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1、专业技术人员 科研方法与论文写作,第一章 科学研究,第一节 科学研究概述 第二节 科研基本步骤 第三节 科研入门准备 第四节 科研方法,二、理工科研一般步骤,图1-2 理工科研一般步骤图,图1-3 课题研究基本程序框图 科学研究就是这样的周而复始，循环往复进行的，各相互联系的阶段体现了科研的逻辑过程。科研是一个永无休止的过程。,三、课题研究基本程序,第三节 科研入门准备 一、专业知识学习 科学研究是一种艰苦的知识探索性劳动，没有专业知识、不掌握科研技能就无从做起。学习， “学”者，泛指对知识及理论的汲取，并不断积累，逐步建立起知识的结构及大厦：“习”者，泛指经常复习与练习，温故而知新，实践得真
2、谛。专业知识的学习是从事科研工作的第一要件，必须在平时打好基础。临阵磨枪不仅被动，而且很难取得惊人的科研成就。 专业知识学习初学者应做到四个方面 1.对本专业的经典文献要精读细研 2.学无止境，常学常新，常研常进 3.要把专业知识的学习与课题研究相结合 4.批判性阅读，独立性思考，切记因循守旧,二、初学者科研策略 1.要能够完成 采取的策略应是“有限目标，能够完成” 2.思路要清晰 清楚研究的课题是什么？难点在哪里？该问题的现有的研究水平已经达到的程度。 3.方法要简单 方法简单，提高效率。 4.不要怕失败 失败乃成功之母，因为有了失败我们才有了成功的基石。,三、专业技能培训 1.初学者应请教
3、本行中有经验者 。 2.参加专业培训聆听高水平报告或讲座。 3.学习研究报告、科研论文写作规范和技巧。 （1）学会上网搜索文献 （2）学会制作报告文件 （3）学会常用处理软件 四、尝试研究问题 科研的目的是探索未知领域，解决未知领域的问题。 尝试研究问题，注意的六个方面有： 1.首先确定研究课题的题目 2.明确该领域已做过那些研究 3.整理资料，弄清资料之间的相互关系 4.将课题分解成若干子问题，从实 验入手 5.精心设计为这些问题提供答案的实验 6.对已取得的实验结果进行理论解释,第四节 科研方法 一、科研方法概念 “方法”意指沿着某一道路或路径，达到某目标的的做事过程或方式。 科研方法：指
4、科研应遵循的，有效的科学研究方式，规则和程序。 科研方法与科学方法不同：科研方法注重科研中问题解决的有效性和可操作性；科学方法注重研究方法的指导意义和学术价值。 二、科研方法层次 1.一般方法： 一般方法是特殊方法的归纳与综合，它以哲学方法为指导，对各门学科的研究具有较普遍的指导意义，也是连接哲学方法与特殊方法之间的纽带和桥梁。 2.哲学方法 ：哲学方法是最根本的思维方法，是研究各类方法的理论基础和指导思想，对一切科学（包括自然科学、社会科学和思维科学）具有最普遍的指导意义，是研究方法体系的最高境地。 3.特殊方法：特殊方法是适用于某个领域，某类自然科学和社会科学的专门研究方法。,三、科研方法
5、作用 1. 正确的科研方法对科研工作的成败起着至关重要的作用。 （欧几里得的几何学，其贡献从公式公理出发用演绎法把几何学知识贯穿起来。创建演绎系统和公理化方法；俄国化学家门捷列夫创立分析和归纳法） 2. 错误的科研方法会导致荒谬的结论甚至伪科学，有时会严重阻碍科学研究发现的进程 （牛顿研究问题形而上学，在机械唯物论和宗教影响下陷入唯心主义，后半生一事无成。） 3. 科研方法在一定程度上决定着 科研的的成败。 在科学史上相 应的事例不胜枚举 （伽利略用 实验的方法否定了亚里士多 德的自由落体实验和单摆经过一个短弧 要比经过一个长弧所用的时间短一些。）,第二章 典型科研方法,第一节 经验方法 第二
6、节 逻辑方法 第三节 现代方法 第四节 数理方法,一、实验P16实验的作用,1.实验方法:根据一定的研究任务和目的，利用一定的仪器，设备，主动干预或控制对 象进行和发展的过程，在特定条件下探索客观规律的方法 2.实验的作用：简化和纯化研究对象，加速或 延缓对象变化。 3.实验的特点:主动变革性，控制性，因果性 4.实验的类型:标准不同，分类的方式不同 5.实验的要求:有明确的目的性，有准确性 和排他性，有简单性和可行 性有可再现性和鲁棒性，注 意结果和反常性 6.实验的缺陷：假象（现象并非是真实的）， 误差，极限（手段和范围有 限），限制（仪器，环境， 方法等因素的限制.),第一节 经验方法,
7、第二节 逻辑方法,一、分析与综合 1.分析 （1）分析的概念：将整体分解为各个组成部分别从而揭示属性和本质的方法。 （2）分析的特点：深入内部了解细节和关系；将整体暂时分割成各个部分，鼓励研究 事物部分属性，提高效率。 （3）分析的途径：实验分析，思维分析。 （4）分析的策略：一般矛盾中分出主次矛盾，重点分析主要矛盾；主要矛盾分主次方 面，重点分析主要方面。 2.综合 （1）综合的概念：在分析的基础上，对已有的关于研究对象的各个组成部分或各种要 素的认识进行概况总结，整体上揭示事物性质和本质规律的科学方法。 （2）综合的特点：从整体上，从探究对象内部各组成要素间的关联去研究和把握事物， 变局部
8、为整体，变简单为复杂的方法。侧重整体规律的研究。 （3）综合的作用：科技创新上导致重要发现或发明创造；物理发现角度大综合促进新概念，新方法，新理论，新体系的建立。 3.二者的关系： （1）对立统一 （2）相互依存：科学分析是科学综合的基础，科学综合是科学分析完成后的发展。 （3）相互转化,二、归纳与演绎,1.归纳 （1）归纳的概念：通过个别的经验事实和感性材料进行概括和总结，从中抽象出一般的公式， 原理和结论的一 种科研方法，从个别到一般的逻辑推理方法。 （2）归纳的类型：完全归纳法和不完全归纳法 （3）科学归纳法：根据某一事物中部分对象与某种属性间的因果研究从而推出该类事物中所有的对象均具有
9、的 这种属性的一般结论的逻辑推理方法。 （4）归纳的局限：结论带有或然性。 2.演绎 （1）演绎的概念：同归纳法相反，从已知公理，原理，定理，法则，概念出发，推出新结论的方法。 （2）演绎的条件：前提真实，逻辑关系必须正确。 （3）演绎的结构：大前提（已知原理），小前提（研究的特殊场合，是特殊判断），结论（的出的新知识，新结论） （4）演绎的局限：忽视考察事物的共性和个性，统一性和差异性，孤立演绎难以全面地反映不断运动，变化和发展的客观世界。 3.两者关系 （1）对立统一 （2）互为基础:归纳为演绎提供大前提，并检验和丰富演绎，演绎为归纳提供补充和逻辑操作。 （3）相互转化,三、抽象与具体,1
10、.抽象 （1）抽象的概念:研究者在思维过程中将那些对研究对象影响不大的非本质因素剔除，抽出固有的本质特征，以达到对研究对象的规律认识的科研方法。对本质和规律的概括或抽取的逻辑方法。 （2）抽象的原则：实践第一，材料充分，逻辑思辨。 （3）抽象的程序：去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里。感性到理性，理性的 抽象到思维的抽象规定 （4）抽象的作用：直接导致科学概念的产生，助于深刻理解科研对象的性质和本质特征，助于推动科学理论的建立和技术的发明与创造。 2.具体 （1）具体的概念：思维过程中将诸多特征因素或规定进行综合，使之达多样性统一的研究方法。 （2）具体的形态：感性具体，理性具体（思维具体
11、） （3）具体的特点：多样性，统一性 （4）具体的局限：必须将感性具体上升到思维中的抽象规定阶段。 3.二者关系 （1）对立统一 （2）相互依存：抽象是具体的基础，具体是抽象的综合。 （3）相互转化,一、控制方法,施控系统 （主体）,被控系统 （客体）,联 系,信 息 流,图2-4 控制系统结构示意图,反 馈,1.控制的概念：自然形成的和人工研制的“有组织的调控系统”。目的对系统内外部的信息对运行状态有效调控，保持稳定状态。 2.控制系统结构：施控系统，被控系统，信息通道,第三节 现代方法,3.控制方法特点 （1）功能模拟：机器模拟或再现人及生物的部分功能 （2）人机结合：人与机器结合起来 4
12、.反馈控制机理 P28图2-5 机器人炒菜,二、系统方法 1.系统的概念:由相互联系，相互依赖和相互作用的若 干部分（或要素）按一定规律组成的，具 有确切功能的有机整体。 2.系统方法特点：整体性（整体功能优于部分要素）， 协调性（要素间相互作用，相互制约，有 机联系），最优化（多种方案中的最佳效 果和达此目的的最佳途径），模型化（模 型研究掌握其基本的规律和功能） 3.系统方法步骤：P29 图2-6 4.系统方法作用：高效管理，科学决策，指导意义。,图2-7信息正反馈示意图,图2-8 信息负反馈示意图 4.信息方法的作用：功能抽象，科学预测，结构探析,输入信息,-,输出信息,放大系统（K倍）
13、,反馈装置,反馈信息,+,三、信息方法 1.信息的概念 （1）狭义信息：消息通信系统所传输，检测，识别，处理的内容。 （2）广义信息：人们感官所能直接或间接感知的一切有意义的东西。 （3）维纳观点：系统状态的组织程度或有序程度的表示。 （4）其他观点：是物质和能量在空间和时间中分布的不均匀程度，是伴随宇宙中的一切过程所必然发生的 2.信息的特点：普遍性，存储性，传输性，扩充性，压缩性，转化性，扩散性，分享性。 3.信息反馈方式：正反馈，负反馈,第四节 数理方法,一、数学 1.数学方法的概念:将研究对象进行提炼，构建出 数学模型，使科学概念符号化， 公理化，通过数学符号进行逻辑 运算和推导，从而
14、定量揭示研究 对象的客观规律的方法型 2.数学方法的特点:抽象性,精确性,随机性, 严密 的逻辑性,辩证性 3.数学方法的作用:提供形式化语言 提供定量分析和理论计算方法 公理化方法还可创立科学理论体系 4.数学模型的含义:根据研究对象的性质从中抽取变 量形成一套揭示研究对象变量的 性质及其规律的算法和关系式， 算法和关系式形成系统称数学模型 5.数学模型的类别：确定性 随机性 模糊性 突变型等 6.数学模型的建立：p33图29 7.科研中的数学方法,二、模拟 1.模拟的概念：设计并制作一个与原型相似的模型，通过对模型的实验研究，间接对远行的性质进行研究，探索规律， 2.模拟的特点：以相似理论
15、为基础，使用已经构建的模型，模拟的结果 3.模拟的种类：物理模拟，数学模拟，智能模拟 4.模拟的作用：提高工程产品质量，缩短研制周期；培训复杂技术操作人员安全有效；适用于危险环境或极端条件下的对象对生理病理宏观微观对象研究有效 5.模拟的不足：不能代替真实实验,三、假说 1.科学假说：没有深刻认识规律前以一定的经验材料和科学事实为基础，已掌握的科 学知识或经验为依据对未知研究对象的内在本质及运动变化规律作出某 种程度的猜测和推断的研究方法 2.假说的特点：科学性，对新的现象和规律具有预见 性，具有一定的预测性和特征性 3.假说的形成：1提出基本假设 2初步形成假设 3假设的筛选 4建立较完整的
16、体系 4.假说的作用：1通向真理必由之路 2减少科研工作 的盲目性，增加自觉性 3各种假设的争鸣推动科技发展 4自然科技术的发展形成是科学假设 5错误假设在科技发展中具 有特殊作用 5.假说的验证：直接验证法，间接验证法，逐步逼近法 排除法 反证法等,盖亚假说，地球是一个巨大的“超级有机体”,四、理想化 1.理想化方法:根据科学抽象原则，有意识的突出研究对象的主要原因，弱化次要原因，剔除无关原因,将实际研究对象加以合理的推论和外延,在思维中构建理想模型和理想实验，进而对研究对象进行规律性探索的方法(理想气体状态方程,物理学中刚体的应用) 2.理想模型：用抽象方法构建高度抽象的理想化研究客体。 3.理想实验：用逻辑推理方法，发挥想象力，在思维中将实验条件研究对象极度简化和纯化，抽象或塑造出的一种理想化过程的“假想实验”。 4.理想方法的作用：在极端条件下探索研究对
