科学技术方法论.ppt





《科学技术方法论.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《科学技术方法论.ppt(29页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 科学技术方法论科学技术方法论 第一章第一章 科学技术方法论概述科学技术方法论概述 本章主要介绍科学技术方法论的涵义、内本章主要介绍科学技术方法论的涵义、内容和研究对象;科学技术方法论的历史发展过容和研究对象;科学技术方法论的历史发展过程;科学技术研究的一般过程。程;科学技术研究的一般过程。第一节第一节 科学技术方法论的涵义、科学技术方法论的涵义、内容、研究对象内容、研究对象一、涵义一、涵义 1.“方法方法”一词来源于古希腊文,原意是一词来源于古希腊文,原意是指指“沿着正确的道路走沿着正确的道路走”,在古希腊神话中,在古希腊神话中象征着取胜之道。象征着取胜之道。方法:是指人们为了达到某种目的,
2、所遵方法:是指人们为了达到某种目的,所遵循的程序、途径或所使用的方式、手段乃至技循的程序、途径或所使用的方式、手段乃至技巧之总和。巧之总和。2.“方法论方法论”在辞海中注释为在辞海中注释为“研究治学研究治学方法之方法之 学问学问”。从现代意义上讲,方法论是。从现代意义上讲,方法论是指以方法作为自己的研究对象的学科,它系统指以方法作为自己的研究对象的学科,它系统研究方法的性质、条件、作用和发生发展的规研究方法的性质、条件、作用和发生发展的规律。律。3.“科学技术方法论科学技术方法论”就是指人们有计划、就是指人们有计划、有目的地认识自然、探索未知、变革自然的手有目的地认识自然、探索未知、变革自然的
3、手段和方式的理论体系。段和方式的理论体系。二、内容二、内容 科学问题和科研选题;科学观察和科学实科学问题和科研选题;科学观察和科学实验方法,科学思维方法(逻辑思维方法和非逻验方法,科学思维方法(逻辑思维方法和非逻辑思维方法);数学方法;系统论、信息论和辑思维方法);数学方法;系统论、信息论和控制论方法;建立假说和理论的方法等;技术控制论方法;建立假说和理论的方法等;技术方法。方法。三、研究对象三、研究对象 哲学方法是认识客观世界最高层次的方法,哲学方法是认识客观世界最高层次的方法,它不仅对认识自然界有一定的指导作用,而且它不仅对认识自然界有一定的指导作用,而且对于社会和思维领域也是适用的。例如
4、:矛盾对于社会和思维领域也是适用的。例如:矛盾分析法、辩证否定法、质量互变法,一切从实分析法、辩证否定法、质量互变法,一切从实际出发,实践是检验真理的唯一标准等。这些际出发,实践是检验真理的唯一标准等。这些方法则是由哲学来研究的。方法则是由哲学来研究的。最低层次是各门科学技术的特殊研究方最低层次是各门科学技术的特殊研究方法。它只能由具体的学科、专业来确定,根据法。它只能由具体的学科、专业来确定,根据需要需要设置一些特殊的研究方法。例如:物理学中利设置一些特殊的研究方法。例如:物理学中利用高能加速器来研究微观粒子的运动变化规律;用高能加速器来研究微观粒子的运动变化规律;天文学中利用射电望远镜来观
5、测天体;地质学天文学中利用射电望远镜来观测天体;地质学中利用古生物化石来测定地质的相对年代;医中利用古生物化石来测定地质的相对年代;医学中运用动物疾病模型研究人体的生理、病理学中运用动物疾病模型研究人体的生理、病理变化过程等都属于一些具体的特殊的研究方法。变化过程等都属于一些具体的特殊的研究方法。第二个层次是科学技术的一般研究方法,第二个层次是科学技术的一般研究方法,它则是科学技术方法论研究的对象。具体讲就它则是科学技术方法论研究的对象。具体讲就是:它研究各门科学技术方法中所共有的方法是:它研究各门科学技术方法中所共有的方法即从各门具体科学技术研究方法中总结、归纳、即从各门具体科学技术研究方法
6、中总结、归纳、抽象、概括出具有普遍指导意义的一般方法,抽象、概括出具有普遍指导意义的一般方法,及其这些方法的性质、条件、作用、原则和发及其这些方法的性质、条件、作用、原则和发展变化的规律。这三个层次的不同的研究方法展变化的规律。这三个层次的不同的研究方法互为一般与个别的关系。互为一般与个别的关系。第二节第二节 科学技术方法论的历史发展科学技术方法论的历史发展 按照历史发展的顺序,科学技术方法论的按照历史发展的顺序,科学技术方法论的历史发展可分为古代、近代和现代三个时期。历史发展可分为古代、近代和现代三个时期。一、古代直觉、思辨、推理方法时期(远一、古代直觉、思辨、推理方法时期(远古至古至15世
7、纪)世纪)1.直观猜测方法直观猜测方法 德谟克利特的原子论,认为世界万物都是由德谟克利特的原子论,认为世界万物都是由石、水、气、火四种元素所组成;赫拉克利特石、水、气、火四种元素所组成;赫拉克利特的的“火火”,泰勒斯的,泰勒斯的“水水”,毕达哥拉斯的,毕达哥拉斯的“数数”,中国的,中国的“阴阳五行说阴阳五行说”,托勒密的,托勒密的“地球中心说地球中心说”。2.逻辑推理方法逻辑推理方法 德谟克利特德谟克利特论逻辑论逻辑主要研究归纳法主要研究归纳法 亚利士多德亚利士多德工具篇工具篇主要研究演泽法主要研究演泽法 (三段论式)(三段论式)中国古代墨家中国古代墨家提出归纳与演绎的两种提出归纳与演绎的两种
8、 推理过程推理过程 例:荀子:一是推而别之,别者有别,直例:荀子:一是推而别之,别者有别,直到大别名(演绎);二是推而共之,共者有到大别名(演绎);二是推而共之,共者有共,直到大共名(归纳)。共,直到大共名(归纳)。3.逻辑推理与数学方法相结合逻辑推理与数学方法相结合 欧几里得:欧几里得:几何原本几何原本 毕达哥拉斯提出了勾股定理毕达哥拉斯提出了勾股定理 阿基米德提出了浮力定律阿基米德提出了浮力定律 总之,古代自然科学技术发展的水平很低,总之,古代自然科学技术发展的水平很低,人们认识自然和改造自然的方法具有朴素、笼人们认识自然和改造自然的方法具有朴素、笼统、直观、猜测的特点。统、直观、猜测的特
9、点。二、以实验和分析方法为主的近代自然科二、以实验和分析方法为主的近代自然科学时期(学时期(16世纪世纪19世纪末)世纪末)这一时期自然科学的研究主要有如下方法这一时期自然科学的研究主要有如下方法和特点。和特点。1.以仪器观察和观测为主导以仪器观察和观测为主导 2.以科学实验为基础,把实验方法与数学方以科学实验为基础,把实验方法与数学方法相结合法相结合 达达 芬奇非常重视实验方法,他认为,一芬奇非常重视实验方法,他认为,一切科学都必须遵循实验的方法切科学都必须遵循实验的方法,根据实验结果根据实验结果,才能决定人们对自然界的认识。才能决定人们对自然界的认识。伽利略也非常重视实验方法,被人们称之为
10、伽利略也非常重视实验方法,被人们称之为用实验方法打开近代自然科学大门的大师。用实验方法打开近代自然科学大门的大师。培根是近代实验科学的真正始祖培根是近代实验科学的真正始祖,主张实验主张实验方法是科学的工具,科学认识就是要进行实验,方法是科学的工具,科学认识就是要进行实验,他讲,科学是实验的科学,科学就在于用理性方他讲,科学是实验的科学,科学就在于用理性方法去整理感性材料。法去整理感性材料。爱因斯坦指出:西方科学的发展是以两个伟爱因斯坦指出:西方科学的发展是以两个伟大成就为基础的,那就是:亚里士多德发明的大成就为基础的,那就是:亚里士多德发明的形式逻辑体系形式逻辑体系(在欧几里得几何学体系中在欧
11、几里得几何学体系中);培根发;培根发明的系统的实验方法明的系统的实验方法(在伽利略的自由落体实验中在伽利略的自由落体实验中)。3.以分析为主导的分析与综合相结合的方法以分析为主导的分析与综合相结合的方法 同时,由于分析同时,由于分析综合方法的产生,比较、分综合方法的产生,比较、分类、类比等方法也相继产生。类、类比等方法也相继产生。三、现代科学技术研究所使用的新方法(三、现代科学技术研究所使用的新方法(19世纪世纪末至今)末至今)1.科学技术的传统研究方法(近代产生的观察实科学技术的传统研究方法(近代产生的观察实验方法)出现了新面貌,得到了新发展。验方法)出现了新面貌,得到了新发展。2.观察实验
12、方法与理论思维方法相结合。观察实验方法与理论思维方法相结合。3.科学技术日益数学化。科学技术日益数学化。4.产生了许多新的综合性的研究方法。产生了许多新的综合性的研究方法。5.计算机已成为科学技术研究,技术方案设计计算机已成为科学技术研究,技术方案设计(CAD);生产制造生产制造(CAM)等重要工具和手段。等重要工具和手段。第三节第三节 自然科学研究的一般过程自然科学研究的一般过程 自然科学研究的一般过程,就是运用科学自然科学研究的一般过程,就是运用科学理论、科学方法和仪器设备去探索未知事实的理论、科学方法和仪器设备去探索未知事实的过程。过程。这一过程可划分为五个阶段,如下图所示:这一过程可划
13、分为五个阶段,如下图所示:准备阶段提 选出 择科 科学 研问 课题 题观察实验阶段收集科学事实思维加工阶段提出科学假说实践检验阶段将假说上升为理论建立科学理论体系利 辑用 与公 历理 史化 相方 统法 一或 的逻 方 法 第一阶段:准备阶段。主要任务是提出科第一阶段:准备阶段。主要任务是提出科学问题,选择和确定科研课题。学问题,选择和确定科研课题。第二阶段:观察实验阶段。主要任务是获第二阶段:观察实验阶段。主要任务是获取科学事实。取科学事实。第三阶段:思维加工阶段。主要任务是提第三阶段:思维加工阶段。主要任务是提出科学假说。出科学假说。第四阶段:实践检验阶段。主要任务是将第四阶段:实践检验阶段
14、。主要任务是将科学假说上升为理论。科学假说上升为理论。第五阶段:建立科学理论体系阶段。第五阶段:建立科学理论体系阶段。运用公理化方法或历史与逻辑相统一的方运用公理化方法或历史与逻辑相统一的方法,建立比较完整的科学理论体系。法,建立比较完整的科学理论体系。第二章第二章 科学问题和科研选题科学问题和科研选题 第一节第一节 科学问题科学问题一、什么是科学问题?一、什么是科学问题?所谓科学问题是指认识主体基于一定的科所谓科学问题是指认识主体基于一定的科学知识的完成和积累,在科学实践和理论研究学知识的完成和积累,在科学实践和理论研究中产生的,需要通过科学研究来认识和解决的中产生的,需要通过科学研究来认识
15、和解决的矛盾和疑问。矛盾和疑问。提出科学问题包含了两层意思。其一是说提出科学问题包含了两层意思。其一是说问题从怀疑产生。其二是说问题虽已被我们认问题从怀疑产生。其二是说问题虽已被我们认识一些,但还有一些内容我们还不知道不认识。识一些,但还有一些内容我们还不知道不认识。二、提出科学问题的基本线索二、提出科学问题的基本线索 1.从困惑中提出问题从困惑中提出问题 2.2.由质疑提出问题由质疑提出问题由质疑提出问题由质疑提出问题 科学研究和探索必须要有怀疑精神,科学研究和探索必须要有怀疑精神,科学研究和探索必须要有怀疑精神,科学研究和探索必须要有怀疑精神,“学贵善疑学贵善疑学贵善疑学贵善疑”,怀疑精神
16、是创造性思维的开端。李四光说得好:,怀疑精神是创造性思维的开端。李四光说得好:,怀疑精神是创造性思维的开端。李四光说得好:,怀疑精神是创造性思维的开端。李四光说得好:“不不不不怀疑不能见真理怀疑不能见真理怀疑不能见真理怀疑不能见真理”。3.3.在实践活动中由于认识的角度不同而引起的争论在实践活动中由于认识的角度不同而引起的争论在实践活动中由于认识的角度不同而引起的争论在实践活动中由于认识的角度不同而引起的争论 4.4.实践与理论的矛盾实践与理论的矛盾实践与理论的矛盾实践与理论的矛盾 5.5.对同一事物或现象的不同理论解释的矛盾对同一事物或现象的不同理论解释的矛盾对同一事物或现象的不同理论解释的
17、矛盾对同一事物或现象的不同理论解释的矛盾 6.6.理论自身内部的矛盾理论自身内部的矛盾理论自身内部的矛盾理论自身内部的矛盾 P P1 1和和和和P P2 2,重物体为重物体为重物体为重物体为P P1 1,轻物体为轻物体为轻物体为轻物体为P P2 2,t t1 1和和和和t t2 2,那么必那么必那么必那么必然是然是然是然是t t1 1tt2 2。P P1 1+P+P2 2:P P1 1要快,要快,要快,要快,P P2 2要慢,且一快一慢刚好相抵消要慢,且一快一慢刚好相抵消要慢,且一快一慢刚好相抵消要慢,且一快一慢刚好相抵消t t1 1tttPP1 1:且且且且P P1 1+P+P2 2PP2
18、2 亦亦亦亦P P1 1+P+P2 2PP1 1故:故:故:故:tttt2 2 tttt1 1 从而得出了互相矛盾的结论从而得出了互相矛盾的结论从而得出了互相矛盾的结论从而得出了互相矛盾的结论 tttt tt1 1 7.从机遇中发现问题从机遇中发现问题 提出科学问题的途径还有许多提出科学问题的途径还有许多:各知识领域、各知识领域、各学科之间的空白区,主要表现在交叉学科和边各学科之间的空白区,主要表现在交叉学科和边缘学科之中。缘学科之中。不同科学理论体系之间的矛盾。不同科学理论体系之间的矛盾。技术科学的研究与生产实践的矛盾。技术科学的研究与生产实践的矛盾。应用科应用科学和技术开发的矛盾等都可产生
19、许多科学问题。学和技术开发的矛盾等都可产生许多科学问题。阅读和查找一些科技文献和资料阅读和查找一些科技文献和资料,了解某一学了解某一学科的发展历史现状和动向。科的发展历史现状和动向。参加一些学术研讨参加一些学术研讨会会,报告会报告会,论文答辩会论文答辩会,经常和同行专家之间经常和同行专家之间进行思想交流、书信往来、传阅论文等都可激发进行思想交流、书信往来、传阅论文等都可激发思想火金思想火金,提出许多科学问题。提出许多科学问题。总之,问题来自于科学的观察与实验,来自总之,问题来自于科学的观察与实验,来自于社会调查和科学的分析,来自于生产实践,于社会调查和科学的分析,来自于生产实践,也可来自于理论
20、的研究和探讨。也可来自于理论的研究和探讨。第二节第二节 科研选题科研选题 所谓科研选题是指在一个特定的、具体的所谓科研选题是指在一个特定的、具体的研究过程中,选择和确定尚未认识而又必须探研究过程中,选择和确定尚未认识而又必须探索和认识的问题。简言之,即选择研究的问题,索和认识的问题。简言之,即选择研究的问题,确定研究的对象。确定研究的对象。本节主要介绍科研选题在科研中的地位和本节主要介绍科研选题在科研中的地位和作用、科研选题的步骤和方法、科研选题的基作用、科研选题的步骤和方法、科研选题的基本原则、科研选题的类型。本原则、科研选题的类型。一、科研选题在科研中的地位和作用一、科研选题在科研中的地位
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 科学技术 方法论

限制150内