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現(xiàn)代自然科學(xué)研究方法 自然科學(xué)方法論實(shí)質(zhì)上是哲學(xué)上的方法論原理在各門具體的自然科學(xué)中的應(yīng)用。作為科學(xué),它本身又構(gòu)成了一門軟科學(xué),它是為各門具體自然科學(xué)提供方法、原則、手段、途徑的最一般的科學(xué)。
自然科學(xué)作為一種高級(jí)復(fù)雜的知識(shí)形態(tài)和認(rèn)識(shí)形式,是在人類已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,利用正確的思維方法、研究手段和一定的實(shí)踐活動(dòng)而獲得的,它是人類智慧和創(chuàng)造性勞動(dòng)的結(jié)晶。因此,在科學(xué)研究、科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過程中,是否擁有正確的科學(xué)研究方法,是能否對(duì)科學(xué)事業(yè)作出貢獻(xiàn)的關(guān)鍵。
正確的科學(xué)方法可以使研究者根據(jù)科學(xué)發(fā)展的客觀規(guī)律,確定正確的研究方向;可以為研究者提供研究的具體方法;可以為科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明提供啟示和借鑒。因此現(xiàn)代科學(xué)研究中尤其需要注重科學(xué)方法論的研究和利用,這也就是我們要強(qiáng)調(diào)指出的一個(gè)問題。
一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)法 科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)實(shí)踐并稱為人類的三大實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐不僅是理論的源泉,而且也是檢驗(yàn)理論正確與否的惟一標(biāo)準(zhǔn),科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是自然科學(xué)理論的源泉和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
特別是現(xiàn)代自然科學(xué)研究中,任何新的發(fā)現(xiàn)、新的發(fā)明、新的理論的提出都必須以能夠重現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),否則就不能被他人所接受,甚至連發(fā)表學(xué)術(shù)論文的可能性都會(huì)被取締。即便是一個(gè)純粹的理論研究者,他也必須對(duì)他所關(guān)注的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,甚至實(shí)驗(yàn)過程有相當(dāng)深入的了解才行。
因此,可以說(shuō),科學(xué)實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)發(fā)展中極為重要的活動(dòng)和研究方法。 (一)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的種類 科學(xué)實(shí)驗(yàn)有兩種含義:一是指探索性實(shí)驗(yàn),即探索自然規(guī)律與創(chuàng)造發(fā)明或發(fā)現(xiàn)新東西的實(shí)驗(yàn),這類實(shí)驗(yàn)往往是前人或他人從未做過或還未完成的研究工作所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn);二是指人們?yōu)榱藢W(xué)習(xí)、掌握或教授他人已有科學(xué)技術(shù)知識(shí)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),如學(xué)校中安排的實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)驗(yàn)等。
實(shí)際上兩類實(shí)驗(yàn)是沒有嚴(yán)格界限的,因?yàn)橛袝r(shí)重復(fù)他人的實(shí)驗(yàn),也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新問題,從而通過解決新問題而實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新。但是探索性實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新目的明確,因此科技創(chuàng)新主要由這類實(shí)驗(yàn)獲得。
從另一個(gè)角度,又可把科學(xué)實(shí)驗(yàn)分為以下類型。 定性實(shí)驗(yàn):判定研究對(duì)象是否具有某種成分、性質(zhì)或性能;結(jié)構(gòu)是否存在;它的功效、技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平是否達(dá)到一定等級(jí)的實(shí)驗(yàn)。
一般說(shuō)來(lái),定性實(shí)驗(yàn)要判定的是“有”或“沒有”、“是”或“不是”的,從實(shí)驗(yàn)中給出研究對(duì)象的一般性質(zhì)及其他事物之間的聯(lián)系等初步知識(shí)。定性實(shí)驗(yàn)多用于某項(xiàng)探索性實(shí)驗(yàn)的初期階段,把注意力主要集中在了解事物本質(zhì)特性的方面,它是定量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和前奏。
定量實(shí)驗(yàn):研究事物的數(shù)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)側(cè)重于研究事物的數(shù)值,并求出某些因素之間的數(shù)量關(guān)系,甚至要給出相應(yīng)的計(jì)算公式。
這種實(shí)驗(yàn)主要是采用物理測(cè)量方法進(jìn)行的,因此可以說(shuō),測(cè)量是定量實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。定量實(shí)驗(yàn)一般為定性實(shí)驗(yàn)的后續(xù),是為了對(duì)事物性質(zhì)進(jìn)行深入研究所應(yīng)該采取的手段。
事物的變化總是遵循由量變到質(zhì)變,定量實(shí)驗(yàn)也往往用于尋找由量變到質(zhì)變關(guān)節(jié)點(diǎn),即尋找度的問題。 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):為掌握或檢驗(yàn)前人或他人的已有成果而重復(fù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證某種理論假說(shuō)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。
這種實(shí)驗(yàn)也是把研究的具體問題向更深層次或更廣泛的方面發(fā)展的重要探索環(huán)節(jié)。 結(jié)構(gòu)及成分分析實(shí)驗(yàn):它是測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)組分或化合物的原子或原子團(tuán)的空間結(jié)構(gòu)的一種實(shí)驗(yàn)。
實(shí)際上成分分析實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)上也經(jīng)常采用,如血、尿、大便的常規(guī)化驗(yàn)分析和特種化驗(yàn)分析等。而結(jié)構(gòu)分析則常用于有機(jī)物的同分異構(gòu)現(xiàn)象的分析。
對(duì)照比較實(shí)驗(yàn):指把所要研究的對(duì)象分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的相似組群。其中一個(gè)組群是已經(jīng)確定其結(jié)果的事物,作為對(duì)照比較的標(biāo)準(zhǔn),稱為“對(duì)照組”,讓其自然發(fā)展。
另一組群是未知其奧秘的事物,作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象,稱為實(shí)驗(yàn)組,通過一定的實(shí)驗(yàn)步驟,判定研究對(duì)象是否具有某種性質(zhì)。這類實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中是經(jīng)常采用的,如實(shí)驗(yàn)?zāi)撤N新的醫(yī)療方案或藥物及營(yíng)養(yǎng)晶的作用等。
相對(duì)比較實(shí)驗(yàn):為了尋求兩種或兩種以上研究對(duì)象之間的異同、特性等而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。即把兩種或兩種以上的實(shí)驗(yàn)單元同時(shí)進(jìn)行,并作相對(duì)比較。
這種方法在農(nóng)作物雜交育種過程中經(jīng)常采用,通過對(duì)比,選擇出優(yōu)良品種。 析因?qū)嶒?yàn):是指為了由已知的結(jié)果去尋求其產(chǎn)生結(jié)果的原因而設(shè)計(jì)和進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。
這種實(shí)驗(yàn)的目的是由果索因,若果可能是多因的,一般用排除法處理,一個(gè)一個(gè)因素去排除或確定。若果可能是雙因的,則可以用比較實(shí)驗(yàn)去確定。
這就與謀殺案的偵破類似,把懷疑對(duì)象一個(gè)一個(gè)地排除后,逐漸縮小懷疑對(duì)象的范圍,最終找到謀殺者或主犯,即產(chǎn)生結(jié)果的真正原因或主要原因。 判決性實(shí)驗(yàn):指為驗(yàn)證科學(xué)假設(shè)、科學(xué)理論和設(shè)計(jì)方案等是否正確而設(shè)計(jì)的一種實(shí)驗(yàn),其目的在于作出最后判決。
如真空中的自由落體實(shí)驗(yàn)就是對(duì)亞里士多德錯(cuò)誤的落體原理(重物體比輕物體下落得快)的判決性實(shí)驗(yàn)。 此外,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的分類中還包括中間實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)、工藝實(shí)驗(yàn)、模型實(shí)驗(yàn)等類型,這些主要與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)。
(二)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
自然科學(xué)的研究方法主要有3種:科學(xué)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)科學(xué)、數(shù)學(xué)方法。
科學(xué)實(shí)驗(yàn) 科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)實(shí)踐并稱為人類的三大實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐不僅是理論的源泉,而且也是檢驗(yàn)理論正確與否的惟一標(biāo)準(zhǔn),科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是自然科學(xué)理論的源泉和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
特別是現(xiàn)代自然科學(xué)研究中,任何新的發(fā)現(xiàn)、新的發(fā)明、新的理論的提出都必須以能夠重現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),否則就不能被他人所接受,甚至連發(fā)表學(xué)術(shù)論文的可能性都會(huì)被取締。即便是一個(gè)純粹的理論研究者,他也必須對(duì)他所關(guān)注的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,甚至實(shí)驗(yàn)過程有相當(dāng)深入的了解才行。
因此,可以說(shuō),科學(xué)實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)發(fā)展中極為重要的活動(dòng)和研究方法。 系統(tǒng)科學(xué) 自然科學(xué)書籍系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)及其演化規(guī)律的科學(xué)。
盡管這門學(xué)科自20世紀(jì)上半葉才產(chǎn)生,但由于其具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已成為一個(gè)包括眾多分支的科學(xué)領(lǐng)域。它包括有:一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、系統(tǒng)工程、大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、博弈論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、一般生命系統(tǒng)論、社會(huì)系統(tǒng)論、泛系分析、灰色系統(tǒng)理論等分支。
這些分支,各自研究不同的系統(tǒng)。自然界本身就是一個(gè)無(wú)限大、無(wú)限復(fù)雜的系統(tǒng),在自然界中包括著許許多多不同的系統(tǒng),系統(tǒng)是一種普遍存在。
一切事物和過程都可以看作組織性程度不同的系統(tǒng),從而使系統(tǒng)科學(xué)的原理具有一般性和較高的普遍性。利用系統(tǒng)科學(xué)的原理,研究各種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其進(jìn)化的規(guī)律,稱為系統(tǒng)科學(xué)方法,它已得到各研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,目前尤其在生物學(xué)領(lǐng)域(生態(tài)系統(tǒng))和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域(經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng))中的應(yīng)用最為引人注目。
系統(tǒng)科學(xué)研究有兩個(gè)基本特點(diǎn):其一是它與工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、企業(yè)管理、環(huán)境科學(xué)等聯(lián)系密切,具有很強(qiáng)的應(yīng)用性;其二是它的理論基礎(chǔ)不僅是系統(tǒng)論,而且還依賴于各有關(guān)的專門學(xué)科,與現(xiàn)代一些數(shù)學(xué)分支學(xué)科有密切關(guān)系。正因?yàn)槿绱?,人們認(rèn)為系統(tǒng)科學(xué)方法一般指研究系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法。
數(shù)學(xué)方法 數(shù)學(xué)方法有兩個(gè)不同的概念,在方法論全書中的數(shù)學(xué)方法指研究和發(fā)展數(shù)學(xué)時(shí)的思想方法,而這里所要闡述的數(shù)學(xué)方法則是在自然科學(xué)研究中經(jīng)常采用的一種思想方法,其內(nèi)涵是;它是科學(xué)抽象的一種思維方法,其根本特點(diǎn)在于撇開研究對(duì)象的其他一切特性,只抽取出各種量、量的變化及各量之間的關(guān)系,也就是在符合客觀的前提下,使科學(xué)概念或原理符號(hào)化、公式化,利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言(即數(shù)學(xué)工具)對(duì)符號(hào)進(jìn)行邏輯推導(dǎo)、運(yùn)算、演算和量的分析,以形成對(duì)研究對(duì)象的數(shù)學(xué)解釋和預(yù)測(cè),從量的方面揭示研究對(duì)象的規(guī)律性。這種特殊的抽象方法,稱為數(shù)學(xué)方法。
自然科學(xué)的研究方法主要有3種:科學(xué)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)科學(xué)、數(shù)學(xué)方法。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)實(shí)踐并稱為人類的三大實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐不僅是理論的源泉,而且也是檢驗(yàn)理論正確與否的惟一標(biāo)準(zhǔn),科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是自然科學(xué)理論的源泉和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
特別是現(xiàn)代自然科學(xué)研究中,任何新的發(fā)現(xiàn)、新的發(fā)明、新的理論的提出都必須以能夠重現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),否則就不能被他人所接受,甚至連發(fā)表學(xué)術(shù)論文的可能性都會(huì)被取締。即便是一個(gè)純粹的理論研究者,他也必須對(duì)他所關(guān)注的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,甚至實(shí)驗(yàn)過程有相當(dāng)深入的了解才行。
因此,可以說(shuō),科學(xué)實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)發(fā)展中極為重要的活動(dòng)和研究方法。系統(tǒng)科學(xué)自然科學(xué)書籍系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)及其演化規(guī)律的科學(xué)。
盡管這門學(xué)科自20世紀(jì)上半葉才產(chǎn)生,但由于其具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已成為一個(gè)包括眾多分支的科學(xué)領(lǐng)域。它包括有:一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、系統(tǒng)工程、大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、博弈論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、一般生命系統(tǒng)論、社會(huì)系統(tǒng)論、泛系分析、灰色系統(tǒng)理論等分支。
這些分支,各自研究不同的系統(tǒng)。自然界本身就是一個(gè)無(wú)限大、無(wú)限復(fù)雜的系統(tǒng),在自然界中包括著許許多多不同的系統(tǒng),系統(tǒng)是一種普遍存在。
一切事物和過程都可以看作組織性程度不同的系統(tǒng),從而使系統(tǒng)科學(xué)的原理具有一般性和較高的普遍性。利用系統(tǒng)科學(xué)的原理,研究各種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其進(jìn)化的規(guī)律,稱為系統(tǒng)科學(xué)方法,它已得到各研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,目前尤其在生物學(xué)領(lǐng)域(生態(tài)系統(tǒng))和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域(經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng))中的應(yīng)用最為引人注目。
系統(tǒng)科學(xué)研究有兩個(gè)基本特點(diǎn):其一是它與工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、企業(yè)管理、環(huán)境科學(xué)等聯(lián)系密切,具有很強(qiáng)的應(yīng)用性;其二是它的理論基礎(chǔ)不僅是系統(tǒng)論,而且還依賴于各有關(guān)的專門學(xué)科,與現(xiàn)代一些數(shù)學(xué)分支學(xué)科有密切關(guān)系。正因?yàn)槿绱?,人們認(rèn)為系統(tǒng)科學(xué)方法一般指研究系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法。
數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)方法有兩個(gè)不同的概念,在方法論全書中的數(shù)學(xué)方法指研究和發(fā)展數(shù)學(xué)時(shí)的思想方法,而這里所要闡述的數(shù)學(xué)方法則是在自然科學(xué)研究中經(jīng)常采用的一種思想方法,其內(nèi)涵是;它是科學(xué)抽象的一種思維方法,其根本特點(diǎn)在于撇開研究對(duì)象的其他一切特性,只抽取出各種量、量的變化及各量之間的關(guān)系,也就是在符合客觀的前提下,使科學(xué)概念或原理符號(hào)化、公式化,利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言(即數(shù)學(xué)工具)對(duì)符號(hào)進(jìn)行邏輯推導(dǎo)、運(yùn)算、演算和量的分析,以形成對(duì)研究對(duì)象的數(shù)學(xué)解釋和預(yù)測(cè),從量的方面揭示研究對(duì)象的規(guī)律性。這種特殊的抽象方法,稱為數(shù)學(xué)方法。
科學(xué)研究方法是指在研究中發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新事物,或提出新理論、新觀點(diǎn),揭示事物內(nèi)在規(guī)律的工具和手段。
這是運(yùn)用智慧進(jìn)行科學(xué)思維的技巧,一般包括文獻(xiàn)調(diào)查法、觀察法、思辨法、行為研究法、歷史研究法、概念分析法、比較研究法等。研究方法是人們?cè)趶氖驴茖W(xué)研究過程中不斷總結(jié)、提煉出來(lái)的。
由于人們認(rèn)識(shí)問題的角度、研究對(duì)象的復(fù)雜性等因素,而且研究方法本身處于一個(gè)在不斷地相互影響、相互結(jié)合、相互轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程中,所以對(duì)于研究方法的分類目前很難有一個(gè)完全統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。常用的科學(xué)研究方法有:觀察法、調(diào)查法、歷史法、比較法、統(tǒng)計(jì)法、實(shí)驗(yàn)研究法、行動(dòng)研究法等。
一、觀察法 觀察法是進(jìn)行教育科學(xué)研究常用的一種方法。研究者依據(jù)一定的目的和計(jì)劃,在自然條件下,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)的連續(xù)的觀察,并做出準(zhǔn)確、具體和詳盡的記錄,以便全面而正確地掌握所要研究的情況。
觀察法的一般步驟是:(1)事先做好準(zhǔn)備,制訂觀察計(jì)劃,先對(duì)觀察的對(duì)象作一般的了解,然后根據(jù)研究任務(wù)和研究對(duì)象的特點(diǎn),確定觀察的目的、內(nèi)容和重點(diǎn),最后制定整個(gè)觀察計(jì)劃,確定進(jìn)行觀察全過程的步驟、次數(shù)、時(shí)間、記錄用紙、表格,以及所用的儀器等;(2)按計(jì)劃進(jìn)行實(shí)際觀察,在進(jìn)行觀察過程中,一般要嚴(yán)格按計(jì)劃進(jìn)行,必要時(shí)也可隨機(jī)應(yīng)變,觀察時(shí)要選擇最適宜的位置,集中注意力并及時(shí)作記錄;(3)及時(shí)整理材料,對(duì)大量分散材料進(jìn)行匯總加工,刪去一切錯(cuò)誤材料,然后對(duì)典型材料進(jìn)行分析,如有遺漏,及時(shí)糾正,對(duì)反映特殊情況的材料另作處理。二、調(diào)查法 調(diào)查法是研究者有計(jì)劃地通過親身接觸和廣泛考察了解,掌握大量的第一手材料,并在這一基礎(chǔ)上進(jìn)行分析綜合,研究有關(guān)教育實(shí)際的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),找出科學(xué)的結(jié)論,以指導(dǎo)教育實(shí)踐的方法。
調(diào)查法一般是在自然的過程中進(jìn)行,通過訪問、開調(diào)查會(huì)、發(fā)問卷、測(cè)驗(yàn)等方式去搜集反映研究現(xiàn)象的材料。調(diào)查法常同觀察法、歷史研究法、實(shí)驗(yàn)法等配合使用。
調(diào)查法的步驟是:(1)準(zhǔn)備,選定調(diào)查對(duì)象,確定調(diào)查范圍,了解調(diào)查對(duì)象的基本情況;研究有關(guān)理論和資料,擬定調(diào)查計(jì)劃、表格、問卷和談話提綱等,規(guī)劃調(diào)查的程序和方法及各種必要的安排;(2)按計(jì)劃進(jìn)行調(diào)查,通過各種手段搜集材料,必要時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)計(jì)劃作相應(yīng)的調(diào)整,以保證調(diào)查工作的正常開展;(3)整理材料,研究情況,包括分類、統(tǒng)計(jì)、分析、綜合,寫出調(diào)查報(bào)告。三、歷史法 歷史法強(qiáng)調(diào)一國(guó)的歷史傳統(tǒng)和民族特性對(duì)教育的決定性作用,注重廣泛搜集被研究國(guó)家教育的歷史文獻(xiàn)資料,鑒別和整理史料,分析比較被研究國(guó)家教育的發(fā)生和發(fā)展過程,最后得出相應(yīng)的結(jié)論。
四、比較法 比較法是對(duì)某類教育現(xiàn)象在不同時(shí)期、不同社會(huì)制度、不同地點(diǎn)、不同情況下的不同表現(xiàn),進(jìn)行比較研究,以揭示教育的普遍規(guī)律及其特殊表現(xiàn)的方法。采用比較法要注意各個(gè)國(guó)家的社會(huì)經(jīng)濟(jì)制度、政治制度、歷史傳統(tǒng)、科學(xué)和技術(shù)以及文化發(fā)展的水平、教育理論及其在實(shí)踐中的反映,等等,明確可比較的指標(biāo)。
從而正確掌握某一國(guó)家教育發(fā)展的基本趨勢(shì),明確可以借鑒和學(xué)習(xí)什么。 比較法的步驟是:(1)描述,準(zhǔn)確、客觀地描述所要比較的教育現(xiàn)象的外部特征,為進(jìn)一步分析、比較提供必要的資料;(2)整理,把搜集到的有關(guān)資料進(jìn)行整理,如做出統(tǒng)計(jì)材料,進(jìn)行解釋、分析、評(píng)價(jià),設(shè)立比較的標(biāo)準(zhǔn)等;(3)比較,對(duì)資料進(jìn)行比較和對(duì)照,找出異同和差距,提出合理運(yùn)用的意見。
比較法的使用要同其他方法互相配合。五、統(tǒng)計(jì)法 統(tǒng)計(jì)法是通過觀察、測(cè)驗(yàn)、調(diào)查、實(shí)驗(yàn),把得到的大量數(shù)據(jù)材料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類,以求得對(duì)所研究的教育現(xiàn)象作出數(shù)量分析的結(jié)果的方法。
這是數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在教育方面的應(yīng)用。在教育實(shí)際工作中,經(jīng)常使用描述統(tǒng)計(jì)研究情況,如整理實(shí)驗(yàn)或調(diào)查來(lái)的大量數(shù)據(jù),找出這些數(shù)據(jù)分布的特征,計(jì)算集中趨勢(shì)、離中趨勢(shì)或相關(guān)系數(shù)等,將大量數(shù)據(jù)簡(jiǎn)縮,找出其中所傳遞的信息。
同時(shí),還可進(jìn)一步使用推斷統(tǒng)計(jì)法,即利用描述統(tǒng)計(jì)取得的信息,通過局部去推斷全局的情況。此外,近幾十年來(lái)隨著統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展,提出了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),要求在較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)研究中檢驗(yàn)設(shè)計(jì)中所列的自變量和因變量之間的關(guān)系。
統(tǒng)計(jì)法一般分為兩大步驟:(1)統(tǒng)計(jì)分類:整理數(shù)據(jù),列成系統(tǒng),分類統(tǒng)計(jì),制統(tǒng)計(jì)表或統(tǒng)計(jì)圖;(2)數(shù)量分析;通過數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,找出集中趨勢(shì)、離中趨勢(shì)或相關(guān)系數(shù)等,從中找出改進(jìn)工作的措施。使用統(tǒng)計(jì)法,必須學(xué)會(huì)科學(xué)的推理方法和掌握統(tǒng)計(jì)計(jì)算的技術(shù)。
六、實(shí)驗(yàn)研究法 實(shí)驗(yàn)研究法是在人工控制教育現(xiàn)象的情況下,有目的有計(jì)劃地觀察教育現(xiàn)象的變化和結(jié)果的方法。實(shí)驗(yàn)法可分為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)法和自然實(shí)驗(yàn)法。
前者基本上是在人工設(shè)置的條件下進(jìn)行,可借助各種儀器和現(xiàn)代技術(shù)。后者在日常教育工作的正常條件下進(jìn)行。
兩者都要保證受試者處在正常的狀態(tài)中。 實(shí)驗(yàn)法一般分三種:(1)單組法:就一個(gè)組或班進(jìn)行實(shí)驗(yàn),看施加某一實(shí)驗(yàn)因子與不施加實(shí)驗(yàn)因子,或在不同時(shí)期施加另一實(shí)驗(yàn)因子在效果上有什么不同;(2)等組法:就各方面情況相等的兩個(gè)班或組,分別施以。
所謂科學(xué)的研究方法,很明顯就是科學(xué)工作者在從事某 項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)所采用的方法。
但是。這個(gè)過于簡(jiǎn)單的說(shuō)明對(duì) 我們沒有多大幫助。
能不能對(duì)這個(gè)問題作出更詳細(xì)的說(shuō)明呢? 好吧!我們可以描述一下這個(gè)問題的一個(gè)理想答案。 (1)在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí),應(yīng)當(dāng)首先認(rèn)識(shí)到問題的存在。
例如,在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)注意到物體為什么會(huì) 像它所發(fā)生的那樣進(jìn)行運(yùn)動(dòng),亦即物體為什么在某種條件下 會(huì)運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快(加速運(yùn)動(dòng)),而在另一種條件下則會(huì)運(yùn) 行得越來(lái)越慢(減速運(yùn)動(dòng))。 (2)要把問題的非本質(zhì)方面找出來(lái),加以剔除。
例如, 一個(gè)物體的味道對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)是不起任何作用的。 (3)要把你能夠找到的、同這個(gè)問題有關(guān)的全部數(shù)據(jù) 都收集起來(lái)。
在古代和中世紀(jì),這一點(diǎn)僅僅意味著如實(shí)地對(duì) 自然現(xiàn)象進(jìn)行敏銳觀察。但是進(jìn)入近代以后,情況就有所不 同了,因?yàn)槿藗儚哪菚r(shí)起已經(jīng)學(xué)會(huì)去模仿各種自然現(xiàn)象,也 就是說(shuō),人們已經(jīng)能夠有意地設(shè)計(jì)出種種不同的條件來(lái)迫使 物體按一定的方式運(yùn)動(dòng),以便取得與該問題有關(guān)的各種數(shù)據(jù)。
例如,可以有意地讓一些球從一些斜面上滾下來(lái);這樣做時(shí), 既可以用各種大小不同的球,也可以改變球的表面性質(zhì)或者 改變斜面的傾斜度,等等。這種有意設(shè)計(jì)出來(lái)的情況就是實(shí) 驗(yàn),而實(shí)驗(yàn)對(duì)近代科學(xué)起的作用是如此之大,以致人們常常 把它稱為“實(shí)驗(yàn)科學(xué)”,以區(qū)別于古希臘的科學(xué)。
(4)有了這些收集起來(lái)的數(shù)據(jù),就可以作出某種初步 的概括,以便盡可能簡(jiǎn)明地對(duì)它們加以說(shuō)明,亦即用某種簡(jiǎn) 明扼要的語(yǔ)言或者某種數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)加以概括。這也就是假 設(shè)或假說(shuō)。
(5)有了假說(shuō)以后,你就可以對(duì)你以前未打算進(jìn)行的 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作出推測(cè)。下一步,你便可以著手進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn), 看看你的假說(shuō)是否成立。
(6)如果實(shí)驗(yàn)獲得了預(yù)期的結(jié)果,那么,你的假說(shuō)便 得到了強(qiáng)有力的事實(shí)依據(jù),并可能成為一種理論,甚至成為 一條“自然定律”。 當(dāng)然,任何理論或自然定律都不是最后定論。
這一過程 會(huì)一次又一次地重復(fù)下去。新的數(shù)據(jù),新的觀察和新的實(shí)驗(yàn) 結(jié)果將不斷出現(xiàn),舊的自然定律將不斷為更普遍的自然定律 所替代,因?yàn)檫@些新的定律不但能說(shuō)明舊定律所能解釋的各 種現(xiàn)象,而且還能說(shuō)明舊定律所不能解釋的一些現(xiàn)象。
以上這些,正如我已經(jīng)說(shuō)過的,是一種理想的科學(xué)研究 方法。但是在真正的實(shí)踐中,科學(xué)工作者并不需要像做一套 柔軟體操那樣一步一步地進(jìn)行下去,而且他們通常也不這樣 做。
比起旁的事情來(lái),像直覺、洞察力甚至運(yùn)氣這一類因素 常常更起作用。在整部科學(xué)史中充滿了這樣的例子。
有不少 科學(xué)家僅僅根據(jù)很不充分的數(shù)據(jù)和很少一點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(有時(shí) 甚至一點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也沒有),便突然靈機(jī)一動(dòng),得出了有用 的、合乎事實(shí)的論斷。這樣的論斷,如果按部就班地通過上 述理想的科學(xué)研究方法進(jìn)行,就可能要用好幾年的時(shí)間才能 得到。
例如,凱庫(kù)勒就是在郵車上打瞌睡的時(shí)候,突然領(lǐng)悟到 苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)的。洛維則在半夜醒來(lái)的時(shí)候,突然得到了關(guān) 于神經(jīng)刺激的化學(xué)傳導(dǎo)問題的答案。
格拉澤卻由于無(wú)聊地凝 視著一杯啤酒,才得到了氣泡室的想法。 然而這是不是說(shuō),一切都是憑好運(yùn)氣得來(lái)的,根本不需 要?jiǎng)幽X筋去思考呢?不,絕對(duì)不是的。
這樣的“好運(yùn)氣”只 有那些具有最好領(lǐng)悟力的人才會(huì)碰上,換句話說(shuō),有些人之 所以會(huì)碰上這樣的“好運(yùn)氣”,只是因?yàn)樗麄兙哂惺置翡J 的直覺,而這種敏銳的直覺則是依靠他們豐富的經(jīng)驗(yàn)、深刻 的理解力和平時(shí)愛動(dòng)腦筋換來(lái)的。 阿西莫夫《你知道嗎?——現(xiàn)代科學(xué)中的一百個(gè)問題》 科學(xué)普及出版社 1984年。
自然科學(xué)是研究大自然中有機(jī)或無(wú)機(jī)的事物和現(xiàn)象的科學(xué)。
自然科學(xué)包括天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地球科學(xué)、生物學(xué)等等。關(guān)于數(shù)學(xué)是否是自然科學(xué)存在著爭(zhēng)議。
有人認(rèn)為數(shù)學(xué)是一門人文科學(xué),也有人認(rèn)為數(shù)學(xué)是哲學(xué)的分支,是邏輯學(xué)的一部分。但數(shù)學(xué)與自然科學(xué)之間息息相關(guān)的關(guān)系是無(wú)可爭(zhēng)辯的。
與自然科學(xué)不同的還有人文學(xué)、社會(huì)科學(xué)和工程學(xué)。一些人認(rèn)為,在西方,亞里士多德是自然科學(xué)的創(chuàng)始人,伽利略·伽利萊是將實(shí)驗(yàn)引入自然科學(xué)的首倡人。
18世紀(jì)以前歐洲自然科學(xué)與哲學(xué)幾乎不可分開。古希臘的哲學(xué)家也同時(shí)是自然科學(xué)家。
勒奈·笛卡爾、戈特弗里德·威廉·萊布尼茨、約翰·洛克等等著名的自然科學(xué)家也同時(shí)是哲學(xué)家。 在中國(guó),古代把自然科學(xué)稱為“物理”[1],指研究自然物理的學(xué)問,算學(xué)(現(xiàn)代稱數(shù)學(xué),三代時(shí)期的六藝中也稱“數(shù)”)則是一門獨(dú)立于“物理”的學(xué)科,古代涌現(xiàn)了許多科學(xué)家,三國(guó)時(shí)期的楊泉著有《物理論》,明朝時(shí)期的方以智著有《物理小識(shí)》。
不過,以前的學(xué)問分科不細(xì)不嚴(yán),古代學(xué)者往往通多種學(xué)問,如墨子是一位自然科學(xué)家,也是一位思想家、哲學(xué)家、政治學(xué)家,還是一位社會(huì)政治活動(dòng)家、工程師等,祖沖之是天文學(xué)家,又是數(shù)學(xué)家、機(jī)械工程師。 自然科學(xué)的工作原理自然科學(xué)的根本目的在于尋找自然現(xiàn)象的來(lái)因。
自然科學(xué)認(rèn)為超自然的、隨意的和自相矛盾的實(shí)驗(yàn)是不存在的。自然科學(xué)的最重要的兩個(gè)支柱是觀察和邏輯推理。
由對(duì)自然的觀察和邏輯推理自然科學(xué)可以引導(dǎo)出大自然中的規(guī)律。假如觀察的現(xiàn)象與規(guī)律的預(yù)言不同,那么要么是因?yàn)橛^察中有錯(cuò)誤,要么是因?yàn)橹链藶橹贡徽J(rèn)為是正確的規(guī)律是錯(cuò)誤的。
一個(gè)超自然因素是不存在的。
觀察法是在自然狀態(tài)下,研究者按照一定的目的和計(jì)劃,用自己的感官外加輔助工具,對(duì)客觀事物進(jìn)行系統(tǒng)的感知、考察和描述,以發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論.在科學(xué)探究過程中,有些問題單憑觀察是難以得出結(jié)論的.這時(shí)就需要通過實(shí)驗(yàn)來(lái)探究.實(shí)驗(yàn)當(dāng)然也離不開觀察,但與單純的觀察不同的是,實(shí)驗(yàn)是在人為控制研究對(duì)象的條件下進(jìn)行的觀察.實(shí)驗(yàn)法是利用特定的器具和材料,通過有目的、有步驟的實(shí)驗(yàn)操作和觀察、記錄分析,發(fā)現(xiàn)或驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論.觀察法和實(shí)驗(yàn)法是人們研究生物學(xué)的基本方法.實(shí)驗(yàn)法的一般步驟:①發(fā)現(xiàn)并提出問題;②收集與問題相關(guān)的信息;③作出假設(shè);④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;⑤實(shí)施實(shí)驗(yàn)并記錄;⑥分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;⑦得出結(jié)論.實(shí)驗(yàn)中包括理論推導(dǎo)、模型演示、實(shí)踐操作.
故選A、C、D.
一 自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)研究方法的相同之處
自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)之間研究方法的相同之處包含兩個(gè)方面的含義:一是討論由人類思維中某些共同規(guī)律所決定的兩大領(lǐng)域?qū)W者所共同使用的方法,包括邏輯方法和非邏輯方法兩大類;二是討論同人文社會(huì)科學(xué)家在研究方法上向自然科學(xué)靠攏這一傾向相伴隨的研究方法,包括數(shù)學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)方法。
第一,自然科學(xué)工作者和人文社會(huì)科學(xué)工作者所共用的邏輯方法。
第二,自然科學(xué)家和人文社會(huì)科學(xué)家所共用的非邏輯方法。長(zhǎng)
第三,同人文社會(huì)科學(xué)在研究方法上向自然科學(xué)靠攏趨向相聯(lián)系的數(shù)學(xué)方法。何
第四,表現(xiàn)為人文社會(huì)科學(xué)向自然科學(xué)靠攏傾向的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)
二自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)研究方法的差異
由于自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)各自面對(duì)著不同的研究對(duì)象,這就造成了這兩大不同門類的科學(xué)各自的研究方法有很大的差異。這些差異主要表現(xiàn)在如下三個(gè)方面:
第一,自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)在反映研究對(duì)象的客觀性上存在著差別。
第二,自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)在是否擁有共同的范式這一點(diǎn)上存在著差別.
第三,自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)在各自研究結(jié)論的可檢驗(yàn)性上存在著差異。
所謂科學(xué)的研究方法,很明顯就是科學(xué)工作者在從事某 項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)所采用的方法。
但是。這個(gè)過于簡(jiǎn)單的說(shuō)明對(duì) 我們沒有多大幫助。
能不能對(duì)這個(gè)問題作出更詳細(xì)的說(shuō)明呢? 好吧!我們可以描述一下這個(gè)問題的一個(gè)理想答案。 (1)在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí),應(yīng)當(dāng)首先認(rèn)識(shí)到問題的存在。
例如,在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)注意到物體為什么會(huì) 像它所發(fā)生的那樣進(jìn)行運(yùn)動(dòng),亦即物體為什么在某種條件下 會(huì)運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快(加速運(yùn)動(dòng)),而在另一種條件下則會(huì)運(yùn) 行得越來(lái)越慢(減速運(yùn)動(dòng))。 (2)要把問題的非本質(zhì)方面找出來(lái),加以剔除。
例如, 一個(gè)物體的味道對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)是不起任何作用的。 (3)要把你能夠找到的、同這個(gè)問題有關(guān)的全部數(shù)據(jù) 都收集起來(lái)。
在古代和中世紀(jì),這一點(diǎn)僅僅意味著如實(shí)地對(duì) 自然現(xiàn)象進(jìn)行敏銳觀察。但是進(jìn)入近代以后,情況就有所不 同了,因?yàn)槿藗儚哪菚r(shí)起已經(jīng)學(xué)會(huì)去模仿各種自然現(xiàn)象,也 就是說(shuō),人們已經(jīng)能夠有意地設(shè)計(jì)出種種不同的條件來(lái)迫使 物體按一定的方式運(yùn)動(dòng),以便取得與該問題有關(guān)的各種數(shù)據(jù)。
例如,可以有意地讓一些球從一些斜面上滾下來(lái);這樣做時(shí), 既可以用各種大小不同的球,也可以改變球的表面性質(zhì)或者 改變斜面的傾斜度,等等。這種有意設(shè)計(jì)出來(lái)的情況就是實(shí) 驗(yàn),而實(shí)驗(yàn)對(duì)近代科學(xué)起的作用是如此之大,以致人們常常 把它稱為“實(shí)驗(yàn)科學(xué)”,以區(qū)別于古希臘的科學(xué)。
(4)有了這些收集起來(lái)的數(shù)據(jù),就可以作出某種初步 的概括,以便盡可能簡(jiǎn)明地對(duì)它們加以說(shuō)明,亦即用某種簡(jiǎn) 明扼要的語(yǔ)言或者某種數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)加以概括。這也就是假 設(shè)或假說(shuō)。
(5)有了假說(shuō)以后,你就可以對(duì)你以前未打算進(jìn)行的 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作出推測(cè)。下一步,你便可以著手進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn), 看看你的假說(shuō)是否成立。
(6)如果實(shí)驗(yàn)獲得了預(yù)期的結(jié)果,那么,你的假說(shuō)便 得到了強(qiáng)有力的事實(shí)依據(jù),并可能成為一種理論,甚至成為 一條“自然定律”。 當(dāng)然,任何理論或自然定律都不是最后定論。
這一過程 會(huì)一次又一次地重復(fù)下去。新的數(shù)據(jù),新的觀察和新的實(shí)驗(yàn) 結(jié)果將不斷出現(xiàn),舊的自然定律將不斷為更普遍的自然定律 所替代,因?yàn)檫@些新的定律不但能說(shuō)明舊定律所能解釋的各 種現(xiàn)象,而且還能說(shuō)明舊定律所不能解釋的一些現(xiàn)象。
以上這些,正如我已經(jīng)說(shuō)過的,是一種理想的科學(xué)研究 方法。但是在真正的實(shí)踐中,科學(xué)工作者并不需要像做一套 柔軟體操那樣一步一步地進(jìn)行下去,而且他們通常也不這樣 做。
比起旁的事情來(lái),像直覺、洞察力甚至運(yùn)氣這一類因素 常常更起作用。在整部科學(xué)史中充滿了這樣的例子。
有不少 科學(xué)家僅僅根據(jù)很不充分的數(shù)據(jù)和很少一點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(有時(shí) 甚至一點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也沒有),便突然靈機(jī)一動(dòng),得出了有用 的、合乎事實(shí)的論斷。這樣的論斷,如果按部就班地通過上 述理想的科學(xué)研究方法進(jìn)行,就可能要用好幾年的時(shí)間才能 得到。
例如,凱庫(kù)勒就是在郵車上打瞌睡的時(shí)候,突然領(lǐng)悟到 苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)的。洛維則在半夜醒來(lái)的時(shí)候,突然得到了關(guān) 于神經(jīng)刺激的化學(xué)傳導(dǎo)問題的答案。
格拉澤卻由于無(wú)聊地凝 視著一杯啤酒,才得到了氣泡室的想法。 然而這是不是說(shuō),一切都是憑好運(yùn)氣得來(lái)的,根本不需 要?jiǎng)幽X筋去思考呢?不,絕對(duì)不是的。
這樣的“好運(yùn)氣”只 有那些具有最好領(lǐng)悟力的人才會(huì)碰上,換句話說(shuō),有些人之 所以會(huì)碰上這樣的“好運(yùn)氣”,只是因?yàn)樗麄兙哂惺置翡J 的直覺,而這種敏銳的直覺則是依靠他們豐富的經(jīng)驗(yàn)、深刻 的理解力和平時(shí)愛動(dòng)腦筋換來(lái)的。 阿西莫夫《你知道嗎?——現(xiàn)代科學(xué)中的一百個(gè)問題》 科學(xué)普及出版社 1984年。
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