自然科學(xué)技術(shù)研究方法

前言

一、科技創(chuàng)新需要科學(xué)技術(shù)研究方法的指導(dǎo)科技創(chuàng)新是人類(lèi)精神文明和物質(zhì)文明發(fā)展的源泉?？萍紕?chuàng)新是探索自然奧秘和發(fā)明新東西（物品），是做前人或他人沒(méi)做過(guò)的或沒(méi)做完的研究課題，它是在走前人或他人未走過(guò)的路，沒(méi)有現(xiàn)成的光明大道可走，它是在崎嶇的小路上攀登。因此，科技創(chuàng)新工作具有探索性、創(chuàng)造性、新穎性和個(gè)體能動(dòng)性等。因而科學(xué)技術(shù)研究工作者需要有自然科學(xué)技術(shù)研究方法作指導(dǎo)，以便使研究工作增強(qiáng)自覺(jué)性，減少盲目性，少走彎路和盡量不走大的彎路，促進(jìn)早出成果、快出成果、多出成果和出大的成果。科技創(chuàng)新工作的思路正確，方法對(duì)頭，則往往會(huì)收到事半功倍的效果；反之，就會(huì)出現(xiàn)事倍功半的情況，甚至失敗，勢(shì)必造成人力、物力、財(cái)力和時(shí)間上的浪費(fèi)。自然科學(xué)技術(shù)研究方法與科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人才成長(zhǎng)關(guān)系密切。筆者愿為不斷攀登自然科學(xué)技術(shù)高峰的勇士們服務(wù)，把前人或他人創(chuàng)立的自然科學(xué)技術(shù)研究方法和筆者在這方面的研究成果，介紹給廣大讀者。二、《自然科學(xué)技術(shù)研究方法》一書(shū)的寫(xiě)成本書(shū)是筆者自1978年至現(xiàn)在（2003年）在給校內(nèi)外研究生和校外科技工作者進(jìn)行科技方法論教學(xué)和研究的基礎(chǔ)上，并征求部分研究生和有關(guān)專(zhuān)家的意見(jiàn)之后，整理而成。三、資料來(lái)源本書(shū)資料來(lái)源于以下四方面：一是幾十年來(lái)從廣闊的知識(shí)園地里搜集來(lái)的。采納了許多專(zhuān)家學(xué)者的研究成果、觀點(diǎn)和學(xué)術(shù)見(jiàn)解。這可從書(shū)的腳注和書(shū)后所列的主要參考文獻(xiàn)中看出來(lái)。二是從訪問(wèn)專(zhuān)家學(xué)者得來(lái)的。幾十年來(lái)，筆者在科技界和學(xué)術(shù)界等領(lǐng)域拜一些專(zhuān)家學(xué)者為師，在向他們請(qǐng)教中獲得了許多科技知識(shí)、科技史的知識(shí)、治學(xué)方法和了解學(xué)術(shù)研究動(dòng)態(tài)等，在本書(shū)中得到充分的利用。

內(nèi)容概要

自然科學(xué)技術(shù)研究工作需要有正確的研究方法作指導(dǎo)。本書(shū)從科技方法論的角度闡述了自然科學(xué)技術(shù)研究中的若干成功經(jīng)驗(yàn)，并力求把它提升到理論的高度。書(shū)中著重論述了科學(xué)技術(shù)研究中的選題、搜集資料、觀察試驗(yàn)、模擬方法、科學(xué)抽象、理想化方法、類(lèi)比法、逆向思維方法、歸納法與演繹法、分析法與綜合法、邏輯證明方法、頭腦風(fēng)暴法、數(shù)學(xué)方法、信息論、系統(tǒng)論與控制論方法、科學(xué)假說(shuō)和撰寫(xiě)科技論著的基本方法等內(nèi)容，同時(shí)闡明了科學(xué)技術(shù)研究中的機(jī)遇、靈感和想象的內(nèi)涵、哲理及其在科學(xué)技術(shù)研究中的作用。    本書(shū)可作為理工科大學(xué)研究生、本科生教材，可供教師、科技研究人員和科技管理干部使用；對(duì)人文科學(xué)工作者以及走自學(xué)成才之路的青年讀者，也有一定的參考價(jià)值。

書(shū)籍目錄

第2版前言第1版前言第一章  自然科學(xué)技術(shù)研究方法概述  第一節(jié)  自然科學(xué)技術(shù)及其研究方法  第二節(jié)  前人注重研究方法的科學(xué)  第三節(jié)  掌握科學(xué)技術(shù)研究方法的意義  第四節(jié)  自主創(chuàng)新的途徑、方法和手段  第五節(jié)  學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)研究方法應(yīng)注意的事項(xiàng)第二章  選題的技巧與科技創(chuàng)新的藝術(shù)  第一節(jié)  選題在整個(gè)科技創(chuàng)新中的戰(zhàn)略地位  第二節(jié)  發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題和科研選題的著眼點(diǎn)  第三節(jié)  科研選題技法  第四節(jié)  科研選題的步驟和程序  第五節(jié)  科研選題應(yīng)堅(jiān)持的基本原則  第六節(jié)  發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題和科研選題應(yīng)具備的基本素養(yǎng)第三章  搜集資料和積累知識(shí)的技巧與科技創(chuàng)新的藝術(shù)  第一節(jié)  搜集資料和積累知識(shí)的重要性  第二節(jié)  從科技文獻(xiàn)中獲取科研資料的藝術(shù)  第三節(jié)  到群眾和自然界中搜集資料  第四節(jié)  通過(guò)訪問(wèn)專(zhuān)家學(xué)者、參加學(xué)術(shù)會(huì)議和科技文物考古獲取科研資料  第五節(jié)  持之以恒，銳意窮搜  第六節(jié)  學(xué)貴質(zhì)疑，貴在創(chuàng)新——廣采博收，酌理富才  第七節(jié)  搜集資料和積累知識(shí)的注意事項(xiàng)第四章  觀察方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  觀察方法及其特點(diǎn)  第二節(jié)  科學(xué)觀察的任務(wù)、目的和種類(lèi)  第三節(jié)  觀察方法在科學(xué)技術(shù)研究中的作用  第四節(jié)  科學(xué)觀察常發(fā)生偏差的原因  第五節(jié)  科學(xué)觀察應(yīng)堅(jiān)持的基本原則  第六節(jié)  培養(yǎng)和鍛煉自己的科學(xué)觀察能力  第七節(jié)  觀察方法的局限性第五章  試驗(yàn)方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  試驗(yàn)方法及其一般性作用  第二節(jié)  試驗(yàn)方法在科研中的特殊作用  第三節(jié)  設(shè)計(jì)試驗(yàn)應(yīng)注意考慮的問(wèn)題  第四節(jié)  試驗(yàn)方法的種類(lèi)  第五節(jié)  要有為科學(xué)事業(yè)獻(xiàn)身的精神去從事科學(xué)試驗(yàn)  第六節(jié)  失敗、成功兩支槳——如何正確對(duì)待科學(xué)試驗(yàn)中的失敗第六章  模擬方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  模擬方法及其特點(diǎn)  第二節(jié)  模擬方法的種類(lèi)  第三節(jié)  創(chuàng)立模擬方法的必要性和可能性  第四節(jié)  模擬方法建立的客觀基礎(chǔ)  第五節(jié)  模擬方法在探索自然奧秘和改造自然界中的特殊作用第七章  捕捉科學(xué)技術(shù)研究中的機(jī)遇與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  機(jī)遇及其特點(diǎn)和種類(lèi)  第二節(jié)  機(jī)遇的哲理所在  第三節(jié)  機(jī)遇在自然科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的作用  第四節(jié)  要善于發(fā)現(xiàn)、識(shí)別和捕捉機(jī)遇第八章  科學(xué)抽象方法與建立科學(xué)概念  第一節(jié)  科學(xué)抽象及其形成的客觀依據(jù)  第二節(jié)  科學(xué)抽象在自然科學(xué)技術(shù)研究中的重要意義和應(yīng)堅(jiān)持的基本原則  第三節(jié)  科學(xué)抽象的過(guò)程和具體步驟  第四節(jié)  科學(xué)抽象的一般進(jìn)程和掌握科學(xué)抽象的“度”  第五節(jié)  科學(xué)概念形成和發(fā)展對(duì)自然科學(xué)技術(shù)發(fā)展有重要作用  第六節(jié)  科學(xué)概念要明確和統(tǒng)一第九章  理想化方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  理想化方法及其創(chuàng)立的必要性和可能性  第二節(jié)  理想化模型的建立及其客觀基礎(chǔ)  第三節(jié)  理想化模型在自然科學(xué)技術(shù)研究中的重要作用  第四節(jié)  理想化實(shí)驗(yàn)的建立及其在科學(xué)技術(shù)研究中的作用第十章  類(lèi)比方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  類(lèi)比方法及其結(jié)構(gòu)和基本公式  第二節(jié)  類(lèi)比方法的種類(lèi)與科學(xué)推理的技巧  第三節(jié)  類(lèi)比方法在科學(xué)研究中的重要作用  第四節(jié)  類(lèi)比方法的客觀基礎(chǔ)和它的局限性第十一章  逆向思維創(chuàng)造法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  逆向思維創(chuàng)造法及其特點(diǎn)與建立的哲學(xué)基礎(chǔ)  第二節(jié)  逆向思維創(chuàng)造法的種類(lèi)  第三節(jié)  逆向思維創(chuàng)造法在科技創(chuàng)新中的作用  第四節(jié)  逆向思維創(chuàng)造法在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用第十二章  歸納法和演繹法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  歸納法及其種類(lèi)  第二節(jié)  科學(xué)歸納法及其種類(lèi)  第三節(jié)  歸納法在自然科學(xué)技術(shù)研究中的重要作用  第四節(jié)  歸納法的局限性及其產(chǎn)生的哲學(xué)根據(jù)  第五節(jié)  演繹法及其哲學(xué)基礎(chǔ)和它的結(jié)構(gòu)  第六節(jié)  演繹法在科學(xué)研究中的作用和它的局限性  第七節(jié)  歸納法與演繹法的辯證關(guān)系第十三章  科學(xué)分析與綜合就是創(chuàng)造  第一節(jié)  分析方法及其創(chuàng)立的客觀基礎(chǔ)  第二節(jié)  怎樣進(jìn)行科學(xué)分析  第三節(jié)  分析方法在科技創(chuàng)新中的作用  第四節(jié)  分析方法的局限性及在運(yùn)用時(shí)應(yīng)注意防止的兩種不良傾向  第五節(jié)  綜合方法及其創(chuàng)立的客觀基礎(chǔ)  第六節(jié)  綜合方法在科技創(chuàng)新中的作用r  第七節(jié)  科學(xué)分析與科學(xué)綜合的辯證關(guān)系第十四章  邏輯證明方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  邏輯證明及其結(jié)構(gòu)  第二節(jié)  邏輯證明的種類(lèi)  第三節(jié)  邏輯證明的作用及其與實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系  第四節(jié)  邏輯證明應(yīng)遵循的規(guī)則第十五章  歷史的研究方法與邏輯的研究方法  第一節(jié)  歷史的東西和邏輯的東西的關(guān)系  第二節(jié)  歷史的研究方法與邏輯的研究方法的關(guān)系  第三節(jié)  掌握邏輯的東西與歷史的東西相一致的研究方法的意義第十六章  邏輯的研究方法及其科學(xué)判斷和科學(xué)推理與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  邏輯的研究方法之內(nèi)涵及其特點(diǎn)和種類(lèi)  第二節(jié)  邏輯判斷方法與運(yùn)用中的注意事項(xiàng)  第三節(jié)  邏輯推理方法與辯證邏輯推理的三原則  第四節(jié)  邏輯方法在科學(xué)研究中的作用第十七章  科學(xué)研究中的想象與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  想象及其種類(lèi)  第二節(jié)  想象形成的客觀基礎(chǔ)  第三節(jié)  創(chuàng)造想象在科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明中的作用  第四節(jié)  培育和鍛煉人的想象力第十八章  自然科學(xué)技術(shù)研究中的靈感  第一節(jié)  靈感是一種創(chuàng)造性的思維和頓悟  第二節(jié)  自然科學(xué)技術(shù)研究中靈感產(chǎn)生的客觀基礎(chǔ)  第三節(jié)  長(zhǎng)期的巨大的艱苦科研勞動(dòng)與靈感產(chǎn)生之間的辯證關(guān)系  第四節(jié)  靈感是迅速而嚴(yán)密邏輯思維和理論思維的一種結(jié)果  第五節(jié)  靈感產(chǎn)生的生理機(jī)制第十九章  頭腦風(fēng)暴法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  頭腦風(fēng)暴法及其有效性  第二節(jié)  “頭腦風(fēng)暴法”的具體做法和工作程序  第三節(jié)  頭腦風(fēng)暴法的發(fā)展和種類(lèi)  第四節(jié)  “奧斯本7步法”創(chuàng)造技法與發(fā)揮頭腦風(fēng)暴法的作用第二十章  數(shù)學(xué)方法與提煉數(shù)學(xué)模型的步驟  第一節(jié)  數(shù)學(xué)方法及其特點(diǎn)  第二節(jié)  數(shù)學(xué)方法的類(lèi)型  第三節(jié)  數(shù)學(xué)方法在科學(xué)研究中的作用  第四節(jié)  提煉數(shù)學(xué)模型的一般方法第二十一章  信息論方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  信息及其特點(diǎn)  第二節(jié)  信息論、信息科學(xué)和信息論方法  第三節(jié)  信息論方法中的反饋和反饋方法  第四節(jié)  信息論方法在自然科學(xué)技術(shù)研究中的作用  第五節(jié)  信息的捕捉、傳遞和反饋與戰(zhàn)勝SARS第二十二章  系統(tǒng)論方法與科技創(chuàng)新  第一節(jié)  系統(tǒng)和系統(tǒng)論觀念  第二節(jié)  系統(tǒng)論、系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)方法  第三節(jié)  系統(tǒng)論方法在自然科學(xué)技術(shù)研究中的作用  第四節(jié)  系統(tǒng)工程的理論和方法第二十三章  控制論方法及其在科研和生產(chǎn)中的作用  第一節(jié)  控制和控制論  第二節(jié)  控制論方法及其特點(diǎn)  第三節(jié)  控制論方法的創(chuàng)立和發(fā)展  第四節(jié)  控制論方法在科學(xué)研究和生產(chǎn)中的作用第二十四章  由科學(xué)假說(shuō)到真理  第一節(jié)  科學(xué)假說(shuō)及其特點(diǎn)  第二節(jié)  創(chuàng)立科學(xué)假說(shuō)是研究工作的客觀需要  第三節(jié)  科學(xué)假說(shuō)的形成和評(píng)價(jià)與應(yīng)遵循的原則  第四節(jié)  創(chuàng)立科學(xué)假說(shuō)應(yīng)堅(jiān)持的方法論原則  第五節(jié)  科學(xué)假說(shuō)在自然科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的作用  第六節(jié)  由科學(xué)假說(shuō)到真理是復(fù)雜過(guò)程  第七節(jié)  要正確對(duì)待錯(cuò)誤的科學(xué)假說(shuō)第二十五章  撰寫(xiě)科技論著的基本方法  第一節(jié)  撰寫(xiě)科技著作的基本方法  第二節(jié)  撰寫(xiě)科技論文的基本方法  第三節(jié)  信息技術(shù)發(fā)展與撰著方式、編輯排版和出版業(yè)的變革主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)：是用來(lái)測(cè)定化合物的原子或原子團(tuán)的空間結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)。物質(zhì)中普遍地存在著同分異構(gòu)現(xiàn)象，僅僅靠定性分析實(shí)驗(yàn)和定量分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定出構(gòu)成物質(zhì)成分的含量，也還不能充分地把握某些自然事物的本質(zhì)。例如，石墨和金剛石，它們的化學(xué)組成完全相同，而它們的物理性質(zhì)卻大不相同。這就要通過(guò)結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)才能解決。對(duì)照比較實(shí)驗(yàn)：為了研究某事物的性質(zhì)和規(guī)律，而通過(guò)對(duì)兩個(gè)或兩類(lèi)自然事物和人工事物有個(gè)別變量的實(shí)驗(yàn)值獲得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)照比較和鑒別的一種實(shí)驗(yàn)方法。這種實(shí)驗(yàn)是把所要研究的對(duì)象分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的相似組群，其中一個(gè)組群是已經(jīng)確定其結(jié)果的事物，作為對(duì)照比較的標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為“對(duì)照組”，讓其自然發(fā)展，人們對(duì)之不加任何干涉。另一組群是未知其奧秘的事物，作為實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象，稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)組（或試驗(yàn)組），通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)步驟，判定研究對(duì)象是否具有某種性質(zhì)。相對(duì)比較實(shí)驗(yàn)：人們?yōu)榱藢で髢煞N或兩種以上的研究對(duì)象之間的異同和特性等，設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)：把兩種或兩種以上的實(shí)驗(yàn)單元同時(shí)進(jìn)行，作相對(duì)比較。用這種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，往往容易得到宏觀現(xiàn)象，比較易于觀察清楚。例如，間隔時(shí)間短，頻繁吃甜食，使糖在嘴里存留的時(shí)間長(zhǎng)，則牙易出齲齒，以及人的“情緒多變易患重病”的結(jié)論，就是運(yùn)用相對(duì)比較實(shí)驗(yàn)做出的。析因?qū)嶒?yàn)：由已知的結(jié)果去尋求其產(chǎn)生的原因而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。析因?qū)嶒?yàn)的特點(diǎn)是：結(jié)果是已知的，而產(chǎn)生這個(gè)結(jié)果的原因是未知的。對(duì)于有兩個(gè)原因的析因?qū)嶒?yàn)，可以通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)的方法，去確定何者為主要原因；對(duì)于有多個(gè)原因的析因?qū)嶒?yàn)，可以通過(guò)逐個(gè)排除的辦法，去確定最主要的原因。模型實(shí)驗(yàn)：人們根據(jù)已知的事實(shí)、經(jīng)驗(yàn)和一定的科學(xué)理論，設(shè)計(jì)構(gòu)思出尚待創(chuàng)造的事物的大致結(jié)構(gòu)和輪廓，結(jié)果便是研制出一個(gè)未來(lái)將出現(xiàn)的事物“原型”的“模型”，即計(jì)劃中預(yù)期產(chǎn)物的模特兒，它在一定程度上反映了研究對(duì)象——“原型”的主要特征。人們所構(gòu)思和研制出來(lái)的“模型”是否符合實(shí)際，要經(jīng)過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)去鑒定、修改，使之日趨完善化。這種實(shí)驗(yàn)方法，叫做模型實(shí)驗(yàn)。

編輯推薦

《自然科學(xué)技術(shù)研究方法(第2版)》是由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社出版的。

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