第6章+观察方法和实验方法+2学时.ppt

第六章观察方法和实验方法，自然辩证论张胜光制作，3，本章目录，第一节观察方法，一，观察方法二，科学观察的类型和特征三，科学观察的基本原则四，科学观察的地位和作用，自然辩证论张胜光制作，5，科学观察，是人们在科学认识中有目的、有意识地感知和描述事物和现象的方法。 是获取感性材料的活动。 观察多在自然发生的条件下进行。 自然发生的条件是保证人们在观察时不参与自然现象，即使运用机器，也不会改变自然现象的基本形态和运动的本来过程。 一、观察方法是自然辩证法论张胜光制作、六、二、科学观察的类型和特点，直接观察：官能直接作用于观察对象，具有直观生动的特点，但有很大的局限性。 间接观察：通过机器和技术手段延长人的感觉，感知事物，说明事物。 但是，可能会发生装置干扰。 观察特点：所有科学观察均有组织性、计划性、目的性。 科学观察要求全面系统，长期连续观察。 与实验相比，观察一般在自然发生的条件下进行，因此研究对象没有直接变革的作用，自然辩证法论张胜光制作，7、健全的人都能观察事物，但不一定能进行科学的观察活动。 科学观察是专业才能，只有经过系统训练才能获得。 自然辩证法绪论张胜光制作，八三，科学观察的基本原则，科学观察的客观原则。 不哭笑实验排除心理错觉科学观察的辩证原则。 科学观察的全面原则。 科学观察的系统原则。 “知识汗灵感机会=成功”自然辩证论张胜光制作，9、科学观察的客观原则、官能错觉，特别是现有偏见是观察错误的根源。 离开客观事物本身是主观反映。 观察的客观性指出，列宁并非实例，而是自由自在的东西。 坚持观察客观性是进行科学观察的重要原则。 自然辩证法绪论张胜光制作，10、主体在观察中的主动作用，人们只能以自然提供的形式进行研究，否定主体在观察中的主动作用是非常错误的。 科学观察要求提出任务，建立假设，组织导出可与观察结果比较的各种推论的观察实施、设备装置的选择与完善、观察结果的记录等。 观察者不能认为在自然现象面前纯粹是被动的。 自然辩证法绪论张胜光制作，11，哭笑不得的实验，贝弗里奇是科学研究的艺术，曼彻斯特市有医生，教学生时，用糖尿病人尿样品尝味道。 然后他要求全体学生重复这个动作。 学生们勉强做了个浮躁的表情，但一致同意尿很甜。 医生笑着说：“我这样做是为了教育观察细节的重要性。 仔细一看，我发现我尿的是拇指，舔的是食指”，自然辩证法绪论张胜光制作，12，观察中的思考是不可或缺的。 然而，也存在导致非客观观察结果的主观因素。 曼彻斯特市医生进行的实验中，学生们的感觉器官没有充分发挥作用。 首先是视觉，没有发现大拇指到食指的变化，其次味觉并不一定能实际品尝糖尿病人尿液的味道。 为什么感觉会消失？ 主要是学生头脑中有成见的主观因素。 从完全主观的想象出发，过度相信自己的经验，从某个框架出发，会给观察结果留下鲜明的主观印象，结果不可靠。因此马克思指出没有偏见的考察不会被迷惑，结果可能是客观的。 自然辩证法绪论张胜光制作，13、消除生理原因错觉，避免主观猜测取代科学事实，首先要消除两个方面的观察错误：首先要消除生理原因错误。 人的感觉器官，无论是“眼睛、耳朵、鼻子、舌头”还是“眼睛、鼻子、舌头”，在一定的情况下都有很大的局限性，所以会产生错误。 为避免各种生理观察错误，一方面加强训练，避免一定的错觉。 更重要的是用科学仪器延长自己的感觉，使之充实。 自然辩证法绪论张胜光制作，14，排除心理上的错觉，在心理学史上，德国盖廷根的心理学会议上突然有一个人从门外跳进来，后面还有一个人跟着，拿着枪的例子。 两人在会场混战，最后发出枪声，又一起冲了出去。 从进门到出门是20秒。 主席马上提交问卷，请所有与会者填写目击经过。 这件事预先安排好，经过彩排，都录下来了。 当然，参加者不知道这是测试。 在提出的40份观察报告中，主要是事实上的错误不足20%，14份观察报告中的错误在20%到40%之间，25份中的错误超过40%。 特别值得一提的是，在半数以上的报纸中，10%以上的细节只是臆测。 所以科学观察要利用仪器，坚持观察的客观性。 自然辩证法绪论张胜光制作，15，科学观察的辩证原则，一切都因矛盾的推进而存在于流变之中。 坚持观察的辩证原则，要认识到客观事物本身的辩证，不仅要看到事物的存在，也要看到事物的流向，极力警戒孤立、静止、凝固不变的形而上学观点。 观察的辩证性也要注意观察的时间、地点、条件和范围，不能随意扩大在特定条件下观察的结果，要妥善处理典型性和随机性、特殊性和普遍性的辩证关系。 自然辩证法绪论张胜光制作，16，科学观察的全面原则，自然事物具有自己多样的规律性，质的规律性往往隐藏在现象背后，有时幻想性地歪曲。 科学观察要全面系统地考察事物，为科学研究提供可靠的材料，选择代表性、典型的现象进行观察。 应该说，只坚持观察的客观原则，不足以搞好观察，必须坚持观察的全面原则。 自然辩证法绪论张胜光制作、十七、全面观察原则当然不排斥观察的典型性。 正确把握事物需要全面观察事物现象，为了使研究成为可能，需要考虑观察对象的典型性。 如果坚持科学观察客观原则提供了区别真伪现象的可能性，坚持全面原则提供了正确把握事物本质的可能性。 自然辩证法绪论张胜光制作，18，科学观察的系统性原则，任何事物的发展都是一个连续的过程，只有持续观察，才能把握整个研究对象的变化过程，找出事物发展的规律性。 观察的系统性是指对事物的观察过程要求连续、完整，禁止自由中断。 否则，就不能有效地跟踪事物，不知道转化的经过，不能及时捕捉暂时的重要现象。 如果错过某个环节和现象，就很难了解事物的本质，甚至会丧失观察资料的价值。 自然辩证法绪论张胜光制作，19，知识汗灵感机会=成功是袁隆平向别人传达成功的秘诀，“从1953年到1966年，我一边在农学上课一边进行育种研究，每年都去田间选种。从野外选取表现优良的植株，取回种子播种，观察第二年的表现，筛选出具有稳定遗传优良性状的品种，称为系统选育法，是一种常用的方法。 1962年，我在田里发现了一群稻鹤立鸡。 穗子很大，结实整齐，我是个有心眼儿的人，从不放过它。 自然辩证法绪论张胜光制作，20、“第二年我栽种它，辛勤培育，获得充满希望的好收成，意外地失望，新种出的稻高，低，穗子大小不同。 这时，普通人感到失败而放弃。 我坐在田埂上想为什么失败了。 第一年选择的是天然杂种，不是纯种，第二年遗传性状分离，根据其原始株杂交种的产量计算，每亩产量达到1200斤。 这个在60年代很棒的我得到了灵感。 水稻有杂交的优势，为什么要培育纯种以来，我一直致力于杂交水稻的育种。 自然辩证法论张胜光制作，21、袁隆平擅长观察，在这个故事中，袁隆平首先观察鹤立鸡群的特殊株，然后观察其后代出现性状分离，经过思考才明确了选择的方向。 另外，野败和感光性不育材料的发现，虽然是机会，但在观察方法上，“大家一起寻找他的百度”也是“得到完全不费工夫”。 自然辩证法绪论张胜光制作，22，4 .科学观察在科学认识中的地位和作用，科学观察是科学认识发展的基础、源泉和动力，也是检验科学知识真实性的标准。 科学观察可以扩大科学认识的领域。 宇宙的大小、神秘无限，复杂的自然和现象首先进入人们的视野才被认识到。 因为只限于古代人的观察和地球，所以近代伽利略通过望远镜将视野转向月球，确认了太阳系的存在。随着观察手段的进步，银河、银河团、总银河等概念也产生了。 科学研究领域随着人类视野的扩大而扩大，直至视野扩大的新现象往往成为揭示世界奥秘的导向。 自然辩证法绪论张胜光制作，23、科学观察可以直接引导科学发现和技术发明。 不知道，天文学是对类星、脉冲星、星际有机分子、宇宙背景微波辐射等进行长期系统观测所取得的科学成果。 科学观察也是检验科学知识真理性的标准。 观察活动是主要对象之间沟通相互作用的关系形式，是一种特殊的实践活动。 爱因斯坦指出“理论之所以成立，是因为它与大量的单一观察有关，理论的“理性”也在此。” 自然辩证法绪论张胜光制作，24、科学史上海王星的发现、“时空弯曲”、“行星运动”等，都是观察和验证科学理论的正确辉煌实例。 第二节实验方法，1、实验方法及其类型2、实验数据3、实验常规程序4、错误假设错误5、杂交水稻成功6、热唯说提出7、科学实验作用、自然辩证法论张胜光制作26、13、实验方法及其类型、实验方法：根据一定的科学研究目的，采用一定的物质手段实验和观察是科学认识的基本方法，但实验方法比单纯的观察方法有明显的优点，克服了单纯观察的局限性。 实验方法类型：定性实验：判断事物性质、属性及属性之间相互关系的实验定量实验：测定事物数值，明确各要素之间数量关系的实验测定实验：定量实验的深化与发展。 原因分析实验：从已知结果分析中寻找未知原因的实验。仿真实验：通过模型(数学、物理)间接研究原型规律性的实验，自然辩证法张胜光制作，27，科学实验作为实践活动的基本形式之一具有强大的功能，源于实验的复杂结构。 实验由认识的主体、实验手段、实验指示的对象三个基本要素构成。 其中认识主体是目标指向的人，受试者是实验和变革的对象，实验手段(仪器、工具、实验装备等)是沟通主要对象的媒介，三者形成了一起纠缠的复杂结构关系。 由于实验手段是介质，是理论上的物理化合物，因此兼具主、对象的双重功能，另一方面在实验结果上加上“主观”的标记，不仅增加了揭示实验结果性质的难度，也集中反映了理论与实践统一的本质。 当今时代，理论与实验的关系越来越密切，成为科学活动的特点，科学实验集中体现了这一特点。 自然辩证法绪论张胜光制作，28，14，绝对不能无条件地轻信实验数据！ “除了观察实验者本人以外，任何人都有无条件相信观察实验得到的数据的倾向，除了假设的提出者以外，都有否定或反对新出现的假设的倾向”，但科学史对我们说“绝对不能无条件地轻信实验数据！ 对该实验及其结果和解释进行了周密分析，在反复出现之前，不采用实验数据。 自然辩证法绪论张胜光制作，29，密立根的弥天大谎，1910年，美国物理学家罗伯特密立根进行了世界着名的“滴油实验”，首次测定氢比电子重1836倍。 与此同时，比他有名的物理学家艾伦菲尔德也做了同样的实验，但是没有得到结果。 密立根实验得到的数据很漂亮，任何做过物理实验的人都有经验，理论计算的数据和实验测定的数据一般不太相似。 因此，艾伦菲尔德提出了疑问，引起了物理学的论战。 自然辩证法绪论张胜光制作，30、密立根在论战中获胜，科学界的最高奖项1923年诺贝尔物理学奖也被授予。 事件发生60年后，偶然的发现暴露了密立根的所谓实验结果。 这个结果来自密立根的笔记本和原稿，是历史学家发现后公开的。 密立根发表的58次观测结果，并不像他誓言丹所说的那样相信“没有被选择”，而是从140次观测中选择的他大幅移动实验的数据，只把对他有利的美丽数据用在“我”上，所有不利的数据都删除了。 自然辩证法绪论张胜光制作，31，这一发现震撼了物理学界，密立根的小动作和他给予的实验结果一样美丽！自然辩证法绪论张胜光制作，32，15 .实验的一般程序，实验构想实验设计实验实施数据处理结果的解释，自然辩证法绪论张胜光制作，33， 实验构想是实验前分析对象构想合理方法的问题实验设计是基于构想方案实现实验要素的最佳结合问题实验是将理性方法物理化为感性形态并操作实现的问题数据处理是用于保存实验获得材料的整理问题结果解释是基于现有理论和新假设的实验结果自然辩证法绪论张胜光制作，34、16，假设错误，普利斯特利是18世纪英国伟大的化学家，他一生中在化学上有过许多重大发现，是氧气的首位获奖者。 但是他是忠实的燃素说的追随者，在实验中没有摆脱燃素说思想的束缚，从本质上说，他最终还是没有发现氧气。自然辩证法绪论张胜光制作，35、1774年，他发现玻璃器皿中放入水银焚烧灰，放入玻璃罩中接入水银集气槽，直径12点，用焦距20英寸的凸透镜加热水银渣立即分解，释放气体。 他原以为是普通的空气，但蜡烛在这种气体中燃烧，光焰非常强烈，像氧化氮接触铁粉或硫肝时燃烧的景象，发现老鼠在这种气体中生活的时间是同容积普通空气的两倍，而且取出后还活着因此，他建议在医学上使用它，他说这种空气将来可能会成为流行的奢侈品。 普锐斯发现的气体很明显是氧气。 他非常信奉燃素学说，所以用燃素含量的多少来说明各种气体。 自然辩证法论张胜光制作，37，将他发现的气体体积表现为“脱燃素空气”，