自然科学的研究方法.docx

现代自然科学研究方法自然科学方法论实质上是哲学上方法论原理在各门具体自然科学中应用。作为科学,它本身又构成了一门软科学,它是为各门具体自然科学提供方法、原则、手段、途径最一般科学。自然科学作为一种高级复杂知识形态与认识形式,是在人类已有知识基础上,利用正确思维方法、研究手段与一定实践活动而获得,它是人类智慧与创造性劳动结晶。因此,在科学研究、科学发明与发现过程中,是否拥有正确科学研究方法,是能否对科学事业作出贡献关键。正确科学方法可以使研究者根据科学发展客观规律,确定正确研究方向;可以为研究者提供研究具体方法;可以为科学新发现、新发明提供启示与借鉴。因此现代科学研究中尤其需要注重科学方法论研究与利用,这也就是我们要强调指出一个问题。一、科学实验法科学实验、生产实践与社会实践并称为人类三大实践活动。实践不仅是理论源泉,而且也是检验理论正确与否惟一标准,科学实验就是自然科学理论源泉与检验标准。特别是现代自然科学研究中,任何新发现、新发明、新理论提出都必须以能够重现实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,甚至连发表学术论文可能性都会被取缔。即便是一个纯粹理论研究者,他也必须对他所关注实验结果,甚至实验过程有相当深入了解才行。因此,可以说,科学实验是自然科学发展中极为重要活动与研究方法。(一)科学实验种类科学实验有两种含义:一是指剖析性实验,即剖析自然规律与创造发明或发现新东西实验,这类实验往往是前人或他人从未做过或还未完成研究工作所进行实验;二是指人们为了学习、掌握或教授他人已有科学技术知识所进行实验,如学校中安排实验课中实验等。实际上两类实验是没有严格界限,因为有时重复他人实验,也可能会发现新问题,从而通过解决新问题而实现科技创新。但是剖析性实验创新目明确,因此科技创新主要由这类实验获得。从另一个角度,又可把科学实验分为以下类型。定性实验:判定研究对象是否具有某种成分、性质或性能;结构是否存在;它功效、技术经济水平是否达到一定等级实验。一般说来,定性实验要判定是“有”或“没有”、“是”或“不是”,从实验中给出研究对象一般性质及其他事物之间联系等初步知识。定性实验多用于某项剖析性实验初期阶段,把注意力主要集中在了解事物本质特性方面,它是定量实验基础与前奏。定量实验:研究事物数量关系实验。这种实验侧重于研究事物数值,并求出某些因素之间数量关系,甚至要给出相应计算公式。这种实验主要是采用物理测量方法进行,因此可以说,测量是定量实验重要环节。定量实验一般为定性实验后续,是为了对事物性质进行深入研究所应该采取手段。事物变化总是遵循由量变到质变,定量实验也往往用于寻找由量变到质变关节点,即寻找度问题。验证性实验:为掌握或检验前人或他人已有成果而重复相应实验或验证某种理论假说所进行实验。这种实验也是把研究具体问题向更深层次或更广泛方面发展重要剖析环节。结构及成分剖析实验:它是测定物质化学组分或化合物原子或原子团空间结构一种实验。实际上成分剖析实验在医学上也经常采用,如血、尿、大便常规化验剖析与特种化验剖析等。而结构剖析则常用于有机物同分异构现象剖析。对照比较实验:指把所要研究对象分成两个或两个以上相似组群。其中一个组群是已经确定其结果事物,作为对照比较标准,称为“对照组”,让其自然发展。另一组群是未知其奥秘事物,作为实验研究对象,称为实验组,通过一定实验步骤,判定研究对象是否具有某种性质。这类实验在生物学与医学研究中是经常采用,如实验某种新医疗方案或药物及营养晶作用等。相对比较实验:为了寻求两种或两种以上研究对象之间异同、特性等而设计实验。即把两种或两种以上实验单元同时进行,并作相对比较。这种方法在农作物杂交育种过程中经常采用,通过对比,选择出优良品种。析因实验:是指为了由已知结果去寻求其产生结果原因而设计与进行实验。这种实验目是由果索因,若果可能是多因,一般用排除法处理,一个一个因素去排除或确定。若果可能是双因,则可以用比较实验去确定。这就与谋杀案侦破类似,把怀疑对象一个一个地排除后,逐渐缩小怀疑对象范围,最终找到谋杀者或主犯,即产生结果真正原因或主要原因。判决性实验:指为验证科学假设、科学理论与设计方案等是否正确而设计一种实验,其目在于作出最后判决。如真空中自由落体实验就是对亚里士多德错误落体原理(重物体比轻物体下落得快)判决性实验。此外,科学实验分类中还包括中间实验、生产实验、工艺实验、模型实验等类型,这些主要与工业生产相关。(二),实际是由人类科技创新(或称为知识创新)长河构成。科学实验是获取新、第一手科研资料重要与有力手段。大量、新、精确与系统科技信息资料,往往是通过科学试验而获得。例如,“发明大王”爱迪生,在研制电灯过程中,他连续13个月进行了两千多次实