第三章自然辨证法教学材料
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第三章 科学研究与科学方法论
❖ 科学研究的方法论框架 ❖ 科研问题和与科研选题 ❖ 获取科学事实的基本方法 ❖ 科学研究的逻辑思维方法 ❖ 科学研究的非逻辑思维方法
2020/8/16
1
一、科学研究的方法论框架
（一）现代科学方法论及其形成
❖ 科学方法按其对象和适用范围大致可分为3 个层次：
❖ 1、各门自然科学中的一些特殊的和具体的 研究方法
三、获取科学事实的基本方法
（一）科学事实及其性质
❖ 1、科学事实是通过观察和实验所获得的经 验事实，是经过科学整理和鉴定的确定事实。 一般分为两类： ❖ 事实Ⅰ：指客体与仪器相互作用结果的表 征，若观测仪器上所记录和显示的数字、图 象等 ❖ 事实Ⅱ：指对观察实验所得结果的陈述和 判断
源自文库
2020/8/16
❖ 2、适用于各门自然科学的一般研究方法
❖ 3、概括面最广、抽象程度最高，普遍适用 于自然科学、社会科学、思维科学的研究 方法，也叫哲学方法
2020/8/16
2
一、科学研究的方法论框架
（二）现代科学研究的基本环节 确定科研选题
获取科学事实 进行思维加工
实践检验论证
建立理论体系
2020/8/16
3
二、科研问题和与科研选题
❖ 1、前期调研：了解前人的工作和现实的需 要，进行文献调研和实际考察
❖ 2、构思论证：在前期调研基础上，对所搜 集、查阅和考察得到的科研资料，进行系统地 归纳、整理、判断、分析，初步论证课题的理 论意义和现实意义，分析课题的研究价值和主 要难点，粗线条地构思为完成课题拟采取的主 要方法和技术路线等
❖ 如“中微子假说”
2、科学理论体系内在矛盾所产生的科学问题
❖科学中的“悖论”、“佯谬”是典型形式。
如伽俐略通过一系列假设和严密的逻辑推导，
揭示出亚里士多德动力学理论中的悖论，结果
发现了自由落体定律
2020/8/16
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二、科研问题和与科研选题
（二）科学问题及其来源
3、不同科学学派和科学理论之间矛盾 所产生的科学问题
件
项目申请人资历情
项目的总体目标、主要技 况，项目主要人员目
术和经济指标，主要研究 前承担 863 计划和其
内容，项目需要解决的技 他国家科技计划课
术难点和可能的创新点， 题情况、项目牵头单
技术风险分析
位基本情况，联合申
请单位基本情况
主要阶段性 成果，经费
预算
项目研究的 年度进度及 年度考核指 标，项目经 费概算表 10
科学研究方法分为两类： ❖ 获取感性材料的基本方法，如观察和实 验 ❖ 对感性材料进行科学抽象、加工制作的 理性思维方法，可分为逻辑方法和非逻辑 方法 ❖ 获取科学事实的最基本 、最普遍的方法 是科学观察与科学实验
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验
1、科学观察：人们有目的、有计划、 有步骤地通过自己的感官去反映自然界各 种事物现象的活动
（1）特点
❖科学实验可以简化和纯化研究对象
❖科学实验可以强化和激化研究对象科学实验可
以重复或再现研究过程和结果
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验
2、科学实验 （2）分类 ❖ 据实验的对象和手段，直接实验和模拟 实验（物理模拟、数学模拟、功能模拟等） （3）基本过程 ❖ 贮备、实施、结果处理等，贮备阶段的 实验设计是极其重要的环节
（二）科学问题及其来源
❖ 科学问题的设置，不仅与科学家个体的 “当前状态”有关，而且与科学共同体的 “当前状态”有关 ❖ 科学问题的提出不是孤立的，它蕴涵着 问题的指向、研究的目标和求解的应答域 （求解范围）
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二、科研问题和与科研选题
（二）科学问题及其来源
1、科学理论与科学实践的矛盾所产生的科学 问题
2020/8/1❖6 3、申报评审
9
国家自 然科学 基金申 请书
国家社 会科学 基金申 请书
国家 863 研 究计划
2020/8/16
表 3.1 部分国家科研项目立项申请书主要内容一览表
课题背景
研究内容
研究基础和条件
课题进度和 预算
项目的立项依据 （需附主要参考
项目的研究内容、研究目 标，拟解决的关键问题， 工作基础，工作条 拟采取的研究方案及可 件，申请人简历，承
年度研究计 划，经费预
文献目录） 行性分析，项目的特色与
担项目情况
算
创新之处
负责人和主要成员
课题国内外研究 现状述评及研究
意义
项目所涉及主要 技术的国内外发 展现状、趋势以 及知识产权状况
的分析
项目的主要内容、基本思 路和方法，重点难点，主 要观点及创新之处，最终
成果
曾经完成的重要研 究课题，科研成果的 社会评价，完成本课 题研究的时间保证， 资料设备等科研条
❖（1）特点：感知性和目的性
❖（2）分类：据人们获取观察对象信息的 要求不同，可分为定性观察和定量观察； 据观察过程中是否使用仪器中介，分为直 接观察和间接观察
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验
❖ 2、科学实验：人们据一定的科学研究目的， 运用仪器、设备等物质手段，在认为控制或模 拟研究对象的条件下，使自然过程以纯粹、典 型的方式表现出来，以便进行观察、研究，从 而获取科学事实。
4、经验事实积累到一定阶段所产生的 科学问题
5、社会经济发展和生产实际需要所产 生的科学应用问题 ❖ 如SARS疫苗的防治等
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二、科研问题和与科研选题
（三）科学选题的原则
需要性原则 创造性原则 科学性原则 可行性原则
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二、科研问题和与科研选题
（四）科研选题的步骤
2020/8/16
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三、获取科学事实的基本方法
（三）观察和实验中的机遇
1、机遇：在获取科学事实的观察和实验过 程中，由于意外的事件导致科学上的新发现
2、机遇的分类 ❖（1）意外的、偶然的发现使遇到的难题迎刃 而解 ❖（2）本来为了研究某一事物，但在实践过程 中却意外地发现了另一种事物，而后者又比前 者具有更大的价值
11
三、获取科学事实的基本方法
（一）科学事实及其性质 2、科学事实属于认识论的范畴，它
体现的是客观事物在科学认识主体中的 记述和判断，其内容是客观的，形式是 主观的 ❖科学事实是经过检验的科学事实 ❖科学事实是渗透理论的经验事实
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验
❖ 科学研究的方法论框架 ❖ 科研问题和与科研选题 ❖ 获取科学事实的基本方法 ❖ 科学研究的逻辑思维方法 ❖ 科学研究的非逻辑思维方法
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一、科学研究的方法论框架
（一）现代科学方法论及其形成
❖ 科学方法按其对象和适用范围大致可分为3 个层次：
❖ 1、各门自然科学中的一些特殊的和具体的 研究方法
三、获取科学事实的基本方法
（一）科学事实及其性质
❖ 1、科学事实是通过观察和实验所获得的经 验事实，是经过科学整理和鉴定的确定事实。 一般分为两类： ❖ 事实Ⅰ：指客体与仪器相互作用结果的表 征，若观测仪器上所记录和显示的数字、图 象等 ❖ 事实Ⅱ：指对观察实验所得结果的陈述和 判断
源自文库
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❖ 2、适用于各门自然科学的一般研究方法
❖ 3、概括面最广、抽象程度最高，普遍适用 于自然科学、社会科学、思维科学的研究 方法，也叫哲学方法
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一、科学研究的方法论框架
（二）现代科学研究的基本环节 确定科研选题
获取科学事实 进行思维加工
实践检验论证
建立理论体系
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二、科研问题和与科研选题
❖ 1、前期调研：了解前人的工作和现实的需 要，进行文献调研和实际考察
❖ 2、构思论证：在前期调研基础上，对所搜 集、查阅和考察得到的科研资料，进行系统地 归纳、整理、判断、分析，初步论证课题的理 论意义和现实意义，分析课题的研究价值和主 要难点，粗线条地构思为完成课题拟采取的主 要方法和技术路线等
❖ 如“中微子假说”
2、科学理论体系内在矛盾所产生的科学问题
❖科学中的“悖论”、“佯谬”是典型形式。
如伽俐略通过一系列假设和严密的逻辑推导，
揭示出亚里士多德动力学理论中的悖论，结果
发现了自由落体定律
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二、科研问题和与科研选题
（二）科学问题及其来源
3、不同科学学派和科学理论之间矛盾 所产生的科学问题
件
项目申请人资历情
项目的总体目标、主要技 况，项目主要人员目
术和经济指标，主要研究 前承担 863 计划和其
内容，项目需要解决的技 他国家科技计划课
术难点和可能的创新点， 题情况、项目牵头单
技术风险分析
位基本情况，联合申
请单位基本情况
主要阶段性 成果，经费
预算
项目研究的 年度进度及 年度考核指 标，项目经 费概算表 10
科学研究方法分为两类： ❖ 获取感性材料的基本方法，如观察和实 验 ❖ 对感性材料进行科学抽象、加工制作的 理性思维方法，可分为逻辑方法和非逻辑 方法 ❖ 获取科学事实的最基本 、最普遍的方法 是科学观察与科学实验
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验
1、科学观察：人们有目的、有计划、 有步骤地通过自己的感官去反映自然界各 种事物现象的活动
（1）特点
❖科学实验可以简化和纯化研究对象
❖科学实验可以强化和激化研究对象科学实验可
以重复或再现研究过程和结果
2020/8/16
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验
2、科学实验 （2）分类 ❖ 据实验的对象和手段，直接实验和模拟 实验（物理模拟、数学模拟、功能模拟等） （3）基本过程 ❖ 贮备、实施、结果处理等，贮备阶段的 实验设计是极其重要的环节
（二）科学问题及其来源
❖ 科学问题的设置，不仅与科学家个体的 “当前状态”有关，而且与科学共同体的 “当前状态”有关 ❖ 科学问题的提出不是孤立的，它蕴涵着 问题的指向、研究的目标和求解的应答域 （求解范围）
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二、科研问题和与科研选题
（二）科学问题及其来源
1、科学理论与科学实践的矛盾所产生的科学 问题
2020/8/1❖6 3、申报评审
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国家自 然科学 基金申 请书
国家社 会科学 基金申 请书
国家 863 研 究计划
2020/8/16
表 3.1 部分国家科研项目立项申请书主要内容一览表
课题背景
研究内容
研究基础和条件
课题进度和 预算
项目的立项依据 （需附主要参考
项目的研究内容、研究目 标，拟解决的关键问题， 工作基础，工作条 拟采取的研究方案及可 件，申请人简历，承
年度研究计 划，经费预
文献目录） 行性分析，项目的特色与
担项目情况
算
创新之处
负责人和主要成员
课题国内外研究 现状述评及研究
意义
项目所涉及主要 技术的国内外发 展现状、趋势以 及知识产权状况
的分析
项目的主要内容、基本思 路和方法，重点难点，主 要观点及创新之处，最终
成果
曾经完成的重要研 究课题，科研成果的 社会评价，完成本课 题研究的时间保证， 资料设备等科研条
❖（1）特点：感知性和目的性
❖（2）分类：据人们获取观察对象信息的 要求不同，可分为定性观察和定量观察； 据观察过程中是否使用仪器中介，分为直 接观察和间接观察
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验
❖ 2、科学实验：人们据一定的科学研究目的， 运用仪器、设备等物质手段，在认为控制或模 拟研究对象的条件下，使自然过程以纯粹、典 型的方式表现出来，以便进行观察、研究，从 而获取科学事实。
4、经验事实积累到一定阶段所产生的 科学问题
5、社会经济发展和生产实际需要所产 生的科学应用问题 ❖ 如SARS疫苗的防治等
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二、科研问题和与科研选题
（三）科学选题的原则
需要性原则 创造性原则 科学性原则 可行性原则
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二、科研问题和与科研选题
（四）科研选题的步骤
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三、获取科学事实的基本方法
（三）观察和实验中的机遇
1、机遇：在获取科学事实的观察和实验过 程中，由于意外的事件导致科学上的新发现
2、机遇的分类 ❖（1）意外的、偶然的发现使遇到的难题迎刃 而解 ❖（2）本来为了研究某一事物，但在实践过程 中却意外地发现了另一种事物，而后者又比前 者具有更大的价值
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三、获取科学事实的基本方法
（一）科学事实及其性质 2、科学事实属于认识论的范畴，它
体现的是客观事物在科学认识主体中的 记述和判断，其内容是客观的，形式是 主观的 ❖科学事实是经过检验的科学事实 ❖科学事实是渗透理论的经验事实
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三、获取科学事实的基本方法
（二）科学观察与科学实验