清理装运到相距甚远的垃圾场,运费又十 分昂贵。这时,一个名叫斯塔克的人自告 奋勇地承包了这件苦差事。 他对废料进行分类利用,他把废铜皮铸成 纪念币,把废铝做成纪念尺,把水泥碑块 做成小石碑…
科学的思维方法
科学的思维方法
科学的思维方法是一种基于观察、实验、推理和证据的系统性思考方式,旨在发现自然界的规律和现象。
以下是科学的思维方法的一些特征:
1. 观察和实验:科学的思维方法首先依赖于观察和实验来收集数据和信息,以了解现象的本质和变化规律。
2. 基于证据:科学的思维方法强调基于可重复和可验证的证据来支持观点和结论,而不仅仅依赖于个人信念或主观判断。
3. 假设和验证:科学的思维方法鼓励提出假设并进行验证。
通过设计实验和采集数据,可以检验和验证假设的正确性。
4. 逻辑推理:科学的思维方法借助逻辑推理,基于已有知识和观察到的现象,进行归纳和演绎,从而得出理论和结论。
5. 简化和抽象:科学的思维方法常常通过简化和抽象现象,将其转化为可测量和可理解的形式,以便进行分析和研究。
6. 质疑和挑战:科学的思维方法鼓励质疑和挑战现有理论和观点,以推动知识的进步和发展。
7. 预测和解释:科学的思维方法试图预测和解释自然界中的现象和行为,通过建立理论模型和规律来解释观测到的现象。
科学的思维方法在许多学科和领域都有应用,包括物理学、化
学、生物学、天文学、心理学等。
它提供了一种严谨和系统的思考方式,帮助我们更好地理解和解释世界。
第五讲 科学研究方法和思维方法汇总
即(1)除那些真实而已足够说明其现象者外,不必 去寻求自然界事物的其他原因; (2)对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于 同一种原因; (3)物体的属性,凡既不能增强也不能减弱者,又 为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者, 就应视为所有物体的基本属性; (4)在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中 运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的,或 者是非常接近于正确的;虽然可以想象出任何与之 相反的假说,但是没有出现其他现象足以使之更为 正确或者出现例外以前,仍然应当如此对待。
爱因斯坦说:“提出一个问题往往比解决一个 问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一
个数学上的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,却需要创造性的想象力,而且标志着
科学的真正进步。”
波普尔认为,首先要回答what、why、how, 其中总是要渗透理论、伴随假设,总是要有 所选择。 四段图式 :
近代科学这一时期被称为“牛顿时代”。牛顿的成 就远不止表现在物理学方面,不止完成了对物理世 界的伟大综合,对近代哲学也作了杰出的总结和统 一。 亚· 沃尔夫指出:“近代科学先驱者的哲学思想大都 在牛顿那里重现。但是,各种思潮的真正汇合,必 需某种程度的相互适应。牛顿正是完成了这个工作, 而且他的贡献还不止于使不同的哲学倾向相互适 应。”作为“历来运用数学方法的大师之一”,牛 顿依据数学发现了现在世人皆知的“牛顿”三大定 律。但是,他的科学精神更倾向于培根、波义耳和 洛克的经验精神。在科学研究中,他不仅仅依赖于 数学演绎,而且还总是诉诸经验证实。他把这两种 哲学倾向结合起来,形成了实验证实的方法,即 “四条哲学推理的法则”。
科学研究方法
科学研究方法科学研究方法是科学家们为了解决问题和探索未知现象所采取的一系列操作和方法。
它不仅仅是为了实现数据的收集和分析,还包括了问题的提出、实验的设计、结果的解释和结论的推断等多个环节。
以下将介绍一些常见的科学研究方法。
首先,问题的提出是科学研究的起点。
一个好的研究问题应该是明确和具体的,可以通过观察和实验来回答。
问题的提出需要基于已有的知识和观察,寻找一个有价值的方向来深入研究。
其次,实验的设计是科学研究的核心。
实验可以是控制实验或观察实验,用来验证或推翻假设。
在实验的设计中,需要考虑样本的选择、实验的操作步骤和控制变量等方面。
实验的可重复性也是科学研究的重要原则之一。
实验的操作步骤包括数据的收集和分析。
数据的收集可以通过观察、测量和问卷调查等方法进行。
数据的分析需要运用统计学的方法,包括描述统计分析、推断统计分析和因果分析等。
通过数据的分析,可以得出一些初步的结论或发现,并进一步回答研究问题。
在结果的解释和结论的推断中,研究者需要分析实验结果的可靠性和统计显著性,并根据已有的理论和知识进行解释。
如果实验结果与预期不符,研究者需要重新考虑问题,重新设计实验或改进方法,以提高研究的可靠性和准确性。
除了实验方法,科学研究还可以采用其他方法。
观察方法可以直接观察和记录自然界现象和行为,例如观察动物的行为习惯或观察天体的运行规律等。
调查方法可以通过问卷、访谈和调查表等形式收集数据和信息。
模拟方法可以构建一个模型,模拟实验的过程和结果,用来预测和解释实际情况。
科学研究方法的选择需要根据研究问题的特点和研究对象的性质来确定。
不同的科学领域和研究目的也会采用不同的方法。
研究者需要根据自己的专业知识和实践经验,不断探索和创新,以提高科学研究的水平和质量。
总之,科学研究方法是科学家们用来解决问题和探索未知现象的一系列操作和方法。
它包括了问题的提出、实验的设计、数据的收集和分析、结果的解释和结论的推断等多个环节。
5.科学研究方法和思维方法
1.3 科学研究方法的两大类别
1.3.1 经验认识的方法 1.3.2 理论思维的方法
2 科学问题与科研选题
2.1 科学研究始于问题 2.2 科学问题的类型及其产生源泉
2.3 科研选题的基本原则和步骤
2.1 科学研究始于问题
2.1.1 什么是科学研究的逻辑起点? A、‚科学始于观察‛
(古代)亚里士多德的观点 (近代)培根为代表的古典归纳主义学派 B、‚科学始于问题‛
C、科学问题这种认识形式既包含先前实践和认识的 成果,也预示着进一步实践和认识的方向。
2.2 科学问题的类型及其产生源泉
2.2.1 广义的问题的定义 ‚某个给定的智能活动过程的当前状态与智能主 体所要求的目标状态之间的差距‛。
2.2.2 科学问题的内涵 A、科学问题的设臵,与科学家个体的‚当前 状态‛有关,还与科学共同体的‚当前状态‛有关。
B、强化和激化研究对象
C、重复或再现研究过程和结果
3.3 科学实验方法
3.3.3 科学实验方法的类型 A、目的:探索性实验、验证性实验和判断性实验; B、研究对象的质与量:定性实验、定量实验、定 性定量实验; C、理论与应用的关系:纯粹实验、中间实验; D、实验的认识作用:析因实验、对照实验、结构 分析实验、功能分析实验; E、实验的对象和手段:直接实验和模拟实验。
2.1 科学研究始于问题
D、科学需要怀疑精神 说明:科学理论不等于真理 (1)学贵善疑 (2)好奇心 例:‚夜空为什么是黑的‛ ---奥尔勃斯(Olbers, 1758-1840) 佯谬 (3)打破固定观念 例:九点连线和六人 过河问题
2.1 科学研究始于问题
2.1.2 ‚科学始于问题‛与‚认识以实践为基础‛的关 系: A、前者着眼于科学研究的程序,后者着眼于认识的 来源; B、作为认识的一般过程,实践是认识的基础,认识 过程的每一个阶段既是已有的实践和认识的终点,又 是新的认识和实践的起点;
第五讲 科学研究方法和思维方法
是智者们现在把作为思想的简单概念(在爱利亚学
派中,芝诺已经开始转到思想的纯粹摹本)转到运 动上去了,一般地应用到社会对象上去,并且使它 深入到一切人事关系中去‛。
苏格拉底哲学是从怀疑人自己、肯定人的有限性开 始的。 他认为,认识自己一无所知,就是人们改善心灵, 培养道德的第一步。他借用德尔菲太阳神庙的一句 题辞‚认识你自己‛来作为自己哲学的格言。 伽达默尔曾经指出:‚这意味着(你要)‘知道你是一 个人,不是神’,即使对处于科学时代的人来说, 这一点依然是正确的。这句名言对所有控制和支配 的幻想无疑是一种警告。自由不仅受到各种统治者 的威胁,而且更多地受着一切我们认为我们所控制 的东西的支配和对其依赖性的威胁;能够解脱、获 得自由的方式只能是自我认识。‛
2. 科学问题与科研选题
科学研究始于问题 科学问题的类型及其产生源泉 科研选题的基本原则和步骤
2.1 科学研究始于问题
什么是科学研究的逻辑起点? A ‚科学始于观察‛ (古代)亚里士多德的观点(个别事实-归纳解释性 理论-演绎出关于个别事实的知识) (近代)培根为代表的古典归纳主义学派(观察实 验--感性认识—理性认识) B ‚科学始于问题‛ (现代)爱因斯坦的观点 (现代)波普尔的观点
即(1)除那些真实而已足够说明其现象者外,不必 去寻求自然界事物的其他原因; (2)对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于 同一种原因; (3)物体的属性,凡既不能增强也不能减弱者,又 为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者, 就应视为所有物体的基本属性; (4)在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中 运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的,或 者是非常接近于正确的;虽然可以想象出任何与之 相反的假说,但是没有出现其他现象足以使之更为 正确或者出现例外以前,仍然应当如此对待。
科学思维方法
科学思维方法科学思维是一种理性的思考方式,它强调通过观察、实验和推理来获取知识,并且注重逻辑性和客观性。
在日常生活和学习中,我们都需要运用科学思维方法来解决问题和获取新知识。
下面我将介绍一些科学思维方法的具体应用。
首先,科学思维强调观察和实验。
观察是获取信息的重要途径,通过观察我们可以发现问题、现象和规律。
在生活中,我们可以通过观察身边的事物来获取知识,比如观察天空的变化来了解天气的变化,观察植物的生长来了解它们的生态习性。
而实验则是通过人为干预来验证观察到的现象和规律,通过实验我们可以验证假设,获取更为准确的知识。
其次,科学思维强调逻辑推理。
逻辑推理是科学思维的重要方法之一,它要求我们根据已有的事实和规律来进行推理和判断。
在学习和工作中,我们需要通过逻辑推理来解决问题和做出决策。
比如在数学中,我们需要运用逻辑推理来证明定理和解决问题;在日常生活中,我们也需要通过逻辑推理来分析和解决实际问题。
另外,科学思维强调客观性和批判性。
客观性要求我们在获取和表达知识时要尽量客观、中立,避免主观偏见和情绪影响。
批判性则要求我们在接受信息和知识时要进行批判性思考,不能轻信一切,要善于质疑和求证。
在信息爆炸的时代,客观性和批判性思维显得尤为重要,它们可以帮助我们过滤信息,获取真正有价值的知识。
最后,科学思维强调系统性和整合性。
系统性要求我们在获取知识时要全面、系统地了解相关信息,不能只看一面之词;整合性则要求我们在获取知识后要善于整合和应用,不能孤立地看待问题。
在学习和工作中,系统性和整合性思维可以帮助我们更好地理解和应用知识,提高工作效率和解决问题的能力。
总之,科学思维方法是一种重要的思考方式,它可以帮助我们更好地获取知识、解决问题和做出决策。
在日常生活和学习中,我们都需要不断地运用科学思维方法,提高自己的思维能力和解决问题的能力。
希望大家可以认真学习和运用科学思维方法,不断提高自己的思维水平和创新能力。
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第三,不同科学学派和科学理论之间的矛盾。 例如:燃素说与氧化说、热素说与热的分子运动论、 灾变论与渐变论、自生说与种生说、水成说与火成 说、关于天体起源的不同假说等,都包含着需要深 入探索的科学问题。 第四,学科之间的交叉点、空白区。 维纳说:‚在科学发展上可以得到最大收获的领域是 各种已经建立起来的部门之间的被忽视的无人区‛。 第五,社会需求与生产实践提出的问题。 在社会生产、社会生活、环境保护、军备与战争等实 践活动中都会提出大量的、需要探索的实际问题, 它们经过抽象、转变、提升,均可成为科学问题。
科学事实及其获取途径
科学观察方法
科学实验方法
3.1 科学事实及其获取途径
科学事实是指通过观察和实验所获得的、经过科 学整理和鉴定的经验事实。
经验事实的分类
事实Ⅰ,指客体与仪器相互作用结果的表征;
事实Ⅱ,指对观察实验所得结果的陈述和判断。
科学事实的性质
A 科学事实是个别存在陈述
B
C
科学事实应该可复核、可重现
即(1)除那些真实而已足够说明其现象者外,不必 去寻求自然界事物的其他原因; (2)对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于 同一种原因; (3)物体的属性,凡既不能增强也不能减弱者,又 为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者, 就应视为所有物体的基本属性; (4)在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中 运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的,或 者是非常接近于正确的;虽然可以想象出任何与之 相反的假说,但是没有出现其他现象足以使之更为 正确或者出现例外以前,仍然应当如此对待。
2.3 科研选题的基本原则和步骤
科研选题不仅决定着科研工作的主攻方 向和目标,而且规定了科学研究应采取 的方法和途径。
科研选题的基本原则 A 需要性原则(目的)
B
创造性原则(价值)
概念、理论观点上的创造性;研究方法、
例如 C
探索角度上的创造性;理论应用上的创造性。
科学性原则(根据)
D
可行性原则(条件)
哲学始于泰勒斯 美国当代哲学家理查· 罗蒂曾说:‚自希腊时代以来, 西方思想家们一直在寻求一套统一的观念,这种想 法似乎是合情合理的;这套观念可被用于证明或批 评个人行为和生活以及社会习俗和制度,还可为人 们提供一个进行个人道德思考和社会政治思考的框 架。‘哲学’(‘爱智’)就是希腊人赋予这样一套映 现现实结构的观念的名称。 ‛
任何科学理论都可能存在某些缺陷或矛盾。悖论是从某一理 论出发,推出两个自相矛盾的命题,或者从某一理论中推出的命 题与已知的科学理论产生逻辑矛盾。佯谬是从一个理论中推出自 身不能成立的结论。微积分初创时期的无穷小悖论,推动了极限 理论和方法的产生;天文学的光度佯谬,推动了天文学的发展, 相继出现了等级式结构模型和大爆炸宇宙模型。
则更能掌握解大题目的精神。”
杨振宁的话:
“把天线放长,多方浏览,不只是浏览本学科狭窄范 围的文献,更要随时留意其他的学科,透过广泛的
接触,才能这找出这个领域的大方向。选择科目与
方向是很难决定的,中间有很多是靠机会的。…… 要有广博的知识,不要只念自己本身科目的东西, 不管有无相关,都要尽量吸收”。
在这个漫长的思维历程中,希腊哲学和欧洲近代哲学
的确为人类提供了真知灼见。但是,也许为这种真
理和智慧的光环所遮蔽,理智主义或唯科学主义的
致思倾向更具有隐蔽性、欺骗性。
然而,稍后一段时期,哲学视域从自然扩展到人、扩 展到政治领域。黑格尔曾经指出:智者派的‚文化
的一个主要方面是把爱利亚派的思想方式加以普遍
科学方法的三个层次 第一个层次是各门自然科学中的特殊研究 方法。 第三个层次是自然科学、社会科学和思维 科学普适的方法。
第二个层次是整个自然科学的认识和方法。
进行思维加工
建立理论体系(提出假说—判决性试验)。
科学研究方法的两大类别
经验认识的方法(经验层次的方法) 理论思维的方法(理论层次的方法)
近代科学这一时期被称为‚牛顿时代‛。牛顿的成 就远不止表现在物理学方面,不止完成了对物理世 界的伟大综合,对近代哲学也作了杰出的总结和统 一。 亚· 沃尔夫指出:‚近代科学先驱者的哲学思想大都 在牛顿那里重现。但是,各种思潮的真正汇合,必 需某种程度的相互适应。牛顿正是完成了这个工作, 而且他的贡献还不止于使不同的哲学倾向相互适 应。‛作为‚历来运用数学方法的大师之一‛,牛 顿依据数学发现了现在世人皆知的‚牛顿‛三大定 律。但是,他的科学精神更倾向于培根、波义耳和 洛克的经验精神。在科学研究中,他不仅仅依赖于 数学演绎,而且还总是诉诸经验证实。他把这两种 哲学倾向结合起来,形成了实验证实的方法,即 ‚四条哲学推理的法则‛。
到了亚里士多德,人类真正步入了理性动物的历史。 在这里,智慧被视同为形而上学,或是‚第一哲
学‛,是一种纯粹理论而客观的学科。现在西方人
所说的科学也已经奠下了基础,理智已经和神话、 宗教、诗歌等非理智的知识和价值领域完全分家。
中世纪时期的理性精神 中世纪后期,已经出现了一大批高度系统化、专门化的知识 或学科,如神学、罗马法和宗教法规、医学、数学、天文学 和占星术、逻辑学和自然哲学,以及语法和修辞学等等。 第一,此时知识的扩大已超出古代‚七艺‛的狭隘局限—— “七艺‛,全称‚七种自由艺术‛。欧洲中世纪早期对古代 希腊、罗马学校中所设立的一般文化课程的称呼,包括文法、 修辞、辩证法(即逻辑)、算术、几何、音乐、天文七科。前 三科又被称之为‚三艺‛,后四科被称之为‚四艺‛。 第二,大量翻译复兴古希腊文化。 第三,法、英和意大利普遍出现了大学这种高级教育的形式和 机构。在大学,人们从古代七艺这种百科全书式的知识中解 放出来,专家们以培养专家为目标,用新获得的原文为基础, 采用一种新的方法讲授专门化的学科。这种方法包括课堂讲 课和争论,这些讲课和争论引据标准的权威,使用固定的术 语,采取非常成熟的、规则严谨的推理和系统论证的逻辑方 法。
2.2 科学问题的类型及其来源
广义上的问题是指 “某个给定的智能活动过程的当 前状态与智能主体所要求的目标状态之间的差距”。 科学问题与广义上的问题不同 A、科学问题的设置,与科学家个体的“当前状 态”有关,还与科学共同体的“当前状态”有关。 B、科学问题蕴涵着问题的指向、研究的目标和 求解的应答域。
爱因斯坦说:‚提出一个问题往往比解决一个 问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一
个数学上的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,却需要创造性的想象力,而且标志着
科学的真正进步。”
波普尔认为,首先要回答what、why、how, 其中总是要渗透理论、伴随假设,总是要有 所选择。 四段图式 :
德国哲学家H.G.伽达默尔曾深刻地指出:‚科学这个概 念是本身变化的希腊精神的发现。随着这种发现,我们 所说的西方文化就诞生了。然而,如果我们把它同伟大 的亚洲文化相比较,就会看到,西方文化中间,既有它 的优越之处,同时也存在着它的厄运。科学对于希腊, 本质上是由数学代表的,它是一种特有的、唯一的理性 科学。数学处理的是不变的东西;只要存在不变的东西, 人们就能认识它,而不必再去观看新的东西。为了使自 己能被人理解为科学,近代科学在某种意义上同样必须 坚持这种原理。不变的自然规律取代了受数学启示的希 腊智慧、毕达哥拉斯派关于数和星宿的学说所曾占据的 地位。显然,在这种模式中,人类的事务很少能为认识 提供补充的东西。道德和政治,以及人所设定的法律、 人类赖以生存的价值、人所设立的组织机构、遵从的习 俗,所有这一切都不能要求有不变性。从而也就不能提 出真正的认知可能性,即不具有可知性。‛
“科学始于问题”与“认识以实践为基础”
—— 前者着眼于科学研究的程序,后者着眼于认识
的来源; —— 作为认识的一般过程,实践是认识的基础,认
识过程的每一个阶段既是已有的实践和认识的终点,
又是新的认识和实践的起点;
—— 科学问题这种认识形式既包含先前实践和认识
的成果,也预示着进一步实践和认识的方向。
第五讲 科学研究方法与 科学思维方法
本讲主要内容
科学方法与方法论
科学问题与科研选题 科学认识的感性方法 科学中的基本逻辑思维方法 非逻辑思维方法 科学理论的建构 机遇与一个人的成功
1.科学方法与方法论
方法与科学方法 科学研究方法的两大类别 科学方法论
方法(Methodos): 人们为达到某种目的而 采取的途径、手段或策略。Methodos,大约 相当于接近某物或达到目标的途径。在解决 理论的和实际的问题时,根据手段和目的有 计划地运用技术技能-科学活动-不同学科 的规定性以其特殊的方法为标志。例如: ——天文学:观测方法等 ——物理学:实验-数学方法等 ——生物学:分类法等 科学方法: 人们为达到认识客观世界这一基 本目的而采取的各种手段和途径。
科学问题的来源
第一、科学实践与科学理论的矛盾。
例如:原子不可分的理论无法解释电子的发现,光的波动说 无法解释光的干涉、衍射、偏振以及光电效应等。这表明,传统 的科学理论不能解释科学实践中出现的新现象、新事实;传统理 论无法对同一事物的多种观察和实验结果进行统一解释。 第二,科学理论体系本身的内在矛盾。
方法论:即对方法本身进行的元研究,也就是 研究方法的理论。 科学方法论:即对科学研究方法本身进行的元 研究。 例如: (1)古希腊的理智主义传统(泰勒斯的致思、
毕达格拉斯的精算、)
(2)中世纪时期的理性精神 (3)近代唯科学主义
古希腊的理智主义传统
——泰勒斯的致思、毕达格拉斯的精算、亚里斯多德的物理学 之后
P1→TT→EE→P2
科学研究从问题(P1)开始,经过试探性理论(TT), 又经过批判性检验、排除错误(EE),进而提出新的 问题(P2)。