清华大学-方法论ppt剖析.

《清华大学-方法论ppt剖析.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《清华大学-方法论ppt剖析.（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,第二篇 科学技术方法论,科学技术认识方法论是关于科学技术研究中常用的一般认识方法的理论,是关于科学研究和工程技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。,2,一.科学认识和科学方法,1.科学认识 相对于日常生活中的尝试性认识以及高度抽象的哲理性认识而言的。 实证性,能提供具体确定的知识,结论比较明确,可以验证。 深刻性,不停留在表面现象上,而力求揭示背后的本质,阐明其内部机理。 创造性,实践基础上进行抽象思维,创建理论并指导实践创造出人工客体。,3,2.科学认识系统,科学认识活动中各种要素的结合：主体、客体，中介。 主体:具知识经验、方法技能、价值标准和科学实践的特殊性的人

2、。认识中处于主动地位,具有能动性。 客体:进入主体认识和实践范围的客观事物。客观存在,认识受客体制约。现实认识系统关系中,作为主体的认识对象而存在, 中介：物质性中介科研中所用仪器和工具等；精神性中介包括科研的一般程序,推理规则、语言和符号的运用等。,4,3.科学方法及方法的层次 科学方法： 科学认识主体把握客体的精神性工具和主观手段,通过科学认识主体的实践活动而表现出来的。 方法的层次： 具体科学、技术学科的特殊研究方法:光谱分析法,条件反射法,同位素示踪法等 (本课程的重点)各门科学、技术的一般研究方法:观察实验、假说方法、技术预测和评估方法、系统方法、数学方法等 哲学层次上的方法,具有普

3、遍适用性:如归纳方法、演绎方法、矛盾分析方法等,5,二、科学问题和科研选题,1.科学问题 问题：一种已知与未知的结合体、交界。 科学问题： 主体在当时知识背景下提出的关于科学认识和实践中需要解决而又未解决的矛盾,包含着一定的求解目标和求解范围,但尚无确定的答案。 时代性,指向性,应答域 从认识来源上看,科学认识归根结底来源于人们的社会生产实践和科学实践。 从科研程序上看,科研是不断提出问题和解决问题的过程,发现和选定问题是科研的起点。,6,2.科学研究从问题开始,归纳主义：科研始于观察和收集材料,然后归纳上升为理论科学始于观察。（培根）古典归纳主义学派,片面夸大归纳法对于科学发现的作用,突出了

4、科学始于观察的观点。 历史主义：波普尔:“应当把科学设想为从问题到问题的不断进步从问题到越来越深刻的问题。”科学发展的证伪模式: P1TTEEP2。 始于问题（P1）,对问题的大胆猜测（TT）,各种猜测（理论）在竞争中接受批判并遭到证伪（EE）,新困难导致新问题（P2）。,7,科学活动是人的积极的创造性的能动活动,基础研究和应用研究,都是为了解决问题,探索未知;它非消极地等待客观对象“暴露”其自身规律,而是积极地探索自然的奥秘,积极地进行着合乎规律的发明创造。这就集中表现为提出问题和解决问题。 3.正确提出问题对于科研有重要意义 爱因斯坦:提出一个问题比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅

5、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的进步。 海森伯:提出一个问题比解决问题更为重要。 但是，科学问题的提出是非常复杂的过程。,8,4.科学问题的来源,实践与理论的矛盾:原理论难解释新现象；同一事实进行多方面观察、实验，其结果无法给予统一解释。 理论内部的矛盾:理论的推论中证明了两个矛盾命题理论中有悖论；从理论中能推出它不能成立的结论佯谬。 不同理论、学派之间的矛盾:不同学派运用不同理论；不同学科领域的不同理论解释。 社会需要而现有技术不能满足需要的矛盾。,9,5.科学问题的分类,常规问题和反常问题 常

6、规问题（检验理论:理论应用:理论系统化和表达）； 反常问题（对已有理论质疑）。 如果说常规问题的解决是原有的理论获得新的发展,那么反常问题的解决就是新理论的发现。 再如： 为什么研究并回答对象内部机理和规律性； 是什么研究并回答对象的识别、判定类型、性质； 怎么样研究并回答对象的运动状态及运动转化过程。,10,6.科研选题,（1）科研选题： 为了实现某个特定目标所需要研究的一个或一组科学问题。 作为科研启始步骤万事开头难，关系到科研方向、目标和内容，影响科研途径、方法，决定成果水平、价值和发展前途。 （2）科学研究中的战略和战术 战略：“凡属带有要照顾各方面、各阶段性质的、研究全局的规律性的意

7、图、计划，就是战略。” 战术:“ 凡属只具有一个方面、一个阶段、研究局部的规律性的意图、计划，就是战术”。 战略与战术的既相互区别也相互联系，在不同层次、不同类型、不同时期发生着转化。,11,（3）科研选题一般步骤 文献调研和实际考察； 提出选题； 初步论证； 评议和确定课题。 不断反馈调节的过程,常常需要反复调研、多次论证。,12,7.科研选题的基本原则,需要性(与社会、经济发展密切联系,或是与学科发展本身需要密切联系；对于基础研究、发展研究和试验应用要区别对待 创造性(科研是探索性工作,本质上要求创新,其生命在于创新) 科学性(有一定的科学理论、事实的依据,把选题置于当时背景条件下,使之成

8、为科学上可成立和探索的问题) 可行性（与主客观条件适应,据已有条件或努力创造条件,取得预期或一定成果) 注意，科研具有不确定性，不确定性由大到小的一般顺序：基础研究、应用研究和试验发展。,13,二.科学事实和观察实验,科学事实是科学研究的基础,科学观察和科学实验是获取科学事实的基本手段 1.科学事实 （1）通过观察和实验获得的并经过整理和鉴定了的经验事实,是科学研究的基础。 事实:客体与仪器相互作用结果的表征,如观测仪器上记录和显示的数据、图象等。与客体性质有关,也与人所设的认识条件有关。同一客体事件在不同仪器上的显示可以不同。 事实,对观察实验所得结果的陈述和判断。与客体性质有关,又与人用以

9、描述事实的概念系统有关。同一事件在不同概念系统中可能有不同描述。,14,属于认识论范畴,体现客观实践在科学认识主体中的记述和判断。内容客观,形式主观。 经验事实存在着可错性。同一客观事实,受测量条件的制约；同一客观事实的描述,受理论系统的制约。 科学事实应是个别存在陈述；应具可重复性；应具精确系统性。 （2）在科学认识过程中的作用 是形成新概念、新理论的基础。 是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段和基本依据。,15,2.科学观察,人们有目的、有计划地感知和描述处于自然状态下的客观事物、获取感性材料的基本手段。 特点： 一种感性活动；一种有目的、有计划的活动；对于自然状态下客体的感知和描述。

10、 直接观察：通过感官直接考察客体。直观、生动；局限性，如：人的感官的阈值。 间接观察：通过仪器(作为中介物)进行的观察。极大地克服了感官的局限。 观察者、观察仪器和观察对象之间的三项关系。,16,3.观察和理论的关系,传统上:观察中性,理论依赖观察,而不受理论制约。 现代发现：观察渗透着理论。 因为观察不仅是接受信息的过程,也是加工信息的过程,所以必然与观察者的知识背景乃至生活经验、心理定势相联系,不同的观察者对同一过程可能会得出不同的结论。 观察,就其是对被观察对象的反映,无疑具有客观性。但观察不可能绝对中立,又没有纯粹的客观性。但是,科学家渗透在观察之中的理论,主要是指经过实践检验过的理论

11、,它反映着客观世界的规律。这与猜想和假说有区别。因此,重视观察渗透理论,与强调观察实验对于科学认识的形成和发展起基础性作用,本质上是一致的。,17,4.科学实验,据一定科研目的,用一定物质手段(科学仪器和设备),在人为控制或变革客观事物的条件获得科学事实的基本方法。 三项：实验者；实验对象；实验手段。 一般地,也属于观察,是对于客体进行积极干预下进行的观察。 特点： 可以纯化和简化观察对象 可以强化对象及其条件 具有可重复性 可以模拟研究对象的属性及其变化过程 一种经济可靠的认识和变革自然的方法,18,5.实验的种类,依测量手段： 定性实验(发现对象某种属性)； 定量实验(精确测量属性的量值)

12、。 依实验手段： 直接实验(在实验仪器干预对象条件下观测对象所输出的信息)； 模拟实验(间接实验,设计出反映对象属性的模型,再用实验手段作用于模型,通过模型实验了解原型即对象性质、变化规律)。,19,6.模型和模拟实验,有学者指出：模型是科学方法的核心。 孙小礼.自然辩证法通论.高等教育出版社.第六章 物理模型、模拟，根据相似理论，构造出与对象相似的物理模型，通过模型实验了解原型变化的物理过程。 数学模型、模拟，在原型与模型具有数学相似性的基础上，通过计算机求解来研究对象性质的一种模拟方法。 功能模型、模拟，以控制论为理论基础，以功能相似为目标的模拟实验，已经在现代科学技术中起着重要的作用。

13、思想模型和思想试验（参见后面）,20,7.实验规划和设计的要点,实验规划： 确定控制变量，尽量减少不确定性变量的干扰。 确定变量的测定方法。尽量相对测量，较容易。 选择适当试样，在各种实验中都十分重要。 尽可能进行对比实验。 注意消除实验者的心理定势的影响。 特别是要考虑实验应该具有可重复性。 实验设计： 拟定实验的方案步骤， 选择实验仪器、设备和材料， 然后进入实验实施阶段和结果处理阶段。,21,8.观察实验中的机遇,科学研究中由于意外事件导致科学上的新发现，称为机遇。（相对于原来预定的目标而言） 科学研究中，机遇、“偶然发现”，是大量存在的。能否发现并抓住机遇，从认识论上讲有一个辩证地理解

14、必然性与偶然性的关系，同时也涉及到科学认识主体的科研敏锐性，或者是（新的）实验手段揭示了新的现象，等等。无论如何，正如巴斯德所言：“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”,22,三.科学抽象,1.科学抽象 思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面,抽取共同的、主要的方面,从而做到从个别中把握一般,从现象中把握本质的认知过程。 科学抽象是科学认识从感性阶段向理性阶段飞跃的决定性环节。完整过程包括两次飞跃：感性的具体抽象的规定思维的具体。例： 科学概念的制作:感性的具体指科学事实;抽象的规定指概念（或模型）的各个要素;思维的具体指这些要素辩证综合所形成的完整概念（或思想模型）。 科学理论的

15、建构:感性的具体是科学事实,抽象的规定是未经综合的概念、经验规律(如开普勒三定律)、科学假说等;思维的具体是指经过辩证综合的、完整的理论体系。,23,科学抽象的成果： 包括科学概念、科学符号、思想模型等狭义形态，也包括科学判断、科学假说和理论等广义形态。 2.科学概念 （1）科学认识中反映事物本质的思维形式。是科学思维的“细胞”,思维结构的基本单位；是认识之网的钮结，科学通过概念之间的关系来反映事物的本质和规律。 概念的外延和内涵。 外延:概念所涉及的类的总合。 内涵:概念中所思考的属性、关系和本质特征的总和。 两者既相互联系又相互区别。,24,（2）科学概念的特征 可确定性。指概念在逻辑上的

16、可确定性,可接收性。因此,概念的制作中是允许科学猜想和假设成份的。 可检验性。不仅要有逻辑上的可确定性,而且必须要有实践上的可检验性。包括直接检验和间接检验。 可变动性。科学概念的生命力在于随着认识的发展而深化、变化,甚至更新。,25,（3）科学概念的制作(通过抽象法),抽取共同点:本质总是通过共同点而表现出来的,所以抽象首先要抽取共同点. 限制思路,深入抽取本质:共同点不等于本质,需经过辩证分析,有选择地重点深入,着重把握共同点中的本质的东西. 理想地复现对象:处理丰富内涵的概念,要对概念的要素进行辩证综合,或进一步理想化,在思维中理想地复现对象(如质点、刚性等).,26,2.科学符号,（认识论角度）符号是一定的可感知的物质对象,在贮存、传递另一对象的信息方面充当另一对象的代表物。(物质性、可感知性、含义) 自然语言符号系统。 社会中历史地形成,交流、沟通,知识保存、传播。多义性、歧义性、语法结构不严格和统一。 人工语言符号系统（科学语言系统）。 科学行话。各学科的专门科学术语,如元素符号。