科学研究的取向 高中其它科目ppt课件教案 人教版

科学研究的取向 段志光 教授 山西医科大学 一、科研取向的演化 1、古代科学 核心方法：思辩 核心内容：逻辑推理 2、近代科学 核心方法：科学实验（包括观察、 实验、归纳等） 核心内容：科学实验 3、现代科学 以电子计算机诞生（1944，美国）为标志 ，科学方法不断呈现出新特点 核心方法：定性与定量相结合，现代模型 方法(英国开放大学G.S.Holister 教授，1981) 核心内容：逻辑推理+科学实验+信息技术 计算机功能： 计算 认识：进行数学定理的证明 实验（计算机实验，也叫数学实验，也 叫科学计算）：现代物理学中的一系列新现象 如奇异吸引子、混沌、孤立子等的发现 理论检验、理论选择、理论预测 模型 科学模型：人们按照科学研究的特定目的 ，在一定的假设条件下，用物质形式或思维形 式再现原型客体的某种本质特征，诸如关于客 体的某种结构（整体的或部分的）、功能、属 性、关系、过程等等。 天然模型：生物模型 人工模型： 人体颅骨模型：光弹性塑料铸造 理想模型：对研究客体本质属性的 一种科学抽象 思维形式的科学模型 数学模型：一般以理想模型为基础 理论模型：通常表现为一种科学学说 半径验半理论模型：经验+理论 或经验+数学 物质形式的科学模型 19981998 高转细胞系高转细胞系 高转细胞系高转细胞系低转细胞系低转细胞系 更高肺转系更高肺转系较高肺转系较高肺转系 淋巴结转移系淋巴结转移系 1995 1995 高转裸鼠模型高转裸鼠模型 较高淋转系较高淋转系较低淋转系较低淋转系 1212年建成年建成遗传背景相仿的模型系统遗传背景相仿的模型系统 组织块原位接种组织块原位接种 肺克隆体内纯化肺克隆体内纯化 体内外交替培养体内外交替培养 肺逐级筛选肺逐级筛选 淋逐级筛选淋逐级筛选 19821982 裸鼠人肝癌模型裸鼠人肝癌模型 MHCC97MHCC97单克隆培养单克隆培养 细胞悬液皮下接种细胞悬液皮下接种 定向定向 筛选筛选 1/30 1/30 1/781/78 在国际著名杂志发表在国际著名杂志发表 IntInt J Cancer 1996 (IF=4.2) J Cancer 1996 (IF=4.2) 国际首例国际首例 高转移人肝癌裸鼠模型和细胞系高转移人肝癌裸鼠模型和细胞系 我所用模型我所用模型发现肝癌新的发现肝癌新的 抗转移途径和转移靶分子抗转移途径和转移靶分子 干扰素防转移干扰素防转移 Hepatology 2000 IF=10.4IF=10.4 CK19CK19 Mol Cell Proteomics 2004 IF= 9.6IF= 9.6 PDGFRPDGFRa a Clin Cancer Res 2005 IF= 5.6IF= 5.6 HSP27HSP27 Proteomics 2005 IF= 5.5IF= 5.5 KIAA0008 KIAA0008 J Cancer Res Clin Oncol 2004 IF= 2.4IF= 2.4 H5 H5 肺提取物肺提取物 J Cancer Res Clin Oncol 2003 IF= 2.4IF= 2.4 LCI-X7 LCI-X7 肽肽 专利号专利号 2003 1 0122611.52003 1 0122611.5 XCR1 XCR1 淋巴转移相关淋巴转移相关 反义寡核苷酸和基因转染反义寡核苷酸和基因转染 反义 H-ras寡核苷酸 反义 VEGF 突变型 flk-1基因转染 细胞外基质方面细胞外基质方面 金属蛋白酶抑制剂BB94 肝素 抗黏附方面抗黏附方面 ICAM-1抑制剂肽 丹参 蛇毒 天花粉 分化诱导分化诱导喜滴克 维甲酸 抗肿瘤血管生成抗肿瘤血管生成 TNP-TNP-470470 苏拉明，苏拉明，CAICAI 内皮抑素内皮抑素 干扰素干扰素 选择性选择性化疗化疗 卡培他滨卡培他滨（XelodaXeloda） 综合应用综合应用 卡培他滨干扰素卡培他滨干扰素 天花粉干扰素天花粉干扰素 其他其他酪丝亮肽酪丝亮肽 我所用模型 筛选抗转移药物 筛 20 种 5 种上临床 2 种已有效益 肝功能衰竭的肠源性内毒素血症 学说（肝功能衰竭的IETM学说，韩德五教授） 基本观点： 肝功能衰竭是肝实质细胞严重损伤与功能 障碍所致的“原发性肝损伤”与IETM诱发枯否细胞 过度或持续活化所致的“继发性肝损伤”综合作用 的结果； IETM可促使肝炎向重型化与慢性化发展； IETM在诱发重型肝病发生肝衰竭中往往起 着关键作用。 现代模型方法的典型实例“三条黄河” 三条黄河：原型黄河、模型黄河、数字黄河 原型黄河：自然存在的黄河 模型黄河：在实验室中利用物理拟技术，将“原型 黄河”按一定比例缩小，形成与“原型黄河”的对照体 数字黄河：在计算机中通过全球定位系统、地理 信息系统、卫星遥感等现代技术手段采集信息，通 过光纤、微波、卫星等先进的传输手段进行快速信 息传递，借助于数学模型和计算机应用软件系统对 各种可能的方案进行数学模拟，最终形成可视化的 表现结果，为决策提供支持。 三条黄河联动研究： “原型黄河”提出黄河治理开发和管理的各种 需求及其物理参数 “数字黄河”进行数学模拟，提出方向性的方 案 “模型黄河”进行实体模拟，为“原型黄河”提 供量化的治理方案，为“数字黄河”提供物理参数 确保黄河治理开发方案技术先进、经济合理、 安全有效 形成对黄河整体的、系统的认识， 加快探索黄河自然规律的进程 二、科学研究的两个取向： 质的研究与量的研究 定性与定量科学研究的两个取向 客观存在的一切事物都是质和量的统一体。作为事物 的两种不同规定性，定性和定量构成了科学研究的两个取 向，或两个侧重点。依据这两个不同取向，在科学研究中 形成了质的研究方法与量的研究方法。 质的研究与量的研究 质的研究（qualitative research）也称为定性研究， 简单地说，是指侧重于从质的规定性方面认识事物的研究 方法。就是通过观察和研究该事物与其他事物之间的具体 区别与联系，把握事物的基本特性和特征，从而认识事物 的性质。 量的研究（quantitative research），也叫定量研究， 就是指从量的方面认识事物的研究方法，即侧重对事物的 规模、程度、速度、范围和空间结构的测量、计算和分析 ，是精确地认识事物的方法。 一般地说，质的研究在前，量的研究在后，即先要认 识事物的质，把不同的事物区分开来，然后才能根据质的 规定性，收集和分析事物的数量特征，进行量的研究。量 的研究反过来又促进质的研究，使认识不断深化。 A 自然科学中的定性与定量研究 定量化、数学化是近现代自然科学的一个显著特点 a 在自然科学中，量的研究的作用主要表现在以下三 个方面： 第一，在质的研究基础上，对事物的状态和变化从数 量方面进行精确的描述。 第二，归纳整理实验数据，概括出新的经验公式和定 律。 第三，借助数学验算与逻辑推理，进行科学的预言。 b 质的研究和量的研究从来是相辅相成，缺一不可 。 第一，质的研究是量的研究必不可少的环节。在研究 的准备阶段，科学家通常采用定性分析、定性预测、定性 实验等定性方法或定性定量相结合的方法，对研究的问题 进行初步的探索，从而确定研究重点和方向，提出科学假 设和分析框架。 第二，质的研究也常作为独立的方法，在自然科学的 某些研究中发挥重要作用。 B 社会科学中质的研究与量的研究 社会研究有着比自然科学更为复杂的研究对象。 a 在社会研究中，量的研究是指以问卷、量表、统 计报表和实验方法获得的数据资料为基础，运用数学方法 进行统计描述和相关性分析，以精确地描述社会现象的存 在状态和发展变化趋势，提示社会现象的数量特征、数量 差异和数量关系的方法。 具体方法有：方差分析法、各种检验法、多元分析法 、路径分析、因素分析、社会网络分析、数理分析等。 b 质的研究主要包括实地研究和个案研究，通常采 用参与观察、深度访谈、文献研究等非结构性的方法收集 定性资料，分析资料的方法主要是定性的、主观理解的方 法。 两种研究方法的比较 A 方法论原则或哲学基础不同 质的研究和量的研究所遵循的方法论，在以下两个层 面上存在差异：一是在“质”与“量”的分界面上，存在着整 体论与还原论的不同，质的研究遵循整体论的认识路线， 量的研究遵循还原论的认识路线；二是在自然科学与社会 科学的分界面上，具有实证主义和基于解释学、现象学和 建构主义等人文主义的分歧，量的研究建立在实证主义的 方法论基础上，质的研究主要基于解释学、现象学和建构 主义理论。 B 研究方式不同 第一，研究的程序和逻辑不同。量的研究遵循以演绎 为主的假设检验逻辑。质的研究则是以归纳逻辑为主的探 索性研究。 第二，主体的参与程度不同。量的研究是建立在实证 主义理论基础上的经验方法。质的研究是一个研究者与被 研究者相互参与的过程，研究者本人是主要的研究工具， 必须与研究对象有实质性的接触，尤其是在以参与观察、 深度访谈为主要方法的研究中，主体的参与程度很高。 C 资料收集与分析方法不同 量的研究主要采用观察、实验、问卷、量表、结构式 访问法、统计报表等方法收集资料，然后通过清晰的数学 语言和严谨的逻辑推理进行定量分析。 在质的研究中，收集资料的过程和研究资料的过程是 同步进行、合二为一的。 关于两种方法的争论 A 量的研究的优点在于，它的标准化、精确化程度 较高，逻辑推理比较严谨，研究结论更为客观准确。 量的研究比较适合宏观的社会研究，通过对大量样本 的数量信息进行统计分析，精确地分析社会现象之间的因 果关系，从而对理论假设进行检验。 量的研究的局限性： 第一，由于它是对大量样本的少数特征作精确的研究 ，容易忽略深层的原因和具体的细节。 第二，社会现象是错综复杂的，因素众多且难于控制 ，很难确立变量之间的因果关系。 第三，量的研究是十分规范的研究，对研究程序、资 料的可靠性和统计方法的条件等方面都有严格的要求，引 起了实际运作的艰难性。 B 质的研究的优点在于，它注重对调查对象的社会 和文化背景、历史状况与发展过程进行动态考察。 质的研究比较适宜于对少数个案在微观层面进行深入 的、多侧面的分析研究。 质的研究的局限性： 第一，它是依据典型的或少量个案的资料得出结论， 这种结论不一定具有普遍性。 第二，研究方法无定式，分析过程难以标准化，容易 产生不准确观察和主观推论，而且研究结论也难以用科学 的手段加以验证。 质的研究与量的研究相结合 在科学史上，曾把以量的研究为主要方法的科学称为 “精密科学”，而把以思辨方法和定性描述为主的科学称为“ 描述科学”，大部分自然科学属于“精密科学”，而社会科学 则属于“描述科学”。 现代科学的发展打破了历史上这种自然科学与社会科 学二元格局。质的研究和量的研究相结合则是自然科学与 社会科学汇合潮流中的必然趋势。 在具体的研究设计上，关于两种方法的有效结合，美 国学者马克斯威尔提出了两种结合方式：整体式结合和分 解式结合。 所谓的整体式结合是把质的研究和量的研究作为独立 的方法和过程，在总体的研究设计中，将它们结合起来使 用。比如，顺序使用，即先使用一种方法，然后使用另一 种方法，或者平行使用，即同时使用两种方法，或者交叉 使用，即先使用一种方法，然后再把两者一起使用。 所谓分解式结合是把两种方法分解为多个部分、多个 阶段，然后在不同阶段上进行重新选择，交叉使用各个具 体部分，组合成一个新的、完整的研究过程。分解式结合 有三种设计方案：一是混合式设计，即把质的研究和量的 研究都分解为研究设计、测量、分析三个部分，然后，把 两种方法的各部分进行交叉使用；二是整合式设计，即两 种研究方法在不同的层面上同时进行，并且保持互动；三 是内含式设计，即以一种方法作为总体研究框架，让另一 种方法在其中发挥作用。 按照系统科学的观点，一个开放的复杂系统，无法用 单一的定量方法或定性方法来研究，而必须采用定性定量 相结合的综合集成方法。定性定量相结合的综合集成方法 的实质就是把专家系统、统计数据和信息资料、计算机技 术三者有机结合，构