科研方法講義(1)

1、第一章 科學(xué)研究及一般程序 第一節(jié) 科學(xué)研究的概念 一科學(xué)研究的概念 1科學(xué) 科學(xué)的概念很難定義，不同時(shí)期有著不同的解釋。韋氏字典（Webster's Dictionary）對科學(xué)所下的定義是：從觀察、研究、實(shí)驗(yàn)中所導(dǎo)出來的一門有系統(tǒng)的知識?？茖W(xué)的廣義概念是指人們對客觀世界的規(guī)律性認(rèn)識，并利用客觀規(guī)律造福人類，完善自我。 2研究對象 科學(xué)研究的對象從廣義上講，是指客觀世界（指自然界、社會和人類思維）。本書涉及的科學(xué)研究對象主要是指某一具體學(xué)科的科學(xué)問題。 根據(jù)研究對象的不同，可以把科學(xué)大致分為自然科學(xué)和社會科學(xué)兩大類。 3科學(xué)研究 科學(xué)研究是科學(xué)認(rèn)識的一種活動(dòng)，是人們對自然界的認(rèn)識和現(xiàn)

2、象由不知到知之較少，再由知之不多到知之較多，進(jìn)而逐步深化進(jìn)入到事物內(nèi)部發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識過程。具體來說，科學(xué)研究是整理、修正、創(chuàng)造知識以及開拓知識新用途的探索性工作。 4科學(xué)分類 就自然科學(xué)分類而言，一種有代表性的觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)代自然科學(xué)由基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)三部分組成。 (1) 基礎(chǔ)科學(xué)：主要包括物理、化學(xué)、生物、天文學(xué)、地學(xué)和數(shù)學(xué)六個(gè)學(xué)科。 (2) 技術(shù)科學(xué)：按生產(chǎn)技術(shù)所需要解決的某些共同問題劃分，如能源科學(xué)、材料科學(xué)等。 (3) 應(yīng)用科學(xué)： 按物質(zhì)生產(chǎn)部門所需要解決的應(yīng)用問題劃分，如水利工程學(xué)、醫(yī)學(xué)等。 二科學(xué)研究的特點(diǎn) 1科研的繼承性 科研的繼承性是指科研是傳承、連續(xù)、終身學(xué)習(xí)

3、的不斷認(rèn)識過程，是科研工作者一代一代進(jìn)行探索、不斷發(fā)現(xiàn)真理并累積科學(xué)知識的過程。 2科研的創(chuàng)新性 科研的創(chuàng)新性是指科研工作者具有探索自然界奧秘的強(qiáng)烈興趣，這種求是的理念是人們認(rèn)識自然、理解自然、利用自然規(guī)律為人類服務(wù)的內(nèi)在動(dòng)力源泉?？茖W(xué)研究的生命在于創(chuàng)新，創(chuàng)新是科學(xué)發(fā)展的前提。 三科研方法及意義 1科研方法 科研方法是從事科學(xué)研究所遵循的、有效的、科學(xué)的研究方式、規(guī)則及程序，也是廣大科研工作者及科學(xué)理論工作者長期積累的智慧結(jié)晶，是從事科學(xué)研究的有效工具。科學(xué)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步是科研方法形成的培養(yǎng)基，而新的科研方法的創(chuàng)立，又使科研工作得以有效進(jìn)行，從而促進(jìn)科學(xué)和技術(shù)的新飛躍。 2作用和意義 (1)

4、正確的科研方法對科研工作的成敗起著至關(guān)重要的作用，它是構(gòu)建知識體系和科學(xué)大廈必不可少的要素，而且能擴(kuò)展和深化人們的認(rèn)知能力與辯識水平。 (2) 錯(cuò)誤的科研方法會導(dǎo)致荒謬的結(jié)論甚至偽科學(xué)，有時(shí)會嚴(yán)重阻礙科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)的進(jìn)程！ (3) 科研方法在一定程度上決定著科研的成敗，在科學(xué)史上相應(yīng)的事例不勝枚舉。 3科研方法的開放性 科研方法是一個(gè)開放、發(fā)展的體系，它通過科研人員的靈活使用而貫穿于研究工作的全過程。在科研工作中，借鑒、傳承前人的科研方法是很有必要，而改革和創(chuàng)新科研方法更是不可或缺。科研工作者應(yīng)結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)學(xué)習(xí)、研究并自覺地使用科研方法，有效地指導(dǎo)自己的科研工作，在實(shí)踐中不斷豐富和發(fā)展“科研方法

5、論”的知識體系。 四本書結(jié)構(gòu)及特色 1體系結(jié)構(gòu) 本書的體系結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，它由三個(gè)主要模塊和一個(gè)輔助模塊有機(jī)構(gòu)成。三個(gè)主模塊分別為科研基礎(chǔ)知識，科研方法技能和科研實(shí)踐應(yīng)用，它們共同形成體系的內(nèi)核，屬于結(jié)構(gòu)的主體；一個(gè)輔助模塊為科研相關(guān)因素，位處體系的外圍。三個(gè)主要模塊相輔相成、相互制約、促進(jìn)。 科研基礎(chǔ)知 識 科研方法技 能 科研實(shí)踐應(yīng) 用 科研相關(guān)因 素 (1)“科研基礎(chǔ)知識”模塊：第一章和第二章。 (2)“科研方法技能”模塊：第三章和第四章。 (3)“科研實(shí)踐應(yīng)用”模塊：第五章至第九章。 (4) 輔助模塊的“科研相關(guān)因素”：第十章。 圖1 科研方法論體系結(jié)構(gòu)2主要特色 教材主要特色可概

6、括為“體系創(chuàng)新，各章獨(dú)立，研學(xué)結(jié)合，學(xué)以致用”。具體為： (1) 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：本書在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面有創(chuàng)新，基本構(gòu)架由三個(gè)主要模塊和一個(gè)輔助模塊構(gòu)成，他們共同構(gòu)成了“科研方法論”的體系結(jié)構(gòu)。 (2) 各章獨(dú)立：全書共十章，各章內(nèi)容均具有一定的獨(dú)立性。在教學(xué)過程中，教師可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選章教學(xué)。讀者（包括學(xué)生）可根據(jù)學(xué)習(xí)和工作需要進(jìn)行選讀或選學(xué)。 (3) 研學(xué)結(jié)合：本書根據(jù)科研工作的特點(diǎn)，緊密結(jié)合科研實(shí)際編撰而成，其中的一些實(shí)例源于作者所在課題組的科研工作實(shí)踐，也是作者多年科研和教學(xué)工作的結(jié)晶。 (4) 學(xué)以致用：學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用。本書提供了諸多科研實(shí)例，為讀者學(xué)習(xí)和實(shí)踐科研方法提供參考，幫助

7、初學(xué)者在科研領(lǐng)域盡快入門，并在實(shí)際課題研究中學(xué)以致用。 五本科生學(xué)習(xí)科研方法論的意義 本科生正處于學(xué)習(xí)方式由教師傳授為主到自我學(xué)習(xí)為主的轉(zhuǎn)化階段，該階段的特點(diǎn)是以知識學(xué)習(xí)為主要目的，具有“現(xiàn)象學(xué)”的特點(diǎn)。在此階段，要求本科生能夠逐漸獲得探索世界、獨(dú)立解決問題的能力。 科研方法論恰恰能夠給本科生提供一些非常必要的研究方法和基本技能，為本科生盡快了解科研工作過程，為今后從事科研工作做好方法上的準(zhǔn)備。 科研方法的學(xué)習(xí)，最好的途徑就是多參加科研實(shí)踐，如參加數(shù)學(xué)建模競賽、“挑戰(zhàn)杯”賽、電子設(shè)計(jì)大賽等，在科技活動(dòng)中體會、感悟科研方法的精妙！要多聽些課，多了解一些怎樣做研究的知識和方法，多與不同的老師接觸，

8、多向成功人士請教，從中發(fā)現(xiàn)自己的不足，盡早彌補(bǔ)缺漏，為在學(xué)術(shù)領(lǐng)域中上更好地發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 六研究生學(xué)習(xí)科研方法論的意義 研究生已經(jīng)邁入了研究領(lǐng)域的大門。若掌握了基本的科研方法，就會在科研選題及課題研究中處于有利的地位。在碩士生階段，其特點(diǎn)是知識的學(xué)習(xí)是以探索和研究為目的，要探究事物的本質(zhì)屬性，具有“溯源學(xué)”的特點(diǎn)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：對科研方法有所了解的研究生進(jìn)入課題要快一些，而對科研方法不了解的研究生則相對緩慢；有過科研經(jīng)歷的研究生要比無科研經(jīng)歷的研究生，在課題研究中出成果的速度要相對要快一些。 在博士生階段，其特點(diǎn)是知識的擴(kuò)展和技能的提高，是以從事科技創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)明為目的，要獲得屬于自己的創(chuàng)新性研究

9、成果，在科研工作中要自覺、有效地運(yùn)用科研方略去解決新問題，該階段具有“方法論”的特點(diǎn)。經(jīng)驗(yàn)告訴我們：研究領(lǐng)域愈是前沿、研究課題愈是重大，科研方法與思維方式在科研工作中所起的作用就愈重要。 第二節(jié) 科學(xué)研究一般程序 科學(xué)研究程序是指在科學(xué)研究中所采用的最基本、最有成效之步驟。研究領(lǐng)域不同，科研程序亦有所不同。 一自然科學(xué)研究一般程序 自然科學(xué)研究程序一般包括以下五個(gè)主要環(huán)節(jié)： 1確立科研課題 該階段在整個(gè)課題研究中具有戰(zhàn)略意義，課題的選擇與可行性論證，對科研的成敗至關(guān)重要。 2獲取科學(xué)事實(shí) 獲取科學(xué)事實(shí)是課題研究的基礎(chǔ)，該階段主要工作是按照課題的需求收集和整理科學(xué)事實(shí)。 3提出科學(xué)假說 從經(jīng)驗(yàn)上

10、升到理論，再由感性上升到理性，科學(xué)假說對課題研究的創(chuàng)新性意義重大。 4理論實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 該階段的主要任務(wù)是對已提出的假說進(jìn)行理論證明或?qū)嶒?yàn)檢驗(yàn)，逐步發(fā)展成為科學(xué)理論。 5建立科學(xué)體系 把分立的假說或理論統(tǒng)一納入到一個(gè)自洽的體系中，構(gòu)成嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯的科學(xué)體系。 二社會科學(xué)研究一般程序 社會科學(xué)研究不同于自然科學(xué)研究，其主要原因在于二者所處的發(fā)展階段、研究對象以及解釋能力上有所不同。以社會調(diào)查為例，它一般包括以下五個(gè)主要環(huán)節(jié)： 1確立調(diào)查課題 2設(shè)計(jì)研究方案 3資料收集整理 4資料分析判斷 5撰寫研究報(bào)告 其中，前兩個(gè)步驟是調(diào)查前的準(zhǔn)備工作。于是，社會調(diào)查研究的一般程序可以劃分為四個(gè)階段：即調(diào)查準(zhǔn)備階段

11、、調(diào)查實(shí)施階段、分析研究階段和總結(jié)應(yīng)用階段。社會調(diào)查研究的四個(gè)階段是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、完整的循環(huán)過程。 三從事科學(xué)研究的一般程序 立項(xiàng)審查 構(gòu)建方案 結(jié)束或提出 新問題研究 評估驗(yàn)證 試制樣機(jī) 實(shí)驗(yàn)探索 檢查結(jié)果 滿意否？ Y N 滿意否？ Y N 正確否？ Y N N Y 通過否？ 需求分析 根據(jù)上述自然科學(xué)與社會科學(xué)研究的一般程序，可以歸納整理出從事科學(xué)研究所經(jīng)歷的一般程序?yàn)椋簡栴} 篩選 立題 積累（觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、分析等） 抽象 假說 驗(yàn)證 修正 再驗(yàn)證 下一個(gè)問題 。科學(xué)研究就是這樣周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)地進(jìn)行的。其中各個(gè)相互聯(lián)系的階段體現(xiàn)了科學(xué)研究的邏輯過程。 圖 2 是作者在汲取有關(guān)科

12、學(xué)研究一般程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)科研經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的科研工作流程圖。該流程圖具體含義如下： 1需求分析 2立項(xiàng)審查 3構(gòu)建方案 4實(shí)驗(yàn)探索 5試制樣機(jī) 6評估驗(yàn)收 圖2 科研工作流程圖 第三節(jié) 如何進(jìn)行科研準(zhǔn)備 對于剛剛踏進(jìn)科研大門的初學(xué)者，需要在以下四個(gè)方面做好準(zhǔn)備：一是要明確研究動(dòng)機(jī)，二是要進(jìn)行知識技能學(xué)習(xí)，三是要掌握研究要領(lǐng)，四是要著手研究問題。 一明確研究動(dòng)機(jī) 研究動(dòng)機(jī)是激勵(lì)研究者努力從事研究以實(shí)現(xiàn)人生目標(biāo)的最大動(dòng)力。研究動(dòng)機(jī)一般有以下幾種：個(gè)人興趣、工作需要、獲得學(xué)位、追求價(jià)值等。 1個(gè)人興趣 興趣對科研具有積極且重要的促進(jìn)作用。因此，培養(yǎng)做研究的興趣，是從事科研工作的前提。 2工作需求 大專

13、院校、科研機(jī)構(gòu)、高科技企業(yè)等單位都需要具有科研經(jīng)歷、大量從事科研工作的人。 3獲得學(xué)位 為獲得碩士、博士學(xué)位，需要從事科研工作，以取得與其申請的學(xué)位相匹配的科研成果。 4價(jià)值追求 科研人員因其成果豐碩能夠獲得相應(yīng)的榮譽(yù)表彰和物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，并受到他人及社會的尊重。 二知識技能學(xué)習(xí) 科學(xué)研究是一種艱苦的知識探索性勞動(dòng)，沒有專業(yè)知識，不掌握科研技能就無從做起。知識技能的學(xué)習(xí)是科研工作的第一要件，必須平時(shí)需做好準(zhǔn)備并打好基礎(chǔ)，臨陣磨槍是很被動(dòng)的。知識的學(xué)習(xí)應(yīng)做到： 夯實(shí)基礎(chǔ)，厚積薄發(fā)； 提出問題，追求學(xué)問； 不取亦取，雖師勿師； 孜孜不倦，終生研習(xí)。 有關(guān)技能學(xué)習(xí)具體包括以下六個(gè)方面： 1學(xué)無止境，常學(xué)常

14、新，常研常進(jìn) 2初學(xué)者應(yīng)請教本行中有經(jīng)驗(yàn)者 3對涉及有關(guān)自己選題的文獻(xiàn)應(yīng)精讀細(xì)研 4批判性閱讀，獨(dú)立性思考，切忌因循守舊 5參加學(xué)術(shù)會議，聆聽高水平報(bào)告或講座 6學(xué)習(xí)科研論文寫作規(guī)范和技巧 三掌握研究要領(lǐng) 1要能夠完成 選定一個(gè)適宜的課題進(jìn)行研，采取的策略是“有限目標(biāo)，能夠完成”。 2思路要清晰 課題研究思路和重點(diǎn)、難點(diǎn)要清晰，方案制訂要科學(xué)、可行，研究進(jìn)程要控制、把握。 3方法要簡單 課題研究采用的科研方法要盡量簡單，靈活應(yīng)用，如此可以提高工作效率。 4不要怕失敗 若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，不要?dú)怵H，應(yīng)該認(rèn)真分析其中的原因，不盲目重復(fù)。 四著手研究問題 初學(xué)者著手研究問題應(yīng)做到： 面向?qū)嶋H，細(xì)致

15、觀察； 查閱文獻(xiàn)，詳略有致； 統(tǒng)攬全局，明確方向； 抓住要害，深鉆細(xì)究。 著手研究問題具體包括以下六個(gè)方面： 1首先決定研究課題的題目 2明確該領(lǐng)域已做過哪些研究 3整理資料，弄清資料之間的相互關(guān)系 4將課題分解成若干子問題，從實(shí)驗(yàn)入手 5精心設(shè)計(jì)為這些問題提供答案的實(shí)驗(yàn) 6對已取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論解釋 五進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做研究 對初學(xué)者特別是在校的本科生，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做研究應(yīng)在以下幾個(gè)方面做準(zhǔn)備： （一）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具備的基本條件 作為本科生，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做研究需要具備以下兩個(gè)基本條件： 1要有足夠的時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室做研究 2要有很強(qiáng)的自學(xué)能力和吸納本領(lǐng) （二）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后如何做研究 1要正確地為自己定位 (1) 以虛心的態(tài)度向老師和學(xué)長們學(xué)習(xí) (2) 以助手的姿態(tài)協(xié)助老師和學(xué)長們實(shí)驗(yàn) 2如何做實(shí)驗(yàn) (1) 在實(shí)驗(yàn)室不單是做實(shí)驗(yàn)，而是要做研究 (2) 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備得越充分，實(shí)驗(yàn)就越順利 (3) 實(shí)驗(yàn)操作要規(guī)范，實(shí)驗(yàn)記