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第三章 思考题与解答要点
1．科研方法有几个层次？试阐述它们之间的相互关系
解答要点：
(1) 科研方法有三个层次，即哲学方法、一般方法和特殊方法。

(2) 它们之间的相互关系
哲学方法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。

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。

特殊方法是适用。

2．结合专业谈谈你对实验方法和类比方法的认识
解答要点：
(1) 实验方法
科学实验是指根据一定的研究任务和目的，利用一定实验仪器、设备等物质手段，主动干预或控制研究对象发生发展的过程，在特定的条件下或典型的环境中，去探索客观规律的一种研究方法。

因此，实验是发现科学奥秘的钥匙。

（结合专业展开论述）
(2) 类比方法
类比是以比较为基础的，是根据两个研究对象在某些特征上的相似性的基础上，进而推测它们在其他特征上也可能存在相似性的一种科学研究方法。

因此，类比方法是一种通向科技创新的桥梁。

（结合专业展开论述）
3．试论述数学方法的意义以及在科研工作中的重要作用
解答要点：
(1) 数学方法
数学方法是指将研究对象进行提炼，构建出数学模型，使科学概念符号化、公理化，通过数学符号进行逻辑运算和推导，从而定量地揭示研究对象的客观规律。

因此，数学是一种简明精确的形式化语言，数学方法是定量描述客观规律的机关却方法，也是科研工作者首要掌握的科研方法。

(2) 重要意义
科研中的数学方法的学习和实践，对于理工科大学生在未来从事科学研究与工程设计意义重大。

例如：信息与计算科学是以信息领域为背景的应用数学，用
于在计算机科学、信息、概率与精算领域方向上从事科学研究、解决实际问题、设计开发有关软件。

具体的应用有计算科学、信息科学、概率与精算等三个方向。

4．理想化方法有何特点？它在科学研究中有何意义与作用？
解答要点：
(1) 理想化方法
根据科学抽象原则，有意识地突出研究对象的主要因素，弱化次要因素，剔除无关因素，将实际的研究对象加以合理的推论和外延，在思维中构建出理想模型和理想实验，进而对研究对象进行规律性探索的方法。

因此，理想化方法是一种对问题本质高度抽象的研究方法。

(2) 重要意义
在科研工作中，有意识地培养和训练抓住主要矛盾而忽略次要矛盾，对课题的研究意义重大：一是可使问题大为简化而又不至偏差过大；二是通过对“理想模型”的研究，可以对实际发生的过程进行模拟，做到心中有数，起码可以了解一般变化过程及发展趋势；通过实验检验，可以修正模型并使之符合实际；三是便于发挥逻辑思维的力量，使“理想模型”的结果超越现有条件，为课题研究指明方向，形成科学预见。

5．简述模拟方法在现代科学研究中的地位和作用
解答要点：
运用模拟可以提高工程和产品质量，缩短研制周期；用模拟方法培训复杂技术操作人员，既安全迅速，又节约有效；特别适合于危险环境、极端条件、生理病理、宏观世界和微观世界研究对象的模拟研究。

人们根据相似理论，不仅可以确定相似现象的基本性质、必要与充分条件，而且还可以定量地设计模型，并把模拟实验的结果定量地应用到原型中去。

例如：北京工人体育馆采用了悬索结构，建筑物直径达94米，设计时先后做了直径5米和18米的2个模型，分别进行了力学模型实验，通过实验积累了大量科学数据，为优化设计提供了可靠的依据。

6．举例说明如何培养科学的思维方式？
解答要点：
在占有详尽资料的前提下，科学研究常常需要有科学的思维。

如何培养科学的思维可以从以下几个方面注意：
(1) 坚持分析与综合的逻辑方法
(2) 坚持归纳与演绎结合的逻辑方法
(3) 展开合理的想象
(4) 培养创造性的思维
(5) 培养适当的直觉思维
7．试论证伪方法的意义及其局限性
解答要点：
(1) 证伪的意义
证伪的前提是怀疑，科研工作者不仅要有对权威论点或结论怀疑及挑战的勇气，更重要的则是求实的态度和缜密的证伪，如此，才能在司空见惯、众说一致的理论中开辟一条通向新学说的途径。

由此可见，怀疑精神及证伪思维方式在科研工作中具有特殊的重要意义。

(2) 证伪的局限性
证伪方法存在着一定程度的不足，局限的程度受以下因素制约：证伪实验的完善程度，判断的可靠性、假说或理论的完善程度等。

证伪主义有时片面地强调批判和革命性，忽略了科学发展长时期的积累，静态的增长等常规建设性活动。

8．举例说明自洽性在科学理论构建中的重要意义
解答要点：
自洽性是任何科学假说建立的最基本要求之一，它要求假说与旧理论（或学说）具有内在逻辑上的一致性。

若对该假说进行的关键实验与假说的预言基本相符，并且该假说可以解释现有诸多与旧理论相矛盾的新现象，则该假说很可能会变为真正的科学理论。

9．创造型科学思维活动分几个阶段？各阶段有何特点？
解答要点：
(1) 创造型科学思维活动
一般可分为三个阶段：即问题提出阶段、探索创造阶段和整理完善阶段。

(2) 各阶段的主要特点
① 问题提出阶段：问题提出阶段是创造性科学思维活动的第一阶段，该阶段是有意识的，即科研人员提出问题并调动自己已有的知识去解决它。

② 探索创造阶段：探索创造阶段是创造性科学思维活动的第二阶段，该阶段通常是无意识的。

由于问题如何解决仍然未知，因此研究者的思维异常活跃，各种已有的“知识单元”，如概念、原理、公式、方法等等开始进行无意识的试探性自由组合，同时通过直觉、经验对这些组合进行筛选。

③整理完善阶段：整理完善阶段是创造性科学思维活动的第三阶段，该阶段是有意识的。

通过对创造思维成果的逻辑组织和严密表述，创造性成果会得到进一步的整理和完善。