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文档简介
什么是科学的研究方法?
〔美〕阿西莫夫
所谓科学的研究方法,很明显就是科学工作者在从事某项科学发现时所采用的方法。但是。这个过于简单的说明对我们没有多大帮助。能不能对这个问题作出更详细的说明呢?
好吧!我们可以描述一下这个问题的一个理想答案。
(1)在进行科学研究时,应当首先认识到问题的存在。例如,在研究物体的运动时,首先应当注意到物体为什么会像它所发生的那样进行运动,亦即物体为什么在某种条件下会运动得越来越快(加速运动),而在另一种条件下则会运行得越来越慢(减速运动)。
(2)要把问题的非本质方面找出来,加以剔除。例如,一个物体的味道对物体的运动是不起任何作用的。
(3)要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数据都收集起来。在古代和中世纪,这一点仅仅意味着如实地对自然现象进行敏锐观察。但是进入近代以后,情况就有所不同了,因为人们从那时起已经学会去模仿各种自然现象,也就是说,人们已经能够有意地设计出种种不同的条件来迫使物体按一定的方式运动,以便取得与该问题有关的各种数据。例如,可以有意地让一些球从一些斜面上滚下来;这样做时,既可以用各种大小不同的球,也可以改变球的表面性质或者改变斜面的倾斜度,等等。这种有意设计出来的情况就是实验,而实验对近代科学起的作用是如此之大,以致人们常常把它称为“实验科学”,以区别于古希腊的科学。
(4)有了这些收集起来的数据,就可以作出某种初步的概括,以便尽可能简明地对它们加以说明,亦即用某种简明扼要的语言或者某种数学关系式来加以概括。这也就是假设或假说。
(5)有了假说以后,你就可以对你以前未打算进行的实验的结果作出推测。下一步,你便可以着手进行这些实验,看看你的假说是否成立。
(6)如果实验获得了预期的结果,那么,你的假说便得到了强有力的事实依据,并可能成为一种理论,甚至成为一条“自然定律”。
当然,任何理论或自然定律都不是最后定论。这一过程会一次又一次地重复下去。新的数据,新的观察和新的实验结果将不断出现,旧的自然定律将不断为更普遍的自然定律所替代,因为这些新的定律不但能说明旧定律所能解释的各种现象,而且还能说明旧定律所不能解释的一些现象。
阿西莫夫:《你知道吗?——现代科学中的100个问题》科学普及出版社1980怎样做科学研究昆明市青少年科技教育协会副理事长
高衡电话子信箱:h.gao@163.com
科学方法包括两种:实验方法和逻辑方法。实验方法是通过观测或实验获取数据的方法;逻辑方法是对实验〔观测〕所得数据进行逻辑分析,找出内在的规律,从而得出科学结论的方法。因此,研究方案的制定必须以此为核心,制定出如何获取数据,如何处理数据的方案。怎样做科学研究一、选一个好的题目〔确定研究方向〕二、制定研究方案三、进行研究〔获取数据、资料〕四、分析结果得出结论五、写成论文一、选一个好的题目〔确定研究方向〕科研不在苦干,在于方向对!学习不在苦读,在于方法对!
1.走出教室,认真观察自然和社会从中发现问题
2.关心现代科技的最新进展
3.学会积累资料
4.跟一个好老师学
1.走出教室,认真观察自然和社会从中发现问题
创新大赛开展二十多年以来以来,尽管教科书已经经历了几次大的改革,但基本的知识点和内容没有太大的出入。与教材有关的题目基本上都被历届大赛搜刮尽了。在教材及其周边选题已经走到了头,选题面相对很窄。我们一再强调要走出教室,到大自然中、到生活中、到社会上去选题,这是因为教材毕竟是人类已有知识的汇集,而创新大赛的核心和宗旨是“创新,做别人没有做过的。”所以,要找到好题目一定要走出学校,了解自然、了解社会在了解中发现问题,找出题目。2.关心现代科技的最新进展
成功的科学家往往是兴趣广泛的人。他们敏锐的视力和独创精神很多是来自于他们的博学多才。新的学科、新的选题经常出现在不同学科的交叉点。多样化会使人观点新鲜,而长时间局限于一个狭窄的领域容易使人愚钝。和写作一样,研究课题的选择也有赖于灵感,博学是激发灵感的最有效方式。
公元前5世纪古希腊哲学家芝诺(Zeno)时时对自己的“命题”提出怀疑。学生问他:“你的知识超过我们多少倍,还有什么怀疑?”芝诺画了一个大圆圈,中间套了一个小圆圈,然后说:“你们看,这个大圆圈代表我的知识,小圆圈代表你们的知识,圆圈以外是我们都不知道的知识。大圆圈的周长比小圆圈的周长长,接触的无知范围也大得多,这就是我不断怀疑的原因。”芝诺的话形象的说明了,越博学的人未知领域越广阔,越有可能选择新的研究题目。科技辅导老师要成为百科全书式的博物学家,才能带领学生选出好题目,这就需要读书。★推荐一些好书给大家:1.《万物简史》〔美〕比尔·布莱森著接力出版社2.《第一推动丛书》湖南科学技术出版社3.《科学大师佳作系列》上海科学技术出版社4.《纽约时报》科学版丛书长春出版社3.学会积累资料
由于创新大赛的本质是对未知领域的探索,所以选题的唯一原则是:“从来没有人做过的”。由此而来最合乎逻辑的做法是:为了选好研究的题目,你首先要知道在你所研究的领域内,哪些问题已经解决,哪些问题还没有解决。要做到这一点,必须对自己学科的现状和发展有清楚的了解和认识。所以,科技辅导员在辅导学生选择创新大赛题目时首先要了解哪些题目是别人已经做过的,这可以到相关网站上去查,它们是:
★青少年科技创新大赛网站全国:云南省:昆明市:
要记住,任何一种研究工作都是从查阅资料开始的。学习查阅资料是走进科研的第一步。最好在开始研究的初期,对全部有关文献作充分的研究,因为即使疏漏了一篇重要论文,也可能浪费你的很多精力。另外,在整个研究过程中要时时注意新的资料。这一方面可以发现可供利用或借鉴的新原理、新技术;另一方面可避免与别人的重复或可能的知识产权之争。毕竟科研是带有强烈竞争意识的活动,这一点和教学是不相同的。
经验告诉我们,以卡片的形式积累资料是一种极其有效的方法。我很少见过不积累资料的科学家。卡片上是①最有用的文章的摘要;②文章的作者;③期刊的名称;④发表年月等。通俗讲就是要有小学作文的四要素:时间、地点、人物、事件经过。以后当你用得着它时能一下子查出来。摘要卡片的另一个重要的作用是帮助记忆,“读过的东西不是你的,写过的东西才是你的”。现今每个老师都有可能使用计算机,把资料分类编目,然后存在计算机里面是明智的选择。题目做多了以后,你会发现你最宝贵的财富就是资料。〔提醒:计算机资料库一定要备份。〕4.叨跟一究个好秒老师勇学对刚弯刚开舰始学住习科彩学研阔究的医老师霉,入冰门的河最好栋办法垄就是昌,请爸教曾馅经参钥与过若创新弱大赛印的老兽师。尾包括由:①什了解宗欲研辽究领速域的脆历史竿和现狱状以圆及前紫沿;音②与柜自己翅选题腔方向起最相袍关的杆期刊普、书枯籍有净哪些笑;③锁在本炊领域上,最奥近5赢年内酬最有鸽影响叮的创肌新大佛赛成暂果有舅哪些玩等等邻。最畏好能抚参加则几次邪课题戏研究粗并一拴定要起承担秧一部辣分研及究工堪作。青少丢年科答技创掏新大任赛本立质是眯为了楼让学足生在毫实践纳中学保会科意学研乌究,删学会替探索摆未知幼领域震的本糠领。树它和征正规自科研戴有很替多相窜似之插处。篮这当爹中选害题〔窜确定玻科研锋方向眼〕是遗最重爆要的赶环节才,希虏望科熄技辅当导员昨能多医读书剖、多曲实践距,带饭领青武少年湿学会税科学勿研究剃。一、蹦创新献大赛惕选题鉴中存校在的弦问题1.顽小发升明—哪—小夜发明桃的问收题是宝厨房说和课求堂托2.证小论估文—津—小淘论文坊的问闲题是庸:专善做热筐门问陪题。杂滇池芹污染龄、红闸嘴鸥揭、交沟通堵伤塞、妹植物互柴油米、…辫…轻3.运绘画票作品降——禽上天含、下虹海、干扫卫芬生二、股解决浊办法1.讲让科埋学课哀老师维给绘酱画参耗加者瞧讲科廉学,狐把题先目和毒任务学分派援给数斩学、堂物理要、生稳物、顶地理轧老师傻,自清己查哥资料奴自己辣讲。恰讲发混展前初景,涨让孩旋子们丽去幻率想。3.市情炼、县胁情介雄绍是挺让科厌技辅尼导员遵了解鸟本地归的自炎然地偶理、挡动植后物资赏源、田民风仍民俗姑、历喉史文冰化等诞等情盾况。誉让辅纵导员恒知道丘自己颜的家更乡有首什么幅可供锣创新熟大赛哗选题禽和开照展青轧少年厉科技殖活动棒的资女源。延这一岩部分引可以业请如久下单毁位的盏专家哈和领乓导来叶讲:★生珍物学朗方面达〔林暑业局葛、农蚊业局湖、畜球牧局景〕★民捏族学究方面唐〔旅彼游局轻、县就志办倒、博逐物馆持、民任宗局润〕★宗疏教学文方面眠〔寺住庙、服民宗优局〕★产苏业〔论发改艳委、邪公司他〕二、驴制定润方案科学内方法地包括诉两种教:实沟验方妄法和秋逻辑烦方法欲。实全验方亚法是铸通过唐观测挑或实宋验获颠取数蝇据的煌方法孩;逻属辑方轧法是淋对实棒验〔欲观测榨〕所目得数础据进胃行逻理辑分赴析,较找出厘内在讲的规忌律,局从而运得出矩科学唐结论木的方星法。愈因此战,研甩究方安案的步制定渗必须铁以此啊为核轧心,丝式制定迷出如衫何获萍取数搜据,棚如何究处理卖数据赶的方搭案。1.获取器数据墙的方见案①自松然科垂学的刑数据湾获取冻——甲观忘察和体实验斥②项社会把科学捧的数竭据获拼取—招—调葬查表石原港则:钞最大承限度痕的符左合实喂际情搅况获取弄数据乌的方租案实望际上面就是熔实验或设计嘱。包垒括选域定实妻验对袭象的脉数目饶〔样缠本的计大小郑〕、云确定寨实验歪的参葬数〔歇条件挽〕、舰设计蒙数据秤表格广等。猜社会壳学题红目的寇数据刊主要诞是通驻过调睁查表搂获取炉的。容因此泛,特良别要绪注意喇调查竞表的增设计勉,要轨紧扣疲选题折,不踏要问抚与主向题无拍关的得问题告。①同母等的沸实验贯参数渡〔条两件〕樱:任张何一冶个实诱验都磁受到骡很多贼参数躲〔条碑件〕泥的影胁响。蔬而我南们的秤研究嫂往往余只研牺究其嗓中一冻种参荒数对语实验狼对象贺的影还响。规这就板必须劈燕把实送验对间象置率于同朱等的餐参数鞠〔条势件〕星下,忘只改紫变一山种参赖数,先以免吴其他懒的参沃数影览响实粘验结愁果。免②睁最粉大限桑度的盆符合洁实际优情况肺:研萌究当拍中,混由于爪条件村的限桃制,蹄多数叮情况钱下我朴们不估可能学对全膛部研压究对夹象〔盏总体哑〕,恩在所尸有的扩时间抚都进络行研垄究,生只能顺在某练些时打段选余取一蛾部份峰〔样李本〕健,进答行研鸭究。狼这就迁提出洲了样情本选揉取的辛问题交,包份括样的本的伐大小找、样坡本的酿地域至分布盏、选目取样约本的粱时间哀等等内,都壮需要再有具器体方悔案。2.亡处理洁数据手的方报案吧数据染并不奇说明病问题枝,只塘有通稿过处瓦理才弯能找布出其伶中隐限含的类规律钱。同廉样的轰数据摸通过素不同叠的处丛理方朋法,窜可以葱得出懂不同远的结刮论。渣比如近,一氏个居干民小啊区的胆人口句年龄资调查丽数据废,可鞭以用陶求平给均的辈方法悠,求应出平黄均年户龄;受也可夕以用签分段胡统计跑的方猴法,瞒求出按各年健龄段翠人口滋的百泡分比密;或凭者分练性别膛统计云得出梯男女缴之间饼的差临异。寇显然茂,同稠样的供数据修反映味出不产同的万结果纠。因侨此,议要制网定好斜处理根数据收的方响案。金通常耐我们志常用凶的数休据处愁理方年法有幅,求馋平均部、求值百分园比、较相关超分析天等等初,这冰些在索方案胸中都域要事士先确由定,陆没有盼经验握的可挡以请叙教数振学老猜师。三、授进行帝研究研究闯的过酷程就穴是按兼照研尽究方胜案采守集数迹据的横的过沈程。崇特别亲要提言醒大基家的图是,哥要注诸意保阳存原岩始资前料。兽实验塔过程丸中的绢原始刊资料罪是实授验真需实性弃的主宫要佐竿证,锐也是蛾找错告改错絮的参笨考、晃哪怕暑是一狐张草登稿纸销、一员份草稿图也默要认迹真保若存。注这是曾一种室科学父的传前统,呆我们咳经常材看到卫在博宗物馆障中陈姑列的桃大科青学家舒的草坐稿,励就是泳这一紫传统滚的结凉果。天创新慨大赛烛在上蹈报论雷文时链我们贸也要偶求附重上原铸始资见料。四、随分析尼结果盲作出循结论毛取脚得数抖据之摇后进可行归桐纳整塞理,殿按照尿方案贷进行参处理前,分尝析结处果得找出结剑论。齿要哈注意系这个持结论腐不一忠定和训我们雷原先铸的设陷想一战致,榨这就灯是科院学研畏究的趣魅力利之所安在,动
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