科学技术方法PPT推荐.ppt

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1.科学观察方法科学观察方法所谓科学观察方法指的是主体在所谓科学观察方法指的是主体在一定理论指导下，通过感觉器官一定理论指导下，通过感觉器官或借助科学仪器，有目的、有计或借助科学仪器，有目的、有计划地考察和描述自然发生的自然划地考察和描述自然发生的自然现象，即感知客观事物，获取科现象，即感知客观事物，获取科学事实这一感性材料的一种科学学事实这一感性材料的一种科学研究方法。

研究方法。

科学观察方法的特征科学观察方法的特征

（1）它是主体有目的、有计划的认识活动；

）它是主体有目的、有计划的认识活动；

（2）是在自然发生的条件下进行科学研究的）是在自然发生的条件下进行科学研究的一种方法；

一种方法；

（3）客观性与主观性的统一。

）客观性与主观性的统一。

科学观察方法的类型科学观察方法的类型

（1）从主体与被观察对象的关系疏远程）从主体与被观察对象的关系疏远程度看，可将其分为直接度看，可将其分为直接（肉眼肉眼）与间接与间接（仪仪器器）观察方法；

观察方法；

（2）依据观察结果的陈述特征分为定性）依据观察结果的陈述特征分为定性与定量观察方法；

与定量观察方法；

（3）根据其目的不同包括记录性）根据其目的不同包括记录性（获取感获取感性材料性材料）与检验性与检验性（将结果与已有标准对照将结果与已有标准对照）观察方法；

（4）根据其是否与实验结合分为自然与）根据其是否与实验结合分为自然与实验观察方法。

实验观察方法。

科学观察方法的基本原则科学观察方法的基本原则1）客观性客观性要求观察者按研究对象的本来面目去观察它和反映它。

要求观察者按研究对象的本来面目去观察它和反映它。

首首先先要要避避免免把把某某种种假假定定或或预预想想凝凝固固化化、僵僵化化；

其其次次要要注注意意排排除除假假象和错觉的干扰。

象和错觉的干扰。

2）全面性全面性要要求求在在观观察察中中，尽尽可可能能地地观观察察研研究究对对象象的的各各个个方方面面、各各种种因因素素、各各种种关关系系和和各各种种规规定定，力力求求获获得得丰丰富富而而完完整的科学事实，客观地反映事物的全貌。

整的科学事实，客观地反映事物的全貌。

3）典型性典型性注注意意选选择择具具有有代代表表性性的的对对象象和和干干扰扰比比较较小小的的观观察察环环境时非常必要的。

境时非常必要的。

科学观察方法的功能科学观察方法的功能

（1）是科学认识的源泉；

）是科学认识的源泉；

（2）是检验科学认识真理性的标准；

）是检验科学认识真理性的标准；

1916年，爱因斯坦提出广义年，爱因斯坦提出广义相对论学说。

根据这一学说，他预言光线在引力场中将会发生相对论学说。

根据这一学说，他预言光线在引力场中将会发生弯曲效应。

天文计算表明，弯曲效应。

天文计算表明，1919年年5月月29日将发生全食，此时，日将发生全食，此时，金牛座中的毕宿星团刚好在太阳附近，若天气好，至少可拍摄金牛座中的毕宿星团刚好在太阳附近，若天气好，至少可拍摄13颗亮星。

颗亮星。

爱丁顿爱丁顿抓住了这个机会，就在该年抓住了这个机会，就在该年5月，组织了一月，组织了一个探险队，奔赴非洲普林西比岛，利用日全食来测定星光的弯个探险队，奔赴非洲普林西比岛，利用日全食来测定星光的弯曲效应。

结果，所测得的恒星偏离角度值（曲效应。

结果，所测得的恒星偏离角度值（1.61+0.30s），），恰好与爱因斯坦预言值（恰好与爱因斯坦预言值（1.7s）相符，从而验证了广义相对论相符，从而验证了广义相对论的正确性。

一夜间爱因斯坦变成了举世周知的最著名的伟大科的正确性。

一夜间爱因斯坦变成了举世周知的最著名的伟大科学家了。

学家了。

（3）当研究对象的性质使主体暂时难以达到实际作用于研究对象）当研究对象的性质使主体暂时难以达到实际作用于研究对象时，即主体尚不能干预和控制对象时，观察就比实验成为更主时，即主体尚不能干预和控制对象时，观察就比实验成为更主要的方法。

要的方法。

一般来说，天文学、地学、气象学、动植物学等学一般来说，天文学、地学、气象学、动植物学等学科不可能从事精确的实验研究，故这些学科的知识大都以假说科不可能从事精确的实验研究，故这些学科的知识大都以假说的形式建立起来的，而这些科学假说得以建立的先决条件就是的形式建立起来的，而这些科学假说得以建立的先决条件就是观察。

观察。

魏格尔魏格尔大陆漂移学说；

大陆漂移学说；

竺可祯竺可祯中国近五千年气候变迁中国近五千年气候变迁的初步研究一书；

德国的初步研究一书；

德国刻普勒刻普勒没有第谷的观察，无法提出行没有第谷的观察，无法提出行星运动三定律。

星运动三定律。

2、科学实验方法、科学实验方法实验方法与观察方法都是科学认识主体实验方法与观察方法都是科学认识主体作用于客体的基本方法。

二者既相互区作用于客体的基本方法。

二者既相互区别，又相互依存：

后者是前者的前提，别，又相互依存：

后者是前者的前提，前者是后者的发展。

在现代科学认识过前者是后者的发展。

在现代科学认识过程中二者关系更加密不可分，而在主体程中二者关系更加密不可分，而在主体对超宇观、宇观、微观以及超微观世界对超宇观、宇观、微观以及超微观世界的探索中尤其如此。

的探索中尤其如此。

科学实验方法概念科学实验方法概念此指主体根据一定研究目的，利用此指主体根据一定研究目的，利用科学仪器和设备，人为地干预、控科学仪器和设备，人为地干预、控制或模拟自然现象和过程，并以纯制或模拟自然现象和过程，并以纯粹、典型形式表现出来，从而有利粹、典型形式表现出来，从而有利于研究的科学方法。

于研究的科学方法。

实验方法的特点实验方法的特点

（1）可以简化、纯化实验对象。

如为证实李）可以简化、纯化实验对象。

如为证实李政道、杨振宁提出的政道、杨振宁提出的“弱相互作用下宇称弱相互作用下宇称不守恒不守恒”假说，吴健雄于假说，吴健雄于195657年所进年所进行的行的Co原子核原子核衰变实验。

衰变实验。

（2）可强化研究对象）可强化研究对象（创造在自然条件难以出创造在自然条件难以出现的环境条件现的环境条件,如超高低温度、压力、磁场如超高低温度、压力、磁场等等）。

如。

如1911年卡曼林年卡曼林-昂尼斯发现昂尼斯发现“超导超导”现象实验。

现象实验。

（3）可使对象属性及其变化过程重复出现。

）可使对象属性及其变化过程重复出现。

（4）可模拟某些自然现象和过程。

如）可模拟某些自然现象和过程。

如1953年年米勒模拟原始还原性大气条件下氨基酸产米勒模拟原始还原性大气条件下氨基酸产生过程实验。

生过程实验。

实验方法的类型实验方法的类型根据实验目的、性质、作用包括如下类型：

根据实验目的、性质、作用包括如下类型：

定性与定量实验；

析因析因（探求因果联系探求因果联系）实验；

实验；

对照实验对照实验（常用于生物常用于生物,医学医学,农业科学等农业科学等）；

判决性实验判决性实验（为判决同时并存且相互对立的为判决同时并存且相互对立的假说之间孰是孰非所进行的实验假说之间孰是孰非所进行的实验）;

模拟模拟（数学物理模型数学物理模型）实验；

此外依据其手段、条件不同可分为直接与间此外依据其手段、条件不同可分为直接与间接、实验室与野外、地面与空间、实物与思接、实验室与野外、地面与空间、实物与思想或理想实验等；

依据对象运动形式不同有想或理想实验等；

依据对象运动形式不同有物理、化学、生物、心理实验等物理、化学、生物、心理实验等。

实验的一般程序实验的一般程序制定实验方案制定实验方案实施操作实施操作结果的分析与处理结果的分析与处理3、观察和实验中的认识论问题、观察和实验中的认识论问题科学观察和实验中主要包括科学观察和实验中主要包括“观察渗透理论观察渗透理论”、测量问题、观、测量问题、观察的客观性以及观察实验中的机遇察的客观性以及观察实验中的机遇等认识论问题。

等认识论问题。

1）“观察渗透理论观察渗透理论”

（1）观察由感知、判定和观察陈述三个要素）观察由感知、判定和观察陈述三个要素所构成，三者缺一不可；

所构成，三者缺一不可；

（2）观察对象与理论或先行假设所启示的期）观察对象与理论或先行假设所启示的期待及观察者所受训练密切相关；

待及观察者所受训练密切相关；

（3）对观察对象的描述依赖于理论、观察者）对观察对象的描述依赖于理论、观察者知识背景及其经验；

知识背景及其经验；

（4）观察对象和观察场合的选择深受理论、）观察对象和观察场合的选择深受理论、观察者知识结构、心理倾向（兴趣爱好等）观察者知识结构、心理倾向（兴趣爱好等）影响。

影响。

Einstein认为，认为，“是理论决定我们能够观察是理论决定我们能够观察到的东西。

到的东西。

只有理论即关于自然规律的知只有理论即关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象”。

2）测量问题测量问题即在宇观和微观领域测量中因主体即在宇观和微观领域测量中因主体（实验者实验者）、工具工具（测量系统测量系统）与客体与客体（实验对象实验对象）之间相互作之间相互作用而产生的测量结果或信息是否真实的问题。

用而产生的测量结果或信息是否真实的问题。

测量系统即主体根据实验设计而选择的仪器、测量系统即主体根据实验设计而选择的仪器、设备和测量手段等组成的系统，它既是主体的设备和测量手段等组成的系统，它既是主体的延伸又是主客体间的中介；

兼具主客体双重属延伸又是主客体间的中介；

兼具主客体双重属性；

其功能是将客体信息性；

其功能是将客体信息“编码编码”并传递给主并传递给主体。

体。

随着其精确度、分辨率等性能的提高，它能随着其精确度、分辨率等性能的提高，它能（近似近似）真实地表征宏观客体的状况。

但微观客真实地表征宏观客体的状况。

但微观客体的特殊性容易导致测量信息的失真。

如海森体的特殊性容易导致测量信息的失真。

如海森伯测不准原理等。

伯测不准原理等。

3）观察的客观性问题观察的客观性问题此指由仪器等工具的介入所导致观察结此指由仪器等工具的介入所导致观察结果是否客观真实的问题。

仪器表征着理果是否客观真实的问题。

仪器表征着理论、假说，而理论可能被推翻、假说可论、假说，而理论可能被推翻、假说可能被证伪。

因而应要求从以下几方面入能被证伪。

因而应要求从以下几方面入手以增强并保证观察的客观性。

手以增强并保证观察的客观性。

（1）结果可以标准方法重演；

）结果可以标准方法重演；

（2）以科学理论为指导；

）以科学理论为指导；

（3）确保观察实验的高精密度。

）确保观察实验的高精密度。

4）观察实验中的机遇问题观察实验中的机遇问题瑞士化学家瑞士化学家雄班雄班在厨房里利用纤维素作原料合成其他在厨房里利用纤维素作原料合成其他巨分子实验时，弄洒了一瓶硫酸和硝酸地混合物，他巨分子实验时，弄洒了一瓶硫酸和硝酸地混合物，他抓起妻子地棉围裙去擦，然后把它放到炉子上烤，不抓起妻子地棉围裙去擦，然后把它放到炉子上烤，