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博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

第三章科研方法与思维方式

第一节典型科研方法

探索自然科学的奥秘是一项艰苦而又光荣的事业，它需要研究者以坚定的信

念、顽强的意志和不懈的努力去探索和追求；同时，也要有正确的科研方法做指

导才能有效地进行。方法问题是科研工作中的一个重要问题，事关科研工作的成

效。科研方法是历代科学工作者集体智慧的结晶，是从事科学研究及技术发明的

有效工具。

一．科研方法的层次

1．哲学方法

这是最根本的思维方法，是研究各类方法的理论基础和指导思想，对一切科

学（包括自然科学、社会科学和思维科学）具有最普遍的指导意义，是研究方法

体系的最高境地。

2．一般方法

一般方法是特殊方法的归纳与综合，它以哲学方法为指导，对各门学科研究

具有较普遍的指导意义，也是连接哲学方法与特殊方法之间的纽带和桥梁。

3．特殊方法

特殊方法是适用于某个领域、某类自然科学或社会科学的专门研究方法，是

构建研究方法体系大厦的基础。于各门学科具有自身的研究对象和特点，因此其

研究方法各有所长。

二．典型的科研方法

(一)观察

1．观察方法：观察方法是探索未知世界的窗口。

2．观察的意义：科学始于观察，积累原始资料，是科学发现和技术发明的

重要手段。

3．观察的原则：客观性原则，全面性原则，典型性原则，辩证性原则。

4．观察的种类：直接观察，间接观察。

博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

5．观察的偏差：主观因素，客观因素。

(二)实验

1．实验方法：实验是发现科学奥秘的钥匙。

2．实验新特点：规模扩大化，测量精密化，操作自动化等。

3．实验的作用：简化和纯化研究对象，加速或延缓研究过程。

4．实验的类型：根据实验方式、作用、对象等因素，有多种分类方式。

5．实验的要求：规范，详细，真实，重复等。

6．实验的缺陷：实验假象，实验误差，实验限制等。

(三)模拟

1．模拟方法：以相似理论为基础的一种理想化数值分析方法。

2．模拟的特点：在一定程度上可再现模型的运动规律。

3．模拟的种类：模拟有多种分类形式，如物理模拟、数学模拟、智能模拟

等。

4．模拟的作用：缩短研制周期，培训复杂技术操作人员，安全迅速，节约

高效。

5．模拟的不足：可用于最初实验研究，但不能代替真实的实验。

(四)数学

1．数学方法：利用简明精确的形式化语言进行定量描述客观规律。

2．数学方法的特点：高度抽象，精确性，逻辑性等。

3．数学方法的作用：为各门科学研究提供定量分析和理论计算方法。

4．数学模型的类别：确定型、随机型、模糊型和突变型等。

6．数学模型的建立：数学模型建立流程如图4所示。

现实对象物理抽象理想化的物数学抽象

数学模型

（原型）理模型

视其近似程度验证