科学认识和科学问题优秀PPT.ppt
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1、科学认识和科学问题科学认识和科学问题现在学习的是第1页,共79页本章教学目的与要求本章教学目的与要求通过本章学习,要求同学们了解通过本章学习,要求同学们了解和掌握课题及选题前的准备工作;和掌握课题及选题前的准备工作;选题的基本原则及技巧,更好地做选题的基本原则及技巧,更好地做好医学科学研究工作。好医学科学研究工作。现在学习的是第2页,共79页爱因斯坦曾经说过:“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字或技术上的技能而已,而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”现在学习的是第3页,共79页 李四光:李四光:“
2、做科学工作的做科学工作的最最使人感兴趣的,与其说是问使人感兴趣的,与其说是问题题的解决,恐怕不如说是问题的解决,恐怕不如说是问题的的形成。形成。”现在学习的是第4页,共79页科研课题的形成和选择是研究工作中最复杂的一个阶段。选择课题就是选择确定自己的主攻方向,它关系到整个科研工作的成败。现在学习的是第5页,共79页第一节第一节科学问题科学问题一、科学问题及其基本特征一、科学问题及其基本特征1.科学问题科学问题是一定时代科学研究主体在是一定时代科学研究主体在当时的背景下,提出的关于科学认识与当时的背景下,提出的关于科学认识与科学实践中需要解决而尚未解决的矛盾。科学实践中需要解决而尚未解决的矛盾。
3、是科学家原有知识和新接触的未是科学家原有知识和新接触的未知领域碰撞的理性察觉知领域碰撞的理性察觉现在学习的是第6页,共79页科学问题是一定历史科学问题是一定历史时代的产物。时代的产物。德国数学家德国数学家希尔伯特希尔伯特现在学习的是第7页,共79页科学问题是一定时代的产物科学问题是一定时代的产物时代所提供的知识背景决定科学问时代所提供的知识背景决定科学问题的题的内涵深度内涵深度和和解答途径解答途径现在学习的是第8页,共79页2.2.科学问题的基本特征科学问题的基本特征真实性真实性可证实或证伪可证实或证伪待解决性待解决性不能是不能是“无知无知”问题问题正确性正确性问题提法的正确性,使在问题提法的
4、正确性,使在预设的应答域中能找到预设的应答域中能找到“解解”。现在学习的是第9页,共79页任何一种科学理论都不过是某种猜想或假设,其任何一种科学理论都不过是某种猜想或假设,其中必然潜藏着错误,即使它能够暂时逃脱实验的检验,中必然潜藏着错误,即使它能够暂时逃脱实验的检验,但终有一天会暴露出来,从而遭到实验的反驳或但终有一天会暴露出来,从而遭到实验的反驳或“证证伪伪”。科学就是在这样一个不断地提出猜想、发现错误而科学就是在这样一个不断地提出猜想、发现错误而遭到否证、再提出新的猜想的循环往复的过程中向前发遭到否证、再提出新的猜想的循环往复的过程中向前发展的。科学也包含错误,要经受经验的检验,这不是科
5、展的。科学也包含错误,要经受经验的检验,这不是科学的缺点,而恰恰是它的优点,它的力量所在,或者说,学的缺点,而恰恰是它的优点,它的力量所在,或者说,“可证伪性可证伪性”正是科学之为科学的标志。正是科学之为科学的标志。现在学习的是第10页,共79页二、科学问题的结构二、科学问题的结构问题的陈述:问题的陈述:就是陈述问题的语句,通常是就是陈述问题的语句,通常是疑问句的形式。疑问句的形式。问题的指向:问题的指向:即问题所指的研究方向和所指即问题所指的研究方向和所指向的研究对象,是尚待回答的不确定内容,是向的研究对象,是尚待回答的不确定内容,是问题的变量。问题的变量。问题的应答域:问题的应答域:是指在
6、问题的提法中对问题是指在问题的提法中对问题解的存在范围、域限所作的设定。这种设定成解的存在范围、域限所作的设定。这种设定成为问题到解答的桥梁。为问题到解答的桥梁。现在学习的是第11页,共79页三、科学问题的分类三、科学问题的分类现在学习的是第12页,共79页三、科学问题的分类三、科学问题的分类1、陈述性(、陈述性(what型)、过程性(型)、过程性(how型)和因果性(型)和因果性(why型)问题型)问题2、常规问题和反常问题、常规问题和反常问题3、母问题与子问题、母问题与子问题4、基础研究问题与应用研究问题、基础研究问题与应用研究问题现在学习的是第13页,共79页1、陈述性、过程性和因果性问
7、题、陈述性、过程性和因果性问题根据问题求解的类型可以把科学问题划分为:根据问题求解的类型可以把科学问题划分为:(l l)关于研究对象的识别与判定,回答)关于研究对象的识别与判定,回答“是什是什么么”的问题的问题陈述性问题;陈述性问题;(2 2)关于事物内在机理和规律性的研究,分)关于事物内在机理和规律性的研究,分析事物现象之间的因果关系,回答析事物现象之间的因果关系,回答“为什么为什么”的问题的问题过程性问题;过程性问题;(3 3)关于研究对象的状态及运动转化过程,回答)关于研究对象的状态及运动转化过程,回答“是怎样是怎样”的问题等的问题等因果性问题。因果性问题。现在学习的是第14页,共79页
8、2、常规问题和反常问题、常规问题和反常问题是依据问题在科学发展的常规进化时期和革命时期所起作是依据问题在科学发展的常规进化时期和革命时期所起作用划分的:用划分的:常规问题是在已有的科学理论的概念框架常规问题是在已有的科学理论的概念框架下提出的;下提出的;反常问题是在拒斥原有理论的框架下提出反常问题是在拒斥原有理论的框架下提出的。的。现在学习的是第15页,共79页3、母问题和子问题、母问题和子问题根据问题的结构层次划分的:根据问题的结构层次划分的:母问题(元问题)是研究的基本问题;母问题(元问题)是研究的基本问题;子问题是从基本问题分解和派生而来的。子问题是从基本问题分解和派生而来的。现在学习的
9、是第16页,共79页4、基础研究问题和应用研究问题、基础研究问题和应用研究问题基础研究问题是从科学整体发展的需要提基础研究问题是从科学整体发展的需要提出的科学问题,作用于科学的长远发展;出的科学问题,作用于科学的长远发展;应用研究问题是直接满足于人类生产、生应用研究问题是直接满足于人类生产、生活需要的科学问题。活需要的科学问题。现在学习的是第17页,共79页四、科学问题的来源四、科学问题的来源归根结底来源于社会生产实践与科学实归根结底来源于社会生产实践与科学实践。践。具体有以下几方面的表现:具体有以下几方面的表现:现在学习的是第18页,共79页 工工农农业业生生产产的的需需要要、社社会会生生活
10、活与与健健康康的的需需要要、军军备备和和战战争争需需要要等等都都提提出出了了大大量量问问题题。它它是是应应用用研研究究和和发发展展研研究究课课题题的的基基本来源,要求应用基础理论予以解决。本来源,要求应用基础理论予以解决。如:病毒性肝炎的防治问题如:病毒性肝炎的防治问题 老年性痴呆症的防治问题(免疫治疗)老年性痴呆症的防治问题(免疫治疗)1 1、从社会生产和实际生活需要中提出问题、从社会生产和实际生活需要中提出问题现在学习的是第19页,共79页 实实践践中中常常常常会会发发现现新新的的事事实实,原原有有理理论论不不能解释,于是就产生了问题。能解释,于是就产生了问题。光电效应问题的发现,导光电效
11、应问题的发现,导致致爱因斯坦爱因斯坦19051905年年“光量子光量子”假说的提出。假说的提出。2 2、从科学实践与科学理论的矛盾中提出、从科学实践与科学理论的矛盾中提出问题问题现在学习的是第20页,共79页 理论自身所包含的逻辑的不自洽性是科学问理论自身所包含的逻辑的不自洽性是科学问题的重要来源。题的重要来源。伽利略自由落体伽利略自由落体定律的发现,就是从定律的发现,就是从揭示亚里士多德动力揭示亚里士多德动力学理论的内在矛盾开学理论的内在矛盾开始的。始的。亚里士多德里士多德伽利略伽利略3 3、从科学理论内部的矛盾中提出问题、从科学理论内部的矛盾中提出问题现在学习的是第21页,共79页医学悖论
12、:个体寿命和种群进化医学悖论:个体寿命和种群进化自然流产自然流产是人类经过若干万年才进化而成是人类经过若干万年才进化而成的一种生产机制,它实行自然选择的原则,的一种生产机制,它实行自然选择的原则,如果胎儿出现了问题,它就通过流产来淘如果胎儿出现了问题,它就通过流产来淘汰。而保胎药来违反这个机制,而让原本汰。而保胎药来违反这个机制,而让原本有问题的胎儿勉强出生下来,这样不仅会有问题的胎儿勉强出生下来,这样不仅会对这胎儿本人不利,而如果泛滥使用这种对这胎儿本人不利,而如果泛滥使用这种药物技术的话,更是对整个人类进化的不药物技术的话,更是对整个人类进化的不利。利。现在学习的是第22页,共79页从从1
13、796年人类对年人类对疫苗的使用疫苗的使用起,这个相似起,这个相似命题的争议也一直延续到今天。反对疫苗命题的争议也一直延续到今天。反对疫苗使用一方认为,人类的进化史始终是一部使用一方认为,人类的进化史始终是一部与病原共处的历史。在没有医药和没有疫与病原共处的历史。在没有医药和没有疫苗之前,人类仅仅依靠自身的免疫力来同苗之前,人类仅仅依靠自身的免疫力来同病原(病毒、病菌、真菌、立克次体等)病原(病毒、病菌、真菌、立克次体等)作战,从而进化出高强能力的免疫防御体作战,从而进化出高强能力的免疫防御体系。而他们担心的是,依靠现代科技,对系。而他们担心的是,依靠现代科技,对病原的灭杀,会相反削弱我们的免
14、疫力,病原的灭杀,会相反削弱我们的免疫力,或者使得我们体内的防御体系出现了退化。或者使得我们体内的防御体系出现了退化。现在学习的是第23页,共79页古今比较:古今比较:西方妇女生活方式的改变意味西方妇女生活方式的改变意味着所患乳腺癌、子宫内膜癌和卵巢癌的危着所患乳腺癌、子宫内膜癌和卵巢癌的危险性是远古时代采猎人生活方式妇女的险性是远古时代采猎人生活方式妇女的100倍。倍。美国埃默里(美国埃默里(Emory)大学的伊顿()大学的伊顿(BEaton)认为这是因为,现代妇女月经初潮)认为这是因为,现代妇女月经初潮早、生育晚、生育少、绝经晚以及母乳喂早、生育晚、生育少、绝经晚以及母乳喂养时间短,而以前
15、采猎人初潮晚,生育第养时间短,而以前采猎人初潮晚,生育第一胎时间却要早,同时生育多,常年哺乳,一胎时间却要早,同时生育多,常年哺乳,绝经较前;这些差异的后果是采猎妇女平绝经较前;这些差异的后果是采猎妇女平均一生排卵均一生排卵158次,而现代妇女平均排卵达次,而现代妇女平均排卵达451次。研究表明,排卵次数越多,妇科癌次。研究表明,排卵次数越多,妇科癌症的发病率就越高。症的发病率就越高。现在学习的是第24页,共79页伊顿由此提出了一个大胆方案伊顿由此提出了一个大胆方案现代妇现代妇女应模拟远古妇女的生活方式并用医学手女应模拟远古妇女的生活方式并用医学手段加以改进:用激素推迟青春期的到来,段加以改进
16、:用激素推迟青春期的到来,用激素产生假孕。这样,现代妇女既具有用激素产生假孕。这样,现代妇女既具有远古妇女的多孕、月经少的生物化学优势,远古妇女的多孕、月经少的生物化学优势,又不必过多地承担生育的责任。尽管这只又不必过多地承担生育的责任。尽管这只是个未经检验的想法,但它却对解决癌症是个未经检验的想法,但它却对解决癌症打开了新的思维窗口。打开了新的思维窗口。现在学习的是第25页,共79页精彩的例子:糖尿病的发生率在现代社会精彩的例子:糖尿病的发生率在现代社会为何如此之高。为何如此之高。按照达尔文医学的说法,在前工业社按照达尔文医学的说法,在前工业社会,经常发生周期性的饥荒。因此在这样会,经常发生
17、周期性的饥荒。因此在这样的环境下具有的环境下具有“节俭节俭”的代谢机制的个体的代谢机制的个体在生存上就会具有更大的优势,因为他们在生存上就会具有更大的优势,因为他们能充分地有效地利用有限的食物。然而当能充分地有效地利用有限的食物。然而当工业社会来临时,人类的食物已大为丰富工业社会来临时,人类的食物已大为丰富和便宜,这样具有和便宜,这样具有“节俭节俭”代谢机制却没代谢机制却没有转换过来。因此,在这样的社会中肥胖有转换过来。因此,在这样的社会中肥胖和糖尿病的发生就会大量增加。和糖尿病的发生就会大量增加。现在学习的是第26页,共79页流行病学的调查已证实了上述说法,例如流行病学的调查已证实了上述说法
18、,例如美国印第安人和太平洋群岛上的波利尼西美国印第安人和太平洋群岛上的波利尼西亚人中的糖尿病的发生与他们在历史上尽亚人中的糖尿病的发生与他们在历史上尽量地吃呈强烈的正相关,又如亚洲犹太人量地吃呈强烈的正相关,又如亚洲犹太人移民到富裕的以色列后糖尿病的发生大为移民到富裕的以色列后糖尿病的发生大为增加等,都足以说明了这一观点。增加等,都足以说明了这一观点。现在学习的是第27页,共79页 悖论:悖论:现代医学能够延长个体的寿命,却现代医学能够延长个体的寿命,却可能削弱物种的进化优势,我们在这两者可能削弱物种的进化优势,我们在这两者之间应该如何选择呢?实际上,面对这样之间应该如何选择呢?实际上,面对这
19、样的困惑,没有人能够回到过去,没有人能的困惑,没有人能够回到过去,没有人能够拒绝包括现代医学在内的人类文明。那够拒绝包括现代医学在内的人类文明。那么,我们主要人文关注点是对技术文明的么,我们主要人文关注点是对技术文明的反思,以及对现代生活方式的批评和适当反思,以及对现代生活方式的批评和适当改造的建议上。改造的建议上。例如:医学对现代人的饮食习惯提出了忠告:例如:医学对现代人的饮食习惯提出了忠告:不要吃得太饱,八九成饱足矣。不要吃得太饱,八九成饱足矣。现在学习的是第28页,共79页现代医学的最大局限是,把对各种病原的现代医学的最大局限是,把对各种病原的斗争看成是孤立的、不连续的,没有把它斗争看成
20、是孤立的、不连续的,没有把它们纳入到们纳入到“病原和人类免疫系统共同进化病原和人类免疫系统共同进化”的整体中去考虑。的整体中去考虑。现在学习的是第29页,共79页 客观事物是复杂多变的,人们客观事物是复杂多变的,人们对同一事物和现象往往会产生多对同一事物和现象往往会产生多种不同的理论观点。种不同的理论观点。真理在我真理在我真理在我真理在我这这一一一一边边!各有所各有所各有所各有所评评一个残一个残废有有伤风化化真美!真美!4 4、从不同学科理论之间的矛盾中提出问、从不同学科理论之间的矛盾中提出问题题现在学习的是第30页,共79页如:热力学第二定律如:热力学第二定律世界不断退化世界不断退化生物进化
21、论生物进化论世界不断进化世界不断进化普利高津普利高津耗散结构理论耗散结构理论现在学习的是第31页,共79页“耗散结构耗散结构”(dissipativestructure)理论理论:一个远离平衡态的非线性的开放系统一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统的、经济的系统)通过不断地与外界交换物通过不断地与外界交换物质和能量,在系统内部某个参量的变化达质和能量,在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时,通过涨落,系统可能发到一定的阈值时,通过涨落,系统可能发生突变即非平衡相变,由原来的混沌无序生突变即非平衡相变,由原来的
22、混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡的非线性上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构,由于区形成的新的稳定的宏观有序结构,由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持。需要不断与外界交换物质或能量才能维持。现在学习的是第32页,共79页5 5、从寻求经验事实之间的联系和统一解释中、从寻求经验事实之间的联系和统一解释中提出问题提出问题 各各种种化化学学元元素素先先是是一一个个一一个个地地孤孤立立发发现现,后后来来,当当发发现现的的化化学学元元素素不不断断增增多多时时,就就提提出出了了揭揭示示各各种种化化
23、学学元元素素之之间间内内在在联联系系和和统统一一解解释释的的问问题题,由由此此导导致致门门捷捷列列夫夫元素周期律的发现。元素周期律的发现。现在学习的是第33页,共79页6、从相互并存的多种假设中提出、从相互并存的多种假设中提出在科学研究中,对同一现象范围内的许多在科学研究中,对同一现象范围内的许多问题,常常可以建立多种理论,争论的各问题,常常可以建立多种理论,争论的各方都有一定的事实和理论依据,了解这些方都有一定的事实和理论依据,了解这些理论和依据是发现和提出问题的很好途径。理论和依据是发现和提出问题的很好途径。如:如:摩尔根摩尔根的发生遗传学;的发生遗传学;爱因斯坦爱因斯坦的光本质的光本质现
24、在学习的是第34页,共79页7、从科学的空白处和结合部提出问题、从科学的空白处和结合部提出问题主动出击,寻找科学中尚未开垦的空白区主动出击,寻找科学中尚未开垦的空白区和和“处女地处女地”这里是科学问题最多,这里是科学问题最多,收获最大的地方收获最大的地方如英国神经生理学家如英国神经生理学家谢灵顿谢灵顿的神经解剖学;的神经解剖学;维纳维纳的控制论。的控制论。现在学习的是第35页,共79页8、从前科学中提出科学问题、从前科学中提出科学问题科学从前科学中过渡而来,这是科学问题科学从前科学中过渡而来,这是科学问题最为原始、也是永远存在的一条重要发端。最为原始、也是永远存在的一条重要发端。现在学习的是第
25、36页,共79页五、从科学问题到科研问题五、从科学问题到科研问题1、要使科学问题具有独立性和明晰、要使科学问题具有独立性和明晰性性2、要使科学问题具有社会和科学、要使科学问题具有社会和科学的可解性的可解性弃优攻弱法弃优攻弱法3、追溯科学问题的背景意义、追溯科学问题的背景意义现在学习的是第37页,共79页第二节第二节科研选题科研选题一、科研选题及其作用一、科研选题及其作用1.1.什么是科研课题什么是科研课题 科研课题科研课题是要解决和能够解决的是要解决和能够解决的问题。问题。只有那些只有那些未完全解决并能够未完全解决并能够解决的问题解决的问题才算是课题。才算是课题。现在学习的是第38页,共79页
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