科学方法论科研选题方法.ppt

1 一 科研选题的重要性二 科学问题的结构分析三 课题选择的个人及导师因素四 科研选题的基本原则五 科研选题的一般步骤 科研选题方法 2 一 科研选题的重要性 3 科研选题的重要性 著名的物理学家贝尔纳把科研选题提到科研战略的地位上 他强调指出 课题的形成和选择 无论是作为外部的经济技术要求 抑或是作为科学本身的要求 都是科研工作中最复杂的一个阶段 一般来说 提出课题比解决课题更困难 再加上人力和设备都有一定的局限 则产生的课题之多 是无法一下子全部解决的 所以评价和选择课题 便成了研究战略的起点 要从一大堆课题中挑出带实质性的课题来 而不能把它们同非实质性的课题混杂在一起 因此 在科学研究中 能否选好课题 是对科研工作者远见卓识的检验 4 科研选题的重要性 提出正确的问题往往等于解决了问题的大半 德国物理学家海森堡 提出一个问题往往比解决一个问题更重要 因为解决问题也许仅是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 爱因斯坦 5 科研选题 提出科学问题 形成科研课题确定研究方向 选择研究课题 研究什么 研究到什么程度 取得怎样的成果 6 一 选题是科研工作的起点 决定研究的方向和目标1 科学研究是目的性很强的活动 选择科研课题是确定科研目的的起点 只有确定了研究方向和目标 才能精力集中 全力以赴 才能提高科研的效率 确定了研究课题 就等于给自己下达了任务就会产生相应的压力感 责任感和紧迫感 确定了选题 就标志着具体科研活动的开始 2 提出问题是选题的前提 是选题的前端条件 选题是起点 选题的重点在于选择 是在众多的课题中进行选择 然而课题的提出 又取决于问题的提出 也就是说 在选题中 提出问题又是起点的起点 没有问题 谈不上选题 7 二 选题标志着科研的价值和水平选题的关键是选择有价值的问题 问题的价值关系到课题的价值 课题的价值又直接影响科研的价值和水平 8 三 选题决定着科研的进程和成败选题方向正确与否 难度是否适当 是否选择了成熟的课题 是否适合个人以及导师的水平和条件 是否符合时代的需要 是否具备研究的客观条件 仪器设备 资金等 决定科研的成败 9 三 选题决定着科研的进程和成败所谓选题准确 一是所选课题有重要价值 即值得研究 二是所选课题一定要深刻 能充分发挥研究者的有利条件 能够提高科研水平 三是所选课题要与研究者的能力相符合 也就是说 选题要从自己和导师的条件出发 才有较快的取得成功和获得成果的把握 从一定意义上讲 确定课题是研究工作的真正开端 10 二 科学问题的结构分析 11 什么是问题 什么是科学问题 科学问题的结构是怎样的 真 伪问题 正确 错误问题 12 一 什么是问题 背景知识中 固有的预期与其所提出的观察或某种假说等新发现之间的冲突 波普尔需要解决的矛盾 疑难 13 二 什么是科学问题 1 知识性问题它是指对科学背景知识无知和极少而产生的问题 例如 一个下棋方面的问题 或一道数学题 对于一个普通人来说可能是一个问题 但对一个高明的棋手或者数学家来说 则根本不是任何问题 2 科学探索性问题它是指对科学背景知识的分析之后而产生的问题 它反映出当前社会和整体科学技术背景能力与所提出问题的求解理想的差距 14 三 科学问题的结构 1 问题的基本结构要素1 问题的指向问题所指向的研究对象 比如 太阳系的结构是怎样的 其中 太阳系的结构 就是问题的指向 2 疑项在任何完整的表述的疑问句中 问题中 都包含有疑问词和语法上的符号 问号 我们把问句中的疑问词连同问号 一起称作问题的 疑项 3 问题的应答域问题的提法中所确定的一个域限 并认定 或假定 所提出的这个问题的解必定是在这个域限之中 15 三 科学问题的结构 例子 脚气病是由什么细菌引起的 1 问题的指向 引起脚气病的原因 2 疑项 是什么 3 问题的应答域 细菌 16 三 科学问题的结构 应答域分为两种 全域和类域 引起脚气病的原因是什么 引起脚气病的原因是什么细菌 脚气病是由缺乏维生素b引起的 17 四 真 伪问题 正确 错误问题 科学研究的目的是求问题的解 因而提出的问题有没有意义 有没有价值 有没有问题的解 是很重要的 根据这些方面我们可以把问题区分为真问题 伪问题 正确问题和错误问题 1 真问题和伪问题根据提出的问题在客观上有无意义 价值 可以区分为 1 真问题 客观上有意义 有价值的问题 2 伪问题 客观上无意义 无价值的问题 不成问题的问题 例子 真理是什么颜色的 18 四 真 伪问题 正确 错误问题 2 正确问题和错误问题1 正确问题 有解的问题 2 错误问题 无解的问题 例子 脚气病是由什么细菌引起的 尽管是错误的 但都是可以检验的 因此是有意义的 经过检验 无论是对是错 都将给我们提供知识和信息 因此对错误问题的研究 一方面会使我们导致失败 因而在科学研究中应该尽可能地避免 另一方面 这种问题的研究仍然能提供信息 因而是有价值的 例子 爱迪生的灯丝实验 真问题 19 三 课题选择的个人及导师因素 20 一 选题的研究生个人因素分析 1 个人的气质 性格和意识习惯特征2 要有远见卓识3 符合个人兴趣4 根据个人知识结构和能力以及导师的意见例子 杨振宁 我发现到我动手是不行的 那时候我们的实验室有个笑话 说 凡是有爆炸的地方一定有杨振宁 选择专业的决心 应该随着对自己的了解而变动 这就是我今天不是一个实验物理学家的道理 有的朋友说这恐怕是实验物理学的幸运 21 二 选题的导师因素分析 名师出高徒 强将手下无弱兵 1 导师的水平在很大程度上影响学生的水平 2 导师重要的在于 导 3 导师是真诚的合作者 4 导师最主要的是可以把关 定向 在一个更高的层次上提出指导性意见 22 二 选题的导师因素分析 研究生要认真研究导师 一是向导师学习 学习导师的学科 学知识 思维 学思路 方法 学方法 为人 学精神 二是根据导师的情况进行课题选择 23 二 选题的导师因素分析 分析导师因素大体有以下几个方面 1 研究特长 理论型 建设理论体系 开拓新学科 与实践型 解决实际问题 注重发明创造 2 学术水平 学术专长 学术建树 广博专深程度 3 指导能力 传授型与启发型 4 思维特点 理性思维 整理加工 理论探索 与感性思维 收集资料 观察实验 还是综合思维 第谷 开普勒 牛顿 理解型 补充 完善 模仿 改进学科体系和发明成果 进行模仿创新 与创新型 开拓新领域 取得新发明 进行原始创新 24 四 科研选题的基本原则 25 科研选题的基本原则 需要性原则 满足社会需要和科学自身发展需要 科学性原则 选题必须以一定的科学理论和科学事实为根据 创造性原则 选题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题 可行性原则 选题应与自己的主 客观条件相适应 兴趣的原则 应当是自己最感兴趣的课题 26 一 需要性原则 必要性原则 何谓需要或必要 即是指选择的课题有没有价值 是否有研究的必要 是否能满足或实现某种实际需要 社会的需要 科学技术自身发展的需要 科研能力的锻炼的需要 27 一 需要性原则 必要性原则 需要的分类 按范围大小 国家需要 集体需要和个人需要 按时期远近 近期需要 中期需要和长期需要 按内容不同 物质方面的需要和精神方面的需要 按科技研究的分类 基础研究课题应用研究课题发展研究课题 28 一 需要性原则 必要性原则 基础研究课题 一般是从科学自身发展的需要提出的课题 如从实验和理论之间的矛盾 理论内在的逻辑矛盾 如 非欧几何学等 它们大都在当前看不到经济效果 长远可能有应用价值或纯科学价值 29 一 需要性原则 必要性原则 基础研究课题 可能对将来的生产实践发挥巨大作用 有长远的应用价值 如 麦克斯韦的电磁理论和对电磁波的预见 导致了无线电通讯技术的广泛应用 有些基础研究课题 只能对以后的科学研究起作用 而不一定能应用在生产中 如 非欧几何学 相对论 少数理论研究课题 只有纯理论价值 如 哥德巴赫猜想 30 一 需要性原则 必要性原则 应用和发展研究课题 一般的来说 是直接为满足人类的生产 生活和军事等社会需要而提出的 它们的特点是 面向生产实际 直接为人类社会服务 31 一 需要性原则 必要性原则 应用和发展研究课题 有现实经济价值的课题 此课题关系到国计民生 有直接经济效益 有现实社会价值的课题 政治 军事 文化等社会需要 它们一般没有直接经济价值 甚至是负价值 如医药科学 生态科学 环境科学的研究成果 但这类课题往往具有间接的 潜在的经济价值 而且对人类的生存至关重要 可能有长远应用价值的课题 如 基因工程 夸克等 32 一 需要性原则 必要性原则 总之 按需要性原则选题 具体表现为两种情况 一是按社会需要选题 一般是先确定实际应用的价值目标 通过研究寻求科学上实现目标的途径和方法 二是按科学自身需要选题 先规定科学探索的价值目标 通过研究发现科学规律 然后再指出和探求实际应用的前景和手段 33 二 科学性原则 所谓科学性 就是选题必须 以事实为根据 没有事实根据就是无源之水 无本之木 科学可以想象 但不是胡思乱想 不与科学规律相矛盾 必须遵循科学规律 最好有成熟的科学理论为基础 也就是说 没有科学事实 违反科学规律的课题不能选 34 二 科学性原则 第一推动力 不能选 永动机也不能选 伪问题不能选 错误问题最好也不选 牛顿 1643 1727 享年84岁 科学生涯共35年 万有引力定律 微积分和光色原理三大成就 20多岁时就孕育成熟 然而在其50多岁以后的近30年中 科学生命却基本终结 没什么重大发现 这是为什么 是他老了 精力不足了吗 不是 据说 有两个全欧洲数学家都没有解决的难题 牛顿在1697年 54岁 的一天中就解决了 这说明其思维敏捷程度不亚于少壮年华 他后30年把相当多的精力用到神学方面的无聊的课题上 一头扎进 约翰启示录 的研究之中 以他的科学发现去论证上帝的存在和全能 白白浪费了半个生命 35 一般来说 明显与已确证的科学理论相违背的题目不应作为科研选题 例如历史上的 永动机 和现实中的 水变油 闹剧 都与能量守恒原理相悖 历史上的 降神术 神创说 等都不能作为科研选题 如果毫无根据地把推翻或改变已确证的理论作为研究项目 那就失去了起码的科学性 只能落得个劳而无功 贻笑大方的后果 二 科学性原则 36 二 科学性原则 忽视科学性原则对科技研究带来的危害是严重的 浪费宝贵的智慧和年华 在错误的方向上不能取得成果 导致背离科学精神 弄虚作假 37 三 创造性原则 科学研究是要解决前人没有解决或没有完全解决的问题 这便是创造 创造性是科学研究的灵魂 从选题开始就要十分注重创新 要注意以下几点 概念 观点上的创新 方法上的创新 应用上的创新 38 四 可行性原则 此原则主要指选题应与主客观条件相适应 根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题 所谓选择研究课题的可行性原则 就是说 选择研究课题要量力而为 要具有完成课题预期目的现实可能性 39 它告诉人们 有些课题虽然意义重大 但因目前缺乏解决的条件 而这些条件又是在短期内难以创设的 即应视为不具备可行性的课题不予选择 对于条件不具备但必须研究的课题 可以将其分解为一系列子课题 从中选择相对来说具有较大可行性的子课题进行研究 但必须对其难度作充分估计 因为即使其中一个子课题的解决也会耗去一代人的精力 例子 非欧几何学 40 历史上有这样的实例 1893年法国化学家穆瓦桑宣称使石墨变成金刚石 人们从当时的可行性 可能性 进行分析 发现他弄虚作假 难道石墨不能转化为金刚石吗 这个课题不存在吗 不是 1955年美国物理学家布里奇曼在2500度高温和10万个大气压下把石墨转变为金刚石 但这些可行条件 在1893年时是做不到的 41 四 可行性原则 1 主观条件包括 1 知识结构 专 广 2 研究能力 对研究方法 研究设备的掌握 3 个人兴趣 意愿性原则 4 科研队伍的结构 42 四 可行性原则 客观条件主要包括 1 人力 物力 技术设备条件 如仪器实验设备条件等 2 经济条件 资金和经济效益 经济上做不到不能选 经济上不合理也不能选 资金条件 超级超导对撞机 3 资料条件 4 导师条件 5 时间条件 6 政策条件 政策上允许 环境许可 7 社会其它条件 群众觉悟 承受能力 安乐死 等 43 五 有兴趣原则 科研选题 应当是自己最感兴趣的课题 最好是自己提出的假说 由自己亲手去验证 这样才能有更大的动力 如李官奇搞大豆蛋白纤维 就完全是自己的兴趣 因为他发家靠的就是豆珀榨油 榨完油的豆渣再能抽出大豆纤维来 岂不更是美事 又如袁隆平的 水稻禾下乘凉梦 更是推动他不断取得新成就的动力 44 科研选题的基本原则 需要性原则 满足社会需要和科学自身发展需要 科学性原则 选题必须以一定的科学理论和科学事实为根据 创造性原则 选题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题 可行性原则 选题应与自己的主 客观条件相适应 有兴趣的原则 应当是自己最感兴趣的课题 45 五 科研选题的一般步骤 46 科学问题不直接等于科研选题 只有有可能解决的科学问题 才能被选作具体的科研选题 科研选题 形成 选择和确定所要研究和解决的科学问题 包括两个方面 一是确定研究方向即主攻方向 二是选择研究课题即突破口 选题步