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
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 论 体 系
及其这些方法的性质、条件、作用、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
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）
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。
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，
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
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。
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。
验方法，科学思维方法（逻辑思维方法和非逻 辑思维方法）；数学方法；系统论、信息论和 控制论方法；建立假说和理论的方法等；技术 方法。 三、研究对象 ①哲学方法是认识客观世界最高层次的方法， 它不仅对认识自然界有一定的指导作用，而且 对于社会和思维领域也是适用的。例如：矛盾 分析法、辩证否定法、质量互变法，一切从实 际出发，实践是检验真理的唯一标准等。这些 方法则是由哲学来研究的。 ②最低层次是各门科学技术的特殊研究方 法。它只能由具体的学科、专业来确定，根据 需要
要以尽可能少的投入来研究出更大的科研成果。 树立总体观念、全面考虑、综合考察。总之， 需要性原则是选题的目的；科学性原则是依据； 创造性原则是价值；可行性原则是条件；合理效 益性是总体效应。 三、科研选题的步骤和方法 1. 确定研究方向。 2. 调查研究、收集资料、发现问题、以保证 科研的高起点。 利用计算机文献检索系统、计算机网络系统 或者文摘索引查阅文献资料，并通过各种刊物专 著、科技信息媒体收集信息资料，以了解国内外 对某领域、某层次的科学问题已经做了哪些工作，
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）
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。
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。
第二节
科源自文库选题
所谓科研选题是指在一个特定的、具体的 研究过程中，选择和确定尚未认识而又必须探 索和认识的问题。简言之，即选择研究的问题， 确定研究的对象。 本节主要介绍科研选题在科研中的地位和 作用、科研选题的步骤和方法、科研选题的基 本原则、科研选题的类型。 一、科研选题在科研中的地位和作用
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）。
（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
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。
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. 逻辑推理与数学方法相结合 ① 欧几里得：《几何原本》 ②毕达哥拉斯提出了勾股定理 ③阿基米德提出了浮力定律 总之，古代自然科学技术发展的水平很低， 人们认识自然和改造自然的方法具有朴素、笼 统、直观、猜测的特点。 二、以实验和分析方法为主的近代自然科 学时期（16世纪—19世纪末） 这一时期自然科学的研究主要有如下方法 和特点。 1. 以仪器观察和观测为主导
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，
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。
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
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