学科带头人的科学研究能力与研究方向省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、学科带头人科学研究能力与研究方法清华大学:覃征 教授年7月第1页一、科学研究能力基本素质一、科学研究能力基本素质 二、科学研究主要方法二、科学研究主要方法 2第2页科学是认识世界学问,技术是改造世界学问,工程科学是认识世界学问,技术是改造世界学问,工程是改造世界实践。从这么三个层次来看,当代科学技术是改造世界实践。从这么三个层次来看,当代科学技术已经有了巨大发展,人类对客观世界认识越来越深刻,已经有了巨大发展,人类对客观世界认识越来越深刻,改造客观世界能力也越来越强。今天,科学技术对客观改造客观世界能力也越来越强。今天,科学技术对客观世界研究与探索,已从渺观、微观、宏观、宇观直到胀世界研究与探
2、索,已从渺观、微观、宏观、宇观直到胀观五个层次时空范围,可用下列图来表示:观五个层次时空范围,可用下列图来表示:3第3页4第4页科学研究就是创造知识和整理知识工作,在我们现科学研究就是创造知识和整理知识工作,在我们现在有科学技术基础上。科学研究必须有一个新结果作为在有科学技术基础上。科学研究必须有一个新结果作为衡量,这个新结果是一个创造性衡量,这个新结果是一个创造性 劳动,它可能是新发觉,劳动,它可能是新发觉,也可能是新理论,也可能是新方法,也可能是一个器械也可能是新理论,也可能是新方法,也可能是一个器械或者是一个材料等等。总而言之,科学研究就要求我们或者是一个材料等等。总而言之,科学研究就要
3、求我们在前人基础上要有创在前人基础上要有创 新。所以,整个科学研究工作应该新。所以,整个科学研究工作应该是创造性。是创造性。5第5页科学研究并没有一成不变方法,有些人埋头做科学科学研究并没有一成不变方法,有些人埋头做科学试验,经过细心观察发觉了新现象,如伦琴发觉试验,经过细心观察发觉了新现象,如伦琴发觉X X射线;射线;有些人按照概念做试验,像居里夫人,从大量矿石里面有些人按照概念做试验,像居里夫人,从大量矿石里面提炼出放射性元素提炼出放射性元素镭;有些人是从广泛搜集资料和观镭;有些人是从广泛搜集资料和观察,悟出一些观点,如达尔文进化论;也有些人提出了察,悟出一些观点,如达尔文进化论;也有些人
4、提出了一些新概念,像麦克斯韦电磁场理论还有爱因斯坦相对一些新概念,像麦克斯韦电磁场理论还有爱因斯坦相对论,还有一些是把不一样学科组织联络起来,像维纳提论,还有一些是把不一样学科组织联络起来,像维纳提出来控制论。因之,取得创造性路径并不是一成不变。出来控制论。因之,取得创造性路径并不是一成不变。6第6页治学三种境界治学三种境界王国维先生是民国早期一个大学者,国学大师,而王国维先生是民国早期一个大学者,国学大师,而且他是一个美学家,他在人间词话中有一篇短文,且他是一个美学家,他在人间词话中有一篇短文,叫叫“三种境界三种境界”。这篇文章实际上是把宋朝三个词人词。这篇文章实际上是把宋朝三个词人词摘抄下
5、来,这三段词实际上都是描写男女之间爱情:相摘抄下来,这三段词实际上都是描写男女之间爱情:相思之情,追慕之情、热恋之情。他用来描写我们治学三思之情,追慕之情、热恋之情。他用来描写我们治学三种境界。种境界。7第7页第一个境界,第一个境界,“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路,天涯路,”这个境界描写迎着困难,勇于攀登。这个境界描写迎着困难,勇于攀登。第二个境界,第二个境界,“衣带渐宽终不悔,惟伊消得人憔悴。衣带渐宽终不悔,惟伊消得人憔悴。”不论多大不论多大 代价,终不后悔,这是描写研究探索情景。代价,终不后悔,这是描写研究探索情景。第三是第三是“众里寻他千众里寻他千b
6、aidubaidu,蓦然回首,那人却在灯,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。火阑珊处。”几经艰辛奋斗,突然受到启发,顿时恍然几经艰辛奋斗,突然受到启发,顿时恍然大悟,原来事大悟,原来事 物奥秘,正隐藏在物奥秘,正隐藏在“灯火阑珊处灯火阑珊处”,这,这是茅塞顿开、灵感突现情景。是茅塞顿开、灵感突现情景。治学三种境界治学三种境界8第8页这三个阶段也能够认为是三个时期。科学研究上,这三个阶段也能够认为是三个时期。科学研究上,第一个叫准备期,高瞻远瞩、构想沉思准备阶段;第二第一个叫准备期,高瞻远瞩、构想沉思准备阶段;第二叫做探索期,覃思苦虑、孜孜以求探索阶段;第三个叫叫做探索期,覃思苦虑、孜孜以求探索阶段
7、;第三个叫豁朗期,不停追求、终有顿悟收获阶段。豁朗期,不停追求、终有顿悟收获阶段。治学三种境界治学三种境界9第9页科学研究路径科学研究路径 第一要有疑问和疑难问题提出。第一要有疑问和疑难问题提出。你对这个问题要有疑问,因为疑问是思想起点,一切你对这个问题要有疑问,因为疑问是思想起点,一切有用思想都起源于疑问。有疑问并不等于能提出问题。尤有用思想都起源于疑问。有疑问并不等于能提出问题。尤其是有些看法似乎已经是常识,是传统看法,是权威结论,其是有些看法似乎已经是常识,是传统看法,是权威结论,虽有疑问,却不敢提出问题。所以疑难问题提出并不是轻虽有疑问,却不敢提出问题。所以疑难问题提出并不是轻易事情,
8、包含我们现在来说,我们都有这么问题。对科学易事情,包含我们现在来说,我们都有这么问题。对科学来说,科学是始于问题,问题是最主要。因为问题是科学来说,科学是始于问题,问题是最主要。因为问题是科学发展动力;问题推进了理论产生,推进了科学前进;问题发展动力;问题推进了理论产生,推进了科学前进;问题是我们认识活动起点。所以,我以为我们要学会提出问题,是我们认识活动起点。所以,我以为我们要学会提出问题,所以先有疑问,后有问题。所以先有疑问,后有问题。10第10页问题从什么地方来呢?就是从实践来,从书本知识问题从什么地方来呢?就是从实践来,从书本知识来,从信息资料来,从自己经验来。所以,提出问题对来,从信
9、息资料来,从自己经验来。所以,提出问题对是非常主要。因之,当我们研究这一问题时,我们要搞是非常主要。因之,当我们研究这一问题时,我们要搞清楚前人在这上面处理了什么,他们推进了什么,他们清楚前人在这上面处理了什么,他们推进了什么,他们有什么认识,他们有什么经验,他们理论和方法是什么,有什么认识,他们有什么经验,他们理论和方法是什么,漏洞是什么?还要分析和比较事物各个发展阶段异同,漏洞是什么?还要分析和比较事物各个发展阶段异同,找出它问题,所以我以为需要提出疑难问题。这里面就找出它问题,所以我以为需要提出疑难问题。这里面就有一个有一个“疑疑”,一个,一个“问问”问题。提出问题,对我们搞问题。提出问
10、题,对我们搞科学研究人是一个基本功。科学研究人是一个基本功。科学研究路径科学研究路径 11第11页当然,提出问题有很多路径了。不过我想讲一点,当然,提出问题有很多路径了。不过我想讲一点,比喻说我们发觉理论内部有逻辑矛盾,也可能有些理论比喻说我们发觉理论内部有逻辑矛盾,也可能有些理论结构上不符合简单性和普遍性要求,也有时候可能不能结构上不符合简单性和普遍性要求,也有时候可能不能做出一个统一理论说明。研究时,我们要从多方面来考做出一个统一理论说明。研究时,我们要从多方面来考虑这个人提出这么问题,这个问题他处理了没有?处理虑这个人提出这么问题,这个问题他处理了没有?处理到什么程度?还有什么没处理。到
11、什么程度?还有什么没处理。科学研究路径科学研究路径 12第12页第二,提出问题以后,要怎么做呢?我们要寻找研第二,提出问题以后,要怎么做呢?我们要寻找研究这个问题突破口。我们要思索,前人走了这条道路,究这个问题突破口。我们要思索,前人走了这条道路,为何不走另外一条道路呢?为何前人走这条路上为何不走另外一条道路呢?为何前人走这条路上 没有走没有走通,症结在哪里?等等。现在我们主要自己要来找突破通,症结在哪里?等等。现在我们主要自己要来找突破口。这个突破口也就是切入点,就是你从哪个方向来切口。这个突破口也就是切入点,就是你从哪个方向来切入这个问题。这个时候,普通来说有两个方法,入这个问题。这个时候
12、,普通来说有两个方法,一个方一个方法是我们来找问题里面空白点,寻找它还没有开发处女法是我们来找问题里面空白点,寻找它还没有开发处女地。另外我们能够把另一个领域东西和方法移植过来处地。另外我们能够把另一个领域东西和方法移植过来处理问题。这就是为何我们提出交叉学科,把其它学科东理问题。这就是为何我们提出交叉学科,把其它学科东西移到我学科,这往往是很奏效。这么,我们也能够找西移到我学科,这往往是很奏效。这么,我们也能够找到一个突破口。到一个突破口。科学研究路径科学研究路径 13第13页第三,确定突破口之后,我们要提出一个假设,因第三,确定突破口之后,我们要提出一个假设,因为研究工作往往本身是提出假设
13、,寻找证据。我们依据为研究工作往往本身是提出假设,寻找证据。我们依据信息库中信息(文件资料、试验、经验和理论知识),信息库中信息(文件资料、试验、经验和理论知识),从现实出发,针对问题提出猜测性假说或处理方案。从现实出发,针对问题提出猜测性假说或处理方案。第四,提出假说后,就要找证据,以证据来判断、第四,提出假说后,就要找证据,以证据来判断、来说明自己假说来说明自己假说“正确正确”和和“真实真实”。假说提出之后,。假说提出之后,要在观察、试验、生产中应用这些假说于实践并检验以要在观察、试验、生产中应用这些假说于实践并检验以前评价。这叫前验评价,它是在一系列试验、抽象或数前评价。这叫前验评价,它
14、是在一系列试验、抽象或数学方程上搭建起来。学方程上搭建起来。科学研究路径科学研究路径 14第14页取得课题素质取得课题素质纵向课题:善于跟踪学科前沿、善于总结研究问题、善纵向课题:善于跟踪学科前沿、善于总结研究问题、善于组织申请资料。于组织申请资料。横向课题:善于理论联络实际、善于应用推广结果、善横向课题:善于理论联络实际、善于应用推广结果、善于工程实践于工程实践15第15页组织课题素质组织课题素质合理团体配置合理团体配置合理任务分工合理任务分工合理奖惩机制合理奖惩机制16第16页完成课题素质完成课题素质研究结果精练升华研究结果精练升华研究结果显示程度研究结果显示程度研究结果知识保护研究结果知
15、识保护17第17页一、科学研究能力基本素质一、科学研究能力基本素质二、科学研究主要方法二、科学研究主要方法18第18页科学研究方法层次科学研究方法层次 (一)哲学方法(一)哲学方法这是一切科学最普遍方法,适合用于自然科学、社这是一切科学最普遍方法,适合用于自然科学、社会科学和思维科学。会科学和思维科学。哲学研究法又称为全学科方法。这类方法适用范围哲学研究法又称为全学科方法。这类方法适用范围最广,含有最普遍方法论意义,不论是社会科学整体,最广,含有最普遍方法论意义,不论是社会科学整体,还是自然科学整体,包含当前已经存在一切学还是自然科学整体,包含当前已经存在一切学 科和今后科和今后将要出现全部新
16、学科在内科学整体,这类方法都适用。将要出现全部新学科在内科学整体,这类方法都适用。哲学是自然科学和社会科学总结和高度概括,所以,用哲学是自然科学和社会科学总结和高度概括,所以,用哲学观点去观察和分析问题、研哲学观点去观察和分析问题、研 究问题效果怎样,取决究问题效果怎样,取决于哲学观点,即宇宙观和历史观是否正确。哲学发展史于哲学观点,即宇宙观和历史观是否正确。哲学发展史证实,只有马克思主义宇宙观和历史观,才是唯一正确、证实,只有马克思主义宇宙观和历史观,才是唯一正确、科学宇宙观和历科学宇宙观和历 史观。史观。19第19页(二)普通研究法(二)普通研究法这是指对某类学科详细研究过程中所使用方法。
17、在这是指对某类学科详细研究过程中所使用方法。在普通研究法中,又分为三类:一类是经验方法,即调查、普通研究法中,又分为三类:一类是经验方法,即调查、观察、试验等;第二类是理论方法,如科学抽象、数据观察、试验等;第二类是理论方法,如科学抽象、数据处理、逻辑推理等;第三类是综合方法。处理、逻辑推理等;第三类是综合方法。(三)专门研究法(三)专门研究法这是指对专门问题所采取特殊研究方法,如物理学这是指对专门问题所采取特殊研究方法,如物理学中光谱分析法。中光谱分析法。科学研究方法层次科学研究方法层次 20第20页科学研究方法层次科学研究方法层次 专门专门研究方法研究方法 一般研究方法一般研究方法 哲学方
18、法哲学方法 科学研究方法层次科学研究方法层次 21第21页一个完整科学认识过程,往往要经历感性认识、理一个完整科学认识过程,往往要经历感性认识、理性认识及其复归到实践等阶段,而各个阶段都有与各种性认识及其复归到实践等阶段,而各个阶段都有与各种详细内容相对应科学方法。伴随当代科学发展,尤其是详细内容相对应科学方法。伴随当代科学发展,尤其是系统论、控制论和信息论等横向性学科出现,极大地丰系统论、控制论和信息论等横向性学科出现,极大地丰富了科学研究方法内容。这些科学研究方法为人们科学富了科学研究方法内容。这些科学研究方法为人们科学认识,提供了强有力主观伎俩认识工具。认识,提供了强有力主观伎俩认识工具
19、。22第22页普通研究法能够划分为三大类型。普通研究法能够划分为三大类型。(一)经验方法(一)经验方法 普通说来,科学研究就是追求知识或处理问题一项普通说来,科学研究就是追求知识或处理问题一项系统活动;有待处理问题都是与研究对象本质和规律相关系统活动;有待处理问题都是与研究对象本质和规律相关问题,而本质和规律是隐藏在现象中,即在问题,而本质和规律是隐藏在现象中,即在 经验材料背经验材料背后。只有在关于对象经验材料十分完备、准确可靠时,才后。只有在关于对象经验材料十分完备、准确可靠时,才能在这些材料基础上建立正确概念和理论,揭示对象本质能在这些材料基础上建立正确概念和理论,揭示对象本质和规律,才
20、能处理科研课题,即处理科学问题。取得经验和规律,才能处理科研课题,即处理科学问题。取得经验材料方法就是经验方法,通常包含以下四个方面:材料方法就是经验方法,通常包含以下四个方面:科学研究方法类型科学研究方法类型 23第23页1 1文件研究法文件研究法自然科学发展有很强历史继承性,文件研究就是为了自然科学发展有很强历史继承性,文件研究就是为了对所要处理问题有个全方面历史了解。有了这种了解,才对所要处理问题有个全方面历史了解。有了这种了解,才能站在前人肩膀上,把前人和当代结果作为深入前进起点,能站在前人肩膀上,把前人和当代结果作为深入前进起点,不重复前人已经做过工作,防止前人已经走过弯路,把精不重
21、复前人已经做过工作,防止前人已经走过弯路,把精力放在创造性研究上。力放在创造性研究上。文件研究法就是相关专业文摘、索引、工具书、光盘文件研究法就是相关专业文摘、索引、工具书、光盘以及以及InternetInternet信息资源等文件检索方法以及判别文件真伪、信息资源等文件检索方法以及判别文件真伪、发挥文件价值与创造性地利用文件方法。发挥文件价值与创造性地利用文件方法。科学研究方法类型科学研究方法类型 24第24页2 2社会调查法社会调查法社会调查法就是人们有目标、有意识地对社会现象社会调查法就是人们有目标、有意识地对社会现象进行考查,从中取得来自社会系统中各种要素和结构直进行考查,从中取得来自
22、社会系统中各种要素和结构直接资料一个方法。依据调查目标、调查对象和调查内容接资料一个方法。依据调查目标、调查对象和调查内容不一样,社会调查法可分为访问调查、问卷调查、个案不一样,社会调查法可分为访问调查、问卷调查、个案调查等各种方法。在人文科学研究中,经常使用问卷调调查等各种方法。在人文科学研究中,经常使用问卷调查法。查法。3 3实地观察法实地观察法实地观察法是研究者有目标、有计划地利用自己感实地观察法是研究者有目标、有计划地利用自己感觉器官或借助科学观察仪器,直接了解当前正在发生、觉器官或借助科学观察仪器,直接了解当前正在发生、处于自然状态下社会现象方法。处于自然状态下社会现象方法。科学研究
23、方法类型科学研究方法类型 25第25页4 4 试验研究法试验研究法 试验作为一个科学认识方法,开始是应用于自然科学领试验作为一个科学认识方法,开始是应用于自然科学领域,以后逐步移植到社会科学领域。试验研究法是试验者有域,以后逐步移植到社会科学领域。试验研究法是试验者有目标、有意识经过改变一些社会环境实践活目标、有意识经过改变一些社会环境实践活 动,来认识试验动,来认识试验对象本质及其规律方法。试验研究法基本要素是试验者,即对象本质及其规律方法。试验研究法基本要素是试验者,即试验研究中有目标、有意识活动主体;试验对象,即试验研试验研究中有目标、有意识活动主体;试验对象,即试验研究所要认识客体;究
24、所要认识客体;试验环境和伎俩,即试验对象所处社会条试验环境和伎俩,即试验对象所处社会条件。在自然科学技术试验研究中,试验环境就是利用当代信件。在自然科学技术试验研究中,试验环境就是利用当代信息技术进行科研活动特定社会条件;其试验伎俩就是借助当息技术进行科研活动特定社会条件;其试验伎俩就是借助当代信息技术进行刺激、干预、控制、检测试验对象活动。试代信息技术进行刺激、干预、控制、检测试验对象活动。试验研究过程,就是这些要素相互作用、相互影响过程。验研究过程,就是这些要素相互作用、相互影响过程。科学研究方法类型科学研究方法类型 26第26页(二)理论方法(二)理论方法 要到达完整科学认识,仅仅利用经
25、验方法是不够,要到达完整科学认识,仅仅利用经验方法是不够,还必须利用科学认识理论方法对调查、观察、试验等所还必须利用科学认识理论方法对调查、观察、试验等所取得感性材料进行整理、分析,把原来属于零碎取得感性材料进行整理、分析,把原来属于零碎 、片面、片面和表面感性材料进行加工,使之上升为本质、深刻和系和表面感性材料进行加工,使之上升为本质、深刻和系统理性认识。科学研究法中理论方法就是提供这种从感统理性认识。科学研究法中理论方法就是提供这种从感性认识向理性认识飞跃切实可性认识向理性认识飞跃切实可 行、详细思索方法与加工行、详细思索方法与加工处理步骤方法。它主要包含两个方面:处理步骤方法。它主要包含
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