《科学研究方法谈》PPT课件

1、精选ppt1精选ppt2 题记 科学研究没有一成不科学研究没有一成不变的方法，也没有万无一失变的方法，也没有万无一失的共同模式，但它是讲究方的共同模式，但它是讲究方法的。法的。 精选ppt3谈谈科学研究方法与治学谈谈科学研究方法与治学前言前言治学三境界与科学创造四阶段治学三境界与科学创造四阶段 科学研究的途径科学研究的途径 疑难问题的提出疑难问题的提出 寻找突破口（切入点）寻找突破口（切入点） 假说（假设、试验性理论）假说（假设、试验性理论） 前验评价（假说涵义的展开）前验评价（假说涵义的展开） 后验评价（实践检验、消除错误）后验评价（实践检验、消除错误） 科学研究方法之一例科学研究方法之一例

2、 结束语结束语精选ppt4前言精选ppt5 所谓科学研究，广义地说，就是创造知所谓科学研究，广义地说，就是创造知识和综合整理知识的工作，在科学技术识和综合整理知识的工作，在科学技术的现有水平上前进一步。的现有水平上前进一步。 科学研究必须以取得新的结果作为衡量科学研究必须以取得新的结果作为衡量成功与否的标准。这是一种创造性劳动成功与否的标准。这是一种创造性劳动。新的结果可能是新的发现、新的理论。新的结果可能是新的发现、新的理论，或是新的方法、新的工艺；也可能是，或是新的方法、新的工艺；也可能是一种新材料，或一个新的器件等等。一种新材料，或一个新的器件等等。 科学研究必须在前人的基础上有所创新科

3、学研究必须在前人的基础上有所创新。科学研究全过程中贯穿创造性。科学研究全过程中贯穿创造性。前言精选ppt6 科学史有无数创造性的例子：科学史有无数创造性的例子： 有的人埋头于实验，通过细心观察，有的人埋头于实验，通过细心观察，发现了新的现象，如伦琴发现发现了新的现象，如伦琴发现X X射线；射线；琴纳通过接种牛痘防治天花，从而奠琴纳通过接种牛痘防治天花，从而奠定了免疫学定了免疫学 有的人按预定的概念与计划去实验，有的人按预定的概念与计划去实验，取得了预期的结果，如居里夫人从大取得了预期的结果，如居里夫人从大量的沥青铀矿中提炼出放射性元素钋量的沥青铀矿中提炼出放射性元素钋和镭；和镭； 有的人通过广

4、泛的观察、体会，有的人通过广泛的观察、体会，“ 悟悟”出新概念，从而提出新理论，如达出新概念，从而提出新理论，如达尔文的进化论；尔文的进化论； 科学研究有各种不同的方法和途径科学研究有各种不同的方法和途径精选ppt7 有的人由纯粹的数理演绎，提出新有的人由纯粹的数理演绎，提出新概念，预见新现象的存在，如麦克概念，预见新现象的存在，如麦克斯韦的电磁场理论；还有人修正旧斯韦的电磁场理论；还有人修正旧的理论，提出新的假说，这些假说的理论，提出新的假说，这些假说在当时似乎都违反常识，如爱因斯在当时似乎都违反常识，如爱因斯坦创立相对论；坦创立相对论； 有的人将不同学科联系、组织起来有的人将不同学科联系、

5、组织起来，建立起新领域而取得了成功，如，建立起新领域而取得了成功，如维纳建立控制论。维纳建立控制论。 所有这一切都说明，获得创造性所有这一切都说明，获得创造性成果的途径是多种多样的，显然不成果的途径是多种多样的，显然不存在什么一成不变的方法。存在什么一成不变的方法。精选ppt81. 有提出问题、确定选题的能力有提出问题、确定选题的能力 提出问题的基础是要具有坚实的提出问题的基础是要具有坚实的基础理论和广博的知识。学问和经验基础理论和广博的知识。学问和经验是提出问题、创立假说的源泉；是提出问题、创立假说的源泉； 主要是培养归纳能力主要是培养归纳能力阅读文献阅读文献和收集资料后的思考和判断的能力和

6、收集资料后的思考和判断的能力. . 好奇心、不墨守成规、敢于直面好奇心、不墨守成规、敢于直面科学现实、敢于向权威挑战也是不可科学现实、敢于向权威挑战也是不可缺少的品质缺少的品质。 科学研究培养年青学人三个能力精选ppt9 (2)(2)有提出、阐述假说（假设、方案）的有提出、阐述假说（假设、方案）的能力能力, ,有批评、判断种种假说（假设、方有批评、判断种种假说（假设、方案）的能力；案）的能力； 这主要是培养思维能力这主要是培养思维能力逻辑思维（分逻辑思维（分析、对比、推理）和形象思维的能力。析、对比、推理）和形象思维的能力。 (3) (3) 有证明假说（假设、方案）的是非真有证明假说（假设、方

7、案）的是非真假的能力；假的能力； 这主要是指实践能力这主要是指实践能力设计能力、实设计能力、实验能力、深入考察、观察事物的能力。验能力、深入考察、观察事物的能力。精选ppt10 有了这三种能力，研究生将来有了这三种能力，研究生将来到到社会上，便能具备：社会上，便能具备：1.1.敏锐的感应能力，即对各种变迁局敏锐的感应能力，即对各种变迁局势作出快速而恰当的反应；势作出快速而恰当的反应；2.2.弹性的适应能力，即行为模式具有弹性的适应能力，即行为模式具有可塑性、不墨守成规，能快速适应可塑性、不墨守成规，能快速适应环境的变迁；环境的变迁；3.3.丰富的创意能力，即能不断产生新丰富的创意能力，即能不断

8、产生新颖思路和方案。颖思路和方案。精选ppt11 拉普拉斯在评价牛顿的工作时说：认拉普拉斯在评价牛顿的工作时说：认识一位天才的研究方法，对于科学的识一位天才的研究方法，对于科学的进步，进步，并不比发现本身更少用处。并不比发现本身更少用处。 对于新一代的青年学人，单纯进行知对于新一代的青年学人，单纯进行知识和技术的灌输，而没有一种正确的识和技术的灌输，而没有一种正确的思维方法来指导，是难于成为四化建思维方法来指导，是难于成为四化建设的高级科技人才；它只能培养头脑设的高级科技人才；它只能培养头脑僵化、缺乏应变能力的人。僵化、缺乏应变能力的人。青年学人需要培养正确的思维方法青年学人需要培养正确的思维

9、方法精选ppt12 科学方法和学习方法比具体知识抽象，所以科学方法和学习方法比具体知识抽象，所以就不如具体知识易于学习。同时，科学方法就不如具体知识易于学习。同时，科学方法和学习方法也不像具体知识那样一目了然并和学习方法也不像具体知识那样一目了然并可以在量度基础上进行比较或衡量，所以，可以在量度基础上进行比较或衡量，所以，科学方法和学习方法的效果缺乏直观性。科学方法和学习方法的效果缺乏直观性。 学习能力主要是体现在如何快速达到前人的学习能力主要是体现在如何快速达到前人的水平，创造能力主要体现在如何超过前人的水平，创造能力主要体现在如何超过前人的水平。研究生主要培养创造能力。水平。研究生主要培养

10、创造能力。 我们的教育应当使学生们在掌握一定的现成我们的教育应当使学生们在掌握一定的现成知识外，还要培养自学能力和创造知识的愿知识外，还要培养自学能力和创造知识的愿望，懂得如何寻找工具以及寻合适的工具去望，懂得如何寻找工具以及寻合适的工具去猎取为自己所需的知识或信息，同时要懂得猎取为自己所需的知识或信息，同时要懂得如何分检、合成、提取、加工信息。如何分检、合成、提取、加工信息。精选ppt13 科学方法和学习方法不要单纯地理解为科学方法和学习方法不要单纯地理解为吸收具体知识的技巧。而是一种战略，吸收具体知识的技巧。而是一种战略，它不仅包括如何有效地学习知识，获取它不仅包括如何有效地学习知识，获取

11、知识，灵活运用知识。知识，灵活运用知识。 还包括还包括: : 在众多未吸收的知识类型中如在众多未吸收的知识类型中如何判断和选择自己应学的知识，应攻读何判断和选择自己应学的知识，应攻读的知识，在自己已经学习的知识中如何的知识，在自己已经学习的知识中如何进行是否继续学习的取舍，如何评价各进行是否继续学习的取舍，如何评价各类知识与自己所应具备的知识结构之间类知识与自己所应具备的知识结构之间的关系等等。正确的思维是最重要的。的关系等等。正确的思维是最重要的。精选ppt14治学三境界治学三境界与创造四阶段与创造四阶段精选ppt15治学三境界与创造四阶段治学三境界与创造四阶段 三种境界三种境界 王国维王国

12、维 古今之成大事业、大学问者，必古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界：经过三种之境界： “ 昨夜西风凋碧树。独上高楼，昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。望尽天涯路。”此第一境也。此第一境也。 “ 衣带渐宽终不悔，为伊消得人衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。憔悴。”此第二境也。此第二境也。 “ 众里寻他千百度，蓦然回首，众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。那人却在，灯火阑珊处。”此第三境此第三境也。也。也。精选ppt16治学的三种境界治学的三种境界 迎着困难，勇于攀登，高瞻远望，苦迎着困难，勇于攀登，高瞻远望，苦苦思索苦思索, , “ 独上高楼，望尽天涯路独上高楼，望尽天涯路

13、”；这是处于创造沉思中的情景。这是；这是处于创造沉思中的情景。这是第一种境界。第一种境界。 追求真理，百折不挠，无论多大挫折追求真理，百折不挠，无论多大挫折，终不后退，终不后退, , “ 衣带渐宽终不悔，为衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴伊消得人憔悴”；这是研究探索中的这是研究探索中的情景。这是第二种境界。情景。这是第二种境界。 几经艰苦奋斗，突然受到启发，顿时几经艰苦奋斗，突然受到启发，顿时恍然大悟，原来事物的奥秘，正隐藏恍然大悟，原来事物的奥秘，正隐藏在在“ 灯火阑珊处灯火阑珊处”；这是直觉的顿悟；这是直觉的顿悟、成功的欢悦的情景。这是第三种境、成功的欢悦的情景。这是第三种境界界精选ppt1

14、7治学三境界对应创造三阶段治学三境界对应创造三阶段 “三种境界三种境界” 之说正说明了在科之说正说明了在科学探索和艺术创作中存在着三个阶段学探索和艺术创作中存在着三个阶段： 高瞻远瞩、构想沉思的准备阶段高瞻远瞩、构想沉思的准备阶段- -准备期准备期 覃思苦虑、孜孜以求的探索阶段覃思苦虑、孜孜以求的探索阶段- -探索期探索期 不断追求、终有顿悟的收获阶段不断追求、终有顿悟的收获阶段- -豁朗期豁朗期 王国维先生的这一论述蕴含着深邃的王国维先生的这一论述蕴含着深邃的哲理，其真知灼见发人深思哲理，其真知灼见发人深思。精选ppt18科学创造四阶段科学创造四阶段 从事科学研究的人似乎还需要一种从事科学研

15、究的人似乎还需要一种境界，即：境界，即：“行到水穷处，坐看云起行到水穷处，坐看云起时。时。”( (王维诗王维诗) )。“行到水穷处行到水穷处”可可状实践检验，状实践检验，“坐看云起时坐看云起时”则是理则是理论升华。论升华。 科学研究中第四种境界科学研究中第四种境界验证期验证期 创造性思维豁然贯通仅仅是创造的创造性思维豁然贯通仅仅是创造的端倪初露，茅塞顿开、灵感突现并不端倪初露，茅塞顿开、灵感突现并不是完整的创造，如果不加以完善验证是完整的创造，如果不加以完善验证、发展或加工扬弃，那么尽管这些思、发展或加工扬弃，那么尽管这些思想火花十分可贵，可是浅尝辄止，仍想火花十分可贵，可是浅尝辄止，仍可能功

16、亏一篑，丧失了创造中本应得可能功亏一篑，丧失了创造中本应得到的最有力的成果。到的最有力的成果。精选ppt19曹冲称象曹冲称象 曹冲把一个大象的重量称出来了。曹冲把一个大象的重量称出来了。 曹冲聪明之处在于：曹冲聪明之处在于： 一有联想才能见过曹操海上练兵一有联想才能见过曹操海上练兵时舰船装上兵员与武器后下沉。曹冲时舰船装上兵员与武器后下沉。曹冲有举一反三的能力。有举一反三的能力。 二有抽象能力玩过弹弓打鸟，以二有抽象能力玩过弹弓打鸟，以石计数的游戏。曹冲有以石代象，以石计数的游戏。曹冲有以石代象，以石称重的抽象能力。反映了中国孩子石称重的抽象能力。反映了中国孩子的直觉能力。的直觉能力。 但曹冲

17、和先人没有把问题从理论上但曹冲和先人没有把问题从理论上升华提高。升华提高。曹冲一个聪明的孩子曹冲一个聪明的孩子。精选ppt20阿基米德称王冠阿基米德称王冠 “阿基米德称王冠阿基米德称王冠”阿基米德阿基米德不但找到了辨别金王冠中是否掺入了不但找到了辨别金王冠中是否掺入了其他金属的方法，而且在他的著作其他金属的方法，而且在他的著作论浮体中进一步总结了液体静力学论浮体中进一步总结了液体静力学的基本原理后人称为阿基米德定理的基本原理后人称为阿基米德定理。 阿基米德不但有联想能力、逻辑阿基米德不但有联想能力、逻辑判断能力、抽象能力，还有理论升华判断能力、抽象能力，还有理论升华能力提高到理论高度来认识的能

18、力能力提高到理论高度来认识的能力。这是作为一个科学家必须具备的能。这是作为一个科学家必须具备的能力。阿基米德科学家，浮力定律的力。阿基米德科学家，浮力定律的创始人。创始人。精选ppt21科学研究要重视验证期科学研究要重视验证期和理论升华和理论升华 “ 阿基米德称王冠阿基米德称王冠”由由“现象现象”（物体浸入水中水溢出的现象）到提（物体浸入水中水溢出的现象）到提出出“假说假说”（重量相同、密度不同的（重量相同、密度不同的金属溢出的水是不同的），解决了实金属溢出的水是不同的），解决了实际问题，再进入验证期，将现象升华际问题，再进入验证期，将现象升华, , 归纳为归纳为“原理原理”（后人认为是（后人

19、认为是“定理定理”、“定律定律”） 对对“曹冲称象曹冲称象”，仅停留在某一实，仅停留在某一实际问题的解决上。我们没有将问题从际问题的解决上。我们没有将问题从理论上升华，也没有发现先人对理论上升华，也没有发现先人对“曹曹冲称象冲称象”的现象有进一步阐述的记录的现象有进一步阐述的记录。 精选ppt22 直接称出大象是人们办不到的事，但直接称出大象是人们办不到的事，但一块块石头的重量是可以称出来的一块块石头的重量是可以称出来的 1.1.曹冲用大船的沉浮先把象的重量曹冲用大船的沉浮先把象的重量变换成石头的重量，这一步用变换成石头的重量，这一步用L L表示表示 2. 2.再称石头的重量，这一步用再称石头

20、的重量，这一步用A A表示表示 3.3.又将石头的重量变换成大象的重又将石头的重量变换成大象的重量。这一步跟量。这一步跟L L交换恰好相反，我们用交换恰好相反，我们用L L1 1表示表示。三步连起来可以写成。三步连起来可以写成L L1 1AL.AL. 它表示先实行它表示先实行L L，再实行再实行A A，最后实最后实行行L L1 1。这样就把大象重量称出来了。这样就把大象重量称出来了。“曹冲称象曹冲称象”今人总结的今人总结的共轭控制方法的先祖共轭控制方法的先祖精选ppt23 数学上一般把数学上一般把L L1 1ALAL称作称作A A过程的共过程的共轭过程。轭过程。我们将我们将L L1 1ALAL

21、称为与称为与A A共轭共轭的控制方法，的控制方法，它通过它通过L L变换和变换和L L1 1变变换，把我们原来不能控制的事变为换，把我们原来不能控制的事变为我们可以控制的我们可以控制的A A过程去完成。过程去完成。A A的的控制范围在施行了控制范围在施行了L L和和L L1 1变换后扩变换后扩大了。大了。 科学是讲究实证的。只有经过验证的科学是讲究实证的。只有经过验证的事物，证明了它的正确性，才能算事物，证明了它的正确性，才能算是完成了一个科学研究的全过程。是完成了一个科学研究的全过程。科学研究要重视理性思维，科学研究要重视理性思维，重视理论升华，重视验证期重视理论升华，重视验证期精选ppt2

22、4 文学艺术的创造与科学探索求知的过文学艺术的创造与科学探索求知的过程，是很复杂的。客观的观察和分析，程，是很复杂的。客观的观察和分析，深入的思考和创造的想象力，对于文学深入的思考和创造的想象力，对于文学艺术与科学研究的创造，过程大致是相艺术与科学研究的创造，过程大致是相同的；而且，凡是革命性的的科学研究同的；而且，凡是革命性的的科学研究，原创性的艺术创新，都会探究自然界，原创性的艺术创新，都会探究自然界实在的本性，这也是共同的。实在的本性，这也是共同的。 文学艺术重灵感、重形象思维，文学艺术重灵感、重形象思维，而科学重实证、重抽象思维，从逻而科学重实证、重抽象思维，从逻辑方法以及从已有之经验

23、，寻求问辑方法以及从已有之经验，寻求问题的解答。题的解答。 科学与文学艺术的异同科学与文学艺术的异同精选ppt25 文学艺术主要关注内在精神世界文学艺术主要关注内在精神世界, ,如情感如情感、虚构和精神、虚构和精神, ,是相对主观的是相对主观的; ;读李清照的读李清照的诗诗: :生当为人杰生当为人杰, , 死亦为鬼雄死亦为鬼雄, , 至今思项羽至今思项羽, , 不肯过江东。不肯过江东。她抒发的是对一名悲剧英她抒发的是对一名悲剧英雄的情感和追思。雄的情感和追思。 科学科学, , 例如物理学关注的是运动、物例如物理学关注的是运动、物体和力的客观世界。体和力的客观世界。 无论科学或是文学艺术无论科学

24、或是文学艺术, ,都有灵感勃发都有灵感勃发的问题的问题, ,但物理学家在灵感以后但物理学家在灵感以后, ,就需不可就需不可缺的数学证明缺的数学证明, ,展现出来的物理学框架是序展现出来的物理学框架是序列的、抽象的数学方程搭建起来的。列的、抽象的数学方程搭建起来的。科学关注客观世界的实在科学关注客观世界的实在文学艺术关注内在精神世界文学艺术关注内在精神世界精选ppt26 总结：总结： 科学创造四阶段科学创造四阶段 “昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。路。” 玉韫珠藏，秋水欲穿，不知伊人何处寻？玉韫珠藏，秋水欲穿，不知伊人何处寻？ “衣带渐宽终不悔，为伊消得人

25、憔悴。衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。” 抱朴唯恒，欣戚两忘，触物皆有会心处。抱朴唯恒，欣戚两忘，触物皆有会心处。 “众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。，灯火阑珊处。” 心有灵犀，意所偶会，皇天不负苦心人。心有灵犀，意所偶会，皇天不负苦心人。 “行到水穷处，坐看云起时。行到水穷处，坐看云起时。” 格物致知，究极穷理，悟乾坤真机真境。格物致知，究极穷理，悟乾坤真机真境。精选ppt27科学研究的途径精选ppt28科学研究的途径楔子楔子 一个侦破故事一个侦破故事:1996:1996年年“ 京城劫钞案京城劫钞案” 京城京城 2.8 2.8” “ 6.3

26、6.3” 8.27 8.27”三起劫三起劫钞案钞案 作案手法类似：盗车抢劫弃车作案手法类似：盗车抢劫弃车换车逃逸。换车逃逸。 破案突破口：米黄色尼桑桥车被盗案破案突破口：米黄色尼桑桥车被盗案乃是前兆。找车是突破口。乃是前兆。找车是突破口。 结论是：突破口找对了，正确的思维结论是：突破口找对了，正确的思维导致正确的结果导致正确的结果。精选ppt29 搞科学研究颇像搞侦破，都是运用搞科学研究颇像搞侦破，都是运用自己的思维去分析、去推论。科学工自己的思维去分析、去推论。科学工作者最重要的一点是要有作者最重要的一点是要有“ 创造性创造性智慧智慧”（Creative intelligenceCreati

27、ve intelligence），要有要有“ 思想（创意、点子）思想（创意、点子）” 即即IdeaIdea。 科学研究中必须要有自己的科学研究中必须要有自己的 IdeaIdea，否则就是复制，就是模仿；不是创新否则就是复制，就是模仿；不是创新，更不是创造。，更不是创造。 什么是什么是 Idea Idea 呢？呢？ IdeaIdea是用已知的是用已知的事物作根据，由此推测到别种事物的事物作根据，由此推测到别种事物的作用。也就是说，具有推论的作用。作用。也就是说，具有推论的作用。精选ppt30 推论的作用是从已知的事物推及未知推论的作用是从已知的事物推及未知的事物。有前者作根据，作基础，而的事物。

28、有前者作根据，作基础，而对后者发生作用，这是有条理的思想对后者发生作用，这是有条理的思想作用。作用。 Idea Idea 的特点是：的特点是：(1) (1) 须先有一种疑惑困难的情境做起点；须先有一种疑惑困难的情境做起点； 如：接连三次运钞车抢劫案的发生；如：接连三次运钞车抢劫案的发生；(2) (2) 须有寻思搜索的作用，要寻出新事物须有寻思搜索的作用，要寻出新事物 、新方法、新手段来解决这种疑惑困、新方法、新手段来解决这种疑惑困 难，即寻找突破口。难，即寻找突破口。 如：盗车抢劫弃车换车逃如：盗车抢劫弃车换车逃逸的规律，找被盗车是一个突破口。逸的规律，找被盗车是一个突破口。精选ppt31 I

29、dea Idea 的基本条件是：的基本条件是： 严格合乎逻辑，概念清楚，切合实际严格合乎逻辑，概念清楚，切合实际 科学研究的过程，实际是不断产生科学研究的过程，实际是不断产生IdeaIdea的过程，的过程，IdeaIdea贯穿科学研究的全贯穿科学研究的全过程。过程。 研究课题从一般地提出到具体化，直研究课题从一般地提出到具体化，直到课题任务的完成，必须建立一个合到课题任务的完成，必须建立一个合乎逻辑的程序（步骤）、思考和方法乎逻辑的程序（步骤）、思考和方法 科学研究人员必须对研究的途径、程科学研究人员必须对研究的途径、程序以及方法，即科学研究的全过程有序以及方法，即科学研究的全过程有明确的认识

30、。明确的认识。精选ppt32科学研究途径框图 线索线索突破口突破口假说（假设）假说（假设）前验评价（假说前验评价（假说含义的展开）含义的展开）后验评价（排除后验评价（排除错误、确证、实错误、确证、实 践检验）践检验）问题的解问题的解决（新问决（新问题的出现）题的出现）疑难问题的疑难问题的提出提出疑问（疑疑问（疑难问题的难问题的由来）由来）假说的假说的修正修正精选ppt33框图反映了科学创造四阶段的过程框图反映了科学创造四阶段的过程 科学研究的途径与科学创造四个科学研究的途径与科学创造四个阶段的联系：阶段的联系： （1 1）酝酿期（）酝酿期（独上高楼，望尽天涯路独上高楼，望尽天涯路）疑问和疑难问

31、题的提出。疑问和疑难问题的提出。 （2 2）探索期（）探索期（衣带渐宽终不悔，为伊衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴消得人憔悴）突破口，假说（假突破口，假说（假设、试验性理论），实验和观测；设、试验性理论），实验和观测；前验评价的前一部分前验评价的前一部分。精选ppt34 （3 3）顿悟期（）顿悟期（众里寻他千百度，蓦众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处然回首，那人却在，灯火阑珊处）前验评价的后一部分，即在观测前验评价的后一部分，即在观测、实验、研究中应用这些假说与实践、实验、研究中应用这些假说与实践，检验以前的评价，得到的结论或新，检验以前的评价，得到的结论或新的结果。的结果。 （4

32、4）验证期（）验证期（行到水穷处，坐看云行到水穷处，坐看云起时起时）后验评价（排除错误、确后验评价（排除错误、确证、实践检验）。证、实践检验）。精选ppt35疑难问题的提出疑难问题的提出精选ppt36疑难问题的提出疑难问题的提出 两个问题：疑问和提出疑难问题。两个问题：疑问和提出疑难问题。 疑问是思想的起点。一切有用的思疑问是思想的起点。一切有用的思想，都起于一个疑问；一切科学发明，想，都起于一个疑问；一切科学发明，实际上起于思想上的疑惑。实际上起于思想上的疑惑。 “ 学原于思，思起于疑学原于思，思起于疑”。 但是，有疑问并不等于能提出问题。但是，有疑问并不等于能提出问题。特别是有些看法似乎已

33、经是常识，是传特别是有些看法似乎已经是常识，是传统的见解，是书本上写的，是权威的结统的见解，是书本上写的，是权威的结论，虽有疑问，却不敢提出问题。论，虽有疑问，却不敢提出问题。精选ppt37科学始于问题科学始于问题1.1.问题促使理论的产生问题促使理论的产生 理论的任务在于试图解决问题。理理论的任务在于试图解决问题。理论是一种尝试，猜测，假设，科学家论是一种尝试，猜测，假设，科学家根据他的怀疑、猜想、理论、想法、根据他的怀疑、猜想、理论、想法、灵感去盘问自然界。如果没有问题，灵感去盘问自然界。如果没有问题，也就不会有对问题的解释即理论。也就不会有对问题的解释即理论。 精选ppt382.2.问题

34、推动科学的发展问题推动科学的发展 问题是促进科学发展的动力。问题问题是促进科学发展的动力。问题促使人们思索，发展理论，进行观察促使人们思索，发展理论，进行观察和实验活动，发展科学。问题导致科和实验活动，发展科学。问题导致科学知识的发展，问题不断增进科学的学知识的发展，问题不断增进科学的深度和精确性。深度和精确性。 3.3.问题是认识活动的起点问题是认识活动的起点 对于科学家的研究，作为起点的总对于科学家的研究，作为起点的总是问题。在科学研究中，我们心目中是问题。在科学研究中，我们心目中必须有一个确定的问题，对这个问题必须有一个确定的问题，对这个问题，我们要用观察、实验或理论来加以，我们要用观察

35、、实验或理论来加以解决。解决。精选ppt39 问题从何而来？从前人的实验、文献资料中问题从何而来？从前人的实验、文献资料中的观点和认识和自己的实验和经验来。的观点和认识和自己的实验和经验来。 要分析：要分析： 1 1、前人的工作做了什么，解决了什么，推、前人的工作做了什么，解决了什么，推进了什么；前人的不同认识和经验；他们进了什么；前人的不同认识和经验；他们的理论和方法的比较；漏洞是什么？的理论和方法的比较；漏洞是什么？ 2 2、自己和前人（他人）对这一问题在认识、自己和前人（他人）对这一问题在认识和经验有什么不同；和经验有什么不同； 3 3、自己在不同或相同的条件下得出的认识、自己在不同或相

36、同的条件下得出的认识和经验。和经验。 4 4、分析和比较事物各个发展阶段的异同，、分析和比较事物各个发展阶段的异同，总结出事物的规律。总结出事物的规律。 精选ppt40提出疑问和问题的途径(1) (1) 某个理论内部的逻辑矛盾；某个理论内部的逻辑矛盾；(2) (2) 理论结构上不符合简单性与普遍理论结构上不符合简单性与普遍 性的要求；性的要求； (3) (3) 现有理论与经验事实之间的矛盾现有理论与经验事实之间的矛盾(4) (4) 对经验事实未能作出统一的理论对经验事实未能作出统一的理论 说明；说明；(5) (5) 理论的实际应用与现有技术条件理论的实际应用与现有技术条件 的矛盾；的矛盾；(6

37、) (6) 不同的理论体系之间的矛盾不同的理论体系之间的矛盾。精选ppt41科研方法的一般途径科研方法的一般途径1 1、演绎的方法演绎的方法 演绎演绎是从个别到一般，设置一个理论前是从个别到一般，设置一个理论前提（公认的或严密论证的），把理论一步提（公认的或严密论证的），把理论一步步演绎下去，得到这个命题的正确结论。步演绎下去，得到这个命题的正确结论。有严密的逻辑、推理，不由不使人信服。有严密的逻辑、推理，不由不使人信服。2 2、归纳、统计的方法、归纳、统计的方法 归纳归纳是从个别到一般，即从一定数量的是从个别到一般，即从一定数量的个别性事实，抽象、概括出一般性原理。个别性事实，抽象、概括出一

38、般性原理。即收集资料，以事例的积累的能量说服人即收集资料，以事例的积累的能量说服人3 3、集成的方法技术研究的途径、集成的方法技术研究的途径 集成是集成是把他人成熟的方法用自己的思想把他人成熟的方法用自己的思想改进，或是尝试把先进技术应用到自己的改进，或是尝试把先进技术应用到自己的课题，以取得的进展来说服人。课题，以取得的进展来说服人。精选ppt42寻找突破口（切入点）寻找突破口（切入点）精选ppt43一是以过去的研究作为自己的起点。一是以过去的研究作为自己的起点。注注意前人文献中不同作者报告的特点和意前人文献中不同作者报告的特点和差别，前人研究中的差别，前人研究中的“ 空白空白”和和 “ 不

39、一致不一致”的地方，的地方，寻找知识上的寻找知识上的“ 空空挡挡”，在原范畴内寻找未开发的处女，在原范畴内寻找未开发的处女地。地。二是广泛浏览各种资料，二是广泛浏览各种资料，了解其它学科了解其它学科的进展，注意有无可利用的新原理、的进展，注意有无可利用的新原理、新技术，新技术，将它将它 “ 移植移植”到我的科学到我的科学问题上，在原范畴中寻找一个出口问题上，在原范畴中寻找一个出口，与别的范畴结合交融，从而开拓新领与别的范畴结合交融，从而开拓新领域域突破口（切入点）（切入点）选定的二条途径精选ppt44寻找突破口（切入点）框图寻找突破口（切入点）框图所研究的所研究的课题课题分析课题分析课题按课题

40、收集资料按课题收集资料选择与综合选择与综合选择突破口（主攻方向）选择突破口（主攻方向）分离要解决分离要解决的任务的任务系统化系统化研究研究目的目的一般的设想一般的设想具体化具体化精选ppt45假说假说（假设、试验性理论）（假设、试验性理论）精选ppt46假说的提出假说的提出 研究工作本身就是研究工作本身就是“提出假说，找寻证据提出假说，找寻证据” 或或“大胆假设，小心求证大胆假设，小心求证” 假说往往产生于新发现的事实与已有的理假说往往产生于新发现的事实与已有的理论发生矛盾的时候。这种矛盾在纠正谬误论发生矛盾的时候。这种矛盾在纠正谬误、探索真理的认识过程中经常出现的，它、探索真理的认识过程中经

41、常出现的，它是推动人们认识发展的内部动力。是推动人们认识发展的内部动力。 为了解决这种矛盾，需要通过创造性的思为了解决这种矛盾，需要通过创造性的思维活动，对新事物的原因、本质、规律性维活动，对新事物的原因、本质、规律性作出初步的假定，这就是假说。作出初步的假定，这就是假说。 假说是一个作者对现实世界（科学领域）假说是一个作者对现实世界（科学领域）的观点或说法（科学理论）提出自己的想的观点或说法（科学理论）提出自己的想法：法：“现实现实”应该是这样。应该是这样。精选ppt47假说的意义假说的意义 科学的发展是通过不断提出试探性的猜想科学的发展是通过不断提出试探性的猜想（假说、假设），并不断反驳，

42、即排除猜（假说、假设），并不断反驳，即排除猜想（假说、假设）中的错误而实现的。想（假说、假设）中的错误而实现的。 1.研究人员根据信息库中的信息（文献资研究人员根据信息库中的信息（文献资料、实验、经验和理论知识，以及随知识料、实验、经验和理论知识，以及随知识发展而变化的思想、观念、方法的总和）发展而变化的思想、观念、方法的总和），从现实出发，针对问题提出猜测性的，从现实出发，针对问题提出猜测性的假假说（或解决方案）。说（或解决方案）。 2.翔实记述数据，观察归纳各派学说，翔实记述数据，观察归纳各派学说，提提出出假说假说， 3.由逻辑推演出理论系统，抽象出概念，由逻辑推演出理论系统，抽象出概念，

43、导出逻辑推论，导出逻辑推论，提炼自己的假说。提炼自己的假说。精选ppt48前验评价前验评价精选ppt49前验评价前验评价 提出假说后，就要找证据，以证据来判断、提出假说后，就要找证据，以证据来判断、来说明自己假说的来说明自己假说的“正确正确”和和“真实真实”。 假说应该作为工具来揭示新的事实，而不假说应该作为工具来揭示新的事实，而不应将其视为自身的终结。应将其视为自身的终结。 假说提出之后，首先进行前验评价：即在观假说提出之后，首先进行前验评价：即在观测、实验、生产中应用这些假说于实践并检测、实验、生产中应用这些假说于实践并检验以前的评价。前验评价必须应用演绎逻辑验以前的评价。前验评价必须应用

44、演绎逻辑，推导出若干结论；前验评价是在一系列的，推导出若干结论；前验评价是在一系列的实验、抽象的或数学的方程上搭建起来的。实验、抽象的或数学的方程上搭建起来的。 比较这些结论和陈述，分析之间的逻辑关系比较这些结论和陈述，分析之间的逻辑关系。判定理论是否严谨，是否自相矛盾。判定理论是否严谨，是否自相矛盾。精选ppt50尝试性理论尝试性理论（假说与前验评价）（假说与前验评价） 突破口突破口后验评价后验评价假说假说实验与观察实验与观察理论或理论体系理论或理论体系（定律）（定律）前验评价前验评价尝试性理论尝试性理论精选ppt51后验评价（排除错误）精选ppt52后验评价（排除错误）后验评价（排除错误）

45、l一个发现或一项研究是否具有创造一个发现或一项研究是否具有创造性及其创造价值的大小，需要实践的性及其创造价值的大小，需要实践的检验和社会的承认以作出评价，这是检验和社会的承认以作出评价，这是科学研究活动的最后一个环节。科学研究活动的最后一个环节。l经过前验评价后，用演绎推理从最经过前验评价后，用演绎推理从最可检验的理论或假说（假设）推导出可检验的理论或假说（假设）推导出预见，同观测、实验、生产中的应用预见，同观测、实验、生产中的应用结果一一加以比较。这一步叫后验评结果一一加以比较。这一步叫后验评价，即实践检验、也叫排除错误。价，即实践检验、也叫排除错误。精选ppt53l排除错误是科学研究的一个

46、重要步排除错误是科学研究的一个重要步骤；研究人员要批判和检验所提出骤；研究人员要批判和检验所提出的大胆猜想作试探性解决（理论、的大胆猜想作试探性解决（理论、假说、设想和方案等）。假说、设想和方案等）。l批判是批判是“ 找毛病找毛病”，检验则是，检验则是“确确定错误定错误”。如果检验的结果表明，。如果检验的结果表明，这理论是错误的，那就加以排除。这理论是错误的，那就加以排除。通过批判和排除错误，可以确保理通过批判和排除错误，可以确保理论的虚假内容减小或不增加。论的虚假内容减小或不增加。l排除错误可归纳为排除错误可归纳为“ 大胆尝试，严大胆尝试，严格检验。格检验。”精选ppt54科学研究方法的特点

47、科学研究方法的特点（1 1）Idea Idea 始于问题，终于问题；科学研究始于问题，终于问题；科学研究的过程，实际是不断产生的过程，实际是不断产生 Idea Idea 的过程的过程 （2 2）科学研究五步骤：）科学研究五步骤： 前面前面1 13 3步：疑难问题步：疑难问题11突破口突破口22假说假说3 3，主要偏向于归纳法；后面，主要偏向于归纳法；后面4 45 5步：前验步：前验评价评价44后验评价后验评价5 5，主要偏向于演绎法。，主要偏向于演绎法。假说是承上启下的关键。假说是承上启下的关键。 (3) (3) 科学研究的途径实际是猜想反驳科学研究的途径实际是猜想反驳 的过程。的过程。提出假

48、说的过程是一个猜想的提出假说的过程是一个猜想的 过程过程. .排除错误的过程，即反驳的过程排除错误的过程，即反驳的过程 也是一个批判的、革命的过程。也是一个批判的、革命的过程。精选ppt55科学研究中创造性活动的特点(1) (1) 科学始于问题。科学始于问题。 (2) (2) 科学的本质在于创造。科学的本质在于创造。 (3) (3) 提出假说（技术方案）是创造提出假说（技术方案）是创造 性最强的重要环节。性最强的重要环节。 (4) (4) 批判态度应贯彻于全部研究，批判态度应贯彻于全部研究， 批判作为反驳的重要环节，乃批判作为反驳的重要环节，乃 是科学方法的最主要的表征。是科学方法的最主要的表

49、征。精选ppt56科学研究方法之一例电子光学时间像差理论的科学方法试析精选ppt57电子光学的时间像差理论的科学方法试析疑难问题的提疑难问题的提出：出：新的时间像新的时间像差理论差理论疑问疑问Tau变分变分理论的问题理论的问题直接积分法直接积分法线索线索突破口：突破口：重积分重积分的求解的求解假说像差的新定义假说像差的新定义假说的演绎假说的演绎 （前验评价）后验评价同心球模型后验评价同心球模型研究更普遍的理论研究更普遍的理论精选ppt58疑问怀疑和质疑疑问怀疑和质疑 TauTau变分时间像差理论提出。二十余变分时间像差理论提出。二十余年来，没有人提出疑问。年来，没有人提出疑问。 我的疑问是为什

50、么不走简单的路子我的疑问是为什么不走简单的路子；有无其它更为简捷的途径研究时间；有无其它更为简捷的途径研究时间像差理论。像差理论。 有两个问题：一是有两个问题：一是TauTau变分时间像差变分时间像差理论的正确性，二是理论的正确性，二是TauTau变分时间像差变分时间像差理论的准确性（精确性）。理论的准确性（精确性）。 精选ppt59疑难问题的提出疑难问题的提出 我提出的第一个问题实际是试图我提出的第一个问题实际是试图考验变分理论，否定或证实，或寻找考验变分理论，否定或证实，或寻找一个更好的理论。一个更好的理论。 我提出的第二个问题是考验这个我提出的第二个问题是考验这个理论的可信程度及其适用性

51、。理论的可信程度及其适用性。 精选ppt60 线索 空间像差理论与时间空间像差理论与时间像差理论为什么不一致？像差理论为什么不一致？ 精选ppt61 突破口突破口 解决二重积分的问题解决二重积分的问题精选ppt62 假说新的时间像差定义新的时间像差定义出发点：依据近轴电子光学性质出发点：依据近轴电子光学性质1.1.所有从物面逸出的近轴电子，只要它的轴所有从物面逸出的近轴电子，只要它的轴向电子初能相同，都将会聚在一点，这就是向电子初能相同，都将会聚在一点，这就是理想像点。理想像点。2.2.所有从物面逸出的近轴电子，只要它的轴所有从物面逸出的近轴电子，只要它的轴向电子初能相同，它们到达像面或理想像

52、点向电子初能相同，它们到达像面或理想像点的时间是相同的。的时间是相同的。提出假说：提出假说：时间像差应由近轴时间像差和几时间像差应由近轴时间像差和几何时间像差两部分所组成，其比较基准是以何时间像差两部分所组成，其比较基准是以某一轴向电子初能的近轴电子轨迹。某一轴向电子初能的近轴电子轨迹。 精选ppt63前验评价（前验评价（尝试性理论）我的研究结果是提出了一种名为直接积我的研究结果是提出了一种名为直接积分法时间像差理论。分法时间像差理论。用这个理论演绎的结果是，时间像差系用这个理论演绎的结果是，时间像差系数的求解可以直接用积分形式表示，而数的求解可以直接用积分形式表示，而 TauTau变分理论计

53、算时间像差系数需要求解变分理论计算时间像差系数需要求解微分方程，而且它仅适用轴向电子初能微分方程，而且它仅适用轴向电子初能为零的情况。为零的情况。精选ppt64后验评价（消除错误）后验评价（消除错误）研究到这一步，这两种理论孰是孰非研究到这一步，这两种理论孰是孰非并没有解决，故必须寻找一种途径进行并没有解决，故必须寻找一种途径进行严格的检验，这一步就是严格的检验，这一步就是“演绎检验法演绎检验法”中排除错误。中排除错误。我们找到了一种静电聚焦两电极同心我们找到了一种静电聚焦两电极同心球系统的理想模型，找到电子在此系统球系统的理想模型，找到电子在此系统中行进的时间的解析解。检验的结果表中行进的时

54、间的解析解。检验的结果表明，这两种理论不但是正确的而且是精明，这两种理论不但是正确的而且是精确的。确的。 精选ppt65结论变分理论的结果经过变换也可表达变分理论的结果经过变换也可表达成直接积分法的形式。成直接积分法的形式。研究表明，新的理论直接积分法研究表明，新的理论直接积分法时间像差理论包容了旧的理论变分时间像差理论包容了旧的理论变分时间像差理论。时间像差理论。由此可见，直接积分法时间像差理由此可见，直接积分法时间像差理论是一种更好的理论。论是一种更好的理论。于是便进入了新的问题于是便进入了新的问题，就这样推就这样推动了科学的进步。动了科学的进步。精选ppt66直接积分法时间像差理论满足了

55、科学直接积分法时间像差理论满足了科学上一个良好理论模式的条件，它具有上一个良好理论模式的条件，它具有以下特点：以下特点： 新理论由最基本的物理学定律新理论由最基本的物理学定律电子光学运动方程出发，前提清楚，电子光学运动方程出发，前提清楚，概念清晰，数学推导正确，得到的数概念清晰，数学推导正确，得到的数学形式较原理论（变分时间像差理论）学形式较原理论（变分时间像差理论）更为简洁。更为简洁。 良好理论模式的条件精选ppt67 原理论所能解释的现象，新理论不原理论所能解释的现象，新理论不但都能解释，而且扩展了应用范围：它但都能解释，而且扩展了应用范围：它将原理论以轴向初能量的比较基准由极将原理论以轴

56、向初能量的比较基准由极限像面（点）推广到极限到高斯像面限像面（点）推广到极限到高斯像面（线）的情况。（线）的情况。 新理论经过了静电同心球系统的理新理论经过了静电同心球系统的理想模型的解析解的检验，证明是正确的想模型的解析解的检验，证明是正确的和精确的。同时，也证明了原理论（变和精确的。同时，也证明了原理论（变分时间像差理论）的正确性和精确性，分时间像差理论）的正确性和精确性，说明这两条途径殊途同归说明这两条途径殊途同归。精选ppt68 新理论中提出了时间像差的新定义。新理论中提出了时间像差的新定义。认为，时间像差与空间像差乃是同一现认为，时间像差与空间像差乃是同一现象的时空表现。新理论引入的

57、这一假设象的时空表现。新理论引入的这一假设是电子光学科学理论的一个进步，它把是电子光学科学理论的一个进步，它把动态电子光学与静态电子光学有机地联动态电子光学与静态电子光学有机地联系了起来。系了起来。 新理论具有预测性，它可对目前新理论具有预测性，它可对目前尚未研究的电磁聚焦成像系统的时间像尚未研究的电磁聚焦成像系统的时间像差理论进行推断和预测。差理论进行推断和预测。精选ppt69 从这一科学问题的研究，我从这一科学问题的研究，我们可以看出方法论的指导作用。们可以看出方法论的指导作用。发现矛盾，找出关键与突破口发现矛盾，找出关键与突破口从逻辑上发现电子光学空间像从逻辑上发现电子光学空间像差理论与

58、时间像差理论之间的的差理论与时间像差理论之间的的矛盾，即其不协调性。矛盾，即其不协调性。要重视方法论的指导作用精选ppt70追求普遍性的规律是理论研究的追求普遍性的规律是理论研究的重要方面重要方面 我们把宽束电子光学的静态我们把宽束电子光学的静态问题和动态问题联系起来：这是问题和动态问题联系起来：这是同一事物（即由阴极面逸出的光同一事物（即由阴极面逸出的光电子的发射初能量分散）在某一电子的发射初能量分散）在某一基准面或成像面上表现的时空特基准面或成像面上表现的时空特性，即空间像差和时间像差，并性，即空间像差和时间像差，并把这两种像差在定义上统一起来把这两种像差在定义上统一起来。精选ppt71采

59、用类比的方法把静态宽束采用类比的方法把静态宽束电子光学的那一套移植到动态电电子光学的那一套移植到动态电子光学上，给出了新的时间像差子光学上，给出了新的时间像差定义。定义。采用理想模型检验的方法验采用理想模型检验的方法验证原理论和新理论的正确性与精证原理论和新理论的正确性与精确性。确性。通过一系列比较后作出了科学的通过一系列比较后作出了科学的结论。结论。精选ppt72电子光学的近轴像差理论的科学方法试析疑难问题的提疑难问题的提出：新的近轴出：新的近轴像差理论像差理论疑问疑问RA公式的证公式的证明，近轴像差的一明，近轴像差的一般表达式般表达式时间积分法时间积分法线索线索突破口：突破口：1.1.渐渐

60、近解近解,2.,2.时间像时间像差的转化差的转化假说，理论的简化，不假说，理论的简化，不同途径结果的一致性同途径结果的一致性假说的假说的演绎演绎与证与证明明 （逻辑性）后验评价同心球模型后验评价同心球模型考验与检验考验与检验精选ppt73结束语精选ppt74结束语结束语 科学研究的基本步骤：科学研究的基本步骤： (1) (1) 提出问题提出问题科研选题；科研选题； (2) (2) 以过去的研究作为自己的起点；以过去的研究作为自己的起点； (3) (3) 找突破口，提出假说，或技术方案找突破口，提出假说，或技术方案 (4) (4) 演绎推理，寻找证据，前验评价演绎推理，寻找证据，前验评价 或技术