研究合理的科學方法

① 科學的研究方法應遵循哪些原則

要遵循以下四點原則：

1、應在研究計劃、研究報告、學位論文中明確提及使用何種研究方法。

在研究計劃、研究報告、學位論文等研究成果中，明確把自己的研究方法提出來，這樣做至少有兩個作用。其一，可以增加成果的可信度和可行性，以利於讀者審核、檢驗；其二，可以為以後做相關課題或項目的研究人員提供參考，進而有利於研究工作的可持續發展。

2、應根據各學科，各課題的特點、性質、對象選擇、運用一定的研究方法。

從方法論的角度來看，方法是有層次性的，不同層次的方法有其特定的應用范圍和應用對象。在從事具體的科學研究時，研究人員首先要了解所在學科及研究課題的特點、性質和研究對象，然後有針對性地選擇相應的研究方法。

3、應根據研究方法的特點和功能選擇，運用一定的研究方法。

選擇研究方法時，一定要充分考慮各種研究方法的不同特點和功能。比如，假說既是科學發展的一個重要的環節和思維方式，又是一種重要的研究方法。

4、應根據研究方法和研究內容的一致性程度選擇、運用一定的研究方法。

研究方法是人們從大量的認識和實踐活動當中形成的，特別是直接產生在實踐基礎上的認識活動中所獲得的結果——知識。因此，研究方法通常是要與一定的研究內容相適應的，也就是與研究內容有一致性的問題。

(1)研究合理的科學方法擴展閱讀

研究方法分類

1、根據研究活動的特徵或認識層次，可以分為：經驗方法和理論研究。

2、根據研究對象的規模和性質，可以分為：戰略研究方法和戰術研究方法。

3、以研究方法的規則性為依據，可以分為：常規方法和非常規方法。

4、按方法的普遍程度不同，可以分為：一般方法和特殊方法。

5、根據研究手段的不同，可以分為：定性研究方法和定量研究方法。

② 生物科學常用的研究方法有哪三種

科學探究常用的方法有觀察法、實驗法、調查法和資料分析法等．
（1）觀察法是科學探究的一種基本方法．觀察法是在自然狀態下，研究者按照一定的目的和計劃，用自己的感官外加輔助工具，對客觀事物進行系統的感知、考察和描述，以發現和驗證科學結論．觀察時要全面、細致、實事求是，並及時記錄下來；要有計劃、要耐心；要積極思考，及時記錄；要交流看法、進行討論．
（2）實驗法是現代生物學研究的重要方法．實驗法是利用特定的器具和材料，通過有目的、有步驟的實驗操作和觀察、記錄分析，發現或驗證科學結論．一般步驟：①發現並提出問題；②收集與問題相關的信息；③作出假設；④設計實驗方案；⑤實施實驗並記錄；⑥分析實驗現象；⑦得出結論．
（3）調查是科學探究的常用方法之一．調查時首先要明確調查目的和調查對象，制訂合理的調查方案．調查過程中有時因為調查的范圍很大，就要選取一部分調查對象作為樣本．調查過程中要如實記錄．對調查的結果要進行整理和分析，有時要用數學方法進行統計．
（4）收集和分析資料也是科學探究的常用方法之一．收集資料的途徑有多種．去圖書管查閱書刊報紙，拜訪有關人士，上網收索．其中資料的形式包括文字、圖片、數據以及音像資料等．對獲得的資料要進行整理和分析，從中尋找答案和探究線索．

③ 自然科學的研究方法都有哪些

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現代自然科學研究方法

自然科學方法論實質上是哲學上的方法論原理在各門具體的自然科學中的應用。作為科學，它本身又構成了一門軟科學，它是為各門具體自然科學提供方法、原則、手段、途徑的最一般的科學。自然科學作為一種高級復雜的知識形態和認識形式，是在人類已有知識的基礎上，利用正確的思維方法、研究手段和一定的實踐活動而獲得的，它是人類智慧和創造性勞動的結晶。因此，在科學研究、科學發明和發現的過程中，是否擁有正確的科學研究方法，是能否對科學事業作出貢獻的關鍵。正確的科學方法可以使研究者根據科學發展的客觀規律，確定正確的研究方向；可以為研究者提供研究的具體方法；可以為科學的新發現、新發明提供啟示和借鑒。因此現代科學研究中尤其需要注重科學方法論的研究和利用，這也就是我們要強調指出的一個問題。

一、科學實驗法

科學實驗、生產實踐和社會實踐並稱為人類的三大實踐活動。實踐不僅是理論的源泉，而且也是檢驗理論正確與否的惟一標准，科學實驗就是自然科學理論的源泉和檢驗標准。特別是現代自然科學研究中，任何新的發現、新的發明、新的理論的提出都必須以能夠重現的實驗結果為依據，否則就不能被他人所接受，甚至連發表學術論文的可能性都會被取締。即便是一個純粹的理論研究者，他也必須對他所關注的實驗結果，甚至實驗過程有相當深入的了解才行。因此，可以說，科學實驗是自然科學發展中極為重要的活動和研究方法。

(一)科學實驗的種類

科學實驗有兩種含義：一是指探索性實驗，即探索自然規律與創造發明或發現新東西的實驗，這類實驗往往是前人或他人從未做過或還未完成的研究工作所進行的實驗；二是指人們為了學習、掌握或教授他人已有科學技術知識所進行的實驗，如學校中安排的實驗課中的實驗等。實際上兩類實驗是沒有嚴格界限的，因為有時重復他人的實驗，也可能會發現新問題，從而通過解決新問題而實現科技創新。但是探索性實驗的創新目的明確，因此科技創新主要由這類實驗獲得。

從另一個角度，又可把科學實驗分為以下類型。

定性實驗：判定研究對象是否具有某種成分、性質或性能；結構是否存在；它的功效、技術經濟水平是否達到一定等級的實驗。一般說來，定性實驗要判定的是「有」或「沒有」、「是」或「不是」的，從實驗中給出研究對象的一般性質及其他事物之間的聯系等初步知識。定性實驗多用於某項探索性實驗的初期階段，把注意力主要集中在了解事物本質特性的方面，它是定量實驗的基礎和前奏。

定量實驗：研究事物的數量關系的實驗。這種實驗側重於研究事物的數值，並求出某些因素之間的數量關系，甚至要給出相應的計算公式。這種實驗主要是採用物理測量方法進行的，因此可以說，測量是定量實驗的重要環節。定量實驗一般為定性實驗的後續，是為了對事物性質進行深入研究所應該採取的手段。事物的變化總是遵循由量變到質變，定量實驗也往往用於尋找由量變到質變關節點，即尋找度的問題。

驗證性實驗：為掌握或檢驗前人或他人的已有成果而重復相應的實驗或驗證某種理論假說所進行的實驗。這種實驗也是把研究的具體問題向更深層次或更廣泛的方面發展的重要探索環節。

結構及成分分析實驗：它是測定物質的化學組分或化合物的原子或原子團的空間結構的一種實驗。實際上成分分析實驗在醫學上也經常採用，如血、尿、大便的常規化驗分析和特種化驗分析等。而結構分析則常用於有機物的同分異構現象的分析。

對照比較實驗：指把所要研究的對象分成兩個或兩個以上的相似組群。其中一個組群是已經確定其結果的事物，作為對照比較的標准，稱為「對照組」，讓其自然發展。另一組群是未知其奧秘的事物，作為實驗研究對象，稱為實驗組，通過一定的實驗步驟，判定研究對象是否具有某種性質。這類實驗在生物學和醫學研究中是經常採用的，如實驗某種新的醫療方案或葯物及營養晶的作用等。

相對比較實驗：為了尋求兩種或兩種以上研究對象之間的異同、特性等而設計的實驗。即把兩種或兩種以上的實驗單元同時進行，並作相對比較。這種方法在農作物雜交育種過程中經常採用，通過對比，選擇出優良品種。

析因實驗：是指為了由已知的結果去尋求其產生結果的原因而設計和進行的實驗。這種實驗的目的是由果索因，若果可能是多因的，一般用排除法處理，一個一個因素去排除或確定。若果可能是雙因的，則可以用比較實驗去確定。這就與謀殺案的偵破類似，把懷疑對象一個一個地排除後，逐漸縮小懷疑對象的范圍，最終找到謀殺者或主犯，即產生結果的真正原因或主要原因。

判決性實驗：指為驗證科學假設、科學理論和設計方案等是否正確而設計的一種實驗，其目的在於作出最後判決。如真空中的自由落體實驗就是對亞里士多德錯誤的落體原理(重物體比輕物體下落得快)的判決性實驗。

此外，科學實驗的分類中還包括中間實驗、生產實驗、工藝實驗、模型實驗等類型，這些主要與工業生產相關。

(二)科學實驗的意義和作用

1．科學實驗在自然科學中的一般性作用

人類對自然界認識的不斷深化過程，實際是由人類科技創新(或稱為知識創新)的長河構成的。科學實驗是獲取新的、第一手科研資料的重要和有力的手段。大量的、新的、精確的和系統的科技信息資料，往往是通過科學試驗而獲得的。例如，「發明大王」愛迪生，在研製電燈的過程中，他連續13個月進行了兩千多次實驗，試用了1600多種材料，才發現了白金比較合適。但因白金昂貴，不宜普及，於是他又實驗了6 000多種材料，最後才發現炭化了的竹絲做燈絲效果最好。這說明，科學實驗是探索自然界奧秘和創造發明的必由之路。

科學實驗還是檢驗科學理論和科學假說正確與否的惟一標准。例如，科學已發現宇宙間存在四種相互作用力，它們之間有沒有內在聯系呢?愛因斯坦提出「統一場論」，並且從1925年開始研究到1955年去世為止，一直沒有得到結果，因此許多專家懷疑「統一場」的存在。但美國物理學家溫伯格和巴基斯坦物理學家薩拉姆由規范場理論給出了弱相互作用和電磁相互作用的統一場，並得到了實驗證明而被公認。這表明理論正確的標準是實驗結果的驗證，而不是權威。

科學實驗是自然科學技術的生命，是推動自然科學技術發展的強有力手段，自然界的奧秘是由科學實驗不斷揭示的，這一過程將永遠不會完結。

2．科學實驗在自然科學中的特殊作用

自然界的事物和自然現象千姿百態，變化萬千，既千差萬別，又千絲萬縷的相互聯系著，這就構成錯綜復雜的自然界。因此在探索自然規律時，往往會因為各種因素糾纏在一起而難以分辨。科學實驗特殊作用之一是：它可以人為地控制研究對象，使研究對象達到簡化和純化的作用。例如，在真空中所做的自由落體實驗，羽毛與鐵塊同時落下，其中就排除了空氣阻力的干擾，從而使研究對象大大的簡化丁。

科學實驗可以憑借人類已經掌握的各種技術手段，創造出地球自然條件下不存在的各種極端條件進行實驗，如超高溫、超高壓、超低溫、強磁場、超真空等條件下的實驗。從這些實驗中可以探索物質變化的特殊規律或制備特殊材料，也可以發生特殊的化學反應。

科學實驗具有靈活性，可以選取典型材料進行實驗和研究，如選取超純材料、超微粒(納米)材料進行實驗。生物學中用果蠅的染色體研究遺傳問題同樣體現了科學實驗的靈活性。

科學實驗還具有模擬研究對象的作用，如用小白鼠進行的病理研究等。科學實驗可以為生產實踐提供新理論、新技術、新方法、新材料、新工藝等。一般新的工業產品在批量生產前都是在實驗室中通過科學實驗製成的，晶體管的生產就是如此。

科學實驗就是自然科學研究中的實踐活動，尊重科學實驗事實，就是堅持唯物主義觀點，無視實驗事實，或在實驗結果中弄虛作假，都是唯心主義的作法，最終必然碰壁。任何自然科學理論都必須以豐富的實驗結果中的真實信息為基礎，經過分析、歸納，從而抽象出理論和假說來。一個科學工作者必須腳踏實地，這個實地就是科學實驗及其結果，因此，唯物主義思想是每一個自然科學工作者都應該具備的基本素質之一。

二、數學方法

數學方法有兩個不同的概念，在方法論全書中的數學方法指研究和發展數學時的思想方法，而這里所要闡述的數學方法則是在自然科學研究中經常採用的一種思想方法，其內涵是；它是科學抽象的一種思維方法，其根本特點在於撇開研究對象的其他一切特性，只抽取出各種量、量的變化及各量之間的關系，也就是在符合客觀的前提下，使科學概念或原理符號化、公式化，利用數學語言（即數學工具）對符合進行邏輯推導、運算、演算和量的分析，以形成對研究對象的數學解釋和預測，從而從量的方面揭示研究對象的規律性。這種特殊的抽象方法，稱為數學方法。

(二)運用數學方法的基本過程

在科學研究中，經常需要進行科學抽象，並通過科學抽象，運用數學方法去定量揭示研究對象的規律性，其基本過程是：(1)先將研究的原型抽象成理想化的物理模型，也就是轉化為科學概念；(2)在此基礎上，對理想化的物理模型進行數學科學抽象(科學抽象的一種形式)，使研究對象的有關科學概念採用符號形式的量化，達到初步建立起數學模型，即形成理想化了的數學方程式或具體的計算公式；(3)對數學模型進行驗證，即將其略加修正後運用到原型中去，對其進行數學解釋，看其近似的程度如何：近似程度高，說明這是一個較好的數學模型，反之，則是一個較差的數學模型，需要重新提煉數學模型。這一基本過程可用簡圖表示如下：

數學方法又稱數學建模法，之所以其第一步要抽象為物理模型，這是因為數學方法是一種定量分析方法，而自然科學中的量絕大多數都是物理量，因此數學模型實質表達的是各物理量之間的相互關系，而且這種關系需要表達成數學方程式或計算公式。而驗證過程則通常為研究對象中各種物理量的測定(通過實驗)過程。因此，數學建模過程的第一步又常稱為物理建模，換言之，就是說沒有物理建模就難以進行數學建模；但是，若只有物理建模，就難以形成理論性的方程式或計算公式，就難以達到定量分析研究的目的。

(二)數學方法的特點

l.高度的抽象性：各門自然科學乃至社會科學雖然都是抽象的科學，都具有抽象性，可是數學的抽象程度更高，因為在數學中已經沒有了事物的其它特徵，僅存在數和符號，它只表明符號之間的數量關系和運算關系等。也只有這樣才能定量地揭示出研究對象的規律性。

2.高度的精確性：這是因為可以通過數學模型進行精確的計算，而且只有精確(即近似程度高)的數學模型才是人們最終所需要的數學模型。

3．嚴密的邏輯性：這是因數學本身就是一門邏輯嚴謹的科學，同時運用數學方法解決和研究自然規律時，一般總是在已掌握大量的、充分和必要的數據(即實驗信息)的基礎上，並首先運用邏輯推理方法建立物理模型之後才去建立數學模型的，因此數學模型中必然會包含更加嚴密的邏輯性。

4．充滿辯證特徵：因為在數學模型中的量往往是一個符號，如F＝ma就代表了牛頓第二定律，這其中的三個量的大小既是可以變化的，又是相互關聯的。因此數學模型本來就體現了辯證關系的兩大主要特徵：變化特徵和聯系特徵。

5．具有應用的廣泛性：華羅庚教授曾指出：「宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之變，生物之謎，日用之繁，無處不用數學」。這是因為世上萬物的變化無不由運動而產生，無不遵從由量變到質變的規律性，因此只有通過定量研究才能更深刻揭示自然規律，才能更准確的把握住量變到質變的關鍵——度的問題。

6．隨機性：隨機性是指偶然性中有必然性，實驗信息是偶然的，通過數學建模，從多個偶然數據(分立的)中往往可以給出必然的結果(量之間連續變化的關系)，即規律性的結論。

(三)數學方法的種類

1．自然事物和現象的分類

數學方法及數學建模的應用依賴於自然事物和現象的性質，而自然事物和現象的種類繁多，數量是無限的。在大幹世界中，無法找到兩個完全一樣的東西，這是指再相仿的東西之間也必然會有差別。因此定量研究事物規律性時，數學模型不可能是針對某一個別事物而建立的，而總是針對同一類事物和現象所具有的共同規律性而建立的。這就要求：根據數學建模的需要，按一定的因素把事物進行分類，以便更方便地運用數學方法。概括起來，自然界中多種多樣的事物和現象一般可分為四大類：第一類是有確定因果關系的，稱為必然性的自然事物和自然現象；第二類是沒有確定因果關系的，稱為隨機的自然事物和現象；第三類是界限不明白，稱為模糊的自然事物和自然現象；第四類是突變的自然事物和自然現象。必然事物和現象就如同種豆得豆、種瓜得瓜一樣，因果關系完全確定。而隨機事物和現象就如同氣體分子的相互碰撞一樣，其中某兩個分子是否很快會發生碰撞，沒有必然性，但氣體分子間確實經常發生碰撞，所以可以說分子間發生碰撞是必然的，但某兩個分子的碰撞卻是隨機的。對模糊的事物和自然現象的理解，也可以用一個實例說明。許多國界都是以河流的主河道中線劃分的，中線究竟在哪裡，只能是一個模糊的界限，無法嚴格劃分。因為河水有多的時候，也有少的時候，洞水在流動，波浪在不斷地拍打著河岸，因此不可能進行絕對精確的測量，所以其界限是模糊的。地震的突然發生、橋梁的突然斷裂折墜等則屬於突然性事物和現象。

2．數學方法的分類

按照自然事物和現象的類型，根據理論計算和解決實際問題的需要，人們創立了許多種數學方法，概括起來主要有以下幾種：常量數學方法：古今初等數學所運用的方法，便是常量數學方法，主要有算術法、代數法、幾何法和三角函數法。常量數學方法被用於定量揭示和描述客觀事物在發展過程中處於相對靜止狀態時的數量關系和空間形式(或結構)的規律性。變數數學方法：它是定量揭示和描述客觀事物運動、變化、發展過程中的各量變化與量變之間的關系的一種數學方法。其中最基本的是解析幾何法和微積分法。解析幾何法由數學家迪卡爾創立，是用代數方法研究幾何圖形特徵的一種方法。微積分(通常稱為高等數學)方法是牛頓和萊布尼茨創立的。這種方法主要應用於求某種變化率(如物體運行速率、化學反應速率等)；求曲線(曲面)切線(切平面)；求函數極值；求解振動方程和場方程等問題。

必然性數學方法：這種方法應用於必然性自然事物和現象。描述必然性自然事物和現象的數學工具，一般是方程式或方程組。其中主要有：代數方程、函數方程、常微分方程、偏微分方程和差分方程等。利用方程可以從已知數據，在遵循推理規律和規則的條件下，推算出未知數據，如這種方法可以根據熱力學方程計算出煉鋼爐各部分的溫度分布。因而可通過理論計算，確定和選取煉鋼爐的最佳設計方案。

隨機性數學方法：指定量研究、揭示和描述隨機事物和隨機現象領域的規律性的一種數學方法。它主要含概率論方法和數理統計方法。

突變的數學方法：指定量研究只揭示和描述突變事物和突變現象規律性的一種數學方法。它是20世紀70年代由法國數學家托姆創立的。托姆用嚴密的邏輯和數學推導，證明在不超過四個控制因素的條件下，存在著七種不連續過程的突變類型，它們分別是：折轉型，尖角型，燕尾型，蝴蝶型，雙曲臍點型，橢圓臍點型，拋物臍點型。這些突變數學方法和突變理論，對於解決地質學研究領域中的復雜生突變事件(如地震預測)和現象十分有用。有專家預言：突變的數學方法，可能成為解決地質學領域復雜問題的一種強有力的數學工具。

模糊性數學方法：指用定量方法去研究、揭示和描述模糊事物和模糊現象和規律性的一種數學方法。自然界存在著大量模糊事物、模糊現象和模糊信息，無法用精確數學方法處理。模糊數學方法的創立，才使人類找到了處理該類問題的有效方法，人們稱這種方法的效果是「模糊中見光明」。「模糊數學」並非數學的模糊，這種數學本身仍是邏輯嚴密的精確數學，只是因用於處理模糊事物而得名。

公理化方法：指從初始科學概念和一些不證自明的數學公理出發遵循邏輯思維規律和推理規則，運用正確邏輯推理形式，對一些相關問題進行處理，從而建立起數學模型的一種特殊方法。公理化方法由古希臘數學家歐幾里得首創，並構成了歐氏幾何學理論體系，公理化方法的核心是研究如何把一種科學理論公理化，進而建成一個公理化理論體系。這種體系中首先建立公理，即把某學科中一些初始科學概念公理化，然後由公理推演出定理及其他，從而構成一個公理化理論體系。

(四)提煉數學模型的一般步驟

所謂提煉數學模型，就是運用科學抽象法，把復雜的研究對象轉化為數學問題，經合理簡化後，建立起揭示研究對象定量的規律性的數學關系式(或方程式)。這既是數學方法中最關鍵的一步，也是最困難的一步。提煉數學模型，一般採用以下六個步驟完成：

第一步：根據研究對象的特點，確定研究對象屬哪類自然事物或自然現象，從而確定使用何種數學方法與建立何種數學模型。即首先確定對象與應該使用的數學模型的類別歸屬問題，是屬於「必然」類，還是「隨機」類；是「突變」類，還是「模糊」類。

第二步：確定幾個基本量和基本的科學概念，用以反映研究對象的狀態。這需要根據已有的科學理論或假說及實驗信息資料的分析確定。例如在力學系統的研究中，首先確定的摹本物理量是質主(m)、速度(v)、加速度(α)、時間(t)、位矢(r)等。必須注意確定的基本量不能過多，否則未知數過多，難以簡化成可能數學模型，因此必須詵擇出實質性、關鍵性物理量才行。

第三步：抓住主要矛盾進行科學抽象。現實研究對象是復雜的，多種因素混在一起，因此，必須變復雜的研究對象為簡單和理想化的研究對象，做到這一點相當困難，關鍵是分清主次。如何分清主次只能具體問題具體分析，但也有兩條基本原則：一是所建數學模型一定是可能的，至少可給出近似解；二是近似解的誤差不能超過實際問題所允許的誤差范圍。

第四步：對簡化後的基本量進行標定，給出它們的科學內涵。即標明哪些是常量，哪些是已知量，哪些是待求量，哪些是矢量，哪些是標量，這些量的物理含義是什麼?

第五步：按數學模型求出結果。

第六步：驗證數學模型。驗證時可根據情況對模型進行修正，使其符合程度更高，當然這以求原模型與實際情況基本相符為原則。

(五)數學方法在科學中的作用

1．數學方法是現代科研中的主要研究方法之一

數學方法是各門自然科學都需要的一種定量研究方法，尤其在當今世界科學技術飛速發展的時代，計算機已得到廣泛應用，即使一個極其復雜的偏微分方程的求解問題也同樣可以通過離散化手段進行數字求解。如航磁法、地震法探礦的數據處理問題就異常復雜，其數學模型就是一個偏微分波動(場)方程。當然此類問題都需要在超大型專門計算機構進行的。正因為如此，許多過去無法進行定量研究的問題，現在一般都可以通過數學建模進行定量研究。當然，研究中的關鍵就是如何建模的問題了。同時，只有通過定量研究才能更深刻、更准確地揭示自然事物和自然現象內在的規律性。否則，一切科學理論的建立和理論研究的精確化就難以實現。

馬克思曾指出：「一種科學只有當它達到了能夠運用數學時，才算真正發展了」。這正如我國數千年的傳統中葯，因其葯效及有效成分沒能達到定量研究的程度，因而其發展遲緩。當今世界各主要國家都在對中國的中葯進行定量分析研究，某些中葯已被它國製成精品並擁有專利權向我國傾銷，這充分體現了定量研究的重要意義。

2．數學方法為多門科研提供了簡明精確的定量分析和理論計算方法

數學語言(方程式或計算公式)是最簡明和最精確的形式化語言，只有這種語言才能給出定量分析的理論和計算方法，通過理論計算給出的信息，可以給人們提供某種預測、某種預言。這種預示性的信息，既可能帶來某種發現、發明和創造，也可能導致極大的經濟和社會效益，從而使人們格外地感受到它的分量。

3．數學方法為多門科學研究提供邏輯推理、辯證思維和抽象思維的方法

數學作為自然科學研究的可靠工具，是因為它的理論體系是經過嚴密邏輯推證得到的，因此它也為科學研究提供了眾多邏輯推理方法；同時數學也是一種辯證思維和抽象思維的語言，因此也同樣為科學研究提供了辯證思維和抽象思維的方法。

三、系統科學方法

系統科學是關於系統及其演化規律的科學。盡管這門學科自20世紀上半葉才產生，但由於其具有廣泛的應用價值，發展十分迅速，現已成為一個包括眾多分支的科學領域。它包括有：一般系統論、控制論、資訊理論、系統工程、大系統理論、系統動力學、運籌學、博弈論、耗散結構理論、協同學、超循環理論、一般生命系統論、社會系統論、泛系分析、灰色系統理論等分支。這些分支，各自研究不同的系統。自然界本身就是一個無限大、無限復雜的系統，在自然界中包括著許許多多不同的系統，系統是一種普遍存在。一切事物和過程都可以看作組織性程度不同的系統，從而使系統科學的原理具有一般性和較高的普遍性。利用系統科學的原理，研究各種系統的結構、功能及其進化的規律，稱為系統科學方法，它已得到各研究領域的廣泛應用，目前尤其在生物學領域(生態系統)和經濟領域(經濟管理系統)中的應用最為引人注目。系統科學研究有兩個基本特點：其一是它與工程技術、經濟建設、企業管理、環境科學等聯系密切，具有很強的應用性；其二是它的理論基礎不僅是系統論，而且還依賴於各有關的專門學科，與現代一些數學分支學科有密切關系。正因為如此，人們認為系統科學方法一般指研究系統的數學模型及系統的結構和設計方法。因此，我們下面將僅就上述意義上系統科學方法作簡要論述。

(一)系統科學方法的特點和原則

所謂系統科學方法，是指用系統科學的理論和觀點，把研究對象放在系統的形式中，從整體和全局出發，從系統與要素、要素與要素、結構與功能以及系統與環境的對立統一關素中，對研究對象進行考察、分析和研究，以得到最優化的處理與解決問題的一種科學研究方法。系統科學方法的特點和原則主要有：整體性、綜合性、動態性、模型化和最優化五個方面。

(1)整體化特點和原則：這是系統科學方法的首要特點和原則。所謂整體性特點和原則，是指把研究對象作為一個有機的整體系統去看待。雖然系統中每一個要素，就其單獨功能而言是有限的，但卻是系統所必有的要素。就整體系統而言，缺少了任何一個要素都難以發揮整個系統的功能。這正如一輛汽車一樣，它是一個完整的系統，任何一個部件出現缺損都可能影響整個系統功能的發揮，甚至一個微不足道的螺絲釘的缺損都可能造成某種事故的發生。因此必須把研究對象作為有了質變的有機整體去看待。這里的計算關系應該是1+1>2，這就如同「二人一條心，黃土變成金』』的格言所表示的含義類似，即系統的整體功能大於各要素的功能之和。這被稱為系統各要素功能的非加性規律。這一規律性要求人們在對系統的研究中，必須從有機整體的角度去探討系統與組成它的各要素之間的關系，而且另一方面，需要研究系統與周圍環境之間的聯系和關系，從有機整體的角度去發揮系統的功能，把握系統的性質與運動規律。

(2)綜合性特點和原則：這一特點和原則包括兩方面的含義：一方面指客觀事物和工程都是一個系統，是由諸多要素按一定規律組成的復雜的綜合體，有其特殊的性質、規律和功能；另一方面指，對任何客觀事物和具體系統的研究，都必須進行綜合考察，即從它的組成部分、結構、功能及環境的相互聯系、相互作用和相互制約的諸方面進行綜合研究。而系統的最優化目標就是根據系統科學方法對研究對象進行綜合考察和研究的結果來確定的。

(3)動態性特點和原則：指在物質系統的動態過程中揭示它們的性質、規律和功能。因為客觀世界中實際存在的一切系統，無論是在內部的各要素之間，或系統與環境之間，都存在著物質、能量、信息的流通和交換，因此實際系統都處於動態過程之中，而不是處於靜態，因此就必須堅持動態性原則。

（4）模型化特點和原則：指的是在考察比較大且復雜的系統(如大型工程項目)時，因復雜系統因素眾多，關系復雜，一時難以完全把所有因素和關系都搞清楚，甚至有的因素也沒有必要完全弄清楚，而開始研究和處理問題時又往往要求進行定量分析，這就需要建立數學模型，即將系統加以簡化抽象為理想模型，從而通過對模型的 實驗、研究，達到較好地解決實際問題的目的。

(5)最優化原則：指在運用系統科學方法解決實際問題時，從多個可能的方案中選擇出最佳方案，使系統的運行處於最佳狀態，達到發揮最優功能的目標。按照最優化原則，系統內部各要素之間與系統和環境之間的聯系或結構都必須處於最優狀態，以發揮系統的特殊功能。

(二)常用的幾種系統科學方法簡介

1．功能分析法

功能

④ 科學研究有哪些方法

所謂科學的研究方法，很明顯就是科學工作者在從事某
項科學發現時所採用的方法。但是。這個過於簡單的說明對
我們沒有多大幫助。能不能對這個問題作出更詳細的說明呢?
好吧!我們可以描述一下這個問題的一個理想答案。
(1)在進行科學研究時，應當首先認識到問題的存在。
例如，在研究物體的運動時，首先應當注意到物體為什麼會
像它所發生的那樣進行運動，亦即物體為什麼在某種條件下
會運動得越來越快(加速運動)，而在另一種條件下則會運
行得越來越慢(減速運動)。
(2)要把問題的非本質方面找出來，加以剔除。例如，
一個物體的味道對物體的運動是不起任何作用的。
(3)要把你能夠找到的、同這個問題有關的全部數據
都收集起來。在古代和中世紀，這一點僅僅意味著如實地對
自然現象進行敏銳觀察。但是進入近代以後，情況就有所不
同了，因為人們從那時起已經學會去模仿各種自然現象，也
就是說，人們已經能夠有意地設計出種種不同的條件來迫使
物體按一定的方式運動，以便取得與該問題有關的各種數據。
例如，可以有意地讓一些球從一些斜面上滾下來;這樣做時，
既可以用各種大小不同的球，也可以改變球的表面性質或者
改變斜面的傾斜度，等等。這種有意設計出來的情況就是實
驗，而實驗對近代科學起的作用是如此之大，以致人們常常
把它稱為「實驗科學」，以區別於古希臘的科學。
(4)有了這些收集起來的數據，就可以作出某種初步
的概括，以便盡可能簡明地對它們加以說明，亦即用某種簡
明扼要的語言或者某種數學關系式來加以概括。這也就是假
設或假說。
(5)有了假說以後，你就可以對你以前未打算進行的
實驗的結果作出推測。下一步，你便可以著手進行這些實驗，
看看你的假說是否成立。
(6)如果實驗獲得了預期的結果，那麼，你的假說便
得到了強有力的事實依據，並可能成為一種理論，甚至成為
一條「自然定律」。
當然，任何理論或自然定律都不是最後定論。這一過程
會一次又一次地重復下去。新的數據，新的觀察和新的實驗
結果將不斷出現，舊的自然定律將不斷為更普遍的自然定律
所替代，因為這些新的定律不但能說明舊定律所能解釋的各
種現象，而且還能說明舊定律所不能解釋的一些現象。
以上這些，正如我已經說過的，是一種理想的科學研究
方法。但是在真正的實踐中，科學工作者並不需要像做一套
柔軟體操那樣一步一步地進行下去，而且他們通常也不這樣
做。
比起旁的事情來，像直覺、洞察力甚至運氣這一類因素
常常更起作用。在整部科學史中充滿了這樣的例子。有不少
科學家僅僅根據很不充分的數據和很少一點實驗結果(有時
甚至一點實驗結果也沒有)，便突然靈機一動，得出了有用
的、合乎事實的論斷。這樣的論斷，如果按部就班地通過上
述理想的科學研究方法進行，就可能要用好幾年的時間才能
得到。
例如，凱庫勒就是在郵車上打瞌睡的時候，突然領悟到
苯的化學結構的。洛維則在半夜醒來的時候，突然得到了關
於神經刺激的化學傳導問題的答案。格拉澤卻由於無聊地凝
視著一杯啤酒，才得到了氣泡室的想法。
然而這是不是說，一切都是憑好運氣得來的，根本不需
要動腦筋去思考呢?不，絕對不是的。這樣的「好運氣」只
有那些具有最好領悟力的人才會碰上，換句話說，有些人之
所以會碰上這樣的「好運氣」，只是因為他們具有十分敏銳
的直覺，而這種敏銳的直覺則是依靠他們豐富的經驗、深刻
的理解力和平時愛動腦筋換來的。
阿西莫夫《你知道嗎?--現代科學中的一百個問題》
科學普及出版社
1984年

⑤ 科學方法的科學研究方法

所謂科學的研究方法，很明顯就是科學工作者在從事某項科學發現時所採用的方法。但是。這個過於簡單的說明對我們沒有多大幫助。能不能對這個問題作出更詳細的說明呢？好吧！我們可以描述一下這個問題的一個理想答案。
（1）在進行科學研究時，應當首先認識到問題的存在。
例如，在研究物體的運動時，首先應當注意到物體為什麼會像它所發生的那樣進行運動，亦即物體為什麼在某種條件下會運動得越來越快（加速運動），而在另一種條件下則會運 行得越來越慢（減速運動）。
（2）要把問題的非本質方面找出來，加以剔除。例如，一個物體的味道對物體的運動是不起任何作用的。
（3）要把你能夠找到的、同這個問題有關的全部數據 都收集起來。在古代和中世紀，這一點僅僅意味著如實地對自然現象進行敏銳觀察。但是進入近代以後，情況就有所不 同了，因為人們從那時起已經學會去模仿各種自然現象，也就是說，人們已經能夠有意地設計出種種不同的條件來迫使物體按一定的方式運動，以便取得與該問題有關的各種數據。
例如，可以有意地讓一些球從一些斜面上滾下來；這樣做時,既可以用各種大小不同的球，也可以改變球的表面性質或者改變斜面的傾斜度，等等。這種有意設計出來的情況就是實驗，而實驗對近代科學起的作用是如此之大，以致人們常常把它稱為「實驗科學」，以區別於古希臘的科學。
（4）有了這些收集起來的數據，就可以作出某種初步的概括，以便盡可能簡明地對它們加以說明，亦即用某種簡明扼要的語言或者某種數學關系式來加以概括。這也就是假設或假說。
（5）有了假說以後，你就可以對你以前未打算進行的實驗的結果作出推測。下一步，你便可以著手進行這些實驗，看看你的假說是否成立。
（6）如果實驗獲得了預期的結果，那麼，你的假說便得到了強有力的事實依據，並可能成為一種理論，甚至成為一條「自然定律」。 方 法 教材中方法的運用 說 明 等
效
法 (1)在力的合成中，若干個共同作用的分力可以等同於作用效果相同的一個合力；相反，一個力也可以分解為作用效果相同的若干個分力
(2)在電路中，若干個電阻，可以等效為一個合適的電阻，反之，如串聯電路的總電阻、並聯電路的總電阻都利用了等效的思想
(3)在「曹沖稱象」中用石塊等效替換大象，效果相同
(4)在研究平面鏡成像實驗中，用兩根完全相同的蠟燭，其中一根等效另一根的像 在物理學中，將一個或多個物理量、一種物理裝置、一個物理狀態或過程用另一個物理量、一種物理裝置、一個物理狀態或過程來替代，得到同樣的結論，這樣的方法稱為等效(替代)法，運用這樣的方法可以使所要研究的問題簡單化、直觀化． 理
想
模
型
法 (1)勻速直線運動，就是一種理想模型．在生活實際中嚴格的勻速直線運動是無法找到的，但有很多的運動情形都近似於勻速直線運動，按勻速直線運動來處理，大大簡化了難度，得出的結果又具有極高的精度，在允許的誤差范圍內與實際相吻合
(2)杠桿也是一種理想模型，杠桿在實際使用時，由於受力的作用，都會引起或大或小的形變，可忽略不計，因此，我們就把杠桿理想化，認為它無形變
(3)汛期，江河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來，形成「管涌」，「管涌」的物理模型是連通器
(4)光線、磁感線都是虛擬假定出來的，但它們卻直觀、形象地表述物理情境與事實，方便地解決問題．通過磁感線研究磁場的分布，通過光線研究光線傳播的路徑和方向 把復雜問題簡單化，摒棄次要條件，抓住主要因素，對實際問題進行理想化處理，構建理想化的物理模型，這是一種重要的物理思想．在建立起理想化模型的基礎上，有時為了更加形象地描述所要研究的物理現象、物理問題，還需要引入一些虛擬的內容，藉此來形象、直觀地表述物理情景． 控
制
變
量
法 (1)研究滑動摩擦力與壓力和接觸面之間的關系
(2)研究壓力的作用效果(壓強)與壓力和受壓面積的關系
(3)研究液體的壓強與液體的密度和深度的關系
(4)研究物體的動能與質量和速度的關系
(5)研究物體的勢能與質量和高度的關系
(6)研究弦樂器的音調與弦的松緊、長短和粗細的關系
(7)研究電流與電阻、電壓之間的關系即歐姆定律
(8)研究導體電阻大小跟導體的材料、長度、橫截面積的關系
(9)研究電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系
(10)研究電磁鐵的磁性與線圈的匝數和電流的大小的關系
(11)研究蒸發快慢與液體溫度、液體的表面積和液體上方空氣流動快慢的有關 在研究物理問題時，某一物理量往往受幾個不同物理量的影響，為了確定各個不同物理量之間的關系，就需要控制某些量，使其固定不變，改變某一個量，看所研究的物理量與該物理量之間的關系．
【注意】在很多探究性實驗中經常用到此法． 實
驗
推
理
法 (1)研究牛頓第一定律
(2)研究真空中能否傳聲
(3)「自然界中只存在兩種電荷」這一重要結論，是在實驗的基礎上進行推理得出來的 實驗推理法它以大量的可靠的事實為基礎，以真實的實驗為原形，通過合理的推理得出結論，深刻地揭示物理規律的本質，是物理學研究的一種重要的思想方法． 轉
換
法 (1)電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定．即根據電流產生的效應來判斷
(2)分子運動看不見、摸不著，不好研究，但可以通過研究擴散現象認識它
(3)磁場看不見、摸不著，判斷磁場是否存在時，用小磁針放在其中看是否轉動來確定
(4)判斷電磁鐵的磁性強弱時，用電磁鐵吸引大頭針的多少來確定 在物理學習中，有時需要研究看不見的物質(如電流、分子、力、磁場)，這時就必須將研究的方向轉移到由該物質產生的各種可見的效應、效果上，由此來分析、研究該物質的存在、大小等情況，這種研究方法稱為轉換法．轉換法作為一種思維方式也時常在分析、解決問題時應用到． 類
比
法 (1)研究電流時用水流比作電流
(2)用「水壓」類比「電壓」
(3)用抽水機類比電源
(4)研究做功快慢時與運動快慢
(5)電場中的電勢能與重力勢能進行類比等 為了把要表述的物理問題說得清楚明白，往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物．通過類比，使人們對所要揭示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識，找出類似的規律．
【注意】類比的兩個或兩類對象要有共有的相同或相似之處． 當然，任何理論或自然定律都不是最後定論。這一過程 會一次又一次地重復下去。新的數據，新的觀察和新的實驗 結果將不斷出現，舊的自然定律將不斷為更普遍的自然定律 所替代，因為這些新的定律不但能說明舊定律所能解釋的各種現象，而且還能說明舊定律所不能解釋的一些現象。以上這些，正如我已經說過的，是一種理想的科學研究 方法。但是在真正的實踐中，科學工作者並不需要像做一套 柔軟體操那樣一步一步地進行下去，而且他們通常也不這樣 做。比起旁的事情來，像直覺、洞察力甚至運氣這一類因素 常常更起作用.在整部科學史中充滿了這樣的例子。有不少科學家僅僅根據很不充分的數據和很少一點實驗結果（有時甚至一點實驗結果也沒有），便突然靈機一動，得出了有用 的、合乎事實的論斷。這樣的論斷，如果按部就班地通過上述理想的科學研究方法進行，就可能要用好幾年的時間才能得到。例如，凱庫勒就是在郵車上打瞌睡的時候，突然領悟到苯的化學結構的。洛維則在半夜醒來的時候，突然得到了關於神經刺激的化學傳導問題的答案。格拉澤卻由於無聊地凝視著一杯啤酒，才得到了氣泡室的想法。最為人知的則是17世紀的科學家與數學家牛頓有一天看到蘋果落在地上，好奇心油然而生，才創立了萬有引力理論。然而這是不是說，一切都是憑好運氣得來的，根本不需要動腦筋去思考呢？不，絕對不是的。這樣的「好運氣」只 那些具有最好領悟力的人才會碰上，換句話說，有些人之 所以會碰上這樣的「好運氣」，只是因為他們具有十分敏銳的直覺，而這種敏銳的直覺則是依靠他們豐富的經驗、深刻的理解力和平時愛動腦筋換來的。

⑥ 什麼是科學研究的概念和方法

1、我國國家教育部定義是：「科學研究是指為了增進知識包括關於人類文化和社會的知識以及利用這些知識去發明新的技術而進行的系統的創造性工作。」

2、美國資源委員會對科學研究的定義是：「科學研究工作是科學領域中的檢索和應用，包括對已有知識的整理、統計以及對數據的搜集、編輯和分析研究工作。」

3、科學研究是指對一些現象或問題經過調查、驗證、討論及思維,然後進行推論、分析和綜合，來獲得客觀事實的過程.其一般程序大致分五個階段：選擇研究課題、研究設計階段、搜集資料階段、整理分析階段、得出結果階段。

4、科學研究是指發現、探索和解釋自然現象，深化對自然的理解尋求其規律，容不得半點主觀。這就是求真。小而言之，如果我是畫家濃墨重彩畫了一幅畫別人（可能還包括一些名家）看了都說好，可我自己很不滿意。

5、因此科學研究應該定義為：「盡量排除主觀因素的一種研究。因為對於一般人來講總是傾向於把主語理解為施事。」也支持了我們把語境看作語用條件的看法。

6、產業結構是指在社會再生產過程中，國民經濟各產業部門之間的比例關系及結構狀況，包括產業組成、產業發展水平以及產業間的技術經濟聯系。而科學研究則是指人們對影響人類發展問題的研究,他的成果是用來解決人類發展問題的。

7、從古到今大量的聲樂表演活動和大量的個別課程進行聲樂技能、表演方法的口傳面授都只是聲樂實踐而不是科學研究，只有在實踐基礎上把現象和經驗條理化並找出規律性的內容從而上升到理論的活動才能稱為科學研究。

文獻來源

8、科學研究是指：發現，探索和解釋自然現象，深化對自然的理解，尋求其規律，容不得半點主觀。這就是求真。如何盡快提高人們的智能，以適應新世紀發展的需要。

9、因此，所謂的「科學研究」，實際上也就是指人們從事科學領域或學科範疇內的研究，是一個解決問題或矛盾的全過程。

10、(見《現代科學技術基礎知識》第6頁)科學研究是指「反復探索」的意思。英文叫「re-search」，其中前綴re是「反復」的意思。search是「探索」的意思。科學研究的內涵包含整理、繼承知識和創新、發展知識兩部分。

11、科學研究是指探求反映自然、社會、思維等客觀規律的活動。這就等於說科研是對學術問題進行研究的活動。望文生義，學術的學可解為學習、學科、學業,而術則可釋為技術、方法、方式。

根據研究工作的目的，任務和方法不同，科學研究通常劃分為以下幾種類型：

基礎研究。是對新理論、新原理的探討，目的在於發現新的科學領域，為新的技術發明和創造提供理論前提。

應用研究。是把基礎研究發現的新的理論應用於特定的目標的研究，它是基礎研究的繼續，目的在於為基礎研究的成果開辟具體的應用途徑，使之轉化為實用技術。

開發研究。又稱發展研究，是把基礎研究、應用研究應用於生產實踐的研究，是科學轉化為生產力的中心環節。

基礎研究、應用研究、開發研究是整個科學研究系統三個互相聯系的環節，它們在一個國家、一個專業領域的科學研究體系中協調一致地發展。科學研究應具備一定的條件，如需有一支合理的科技隊伍，必要的科研經費，完善的科研技術裝備，以及科技試驗場所等。

按照研究目的劃分，科學研究可分為以下幾種類型：

探索性研究。對研究對象或問題進行初步了解，以獲得初步印象和感性認識，並為日後周密而深入的研究提供基礎和方向。

描述性研究。正確描述某些總體或某種現象的特徵或全貌的研究，任務是收集資料、發現情況、提供信息，描述主要規律和特徵。

解釋性研究。探索某種假設與條件因素之間的因果關系，探尋現象背後的原因，揭示現象發生或變化的內在規律。

⑦ 如何有效地進行有效的科學研究

如何有效地組織學生進行科學探究
「教師的職責現在已經越來越少地傳授知識，而是越來越多地激勵思考；…… 他將越來越成為一位顧問，一位交換意見的參加者，一位幫助發現矛盾論點而不是拿出現成真理的人。他必須拿出更多的時間和精力去從事那些有效果的和有創造性的活動：互相影響、討論、激勵、了解、鼓舞。」《學會生存》)科學活動的本質在於探究，教育的宗旨在於形成人的良好素質，科學教育只有引導學生通過科學探究來發展其科學素質，才能實現科學本質與教育宗旨的內在統一。因此，小學科學課程應以探究為基礎，引導學生能動地學習。
如何有效地組織學生進行科學探究呢？
一、精心組織探究的內容
《科學》教學中要樹立「用教材教」的意識，教師在設計科學探究形式的時候一定要注意根據教學內容和實際情況，合理安排教材，注意材料的趣味性。科學教材不是孤立的、靜止的、封閉的，更不是學生科學學習的全部內容。學生手中的課本只是學校科學教育資源「網」中一個有著特定意義的「結」，利用這個「結」可以「牽一發而動全身」。
課本呈現給我們的是教學素材，我們應當深挖隱藏在教材背後的東西，站在一定的高度去加以理解。例如，「科學在我們身邊」一單元，就是引導學生親近科學，能提出問題，「我們怎麼知道」一單元，介紹幾種科學探究方法，具體到教學內容中，玩具里的科學，就是從玩具中引發問題，利用感觀觀察，而紙的秘密卻是引導學生意識到對比探究是區分事物必要的科學方法……….
現在的《科學》教材的設計也體現了「用教材教」的觀念，給了教師、學生很大的自主權。如對動植物的探究，教師可以根據實際情況選擇學生熟悉的或能找到的動植物作為研究的對象，而不必完全依照教材開展教學活動。對學生，他們可以選擇自己感興趣的問題進行科學探究。另外，教材還安排了自由研究內容，這些都體現了「以人為本」思想，最終實現育人的。
二、把培養學生的問題意識滲透到探究活動的全過程
科學探究以問題解決為重點，問題是科學學習的關鍵。德國物理學家海森堡說：「提出正確的問題，往往等於解決了問題的大半」。
創設問題情景，是探究活動的開始要創設問題情境，有三個要素：
一是情境要指向新的未知的事物。
二是情境要激起學生認知沖突，激發探究願望。
三是情境要貼近學生已有的知識能力水平。
創設學生樂於接受的學習情境，靈活多樣地選用教學組織形式，用多種感官去觀察、體驗，獲得對世界的真實感受，為學生的自主學習和生動活潑的發展提供充分的空間，讓學生在活動中探究，在探究中發現和解決問題，初步感悟到身邊處處有科學。
《聲音的產生》一課，我是這樣設計的：先讓學生聽錄音，說說聽到了哪些聲音，再讓他們說一說生活中還聽到過哪些聲音，聽到了這么多的聲音，有哪些想法？學生提出了很多想法和問題，我們選擇其中的一個「聲音是怎樣產生的」作為這節課的學習內容，學生具有濃厚的興趣。而探究活動中學生又會產生新的問題，象聲音的大小、高低，還有怎樣控制聲音的大小等等，自然而然地激發了學生探究問題的慾望。
《科學課程標准》指出：評價本身具有教育性，是人與人互動與交流的過程。所以，我們教師應根據新課程提出的評價方向，善待孩子的提問，使學生在得到積極肯定評價中強化問題意識。讓學生自由地提問題，敢於把自己想法提出來。同時對學生的問題要表達自己積極的反應，如你的想法真的很奇妙，它對我很有幫助，從你所提出的問題，可以看出你的知識面很廣，這個問題對我們很重要等等。
三、讓學生充分活動，親歷、體驗科學探究
對學生的探究活動，教師更要捨得花大量的時間，讓學生多動眼 「看一看」， 多動腦 「想一想」， 多動口 「說一說」， 多動手 「做一做」，充分發揮學生在課堂上的主體作用，開發學生的情感潛能、思維潛能、操作潛能，激發學生創新的火花。科學探究性教學中，學生是學習的主體，教師只是引導者，組織者。學生做的事情，老師不能代替。比如：提出問題時，不能因為學生提不出來，教師一著急就直接告訴學生，教師應該冷靜地去引導學生思考問題。學生實驗不成功，教師不能立即去做給學生看，而是應該組織學生去分析問題出在哪兒。如：在教學「水變咸了」時，把食鹽放到水中，一會食鹽不見了，在分析食鹽到哪去的時候，學生對於物質的微觀世界不很熟悉，說得不很好，這個時候就要引導學生分析，通過嘗、看，並做高錳酸鉀溶解到水中的實驗，來得到結果。
四、要有明確的探究組織形式。
小組合作是有效探究的主要組織形式。探究活動中，學生肯定會發現新問題，當一人難以解決新問題時，就需要大家的合作，交流，向別人去解釋自己的想法，傾聽別人的想法，審視和改正自己的觀點，相互接納，贊賞，分享所獲得的成果，這樣就能達到意想不到的效果。
小組合作探究，教師要提出明確的要求，強調孩子的常規，保證在安靜的狀態下進行探究，所以，有效的調控實驗課的紀律，做到收發自如，也是有效探究的保證。
總之，教師在上科學課時要精心組織探究活動，在教師的引導下，學生通過親身探究，他們的創造靈感被激發，創造活動才成為可能。教師要發揮課堂的育人功能，培養學生的創新意識和創造才能，讓課堂成為培養學生創造能力的搖籃。

⑧ 教育科學研究的一般方法有哪些

1、觀察法

教育科學研究廣泛使用的一種方法。研究者按照一定的目的和計劃，在自然條件下，對研究對象進行系統的連續的觀察，並作出准確，具體和詳盡的記錄，以便全面而正確地掌握所要研究的情況。觀察法不限於肉眼觀察，耳聽手記，還可以利用視聽工具，如錄音機，錄像機，電影機等作為手段。

2、文獻法

通過閱讀有關圖書，資料和文件來全面地正確地掌握所要研究的情況。查閱的文件最好是第一手材料。如果是第二手材料，必須鑒別其真偽後才可選用。

3、調查法

研究者有計劃地通過親身接觸和廣泛了解(包括口頭或書面的，直接或間接的)，比較充分地掌握有關教育實際的歷史，現狀和發展趨勢，並在大量掌握第一手材料的基礎上，進行分析綜合，找出科學的結論，以指導以後的教育實踐活動。

調查法一般的是在自然的過程中進行的﹐通過訪問﹑發問卷﹑開調查會﹑測驗等方式去收集反映研究現象的材料。

3、統計法

通過觀察、測驗、調查、實驗，把得到的大量數據材料進行統計分類，以求得對研究的教育現象作出數量分析的結果。

這是數理統計方法在教育方面的應用。統計法可用於對教育行政效率的檢驗，對教育經費的合理分配，對課程分量規定的測定，對學生的成績的科學比較等等。在教育實際工作中，經常使用描述統計研究情況。

4、行為法

一種綜合的研究方法。主要用於觀察和訪問，了解兒童的行為，進行分析研究，探求關於兒童行為的規律，從而採取具體措施，幫助兒童修改他的行為，故也稱為行為修改法。現代行為修改派的主要代表是美國心理學家斯金納，他主張控制情境，採用褒獎和強化的方法，來修改兒童的行為。

5、歷史法

通過對人類歷史上豐富的教育實踐和教育思想的分析研究，去認識教育發展的規律性，用以指導今天的教育工作。歷史研究須廣泛地查閱文獻，它同文獻法有關，但不能等同文獻法。文獻法不一定研究某一現象的全部過程，歷史研究法也不限於只查閱文獻。歷史研究法的步驟是，史料的收集。

⑨ 常用的科學研究方法有哪些

科學探究的基本方法：觀察法。常用方法：調查法，實驗法，測量法。
觀察法是指研究者根據一定的研究目的、研究提綱或觀察表，用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象，從而獲得資料的一種方法。科學的觀察具有目的性和計劃性、系統性和可重復性。
常見的觀察方法有：核對清單法；級別量表法；記敘性描述。觀察一般利用眼睛、耳朵等感覺器官去感知觀察對象。由於人的感覺器官具有一定的局限性，觀察者往往要藉助各種現代化的儀器和手段，如照相機、錄音機、顯微錄像機等來輔助觀察。
常用方法：
調查法
調查是科學探究常用的方法之一，是了解生物種類、生存環境和外部形態等常用的研究方法。調查者以正確的理論與思想作指導，通過訪談、問卷、測驗等手段．有計劃地，廣泛了解．掌握相關資料．在此基礎上進行分析、綜合、得出結論。
科學調查的步驟：明確調在的目的和調查對象一制訂合理有序的調查方案實施實驗調查方案。並如實做好記錄對調查情況和結果進行整理和分析寫出調查報告。
生物調查活動的注意事項：調查是一項科學工作。對於所看到的生物，你不管是否喜歡它，都要認真觀察，如實記錄；不要損傷植物和傷害動物，不要破壞其生活環境；注意安全，集體行動。
實驗法
生物學是在實驗的基礎上建立和發展起來的一門自然科學。利用實驗的方法進行科學探究是現代生物學的重要方法。實驗法就是利用特定的器具和材料，通過有目的、有步驟的實驗操作和觀察，記錄、分析，發現或驗證科學結論。