《讲科学认识论》PPT课件.ppt

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1、第四讲科学认识论第四讲科学认识论一、科学认识的基本特征二、科学认识系统的构成三、科学研究的一般进程四、科学实践1 1一、科学认识的基本特征一、科学认识的基本特征科学与常识的区别在于科学总是对认识对象作出实证性的科学与常识的区别在于科学总是对认识对象作出实证性的解释或说明，其原因在于科学的目标要求人们对经验世界解释或说明，其原因在于科学的目标要求人们对经验世界的认识采取一种自觉地和审慎地批判，它具有以下特征：的认识采取一种自觉地和审慎地批判，它具有以下特征：1.实证性实证性 科学认识是建立在系统的科学事实基础上；能提供具体科学认识是建立在系统的科学事实基础上；能提供具体确定的知识，其结论比较明确

2、，可以通过实验进行验证，确定的知识，其结论比较明确，可以通过实验进行验证，或具有可重复性。或具有可重复性。2 22.深刻性深刻性科学认识不停留于表面现象，而是力求揭示现象背后科学认识不停留于表面现象，而是力求揭示现象背后的本质，阐明其内在机理，即不仅的本质，阐明其内在机理，即不仅“知其然知其然”，还要，还要“知其所以然知其所以然”；并且可定量表述其；并且可定量表述其“精确性精确性”。3.创造性创造性即在实践的基础上进行科学抽象思维，创建科学理论即在实践的基础上进行科学抽象思维，创建科学理论并指导实践创造出天然自然中未曾有过的人工客体。并指导实践创造出天然自然中未曾有过的人工客体。3 3二、科学

3、认识系统的构成二、科学认识系统的构成1.科学认识主体科学认识主体 是有目的地、有意识地从事科学认识活动的个人或群体，是有目的地、有意识地从事科学认识活动的个人或群体，同时也是社会化的人。科学认识主体有一些特殊的规定：同时也是社会化的人。科学认识主体有一些特殊的规定：首先，在知识和经验方面的规定。首先，在知识和经验方面的规定。作为科学认识的主体，作为科学认识的主体，必须具有一定的知识储备和经验储备，具有合理的知识结必须具有一定的知识储备和经验储备，具有合理的知识结构。对于不同的研究对象，要求认识主体具有不同的知识构。对于不同的研究对象，要求认识主体具有不同的知识内容，科学中所要解决的问题越复杂，

4、所需储备的知识也内容，科学中所要解决的问题越复杂，所需储备的知识也就越多。就越多。4 4其次，方法和技能方面的规定其次，方法和技能方面的规定。掌握方法和技能要比知识更。掌握方法和技能要比知识更重要，诸如记忆能力、观察能力、思维能力、检索能力、动重要，诸如记忆能力、观察能力、思维能力、检索能力、动手能力等，特别是创造性思维能力对于科学研究是至关重要手能力等，特别是创造性思维能力对于科学研究是至关重要的。的。在科学技术高度发达的今天，研究人员应具备不断获取新知在科学技术高度发达的今天，研究人员应具备不断获取新知识、解决新问题的能力。识、解决新问题的能力。第三，价值准则方面的规定第三，价值准则方面的

5、规定。所谓价值准则是指对某些客观。所谓价值准则是指对某些客观事件做出价值分析和判断。当然价值准则本身是多样的，如事件做出价值分析和判断。当然价值准则本身是多样的，如理性的、审美的、经济的等等，都可以作为选择的标准。理性的、审美的、经济的等等，都可以作为选择的标准。要具备价值判断能力需要以知识为基础，充分理解知识之间要具备价值判断能力需要以知识为基础，充分理解知识之间的联系以及科学发展的现状和趋势，并对科学应用的社会意的联系以及科学发展的现状和趋势，并对科学应用的社会意义做出准确地估计。义做出准确地估计。5 52科学认识客体科学认识客体它是指进入了科学认识主体的特定认识领域中的那部分客观事物（物

6、质系统及其现象和过程），是认识主体所要理解和认识的对象。对于尚未进入认识主体实践和认识范围的对象和过程，只能认为是潜在的认识客体，而不是现实的认识客体；潜在的认识客体与现实的认识客体的划分是相对的，随着人类实践和观测水平的不断发展深化，在某一时期是潜在的东西会转化为现实的认识客体。由此可见，科学认识客体是客观事物中的一个特殊部分，这一部分事物具有客观性、未知性、可知性的特点，是认识主体需要研究又能够研究的事物。6 63.科学认识中介科学认识中介指联系科学认识主体和科学认识客体的中间环节。指联系科学认识主体和科学认识客体的中间环节。在科学认识论中，这些中介环节主要表现为：在科学认识论中，这些中介

7、环节主要表现为：为了克服人类感官认识的局限性，必须引入仪器、工具等为了克服人类感官认识的局限性，必须引入仪器、工具等感性物质中介感性物质中介，其作用在于延伸主体的躯体力量、感受能，其作用在于延伸主体的躯体力量、感受能力和部分思维能力，这是科学认识中介的硬件部分；力和部分思维能力，这是科学认识中介的硬件部分；为了简化思维过程，保证思想的有效保存和传播，必须引为了简化思维过程，保证思想的有效保存和传播，必须引入作为思想载体的入作为思想载体的语言符号中介；语言符号中介；为了保证科学研究的合理性和有效性，必须引入操作、运为了保证科学研究的合理性和有效性，必须引入操作、运算、推理等算、推理等规律中介规律

8、中介，后两部分可以看作是科学认识中介，后两部分可以看作是科学认识中介中的软件部分。中的软件部分。7 74科学认识方法科学认识方法方法方法是人们为了达到某种目的而采用的途径、手段或策略，可见，方法是相对于目的而言的，它是达到目的或实现目的的“路”或“桥”。方法是普遍存在的，不管做什么事情都有一个方法问题。不同的任务、不同的目的，就会有不同的方法，并且，方法还与所要解决任务的具体对象的理论相联系。科学方法科学方法就是认识主体在科学研究活动中，为了探索未知事物的属性和规律，为了科学发现和知识创造而采取的实践方式和思维方式，是为了解决问题而采取的途径、程序和手段。8 8(1)科学方法在科学认识中的地位

9、第一，科学方法是科学认识主体形成的必要条件第二，科学方法是科学认识主体的自觉能动性的表现形式第三，科学方法是创造性思维的集中体现。9 9(2)科学方法在科学认识中的作用科学方法在科学认识中的地位，决定了它在科学认识中的作用。第一，科学方法是正确反映认识客体的通道。第二，科学方法为科学的形成和发展定向开道。第三，科学方法使科学认识程序规范化、最优化。第四，科学方法是运用科学成果的桥梁科学方法在科学认识中的运用，关系到科学研究的成功与否、成就大小、进程快慢和效率高低。方法得当，可能事半功倍；方法不当，则事倍功半，甚至一事无成。1010(3)科学技术方法论关于科学技术研究中常用的一般方法的理论，它是

10、以马克思主义的认识论、方法论为指导，对人类认识自然和改造自然的各门科学技术的一般研究方法的哲学概括。这里的科学技术方法包括认识自然和改造自然的方法，认识自然的方法构成基础科学的方法，改造自然的方法构成技术科学的方法。因此，科学技术方法论实际包含了科学方法论和技术方法论两部分。我们主要讨论科学方法论。1111三、科学研究的一般进程科学研究没有固定刻板的程序，但是在多数情况下，会包括几个相互衔接的环节，以基础科学的研究程序为例，它大体上包括以下五个环节：1.选题2.获取科学事实3.进行思维加工，提出假说4.验证假说5.建立科学理论1212(一)科学问题1、科学问题及其特点(1)科学问题的含义：科学

11、问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下，提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又未解决的矛盾，它包含着一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案。1313(2)科学问题的特点一是历史性，即科学问题是历史时代的产物，具有时代背景，脱离时代背景的个人疑难可能是个人知识结构的缺陷，不一定能成为科学问题；二是指向性，即有一定的求解目标和方向，不求解决的问题尽管还是问题，但不会成为科学研究的起点；三是可解决性，即有一定的求解手段和应答范围，可以解决。1414在这些特点中，历史性最为重要，也就是说，科学问题是一定历史时代的产物。A 只有依据当时的科学发展水平，才能提出真正有价值的科学问题。B 一

12、定的科学技术水平决定着科学问题的提出方式、对象领域、内涵深度、解答途径和求解手段。C 历史性赋予科学问题以理论背景，使科学问题的典型形式成为：理论背景中的预期与新事实不一致时所出现的矛盾。15152、科学问题的结构和分类(1)科学问题的结构科学问题是有结构的。在科学问题中蕴涵着问题的指向、研究目标和求解的应答域。问题的指向也就是问题域，是指问题的现状和性质，是事实性的问题、理论性的问题还是方法性的问题；求解目标是指求解方向和要求，是辨识性目标、发现性目标还是方法性目标；应答域是对问题的答案或者解的存在域限所作的假设，即假设所求的解存在的大致范围。1616(2)科学问题的分类根据提出问题的内容、

13、性质、角度等的不同，可以把科学问题划分为不同的类型。（A）陈述性、过程性和因果性问题这是根据问题的求解类型而作的划分。陈述性问题（What定性识别）通常要求对被研究客体是什么做出判断、识别和界定，回答“是什么”的问题，其答案是关于事实的陈述。1717过程性问题（How状态与过程鉴定）要求说明研究对象发生发展和变化的状态和过程，以及主体对研究对象所采用的实验方式和操作程序，回答的是“怎么样”的问题，是一种描述性的问题。解决这类问题有助于揭示客体对象运动的规律性。因果性问题（Why内在机理与规律的探求）这类问题要求解释形成研究对象属性和演化过程的内在机制，分析事物现象之间的因果联系，要求回答现象的

14、原因或行为目的，回答的是“为什么？”的问题。解决这类问题可以提出各种假说，形成科学理论。1818（B）常规问题和反常问题这是根据问题在科学发展的常规进化时期与革命时期所起的作用来划分的。常规问题常规问题是指那些在维系已有理论框架的前提下提出的，它与已有理论的基本概念和基本原理不发生根本性质的冲突，并且在已有理论范围内能得到解决。这类问题的解决，能够充实和扩展已有的理论体系，使之更加完善和巩固。反常问题反常问题是指那些在拒斥已有理论框架的前提下提出的问题，它与已有理论的基本概念和基本原理明显不同甚至尖锐对立。这类问题的解决意味着或大或小的科学理论革命，其追求的目标是必须以新的解释性理论来取代现有

15、的理论。19193、科学问题的重要性爱因斯坦：“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仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”2020(1)从具体的科研过程来说，科学问题是科研活动的起点，也是整个科研过程所围绕的中心，并引导科学观察。(2)从科学理论自身发展的总体过程来看，科学问题是科学理论发展的内在动力。A 科学研究是一个根据已知研究未知的过程，能够把已知和未知联系起来的正是科学问题。问题就是以必要的知识为前提而体现出来的关于某个对象无知的自觉意识状态。B 从具体科学理论的发

16、展历程来说，科学问题既是某一具体理论发展的起点，也是其发展的终点。2121何谓“问题”？未知已知问题(3)对于每个科研工作者来说，他所提出的科学问题往往是其理论素养与科研能力水平的标志标志。22224、科学问题的来源(1)已有理论同经验事实的矛盾(2)理论内部的逻辑矛盾(3)从不同理论间的矛盾中发现问题(4)从社会需要与已有科技手段不能满足这种需要的矛盾中提出问题(5)从学科的空白区和交叉点中产生问题(6)为说明新领域的经验事实而提出问题 2323(二)科研选题1、科研选题的含义和意义(1)科研选题的含义 科研选题是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。课题是指为了实现某个特定目标所需要研究的

17、一个或一组科学问题。(2)科研选题的重要性 首先，选题在科研过程中是具有战略意义的首要环节。其次，科研选题还能促进科研人员调整知识结构，培养和提高科研人员的科研能力。24242、科研选题的步骤(1)问题调研问题调研这是选题的准备阶段，在这一阶段，科研主体应首先根据社会需要和个人的知识结构与学识专长确定研究方向，明确研究领域，然后对这一研究领域作全方位的调研。调研内容包括，了解人们已做了哪些工作，包括取得的成果以及失败的教训；目前的进展情况，在近期有可能取得哪些突破；哪些问题急需解决而尚未有人涉足等等。只有在调研分析的基础上，才可能掌握科研新动向，并以前人的工作为前提进行高起点的研究。2525(

18、2)课题选择课题选择这是提出问题和确定课题阶段。根据问题调研的结果，运用选题的原则，从所调研的问题中优选出被选课题，然后设计出研究方案，提出开题报告。开题报告的内容有：课题来源，研究的目的和意义，国内外现状和发展趋势，主要研究内容和研究方法，完成课题的主客观条件，研究周期和所需经费，需要有关部门协助解决的问题等等。开题报告是对课题可行性研究和审批课题的重要依据。2626(3)课题论证课题论证这一阶段是为了保证所选课题的正确和恰当，而对课题及其方案做出的论证和全面评审。具体来说，就是要根据选题的基本原则，对课题的依据、实施条件、社会和经济效益及对科学发展的潜在价值依次逐项分析、审议。课题论证一般

19、采取同行专家评议与管理决策部门审核相结合的方式进行。2727(4)课题确定课题确定经过专家对课题的论证与评议，最终确定所要研究的课题。课题若通过论证则成为待研究课题。若通不过则被淘汰，或修改课题，或另选课题。科研选题是一个不断反馈调整的过程，常常需要反复调研和多次论证。另外，科研选题的模式也是多种多样的，并非只存在单一的模式。2828(三)科研选题应遵循的基本原则人们在研究过程中会发现各种各样的问题。但是，对于一个具体的研究者来说，不是任何问题都可以作为研究课题的。他必须从中筛选出适合自己研究的问题，这就是科研选题。科研选题是一个极其复杂的工作，一般要经过文献调研、实际考察、提出选题，剖解、分

20、析问题，初步论证、评议、确定课题等步骤。为了做好科研课题的选择工作，一般要遵循如下一些基本原则。2929l1.需要性原则l这是指课题应面向社会需要和学科理论发展的需要。l社会需要包含经济发展的需要、国防建设的需要、医疗卫生和文化教育的需要等等。l学科理论发展的需要包含开拓科学领域的需要、更新科学理论的需要、改进科学方法的需要等等。需要性原则体现了科学研究的目的性，也是科研工作者社会责任感的具体体现。3030l应用基础研究的主要目的就是要搭起科学理论与满足社会实际需要之间的桥梁。例如，目前有关杂交水稻、纳米材料、艾滋病治疗、人工智能等许多最新的科学研究项目都是为了满足社会需要而进行的。同时，有些

21、科学研究不一定马上可以看到它的实际效用，但从科学自身发展的角度来说是必要的。例如歌德巴赫猜想问题，并不见得有什么实际用途，但它却是数学发展本身提出的问题，随着对这个问题的深入研究，不仅人类的智慧得以体现，而且一些新的数学方法和数学分支也发展出来。31312.科学性原则这是指选出的课题要有一定的科学理论和科学事实作为根据，把课题置于当时的科学技术背景下，并使之成为在科学上可以成立和可以探讨的问题。当然，选题毕竟是科学研究的开端。科学工作者在开始时所依据的事实是不完全的，也可能存在错误；理论也受着一定条件的限制，会随着科学实践的发展而不断更新。因此科研选题既要尊重所依据的科学理论和科学事实，同时还

22、要随着基础事实和背景理论的改变而对选择的题目进行调整。这正是坚持科学性原则所必须的。32323.创新性原则科学研究是探索性的活动，其本质就是创新。所谓创新性原则，就是指所选定的研究课题具有先进性、新颖性、突破性，即选出的课题是前人没有提出来的或没有解决的或者是没有完全解决的问题，并预期能从中产生创造性的科学技术成果。它实质上是要求我们作到：一是把继承和创新结合起来，要有不惜任何代价追求新的科学真理的气概，切忌不冒风险地重复和占有已有现成的真理。二是要充分了解他人已经进行过的工作，避免重复劳动；同时还要对自己的知识储备、研究能力有一个正确评价，即知己知彼。33334.可行性原则这是指选择的课题应

23、与自己的主、客观条件相适应，即根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题。在主观条件方面要分析科研队伍的结构、各种人才的配置、研究者的素质、能力以及对课题的认识和研究的兴趣等因素。在客观条件方面要考虑科研经费、实验设备、原材料供应、图书情报资料以及对期限的要求等因素。34345.效益性原则是指选择课题时要把人力、物力、财力和时间合理分配和使用；对课题预期成果的社会效益、经济效益和生态效益进行评估和预测。这说明在进行课题选择的同时还应有相应的法律法规的制约，只有制定健全的法律法规，才能保证科学技术朝着有利于人类的方向发展，这样才能尽可能的增加科学技术研究的合理性和效益性。3535总之，科研选

24、题的五项原则，既相互联系，又相互区别，它们都是一些限制性的原则。需要性原则是科研目的的体现科学性原则是选题的依据创造性原则体现了科研的本质而可行性原则则表达了科学研究的现实条件效益性原则体现了科学研究的基本要求可见，这些原则都是限制性原则，它们相互制约，把能够选择或可以选择的课题限制在比较小的范围内，从而有利于准确而及时地做出决断，保证课题的顺利实施。3636四四 科学实践科学实践（一）科学事实1.科学事实的规定（1）客观事实：）客观事实：客观存在的事件、现象和过程。客观事实是本体论意义上的事实，不包含任何主观因素，既没有正确与错误之分，也没有精确与粗糙之别。（2）经验事实：）经验事实：当客观

25、事实纳入到我们的经验中，并被陈述或判断时，它就成为经验事实。一是指被我们感知了的事实；二是指我们描述了的事实。经验事实是认识论意义上的事实，是认识主体对客观事实的反映，有正确与错误之分。3737（3）科学事实：）科学事实：科学事实是由观察和实验等实践活动获得的，经过检验和鉴定的经验事实。科学事实一般可分为两类：一类是指客体与仪器相互作用结果的表征，如观测仪器上所记录和显示的数字、图象等；另一类经验事实是对观察实验所得结果的陈述和判断。科学事实作为科学认识论的范畴，它体现了客观事实在科学认识主体中的记述和判断，是科学认识的初步成果。没有客观事件发生，自然不会有科学事实；没有主体设置的认识条件(包

26、括概念系统），也就无法记载科学事实。从根本上说，科学事实也是可错的，因为检验和鉴定也要依赖人们所设置的认识条件，而这些条件也可能是有问题的。3838科学事实是客观事实与科学理论的中介，它既不同于客观事实，又不同于人们关于科学事实的解释而形成的科学理论。科学事实不仅反映了客观的、不依赖于主体而存在的事件或现象，也是科学事实记录者的科学思想的反映。在科学观察或实验的记录、陈述时，操作者一定要有所取舍，表达判断或陈述的方式也不尽相同，这些都和主体的科学研究指导思想及学识水平相联系，并在以语言形式表现的科学事实中有所反映。因此，在原则上我们要求对事实的描述必须是真实的，但这种真实，只能在科学活动中通过

27、多次实践与认识的循环往复才能逐步到达，不断逼近，而不可能一次穷尽客观事实。39392.科学事实的特点（1）科学事实具有可重复性：所有科学事实都必须是可复核、可重现的。强调科学事实的可重复性，是为了尽可能排除错觉和假象，消除对事实描述与判断中可能存在的谬误。（2）科学事实是关于单称存在的陈述：为保证科学事实的可重复性，必须对表述科学事实的语句形式加以限定。只有单称陈述形式，才能确保它与经验事实（来自于观察、实验等）之间的对应关系；而建立在理性抽象基础上的普遍性全称判断，则不属于科学事实的范围。换言之，科学事实只断定个别事物的存在状态，不涉及“类”客体的普遍性质。强调科学事实的个别性，是为了突出它

28、与感性认识活动之间的关系。4040（3）科学事实具有精确性和系统性：科学事实属于科学认识成果，因而必须具备科学认识的基本特征，即精确性和系统性。强调科学事实的精确性，是为了与常识性事实的笼统、模糊性区别开来；强调科学事实的系统性，是为了扩大科学事实的适用范围，提高其可靠性。41413.科学事实的作用（1）科学事实是形成新概念、新理论的基础。科学事实在任何一门学科的初期阶段都至关重要，没有事实作基础，学科的基本概念、基本理论难以形成；随着学科发展、成熟，新概念会从学科体系自身的逻辑关系中推导出来，但即使如此，新概念、新理论的提出，也必须与科学事实相对照。对于个人来说，要想在科研领域作出创新，提出

29、新观点、新假说，也必须首先掌握足够的科学事实。没有这样的基础，所谓创新就是空谈。巴甫洛夫：不管鸟翼是多么完美，但如果不凭借空气，它是永远不会飞向高空的。事实就是科学家的空气。我们如果不凭借事实，就永远也飞翔不起来。4242（2）科学事实是检验科学假说和科学理论的最终依据对假说与理论的检验，有证明与反驳等不同的形式，这种情况在科研过程中是司空见惯的。在手段上也有逻辑检验与经验检验之别；但最终的依据，只能是科学事实。一般说来，当某科学理论或假说不能解释科学事实，或不能正确预见到它时，该理论或假说即遭到反驳；而当某科学理论或假说能够解释科学事实，或能够正确预见到它时，该理论或假说即得到确证。4343

30、（3 3）科学事实能够促进科学理论和科学假说）科学事实能够促进科学理论和科学假说的完善与发展。的完善与发展。科学理论和假说也只是相对真理，需要在新科学理论和假说也只是相对真理，需要在新的科学事实的基础上进一步完善与发展。的科学事实的基础上进一步完善与发展。这充分说明新的科学事实的不断发现推动了这充分说明新的科学事实的不断发现推动了科学理论的不断发展。科学理论的不断发展。44444.科学事实的获取途径（1）通过亲自参加实践活动以获取科学事实。这是获取科学事实的直接途径，包括生产实践、科学观察、实验等。观察和实验作为一种有目的、有计划的实践活动，比一般的生产实践更能够提供关于自然界的新的感性材料，

31、因为它不限于生产实践所提供的经验知识，它还必须通过观察实验以获得更广 泛、更系统的事实材料。4545（2）通过文献调研以获取科学事实。这是获取科学事实的间接方法。一个人的时间和精力总是有限的，不可能所有的事情都亲自去做。因此，借助已取得的科学事实作为科学研究的基础，就具有重要的意义。文献调研的渠道是多种多样的，既可以通过图书馆、情报所、互联网等来搜集大量的文献资料，也可以有意识的同本行业的专家、学者进行多形式的交流。通过交流，了解他们正在研究什么，哪些课题能够研究，哪些课题不能研究等。4646文献调研应坚持以下原则：第一，在时间上采取逆时法。第二，围绕研究课题搜集资料，要有计划有目的地查阅文献

32、资料，否则，就会变成一个材料袋子，或者一边查一边丢。第三，应注意收集第一手资料，保证资料的真实可靠。第四，收集资料时，不仅要搜集与自己观点一致的资料，也要搜集与自己观点或构思不一致的资料。只有这样，才能保证搜集的资料准确、全面、新颖。4747（二）科学观察1.定义：科学观察是指人们在一定的理论指导下，通过感官或借助于科学仪器，有目的、有计划、有选择地感知和描述研究对象，获得科学事实或感性材料的一种研究方法。观察的实质是观察者与观察对象相互作用的过程。科学观察与日常生活中观察不同：（1）科学观察是一种有计划、有目的的感性认识活动。（2）科学观察是在研究客体处于自然发生状态下。48482.科学观察

33、的类型（1）按观察方式或手段的不同，可分为直接观察和间接观察。直接观察：观察主体凭借自己的感官，直接感知和描述研究对象，即观察者和观察对象之间不存在任何工具性中介。间接观察：借助于一定的仪器设备，感知被观察对象的信息。（2）按观察性质或目的的不同，可分为定性观察和定量观察。定性观察也称质的观察，是为了确定研究对象具有何种性质和特征以及与其它事物有何种性质的联系而进行的观察。定量观察也称观测或测量，即为了确定研究对象具有何种量的规定性而进行的观察。49493.科学观察的作用科学观察是科学研究的基本环节，在科学认识发展中具有重要的地位。门捷列夫说过：科学的原理起源于实验的世界和观察的领域，观察是第

34、一步，没有观察就没有接踵而来的前进。（1）科学观察是科学认识发展的基础和源泉科学认识的目的是要揭示自然界的本质和规律，变未知为已知，并建立科学理论。科学研究的基础是充分占有事实材料，而观察的基本任务在于从观察对象中获取科学事实，从而形成观察资料。这些资料虽然只是感性认识材料，但却是从观察对象中获取的第一手原始资料，因而具有极重要的科学价值，并成为建立科学理论的基础。5050（2）科学观察不断为科学研究开辟新的研究道路近代生物学中的许多生物现象和规律，都是通过直接观察获得的，如达尔文的生物进化论、自然选择学说，就是对各种飞禽长期观察的理论总结。英国科学家贝弗里奇指出：“一些简单的、貌似容易的观察

35、导致了伟大而深刻的发现，使科学家因此成名。最初，这种发现并不具有内在价值，发现者把这个发现和其他知识联系起来，或许利用它引申出新的知识，从而赋予这个发现以重要的意义。”5151观察方法在与天文、地质、生命等现象相关的学科领域有特殊重要的意义。在现代环境科学、空间科学、医学科学等领域，科学观察在探索外星生命、预防自然灾害、监测疾病发生发展等方面，发挥着其他方法所难以替代的作用。5252（3）科学观察是检验科学认识的重要手段一切科学理论与科学假说能否成立、是否正确，均可以通过系统、科学的观察来进行验证。科学上任何重要的理论当它未被检验时都只能被称为假说。科学家们历来都十分重视观察实验等实践环节，“

36、即使是最明晰的逻辑数学理论，它本身也不能使真理得到保证，要不是用自然科学中最准确的观察来检验，它也是毫无意义的。”53534.科学观察的基本原则观察是获取科学事实的重要手段，为了确保通过观察方法收集到的信息，更好地为科学研究服务，达到认识事物的目的，就要求在进行观察时遵循以下原则：（1）客观性原则。科学观察的目的是为了获取反映客观事物本来面目的事实材料，所以，观察必须遵循客观性原则。这一原则要求我们要如实反映研究对象，既不能夸大，也不能缩小，更不能臆造一些不存在的资料。5454首先，我们在观察时要避免先入为主的成见成见就是人们脑子里先前就已经存在的对人、对事物、或是对于某人思想表示赞同或反对的

37、看法，用既往已经形成的态度去判断事物，而不管自己的见解和认识是否正确。其次，在观察时还要注意排除假象和错觉造成的干扰观察者应该不断运用和改进科学仪器来延长和加强自己的感觉器官的功能，弥补感官的缺陷，并且，要借助于理性思维，反复观察，这样才可以在较大的程度上排除假象和错觉的影响。第三，对观察结果要有详细而确实的记录 为了对事物进行周密地、全面地、系统地观察，保证所获得的信息资料真实可靠，在观察时还应做好翔实的记录，用规范的术语、约定的符号、标准的计量单位，并借助绘图等手段，把观察结果及时、详细地记录下来。这不仅可以为下一步研究工作打好基础，而且还能够使我们从中揭示出事物的本质和规律性。5555（

38、2）全面性原则 由于研究对象的本质的外部表现多种多样，所以我们必须在时空两个角度全面地把握观察对象的各种属性、规定以及它们之间的联系，以获得广泛而联系的、完整而有系统的可靠材料，如实地反映客观事物的全貌。因此，在观察中要全方位、多角度、多层次地认识被研究对象及其与其他事实的联系与区别。要做到全面的观察，必须注意以下几点：第一，要避免和克服片面性。第二，要做到观察的系统性。第三，要注意观察的条件性。5656（3）典型性原则是指在观察过程中，应选择典型事物作为研究对象，并选择典型的观察条件。典型研究对象：就是具有代表性的、能代表同类事物共同特征的事物。典型的观察条件：就是有利于研究对象尽快暴露出其

39、本质和规律的时间、地点和环境等条件。5757（三）实验方法1、科学实验的概念人们根据一定的科学研究目的，运用一定的物质手段，在人为控制、变革或模拟客观事物的条件下，获得科学事实的方法。2、科学实验的特点（l）实验方法能更好地发挥人的主观能动性观察方法是在自然发生的条件下感知对象，无法改变观察对象的状态和过程，有一定的被动性；实验方法则是通过人为干预、控制或模拟，排除干扰，突出主要因素，强化重点因素，使观察客体以纯粹的、典型的形式暴露出来供人们研究，它比观察方法有更多的主动性。5858（2）实验方法能证明客观必然性 自然观察往往只能观察到事物的一些外部现象和联系，而通过实验，则可以在内在机制上说

40、明某些事物产生某些现象的原因和事物之间的因果关系，从而能够预测某些事物发展的客观趋势，为进一步认识自然和改造自然提供理论基础。59592 实验方法的作用实验方法的上述特点决定了它能使人们按照研究目的，主动地、有效地收集科学事实，检验假说，证实和发展科学理论。（1）实验方法可以简化和纯化研究对象。（2）实验方法可以强化或弱化研究对象。（3）实验方法可以加速、延缓、再现、模拟自然过程。（4）实验方法是一种经济可靠的认识和改造自然的方法60603.科学实验的分类人们根据不同的分类标准，可将实验划分为不同的种类：（1）根据实验目的的不同，可以把实验分为定性实验、定量实验和结构分析实验。（2）根据实验在

41、科学认识中的作用或功能不同，可以分为探索性实验和验证性实验。探索性实验包括析因实验和对照实验。验证性实验如判决性实验。（3）根据实验手段是否直接作用于被研究对象，可以分为直接实验和模拟实验。6161（四）观察实验中的认识论问题1.观察与理论的关系辩证唯物主义认为，科学认识是感性认识和理性认识的高度统一。没有对客观事物的观察，科学认识就失去了源泉和基础。但是科学观察又不是一个完全的被动接受的过程，如果没有理论指导，就会陷入被动盲目的境地，感性认识就不能上升到理性认识，因而就达不到对事物的本质和规律性的认识。由此可见，观察渗透着理论，理论在观察过程有重要作用。6262（1）科学理论对观察具有定向作

42、用 科学观察是一种有计划有目的的认识活动，要进行观察，首先要进行选题，而正确的选题总是在正确理论的指导下进行的。人们在进行观察时，要观察什么，怎样观察以及观察手段的选择，都需要观察者有相应的理论思维来决定，没有关于观察对象的相应理论知识，就达不到观察的目的，就只能是一种盲目的被动地观看。6363（2）理论对整理观察实验资料具有指导作用 观察和实验，不仅是接受信息的过程，而且也是对信息的加工整理过程。通过观察实验获得的大量的第一手资料，如实验事实、数据等，是隐藏着自然规律的。但只有以正确的理论思维为指导，对这些信息资料进行分析综合，才能揭示出它的深刻含义，从而导致新的科学定律的发现；相反，没有正

43、确理论的指导，是不可能获得成功的。这也就是说，观察实验资料的价值和意义是随着观察者的理论思维水平的变化而变化的，观察者需要有相应的理论修养。6464（3）理论对观察实验结果具有陈述作用。观察实验的结果是用科学语言表达的，而科学语言总是与理论相关的，观察实验结果，只有用相应的科学概念和科学理论来表达，才有科学价值，才能被同行承认；没有相应的理论知识，就无法准确表达观察实验的结果，因而就无法完成科学研究的任务。观察是主观与客观相统一的过程，在观察实验过程中，理论框架的作用贯穿始终。观察实验和理论思维相辅相成的辩证统一关系。如果否认或贬低观察实验的客观性，科学认识就会失去它的客观基础；如果忽视理论思

44、维的作用，观察实验就会成为盲目的行动。6565 2.观察实验中的机遇（1）机遇的概念、特点和作用机遇就是在观察实验过程中，偶然或意外观察到的现象，并由此导致科学问题的解决或做出科学上的新发现或新发明。机遇是相对于原来预定的研究计划和目的而言的，其最大特点是意外性。第一类是部分意外。即寻找的目标是明确的，但发现的场合和方式却是非常意外的。第二类是完全意外。即本来要寻找A，但研究中却发现了完全不同甚至更重要的B。6666机遇的作用：机遇的意外特点使得人们往往发现的是前所未见、前所未闻的新现象,因此,对科技的发展会产生特殊的意义。第一，机遇为科学发现和发明提供线索和思路；第二，机遇成为拓展新领域、建

45、立新理论的起点。6767（2）机遇产生的根源首先，机遇的产生有着极其深刻的客观原因。机遇的产生从形式上来说是偶然性的表现，从根源上来说又是以必然性为基础的，具体来说就是事物客观存在的内在本质。其次，机遇的产生还有其认识论根源。在我们本来计划认识研究对象的某些方面的未知时，而它暴露出来的却是其它方面的未知，甚至是研究对象和其它事物的关系，从而在认识主体的主观目的与认识客体的表现形态之间产生了矛盾，结果使主体意外的认识到了没有想得到的、但同样重要甚至更重要的方面。6868（3）捕捉机遇的条件第一，敏锐的洞察力。第二，知识和经验的准备。第三，要有创新精神。溴元素的发现：1826年法国化学家巴拉尔在从海藻提取碘时意外发现母液底部总是沉着一层深褐色且带有刺鼻气味的液体，德国李比希“氯化碘”。第四，积极投身于观察实验活动中去。6969