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材料科学与工程方法论
中南大学王德志
材料科学与工程的整体观
材料结构、性能与表征的因果关系
材料设计与制备的统一性
四
方法论概述
一
三
五
提纲
六
环境、能源、信息、军工、铁道材料的发展观
材料科学与工程研究的客观规律性
二
二、材料科学与工程研究的客观规律
1. 科研程序
【提出问题】
【文献检索】
【建立假说】
【确定方案】
【确定题目】
【开题报告】
1. 科研程序
【提出问题】
提出问题是科研选题的始动环节,萌芽阶段,具有重要的战略意义和指导作用。
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的技能而已,而提出问题却需要有创造性地想象力,而且标志着科学的真正进步。
——爱因斯坦
1. 科研程序
【提出问题】
一般说来,提出问题比解决问题更复杂,这是科研的起点或闪光点。
科研选题的对学生们的要求:
1. 扎实专业理论知识,勤奋好学,熟悉自己研究方向的研究进展。
2. 敏锐思维,勤于思考,敢于假设。
3. 广泛阅读文献资料,扩大自己知识面,借鉴其他学科的新技术与新成果。
4. 实验中应仔细观察,不放过异常现象,分析现有课题深入研究可能性。
1. 科研程序
【提出问题】
初始意念具有突发性、偶然性和瞬间性,一闪即逝,研究者要善于捕捉、善于联想、善于比较,培养观察力和注意力,及时捕捉思维活动中刹那间暴发出来的思想火花,把握机遇。
Fleming发现青霉素(1928年),1945年获诺贝尔医学奖。“……我宁愿告诉你们真实的情况,即青霉素的发现始于对一个现象的意外观察,而我唯一的功劳仅仅是没有忽略观察。”
1988年,彼得·阿格雷在研究孕妇体内的Rh排斥性时意外发现细胞膜水通道。(2003年获诺贝尔化学奖)
1. 科研程序
【文献检索】
科研的初始想法往往是研究者的一个粗浅和局限的认识。它是否具有创新性?在这个方向上其他人是否曾作过研究?如何把初始意念深化并建立假说?这些问题必须通过文献检索(consulting of literature)来解决。
查阅文献、搜集信息是选题的重要环节,而且贯穿于课题研究的全过程。
根据观察、分析、实践中发现的问题,进行文献检索,了解问题的研究现状,产生课题研究思路。
1. 科研程序
【文献检索】
科研在阅读文献时要注意:
——是否有类似研究可供参考?
——研究对象
√别人的研究如何选择对象
√选择什么样研究对象
√需要多少
——研究措施
√别人研究的措施是否与你设想的一致
√有无不同、相同之处:例如剂量、用法、疗程
——研究效应
√效应如何被测量出来:客观、可靠、公认
√何时测量、如何测量
查阅文献的意义:
通过查阅文献,可对自己选题中的理论进行深入的理解和分析,搞清楚本专题的历史、现状、水平、动向,以预测本课题的前景,并可以避免低水平重复,使本专题的研究达到预期的目标,从而为科研选题提供理论依据。
1. 科研程序
【建立假说】
定义:围绕初始意念,经过文献检索后, 在理论上对所研究的问题进行合理而充分的解释,这种确立有待证实的理论认识就叫做建立假说。
假设是科学性和推测性的统一,常由理论推测而得,所以假设能提供研究方向、指导研究设计。
建立科学假说是选题的核心与灵魂:假说的正确与否从根本上决定科研工作的成败,假说水平的高低决定着科研成果水平的高低。
科学假说的建立一般要
符合如下原则:
自然科学的基本原理;
给予以往的科学资料;
具有个人的初步实践经验体会;
可被重复验证。
力求科学假说符合“思路新、起点高、意义大”的基本原则。