假设驱动：科学研究的一般模式.docx

科学研究方法与论文写作 Scientific Methodology Scientific Paper Writing 卢宝荣 复旦大学 生命科学学院 复旦大学 卢宝荣 3. 假设驱动：科学研究的一般模式 科学研究是在正确的时间提出 正确的问题并使问题得以验证和 解释。 —— Lu 复旦大学 卢宝荣 基础科学研究的六步法则 5 建立理论 1 选题 （科学问题） 4 验证假设 3 建立假设 复旦大学 卢宝荣 以假设为驱动的科学研究方法 假设验证 科学问题 实验设计 实施) 分析 - 结论 - 发现 - 理论 科学假设 复旦大学 卢宝荣 提出科学问题是研究的 第一步！ 复旦大学 卢宝荣 .1 提出科学问题 提出问题往往比解决问题更重要，因为 解决问题也许是一个数学上或试验上的技 能而已。而提出新问题，则需要有创造性 和想象力，而且标志着科学的真正进步。 —— 爱因斯坦 复旦大学 卢宝荣 以假设为驱动的科学研究方法 假设验证 实验设计 实施) 分析 - 结论 - 发现 - 理论 科学假设 复旦大学 卢宝荣 如何提出科学问题 ? 学习、观察、思考 复旦大学 卢宝荣 伽利略的困惑？ 亚里士多德的物体运动理论： ? 分为“自然运动”和“人为运动” ? 地球中心——物体向地运动 亚里士多德 公元前384年-322 古希腊的哲学家 ? 重的物体下落快，轻的物体下落慢 ? 人为运动和自然运动无大差别 ? 轻的物体和重的物体绑在一起下落， 是更快还是更慢？ ? 指出亚里士多德的重物体掉落速度快 伽利略 于轻物体的主张是错误的 1564-1642 复旦大学 卢宝荣 A 科学问题的种类 ? Wha ? – 事物的属性（Patter ） ? Ho ? – 事物之间的运动规律 （Proces ） ? Wh ? – 事物运动规律的本质或 机制 （Mechanism） 复旦大学 卢宝荣 B. 提出科学问题重要的原则 ? 科学性（Scientifically soli ） ? 创新性（Novelt ） ? 重要性（Values importanc ）重 大理论价值 社会需求（scientific social value ） ? 可验证性 （Feasibilit ） ? 普适性（generalizabilit ） ? 联系性（interconnectednes ） 复旦大学 卢宝荣 提出的科学问题： ? 简单 ? 明确、无歧意 ? 可验证 复旦大学 卢宝荣 C. 科学问题的来源 ? 观察 ? 探索分析 ? 实践经验 ? 意外实验结果 ? 思考 ? … … 复旦大学 卢宝荣 找到导致科学问题的原因并 将其转化为科学假设 提出问题: ? Brainstorming 问题? ? 讨论 ? 分析 ? 争辩 假设 原因 1 2 3 . Ranking 复旦大学 卢宝荣 Questions 复旦大学 卢宝荣 案例分析 1 提出科学问题 与稻米相关的案例 复旦大学 卢宝荣 提出科学问题 复旦大学 卢宝荣 What is weedy rice 杂草稻)? 复旦大学 卢宝荣 复旦大学 卢宝荣 杂草稻 稻田中长得像水稻但是杂 草的植物 ? 杂草稻对水稻生产带来很多问题 复旦大学 卢宝荣 复旦大学 卢宝荣 复旦大学 卢宝荣 杂草稻的性状 ? 杂草性 – ? 种子落粒性 – √ ? 种子休眠性 – √ ? 红色种皮 – ? 芒 – 复旦大学 卢宝荣 问题 ? ? 我国北部采集的杂草稻能立即萌发 ? 也没有诱导的二次休眠性 复旦大学 卢宝荣 Three questions ? 1 Do seeds of all WR have dormancy ? 2 If not, can no dormant WR seeds survive through winter ? 3 If yes, what mechanisms regulate WR seed germination after fall into soil ? 复旦大学 卢宝荣 D. Brain storming practice Formulate a scientific question 复旦大学 卢宝荣 关于雾霾的空气 ? ? Question 1 ? ? Question 2 ? ? Question 3 ? ? … … ? 复旦大学 卢宝荣 科学问题头脑风暴小结 ? 雾霾多发城市之间有哪些共性？ ? 雾霾与城市化过程有何关系？ ? 雾霾在全国分布的特点如何？ ? 城市整体设计结构是否影响雾霾的形成？ ? 雾霾对呼吸道疾病发病率有何影响？ ? 雾霾中引起呼吸道疾病的主要成分有哪些？ ? 雾霾浓度与持续时间对人体的影响程度如何？ ? 雾霾引起心血管疾病的机制是什么？ 复旦大学 卢宝荣 3.2 提