五、科学技术活动方法在线视频

同学们好

今天我们来学习科学技术活动的方法

科学技术研究的基本目标是发现

发明与创造

科学实践是科学技术活动中

最基础的活动

在科学实践中会用到哪些研究方法呢

我们今天来学习一下科学实践中

科学观察和科学实验方法

首先我们来看一下科学观察方法

科学观察是人们通过感官或借助于

一定的科学仪器

在自然发生的情况下

有计划

有目的 的考察研究对象

获取感性材料的方法

科学观察与日常观察不完全一样

在日常生活中

观察仅仅被理解为通过感觉器官

眼

耳

喉

鼻

舌来收集观察客体的某些信息而已

但在科学研究中

观察的含义还包括理解或从

理性上领会的意思

例如在气象学中通过对气温

气压

湿度和风云雨雪等气象要素

观察来预告天气的变化

在地质学中通过对地形

地貌

地层结构等方面的观察了解地质状况

在医学中通过对病人病情

观察制定诊疗方案

这些都是在观察中对观察到的

内容进行全面理解的行为

观察作为获取科学事实的重要方法

有三个特点

第一

观察须在自然发生的条件下进行

在观察过程中

人们对自然客体不能进行人为

控制或干预

这一特点是观察与实验的重要区别之一

由于观察的这一属性

使之在一些人类无法进行干预

领域具有突出的意义

同时也便于研究客体的本来面貌

比如天文学中天体运动规律

观察就是如此

第二 观察具有多维性

观察方法作为一种具有

普遍意义的科学方法

要综合利用人们的各种感官

对客观对象进行多维的感知

可以利用眼睛观察客体的形状

颜色

质料

利用皮肤感知触压

温度

振动等信息

利用耳朵分辨声音

利用鼻舌 了解气味和味道等等

观察有明确的目的性和计划性

观察的目的性体现为观察者

观察对象及观察方式三个要素

有机联系

而观察的计划性则是指

观察工作能有效进行的必要规定

目的性与计划性的统一

是成功的观察所不可缺少的重要条件

观察在自然科学研究中

作用是显而易见的

我们可以把观察的作用

归纳为以下三个方面

第一

观察方法是获得研究对象

原始信息和感性材料的基本途径

科学观察是科学实践过程的最初阶段

是科学研究的起点

特别是天文学

地质学

矿物学和生物学等学科

往往把科学观察作为最基本

一种研究方法

第二 观察方法可以直接导致

科学上的重大发现

为科学开辟新的研究方向和领域

科学观察

不仅可以加深人们对已知事物的认识

并且还可以直接导致重大的科学发现

使人们对尚未知晓或未曾预料的新事物

新现象有所认识

例如

达尔文长年坚持对自然现象的观察

出了生物进化论这一伟大理论

天文学上的发现

大都是借助天文观测取得的

观察方法的第三个作用

它具有制定科学假说

和验证科学理论的作用

就观察方法在自然科学领域里边

检验人们认识的地位而言

它在天文学中起着决定性的作用

在地质学中起着主导作用

在生物学中起着重要作用

在物理学与化学中主要以观测的形势

存在于各经验环节

是经验环节中不可缺少的部分

总之

观察方法在自然科学领域中

对于检验人类的认识

占有重要的地位

起着其它方法不可替代的作用

尽管观察方法在自然科学中的作用

是不可低估的

但也具有一定的局限性

第一

由于利用此方法是在自然条件下

并且对被研究对象不加任何控制或干预

因此

科学观察方法只能

在有限的范围内发挥作用

第二

此方法一般只适用于那些能够重复出现

或变化不太急剧的自然现象和过程

而对于那些转瞬即逝或难以重复

再现的现象和过程

观察方法则不宜采用

即便采用准确性也不是很高

第三 观察方法只能提供观察对象

整体范围的知识

而对于某些自然现象和事物

以及它们之间的相互联系

单凭观察方法是不够的

这就需要同时运用实验方法

而且要借助于科学的理论思维

加工帮助

才能收到令人满意的结果

所以恩格斯才说

“单凭观察所得的经验

是决不能充分证明必然性的

在科学活动的方法当中还有一大类

非常重要

这一类方法是科学实验

科学实验是人们根据一定的目的和计划

利用仪器

设备等物质手段

在人为控制

变革或模拟客观事物的条件下

获取科学事实的一种研究方法

科学实验主要特点是

第一具有计划性和目的性

实验方法可以人为控制实验条件

积极干预或变革研究对象

这就使研究者有更大的主动性

创造性

见之于实验过程

就表现为高度的目的性和较强的计划性

正确的实验选题

周密的实验计划和巧妙的实验设计

精心的实验操作

足以保证实验结果的可靠性和准确性

这些都是观察方法所无法比拟的

实验方法的四二个特点精确性

实验的研究过程中

需要运用多种专门仪器和工具

被研究的对象一般是被“量化

规定了的对象

因为实验过程中每一阶段或每一步骤

都严格地处在实验者的监控或干预之下

所以能及时和准确地把握实验客体

各方面情况

容易抓住研究对象中内在的

本质的必然联系

实验方法的第三个特点可重复性

自然界发生的各种现象和过程

往往是瞬间的事情

因而不易进行观察和测量

有些现象又由于涉及边际条件过多

因而不易把握

而科学实验大多是在实验室中进行的

在相同条件下

可以利用同样材料进行多次反复实验

并能运用各种手段和措施创造出

特定的研究环境

从而使研究的客体和过程

可以以纯粹的形态反复地显示出来

这样研究者便能揭示出

研究对象的本质和规律

取得有价值的科研成果

实验方法在科学研究当中

也有着非常重要的作用

下面我们通过一段教学视频录像

来介绍实验方法的作用

根据刚才的教学录像我们看到

实验方法的作用表现在

第一纯化作用

在科学实验中

人们可以根据需要

运用仪器

设备等物质手段

把研究对象控制起来使研究对象

在特定的环境中以单纯的形式

显现出某些特征

人们通过人为控制实验条件

将自然过程或生产过程加以简化

纯化

排除偶然的

次要的和无关的因素干扰

把所需要考察的对象分离

独立出来

在单纯的情况下对其进行分析和研究

从而使对象的某一属性和联系

能够鲜明地呈现出来

科学实验的第二个作用 强化作用

利用实验方法可使研究对象

按一定方向处于某种强化状态

使其不明显的因素明显起来

使研究对象当中隐蔽的因素突现出来

甚至使研究对象在常态下

根本不可能出现的因素呈现出来

比如

我们可以创造出自然状态

或生产过程中难以出现的超高压

超高温

超低温

超高纯

超高强等特殊条件来强化

或再现某些自然现象

从而为实验研究创造充分而必要的前提

获取有特殊价值的事实材料

科学实验的第三个作用是重复再现作用

任何实验

都可以在相同条件下

多次重复进行

对有些不易捕捉

转瞬即逝的自然现象

或是有些变化及其缓慢的自然现象

也可通过实验模拟方法使其再现

从而可以间接地掌握和了解这一现象

或过程的本质和规律

比如生命的起源和进化

就可以利用模拟实验

在一个星期七天之内

完成自然界中亿万年变化发展历程

实验的第四个作用

具有模拟研究对象的作用

当研究对象处于不可能直接实验的条件下

往往通过一个与所需要研究的对象

相似的模型来进行实验研究

间接地了解这一现象或过程的本质和规律

比如 在农业科学研究中

人们为了解决农业气象

对农业生物的生理

生化

生长发育等方面的影响

往往运用人工气候室模拟大自然的

气候条件进行实验

我们在临床医学当中

也常常用小白鼠

来替代人类来进行实验研究

这些都是实验所具有的

模拟研究对象的作用表现

好 我们今天的课就上到这里

谢谢各位