第二讲科学问题、科学理论与科研选题
科学问题与科研选题

雷锦程 南方医科大学马克思主义学院
科学问题与科研选题方法
• 问题在科学认识中的地位 • 问题的来源 • 科研选题方法
问题在科学认识中的地位
提问: 科学研究从何处入手? 科学研究的起点在哪?
两种回答:
• 科学研究始于观察: 亚里土多德的“归纳--演绎”程序 理论 牛顿的“分析--综合”程序观 • 科学研究始于问题: 波普尔的观点
Case:
伦琴发现X-ray的过程:
日常生活经验:
结论
• 问题是科学研究的真正起点 • 观察只能发现事实,问题引导人们探索
意义
• 科学研究始于观察: 自发的、消极被动的活动 • 科学研究始于问题: 积极主动的探索活动
问题对科学研究的重大价值意义
爱因斯坦: “提出一个问题比解决一个问题更为重 要,因为解决问题也许仅是一个数学上或 实验上的技能而已;而提出新的问题,新 的可能性,从新的角度去看旧的问题,却 需要有创造性的想象力,而且标志着科学 的真正进步。”
• • • • • 需要性原则 科学性原则 创造性原则 可行技法
1、搜索矛盾法 2、追踪开拓法 3、需求分析法 4、专利分析法
二、课题转换的艺术
Thanks
问题的实质:矛盾
Case: 罗素悖论
科学问题—科学研究中所遇到的困难、疑惑
讨论: 问题与怀疑精神
问题的来源
一、从实践活动中来 二、从实践与理论的矛盾中来: 实践中观察到新现象:Case ,天王星轨道摄动、光电效应、黑体辐射 理论超前引导的技术问题:Case ,质能公式 三、从对同一事物或现象的不同理论解释的矛盾中来 Case ,元素周期律 四、理论自身的矛盾。有三种情形: A 由某个理论内部的逻辑矛盾而提出问题, Case:伽利略发现自由落体规律 B 由不同理论体系之间的矛盾而提出问题, Case :生物进化论与热力学第二定律间的矛盾--耗散结构论 C 由理论结构上不符合简单性与普遍性的要求而提出问题, Case :哥白尼日心学说的发现过程 五、各个知识领域之间的空白区
科学问题与科研选题

三、科技研究方向
• 1、科技研究方向: • 科技研究者在一定时期内的工作目 标,它规定着这个时期内科技研究 者研究的领域和内容。
科技研究方向
• 科技研究方向与科技方法的关系: • 科技研究方向制约着科技方法; • 科技方法是实现科技研究方向的手 段。
科技研究方向
• 科技研究方向与科研课题的关系: 全局与局部的关系。 • 科技研究方向是确定科研课题的依 据;科研课题是实现科技研究方向 的具体步骤。 • 科技研究方向是统率全局的战略目 标,科研课题是具体的研究题目和 研究内容。
科学问题
• 2、科学问题的来源 • 爱因斯坦指出:“提出一个问题往 往比解决一个问题更重要。”
科学问题
• 科学问题提出的途径: • (1)从新经验事实的解释中提出; • (2)从科技的空白区和结合部中提 出; • (3)从新事实与旧理论的冲突中提 出; • (4)从相互并存的多种假说中提出;
科学问题
科研选题与科研课题
• (2)科学性原则:要有科学事实根 据和科学理论依据。 • (3)创造性原则:要求课题具有先 进性、新颖性和突破性。 • (4)可能性原则:课题有可能完成 的主客观条件。
科研选题与科研课题
• 3、科研选题的一般程序(步骤): 问题调研——课题选择——课题论 证——课题确定(课题决策)。
科研选题与科研课题
• 5、科研课题的设计 • 科研课题的设计就是制定出完成 课题的实施方案或具体计划。 • 课题设计包括:专业理论设计和 实验设计。
科研选题与科研课题
• 专业理论设计是整个课题设计的理 论指导,是实现科学性和创造性的 关键。 • 实验设计是运用统计学的知识和方 法,在专业理论设计的基础上,保 证研究结果的精确性和可重复性。
科学问题和科研选题

科研领域活动结构的主要表现
• ①驱动评价结构。 • ②操作编码结构。 • ③存储提取结构。
二、科学问题
• • • • • 1,科学问题 2,科学问题的来源 3.科学研究始于问题 4,科学问题的分类 5,正确提出问题对于科研有重要意义
1,科学问题
• 问题:一种已知与未知的结合体、交界。 • 科学问题:
三、科研选题
1,科研选题:
• 为了实现某个特定目标所需要研究的一个或 一组科学问题。 • 作为科研启始步骤——万事开头难,关系到 科研方向、目标和内容,影响科研途径、方 法,决定成果水平、价值和发展前途。
2,科研选题一般步骤
• • • • • 文献调研和实际考察; 提出选题; 初步论证; 评议和确定课题。 不断反馈调节的过程,常常需要反复调 研、多次论证。
• 首先,要下大力气作好调查研究工作。 • 其次,要权衡自己的知识面和思维类型 。 • 再次,课题一经选定,就要竭尽全力按 照既定目标和计划进行研究,切忌三心 二意。 • 第四,冷静对待困难、挫折或失败。 • 第五,—课题论证与评价。
4,科研选题的基本原则
• 需要性(与社会、经济发展密切联系,或是与 学科发展本身需要密切联系;对于基础研究、 发展研究和试验应用要区别对待 • 创造性(科研是探索性工作,本质上要求创新, 其生命在于创新)
科学问题和科研选题
一、科学研究领域 二、科学问题
三、科研选题 四、科研论文的写作与投稿
一、科学研究领域
科学研究领域系指科研活动的范围及所涉 因素的总称。
邦格认为,科学研究领域主要由10个元素构成, 它们是:研究共同体,东道团体,对象域,哲学背景, 形式背景,专业背景,疑问点,知识储备,研究目标, 研究方法。
科学问题与科研选题

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科学问题的来源
爱因斯坦指出: ‚提出一个问题 往往比解决一个 问题更重要。‛
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科学问题的主要来源
(1)为寻求事实之间的联系提出问题;(七桥理论) (2)从理论与事实之间的矛盾中发现问题; (3)从某一理论内部的矛盾中发现问题; (4)从不同理论之间的分歧中发现问题; (5)从社会需求与已有生产技术手段的差距上发现问题。
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科研选题的意义
科研选题是每项科研工作的起点, 也是在整个研究过程中, 具有战略意义的首要环节, 它关系到科研工作的全局。科 研选题在科学研究中的意义, 主要表现在以下几个方面: (1) 科研选题制约科学研究的方向、目标和主要内容; (2) 科研选题直接影响科学研究的途径和方法; (3) 科研选题决定着科学研究的前途和价值。
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七桥理论
可一笔画的充要条件是它们是连通的,且奇顶点(通过此 点弧的条数是奇数)的个数为0或2。
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七桥理论
欧拉的这个考虑非常重要,也非常巧妙,它正表明了数学 家处理实际问题的独特之处——把一个实际问题抽象成合 适的‚数学模型‛。这种研究方法就是‚数学模型方法‛。 这并不需要运用多么深奥的理论,但想到这一点,却是解 决难题的关键。 1736年,欧拉在交给彼得堡科学院的《哥尼斯堡7座桥》 的论文报告中,阐述了他的解题方法。他的巧解,为后来 的数学新分支——拓扑学的建立奠定了基础。
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科学起源
科学一词,英文为science,源于拉丁文的scio,后来又 演变为scientin,最后成了今天的写法,其本意是‚知 识‛、‚学问‛。日本著名科学启蒙大师福泽瑜吉把 ‚science”译为‚科学‛ 。到了1893年,康有为引进并 使用‚科学‛二字。严复在翻译《天演论》等科学著作时, 也用‚科学‛二字。此后,‚科学‛二字便在中国广泛运 用。
第二讲科学技术研究过程中的问题与选题

第二讲科学技术研究过程中的问题与选题本章主要回顾科学技术方法论的历史发展,介绍自然科学研究的一般过程,着重针对科学问题和科研选题进行反思。
第一节回顾科学技术方法论的历史发展按照历史发展的顺序,科学技术方法论的历史发展可分为古代、近代和现代三个时期。
一、古代直觉、思辨、推理方法时期(远古至15世纪)1. 直观猜测方法德谟克利特的原子论,认为世界万物都是由石、水、气、火四种元素所组成;赫拉克利特的“火”,泰勒斯的“水”,毕达哥拉斯的“数”,中国的“阴阳五行说”,托勒密的“地球中心说”。
2. 逻辑推理方法德谟克利特—《论逻辑》主要研究归纳法亚利士多德—《工具篇》主要研究演泽法(三段论式)中国古代墨家——提出归纳与演绎的两种推理过程例:荀子:一是推而别之,别者有别,直到大别名(演绎);二是推而共之,共者有共,直到大共名(归纳)。
3. 逻辑推理与数学方法相结合①欧几里得:《几何原本》②毕达哥拉斯提出了勾股定理③阿基米德提出了浮力定律总之,古代自然科学技术发展的水平很低,人们认识自然和改造自然的方法具有朴素、笼统、直观、猜测的特点。
二、以实验和分析方法为主的近代自然科学时期(16世纪—19世纪末)这一时期自然科学的研究主要有如下方法和特点。
1. 以仪器观察和观测为主导2. 以科学实验为基础,把实验方法与数学方法相结合达· 芬奇非常重视实验方法,他认为,一切科学都必须遵循实验的方法, 根据实验结果, 才能决定人们对自然界的认识。
伽利略也非常重视实验方法,被人们称之为用实验方法打开近代自然科学大门的大师。
培根是近代实验科学的真正始祖, 主张实验方法是科学的工具,科学认识就是要进行实验,他讲,科学是实验的科学,科学就在于用理性方法去整理感性材料。
爱因斯坦指出:西方科学的发展是以两个伟大成就为基础的,那就是:亚里士多德发明的形式逻辑体系(在欧几里得几何学体系中);培根发明的系统的实验方法(在伽利略的自由落体实验中)。
科学问题与科研选题

(3)不同科学学派和科学理论之间的矛盾所产 ) 生的科学问题(外部概念问题) 生的科学问题(外部概念问题) 例如: 例如: 日心说与地心说 渐变论与突变论 物理学与生物学, 物理学与生物学,等
(4)经验事实积累到一定阶段所产生的问题 ) 例如: 例如: 元素周期律的发现 能量守衡与转化定律的发现,等 能量守衡与转化定律的发现, (5)社会经济发展和生产实际需要所产生的科 ) 学应用问题
三、科研选题的原则与步骤 1. 需要性原则 社会需要与科学自身发展需要 长远需要与近期需要 2. 创造性原则 概念理论观点上的创新 研究方法、 研究方法、探索角度上的创新 理论运用上的创新
3. 科学性原则 以科学理论和科学事实为依据 置于当时的科学背景之下 不能与已经确证的科学理论完全相矛盾 科学无禁区, 科学无禁区,选题有约束 4. 可行性原则 主观条件 客观条件 当时的科学背景 例如,爱因斯坦统一场论的研究 例如, 价值观、 价值观、个人喜好问题 短、平、快,薄板钻孔
培根 从认识论的角度 感性认识与理性认识的相互关系 感性认识 → 理性认识 → 感性认识 经验观察 → 理论 →(指导)新的经验观察 (指导) 感性认识是基础
近代科学 为“科学研究始于观察”的观点提供了证 科学研究始于观察” 据 近代科学是收集材料的科学 观察与实验是科学研究的逻辑起点 科学哲学 逻辑实证主义 科学研究始于观察
但是, 但是,现代科学研究的实际过程并非如此 例如,爱因斯坦认为, 例如,爱因斯坦认为,科学研究的逻辑起点不 是一般的观察,而是问题。广义相对论, 是一般的观察,而是问题。广义相对论,不是 观察到了新奇的实验事实, 观察到了新奇的实验事实,而是为了解答疑难 问题, 问题,即“引力疑难问题”,惯性系具有表示 引力疑难问题” 自然规律的等效性, 自然规律的等效性,那么坐标系是否进一步具 有等效性呢?这成了广义相对论的研究起点。 有等效性呢?这成了广义相对论的研究起点。
自然辩证法——科学问题与科研选题

第五章科学问题与科研选题第一节科学问题一、问题在科学研究中的作用1.科学研究开始于问题2.问题推动科学研究的深入发展3提出问题比解决问题更重要(1)提出问题首先要敢于摆脱陈旧学说和传统观念的羁绊;(2)提出问题要有创造性的想象力;(3)提出问标志着“科学的真正进步”。
提出一个问题往往比解决一个问题更重要。
解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题却需要创造性的想象力,这标志着科学的真正进步。
二、科学问题1. 概念科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又未解决的矛盾。
2科学问题是一定时代的产物3. 与其它问题的区别——无知问题伪科学问题已解决问题三、科学问题的来源1. 已有理论与经验事实的矛盾2. 理论体系本身的矛盾—同一种理论体系内部的矛盾;同一学科不同假说间的矛盾;不同学科的理论体系间的矛盾3.各种需要与落后的技术手段间的矛盾第二节科研选题一、科研选题的意义一个能保持着正确道路的瘸子总会把走错了路的善跑的人赶过去.不但如此,很显然,如果一个人跑错了路的话,那么愈是活动,愈是跑的快,就会愈加迷失的厉害进行科学研究,最重要的工作便是科研选题。
(1)科研选题关系到科学研究的方向、目标和内容,具有战略意义。
能否摸准科学发展的脉络,确定主攻方向,无论对一个国家的科学发展,还是对个人的科学研究成就,都是关键性的因素。
(2)科研选题直接影响到科研的途径和方法,决定着科研成果的水平、价值和前途。
科学史表明,具有开拓性和创造性的科研选题,能保证科研水平的提高,取得有价值的成果;而错误的选题,则往往造成不必要的浪费,甚至断送科学家的前途。
(3)科研选题还决定着科研工作的“多助”或“寡助”,直接影响到科学研究的工作环境。
那些社会实践急待解决,对人们生活带来重大方便的课题,会得到社会的广泛支持和援助。
相反,那些漠视民生,只重视研究者个人兴趣,甚至违背整个社会价值取向的课题,注定没有前途。
考试必备:科研选题

▤科研选题恰当与否还是科研成果、成果大小的 决定性环节。科学史表明,大凡课题选择得恰 当,科研就获得成功,否则就将失败。
1、科学性原则
选题要有科学性,这是科研活动的“内 核”,也是选题最根本的要求。
第一,科学的根据。
◆所选课题必须有事实根据或科学的理论根据,这 是使整个科研工作路线、方向正确无误的可靠保证。
▤研究方向的选定,意味着科研工作者学科
视角的形成。
▤学科视角是由公认的学科奠基人和主要代
表者所给定的,并且是在学科发展的历史 中积累和定型的。从学科视角去思考和研 究问题,具有独特性,也有利于拓宽研究 领域。
★课题申报所面临的问题,大多是综合性的, 可以从不同学科的视角展开研究。“横看 成岭侧成峰,远近高低各不同”。 ★只有通过研究定向确立了学科视角,才能 从综合性的问题中开拓研究空间。
抓移植——可促成有意义的新选题
●移植——将某个领域的原理、技术、方法引用或渗 透到其他领域。 ●英国剑桥大学教授贝弗里奇:移植是科学发现的一 种主要方法,大多数发现都可以应用于所在领域以 外的领域时,往往有助于进一步发现。
●移植就是学科与学科之间的相互联系、相互结合、
相互影响、相互借鉴,由此引发出跨学科的论题。
来说,选题创新应体现在各个方面。 ▤ 反映到选题上,当研究范围确定后,要注意研
究思路、研究视角、理论框架、核心概念、研究方
法的创新性。 ▤ 特别是研究思路不创新,即使你的选题领域很 重要也不可能做出有创新的研究成果。
3、需求性原则
●需求性是选题的一项基本要求,或者说是选题的
导向。 科学自身发展的需要 需求来自 两个方面 社会实践的需要
次级创新
对现有概念、理论体系、方法 等的改良和深化。
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四 科研选题的基本原则
1,科研选题的意义 所谓科研选题,是指为实现特定目的力 求通过科学研究所要解决的问题。 科研选题包括两个方面:一是确定研究 方向。二是选择研究课题。
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科研选题的意义主要表现在以下几个方面: (1)选题为科学研究确定研究方向和具体目 标,对科学研究起着定向作用。(2)选题对 科学研究规定应采取的方法和途径,对科学研 究起着制约作用。(3)选题的正确、恰当与 否决定着科研的成败、成果的大小和进展的快 慢,对科学的发展起着关键作用。(4)选题 能调整和加速科研人员的知识积累,培养和训 练他们的思维能力和独立工作能力。(5)选 题不仅是科学工作者进行科学研究中起决定作 用的因素,也是科学管理工作中的一个带有全 局性的决策过程。
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2,科研选题的原则 (1)需要性原则。 (2)科学性原则。 (3)创造性原则 (4)可行性原则
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3,科研选题的步骤 (1)前期调研 (2)构思论证 (3)申报评审
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三
科学理论
1,科学理论及其特征 科学理论是经过实践检验的科学知识体系。 由基本概念、基本原理和定律、逻辑结论 三个基本的知识元素组成。 其基本特征(1)客观真理性。(2)逻辑完 备性。(3)全面系统性。(4)科学预见 性。
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2,科学理论的建立与发展 科学理论作为系统化的知识体系,其建立 主要运用三种逻辑方法(1)公理化方 法。(2)逻辑和历史相统一的方法。 (3)从抽象上升到具体的方法。 科学理论的发展有两种形式:(1)理论 的常规发展。(2)理论的变革。
3
二、科学问题的主要来源
既然科学研究的逻辑起点是 科学问题,那么什么是科学 问题?它有哪些基本特征? 科学问题的结构和分类如何? 科学问题来源于哪里?
4
1
科学问题的含义
所谓科学问题,就是指一定时代的科 学认识主体在当时的知识背景下提出 的关于科学认识和科学实践中需要解 决而又未解决的矛盾。 科学问题一定要包含有需要解决而又 未解决的矛盾。 科学问题是一定历史时代的产物。
第二讲 科学问题、 科学理论
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
与科研选题
1
问题是现代科学研究的起点,选 题在科学研究中具有方向性的意 义。一个相对完整的科学研究过 程主要包括以下五个环节:1,确 定科研选题。2,获取科学事实。 3,进行思维加工。4,实践检验 论证。5,建立理论体系。
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一、科学研究的逻辑起点
科学研究作为一项创造性的 探索活动,它的逻辑起点在 哪里?对此有两种观点: 第一种:“科学始于观察” 第二种:“科学始于问题”
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(3)影响科学理论评价的“非理性因素。 其一:科学家个人的心理偏好影响着对新 理论的接受或拒斥。 其二:科学家的权威、声望和社会地位影 响着对新理论的接受或拒斥。 其三:社会意识形态等社会因素影响着科 学家对新理论的接受或拒斥。
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4 科学理论发展的动力
自然科学作为一个相对独立的系统,它 的发展除了受到社会因素的影响外,还 受到自身内部矛盾运动的综合作用。 这些矛盾包括:理论与实验的矛盾、不 同观点和学派的争论、各门学科之间发 展不平衡的矛盾等
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2 科学问题的特征
(1)科学问题的真实性 (2)科学问题的待解决 性 (3)科学问题的正确性
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3 科学问题的结构
科学问题的结构是指科 学问题本身就蕴含着问 题的指向、研究的目标 和求解它的应答域等几 个基本要素。
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4 科学问题的分类
根据科学问题的性质和研究的需要,可以对 科学问题进行不同的分类: (1)经验问题与概念问题 经验问题可以分为三类:一是未解决问题。二 是已解决问题。三是反常问题。 概念问题可以分为内部概念和外部概念问题
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5 科学问题的来源
科学问题的来源主要有以下几个方面:(1) 科学理论与科学实践的矛盾所产生的科学问 题。(2)科学理论体系内在矛盾所产生的科 学问题。(3)不同科学学派和科学理论之间 的矛盾所产生的科学问题。(4)经验事实积 累到一定阶段时产生的科学问题。(5)社会 经济发展和生产实际需要所产生的科学问题。
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3 科学理论的评价
(1)理论评价的内涵 科学理论评价是关于人们如 何接受和选择理论的问题。 包括理论的真理性评价和理 论的价值性评价两个方面
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(2)理论评价的标准 对理论的评价标准大致有四个方面: 其一:理论与经验事实的一致性 其二:理论内在逻辑的完备性 其三:理论的简单性 其四:理论的预见性
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(2)常规问题和反常问题 常规问题属于以下三类:一是寻找检验 理论的事实问题。二是理论的应用问题。 三是已有理论的系统化和表述问题。 反常问题,它是拒斥原有理论的框架而 提出的。
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(3)陈述性、过程性、因果性问题 陈述性问题是对研究客体“是什么”做出判断、 识别和界定,即回答“是什么”的问题。 过程性问题是说明研究对象发生、发展和变化 的状态和过程,即回答“怎么样”的问题。 因果性问题是解释研究对象属性和演化过程的 内在机制,分析事物现象间的因果关系,即 回答“为什么”的问题。