第2章 科研基本方法与创新.ppt

第2章 科技研究基本方法 2.1 研究方法分类 2.3 分析与综合法 理论模型 特点 经验模型 特点 模拟 类型 模拟也称仿真（Simulation），是模型化 的继续。基本上可以分为三类： ① 几何模拟；② 数字模拟；③ 物理模拟 ① 关系式较复杂，有物理意义； ② 理论意义，与实际差异大； ③ 分析和推导的难度较大。 ① 数理统计分析得到关系式； ② 性质是唯象的或半唯象的； ③ 应用范围限制。 例2-12 模拟验证伽马射线摧毁地球6成生命 科学家提出 地球上生命可能被宇宙伽马射线大爆 炸毁灭过。 → 很难找到直接证据 美国堪萨斯大学的科学家通过计算机模拟计算，证明了 伽马射线摧毁地球6成生命。 模拟实验 结果 博士生托马斯在导师指导下，建立计算机数字模型进行模拟计算，发现一次4.5亿年前在离地球6000光年处发生的仅持续10秒的伽马射线大爆炸，竟然能毁灭地球60%以上的生命。主要是毁坏大部分臭氧层。 * 科技研究方法是指在研究中发现新现象\新事物,或 提出新理论\新观点,揭示事物内在规律的工具或手段,是 运用智慧进行科学思维的技巧. 包括:文献调查法\观察法\思辩法\概念分析法\比 较研究法等.不同的角度有不同的分类方法. 获取科学事实的方法 观察方法,实验方法 科学思维方法 逻辑方法:分析与综合,归纳与演绎,类比等 非逻辑方法:直觉,灵感,创造性思维 数学方法:一元回归,多元回归等 假设检验与 理论方法 逻辑分析,实践检验,证实与证伪,判决性实验; 理论构建,公理化方法,抽象到具体的方法 技术方法 技术预测:类比性预测,归纳性预测等 技术评估:效果评估法,多目标评估法,环境评估 原理构思:实验提升,自然模拟等 工程设计方法 系统科学方法 系统分析法,信息方法,反馈控制法,黑箱法, 系统规划方法,功能对比法,自组织理论方法 2.2 归纳与演绎法 推理是根据一 个或一些判断得 到另一个判断的 思维形式。 归纳法 演绎法 2.2.1 归纳法 （1）求同法 因素 对象 A、B、C → a A、D、E → a A、F、G → a ∴ A → a（A是a的原因） 求同法是从不同的场合中寻求相同的因素 一、 归纳法的主要类型与特点 特点：①个别→一般； ②结果有一定的可靠依据； ③具有或然性。 左图为门捷列夫元素周期表初稿 1869年 门捷列夫将已有的数据进行归纳，于1869年确定了化学元素性质与原子量之间关系。归纳概括出了化学元素的周期律。门捷列夫又以这普遍规律为指导，进行演绎推理，预言了当时尚未发现的新元素Al、B、Si、Sc等元素。 但在当时大多数科学家对此都进行了不同程度的批评。 例2-1 元素周期律 （2）求异法 因素 对象 A、B、C → a B、C → 不 a ∴ A → a A是a的原因，有因果关系 从两种场合的差异中找出事物的因果关系 例子 钟声在空气中响能听到， 在真空中听不到 →声音是在空气中传播的。 （3）同异并用法 把求同法和求异法两种推理形式结合起来寻求研究对象的因果关系。 （4）剩余法 在一组复杂的自然事物或现象中，排除已有因果关系后，来研究其它现象产生的原因。实质上是求异法的变种。 实例 居里夫人观察到沥青铀矿的放射线 要比已知铀量的放射线强许多倍。经分 析推测：除铀以外，剩余的放射线强度 肯定是由于其它元素引起的。经过试验 和提炼，终于又发现了镭。 二、 归纳法的作用与局限性 实例 生吞鱼胆新丧人命 鸡苦胆→治百日咳； 猪苦胆→治气管炎； 蛇苦胆→治风湿。 →鱼胆能美容。 一妇女生吞鱼胆丧人命。 —— 卫生与生活报,1993.1报道 归纳法具有一定的科学性：科学研究也是从积累大量 数据到概括出一般原理的过程；归纳法具有很大的创造性， 主要用于科学发现。 归纳法有局限性。是一种或然性的推理方法。 2.2.2 演绎法 一、 演绎法的作用与局限性 1）用逻辑推理方式为科学知识提供逻辑证明 2）演绎法也是解释和预见科学事实、提出科 学假说的重要方法 3）演绎推理在检验假说中也有很重要的作用 4）演绎法的局限性 结论包含在前提中→难以作出新的概括 结论可靠性受到前提制约→不绝对可靠的