自然科学的研究方法.docx

自然科学的研究方法.docx。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、途径的最一般的科学。自然科学作为一种高级复杂的知识形态和认识形式,是在人类已有知识的基础上,利用正确的思维方法、研究于段和一定的实践活动而获得的,它是人类智慧和创造性劳动的结晶。因此,在科学研究、科学发明和发现的过程屮,是否拥右正确的科学研究方法,是能否对科学事业作出贡献的关键。正确的科学方法可以使研究考根据科学发展的客观规律,确定正确的研究方向;可以为研究者提供研究的具体方法;可以为科学的新发现、新发明提供启示和借鉴。因此现代科学研究小尤其需要注重科学方法论的研究和利用,这也就是我们要强调指出的一个问题。一、科学实验法科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三人实践活动。实践不仅是理论的源泉,而且也是检验理论正确与否的惟一标准,科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。特别是现代自然科学研究小,任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,茯至连发表学术论文的可能性都会被取缔。即便是一个纯粹的理论研究者,他也必须对他所关注的实验结果,其至实验过程有相当深入的了解才行。因此,可以说,科学实验是自然科学发展屮极为重要的活动和研究方法。(一)科学实验的种类科学实验有两种含义:一是指探索性实验,即探索自然规律与创造发明或发现新东西的实验,这类实验往往是前人或他人从未做过或还未完成的研究T作所进行的实验;二是指人们为了学习、掌握或教授他人L1有科学技术知识所进行的实验,如学校屮安排的实验课屮的实验等。实际上两类实验是没育严格界限的,因为有时重复他人的实验,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。但是探索性实验的创新日的明确,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:判定研究对彖是否具有某种成分、性质或性能;结构是否存在;它的功效、技术经济水平是否达到一定等级的实验。-般说來,定性实验要判定的是“有”或“没有”、“是”或“不是”的,从实验屮给出硏究对象的一般性质及其他事物Z间的联系等初步知识。定性实验多川于某项探索性实验的初期阶段,把注意力主耍集屮在了解事物木质特性的方血,它是定量实验的基础和前奏。定量实验:研究事物的数量关系的实验。这利i实验侧重于研究事物的数值,并求岀某些因素之间的数量关系,茯至要给出相M的计算公式。这种实验主要是采用物理测量方法进行的,因此可以说,测量是定量实验的重要环节。定量实验一般为定性实验的后续,是为了对事物性质进行深入研究所丿应该采取的于段。事物的变化总是遵循由址变到质变,定量实验也往往川于寻找由量变到质变关节点,即寻找度的问题。验证性实验:为掌握或检验前人或他人的已有成果而重复相应的实验或验证某种理论假说所进行的实验。这种实验也是把研究的具体问题向史深层次或史广泛的方面发展的重要探索环节。结构及成分分析实验:它是测定物质的化学组分或化合物的原子或原子团的空间结构的—•种实验。实际上成分分析实验在医学上也经常采用,如血、尿、人便的常规化验分析和特种化验分析等。而结构分析则常川于有机物的同分异构现象的分析。对照比较实验:指把所要研究的对象分成两个或两个以上的相似组群。其屮一•个组群是已经确定其结果的事物,作为对照比较的标准,称为“对照组”,止其自然发展。另一组群是未知其奥秘的事物,作为实验硏究对象,称为实验组,通过一•定的实验步骤,判定硏究对象是否具有某种性质。这类实验在生物学和医学研究小是经常采用的,如实验某种新的医疗方案或药物及营养晶的作用等。相对比较实验:为了寻求两种或两种以上研究对象之间的异同、特性等而设计的实验。即把两种或两种以上的实验单元同时进行,并作相对比较。这种方法在农作物杂交育种过稈小经常采用,通过对比,选择出优良品种。析因实验:是指为了由U知的结果去寻求其产生结果的原因而设计和进行的实验。这种实验的日的是由果索因,若果可能是多因的,一般用排除法处理,一个一-个因索去排除或确定。若果可能是双因的,则可以用比较实验去确定。这就与谋杀案的侦破类似,把怀疑对象一个一个地排除后,逐渐缩小怀疑对象的范I韦I,最终找到谋杀者或主犯,即产生结果的真正原因或主要原因。判决性实验:指为验证科学假设、科学理论和设计方案等是否正确而设计的一种实验,其日的在于作出最后判决。如真空屮的白由落体实验就是对亚里士多徳错误的落体原理(重物体比轻物体下落得快)的判决性实验。此外,科学实验的分类小还包括中间实验、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)科学实验的意义和作用1•科学实验在自然科学小的一般性作用人