現代自然
科學(xué)
研究方法
自然科學(xué)方法論實(shí)質(zhì)上是哲學(xué)上的方法論原理在各門(mén)具體的自然科學(xué)中的應用。作為科學(xué),它本身又構成了一門(mén)軟科學(xué),它是為各門(mén)具體自然科學(xué)提供方法、原則、手段、途徑的最一般的科學(xué)。自然科學(xué)作為一種高級復雜的知識形態(tài)和認識形式,是在人類(lèi)已有知識的基礎上,利用正確的思維方法、研究手段和一定的實(shí)踐活動(dòng)而獲得的,它是人類(lèi)智慧和創(chuàng )造性勞動(dòng)的結晶。因此,在科學(xué)研究、科學(xué)發(fā)明和發(fā)現的過(guò)程中,是否擁有正確的科學(xué)研究方法,是能否對科學(xué)事業(yè)作出貢獻的關(guān)鍵。正確的科學(xué)方法可以使研究者根據科學(xué)發(fā)展的客觀(guān)規律,確定正確的研究方向;可以為研究者提供研究的具體方法;可以為科學(xué)的新發(fā)現、新發(fā)明提供啟示和借鑒。因此現代科學(xué)研究中尤其需要注重科學(xué)方法論的研究和利用,這也就是我們要強調指出的一個(gè)問(wèn)題。
一、科學(xué)實(shí)驗法
科學(xué)實(shí)驗、生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì )實(shí)踐并稱(chēng)為人類(lèi)的三大實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐不僅是理論的源泉,而且也是檢驗理論正確與否的惟一標準,科學(xué)實(shí)驗就是自然科學(xué)理論的源泉和檢驗標準。特別是現代自然科學(xué)研究中,任何新的發(fā)現、新的發(fā)明、新的理論的提出都必須以能夠重現的實(shí)驗結果為依據,否則就不能被他人所接受,甚至連發(fā)表學(xué)術(shù)論文的可能性都會(huì )被取締。即便是一個(gè)純粹的理論研究者,他也必須對他所關(guān)注的實(shí)驗結果,甚至實(shí)驗過(guò)程有相當深入的了解才行。因此,可以說(shuō),科學(xué)實(shí)驗是自然科學(xué)發(fā)展中極為重要的活動(dòng)和研究方法。
(一)科學(xué)實(shí)驗的種類(lèi)
科學(xué)實(shí)驗有兩種含義:一是指探索性實(shí)驗,即探索自然規律與創(chuàng )造發(fā)明或發(fā)現新東西的實(shí)驗,這類(lèi)實(shí)驗往往是前人或他人從未做過(guò)或還未完成的研究工作所進(jìn)行的實(shí)驗;二是指人們?yōu)榱藢W(xué)習、掌握或教授他人已有科學(xué)技術(shù)知識所進(jìn)行的實(shí)驗,如學(xué)校中安排的實(shí)驗課中的實(shí)驗等。實(shí)際上兩類(lèi)實(shí)驗是沒(méi)有嚴格界限的,因為有時(shí)重復他人的實(shí)驗,也可能會(huì )發(fā)現新問(wèn)題,從而通過(guò)解決新問(wèn)題而實(shí)現科技創(chuàng )新。但是探索性實(shí)驗的創(chuàng )新目的明確,因此科技創(chuàng )新主要由這類(lèi)實(shí)驗獲得。
從另一個(gè)角度,又可把科學(xué)實(shí)驗分為以下類(lèi)型。
定性實(shí)驗:判定研究對象是否具有某種成分、性質(zhì)或性能;結構是否存在;它的功效、技術(shù)經(jīng)濟水平是否達到一定等級的實(shí)驗。一般說(shuō)來(lái),定性實(shí)驗要判定的是“有”或“沒(méi)有”、“是”或“不是”的,從實(shí)驗中給出研究對象的一般性質(zhì)及其他事物之間的聯(lián)系等初步知識。定性實(shí)驗多用于某項探索性實(shí)驗的初期階段,把注意力主要集中在了解事物本質(zhì)特性的方面,它是定量實(shí)驗的基礎和前奏。
定量實(shí)驗:研究事物的數量關(guān)系的實(shí)驗。這種實(shí)驗側重于研究事物的數值,并求出某些因素之間的數量關(guān)系,甚至要給出相應的計算公式。這種實(shí)驗主要是采用物理測量方法進(jìn)行的,因此可以說(shuō),測量是定量實(shí)驗的重要環(huán)節。定量實(shí)驗一般為定性實(shí)驗的后續,是為了對事物性質(zhì)進(jìn)行深入研究所應該采取的手段。事物的變化總是遵循由量變到質(zhì)變,定量實(shí)驗也往往用于尋找由量變到質(zhì)變關(guān)節點(diǎn),即尋找度的問(wèn)題。
驗證性實(shí)驗:為掌握或檢驗前人或他人的已有成果而重復相應的實(shí)驗或驗證某種理論假說(shuō)所進(jìn)行的實(shí)驗。這種實(shí)驗也是把研究的具體問(wèn)題向更深層次或更廣泛的方面發(fā)展的重要探索環(huán)節。
結構及成分分析實(shí)驗:它是測定物質(zhì)的化學(xué)組分或化合物的原子或原子團的空間結構的一種實(shí)驗。實(shí)際上成分分析實(shí)驗在醫學(xué)上也經(jīng)常采用,如血、尿、大便的常規化驗分析和特種化驗分析等。而結構分析則常用于有機物的同分異構現象的分析。
對照比較實(shí)驗:指把所要研究的對象分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的相似組群。其中一個(gè)組群是已經(jīng)確定其結果的事物,作為對照比較的標準,稱(chēng)為“對照組”,讓其自然發(fā)展。另一組群是未知其奧秘的事物,作為實(shí)驗研究對象,稱(chēng)為實(shí)驗組,通過(guò)一定的實(shí)驗步驟,判定研究對象是否具有某種性質(zhì)。這類(lèi)實(shí)驗在生物學(xué)和醫學(xué)研究中是經(jīng)常采用的,如實(shí)驗某種新的醫療方案或藥物及營(yíng)養晶的作用等。
相對比較實(shí)驗:為了尋求兩種或兩種以上研究對象之間的異同、特性等而設計的實(shí)驗。即把兩種或兩種以上的實(shí)驗單元同時(shí)進(jìn)行,并作相對比較。這種方法在農作物雜交育種過(guò)程中經(jīng)常采用,通過(guò)對比,選擇出優(yōu)良品種。
科學(xué)實(shí)驗法
科學(xué)實(shí)驗、生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì )實(shí)踐并稱(chēng)為人類(lèi)的三大實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐不僅是理論的源泉,而且也是檢驗理論正確與否的惟一標準,科學(xué)實(shí)驗就是自然科學(xué)理論的源泉和檢驗標準。特別是現代自然科學(xué)研究中,任何新的發(fā)現、新的發(fā)明、新的理論的提出都必須以能夠重現的實(shí)驗結果為依據,否則就不能被他人所接受,甚至連發(fā)表學(xué)術(shù)論文的可能性都會(huì )被取締。即便是一個(gè)純粹的理論研究者,他也必須對他所關(guān)注的實(shí)驗結果,甚至實(shí)驗過(guò)程有相當深入的了解才行。因此,可以說(shuō),科學(xué)實(shí)驗是自然科學(xué)發(fā)展中極為重要的活動(dòng)和研究方法。
科學(xué)研究方法是指在研究中發(fā)現新現象、新事物,或提出新理論、新觀(guān)點(diǎn),揭示事物內在規律的工具和手段。
這是運用智慧進(jìn)行科學(xué)思維的技巧,一般包括文獻調查法、觀(guān)察法、思辨法、行為研究法、歷史研究法、概念分析法、比較研究法等。研究方法是人們在從事科學(xué)研究過(guò)程中不斷總結、提煉出來(lái)的。
由于人們認識問(wèn)題的角度、研究對象的復雜性等因素,而且研究方法本身處于一個(gè)在不斷地相互影響、相互結合、相互轉化的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程中,所以對于研究方法的分類(lèi)目前很難有一個(gè)完全統一的認識。常用的科學(xué)研究方法有:觀(guān)察法、調查法、歷史法、比較法、統計法、實(shí)驗研究法、行動(dòng)研究法等。
一、觀(guān)察法 觀(guān)察法是進(jìn)行教育科學(xué)研究常用的一種方法。研究者依據一定的目的和計劃,在自然條件下,對研究對象進(jìn)行系統的連續的觀(guān)察,并做出準確、具體和詳盡的記錄,以便全面而正確地掌握所要研究的情況。
觀(guān)察法的一般步驟是:(1)事先做好準備,制訂觀(guān)察計劃,先對觀(guān)察的對象作一般的了解,然后根據研究任務(wù)和研究對象的特點(diǎn),確定觀(guān)察的目的、內容和重點(diǎn),最后制定整個(gè)觀(guān)察計劃,確定進(jìn)行觀(guān)察全過(guò)程的步驟、次數、時(shí)間、記錄用紙、表格,以及所用的儀器等;(2)按計劃進(jìn)行實(shí)際觀(guān)察,在進(jìn)行觀(guān)察過(guò)程中,一般要嚴格按計劃進(jìn)行,必要時(shí)也可隨機應變,觀(guān)察時(shí)要選擇最適宜的位置,集中注意力并及時(shí)作記錄;(3)及時(shí)整理材料,對大量分散材料進(jìn)行匯總加工,刪去一切錯誤材料,然后對典型材料進(jìn)行分析,如有遺漏,及時(shí)糾正,對反映特殊情況的材料另作處理。二、調查法 調查法是研究者有計劃地通過(guò)親身接觸和廣泛考察了解,掌握大量的第一手材料,并在這一基礎上進(jìn)行分析綜合,研究有關(guān)教育實(shí)際的歷史、現狀及發(fā)展趨勢,找出科學(xué)的結論,以指導教育實(shí)踐的方法。
調查法一般是在自然的過(guò)程中進(jìn)行,通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)、開(kāi)調查會(huì )、發(fā)問(wèn)卷、測驗等方式去搜集反映研究現象的材料。調查法常同觀(guān)察法、歷史研究法、實(shí)驗法等配合使用。
調查法的步驟是:(1)準備,選定調查對象,確定調查范圍,了解調查對象的基本情況;研究有關(guān)理論和資料,擬定調查計劃、表格、問(wèn)卷和談話(huà)提綱等,規劃調查的程序和方法及各種必要的安排;(2)按計劃進(jìn)行調查,通過(guò)各種手段搜集材料,必要時(shí)可根據實(shí)際情況,對計劃作相應的調整,以保證調查工作的正常開(kāi)展;(3)整理材料,研究情況,包括分類(lèi)、統計、分析、綜合,寫(xiě)出調查報告。三、歷史法 歷史法強調一國的歷史傳統和民族特性對教育的決定性作用,注重廣泛搜集被研究國家教育的歷史文獻資料,鑒別和整理史料,分析比較被研究國家教育的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程,最后得出相應的結論。
四、比較法 比較法是對某類(lèi)教育現象在不同時(shí)期、不同社會(huì )制度、不同地點(diǎn)、不同情況下的不同表現,進(jìn)行比較研究,以揭示教育的普遍規律及其特殊表現的方法。采用比較法要注意各個(gè)國家的社會(huì )經(jīng)濟制度、政治制度、歷史傳統、科學(xué)和技術(shù)以及文化發(fā)展的水平、教育理論及其在實(shí)踐中的反映,等等,明確可比較的指標。
從而正確掌握某一國家教育發(fā)展的基本趨勢,明確可以借鑒和學(xué)習什么。 比較法的步驟是:(1)描述,準確、客觀(guān)地描述所要比較的教育現象的外部特征,為進(jìn)一步分析、比較提供必要的資料;(2)整理,把搜集到的有關(guān)資料進(jìn)行整理,如做出統計材料,進(jìn)行解釋、分析、評價(jià),設立比較的標準等;(3)比較,對資料進(jìn)行比較和對照,找出異同和差距,提出合理運用的意見(jiàn)。
比較法的使用要同其他方法互相配合。五、統計法 統計法是通過(guò)觀(guān)察、測驗、調查、實(shí)驗,把得到的大量數據材料進(jìn)行統計分類(lèi),以求得對所研究的教育現象作出數量分析的結果的方法。
這是數理統計方法在教育方面的應用。在教育實(shí)際工作中,經(jīng)常使用描述統計研究情況,如整理實(shí)驗或調查來(lái)的大量數據,找出這些數據分布的特征,計算集中趨勢、離中趨勢或相關(guān)系數等,將大量數據簡(jiǎn)縮,找出其中所傳遞的信息。
同時(shí),還可進(jìn)一步使用推斷統計法,即利用描述統計取得的信息,通過(guò)局部去推斷全局的情況。此外,近幾十年來(lái)隨著(zhù)統計學(xué)的發(fā)展,提出了實(shí)驗設計,要求在較嚴謹的實(shí)驗研究中檢驗設計中所列的自變量和因變量之間的關(guān)系。
統計法一般分為兩大步驟:(1)統計分類(lèi):整理數據,列成系統,分類(lèi)統計,制統計表或統計圖;(2)數量分析;通過(guò)數據進(jìn)行計算,找出集中趨勢、離中趨勢或相關(guān)系數等,從中找出改進(jìn)工作的措施。使用統計法,必須學(xué)會(huì )科學(xué)的推理方法和掌握統計計算的技術(shù)。
六、實(shí)驗研究法 實(shí)驗研究法是在人工控制教育現象的情況下,有目的有計劃地觀(guān)察教育現象的變化和結果的方法。實(shí)驗法可分為實(shí)驗室實(shí)驗法和自然實(shí)驗法。
前者基本上是在人工設置的條件下進(jìn)行,可借助各種儀器和現代技術(shù)。后者在日常教育工作的正常條件下進(jìn)行。
兩者都要保證受試者處在正常的狀態(tài)中。 實(shí)驗法一般分三種:(1)單組法:就一個(gè)組或班進(jìn)行實(shí)驗,看施加某一實(shí)驗因子與不施加實(shí)驗因子,或在不同時(shí)期施加另一實(shí)驗因子在效果上有什么不同;(2)等組法:就各方面情況相等的兩個(gè)班或組,分別施以。
研究方法,一般包括文獻調查法、觀(guān)察法、文獻研究法、跨學(xué)科研究法、個(gè)案研究法等等。
1、調查法
調查法是科學(xué)研究中最常用的方法之一。調查法中最常用的是問(wèn)卷調查法,它是以書(shū)面提出問(wèn)題的方式搜集資料的一種研究方法,即調查者就調查項目編制成表式,分發(fā)或郵寄給有關(guān)人員,請示填寫(xiě)答案,然后回收整理、統計和研究。
2、觀(guān)察法
觀(guān)察法是指研究者根據一定的研究目的、研究提綱或觀(guān)察表,用自己的感官和輔助工具去直接觀(guān)察被研究對象,從而獲得資料的一種方法。科學(xué)的觀(guān)察具有目的性和計劃性、系統性和可重復性。
3、文獻研究法
文獻研究法是根據一定的研究目的或課題,通過(guò)調查文獻來(lái)獲得資料,從而全面地、正確地了解掌握所要研究問(wèn)題的一種方法。文獻研究法被廣泛用于各種學(xué)科研究中。
4、跨學(xué)科研究法
運用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進(jìn)行綜合研究的方法,也稱(chēng)“交叉研究法”。科學(xué)發(fā)展運動(dòng)的規律表明,科學(xué)在高度分化中又高度綜合,形成一個(gè)統一的整體。
據有關(guān)專(zhuān)家統計,現在世界上有2000多種學(xué)科,而學(xué)科分化的趨勢還在加劇,但同時(shí)各學(xué)科間的聯(lián)系愈來(lái)愈緊密,在語(yǔ)言、方法和某些概念方面,有日益統一化的趨勢。
5、個(gè)案研究法
個(gè)案研究法是認定研究對象中的某一特定對象,加以調查分析,弄清其特點(diǎn)及其形成過(guò)程的一種研究方法。
參考資料來(lái)源:搜狗百科——研究方法
科學(xué)探究常用的方法有觀(guān)察法、實(shí)驗法、調查法和資料分析法等.觀(guān)察是科學(xué)探究的一種基本方法.科學(xué)觀(guān)察可以直接用肉眼,也可以借助放大鏡、顯微鏡等儀器,或利用照相機、錄像機、攝像機等工具,有時(shí)還需要測量.科學(xué)的觀(guān)察要有明確的目的;觀(guān)察時(shí)要全面、細致、實(shí)事求是,并及時(shí)記錄下來(lái);要有計劃、要耐心;要積極思考,及時(shí)記錄;要交流看法、進(jìn)行討論;實(shí)驗方案的設計要緊緊圍繞提出的問(wèn)題和假設來(lái)進(jìn)行.一般步驟:發(fā)現并提出問(wèn)題;收集與問(wèn)題相關(guān)的信息;作出假設;設計實(shí)驗方案;實(shí)施實(shí)驗并記錄;分析實(shí)驗現象;得出結論.觀(guān)察和實(shí)驗是科學(xué)探究的最基本方法.它是科學(xué)家用來(lái)獲得事實(shí)和證據重要方法.故答案為:觀(guān)察 實(shí)驗 事實(shí) 證據。
1、教育觀(guān)察法
教育研究中的觀(guān)察法即人們有目的、有計劃地借助于感官或輔助儀器,對處于自然狀態(tài)下的客觀(guān)事物進(jìn)行系統感知,從而獲取經(jīng)驗事實(shí)的一種方法。
教育觀(guān)察法的分類(lèi):自然觀(guān)察法與實(shí)驗觀(guān)察法,直接觀(guān)察法與間接觀(guān)察法。
自然觀(guān)察法是在自然發(fā)生的條件下,在對觀(guān)察對象不加變革和控制的狀態(tài)下進(jìn)行的觀(guān)察;實(shí)驗觀(guān)察法是在控制條件的情形下進(jìn)行的觀(guān)察。
直接觀(guān)察法是指直接通過(guò)感官考察研究對象的方法;而間接觀(guān)察法是人的感官通過(guò)儀器觀(guān)察研究對象的方法
2、調查研究法
調查研究法是有目的、有計劃、有系統的搜集有關(guān)研究對象的現實(shí)狀況或歷史狀況的材料,發(fā)現問(wèn)題、揭示事物的規律,找出解決問(wèn)題的辦法。調查研究法一般和其他研究法配合使用。按調查對象的性質(zhì)和調查工作的方式,可以分為訪(fǎng)問(wèn)調查、問(wèn)卷調查、個(gè)案調查和文獻調查等。
調查研究法的步驟
第一步,做好調查的準備工作。首先要根據科研課題確定調查的題目是什么,比如對“高村溫泉呼雷湯”的研究。首先要確定調查對象,擬定調查研究的提綱,確定調查研究的具體方案,如調查的方式方法,調查的組織安排、人員分工,所需要的經(jīng)費等等。
第二步:具體實(shí)施調查。這是調查研究最關(guān)鍵的環(huán)節,科研工作是否取得成功,在多大程度上取得成功,具有多大的理論和應用價(jià)值,往往都取決于這一步。最大限度地獲得第一手真實(shí)的資料,是這一階段的根本目的。
第三步:對材料進(jìn)行研究分析。通過(guò)對所搜集到的資料進(jìn)行科學(xué)的整理,定性和定量相結合的分析,推斷出結論,找出問(wèn)題的癥結所在,思考解決問(wèn)題的辦法。
第四步:總結階段。根據資料分析研究所得出的結論,撰寫(xiě)調查報告,進(jìn)行課題總結。
3、文獻法
就是用書(shū)中的理論作為依據,推斷或驗證一個(gè)觀(guān)點(diǎn)的正確與否。也就是我們要站在歷史的角度,站在前人的肩膀上進(jìn)行深入的研究。從中抽取出有規律性的東西為我所用,并在此基礎上,進(jìn)一步調查或者比較分析,展開(kāi)深層次的研究,從中總結出經(jīng)驗,尋找出規律。但一定要避免重復別人的東西。
4、教育實(shí)驗法
它是根據研究目的,人為地改變或創(chuàng )設條件,讓一種因素發(fā)揮作用,從而引起或產(chǎn)生某種現象,揭示事實(shí)之間的必然聯(lián)系和客觀(guān)規律的一種科學(xué)研究方法。教育實(shí)驗主要采用自然實(shí)驗法,也就是在自然的、正常的教育、教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行實(shí)驗,使學(xué)生保持常態(tài)。這樣的實(shí)驗結果才是可靠的、可信的、真實(shí)的,才具有科學(xué)價(jià)值。按實(shí)驗對象的分配方法把教育實(shí)驗分為單組實(shí)驗、等組實(shí)驗和循環(huán)實(shí)驗等。
單組實(shí)驗:比如說(shuō)一個(gè)地區、一個(gè)學(xué)校、一個(gè)年級或者一個(gè)班的學(xué)生,分期實(shí)施不同的實(shí)驗因素,每次對一個(gè)實(shí)驗因素的效果加以測量和分析。比如,“分層教學(xué)法在教學(xué)中的作用”的研究,就可以采用單組實(shí)驗法,通過(guò)對某個(gè)班級學(xué)生前后行為的變化,我們可以分析出分層教學(xué)法對教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生了多大的影響。
等組實(shí)驗:是選擇兩個(gè)條件相同或相似的組進(jìn)行實(shí)驗,一組施加實(shí)驗因素,另一組不施加這種實(shí)驗因素,通過(guò)兩組間的比較,來(lái)看實(shí)驗因素的效果。比如,“新型**訓練法對提高運動(dòng)成績(jì)的實(shí)驗研究”,我們就可以安排一個(gè)以傳統方法進(jìn)行訓練的對照組,來(lái)對照分析這種新型的訓練方法對提高運動(dòng)成績(jì)到底有多大的作用。
循環(huán)實(shí)驗:是把幾個(gè)實(shí)驗因素循環(huán)施加于幾個(gè)不同的實(shí)驗組,按照各實(shí)驗因素變化的總和來(lái)判定實(shí)驗結果。比如對“和諧教學(xué)法在英語(yǔ)教學(xué)中的作用”的研究,就可以通過(guò)循環(huán)實(shí)驗,輪流對不同的實(shí)驗班施測,通過(guò)最后的結果,綜合分析和諧教學(xué)法對學(xué)生學(xué)習行為改變的影響程度。
科學(xué)研究的流程基本相似,一般包括調研、研究、總結三個(gè)過(guò)程。
前期調研時(shí),可以參考并借助專(zhuān)利文獻、期刊、報紙等,避免科研工作的重復進(jìn)行,同時(shí)為自己的科研工作尋找幫助;
研究過(guò)程中,一旦有什么好的創(chuàng )意、想法,可以自行進(jìn)行檢索,只要有創(chuàng )新點(diǎn)立刻申報專(zhuān)利。
研究完成,可整理之前的專(zhuān)利文件,作專(zhuān)利規劃、部署。一定要等知識產(chǎn)權工作處理好后,再發(fā)表論文。
對于科研課題的獲得,可以從待解決的技術(shù)難題、問(wèn)題的再研究、技術(shù)的更新等方面下手。課題的研究過(guò)程,可以通過(guò)新的實(shí)驗、已有數據分析、理論假設等方法進(jìn)行。
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