生物科学研究方法-概论

生物学科学研究方法论陆玲南京师范大学生命科学学院微生物研究所第1页科学研究没有一成不变方法，也没有万无一失共同模式，但它是考究方法。第2页（1）提出问题能力必需具备坚实基础理论和广博知识（学习能力）、学问和经验才能提出问题、创建假说。能经过阅读文件和搜集资料后进行思索和判断进行归纳（逻辑思维能力）。具备好奇心（创造性）、不被已成定式束缚、不墨守成规、勇于直面科学现实、勇于向权威挑战也是不可缺乏品质。

科学研究能够培养学者三个能力第3页(2)有制订假说（假设、方案）能力,有批评、判断种种假说（假设、方案）能力；这主要是培养思维能力—逻辑思维（分析、对比、推理）和形象思维能力。(3)有证实假说（假设、方案）是非真假能力；这主要是指实践能力—设计能力、试验能力、深入考查、观察事物能力。第4页有了这三种能力，学生未来到社会上，便能具备：1.弹性适应能力;即行为模式含有可塑性、不墨守成规，能快速适应环境变迁。2.敏锐预见能力;即对各种变迁局势作出快速而恰当预见和反应。3.丰富创意能力;即能不停产生新颖(Idea)思绪和方案。第5页做学问三境界（国学大师：王国维）第一境界：晏殊《蝶恋花》：“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路”。做学问成大事业者首先应该登高望远，鸟瞰路径，了解概貌。第二境界：柳永《蝶恋花》：“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。”做学问成大事业不是轻而易举，必须经过一番辛勤劳动过程，“为伊消得人憔悴”，就是说要像渴望恋人那样，废寝忘食，孜孜不倦，人瘦带宽也不后悔。第三境界：辛弃疾《青玉案·元夕》

“众里寻他千baidu，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。经过重复追寻、研究，到底取得了成功。做学问也用得上陶渊明一句诗“山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村”，只要功夫精神用到，自然会豁然开朗，有所发觉，有所创造。

第6页第一章生物科学研究概论一、生物科学研究范围与类型二、生物科学科学研究特点三、生物科学研究基本程序第7页一、生物科学研究范围与类型

1．生物科学研究范围

创造知识是指对未知生命现象进行探索，以求发觉新知识、新规律、新原理，创造新方法、新伎俩等等

加工知识则是对已经产生生命科学知识进行搜集贮存、分析整理、综合归纳、判别利用，是使知识规范化、系统化。

应用知识是利用已经有生物学知识去开拓新应用路径。第8页科学研究必须以取得新结果作为衡量成功是否标准。这是一个创造性劳动。新结果可能是新发觉、新理论，或是新方法、新工艺；也可能是新材料，或新器件等等。第9页

科学史有没有数创造性例子：经过试验，细心观察，发觉了新现象，如伦琴发觉X射线；琴纳经过接种牛痘防治天花，从而奠定了免疫学；按预定概念与设计去试验，取得了预期结果，如居里夫人从大量沥青铀矿中提炼出放射性元素钋和镭；经过广泛观察、体会，冲出就理念，“悟”出新概念，从而提出新理论，如达尔文进化论。第10页修正旧理论，提出新假说，这些假说在当初似乎都违反常识，如爱因斯坦创建相对论。有人利用多学科交叉、组织起来，建立起新领域而取得了成功，如维纳建立控制论。全部这一切都说明，取得创造性结果路径是各种多样，显然不存在什么一成不变方法。第11页2．生物科学研究类型与特点

普通科学研究工作可按其目标，任务和方法不一样，分为基础研究、应用研究和开发研究。

基础研究是指为取得新知识而进行独创性研究。基础研究工作基本上在学科前沿，并在试验室中进行。它不着眼于当前应用，没有特定商业目标。

第12页

基础科学是人类对客观世界基本规律认识总和。

基础科学问题有两大起源，人类对认识自然规律不懈探求；社会、经济发展需求。

基础研究是从事基础科学问题研究活动统称，它以探索未知、揭示客观规律和培养高素质创新性人才为使命。第13页

基础研究结果含有超前性，每一个重大突破,

都会对人们认识世界和改造世界能力提升,对高技术产业形成和经济发展与社会进步产生深刻影响，发挥巨大作用。

基础研究显著特征之一是厚积薄发，其进展往往难以预测，需要在宽松环境下长久积累才能取得重大结果。第14页

维萨留斯

(1514-1564)——人体结构论

哥白尼(1473-1543)——日心说

牛顿(1643-1727)——力学理论体系第15页

应用研究：

是指利用基础研究结果和相关知识，为创造新产品、新方法、新技术、新材料等技术基础所进行定向研究。应用研究有目标、有计划、有时间限制，其结果有实用价值，有一定保密性。

第16页

开发研究：

是指利用基础研究、应用研究结果和相关知识，为了推广新产品、新方法、新技术、新材料、新设计、新流程，以及为生产产品或完成工程任务而进行技术研究活动。

第17页

基础研究、应用研究、开发研究三者之间关系：

基础研究是对新知识、新理论、新原理探索，其结果不但能扩大科学理论领域，提升应用研究基础水平，而且对于技术科学、应用科学和生产发展含有不可估量作用。应用研究是把基础研究发觉新知识、新理论用于特定目标研究。它是基础研究与开发研究之间桥梁。开发研究又称技术开发，是把应用研究结果直接用于生产实践研究。第18页三者结合实例：重大科学研究专题计划：在重大科学问题和国家战略需求结合点上，试点实施专题重大研究计划，重在积累知识、培养创新人才，推进基础科学繁荣和发展，并为新一代高技术做好先导性研究。第19页专题计划1：蛋白质研究计划基因组细胞DNA蛋白质蛋白质“生命是蛋白体存在形式”

—恩格斯

第20页蛋白质研究与应用正常西红柿植株带有抗昆虫毒素蛋白转基因西红柿植株农业制药业人口与健康绿色工业（酶作为催化剂等）胰岛素、干扰素和抗体等等第21页二、生物科学科学研究特点

1．科学研究基本特点

（1）探索性。探索性是科学研究基本任务。是指科学研究是一个不停探索，把未知变为已知，把知之较少变为知之较多过程。这一特点决定了科研过程不确定性、偶然性和变动性。

第22页所谓不确定性：探索过程就是经过失败、总结出失败原因再去探索、最终找到正确处理问题路径过程。所谓偶然性是指在研究过程中，有时会碰到超出预定目标，并含有科学价值事件，有些人把这称为“偶现”。如弗来明发觉青霉素就是偶然发觉忘记盖盖含菌平皿中有青霉菌落周围出现了抑菌圈，最终发觉了青霉素。所谓变动性是指因为研究工作中不停出现新情况、发觉新问题，不得不经常依据实际需要改变原有研究方案和计划，以使研究计划更符合自然规律，研究工作能够继续进行下去。第23页

（2）创造性：创造性是科学研究工作灵魂。科学研究目标就是为了发觉新事物、创造新知识、研制新产品。它不是重复前人劳动，而是在继承已经有结果基础上进行再创造。没有创造性就不能成为科学研究。第24页

发觉是指首先取得对自然界包含社会规律性认识，并有新现象发觉，新规律揭示，新理论创建；

创造是指自然界不存在东西，经过科学研究而被创造出来，比如激光共聚焦显微镜创造；

创新是对现有知识水平提升及更新，如科学知识创新、技术装备创新、生产工艺创新等等。创造性包含三个方面内容：发觉、创造和创新。第25页

（3）继承性：继承性是科学研究基础。是指一切科研工作都是在前人创造基础上进行，都要利用前人已经有结果，并以前人结果为起点，而不是从头开始。第26页

继承性两层涵义:

一是要利用前人所建立起来科学技术作为我们继续研究工具，这就决定了科研人员只有掌握了一定科学知识，才有资格和可能进行科学研究；二是要将前人探索但没有完成事业继续探索下去，这就决定了科研人员一定要了解前人已处理了那些问题，那些问题还没有处理，这是从事科学研究基本前提。诺贝尔奖取得者Milsten认为“假如在理论上没有克隆选择学说，在技术上没有细胞融合和培养方法，在材料上没有试验性骨髓瘤和体外培养骨髓瘤细胞，就不可能出现单克隆抗体”第27页（4）严密性：严密性是科研成败关键。严密性是指科研工作每个步骤和详细实施过程都要深思熟虑、精心设计和一丝不苟，遵照事物发展客观规律去开展工作。第28页

2．二十一世纪生物学研