科学方法范文10篇

科学方法范文篇1

科学是人类活动的特殊形式，是凭藉相应方法获得新知识的创造性过程，它创造客观反映世界并被实践检验的新思想。在自己漫长而艰难的道路上，科学收集了许多事实，得出了许多设想和理论，发现了规律性并逐渐变成严整、完美的产物。这是人类最美好的成就之一。

一、什么是科学方法

“方法”（method）一词源于希腊语“沿着”（μετα）和“道路”（σδσζ），即meta和hodos的合成，其本意是“沿着某一道路”或“按照某种途径”，后意指达到某目标或做某事的程序或过程。中文“方法”一词最早出现于《墨子•天志》，原为量度方形之法，后转意为知行的办法、门路、次序等。“科学方法”（scientificmethod，methodofscience）是认识自然或获得科学知识的步骤、顺序或过程；它既意谓特定科学门类所使用的或对其来说是恰当的探究程序、途径、手段、技巧或模式，通常实施时是比较有秩序的、合乎逻辑的、系统的和行之有效的；它又意谓处理科学探究的原则和技巧的研究领域或学科，大体相当于“科学方法论”（scientificmethodology）。

以上所言，是本文作者对科学方法的界定。许多学者对此都持有自己的大同小异的看法。辛格认为，进行科学研究的观察、分类、导出定律等连锁活动构成科学的“方法”。波兰尼强调：“与解决实践问题时的情况相比，科学方法的设计正是为了在更小心控制的条件下，用更严密的标准达到详细阐明事物本质的目的。这些条件和标准只能通过对它的题材纯粹的科学兴趣才能被发现，而这种兴趣又只可能存在于受到过鉴赏科学价值的教育的心灵之中。这种感觉力不可能为它的内在热情以外的目的而随意触发。”在这个问题上，中国学人也有发表了诸多值得注意的见解。例如王星拱指出，科学方法就是“实质的逻辑”，即“制造知识的正当方法”。丁文江言简意赅：

我们所谓科学方法，不外将世界上的事实分起类来，求它们的秩序。等到分类秩序弄明白了，我们再想出一句最简单明白的话来，概括这许多事实，这叫做科学的公例[定律]。

有无成套的和严密的方法，是科学区别于其他知识、学科或文化部门的显著特色。诚如梅尔茨所言，科学据说是精密的、实证的和客观的，它同那些不精密的、模糊的和主观的其他思想对立。科学据说是用确定的、直接的和一般的术语传达其结果和观念，而有一个很大的文学和思想部门则以不确定的、象征的和间接的表现方式运动。科学声称立足于清晰的和精确的知识，因而与其他立足于意见、信念和信仰的思想领域相对立。这里完全可以指出，这些不同的说法或者指处理的方法，或者指被处理的题材。惟独科学拥有严格的、不容争辩的方法。其他思想分支不是从科学假借方法，就是只有捉摸不定的、未得到公认的方法，或者根本拒绝服从方法。

二、科学方法的重要意义

科学方法的重要性或意义是怎么估计也不会过分的。近代科学方法的先驱培根，把科学方法比作在黑暗中给人照路的明灯。他确切地说，沿着正确路线走的跛子，甚至胜过没有确定方向乱跑的人。在培根看来，方法是新学问的关键。他明确指出，真正的哲学有两部分——理性的和道德的——对应于人的心智的两种官能：理性和意志。真正的科学把这两种官能结合起来，使它自己既不满足于被动的理性之光，也不满足于迟钝的经验。科学是健全的方法的果实，不是健全的人的果实。另一位科学方法论的先驱笛卡儿则断言：“方法，对于探求事物真理是绝对必要的。”狄德罗即使告诫人们不要迷信方法时也断然肯定：“方法是把我们引向真理的向导，谁都不能不要方法，因为一旦忽略方法，就必然步入歧途。”皮尔逊多次强调：“科学方法是通向整个知识区域的惟一门径。”他说：

科学方法是我们能够借以达到知识的惟一道路。的确，正是知识一词仅仅适用于科学方法在这个领域的产物。其他方法可能处处导致像诗人或形而上学家那样的幻想，导致信仰或迷信，但永远不会导致知识。

萨顿和怀特海则从历史的视角洞察到：科学史在很大程度上就是一部方法史；新方法的发明才是震撼古老文明基础的真正新鲜的事物。

科学方法对科学自身的重要性是不言而喻的。近代科学的先行者伽利略早就争辩说：如果人们审慎地坚持“感觉经验和必要的证明”的方法，那么将获得与上帝的知识相等的知识，即使不是在外延上获得，至少也是在内涵上获得。确实，“牛顿的方法创立了近代科学，而牛顿关于方法的理论则创立了近代科学哲学。”现代科学以及现代科学哲学的创立何尝不是如此呢？它们正是以马赫、彭加勒为首的批判学派、爱因斯坦和波尔等哲人科学家的新颖科学方法的必然结果。难怪贝伦布卢姆深有感触地说：

近现代科学成就的取得并不在于人本身的变化，而在于他采纳的新技巧——科学研究方法。

在谈到科学方法对科学研究和科学创造的意义时，劳丹尽管出言十分谨慎，但是也和盘托出了其无可比拟的威力。他说，科学在它是成功的意义上是成功的，因为科学理论起因于筛选过程，与我们核验我们关于物理世界的经验猜想而找到的其他技巧相比，该过程更健全、更有分辨力。这些方法和过程尽管没有保证产生真的理论，但是比其他方法更可能产生更可靠的结果。科学方法并不必然是最好的探究方法，也不能选出完全可靠的理论，即使在这种较少完美的状态中，科学的探究工具也比其他工具能够更好地选择可靠的理论。我们能够详尽地说明，该工具为什么比现有的竞争者更好地起作用，因为我们能够说明，科学的成功中止了一些哲学家和社会学家使它变成十分神秘的东西。佩拉对科学方法可谓推崇备至：科学是三个游戏者的游戏——方法M支配心智I和自然N连接的每一步程序。在他的图示中，方法被描绘成上帝之眼；从它占支配地位的优越点来看，真理和错误被确实、可靠地揭示出来。海德格尔则在对科学研究的本质的揭橥中充分肯定了科学方法的价值、尤其是科学思维模式（他所谓的“筹划”与之相近和相通）的意义。

中国学人对科学方法与科学研究的密切关系也了如指掌。任鸿隽指出：“研究者，用特殊之智识，与相当之法则，实行其独创切合于名学之理想，以求启未辟之奥之谓也。研究之表征，亦有二事如下：（一）研究必用观察与实验，其结果必有新事实之搜集。（二）研究必于搜集之事实与观察所得之现象，加以考验，使归于一定之形式，而成为新智识。由此观之，研究与发明，于次则有首末之殊，于律则有因果之别，而实具有一不易之鹄，作始之点焉，则所谓新事实是也。当其向此鹄而行，则谓之研究，及其既达此鹄，则谓之发明。”他还明锐地洞察到：

西人得其为学之术，固其学繁衍滋大浸积而益宏。吾人失其为学之术，固其学疾萎枯槁，浸衰以至于无。吾所谓术者何？以术语言之，即所谓归纳的方法，积事实以抽定律是也。以近语言言之，则斯宾塞所谓“学事物之意，而不学文字之意”是也。盖自培根创归纳之法，西方为学之本，一趋重于事实。其所谓事实者，乃自观察印证以得之，而不徒取诸故纸陈言。故西方为学之术，其第一步，即在搜集事实。……吾国古人为学之法，言格物致知矣。今且置“格物欲致良知”之说，而取“即物穷理”之解。然理当穷矣，而穷理之法，未之闻也；知当致矣，而致知之术，未尝言也。要言之，即所格物致知者，但存其目而无其术。说者谓格致一篇之忘，则有以致之。然此已忘之术，诚有如今之所谓科学方法者耶？

科学方法不仅在科学发现或发明、科学叙述、科学评价中举足轻重，而且也是科学统一的法宝。皮尔逊早就提出“整个科学的统一仅仅在于它的方法”的命题。贾丁从历史的考察中洞察到，科学方法具有强大的统摄作用。他发现，直到1870年代和1880年代，自然科学学科在学校的全部课程、社会结构和工业化国家的经济和政治战略中，才变得建制化和奉为神圣。在自然科学的巩固过程中，统一的经验论的方法论发挥了重大作用。的确，在哈贝马斯的下述戏剧性的主张中存在真理的要素：19世纪末看到传统的认识论被科学方法论代替。

也许正因为科学方法与科学自身的关系如此紧密和径直，许多学者甚至把科学方法和科学等量齐观。事实上，

科学在某种意义上的确等价于方法，方法则独立于任何科学的对象、问题和题材；科学理论的实证性、合理性、臻美性等特性正是科学的实证方法、理性方法、审美方法的自然而然的结果。

其实，莱布尼兹早就正确地提出，数学的本质不在于它的对象，而在于它的方法。不少后人也持此说。例如，怀特认为：“科学不单是事实和公式的汇集，它是处理经验的主要方法。”巴姆揭示，使一种研究成为科学的那种东西，不是这种研究所涉及的事物的本性，而是这种研究用以处理这些事物的方法。科学的本质在于它的方法。科学（作为理论）是某种不断变化的东西，科学中存在的不变的东西就是方法。在这方面，皮尔逊的见解特别透辟且具有典型性。他斩钉截铁地断定，“科学是用它的方法自我辩护的”。他进而揭示：

科学方法的特质在于，一旦它变成心智习惯，心智就能把所有的无论什么事实转化为科学。科学的领域是无限的；它的可靠的内容是无尽的，每一群自然现象、社会生活的每一个阶段、过去或现在发展的每一个时期，都是科学的材料。整个科学的统一仅仅在于它的方法，而不在于它的材料。分类无论什么种类的事实、查看它们的相互关系和描述它们关联的人，就是科学人。事实可能属于人类过去的历史，我们的大城市的社会统计，最遥远的恒星的氛围，蠕虫的消化器官，或肉眼看不见的杆菌的生活。形成科学的，不是事实本身，而是用来处理事实的方法。科学的材料是与整个物理宇宙同样广阔的，不仅是现在存在的宇宙，而且是它的过去史以及在其中的所有生命的过去史。

胡明复、任鸿隽、杨诠等中国学者十分欣赏皮尔逊的观点。例如，胡明复赞同，科学之异于它学，不在取材不同。盖科学必有所以为科学之特性在，然后能不以取材分。此特性为何?即在科学方法也。任鸿隽在《科学》创刊号论述中国无科学之原因时说：“要之科学之本质不在物质，而在方法。今之物质与数千年之物质无异也，而今有科学，数千年前无科学，则方法之有无为之耳。诚得其方法，则所见之事实无非科学者。不然，虽尽贩他人之所有，亦所谓邯郸学步，终身为人厮隶，安能有独立进步之日耶，笃学之士可以知所从事矣。”七年后，他在讨论“科学与近世文化”时又说：“科学的方法，可以应用到无穷无尽上。”

由此可见，科学方法在科学和科学共同体内部是须臾不可或缺的。而且，科学方法在科学之外也具有无可替代的社会和文化功能。胡明复别具只眼：

科学方法之影响，尚远出于科学自身发达以外。科学知识于人类思潮、道德、文化之影响，视其有功人类犹远过之。于是遂不得不合科学之方法与精神二者为一谈。精神为方法之髓，而方法则精神之郛也。是以科学之精神，即科学方法之精神。

丁文江也深知个中滋味，因此他大声疾呼：“惟有科学方法在自然界内小试其技，已经有伟大的结果，所以我们要求把它的势力范围，推广扩充，使它作人类宗教性的指路明灯：使人类不但有求真的诚心，而且有求真的工具，不但有为善的意向，而且有为善的技能！”

科学方法具有认知功能。科学方法不仅是认识自然的利器，也是认识社会以及人生的有用助手和工具。伏尔泰曾经提出，牛顿的方法决不限于物理学，它一般而言对于所有人类知识也成立。本-戴维看到：“对科学探究在理智上优于其他认知传统和方法的信念，使‘科学方法’不可避免地扩展到社会探索中。对社会问题的这些探究在自信方面有所变化，但是却被普遍地尝试。”在20世纪初的中国学术界和科学界，人们也普遍认识到，“研究学术最正当的方法就是科学的方法”。“今日中国的学问和事业仍旧这样的不发达，这就是因为科学的致知致行的方法尚未得门径”。基于这样的共识，梁启超旗帜鲜明地提出，用西洋人精密的科学方法研究中国文化。

科学方法具有教育功能。经过科学方法的训练和熏陶——这应该是科学教育的重点之一——的心智，不仅能够应对日益扩张的科学知识前沿，更重要的是能够成为现代科学社会的健全公民。对此，皮尔逊洞若观火：

近代科学因其训练心智严格而公正地分析事实，因而特别适宜于促进健全公民的教育。于是，就科学对于实际生活的价值而言，我的第一个结论指向它在方法上所提供的有效训练。……受到科学方法训练的人，将把他的科学方法带进社会问题的领域。他将不满意仅仅是皮相的陈述，不满足仅仅诉诸想象、激情、个人偏见、盲目的情绪，他将要求推理的高标准、对事实及其结果的洞见，他的要求不能不充分地有益于共同体。

科学方法具有文化功能。麦克莫里斯以历史上的例证为例说明这种功能：科学方法在启蒙运动中永垂不朽，因为它影响了所有人的活动。哲学家想使科学方法跨越广泛的活动范围，它甚至嵌入我们的文化之中。哲学家被等同于“科学研究者”，格外意指“理解事实和从事实合理地演绎牢固原理、尤其是健全方法的人”。科学方法也具有政治功能——有人直言“美国民主是科学方法的政治翻版”。

最后也许也是最有价值的，是科学方法的新人功能——塑造新的人格，使人具有优秀的品性和素质，从而成为一代新人的功能。萨顿在论及实验方法的这种功能时可谓言必有中：

实验方法一直就培育着最精致的思维戒律，这时，听到旧人文主义者谈论克制和戒律，仿佛只有他们才具有这些优秀品质，这是很有意思的。自然，它并不适用于一切事物，它也不认为在自己的领域之外有决定一切的能力。正是实验方法才使人类的理性能充分发挥它的潜力，而与此同时，它本身又明白地显示了它的局限性而且提供了限制它的方式。它证明了真理的相对性，同时又使对它的客观性和它的近似程度的估量成为可能。更为重要的是，它教导人们要不偏不倚（或至少要努力做到）地追求完整的真理，而不仅仅追求也许能适合一时需要的或者使人高兴的那部分真理。

胡明复也言之凿凿：科学方法之惟一精神曰“求真”。知“真”则事理明，是非彰，而廉耻生。“知真”则不复妄从而逆行。

更有甚者，贝伦布卢姆以至提出用科学方法拯救文明的命题。他在列举了当代文明在精神领域的诸多遗憾状态、以及教育制度的诸多弊端之后坚信，如果进行恰当的科学教育，“科学毕竟可以拯救文明”。他在这里所说的科学，“不是作为职业的科学，不是作为个人的科学家，甚至不是科学的果实，包括这些果实可以为人类提供的物质利益，而是运用于生活的所有活动领域的科学方法。”

三、科学方法的内涵

最后，我们讨论一下学界对科学方法的内涵——主要是它的构成要素、特异性质及程序步骤——的总的看法。不用说，这三种类型的内涵往往“枝枝相覆盖，叶叶相交通”，很难把它们截然分开。我们分类叙述，大半是出于方便而已。

关于科学方法的构成要素，T.H.赫胥黎早就有言在先：所有学科的方法是完全相同的，这样的方法有以下一些。（1）对事实的观察，包括称之为实验的人为的观察。（2）把相同的事实归纳起来，标上名称以备应用；这个过程就称为比较和分类——其目的就是给一堆事实标上名称，可称为一般前提。（3）演绎，又使我们从一般前提再回到个别事实——它教我们从那个标签上找到所期待的那些事实（假如我们可以这样说的话）。（4）证明，就是根据事实来确定我们的结论是否正确的过程。美国天文学家哈勃一言以蔽之：“科学方法可以被描述为定律的发现、用理论对定律的说明和用新观察检验理论。”中国学者对此也有简明的概括。任鸿隽指明，科学方法是从搜集事实入手；搜集事实的方法有二：一曰观察，二曰试验。有了正确的事实后，经过分类、分析、归纳、假设这样的归纳逻辑和演绎逻辑形成科学通则。胡明复表明：

科学方法，在征集事变而求其通则。……事变之通则，谓之科学之律例[定律]。科学观察事变，辨其同违，比较而审察之，分析而类别之，得其事之常、理之通，然后综合会通成律例，此科学律例之由来也。

关于科学方法的特异性质，贝伦布卢姆指出：“科学方法是十分简单的：首先，它一次回答一个问题，因为只有如此答案才能够摆脱模棱两可；其次，它依赖精确的资料，在这些资料用简单的观察不能获得的地方，为引出信息就要设计实验；第三，由于人的心智难以发现达到推理的细微差别，如果可能的话，则通过客观的记录坚持定量的而非定性的值。”在他看来，“这就是科学作为一种追求知识的工具的有效性的整个秘密。”邦格列举的科学方法的一些十分明显的法则，实际上体现了科学方法的特异性质：

（R1）精确地陈述你的问题，尤其是在开始。（R2）尝试确定的和有某种程度根据的猜想，而不是不明朗的或混乱的想法。（R3）使你的假定服从难对付的检验而不是轻松的检验。（R4）不要宣布满意地确认的假设为真，至多把它看做部分为真。（R5）询问答案为什么是这样而不是那样。关于科学方法的程序步骤，我们先介绍一下皮尔逊的经验归纳理论和迪昂的假设-演绎理论的形成步骤或操作程序。皮尔逊正确地描绘了经验归纳法这种科学方法的特征：（1）仔细而精确地分类事实，观察它们的相关和顺序；（2）借助创造性的想象发现科学定律；（3）自我批判和对所有正常构造的心智来说是同等有效的最后检验。迪昂则以物理学理论为例，详细地陈述了建构它的四个相继操作的特征，其中前两个操作是构筑理论的公理即基本概念和基本假设的操作。（1）我们选择自认为简单的性质描述我们所要描述的物理性质，其他性质可视为这些简单性质的组合。我们通过合适的测量方法使它们与数学符号、数和量的某个群对应。这些数学符号与它们描述的性质没有固有本性的联系，它们与后者仅具有记号与所标示的事物的关系。通过测量方法，我们能够使物理性质的每一个状态对应于表示符号的值，反之亦然。（2）我们选择少量的原理或假设，作为将要建立的理论的基础或演绎的逻辑前提。它们仅仅是根据方便的需要和逻辑上的一致，把不同种类的符号和数量联系起来的命题，它们并不以任何方式宣称陈述了物体真实性质之间的真实关系。（3）根据数学分析法则把原理或假设结合在一起。理论家计算所依据的数量并非是物理实在，他们所使用的原理也并未陈述这些实在之间的真实关系。对他们的要求是：他们的符号系统是可靠的，他们的计算是准确的。（4）这样从假设推出的各种推论，可以翻译为同样多的与物体的物理性质有关的判断。对于定义和测量这些物理性质来说是合适的方法，就像容许人们进行这种翻译的词汇表和图例一样。把这些判断与理论打算描述的实验定律加以比较。如果它们与这些定律在相应于所使用的测量程序的近似程度上一致，那么理论便达到了它的目标，就说它是好理论；如果不一致，它就是坏理论，就必须修正或拒斥它。简而言之，建构物理学理论的四个基本操作是：物理量的定义和测量；选择假设；理论的数学展开；理论与实验的比较。

在这里，我们拟再扼要介绍一些有代表性的阐述。辛普森把科学方法形式化为六个相继的操作：陈述问题，收集与问题有关的资料，详细阐明与观察一致的问题假设的解答，从假设推导出其他可观察的现象的预言，观察所预言的现象出现或不出现，按照与预言符合的程度接受、修正或拒斥假设。珀尔曼认为，科学发现或发明的程序即科学方法的程序一般地是：事件（自然的事实）、来自事件的信号，通过接收机制的感知（资料），摹写图式（感知的和概念的），把图式投射到自然，对未来观察的预言，反馈和不断地再组织，观念的检验。这个过程主要是在概念模型和相关的实践的关系中，科学人和自然之间相互作用的过程。邦格概述了科学研究方式的主要阶段，也就是科学方法应用中的主要步骤。

（1）询问充分阐述的和可能有成果的问题。（2）发明有根据的和可检验的假设以回答问题。（3）导出假定的逻辑结果。（4）设计检验假定的技巧。（5）检验有关相关和可靠性的技巧。（6）进行检验和诠释它们的结果。（7）评价假定的真理主张和技巧的精确。（8）决定假定和技巧在其中成立的领域，陈述研究提出的新问题。

也有一些科学家结合自己的切身体验，谈及科学方法的程序和步骤。

其实，科学方法的内涵比上面所讲的三个方面还要宽泛一些。贾丁把大致差不多的科学方法范畴划分为生产（production）方法、描述（presentation）方法和评价方法。所谓生产方法，意指导致科学发现和假设的书写的、口头的或戏剧性地呈现或展示的所有各种各样的程序。这里有仪器使用的草案，区分信号与噪声的分析草案，有支配理论家的范畴的启发性方法，有支配劳动分工和在实验室、研究机构工作的日常惯例和规则。描述方法包括流派和描述的约定，论证和讲述的技巧，以及修辞的和审美的诉求的战略。在这里也包含在听众面前陈述实验发现的程序。评价方法包括“证据负荷”的鉴定、判决、批判、陈述理由和进行争论的所有各种程序和约定。这三种方法往往是互动的，罕有地形成一个整齐的序列。而且，科学方法有普遍与特殊之分——普遍方法大体上适用于所有科学分支，特殊方法仅仅适用于某些学科、领域、对象和问题。邦格在谈到特殊的科学方法时说：“方法是处理问题集合的工具。每一类型的问题要求特殊的方法或技巧的集合。与语言或行为问题比较，知识问题要求发明或应用对准问题处理的各个阶段的特殊程序，从问题的真正陈述一直到所提出的答案的审查。这样的特殊的科学方法的例子是三角测量（就大距离的测量而言）以及大脑波的记录和分析（就大脑状态的客观化而言）。”

依我之见。科学方法虽然形形色色，有普遍的，也有特殊的，但是大体看来不外三大部类——经验方法、理性方法、审美方法。关于它们的要义、重要元素和特质，则是另外的论文讨论的主题。

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萨顿的原话在这样的：“在科学领域内，方法至为重要。一部科学史，在很大程度上就是一部工具史，这些工具——无论有形或无形——由一系列人物创造出来，以解决他们遇到的某些问题，每种工具或方法仿佛都是人类智慧的结晶。”参见萨顿：《科学的生命》，刘珺珺译，北京：商务印书馆，1987年第1版，第23页。

怀特海在谈到19世纪的科学方法时说：“19世纪最大的发明就是找到了发明的方法。一种新方法进入人类的生活中来了。如果要理解我们这个时代，有许多变化的细节，如铁路、电报、无线电、纺织机、合成染料等等，都可以不必谈，我们的注意力必须集中在方法本身。这才是震撼古老文明基础的真正新鲜的事物。”参见怀特海：《科学与近代世界》，何钦译，北京：商务印书馆，1959年第1版，第94页。

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海德格尔的原话是这样的：“我们今天称之为科学的东西本质乃是研究，而研究的本质又何在呢？研究的本质在于，认识把自身建立为在某个存在者领域（自然或历史）中的程式。‘程式’在这里不单单指方法和程序，因为任何程式事先都需要一个它借以活动的敞开区域。对这样一个区域的开启，恰恰就是研究的基本过程。由于在某个存在者领域中，譬如在自然中，自然事件的某种基本轮廓被筹划出来了，研究的基本过程也就完成了。筹划预先描画出，认识的程式必须以何种方式维系于被开启的区域。这种维系乃是研究的严格性。凭借对基本轮廓的筹划和对严格性的规定，程式就在存在领域内为自己确保了对象区域。……通过筹划，通过对这种在程式之严格性中的筹划的保证，科学成了研究。但是筹划和严格性惟有在方法中才展开为它们所是的东西。这种方法标志着对研究来说是本质性的第二个特征。”参见海德格尔：《海德格尔选集》，孙周兴选编，上海：三联书店，1996年第1版，第887、889页。

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皮尔逊还说：“今日在众多领域，人类还是未知的，对我们来说最诚实的方针就是强调我们的无知。这种无知可能是由于缺乏任何恰当的事实分类引起的，或者因为所设想的事实本身是人的未受训练的心智之不一致的、非实在的创造。但是，因为科学坦率地承认这种无知，所以有人企图把这些领域禁闭起来，作为科学没有权利侵犯、科学方法在那里没有用处的场所。按照我们提及的学派的观点，科学无论在哪里成功地弄清真理，哪里就有‘合法的科学问题’。”参见皮尔逊：《科学的规范》，李醒民译，北京：华夏出版社，1999年1月第1版，第12、15、20页。

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T.H.赫胥黎就科学教育的重心和科学方法对于继续学习科学的效用，发表了中肯的看法：“应当把一种完整的和全面的科学文化引入到一切学校”。“我并不是指应当把一切科学知识都教给每一个学生。那样去设想是非常荒唐的，那种企图是非常有害的。我指的是，无论是男孩还是女孩，在离开学校之前，都应当牢固地掌握科学的一般特点，并且在所有的科学方法上多少受一点训练。因此，当他们迈入社会并获得成功的时候，他们就会有准备地面对许多科学问题；实际上不可能马上就了解每一个科学问题的现状，或者能立刻解决它，而是凭藉熟悉广泛传播的科学思想以及能适当地运用那些科学方法，才能了解某个科学问题的状况。”参见赫胥黎：《科学与教育》，单中惠等译，北京：人民教育出版社，2005年第2版，第88页。

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E.Hubble,TheNatureofScienceandOtherLectures,LosAngles,U.S.A.,1954,p.10.这方面的资料不少。例如，考斯在阐释和拓展牛顿的“哲学中的推理规则”时，详尽地涉及到科学方法的诸多组成要素：首先，专心观察事实；第二，为了描述被观察到的一般特征，要给普遍的类型下一个精确的定义；第三，对表述一般规则的普遍定律进行归纳的概括；第四，采用解释性假设；第五，将假设的推断与归纳的概括仔细比较，当假设的推断与归纳的概括相抵触时，放弃这些假设的推断；第六，把经受了检验的假设用公理的方法组织起来，而理论的其余部分则作为公理的推论。牛顿第一个完整地发展了科学理论，对他的创造性活动的考察表明，所有这些方法论原理都是起作用的。参见考斯：科学方法，黄顺基等译，北京：《科学与哲学》，1985年第4期，第30~41页。

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比如，钱德拉塞卡说：“我的工作方法一直是：首先了解一个课题的已知情况，然后检查这些情况是否符合一般人会关心的严谨性、逻辑条理和完备性的标准；如果不符合这些标准，就着手使之符合。在已有的学术成就上系统化，一直就是我的动机。无论如何，在我看来，只有这样才能正常地进行科学研究，才能获得真正的科学价值。”钱德拉塞卡：《莎士比亚、牛顿和贝多芬》，杨建邺译，长沙：湖南科学技术出版社，1995年第1版，第15页。

科学方法范文篇2

【关键词】标准的科学方法论/反归纳/逆归纳/自悖/元方法论标准/无合理性原则

【正文】

综观整个20世纪科学哲学的发展历程，可以发现一方面，许多不断涌现的新观念和新理论，尤其是以波普尔的否证论、库恩的范式理论为代表的一些科学方法论既为科学哲学本身带来勃勃生机，同时又表现出强大的渗透力和影响力，成功地应用于数学、经济学、管理学、社会学、法理学、接受美学、语言学、历史、政治、文化等研究领域，使这些研究展示出全新的分析与境或视野；而另一方面，从整体上看，自20世纪80年代末，科学哲学却开始走入低谷，成就平平，反响一般，往日的辉煌似乎已不存在。科学哲学为什么会出现这种萧条的情况？这已成为当今科学哲学家十分关注的论题之一。

在笔者看来，这种境况的原因，在于科学哲学在20世纪后期的发展中陷入了重重困境，一时难以摆脱。然而，正是对这些困境的深入分析，有可能孕育科学哲学理论变革和发展的新契机，就象19世纪末的物理学危机引发了20世纪初的物理学革命一样。因此，目前关键的问题是，困境在哪里？我们应如何认识这些困境？本文即意在对当代科学方法论的五种重要困境加以讨论，（注：鉴于学界对困境1、困境2、困境5的一些内容比较熟悉，在此仅对这三种困境只作简要的补充性说明。）以起到抛砖引玉的作用。

“科学家的信念不是武断的信念，而是尝试性的信念，它不依据权威，不依据直观，而建立在证据的基础上。”[1]伯特兰·罗素的这一精辟论断道出了标准的科学方法论的核心所在。作为一种科学方法论构想，标准的科学方法论，一是含有正统的意思，最符合人们思想中科学方法的“本来面目”或经典模型；二是这种构想往往能把其它方法论吸引过来，并成为这些方法论所仿效的对象。该标准的科学方法论坚持唯科学方法之用方显科学本色，科学方法是科学活动的标志，是科学合理性的保证。凭借科学方法，科学家的认识活动就可取得成功。这里的科学方法是具有程式性或规范性的实证法，尤其是归纳推理，在科学发展与科学证明的过程中具有重要的作用。这种标准的科学方法论（产生于20世纪初）拥有众多的信奉者（包括像罗素在内的逻辑原子主义者、逻辑实证主义者、逻辑经验主义者、一些科学家及社会科学家等），并统治了人们的思想近半个世纪，直到20世纪50年代末才受到挑战。许多的方法论之争都是针对这种标准的科学方法论而发的。

困境1：对归纳逻辑的反对与辩护

继20世纪初“剑桥发明”（注：“剑桥发明”一词是拉卡托斯用来指在经典的归纳主义之后发展起来的“或然性归纳逻辑”。它始于W.E.Johnson，后来C.D.Broad与J.M.Keynes出席Johnson举办的讲座，并发展了他的思想。）之后，卡尔纳普等逻辑经验主义者进一步阐发归纳原理对科学方法的重要性。赖欣巴赫说：“这个原理决定科学理论的真理性。从科学中排除这个原理就等于剥夺了科学决定其理论的真伪的能力。显然，没有这个原理，科学就不再有权利将它的理论和诗人的幻想的、任意的创作区别开来了。”[2]自20世纪初至50年代，他们建立的概率主义归纳逻辑成为了众多科学哲学家努力探究的核心。

对逻辑经验主义的归纳逻辑，波普尔首先立足于他的否证哲学进行有力的批评，力图重新解决“休谟问题”（归纳问题）与“康德问题”（划界问题）以及两者之间的关系。按拉卡托斯的看法，“波普尔的名声就在于它对归纳法的批判”，但波普尔竟对什么是归纳都从未明晰地说明过，并且前期与后期哲学在归纳问题上很不一致。拉卡托斯认为，归纳逻辑的原始目的是“从怀疑论中拯救科学知识”，存在着某种归纳原则或拟归纳原理可以把“实在论的形而上学与方法论的评价、逼真性与确认性联系起来”。[3]

自称是反归纳队伍中“一名上尉”的沃特金斯(J.W.Watkins)认为拉卡托斯的归纳进步观站不住脚，因为确认评价只报道过去业绩，而逼真评价仅包含将来业绩，我们无法从确认评价推进到逼真评价。他拒绝所有的非演绎推理，认为一切非演绎推理都具有非转化性。科学知识可分为多个层次——层次0（感觉报告）、层次1（简单陈述）、层次2（经验概括）、层次3（精确的经验规律）、层次4（科学理论），其中不存在任何合法的从低级层次到较高层次的“归纳上升”。但从层次0到层次1将包含一个“跳跃”。艾耶尔曾提出，这种“跳跃”可由某种非归纳性的并能为人们接受的推理来实现。沃特金斯把艾耶尔的这种推理称为“某种拟归纳推理”[4]，并认为波普尔令人遗憾地走向“彻底的”或极端的怀疑论[5]。对于归纳问题，沃特金斯试图提供一种实用主义的解决方案，并宣称这种方案要比他在《科学与怀疑论》中提出的论点更为简单和更好。[6]

为摆脱归纳逻辑的困境，(1)赫斯(MaryHesse)、亨迪卡(JaakkoHintikka)等自20世纪80年代对卡尔纳普传统进行修正和完善，赫斯提倡以枚举逻辑作为科学推理最基本的形式，用它来重新阐释其它形式的归纳逻辑（如科恩的消去式归纳逻辑）。她坚持一种比卡尔纳普允许更多随条件变化的并处于有限形式中的归纳逻辑，“归纳的核心在于它是一种对综合性理论系统的研究没有保证获得实用主义知识的最佳途径。”[7](2)科恩(JonathanCohen)提出了非概率主义归纳逻辑。他认为，许多科学哲学家只注意培根归纳的方法论意义，却忽视了它的逻辑方面——证据的性质及命题之间归纳支持的逻辑关系，他力图用一种成熟的现代逻辑形式重建培根的归纳。这种新培根式归纳逻辑包含了两个主要因素：(A)相关变量的方法，该方法表明归纳支持因不同的证据而有不同的等级；(B)一般模态逻辑，“它可以达到对非外延性的多个等级的形式化”，[8]因为二值等级形式捕获不到非外延性的丰富性和多样性。这种模态逻辑可把归纳支持的等级表示为通向“近律性”(Legisimilitude)的阶梯。

赫斯、科恩等人还试图为归纳逻辑提供广泛的成功应用，如科恩出色地将自己的新归纳论应用到如医学、心理学等一些领域中去，并得出结论：非标准形式的归纳推理也具有与其它归纳相同的结构([8],P.26)。

对上述争论，牛顿-史密斯(W.H.Newton-Smith)指出：“完全抛弃归纳的波普尔与勉强使用归纳的拉卡托斯都不能建立起他们各自的方法论与科学目的之间的纽带”[9]，在波普尔的体系中存在着一种否证法与逼真性之间的二难困境。牛顿-史密斯着重阐述了包含“在最终检验中所需要的其它特殊因素”的“元归纳”(meta-induction)观。([9],pp.224～225)

困境2：反对方法和方法论危机

科学历史主义的兴起促成了这样一种新观念：科学哲学家必须正确对待科学的历史。这种观念挑战了20世纪60年代以前两个最有影响的方法论钢领（即归纳主义和波普尔纲领）。库恩本人虽然提出几种评价标准（精确性、简单性及有效性等），但他把这些标准“比喻为像‘深思熟虑而后行’之类简单而无用的格言”[10]，在相互竞争的理论之间的选择取决于主观因素与客观因素的混合，取决于共同标准和个人标准的混合。

费耶阿本德质疑以往的科学方法研究在实际科学中的可行性，认为探求一种指导科学家从事理论选择的规则系统的努力虽然具有悠久的传统，但却是失败的。他展示了一幅比库恩更为激进的图景：(1)“逆归纳”，他认为逻辑经验论的“证明”式归纳与波普的“证伪”式归纳是归纳这一枚硬币的两面，提出了“逆归纳”(counter-induction)的概念，其中counter-意指在与归纳相对立的方向上行进，在此归纳仅是一个参照物而已。“我们可以通过逆归纳法来推进科学”，这就要求我们做两件事：一是提出与公认的并得到高度确证的理论不一致的新理论（注：标准的科学方法论坚持，新假说必须与公认的理论相一致。费耶阿本德反对这种一致性条件，譬如牛顿万有引力定律与伽利略自由落体定律并不一致：重力加速度对前者来说是一个变量，而对后者则是常数。一个科学家要想使自己的观点包含更多的经验内容，就必须引进其它的理论观点，采取理论多元论的立场。），反驳一个理论的证据往往不是借助于事实，而在于提出新理论。理论的进步并不是一个一致理论的系列，而是一个“日益增长的互不相容的各种可取理论的海洋”。他认为，专家和外行业余爱好者、诚实者与说谎者一起参与争论会促进科学的进步和文化的繁荣。二是提出与充分确凿的事实不一致的假说。一个理论所以与证据相冲突，不是因为它不正确，而是因为证据被污染。要批判这种证据就应当发明一种新的观念体系。“第一步跨出这一循环，或者创造一种新的概念体系，如一个新理论，它与极小心确立的观察结果相冲突，并挫败了最合情合理的理论原则，或从科学之外，从宗教、从神话、从不胜任者的思想，或从疯子的思想漫游中引入这样一个体系。这一步又是逆归纳的，可见，逆归纳既是一个事实——离开它科学不能生存，又是科学游戏中一种合法的且又非常需要的行动。”[11](2)说服人的技巧。库恩曾以“常规科学”意指知识发展中平稳的和逻辑的间歇。费耶阿本德则干脆否定这种“常规科学”的存在，认为科学决定的作出、理论的接受是一种说服人的事情，包括理论支持者的威望、年龄、及参与争论的技巧等（注：在费耶阿本德看来，伽利略的成功并不在于他的观察和实验(在《恒星的使者》中对月球的描述自相矛盾，用望远镜观察月球的演示是失败的)，而在于他宣传自己学说的技巧，他说：“伽利略这个善于耍滑头的人比起我们通常对这位肃然起敬的、执着的‘真理探索者’来说是一个远为有趣的人物”。([11]，p.68)）。因此，费耶阿本德的反对方法实际上是反对科学方法的唯一合法性，并不是取消方法。他坚持各种方法平等的多元方法论。

此外，奎因、普特南、罗蒂、哈金(I.Hacking)等人根据各自的理由坚持，人们所能做的只不过是描述自然科学家所使用的方法，他们认为，根本不存在容许我们去发掘具有规范性特征的方法论的余地。在这一系列质疑之下，标准的科学方法沦陷于危机。

困境3：当代科学方法论家的自悖

科学方法论危机“令人沮丧，但要取消方法论还为时早了点”[12]，科学方法论者们试图拯救和重建科学方法论，但结果处于自悖的困境中，这里仅以其中三位为例来说明（参见[19]，pp.344-351）。

1.拉卡托斯的自悖

拉卡托斯(A)拉卡托斯力劝科学家作出新颖的预见：如果预见正确，就认为你的理论是进步的；如果错误，就进行拯救理论硬核的活动；如果不能作出长时间跨度的任何成功预见，那么你的研究纲领是退化的，应当抛弃。如何知道哪一种方法论是进步的呢？拉卡托斯认为，一种方法论应说明“伟大科学家的价值判断”，而要满足这种说明就必须对方法论作出某种合理的重建。他指出：“在撰写一种历史性案例研究时，一个人应采用下列程序(1)给出一种理性重建，(2)尽力将这种合理性重建与实际历史相比较，并批判缺乏历史性的合理性重建及缺少合理性的实际历史。”[13]人们不必关心特殊反常的价值判断，拉卡托斯更“强调科学研究纲领与方法论研究纲领之间深远的类比，并且强调像‘经验陈述’可被推翻一样，规范的‘基础论断’也可被方法论推翻。”[14]即通过规范的方法论来重建科学史，以便使科学史尽可能合乎理性的目的。这里，拉卡托斯强调的是方法论的规范性、重要性和优先性。

拉卡托斯(B)拉卡托斯曾对波普尔的试错法不屑一顾，但他对研究观领中硬核的解释却是“实际上硬核并不是一出现就是全副武装的……它通过长期的预备性的试错过程而缓慢地发展。”([13]，p.26)这样，我们如何通过襁褓中的硬核来确立研究纲领的存在？如何理解硬核的无错的硬性？又如何通过硬核来形成对其它因素或成分的规范力量？对于一个研究纲领比另一个研究纲领更进步的情形，拉卡托斯认为我们无法接受其中一个研究纲领，进步并不意味着接受；相应地，我们无法凭借方法论来得知科学家接受或抛弃哪个理论，因此拉卡托斯的方法论已失去了它的规范能力。

2.劳丹的自悖

劳丹(A)在《进步及其问题》(1977)中，拉里·劳丹提出了与吉尔(A)不同的观点。当在阐明历史与方法论的相互关系时，劳丹采取了一种直觉主义的方式：“(1)到了譬如1800年，接受牛顿力学、拒斥亚里士多德力学是合理的；……(6)在1925年之后接受广义相对论是合理的；……我将要主张的是存在着一组广泛的人们所坚持并相似于上述情形的规范判断，这组判断构成了我将称之为我们偏爱的关于科学合理性的前分析直觉(PI)。我们关于这类情形的直觉可用作评价不同的规范的合理性模型的试金石。”在劳丹那里，这种前分析知觉的标准是固定不变的，它成为方法论的一种根基。

劳丹(B)前分析直觉本身毕竟是变化的，受制于一些历史条件。劳丹自80年代末90年代初开始抛弃他的前分析直觉标准，宣称我们必须完全摆脱对直觉的任何依赖；而致力于建构一种联结规范性与描述性的规范自然主义(normativenaturalism)。

3.吉尔的自悖

吉尔(A)自20世纪60年代历史学派兴起以来，标准的科学方法论在衰退，但仍有其忠实的斗士。吉尔就是突出的一位。他坚持科学的哲学与科学史之间的关系不是紧密的，而是一种基于利害关系的结合(amarriageofconvenience)。他提出了许多反对科学哲学与科学史密切相连的观点，譬如，他认为循环性问题对理论选择标准的任何历史途径而言都带有尖锐的挑战性。他说：“设想……历史对理论的理性选择提供经验证据。在这一情形中，这一说明本身就是一种经验的结论，或广泛地说是一种理论。但要在历史证据的基础上选择一种关于理论选择的理论，一个人就必须总是具有某些理论选择的标准。”[15]这里，吉尔坚持从历史中获取准则就是用未经证明的假定来论证，结果只能导致一种恶性循环。

吉尔(B)进入20世纪80年代，自然主义激流勇进，吉尔也情不自禁地加入其中。起初作为历史反对者的吉尔现在却是历史的一位知心朋友。吉尔在《走向一种统一的科学理论》(1984)一文中明确指出，方法论与历史之间的关系“就是理论模型与经验证据之间的这种标准关系”[16]。按吉尔的自然主义，科学对经验世界建构理论，哲学则对科学世界进行理论化。这两种理论化遵从相同的方式，都具有历史性的特征。

对上述的自悖，科学哲学家大多采取了批评的态度。拉卡托斯在(A)中对历史的理性重建无疑受到许多科学历史主义者的反对，如霍尔顿(GeraldHolton)认为拉卡托斯的这种观点令人难以接受。库恩则称这种观点“一点也不是历史，而是制作实例的哲学。”而拉卡托斯在(B)中对方法论规范能力的取消无疑是较(A)更加远离科学方法论。

罗伯特·布朗(RobertBrown)认为，劳丹、吉尔提出的自然主义经不起推敲，因为自然不会欺骗，不会犯错误。而科学家却不然，他完全可能这么做。再如，引力理论不允许一个真实的逆实例的存在，但在合理性的正确理论之下却可以存在大量不合理行为，正如在我们正确的道德信念（即谋杀是错的）之下仍存在着谋杀者的谋杀活动一样。吉尔从(A)到(B)的转变表明他从对科学方法论的坚持变为对历史因素的侧重。与吉尔相反，劳丹从(A)到(B)的转变则说明他进一步疏远历史而亲近（方法论的）规范性。

困境4：元方法论层次上的困境与无合理性原则

自20世纪70年代以来，科学方法论的重心开始向元方法论转移。

什么有资格构成科学方法的标准？这一问题是促成科学方法论重心转移的核心问题之一。西格尔认为，要为科学方法寻求一种确定的唯一程序是错误的，不存在确保科学合理性的程序，而只有对证据的承诺。[17]多数当代科学方法论者对元方法论研究的必要性确信无疑。但出人意料的是，劳丹否定元方法论存在的价值。他认为，历史主义学派的元方法论是，对一种科学方法的评价要依据它在多大程度上能把过去科学家的选择再现为合理的，而这种元方法论没有正确对待这样的事实：科学家的目的和背景信念都因人而异，尤其在不同于我们的科学时期时就更是如此。如果科学家的目的在某些重大方面随时间发生变化，我们就没有理由希望用我们的方法去衍涵关于具有不同目的的活动者的合理性或不合理性的任何东西。无论合理性是什么，它都具有特定的活动者与特定与境。劳丹认为，元方法论就是方法论的认识论，它如果存在则不应视为绝对命令，而应看作假言命令，我们在竞争的方法论中进行选择的方式与我们在竞争的经验理论中选择的方式完全相同。因此，我们不需要关于方法论的一种特殊认识论。([12]，pp.19-31)劳丹虽然宣称否定元方法论，但事实上仍建立了自己的元方法论（注：对此许多科学哲学家都给予了肯定。西格尔(1990)、沃勒尔(1988)、多普尔特(GeraldDopplet)(1990)、列普林(J.Leplin)(1990)等对劳丹的元方法论作出了各自的评论。）。劳丹建立的网状模型理论本身就是对一种元方法论理论的建构，并引起了元方法论层次上的一系列争论。沃勒尔尖锐地指出，劳丹的网状模型不可避免地导致一种二难困境：“或者存在着一个方法论原则的不变的核心M[*]，或者一切都是变动的。有这样的一介M[*]，网状模型则是旧的塔式模型的一种精致论述或注释性变换；若没有这样一个M[*]，该模型陷入相对主义。无论那一种方式，劳丹的‘第三’选择都作为一种独立的、具有竞争性的立场而被排除。”[18]

罗伯特·布朗认为元方法论至少包含两方面的内容：“(1)公正地对待历史，(2)公正地对待概念性东西。”[19]他认为，劳丹与拉卡托斯的科学哲学都试图对(1)给出必要而充分的条件；加伯(D.Garber)及其他先验的方法论者集中于(2)。他们都是片面的。基于科学的实际历史，布朗提出了如下的一种规范的元方法论标准(R)：“若(其他方面都相等)某方法论使其理论性重建与规范性重建符合最多的科学史片段，同时与相关的独立的社会理论相谐调，那么该方法论是最好的。”([19]，p.355)

布朗认为，上述标准作为评价相互竞争的方法论提供了一种元标准。这种标准具有许多值得我们赞赏的优点：首先，这一元标准体现了这样一种精神，即科学史必须在某种意义上被认为是理性的。该标准使科学史中的合理性扩大到最大的程度。其次，布朗宣称该标准(R)克服了劳丹的前直觉观点的所有弱点，如，非比较性、基础主义、对直觉的依赖性、历史在检验中的无地位性。第三，这种元标准在形式上相似于宽容性原则(principleofcharity)。宽容性原则试图最大程度地扩大真理性，而(R)则试图最大程度地扩大合理性。第四，这种元标准被一种无合理性原则所支持。

无合理性原则(arationalityprinciple)是一种类似于宽容性原则的方法论原则，即从人类活动的可能选择性解释中选择一个更好的解释。无合理性原则主要有两层含义：第一层是当面临在一项活动的合理解释与其它解释（如心理学与社会学说明）之间进行选择时，我们应选择合理性的解释。好的解释就是一种活动原因，是一种好的理由，譬如，对为何爱因斯坦在1905年抛弃牛顿的理论，我们有两种相互竞争的解释：一是认为爱因斯坦这样做是因为他的狭义相对论更好的符合有效的证据；二是认为爱因斯坦抛弃牛顿理论是因为他要反叛他的前辈，并推翻其最基本的概念，即父子之间、代代之间冲突的情景。对这两种解释，无合理性原则告诉我们应选择理性的那一种，即爱因斯坦依据第一种理由去活动。第二层，无合理性原则并非坚持惟有心理——社会因素在起作用，而是说人们通常对一定活动找不到理性的解释，在这样的情形下就必须诉诸于心理——社会（或其它“外在的”）的原因。

在布朗看来，元标准(R)与无合理性原则都试图最大程度地增大合理性，这是两者的共同之处。因此，元标准(R)可以从无合理性那里得到支持。但两者又不能完全等同；元标准(R)是一种在相互竞争的方法论之间进行选择的标准，无合理性原则却假设了一种特定的合理性。

困境5：质疑“评价规则的恒定性论题”

就像弗雷格等人建立演绎逻辑的有效不变的通则一样，20世纪初卡尔纳普等逻辑经验主义者及迪昂、鼓加勒等法国约定论者都极力寻求归纳逻辑的不变原理或统治科学理论评价的恒定规则。这种规则不包含任何容易引起争论的关于世界本体的形而上学假设，同时又必须是普遍存在的、抽象的、理论性的。无论是归纳推理还是演绎推理，都可能有时是无效的，科学评价有时也是错误的，甚至某种不正确的评价可能贯穿于整个历史过程之中。但这些无效的推理过程却不能危及到推理规则本身的合理性，同样这些不正确的评价过程也不能危及评价规则的正确性。评价理论的方法论规则是先验的，并不因经验的不同、过程的不同、时间的推移而发生变化。这就是在标准的科学方法论构架之下的理论评价规则的恒定性论题。

针对这一恒定性论题，亨普尔(C.Hempel)提出质疑。他认为，某些方法论规则在时间上是相对的。譬如，正如已摈弃宇称守恒定理一样，我们也应抛弃麦克斯韦关于时空定位缺少因果效用的原理，这些准则及其时间相对性取决于我们的世界观。亨普尔得出结论：“必须抛弃合理性理论选择的一切标准都无时间的观念。”[20]劳丹在《科学与假设》(1981)中通过追溯假说方法的历史演进，批评了科学方法永恒不变性观念，他既坚持科学方法的共时性，又坚持科学方法的历时性（即可变性、历史性）。

综上所述，上述科学方法论的五种困境都在各自不同的层面或在不同的理论进程中与科学合理性的“二难困境”[23]发生着某种关联。譬如，困境1是科学合理性的“二难困境”呈现的必要前奏，困境5则是这种“二难困境”在科学的理论规则与历史之间关系上的一种反映，没有困境1和困境5的出现就没有科学合理性对历史因素的内在要求；而困境2、困境3、困境4都是这种科学合理性的“二难困境”在科学的理论与实践之间、内在逻辑与历史之间关系（不谐调的、矛盾的）上的一种体现。以上概述的五种困境仅仅是对科学哲学困境的初步探讨，有待于更为深入的研究。

论点摘编

科学的“真”与生活的智慧/柳延延/《中国社会科学》/2002.1

以西方现性精神为基础的科学技术给人类带来巨大的福祉，尤其是发展到20世纪，这已成为深刻影响人类生活的全球性现象。这表明，西方自启蒙运动以来确立的现性主义思想方式，向人类敞开了对人类生存极具意义的一个方面，即科学的“真”是人类能够更好地生活于世的基本保证，体现出可贵的生活智慧。但是，科学的“真”并不等于生活的全部智慧，它虽然给人类带来了高度发达的物质文明，却不能为人类提供这种生活何以值得过下去的理由。从这一意义上说，启蒙运动的任务尚未完成。今天人类面临的困境表明，一方面，科学技术已不可抗拒、无可避免地成为人类的生存方式；另一方面，启蒙之光的核心也有一片黑暗，当代文化批判的重要任务就是不懈地揭示这片黑暗。

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[23]王善博：“科学合理性：在转向与困境之间”，《自然辩证法通讯》，1997年第4期，第19页。

科学方法范文篇3

一、物理知识教学中渗透科学方法教育

在初中物理课堂教学中，物理知识教学是重要的教学环节，物理知识是教学的重要内容。因此，在知识教学的过程中，教师应当促使学生进行观察、实验，结合自身的生活经验，引导学生对事物进行分析和总结，对物理的基本概念和基本规律进行概括和总结，进一步获取知识内容。在知识教学的过程中，教师不仅需要重视教学的结果，同时需要引导学生对物理思想和研究方式进行了解和掌握。例如，在苏科版初中物理九年级上册“欧姆定律”章节知识内容教学的过程中，教师可以引导学生对电流、电压以及电阻等知识概念进行回归，引导学生对相互之间的关系进行猜测，并且设计相应的实验进行探究，对实验中的数据进行记录，通过记录的数据以及实验中数据反映的图象进行分析，对相应的关系进行总结：电阻一定的情况下爱，电流和电压之间的关系进行总结；电压一定的情况下，电流和电阻之间的关系。进而能够促使学生对欧姆定律进行概括，并且给出相应的表达方式RUI=。因此，在对知识内容进行教学的过程中，采取科学方法进行教学，促使学生能够感受科学方法在概念总结、规律发现中的意义，激发学生对科学方法的自主学习和灵活使用，促进实际问题的有效解决。

二、物理实验教学中渗透科学方法教育

物理是一门注重实验的科学学科。在物理教学的过程中，实验既是教学的重要方式也是教学的重要内容。在实验教学的过程中，通过实验的演示对学生进行启发，给学生相应的引导。在进行实验教学的过程中，引导学生进行自主实验，对实验的现象进行观察，数据进行分析处理，归纳实验的结果等过程中，都能够体会到科学方法的运用。同时在生活中的实验能够引导学生利用科学方式对实际问题进行解决，促进学生进行自主的探究。例如，在苏科版初中物理九年级上册“电阻”中“决定电阻大小的因素”实验教学中，教师可以对学生进行合理化的分析，引导学生进行小组实验，首先，在实验开始前，引导学生对影响电阻大小的因素进行猜测，如导体的材料、长度以及截面的面积等。然后引导学生对实验进行设计和自主探究。如导体材料和截面面积相同的情况下，探究电阻的大小和长度是否有关，选择实验的器材，对实验的现象和数据进行记录，得出相应的结果。然后根据同样的原理，对电阻的大小和导体的材质、横截面积的关系进行探究，最终对影响电阻大小的因素进行归纳和总结。在实验探究的过程中，渗透科学方法的教育，促使学生对科学方法进行掌握和运用。

三、结合物理史教学渗透科学方法教育

在漫长的物理发展长河中，有很多取得成就的物理学科，这些物理学家在进行探究的过程中，运用了科学的方法进行探索和实验构想，因此，在物理课堂教学的过程中融入物理史，在物理史教学的过程中体现科学方法教育。就是引导学生对很多年前的情境进行想象，让学生对当时科学的背景进行了解，了解科学家在什么问题上、什么环节中、何种情况下，采取怎样的方法和思路进行科学发明和发现，对学生进行科学方法的渗透教育。例如，在苏科版初中物理八年级下次“牛顿第一定律”的教学中，教师可以向学生讲述这一定律的提出是结合伽利略的斜面实验。在17世纪伽利略在著作中多次提到了类似惯性原理的说法，在《两门新科学》的著作中提出了他的理想斜面实验，并且通过推向得出结论：假如物体沿着光滑斜面落下，并且沿着另一面向上运动，则物体不受斜面倾角的影响能够达到原来同样的高度，只是需要不同的时间。笛卡尔对伽利略的不足进一步的弥补，最后牛顿在笛卡尔和伽利略的理论基础上，提出了惯性定律。同时引导学生对伽利略的斜面实验进行模拟，激发学生的兴趣，领悟前人的科学方法，促进学生物理学习信心的树立。

四、结语

在初中物理教学的过程中，整个教学环节很多的内容能够对学生进行科学方法的渗透教育。因此，在初中物理教学的过程中，教师应当对教材内容进行深入发掘，寻找科学方法教育的内容，对教学内容和教学环节进行组织，在物理教学中合理渗透科学方法教育，促使学生能够在潜移默化中感受科学方法，对物理知识内容进行深入学习。

参考文献：

[1]李福忠.在初中物理教学中渗透科学方法教育[J].中学物理,2012,30(18):45-46.

科学方法范文篇4

科学是人类活动的特殊形式，是凭藉相应方法获得新知识的创造性过程，它创造客观反映世界并被实践检验的新思想。在自己漫长而艰难的道路上，科学收集了许多事实，得出了许多设想和理论，发现了规律性并逐渐变成严整、完美的产物。这是人类最美好的成就之一。

一、什么是科学方法

“方法”（method）一词源于希腊语“沿着”（μετα）和“道路”（σδσζ），即meta和hodos的合成，其本意是“沿着某一道路”或“按照某种途径”，后意指达到某目标或做某事的程序或过程。中文“方法”一词最早出现于《墨子•天志》，原为量度方形之法，后转意为知行的办法、门路、次序等。“科学方法”（scientificmethod，methodofscience）是认识自然或获得科学知识的步骤、顺序或过程；它既意谓特定科学门类所使用的或对其来说是恰当的探究程序、途径、手段、技巧或模式，通常实施时是比较有秩序的、合乎逻辑的、系统的和行之有效的；它又意谓处理科学探究的原则和技巧的研究领域或学科，大体相当于“科学方法论”（scientificmethodology）。

以上所言，是本文作者对科学方法的界定。许多学者对此都持有自己的大同小异的看法。辛格认为，进行科学研究的观察、分类、导出定律等连锁活动构成科学的“方法”。波兰尼强调：“与解决实践问题时的情况相比，科学方法的设计正是为了在更小心控制的条件下，用更严密的标准达到详细阐明事物本质的目的。这些条件和标准只能通过对它的题材纯粹的科学兴趣才能被发现，而这种兴趣又只可能存在于受到过鉴赏科学价值的教育的心灵之中。这种感觉力不可能为它的内在热情以外的目的而随意触发。”在这个问题上，中国学人也有发表了诸多值得注意的见解。例如王星拱指出，科学方法就是“实质的逻辑”，即“制造知识的正当方法”。丁文江言简意赅：

我们所谓科学方法，不外将世界上的事实分起类来，求它们的秩序。等到分类秩序弄明白了，我们再想出一句最简单明白的话来，概括这许多事实，这叫做科学的公例[定律]。

有无成套的和严密的方法，是科学区别于其他知识、学科或文化部门的显著特色。诚如梅尔茨所言，科学据说是精密的、实证的和客观的，它同那些不精密的、模糊的和主观的其他思想对立。科学据说是用确定的、直接的和一般的术语传达其结果和观念，而有一个很大的文学和思想部门则以不确定的、象征的和间接的表现方式运动。科学声称立足于清晰的和精确的知识，因而与其他立足于意见、信念和信仰的思想领域相对立。这里完全可以指出，这些不同的说法或者指处理的方法，或者指被处理的题材。惟独科学拥有严格的、不容争辩的方法。其他思想分支不是从科学假借方法，就是只有捉摸不定的、未得到公认的方法，或者根本拒绝服从方法。

二、科学方法的重要意义

科学方法的重要性或意义是怎么估计也不会过分的。近代科学方法的先驱培根，把科学方法比作在黑暗中给人照路的明灯。他确切地说，沿着正确路线走的跛子，甚至胜过没有确定方向乱跑的人。在培根看来，方法是新学问的关键。他明确指出，真正的哲学有两部分——理性的和道德的——对应于人的心智的两种官能：理性和意志。真正的科学把这两种官能结合起来，使它自己既不满足于被动的理性之光，也不满足于迟钝的经验。科学是健全的方法的果实，不是健全的人的果实。另一位科学方法论的先驱笛卡儿则断言：“方法，对于探求事物真理是绝对必要的。”狄德罗即使告诫人们不要迷信方法时也断然肯定：“方法是把我们引向真理的向导，谁都不能不要方法，因为一旦忽略方法，就必然步入歧途。”皮尔逊多次强调：“科学方法是通向整个知识区域的惟一门径。”他说：

科学方法是我们能够借以达到知识的惟一道路。的确，正是知识一词仅仅适用于科学方法在这个领域的产物。其他方法可能处处导致像诗人或形而上学家那样的幻想，导致信仰或迷信，但永远不会导致知识。

萨顿和怀特海则从历史的视角洞察到：科学史在很大程度上就是一部方法史；新方法的发明才是震撼古老文明基础的真正新鲜的事物。

科学方法对科学自身的重要性是不言而喻的。近代科学的先行者伽利略早就争辩说：如果人们审慎地坚持“感觉经验和必要的证明”的方法，那么将获得与上帝的知识相等的知识，即使不是在外延上获得，至少也是在内涵上获得。确实，“牛顿的方法创立了近代科学，而牛顿关于方法的理论则创立了近代科学哲学。”现代科学以及现代科学哲学的创立何尝不是如此呢？它们正是以马赫、彭加勒为首的批判学派、爱因斯坦和波尔等哲人科学家的新颖科学方法的必然结果。难怪贝伦布卢姆深有感触地说：

近现代科学成就的取得并不在于人本身的变化，而在于他采纳的新技巧——科学研究方法。

在谈到科学方法对科学研究和科学创造的意义时，劳丹尽管出言十分谨慎，但是也和盘托出了其无可比拟的威力。他说，科学在它是成功的意义上是成功的，因为科学理论起因于筛选过程，与我们核验我们关于物理世界的经验猜想而找到的其他技巧相比，该过程更健全、更有分辨力。这些方法和过程尽管没有保证产生真的理论，但是比其他方法更可能产生更可靠的结果。科学方法并不必然是最好的探究方法，也不能选出完全可靠的理论，即使在这种较少完美的状态中，科学的探究工具也比其他工具能够更好地选择可靠的理论。我们能够详尽地说明，该工具为什么比现有的竞争者更好地起作用，因为我们能够说明，科学的成功中止了一些哲学家和社会学家使它变成十分神秘的东西。佩拉对科学方法可谓推崇备至：科学是三个游戏者的游戏——方法M支配心智I和自然N连接的每一步程序。在他的图示中，方法被描绘成上帝之眼；从它占支配地位的优越点来看，真理和错误被确实、可靠地揭示出来。海德格尔则在对科学研究的本质的揭橥中充分肯定了科学方法的价值、尤其是科学思维模式（他所谓的“筹划”与之相近和相通）的意义。

中国学人对科学方法与科学研究的密切关系也了如指掌。任鸿隽指出：“研究者，用特殊之智识，与相当之法则，实行其独创切合于名学之理想，以求启未辟之奥之谓也。研究之表征，亦有二事如下：（一）研究必用观察与实验，其结果必有新事实之搜集。（二）研究必于搜集之事实与观察所得之现象，加以考验，使归于一定之形式，而成为新智识。由此观之，研究与发明，于次则有首末之殊，于律则有因果之别，而实具有一不易之鹄，作始之点焉，则所谓新事实是也。当其向此鹄而行，则谓之研究，及其既达此鹄，则谓之发明。”他还明锐地洞察到：

西人得其为学之术，固其学繁衍滋大浸积而益宏。吾人失其为学之术，固其学疾萎枯槁，浸衰以至于无。吾所谓术者何？以术语言之，即所谓归纳的方法，积事实以抽定律是也。以近语言言之，则斯宾塞所谓“学事物之意，而不学文字之意”是也。盖自培根创归纳之法，西方为学之本，一趋重于事实。其所谓事实者，乃自观察印证以得之，而不徒取诸故纸陈言。故西方为学之术，其第一步，即在搜集事实。……吾国古人为学之法，言格物致知矣。今且置“格物欲致良知”之说，而取“即物穷理”之解。然理当穷矣，而穷理之法，未之闻也；知当致矣，而致知之术，未尝言也。要言之，即所格物致知者，但存其目而无其术。说者谓格致一篇之忘，则有以致之。然此已忘之术，诚有如今之所谓科学方法者耶？

科学方法不仅在科学发现或发明、科学叙述、科学评价中举足轻重，而且也是科学统一的法宝。皮尔逊早就提出“整个科学的统一仅仅在于它的方法”的命题。贾丁从历史的考察中洞察到，科学方法具有强大的统摄作用。他发现，直到1870年代和1880年代，自然科学学科在学校的全部课程、社会结构和工业化国家的经济和政治战略中，才变得建制化和奉为神圣。在自然科学的巩固过程中，统一的经验论的方法论发挥了重大作用。的确，在哈贝马斯的下述戏剧性的主张中存在真理的要素：19世纪末看到传统的认识论被科学方法论代替。

也许正因为科学方法与科学自身的关系如此紧密和径直，许多学者甚至把科学方法和科学等量齐观。事实上，

科学在某种意义上的确等价于方法，方法则独立于任何科学的对象、问题和题材；科学理论的实证性、合理性、臻美性等特性正是科学的实证方法、理性方法、审美方法的自然而然的结果。

其实，莱布尼兹早就正确地提出，数学的本质不在于它的对象，而在于它的方法。不少后人也持此说。例如，怀特认为：“科学不单是事实和公式的汇集，它是处理经验的主要方法。”巴姆揭示，使一种研究成为科学的那种东西，不是这种研究所涉及的事物的本性，而是这种研究用以处理这些事物的方法。科学的本质在于它的方法。科学（作为理论）是某种不断变化的东西，科学中存在的不变的东西就是方法。在这方面，皮尔逊的见解特别透辟且具有典型性。他斩钉截铁地断定，“科学是用它的方法自我辩护的”。他进而揭示：

科学方法的特质在于，一旦它变成心智习惯，心智就能把所有的无论什么事实转化为科学。科学的领域是无限的；它的可靠的内容是无尽的，每一群自然现象、社会生活的每一个阶段、过去或现在发展的每一个时期，都是科学的材料。整个科学的统一仅仅在于它的方法，而不在于它的材料。分类无论什么种类的事实、查看它们的相互关系和描述它们关联的人，就是科学人。事实可能属于人类过去的历史，我们的大城市的社会统计，最遥远的恒星的氛围，蠕虫的消化器官，或肉眼看不见的杆菌的生活。形成科学的，不是事实本身，而是用来处理事实的方法。科学的材料是与整个物理宇宙同样广阔的，不仅是现在存在的宇宙，而且是它的过去史以及在其中的所有生命的过去史。

胡明复、任鸿隽、杨诠等中国学者十分欣赏皮尔逊的观点。例如，胡明复赞同，科学之异于它学，不在取材不同。盖科学必有所以为科学之特性在，然后能不以取材分。此特性为何?即在科学方法也。任鸿隽在《科学》创刊号论述中国无科学之原因时说：“要之科学之本质不在物质，而在方法。今之物质与数千年之物质无异也，而今有科学，数千年前无科学，则方法之有无为之耳。诚得其方法，则所见之事实无非科学者。不然，虽尽贩他人之所有，亦所谓邯郸学步，终身为人厮隶，安能有独立进步之日耶，笃学之士可以知所从事矣。”七年后，他在讨论“科学与近世文化”时又说：“科学的方法，可以应用到无穷无尽上。”

由此可见，科学方法在科学和科学共同体内部是须臾不可或缺的。而且，科学方法在科学之外也具有无可替代的社会和文化功能。胡明复别具只眼：

科学方法之影响，尚远出于科学自身发达以外。科学知识于人类思潮、道德、文化之影响，视其有功人类犹远过之。于是遂不得不合科学之方法与精神二者为一谈。精神为方法之髓，而方法则精神之郛也。是以科学之精神，即科学方法之精神。

丁文江也深知个中滋味，因此他大声疾呼：“惟有科学方法在自然界内小试其技，已经有伟大的结果，所以我们要求把它的势力范围，推广扩充，使它作人类宗教性的指路明灯：使人类不但有求真的诚心，而且有求真的工具，不但有为善的意向，而且有为善的技能！”

科学方法具有认知功能。科学方法不仅是认识自然的利器，也是认识社会以及人生的有用助手和工具。伏尔泰曾经提出，牛顿的方法决不限于物理学，它一般而言对于所有人类知识也成立。本-戴维看到：“对科学探究在理智上优于其他认知传统和方法的信念，使‘科学方法’不可避免地扩展到社会探索中。对社会问题的这些探究在自信方面有所变化，但是却被普遍地尝试。”在20世纪初的中国学术界和科学界，人们也普遍认识到，“研究学术最正当的方法就是科学的方法”。“今日中国的学问和事业仍旧这样的不发达，这就是因为科学的致知致行的方法尚未得门径”。基于这样的共识，梁启超旗帜鲜明地提出，用西洋人精密的科学方法研究中国文化。

科学方法具有教育功能。经过科学方法的训练和熏陶——这应该是科学教育的重点之一——的心智，不仅能够应对日益扩张的科学知识前沿，更重要的是能够成为现代科学社会的健全公民。对此，皮尔逊洞若观火：

近代科学因其训练心智严格而公正地分析事实，因而特别适宜于促进健全公民的教育。于是，就科学对于实际生活的价值而言，我的第一个结论指向它在方法上所提供的有效训练。……受到科学方法训练的人，将把他的科学方法带进社会问题的领域。他将不满意仅仅是皮相的陈述，不满足仅仅诉诸想象、激情、个人偏见、盲目的情绪，他将要求推理的高标准、对事实及其结果的洞见，他的要求不能不充分地有益于共同体。

科学方法具有文化功能。麦克莫里斯以历史上的例证为例说明这种功能：科学方法在启蒙运动中永垂不朽，因为它影响了所有人的活动。哲学家想使科学方法跨越广泛的活动范围，它甚至嵌入我们的文化之中。哲学家被等同于“科学研究者”，格外意指“理解事实和从事实合理地演绎牢固原理、尤其是健全方法的人”。科学方法也具有政治功能——有人直言“美国民主是科学方法的政治翻版”。

最后也许也是最有价值的，是科学方法的新人功能——塑造新的人格，使人具有优秀的品性和素质，从而成为一代新人的功能。萨顿在论及实验方法的这种功能时可谓言必有中：

实验方法一直就培育着最精致的思维戒律，这时，听到旧人文主义者谈论克制和戒律，仿佛只有他们才具有这些优秀品质，这是很有意思的。自然，它并不适用于一切事物，它也不认为在自己的领域之外有决定一切的能力。正是实验方法才使人类的理性能充分发挥它的潜力，而与此同时，它本身又明白地显示了它的局限性而且提供了限制它的方式。它证明了真理的相对性，同时又使对它的客观性和它的近似程度的估量成为可能。更为重要的是，它教导人们要不偏不倚（或至少要努力做到）地追求完整的真理，而不仅仅追求也许能适合一时需要的或者使人高兴的那部分真理。

胡明复也言之凿凿：科学方法之惟一精神曰“求真”。知“真”则事理明，是非彰，而廉耻生。“知真”则不复妄从而逆行。

更有甚者，贝伦布卢姆以至提出用科学方法拯救文明的命题。他在列举了当代文明在精神领域的诸多遗憾状态、以及教育制度的诸多弊端之后坚信，如果进行恰当的科学教育，“科学毕竟可以拯救文明”。他在这里所说的科学，“不是作为职业的科学，不是作为个人的科学家，甚至不是科学的果实，包括这些果实可以为人类提供的物质利益，而是运用于生活的所有活动领域的科学方法。”

三、科学方法的内涵

最后，我们讨论一下学界对科学方法的内涵——主要是它的构成要素、特异性质及程序步骤——的总的看法。不用说，这三种类型的内涵往往“枝枝相覆盖，叶叶相交通”，很难把它们截然分开。我们分类叙述，大半是出于方便而已。

关于科学方法的构成要素，T.H.赫胥黎早就有言在先：所有学科的方法是完全相同的，这样的方法有以下一些。（1）对事实的观察，包括称之为实验的人为的观察。（2）把相同的事实归纳起来，标上名称以备应用；这个过程就称为比较和分类——其目的就是给一堆事实标上名称，可称为一般前提。（3）演绎，又使我们从一般前提再回到个别事实——它教我们从那个标签上找到所期待的那些事实（假如我们可以这样说的话）。（4）证明，就是根据事实来确定我们的结论是否正确的过程。美国天文学家哈勃一言以蔽之：“科学方法可以被描述为定律的发现、用理论对定律的说明和用新观察检验理论。”中国学者对此也有简明的概括。任鸿隽指明，科学方法是从搜集事实入手；搜集事实的方法有二：一曰观察，二曰试验。有了正确的事实后，经过分类、分析、归纳、假设这样的归纳逻辑和演绎逻辑形成科学通则。胡明复表明：

科学方法，在征集事变而求其通则。……事变之通则，谓之科学之律例[定律]。科学观察事变，辨其同违，比较而审察之，分析而类别之，得其事之常、理之通，然后综合会通成律例，此科学律例之由来也。

关于科学方法的特异性质，贝伦布卢姆指出：“科学方法是十分简单的：首先，它一次回答一个问题，因为只有如此答案才能够摆脱模棱两可；其次，它依赖精确的资料，在这些资料用简单的观察不能获得的地方，为引出信息就要设计实验；第三，由于人的心智难以发现达到推理的细微差别，如果可能的话，则通过客观的记录坚持定量的而非定性的值。”在他看来，“这就是科学作为一种追求知识的工具的有效性的整个秘密。”邦格列举的科学方法的一些十分明显的法则，实际上体现了科学方法的特异性质：

（R1）精确地陈述你的问题，尤其是在开始。（R2）尝试确定的和有某种程度根据的猜想，而不是不明朗的或混乱的想法。（R3）使你的假定服从难对付的检验而不是轻松的检验。（R4）不要宣布满意地确认的假设为真，至多把它看做部分为真。（R5）询问答案为什么是这样而不是那样。关于科学方法的程序步骤，我们先介绍一下皮尔逊的经验归纳理论和迪昂的假设-演绎理论的形成步骤或操作程序。皮尔逊正确地描绘了经验归纳法这种科学方法的特征：（1）仔细而精确地分类事实，观察它们的相关和顺序；（2）借助创造性的想象发现科学定律；（3）自我批判和对所有正常构造的心智来说是同等有效的最后检验。迪昂则以物理学理论为例，详细地陈述了建构它的四个相继操作的特征，其中前两个操作是构筑理论的公理即基本概念和基本假设的操作。（1）我们选择自认为简单的性质描述我们所要描述的物理性质，其他性质可视为这些简单性质的组合。我们通过合适的测量方法使它们与数学符号、数和量的某个群对应。这些数学符号与它们描述的性质没有固有本性的联系，它们与后者仅具有记号与所标示的事物的关系。通过测量方法，我们能够使物理性质的每一个状态对应于表示符号的值，反之亦然。（2）我们选择少量的原理或假设，作为将要建立的理论的基础或演绎的逻辑前提。它们仅仅是根据方便的需要和逻辑上的一致，把不同种类的符号和数量联系起来的命题，它们并不以任何方式宣称陈述了物体真实性质之间的真实关系。（3）根据数学分析法则把原理或假设结合在一起。理论家计算所依据的数量并非是物理实在，他们所使用的原理也并未陈述这些实在之间的真实关系。对他们的要求是：他们的符号系统是可靠的，他们的计算是准确的。（4）这样从假设推出的各种推论，可以翻译为同样多的与物体的物理性质有关的判断。对于定义和测量这些物理性质来说是合适的方法，就像容许人们进行这种翻译的词汇表和图例一样。把这些判断与理论打算描述的实验定律加以比较。如果它们与这些定律在相应于所使用的测量程序的近似程度上一致，那么理论便达到了它的目标，就说它是好理论；如果不一致，它就是坏理论，就必须修正或拒斥它。简而言之，建构物理学理论的四个基本操作是：物理量的定义和测量；选择假设；理论的数学展开；理论与实验的比较。

在这里，我们拟再扼要介绍一些有代表性的阐述。辛普森把科学方法形式化为六个相继的操作：陈述问题，收集与问题有关的资料，详细阐明与观察一致的问题假设的解答，从假设推导出其他可观察的现象的预言，观察所预言的现象出现或不出现，按照与预言符合的程度接受、修正或拒斥假设。珀尔曼认为，科学发现或发明的程序即科学方法的程序一般地是：事件（自然的事实）、来自事件的信号，通过接收机制的感知（资料），摹写图式（感知的和概念的），把图式投射到自然，对未来观察的预言，反馈和不断地再组织，观念的检验。这个过程主要是在概念模型和相关的实践的关系中，科学人和自然之间相互作用的过程。邦格概述了科学研究方式的主要阶段，也就是科学方法应用中的主要步骤。

（1）询问充分阐述的和可能有成果的问题。（2）发明有根据的和可检验的假设以回答问题。（3）导出假定的逻辑结果。（4）设计检验假定的技巧。（5）检验有关相关和可靠性的技巧。（6）进行检验和诠释它们的结果。（7）评价假定的真理主张和技巧的精确。（8）决定假定和技巧在其中成立的领域，陈述研究提出的新问题。

也有一些科学家结合自己的切身体验，谈及科学方法的程序和步骤。

其实，科学方法的内涵比上面所讲的三个方面还要宽泛一些。贾丁把大致差不多的科学方法范畴划分为生产（production）方法、描述（presentation）方法和评价方法。所谓生产方法，意指导致科学发现和假设的书写的、口头的或戏剧性地呈现或展示的所有各种各样的程序。这里有仪器使用的草案，区分信号与噪声的分析草案，有支配理论家的范畴的启发性方法，有支配劳动分工和在实验室、研究机构工作的日常惯例和规则。描述方法包括流派和描述的约定，论证和讲述的技巧，以及修辞的和审美的诉求的战略。在这里也包含在听众面前陈述实验发现的程序。评价方法包括“证据负荷”的鉴定、判决、批判、陈述理由和进行争论的所有各种程序和约定。这三种方法往往是互动的，罕有地形成一个整齐的序列。而且，科学方法有普遍与特殊之分——普遍方法大体上适用于所有科学分支，特殊方法仅仅适用于某些学科、领域、对象和问题。邦格在谈到特殊的科学方法时说：“方法是处理问题集合的工具。每一类型的问题要求特殊的方法或技巧的集合。与语言或行为问题比较，知识问题要求发明或应用对准问题处理的各个阶段的特殊程序，从问题的真正陈述一直到所提出的答案的审查。这样的特殊的科学方法的例子是三角测量（就大距离的测量而言）以及大脑波的记录和分析（就大脑状态的客观化而言）。”

依我之见。科学方法虽然形形色色，有普遍的，也有特殊的，但是大体看来不外三大部类——经验方法、理性方法、审美方法。关于它们的要义、重要元素和特质，则是另外的论文讨论的主题。

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皮尔逊：《科学的规范》，李醒民译，北京：华夏出版社，1999年1月第1版，第25、54页。

萨顿的原话在这样的：“在科学领域内，方法至为重要。一部科学史，在很大程度上就是一部工具史，这些工具——无论有形或无形——由一系列人物创造出来，以解决他们遇到的某些问题，每种工具或方法仿佛都是人类智慧的结晶。”参见萨顿：《科学的生命》，刘珺珺译，北京：商务印书馆，1987年第1版，第23页。

怀特海在谈到19世纪的科学方法时说：“19世纪最大的发明就是找到了发明的方法。一种新方法进入人类的生活中来了。如果要理解我们这个时代，有许多变化的细节，如铁路、电报、无线电、纺织机、合成染料等等，都可以不必谈，我们的注意力必须集中在方法本身。这才是震撼古老文明基础的真正新鲜的事物。”参见怀特海：《科学与近代世界》，何钦译，北京：商务印书馆，1959年第1版，第94页。

M.Pera,TheDiscoursesofScience,TheUniversityofChicagoPress,1994,pp.131~132.

拉卡托斯：《科学研究纲领方法论》，兰征译，上海：上海译文出版社，1986年第1版，第309页。

李醒民：论批判学派，长春：《社会科学战线》，1991年第1期（总第53期），第99~107页。李醒民：力学学派和批判学派”，于光远主编：《自然辩证法百科全书》，北京：中国大百科全书出版社，1995年第1版，第338~339页。李醒民：请君莫奏前朝曲，听唱新翻杨柳枝——批判学派新论，韩民青主编：《今日中国哲学》，南宁：广西人民出版社，1996年第1版，第365~383页。

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海德格尔的原话是这样的：“我们今天称之为科学的东西本质乃是研究，而研究的本质又何在呢？研究的本质在于，认识把自身建立为在某个存在者领域（自然或历史）中的程式。‘程式’在这里不单单指方法和程序，因为任何程式事先都需要一个它借以活动的敞开区域。对这样一个区域的开启，恰恰就是研究的基本过程。由于在某个存在者领域中，譬如在自然中，自然事件的某种基本轮廓被筹划出来了，研究的基本过程也就完成了。筹划预先描画出，认识的程式必须以何种方式维系于被开启的区域。这种维系乃是研究的严格性。凭借对基本轮廓的筹划和对严格性的规定，程式就在存在领域内为自己确保了对象区域。……通过筹划，通过对这种在程式之严格性中的筹划的保证，科学成了研究。但是筹划和严格性惟有在方法中才展开为它们所是的东西。这种方法标志着对研究来说是本质性的第二个特征。”参见海德格尔：《海德格尔选集》，孙周兴选编，上海：三联书店，1996年第1版，第887、889页。

任鸿隽：发明与研究（二），《科学》，第4卷（1918），第2期。

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皮尔逊：《科学的规范》，李醒民译，北京：华夏出版社，1999年1月第1版，第15、37、18页。

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A.J.Bahm：科学方法及其预设，译，上海：《世界科学》，1989年第4期，第52~55页。

皮尔逊还说：“今日在众多领域，人类还是未知的，对我们来说最诚实的方针就是强调我们的无知。这种无知可能是由于缺乏任何恰当的事实分类引起的，或者因为所设想的事实本身是人的未受训练的心智之不一致的、非实在的创造。但是，因为科学坦率地承认这种无知，所以有人企图把这些领域禁闭起来，作为科学没有权利侵犯、科学方法在那里没有用处的场所。按照我们提及的学派的观点，科学无论在哪里成功地弄清真理，哪里就有‘合法的科学问题’。”参见皮尔逊：《科学的规范》，李醒民译，北京：华夏出版社，1999年1月第1版，第12、15、20页。

胡明复：科学方法论，《科学》第2卷（1915），第7期。

任鸿隽：说中国无科学之原因，《科学》，第1卷（1915），第1期。

任鸿隽：科学与近世文化，《科学》，第7卷（1922），第7期。

胡明复：科学方法论一，《科学》第2卷（1915），第7期。

丁文江：玄学与科学——答张君劢。张君劢、丁文江等：《科学与人生观》，济南：山东人出版社，1997年第1版，第205页。丁文江说：“我的宗教定义是为全种万世而牺牲个体一时的天性，是人类同动物所公有的。”参见同书，第204页。

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毛子水：《驳〈新潮〉〈国故和科学的精神〉篇》订误，《新潮》第2卷（1919），第1号。

黄昌穀：科学与知行，《科学》，第5卷（1920），第10期。

梁启超：欧游心影录，上海：《时事新报》，1920年3月3日至3月25日。

T.H.赫胥黎就科学教育的重心和科学方法对于继续学习科学的效用，发表了中肯的看法：“应当把一种完整的和全面的科学文化引入到一切学校”。“我并不是指应当把一切科学知识都教给每一个学生。那样去设想是非常荒唐的，那种企图是非常有害的。我指的是，无论是男孩还是女孩，在离开学校之前，都应当牢固地掌握科学的一般特点，并且在所有的科学方法上多少受一点训练。因此，当他们迈入社会并获得成功的时候，他们就会有准备地面对许多科学问题；实际上不可能马上就了解每一个科学问题的现状，或者能立刻解决它，而是凭藉熟悉广泛传播的科学思想以及能适当地运用那些科学方法，才能了解某个科学问题的状况。”参见赫胥黎：《科学与教育》，单中惠等译，北京：人民教育出版社，2005年第2版，第88页。

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T.H.赫胥黎：《科学与教育》，单中惠等译，北京：人民教育出版社，2005年第2版，第42页。

E.Hubble,TheNatureofScienceandOtherLectures,LosAngles,U.S.A.,1954,p.10.这方面的资料不少。例如，考斯在阐释和拓展牛顿的“哲学中的推理规则”时，详尽地涉及到科学方法的诸多组成要素：首先，专心观察事实；第二，为了描述被观察到的一般特征，要给普遍的类型下一个精确的定义；第三，对表述一般规则的普遍定律进行归纳的概括；第四，采用解释性假设；第五，将假设的推断与归纳的概括仔细比较，当假设的推断与归纳的概括相抵触时，放弃这些假设的推断；第六，把经受了检验的假设用公理的方法组织起来，而理论的其余部分则作为公理的推论。牛顿第一个完整地发展了科学理论，对他的创造性活动的考察表明，所有这些方法论原理都是起作用的。参见考斯：科学方法，黄顺基等译，北京：《科学与哲学》，1985年第4期，第30~41页。

任鸿隽：科学方法讲义，《科学》，第4卷（1919），第12期。

胡明复：科学方法论二，《科学》第2卷（1915），第7期。

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李醒民：科学理论的要素和结构，北京：《中国政法大学学报》，2007年第1期，第21~30页。

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迪昂：《物理学理论的目的和结构》，李醒民译，北京：华夏出版社，1999年1月第1版，第22~23页。

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比如，钱德拉塞卡说：“我的工作方法一直是：首先了解一个课题的已知情况，然后检查这些情况是否符合一般人会关心的严谨性、逻辑条理和完备性的标准；如果不符合这些标准，就着手使之符合。在已有的学术成就上系统化，一直就是我的动机。无论如何，在我看来，只有这样才能正常地进行科学研究，才能获得真正的科学价值。”钱德拉塞卡：《莎士比亚、牛顿和贝多芬》，杨建邺译，长沙：湖南科学技术出版社，1995年第1版，第15页。

科学方法范文篇5

一、没有假设，科学家将永远寸步难行

关于假设，在彭加勒之前，许多科学家在科学实践中都自觉或不自觉地运用过，一些哲学家也对此作了不同程度的论述。特别是恩格斯在《自然辩证法》中明确指出：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被观察到了，它使得过去用来说明和它同类的事实的方式不中用了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式了——它最初仅仅以有限数量的事实和观察为基础。进一步的观察材料会使这些假说纯化，取消一些，修正一些，直到最后纯粹地构成定律。如果要等待构成定律的材料纯粹化起来，那么这就是在此以前要把运用思维的研究停下来，而定律也就永远不会出现。”，彭加勒通过自己科学活动的实践，也达到了类似的认识。他不仅明确地肯定了假设在科学中的地位和作用，而且比较深入地探讨了假设问题，他甚至把他的第一部科学哲学著作取名为《科学与假设》。

彭加勒认为，假设并不是荒诞无稽的东西，人们略加思索就会发觉，假设在科学中所占的重要地位，数学家不可能没有它，实验家也少不了它，因为它能够使我们想像比我们感觉所能向我们表明的大得多或小得多的对象。顾忌假设的科学家无法去发现某些真理。因此，彭加勒指出：“我们应当仔细审查假设的作用，不要对假设简单地加以责难，这样我们才能认识到，它不仅是必需的，而且往往是合理的。”提出“建筑在假设之上的科学是否牢固，是否吹一口气就会使之倾倒”的怀疑是“肤浅的见解”([1]，pp.27~28)。彭加勒断言：“没有假设，科学家将永远寸步难行。”([1]，p.6)

值得注意的是，彭加勒对假设进行了分类研究([1]，pp.135~136、28)。在他看来，假设共有三种：第一种是“极其自然的假设”。这是一种很普遍的假设，人们几乎不可能回避它们，我们用它来做相关判断(judgementofrelevance)。例如，我们不得不假定遥远物体的影响完全可以忽略，小位移遵守线性定律，结果是原因的连续函数等等。这类假设只是表面看来是假设，其实只不过是一种隐蔽的约定或定义而已，这类假设在数学及与数学相关的学科中常常遇到。第二种是“中性的假设”。在大多数问题中，解析家在计算之初，或者假定物质是连续的，或者相反，假定物质是由原子构成的。无论他做那一种假定，其结果是一样的，只是求得结果的难易程度不同。当假设是可选择的，而它又不能用实验区分时，它们就是这类假设。这类假设只要它们的特征未被误解，就不会使我们误入歧途。它们对于计算或通过具体图像帮助我们理解是有用的，即有助于整理和坚定我们的思想，从而不存在排除它们的机会。第三类假设是“真正的推广”。它们是实验必须证实或推翻的假设。它们是观察和实验的直接推广，无限期地敞开着通向进一步检验的大门。不管实验宣布其合理或不适用，就它们的启发作用而言，它们总是有价值的。玛丽•妮厄(MaryJoNye)在彭加勒论述的启示下，根据假设在科学知识体系中所起的作用，把假设分为“说明性假设”(保留在物理理论中，是一种协调手段，有益于提示不同现象之间的相互关系)，“启发性假设”(不具有存在的意义，仅有建议作进一步实验、观察或探索纲领的联接方式中的信息的启发意义)、“实在论假设”(具有实在论的或存在的意义)并能由实验直接地或间接地加以验证)。这两种分类方法在形式上尽管不同，但却具有大致相同的内容。

彭加勒重视假设，但是并未把它强调到不适当的程度。他明确指出：“不凭实验，基于某些不成熟的假设来说明宇宙，长期以来只是幻想。”([1]，p.280)“假设应当尽可能迅速、尽可能经常地受到检验。当然，它如果经不起这种检验，就应当毫无保留地抛弃它。”([1]，p.133)在彭加勒看来，科学家在抛弃他的假设时，不仅不要有病态情绪，而且应当感到高兴，因为他从中正好找到了未曾料想到的发现机会。由于科学家的假设并不是在毫无考虑的情况下做出的，他顾及到了可能参与该现象的所有已知因素。如果经验不支持它，那肯定是遇到了未曾料到的、非同寻常的东西，正是在这里，存在着有待发现的新奇事物。这样看来，被抛弃的假设远不是无用的，可以说它比真实的假设贡献更大。它不仅为判决实验提供了机会，而且若不作此假设，只是偶尔作了这个实验，则人们将会一无所获，至多不过是把一件事实编入目录中，不能从中得出应有的结果。由此可见，彭加勒不仅看到了假设的正面助发现作用，而且也看到它的反面助发现作用。

彭加勒还要求人们注意：“不可滥用假设，并且只能依次而用，这是很重要的。”([1]，p.135)他认为最好引入少数基本假设，而不要引入多数特殊假设。例如，在1900年召开的巴黎国际物理学会议上，他在谈到洛伦兹的电子论时说，该理论是现存理论中最使人满意的，但是也有修正的必要。为了解释迈克耳孙-莫雷实验，需要引入新的假设，那么每当出现新的实验事实时，同样也发生这种需要。无疑地，对于每一个新的实验结果提出一种特殊假设的作法是不自然的。假使能够利用某些基本假设，并且不用忽略这种数量级或那种数量级的量，来证明许多电磁作用都完全与系统的运动无关，那就更好了。这实际上是要求在作假设时贯彻简单性原则，而简单性原则也是彭加勒所坚持的一个方法论原则。

在本世纪初，扬言要把一切“形而上学”的东西从科学中排除出去的实证主义思潮依然根深蒂固，彭加勒一反其道，强调假设在科学中的意义，显然有积极意义。

二、直觉是发明的工具

彭加勒主要是一个数学家，他在函数论、代数几何学、数论，代数学，微分方程、代数拓扑学等分支都作出了杰出的贡献。他也是数学直觉主义的创始人(也具有经验主义的传统和逻辑主义的成分)。通过亲身实践，他充分肯定了直觉在数学和其他学科中的作用，在《科学与方法》中，他专用一章论述了这个涉及到发明心理学的问题。

彭加勒认为，对于纯粹数学家而言，直觉的本领是必要的。他说：“逻辑是证明的工具，直觉是发明的工具。”我们面前有无数条可供选择的道路，“逻辑可以告诉我们走这条路或那条路保证不遇见任何障碍，但是它不能告诉我们那一条道路能引导我们到达目的地。为此，必须从远处了望目标，教导我们了望的本领是直觉。没有直觉，数学家便会像这样一个作家：他只是按语法写诗，但是却毫无思想。”([1]，p.438)

在彭加勒看来，数学创造不是一项机械工作，它并不在于用已知的数学实在造成新的组合。任何一个人都会做出组合，但是组合的数目是无限的，它们中的大多数完全无意义。创造恰恰在于不作无用的组合，而作有用的，为数极少的组合，而且最富有成果的常常是从相距很远的领域引出的元素所形成的组合。发明就是在这些组合中进行辨认、选择。但是，纯粹的逻辑不能完全作到这一点，为此必须求助于直觉。只有直觉，才能发现各元素隐微的关系及和谐。

为了把问题引向深入，彭加勒进而提出了“潜在的自我”(thesubliminalself)和“自觉的自我”(theconsciousself)的概念。在这里，前者是指无意识(或下意识)工作的自我，后者则指有意识工作的自我。潜在的自我能够产生灵感的直觉认识，有可能一下子洞察到事物的本质和规律。彭加勒认为：“潜在的自我无论如何也不比自觉的自我低下，它不是纯粹自动的，它能够辨认，它机智，敏锐，它知道如何选择、如何凭直觉推测。……它在自觉自我失败的地方取得了成功。一言以蔽之，潜在的自我难道不比自觉的自我优越吗?”([1]，p.390)

彭加勒以自己如何发明富克斯函数(Fuchsianfunction)的亲身经历说明了这个问题。他说他曾有两星期之久欲证明此种函数是否存在，每天坐在桌前用一两小时作各种组合，仍一无所获。某天晚上偶饮黑咖啡，兴奋得不能入睡，此时各种想法纷至沓来，相互冲突、排斥，终于得到二元素相缔合而结成牢固的联系。第二天早晨即证明有一类富克斯函数存在，可由超几何级数推出，待写出结果，只费数小时而已。类似的情况还有几次。一次是作地质考察旅行登公共汽车时，突然想到定义富克斯函数的变换式与非欧几何的变换式等价。一次是在悠闲散步时，忽然想到不定三元二次式的算术变换式与非欧几何的变换式等价。一次是在接受军事训练行经大街时，顿悟到解决构造一切富克斯函数的障碍。

彭加勒因此得出结论说：“关于这种无意识的工作条件，尚可说明如下：如果一方面有意识的工作在它之前，另一方面又被有意识的工作尾随其后，那么这就是可能的，而且肯定是富有成果的。”([1]，p.389)彭加勒关于直觉在发明中的作用以及潜在的自我与自觉的自我的作用的论述是颇有意思的。它告诉我们，产生直觉的条件是：对所要解决的问题进行过一段时间的认真研究，十分渴望找到解决方法；然后在作无关的事情时，或处于轻松的思想状态中，突然顿悟到解决问题的方法，从而使问题迎刃而解。它也告诉我们，直觉产生于大脑的下意识活动，这时大脑也许不再自觉地关注问题了，而还在通过下意识的活动(潜在的自我)思考它。它还告诉我们，直觉出现在意识的边缘，而不是出现在意识的中心，要不失时机地捕捉它。

三、作为理性美的科学美

彭加勒对科学美(或数学美)具有浓厚的兴趣，他说：“一个名副其实的科学家，尤其是数学家，他在他的，工作中体验到和艺术家一样的印象，他的乐趣和艺术家的乐趣具有相同的性质，是同样伟大的东西。”这种“伟大的东西”就是与艺术美可以相提并论的科学美。在彭加勒看来，数学的目的有三个，除了实用的目的和哲学的目的而外，它还具有美的目的。这就是，“数学家能由此获得类似于绘画和音乐所给予的欢乐。他们赞美数与形的微妙的和谐；当一个新发现向他们打开了未曾料到的视野时，他们惊奇不已；他们感到美的特征，尽管感觉没有参与其中，他们难道能不高兴吗?”([1]，p.280)

在彭加勒看来，科学美根源于自然美。正因为如此，“数学家把重大的意义与他们的方法和结果的美联系起来”的作法才“不是纯粹的浅薄涉猎”([1]，p.372)。正因为如此，我们才“毋需担心，这种本能的和未公开承认的偏见将使科学家偏离对真理的追求。”彭加勒认为，科学家研究自然，并非因为它有用处；他研究它，是因为他喜欢它，他之所以喜欢它，是因为它是美的。如果自然不美，它就不值得了解；如果自然不值得了解，生活也就毫无意义。可是，什么是“自然美”呢?彭加勒断言，自然美不是“感性美”，即不是“给我们感官以印象的美，也不是质地美和表观美”；自然美在于其“深奥的美”(profounderbeauty)，即“潜藏在感性美（sensuousbeauty）之后的理性美(intellectualbeauty)”。彭加勒说他完全不是小看感性美，只是“这种美与科学无关”。而深奥的美“在于各部分的和谐，并且纯粹的理智能够把握它。正是这种美使物体，也可以说使结构具有让我们感官满意的彩虹般的外表。没有这种支持，那些倏忽即逝的梦幻之美其结果就是不完美的，因为它是模糊的、总是短暂的。相反，理性美可以充分达到其自身，科学家之所以投身于长期而艰巨的劳动，也许为此缘故甚于为人类未来的福利。”([1]，pp.366~368)

科学美在于自然的理性美，而这种理性美必须由人的理智来把握，因此科学美必然带有浓厚的主观色彩。彭加勒看到了这一点，他说：“美的事物是其本身最适合于我们理智的事物，因此它们同时是这种理智最了解如何使用的工具。”([1]，p.367)“一言以蔽之，数学的美感只不过是由于解与我们思想需要的任意一致的满足，正因为这种真正的一致，这个解在我们看来才能够成为工具。”([1]，pp.372~373)而且，科学美像艺术美一样，并非每一个人都能领略和体会到的，“只有少数有特殊能力的人才能充分地享受它”([1]，p.280)。

与科学有关的理性美，即科学美的含义和内容是什么呢?彭加勒对此虽未做出十分肯定的回答，但是他却把“雅致”(elegance)、“和谐”(harmony)、“对称”(symmetry)、“平衡”(balance)、“秩序”(order)、“统—”(unity)、“方法的简单性”(simplicityofthemeans)、“思维经济”(economyofthought)等赋予科学美。彭加勒说：“在解中、在证明中，给我们以美感的东西是什么呢?是各部分的和谐，是它们的对称、它们的巧妙平衡。总而言之，就是引入秩序，给出统一，容许我们清楚地观察和理解整体与细节的东西。”这种科学美也表现为“方法的简单性和问题集合的复杂性的对立”，而且“与思维经济密切相关”([1]，p.373)他还说：“被我们赋予优美和雅致特征的、能够在我们身上激起美的情感的数学实体是什么呢?它们是这样的实体：其元素和谐地配置，以致当思想认识到细节时，能够毫不费力地包容整体。这种和谐立即满足了我们的审美需要，有助于它所证实和指导的思想。与此同时，一个秩序井然的整体处于我们的双目之下，使得我们能预见数学定律。”([1]，pp.391~392)但是，在这形形色色的含义中，彭加勒最为强调的是“和谐”，他甚至把其它含义也包容于“和谐”的概念之中，有时干脆认为，“普遍和谐是众美之源”([1]，p.209)，“内部和谐是唯一的美”([1]，p.285)。

彭加勒把科学美作为选择理论的一个标准和科学发现的奇妙工具。他说，在由潜在的自我盲目形成的组合之中，几乎所有的都毫无兴趣，毫无用处；正由于这样，它们对美感毫无影响，意识将永远不了解它们。只有某些组合是和谐的，因而同时也是有用的和美的。它们将激起数学家的特殊感觉，特殊感觉一旦被唤起，就能把我们的注意力引向它们，从而为它们变为有意识的提供机会([1]，p.392)。彭加勒详细说明了这种审美判断能从类似、新奇，对立中做出新发现。他说，我们愈清楚地一瞥即见这种集合体，我们就愈能更好地觉察它与其他邻近现象的类似性，因而也就有更多的机会预言可能的推广。在意外地遇到我们不习惯于汇集的对象的情况下，美可以产生未遇见到的东西的感觉；它再次是富有成果的，由于它向我们揭示出未被认识到的亲缘关系。即使当它仅仅起因于方法的简单性和问题集合的复杂性的对立，它也是富有成效的。于是，它能促使我们思考这种对立的原因，并且每每促使我们认识到，机遇并不是其原因，该原因能在某一未曾料到的规律中发现([1]，pp.372~373)。彭加勒断言：“正是这种特殊的审美感，起着微妙的筛选作用”，“这就充分地说明，缺少它的人永远不能成为真正的创造者。”([1]，p.392)彭加勒指出，追求科学美是激励科学家的巨大精神力量。作为一个理想主义者，他在这方面甚至讲得有些过分。他说：“我们所作的工作，与其说像庸人认为的那样，我们埋头于此是为了得到物质的结果，倒不如说我们为了感受这种审美的情感，并把这种情感传给能体验这种情感的人。”([5]，p.140)他甚至认为，真理是美与真的统一，追求科学美也即是追求真理。他说：“唯有真理才是美的”([1]，p.205)，“为真理本身的美而忘我追求真理也是合情合理的，这种追求能使人变得更好”，“理性美能使理性变得可靠、有力”([1]，P.368)。

马克思在《1844年经济学哲学手稿》中指出：“动物只是按照它所属的那个种的尺度和需要来建造，而人却懂得按照任何一个种的尺度来进行生产，并且懂得怎样处处把内在的尺度运用到对象上去；因此，人也按照美的规律来创造。”彭加勒关于科学美的论述不期而遇地涉及到“人也按照美的规律来创造”的问题。科学创造中的审美判断说明，人们在提出新理论时，主观的和心理的状态起着重要的作用。诚如爱因斯坦所说：“科学作为一种现存的和完成的东西，是人们所知道的最客观的，同人无关的东西。但是，科学作为一种尚在制定中的东西，作为一种被追求的目的，却同人类其他一切事业一样，是主观的，受心理状态制约的。”彭加勒关于科学美的观点是比较深刻的、有见地的，值得进一步探讨与发掘。

四、事实与事实的选择

彭加勒关于事实和事实的选择有不少比较重要的论述，其中有些具有启发性，现分述如下：

1.未加工的事实和科学的事实

彭加勒对“事实”这一概念并未下一个明确的定义，不过他把事实区分为“未加工的事实”(thecrudefact)和“科学的事实”(thescientificfact)。他举例说，借助于可动的反射镜观察电流计的偏转，反射镜把明亮的光点投射到刻度尺上。在这种情况下，来加工的事实是光点移到刻度尺上，而科学的事实则是电流通过回路。又如做实验时得到某些原始数据，然后通过取平均值校正偶然误差，并通过弄清其产生的原因校正系统误差而得到最终数据，那么前者是未加工的事实，后者则是科学的事实。

彭加勒认为，未加工的事实和科学事实之间的界限既不能严格地，也不能精确地划定。他以日蚀为例说明这个问题：

1)不学无术的人说：天变暗了。

2)天文学家说：日食发生在九时。

3)天文学家又说：日食发生在根据牛顿定律制定的表格中所推算的时间内。

4)伽利略最后说：日食是地球绕太阳旋转的结果。

可是，未加工的事实和科学事实之间的界限在那里呢?人们也许会说，它在第1)和第2)之间。可是，2)和3)之间存在着较大的间隔，而3)和4)之间的间隔更大。

况且，2)还可以再细分为：

2)我说：日食发生在九时。

2a)当我的钟表指向九时，日食发生了。

2b)我的钟表慢十分钟。日食发生在九时十分。

彭加勒认为，这还不是全部。2)的两个分段也还不是最小的间隔，1)也可以细分。一个目睹日食的人感觉到昏暗的印象，这种印象又促使他做出天空变暗了的结论，必须把印象和结论区别开来。在某种意义上，头一个事实才是未加工的事实，而第二个事实已经是一种科学的事实了。甚至在天空色彩的浓淡方面，也能想象出许多细微的差别，以代替实际显示出来的差别。

但是，两种事实之间毕竟还有相对的差别。彭加勒认为，两种事实陈述的差别正如同一个未加工的事实用法语陈述和用德语陈述二者的差别一样，科学的事实无非是把来加工的事实翻译成另一种语言。每一个科学事实都是由许多未加工的事实形成的。科学家不能凭空创造科学的事实，他用未加工的事实制作科学的事实，因而他不能自由而随意地制作科学的事实。彭加勒得出结论说：“总而言之，事实就是事实，如果它们以证实了某一种预言而出现，这并非是我们自由活动的结果。在未加工的事实和科学的事实之间不存在精确的界限；我们只能说，事实的这样一种陈述比另外一种陈述更为粗糙，或者相反地，更为科学而已。”([1]，p.333)彭加勒关于未加工的事实和科学的事实之间的分类澄清了在“事实”这一概念上的某些混乱。当今有人建议：把作为在空间和时间中客观存在的事件、现象或事物的事实标记为“事实Ⅰ”，而把用某种语言对事实的描述标记为“事实Ⅱ”。这与彭加勒的分类有相似之处。

2．必须在事实中做出选择

彭加勒认为，自然界的事实是无穷无尽的、形形色色的。不仅如此，针对同一个未加工的事实，科学家原则上可以制作出无数的科学的事实。而且，不管我们能动性如何，事实跑得比我们快，我们不能够捉住它们。当科学家发现一种事实时，在他身体一立方毫米内已发生了数以亿计的事实。另一方面，科学家的头脑只能顾及宇宙的一隅，而不能包容整个宇宙。因此，在自然界提供的无限的事实中；科学家必须抛弃一些，保留一些。

事实是有等级的，有秩序可寻的，于是科学家才有可能从中做出明智的选择。一些事实没有影响，除了它本身而外，它们不能告诉我们任何东西，弄清它们的科学家除这一事实外学不到任何东西，并且科学家也不能预言新事实，这样的事实一旦出现，肯定不会复现。另一方面，也有产生许多成果的事实，它们中的每一个都能告诉我们新定律。由于必须做出选择，科学家就可以把注意力放在这些事实上。

3．选择事实的标准

彭加勒说，如果对于事实的选择仅仅取决于任性或直接的实用，那么就不会有为科学而科学，其结果甚至无科学可言。在他看来，人们应以下列几点作为选择事实的标准。

第一，要选择那些有观察和了解价值的事实，这些事实有助于做出预言、发现定律。彭加勒指出，一个孤立的事实独自并没有什么重要性。如果人们有理由设想，它能使某些未完成的和谐完满起来，有助于预言其他事实，或者更好些，如果在做出预言时，它的检验是一个规律的证实，那么它就变得使人感兴趣了。

彭加勒认为，这种能使人做出预言、发现定律的事实，它们与许多其他在我们看来并非孤立的，而是和另外的紧密结合在一起的事实是类似的。孤立的事实吸引着大家的眼睛——外行人的眼睛和科学家的眼睛，这些事实的类似是深奥而隐蔽的。唯有真正的物理学家才知道如何去观察连结许多事实的结合物，分辨出隐藏在未加工的事实中的精髓。彭加勒以数学为例。他说，我们从各种元素能得到亿万个不同的组合。但是，这些组合之一若是孤立的，则其毫无价值可言。当这一组合在一类相似的组合中找到位置，当我们注意到这一相似时，它就完全是另外一个样子了。我们就不再是描述一个事实，而是一个规律。

第二，要选择那些多次运用的事实，即具有一再复现机会的事实。在彭加勒看来，假定不是六十种元素(当时已知的元素数目)，而是六百亿种，它们没有什么共同之处，另一些很稀有且均匀分布。那么每当我们捡起一块石子时，它都十分可能由某种未知的元素组成，我们所知道的其他石子的情况对它毫无用处。在每一个对象面前，我们会像新出生的婴儿一样，照此办理，我们便只能服从我们的任性或实用了。假定事实不能复现，科学家便会茫然无措。这样便不会有科学，也许连思想，甚至连生活也不可能，因为进化在这里不能发展保持的本能。幸好人们没有出生在这样的世界上。

可是，哪一些事实是很可能复现的事实呢?彭加勒指出：“它们首先是简单的事实”([1]，p.364)。有简单的事实吗?人们只能二者择一：或者这种简单性是真实的，或者元素密切混合起来，以致于无法区分。在第一种情况下，存在着重新遇到同一简单事实的机遇，无论它在整体上是纯粹的，还是它本身作为元素进入复杂的复合体中。在第二种情况下，这种密切的混合同样比异质的混合复现的机遇更多。机遇只知道如何混合，而不知道如何分解，不知道如何用许多元素建造秩序井然的大厦。而复杂的事实是很少有成果的，各种情况对它们都有敏感的影响，情况为数极多且变化多端，以致我们无法辨认它们。因此，彭加勒得出结论说：“似乎是简单的事实——即使它们并非如此一－将更容易被机遇恢复。这证实了科学家本能采取的方法，进一步确证它的也许是，经常复现的事实对我们来说似乎是简单的，恰恰因为我们经常用到它们。”([1]，p.364)

但是，简单的事实在那里呢?彭加勒回答说：“科学家在两种极端情形下寻求它，其一是无限大，其二是无限小。”([1]，P.364)天文学家找到了它，因为星球之间的距离极为遥远，以致于每个星球都可视为质点，它们之间质的差别完全可以忽略不计，质点总比有形状和质地的物体简单。物理学家也找到了基元现象，他们想象把物体分割为无限小的立方体，问题的条件在从物体的一点到另一点缓慢而连续地变化着，因此在每一个小立方体内，条件可以视为恒定。以同样的方式，生物学家本能地认为细胞比整个动物更有趣，结果证明它是明智的，由于对于能够认出细胞相似性的人来说，属于各种有机体的细胞比有机体本身更相象。

第三，彭加勒认为：“对于美的渴望也导致我们作相同的选择”。在他看来，美的事实就是“简单”的事实和“壮观”的事实。人们乐于追寻星球的壮观路线；人们乐于用显微镜观察极其微小的东西，这也是一种壮观；人们乐于寻找过去地质时代的遗迹，它之所以吸引人，是因为它年代久远。彭加勒指出，正是对于美的追求，即对于宇宙和谐的追求，促使科学家选择那些最适合于这种和谐(众美之源)起一份作用的事实。这正如艺术家在他的模特儿的特征中使图画完美并赋予它以个性和生气的事实。

综上所述，不难看出，彭加勒选择事实的几个标准并非毫不相干，而是彼此关联、互相渗透的。而且，像复杂的事实和简单的事实的区分也是相对的。关于事实的选择，彭加勒还进而议论道：“以规则的事实开始是合适的。但是，当规则牢固建立起来之后，当它变得毫无疑问之后，与它完全一致的事实此后就没有意义了，因为它们不能再告诉我们任何新东西。于是，正是例外变得重要起来。我们不去寻求相似，我们尤其要全力找出差别，在差别中我们首先应选择最受强调的东西，这不仅因为它们最为引人注目，而且因为它们最富有指导作用。”([1]，p.365)彭加勒的这些论述也具有方法论的意义。

参考文献

这三本书的英译本是H.Poincare，TheFoundationsofScience，AuthorizedTranslationbyG.B.Halsted，TheSciencePress，NewYorkandGarrison，N.Y.,1913.

该书是彭加勒逝世后由其他人集其遗著编辑而成的，英译本是H.Poincare，MathematicsandScience：LastEssays，TranslatedbyJohnW.Bolduc，DoverPublications，Inc.,NewYork，1963.

恩格斯：《自然辩证法》，北京：人民出版社，第216页。

M.J.妮厄：《十九世纪关于原子的争论与一种“中性假设”的二难推论》，北京：《自然科学哲学问题丛刊》，1980年第4期。

ポアンカレ(H.Poineare)著：《科学者と詩人》，平林初之輔訳，岩波書店，1927年，p.139．

科学方法范文篇6

关键词：幼儿教育；影响因素；科学方法

在我们每个人的成长历程中，幼儿阶段都是必经的阶段，通过加强幼儿教育，不但会促进幼儿良好性格和行为习惯的形成，还能促进幼儿身心健康发展。要想保证幼儿健康成长，必须注意在幼儿教育中运用科学合理的教学和管理方法。本文主要加强幼儿教育科学方法探究。

1幼儿教育影响因素分析

1．1教师教学能力及管理能力分析：在我国很多幼儿园当中，都有教师综合素质低、管理不到位的问题，如果教师自身教学能力低的话，就无法及时更新知识、创新运用教学方法。且很多教师无法有效掌握计算机运用方法，多媒体使用得不规范，导致教学质量无法提升。另外，当前很多幼儿园都招那些刚刚毕业的女教师，这些女教师经验不够，无法掌握幼儿教学技巧，管理效率偏低，会阻碍幼儿良好人格的形成。

1．2家庭教育因素分析：对于幼儿来说，父母就是他们的第一任老师。因此，在幼儿成长和发展历程中，家庭教育发挥的作用是非常明显的。父母必须采取正确的方式教育孩子，要将孩子健康成长放在第一位。但调查结果显示，大部分家长都没有明确幼儿教育的核心目标，没有明确幼儿情感教育的价值和意义，甚至有的父母过分溺爱孩子，导致幼儿教育无法正常进行。

1．3教育设施体系因素分析：要想保证幼儿教育工作有效落实，还必须配备完善的教育设施体系，只有这样才能激发出幼儿的运动欲望，通过采取寓教于乐的方法加强幼儿教育［1］。如今，很多地方的幼儿园都进行了改造，设备投入力度也比较大，激发了幼儿的潜在能力，但也存在一些经济较落后的地区的幼儿园资金不足的问题，教育设备体系不够完善，无法满足幼儿的教育需求，导致幼儿身心发展受到影响。

2加强幼儿教育的科学方法研究

2．1全面了解幼儿行为及心理特征：要想有效实施幼儿教育，教师必须全面了解幼儿行为特征和心理特征，进而实施针对性的教育，幼儿的思维能力不强，但其也具备个人做事、解决问题的态度［2］。大部分幼儿都很敏感，接受不了他们的批评，自身认知能力比较简单和单纯，导致其情绪转变幅度异常明显，容易受外界的影响和个人情绪的左右，难以控制个人行为。因此，教师必须严密结合幼儿心理特征，采取针对性的教育方法，保证每一个幼儿都能健康成长。

2．2及时关注幼儿心内想法及个人行为：幼儿的个性比较鲜明，有着独立的个人性格和内心想法，作为教师，必须尊重和理解他们，要时刻关注他们的行为举止，加强与幼儿的交流和沟通，了解幼儿的内心想法，并给予保护［3］。如果发现幼儿行为不正常，教师不要冒然干扰和指责，要注意保护幼儿的自尊心。教师要多站在幼儿的角度上，用幼儿的思维看待问题，了解他们的内心世界，好好呵护他们。教师还要鼓励幼儿发表个人意见，并耐心倾听，注意保持语气温柔平和，给予幼儿心灵上的关心和爱护，促进幼儿良好心态的形成。

2．3采取多样化的教育方法：幼儿往往是活泼好动的，所以，教师必须运用多样化的教育方法，选择多样化和充满趣味性的教育形式，激发出幼儿的学习兴趣，集中幼儿的注意力，使得学生积极参与课堂活动［4］。例如，在讲授音乐课堂知识的时候，在新歌教授结束之后，可以开展歌唱比赛，引导和鼓励幼儿参与和表现自我，不但能够增强幼儿的音乐学习意识，还能全面检测幼儿的学习情况，让小朋友在轻松愉快的氛围中掌握歌唱技巧。

2．4加强教师和家长之间的交流与沟通：要想促进幼儿健康成长和全面发展，家长必须发挥出家庭教育的作用。父母都有望子成龙、望女成凤的思想，都盼望着孩子健康成长。相对于教师来说，父母和孩子生活的时间更长，因此，家长必须注意自己的举止行为，以身作则，在潜移默化中培养幼儿的良好性格和行为习惯。但如今很多幼儿家长都意识不到自身的教育问题，所以，教师必须加强和幼儿家长的交流和沟通，不仅要向家长反馈幼儿在学校中的情况，还要询问幼儿在家里的一些问题，只有教师与家长协调合作、共同进步，才能真正促进幼儿的身心健康发展。

2．5完善学校的幼儿教育设施体系：在当前的幼儿教育过程中，还存在教育设施不完善的现象，基于该现象，我国政府和教育部门必须加强幼儿园建设，加大资金投入力度，完善幼儿园教育设施，还要注重加强绿化工程建设，这样能够从根本上降低幼儿学习压力。政府和教育部门要一系列有效的基础教育优惠政策，争取足够多的资金，引进现代化教学设备和软件，促进幼儿教育活动的正常开展。通过完善幼儿教育设施体系，大力应用现代化教学技术，能从根本上开发幼儿的智力，培养幼儿的思维创新能力。

2．6加大幼儿卫生保健力度：在加强幼儿教育的过程中，还要落实好幼儿卫生保健工作，要制定出符合幼儿生活特点和行为特点的作息制度，要不断创新和完善幼儿安全责任制度，完善校园安全防御体系，促进幼儿的健康成长［5］。要加大对学校卫生保健人员的专业化培训力度，加强幼儿卫生检查，及时落实好疾病预防接种工作，避免幼儿患病。此外，学校还要制订和完善幼儿饮食方案，合理运用体育器械，引导幼儿加强体育锻炼，增强其身体素质和基本抵抗力。但与此同时，要准备好相关运动保护装备，采取一系列有效的运动保护措施。

3结语

综上所述，在当前的幼儿教育当中，存在的问题是比较多的，影响因素也比较多，在这样的情况下，必须不断创新和完善幼儿教育方法，消除幼儿教育影响因素，促进幼儿身心健康发展。

作者:孙志莲 单位:菏泽市定陶区马集镇中心幼儿园

参考文献:

［1］程志龙．我国幼儿教育面临的问题、成因和对策［J］．学术界，2014，（5）：207－217．

［2］任彩霞．新时期幼儿教育的有效策略与方法［J］．课程教育研究（新教师教学），2014，（16）：236－236．

［3］徐璐．新时期幼儿教育的有效策略与方法［J］．小作家选刊（教学交流），2014，（10）：194－194．

科学方法范文篇7

科学发现有三个重要因素：科学知识、科学思想方法和科学精神。其中科学思想方法是科学发现的灵魂。

纵观宛如繁星的化学发现、发明事实可以看出，化学家们所应用的思想方法，既包含一般科学共同适用的研究方法，也包括具有化学学科特色的研究方法，它们都是宝贵的精神财富。如果我们在教学中运用好化学史料，可以培养和锻炼学生的科学思想方法。

化学家们所采取的思想方法主要有以下几种：观察、想像、调查研究、模拟、分解与组合、实验、推理等。

一、观察——化学发现的基础

所谓观察是人们通过看、听、尝、闻、摸等动作，对大千世界多彩多姿的事物和千变万化的现象进行认识的过程。许多化学研究是在观察中进行的。

在课堂教学中，我们主要是通过演示实验和学生实验来培养学生观察能力的。化学史料的应用可让学生进一步深刻体会观察的重要意义。例如：酸碱指示剂的发现，是波义耳在发明一种鉴定土壤酸碱性的新方法时不小心将盐酸喷溅在紫罗兰花，他感到很惋惜，便顺手用水冲洗。过了一会，他惊奇地发现紫罗兰的蓝紫色变成了鲜艳的红色。波义耳兴奋极了，真是“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”。他立即动起手来，用几种酸和几种碱对紫罗兰花瓣进行试验，观察花瓣颜色的变化。最后终于研制出了酸碱指示剂。

再如：味精的发现源于池田菊苗教授喝汤中的灵敏味觉和敏锐的洞察力。1908年的一天晚上，日本东京大学化学家池田菊苗教授忙碌了一天，回到家中，池田夫人为了消除丈夫的劳累急忙端上了饭菜。

池田坐下来，喝了一口汤说：“这汤是用什么做的？”

“怎么啦？”池田夫人惊奇地问。

“这汤的味道不一般，其味特殊鲜美！”

“可能是你太饿的缘故吧，所以吃起饭菜来感到特别香！”

“不！这汤的味道就是不一样，请你赶快告诉我，它究竟是用什么佐料做成的？”

“没加什么特别佐料，只是用海带丝和黄瓜片做成的。”

池田感觉到汤里一定有学问，扔下饭碗，带着做汤的海带丝去了实验室，决心用实验搞清鲜汤之谜。功夫不负有心人,经过半年的辛苦研究，他终于从海带中发现了可以大大增加鲜味的物质——谷氨酸钠。从这里也可以看出，成功永远属于那些善于从细微的现象中发现问题且认真思索的人们。

二、想像——化学发现的精灵

想像是人类所特有的能力。它是依据已有知识和经验，发挥人的抽象、联想、猜想和幻想的能力，超脱客观条件的限制，去构思未知事物的形象，未知的变化过程和变化规律的创造性思维活动。

在化学史上采用想像的方法实现发明创造的事例很多，运用想像道尔顿构建了原子论、阿弗加德罗创立了分子学说、凯库勒确立了苯环结构等等。

三、调查——化学发现的探测器

“没有调查就没有发言权。”它是化学研究经常采用的方法。

例如化学家从对葡萄园的调查研究中发明了波尔多液。

法国的梅杜克地区是盛产葡萄的地方，每年因为葡萄的丰收给当地老百姓带来巨大的经济效益和丰收的喜悦。

然而，1878年的秋天却灾祸蔓延，过去那种葡萄丰收的景象荡然无存，挂满枝头的葡萄尚未成熟就裂口腐烂，到处飘荡着的是葡萄树的黄叶。庄园主们心急如焚、无计可施，眼看着到手的“珍珠”就这样白白地烂掉了！

不过，梅杜克地区的波尔多城有一片庄园却是另一番景象。在那里，葡萄树枝繁叶茂，串串葡萄像玛瑙、似翡翠，挂满了枝头。

为什么在同一地区种植的葡萄，在同一季节里却出现反差如此大的不同景象：一个是葡萄丰收、景象喜人，一个是枯黄腐烂、惨不忍睹？这一奇怪的现象，使当地农民百思而不得其解。

这种反常现象，也引起了波尔多大学植物学教授米勒特的极大关注。他决心深入实际调查研究，以便把问题弄个水落石出，为农民排忧解难。

米勒特不愧是一位经验丰富的科学家，他对波尔多城那片丰收的葡萄园调查得异常细致，查了种子，查了土，查了肥，查了水，又查了耕作方法……经过调查，他感到这一切与其他地方并无不同。问题究竟出在哪里呢？他陷入了深深的思考之中。

接着，他又对庄园主进行了更详细的询问。庄园主想了又想说，自己在耕作和管理上确实没有什么独特的地方，只是因葡萄靠近马路，为了防止过路人糟蹋葡萄，便用石灰水和硫酸铜溶液喷洒了葡萄。这种药液白不白、蓝不蓝，很醒目，还有点怪味。喷洒后果然很奏效，不仅没人再偷吃葡萄，而且葡萄一点也不腐烂！

米勒特教授听后，茅塞顿开，他终于找到了葡萄不腐烂的奥秘所在。惊喜之后，他立即回到了实验室，对这种药液进行了深入的研究。就这样，一种新的杀菌剂诞生了，这就是今天还在沿用的波尔多液。波尔多液是以石灰和硫酸铜及水按下列比例配合而成的。

半量式：0.5：1：100，适用于对石灰敏感的茄科、葫芦科、葡萄等。

等量式：1:1:100，适用于苹果、麻、豆科植物等。

倍量式：2:1:100，适用于对铜敏感的李子、桃子、鸭梨、白菜等。

再例如：治疗疟疾病的奎宁药物的发现、医治脚气病的维生素B1的发现，以及日本水误病的病因研究，都是科学家们通过调查研究完成的。

四、模拟——化学创造的有效途径

从构造相似或形象相似的事物中获得启示进行创造的方法，称为模拟创造法。

例如：化学上模拟生物过程，发明了人造棉、人造丝、人造毛，生产出许多合成纤维、合成塑料、合成像胶。1965年我国科学家仿照生物蛋白质的组成和结构，合成了结晶牛胰岛素等。

五、分解与组合——化学创造的金钥匙

创造原理的一个很重要的方面就是对信息的分解与组合。把集中的信息分解开来，就是一种创造；按新的要求把有关信息有效地组合起来，更是一种创造。

在化学上，利用分解组合方法获得的发现和发明不胜枚举。例如，电解食盐水制得氢气、氯气和氢氧化钠，利用两种或两种以上的金属制造合金，利用不同的亲水基和亲油基组合成多种多样的表面活性剂，利用不同材料制造各种复合材料……这一切，都是巧妙地进行分解、组合的结果。

六、实验——化学发现之本

化学是一门实验科学，它的发生和发展离不开科学实验。

通过实验，化学家们发现了许多元素和化合物；通过实验，拉瓦锡发现氧气并创立了燃烧的“氧化学说”；通过实验，维勒合成了尿素，粉碎了“生命力”枷锁等等。下面再举氩的发现这一例子来说明实验的重要性。

1892年9月29日，英国出版的《自然》（Nature）杂志上刊出当时英国物理学家雷利勋爵的来信：“我对最近测定氮气密度的结果很迷惑，如果读者能指出原因，将十分感谢。由于两种制取方法的不同，我得到不同的数值，相差大约是千分之一，不大，在实验的误差范围之外，可能只是由于气体的性质不同。”

雷利是在长期反复测定各种气体的密度后给《自然》杂志投寄这封信的。他测定了从空气中除去氧气、二氧化碳以及水蒸气后获得的氮气密度是2.3102，而从氨（NH3）取得的氮气密度是2.2990，二者相差0.0012，大约是千分之一。

他重复实验、测定，仍然如此。这使他迷惑不解。他作出了各种可能的解释：由空气取得的氮气中可能还含有微量的氧气；由氨制得的氮气中可能混杂有氢气；由空气所制得的氮气或许含有类似臭氧的N3分子；由氨取得的氮气可能有若干分子已经解离成原子。

第一个假设经过分析后肯定是不可能的，因为氧气和氮气的密度相差甚微，必须杂有很大量的氧气才会产生这样的差异。雷利又用实验证明由氨所取得的氮气中不含有氢气。第三个假设又通过实验否定了，他往这种氮气中引入电火花，这是生成臭氧O3的条件，结果它的体积一点也没有缩小，密度一点也没有增加。第四种情况也缺乏实验根据。

这样，雷利只得把问题提交给《自然》的读者。《自然》是很有声望的杂志，不仅在英国，就是在全世界，不仅是青年人，就是许多科学家都会阅读它。可是谁也没有给雷利回信，谁也没有能解释这种原因。

1894年4月19日，雷利在英国皇家学会上宣读了他的实验报告，会后伦敦大学化学教授拉姆赛找到雷利。他认为来自空气中的氮气里可能含有一种较重的未知气体。他表示愿意和雷利共同寻找答案。于是他们再走进实验室，分头解决这个问题。

在这次会后，英国皇家研究院化学教授杜瓦还向雷利提供了一个线索。早在1785年，发现氢气的英国科学家卡文迪西为了研究氮气，曾进行过一个实验。他用一个U形管，管中充满氧气和空气，将管的两端分插进两个装有碱液的酒杯中，然后在混合气体中进行火花放电，让管中的氮气和氧气化合生成棕色二氧化氮气体，被碱液吸收，并连续通入氧气，一直到不再生成二氧化氮气为止。最后还向管内注入硫化钾溶液以吸收多余的氧气。最终被听收的碱液并未完全充满管内，仍留下一个小气泡，约为原来气体的1/120。他认为这是不同于氮气的一部分气体。

这给雷利启发。他组装了一套实验装置，利用一个烧瓶，将两根导线通过瓶塞插进瓶中。他将氮气和氧气通入瓶中，接通电流，瓶内两导线的顶端之间产生火花，使氮气和氧气化合成氮的氧化物。接着用泵往瓶内灌入氢氧化钠溶液，把生成的氮的氧化物吸收，沿着另一根管子通出来。

经过几小时后，瓶中所有氮气都与氧气化合了，并且随着氢氧化钠溶液一起流出瓶外。根据气压计的测量，表明瓶内还有气体存在。

雷利仔细地把这个气体通过赤热的铜屑，除去可能挟带的水分和哪怕是极少量的氧气。

拉姆赛设计了另一套实验装置。他将空气先通过赤热的铜屑，除去氧气，然后通过五氧化二磷（P2O5），除去水分；再通过加热的铜和铜的氧化物；以氧化有机灰尘和沾污物；通过碱石灰，吸收二氧化碳气；通过赤热的金属镁，除去氮气，二者化合成镁的氮化物。结果发现有1/80的气体没有被通过的任何物质吸收。这样，拉姆赛也找到了他们所要寻找的气体。

两位科学家共同研究新发现的气体，测定了它的密度，几乎是氮气的一倍半。这样，来自空气中的氮气和来自氨的氮气之间重量的差异就迎刃而解了。

他们还对这个气体进行了光谱检验，看到橙色和绿色的各组明线，是当时已知一切元素光谱中所没有见到过的。他们还对这个气体进行了多次实验，证明它在化学性质方面正如所预料的，是极不活泼的。

1894年8月13日，英国科学协会在牛津开会，雷利作报告，根据主席马丹的建议，把它叫做氩（argon）。在希腊文中，“a-”表示“不”“ergon”表示“工作”。二者结合就是“不工作”、“懒惰”，就是“惰性气体”一词的由来。氩的元素符号Ar也正是从这一词而来。

1895年1月31日，拉姆赛又向皇家学会宣读了他和雷利联名的报告。

当然，今天我们完全清楚，雷利和拉姆赛当时发现的氩，实际上是氩和其他惰性气体的混合气体。正是因为氩在空气中存在的惰性气体中的含量占绝对优势，所以他先作为惰性气体的代表被发现。

氩的发现是从千分之一微小的差别开始的，是从许多严密的化学实验中发现的。

七、推理——化学发现的桥梁

我们知道，观察、想像、猜测等属于直觉思维的范畴，而推理则属于逻辑思维的范畴。所谓推理，是从一个或一些已知的判断推出另一个新判断的逻辑思维形式。推理一般是由前提和结论两部分组成的。前提可以是一个，也可以是若干个，它是作为推理依据的判断，结论则是由前提推出的新判断。推理是人们间接地认识现实、获取新知识的逻辑方法。例如，铜能导电，铁能导电，铝能导电，铜、铁、铝又都是金属，因此可得出“凡是金属都能导电”的结论。这就是推理方法的具体运用。

在化学探索中，运用推理的方法实现发现、发明的事例也很多，如卢瑟福原子结构模型的建立、勒•夏特里化学平衡移动原理的发现、施陶丁格高分子学说的创立等。

以上列举的一些在化学探索中的思想方法，是一些最主要、最基本的方法，绝不是化学思想方法的全部。而这些基本思想方法，也是互相联系、互相渗透的。对每一项重要的化学发现来说，往往不是只由一种思想方法完成的，而是多种思想方法作用的结果。

总之，化学史料以它特有的魅力在化学教学中大有可为。学生可以从中汲取丰富的智力和非智力营养,分享到科学研究的喜怒哀乐；领略到学习化学的无穷乐趣；经受献身科学精神的真切感染；接受科学态度和优良品质的熏陶等。化学史料在潜移默化之中，还对学生学习兴趣的激发，成就动机的培养，健康情感的确立，心理品质的形成都有着不可估量的作用。

参考文献：

1．《化学史纲要》（卢常源等广西人民出版社）

2．《化学家传》（周嘉华等湖南教育出版社）

3．《化学元素的发现》（凌永乐科学出版社）

4．《化学发现的艺术》（刘宗寅等中国海洋大学出版社）

5．《结合化学史进行中学化学教学》（中学化学教学参考2001.1）

科学方法范文篇8

论文关键词:教学方法教学艺术教学质量

人们常说:“教学有法而无定法。”教学有法，是指任何一门学科的教学，都要掌握和运用一定的教学方法，这些教学方法的确定和选择要有科学依据，要用科学的教学方法进行教学。教无定法，是指在实际教学活动中，不能总用一些固定不变的教学方法，使教学方法公式化、模式化。要善于艺术、灵活地运用教学方法，既要重视方法的科学性，又要讲究方法的灵活性、艺术性。提高教学质量，不能简单地依靠增大教师劳动强度和增加学生的课业负担，而应研究和改进教学方法。讲究教学艺术，才能少走弯路，用较少的时间、精力取得最佳教学效果。

教师所用的教学方法和教学艺术，对于把学生培养成为什么样的人具有重要作用。教师的教学制约着学生的学习，并对学生智力的发展、非智力因素的培养、人格的形成产生一定的影响。例如，教师不讲教学艺术，注入式地教，必将导致学生死搬硬套地学，培养出来的学生是高分低能。由此可见，能否讲究教学艺术，运用科学的教学方法是关系到教学质量的高低，关系到学生能否成为具有聪明才智的复合型人才的大问题。所以，无论基础课还是专业课都应当选择科学的教学方法，讲究教学艺术。本文将对专业课的的教学谈谈笔者的见解。

1语言艺术

语言是组织教学的重要手段，对集中学生的注意力起着直接作用。

前苏联著名教育家马卡连柯曾说:“同样的教学方法，因为语言的不同，就可以相差20倍。”可见语言在教学中的作用。因为在课堂上，学生接受知识信息的渠道基本上有两种—听觉和视觉。

1.1有声语言—听觉艺术

专业课的抽象性很强，面对从未接触过工作实际的学生来讲，要求教师在充分理解教材的基础.，用生动形象的语言，确切地突出重点，分散难点，讲课时做到明.白易懂，深入浅出。

专业课的叙述性也很强，教师应当用精炼的、具有内在的逻辑力量，富有启发性和感染力的语言讲授，切不可照本宣科。专业课的知一识性强，信息量大，讲课的语言应有抑扬顿挫，速度快慢要适中。声音太大，会给学生造成强刺激;平淡而低沉的语调，又易使教室里空气沉闷，使学生大脑皮层抑制，精神不振，引起磕睡或注意力的转移。

讲究口头表达艺术，就是在讲授具体易懂的知识时，速度稍快些，声音放低些。对于重点、难点问题或间题的.承转处、以及解释概念、总结规律时，速度要慢些，音量.要大些。每讲完一方面知识，就要启发学生去思考、回味。

1.2.无声语言—视觉艺术

实践证明:学生通过视觉获得信息的记忆时间比从听觉获得信息的记忆时间要长几倍。板书对巩固学生知识、提高教学效果有不可替代的作用。板书的语言要精确。“精”是少而有份量，“确”是恰当地表达内容。那些只需用语言解释的内容不必写在黑板。对于叙述性的内容，教师应在讲解的荃础上，分析做出归纳，将重点写在黑板上。

板书字迹要工整清晰，板面设计要科学合理，这也是无声语言艺术的要求。板书切忌字迹潦草，可适当运用彩色粉笔写出重点字句，或划上注意线，以引起学生的注意。

在专业教学中，为了增强学生的感性认识，板书时常画一些物件的结构图、工艺流程示意图辅助教学。画图时，教师应选择合理的位置，有效地利用版面，不能随意地写、随意地画，写了擦，擦了又写或乱写乱画。

2讲究语言艺术是专业课课堂教学艺术的一个重要内容

“随机应变”是专业课教学艺术的又一内咨社会心理学家认为:“几乎一切非语言的声音和动作都可以用作沟通的手段。”眼睛是非语言行为的主要工具。在教学中，教师要善于观察，在课堂上，教师以目光巡视，收集来自学生中各方面反馈的信息，及时调整教学内容和变更教学方法。教师应留心观察那些基础知识较差的学生以及学习兴致不高的学生，采用设问、提问、必要重复等方式，使那些学生的注意力集中。专业课教学中，应用“随机应变”的艺术，增强了教学效果，提高了教学质量。在专业课教学中，教材处理也要讲究艺术。教师备课的过程是对教材再处理再加工的过程。在这一过程中，教师要依据教学大纲，确定教学的目的。一般说，教材的重点就是教学的重点。但实际并非如此，有的教材重点不一定是教学重点，因为学生现有的知识水平对教材重点完全可以理解，不需要重点讲解。而有的知识并不是教材的重点，但学生不易理解，这些知识又是为以后学习奠定基础，也可定为教学重点。

教师在备课时，既要备教材又要备教法，还要备学生。在专业课教学中，还要讲究知识“搭桥”艺术。专业课的知识综合性较强，既需要基础知识，又需要专业知识。教学中要求教师找准坡度搭好桥。这个“桥”就是在学生已有知识与未知知识之间，适时架起利于学生学习的“认识桥梁”。这“桥”可以是一个例子、一个公式、一个结论或一种现象。“搭桥”的目的就是使学生在学习中起到平坡导向的作用，使学生在新旧知识的衔接点处，顺利、自然地将新旧知识有机地联结起来，使其所学知识系统化。

3适时运用直观教学艺术

专业课中很多内容是生产实践的结论，文字叙述十分抽象，单凭教师的生硬说教、学生的凭空想象，效果会很差。如果教师在教学卜，辅以模拟实验、实物教学、模型、挂图，在适当的时候运用声像并俱的现代化教学手段，即可增加学生的感性认识，减少教学难度，简化理论教学。这样做，学生能获得牢固的知识。

4激发鼓励、“点化”诱导的艺术

“点化”作为创造性的教学艺术，即是在教师点拨之下，引导学生把知识技能加以消化。“点化”就是扶(教师指导)和放(学生独立思考)相结合，避免“抱着走”。要求教师运用启发式教学来激发学生的思维，有效地引起学生对学习新知识的兴趣，在间题的关键处及时指点和诱导，使其少走或不走弯路，以提高教学效果。

以上是专业课教学中常用的几种课堂教学艺术。作为一名专业课教师，尤其是青年教师，要想提高教学艺术，就必须做到:

首先，青年教师必须乐意从教，热爱自己的专业。试想一个不喜欢教师职业、厌恶自己所教专业的教师，只能把教学当成包袱”，根本不可能选用有效的教学方法，讲究教学艺术。

科学方法范文篇9

关键词:新课改下；高中物理；科学方法教育

根据新课程理念，高中物理科学方法可以概括为：“物理学科方法就是研究物理现象、描述物理现象、实施物理实验、检验物理规律时所采用的各种手段与方法，具体到物理学科中就是物理科学方法。”科学方法是物理学的内在要求，因此，物理学的发展一定要伴随着科学方法的发展，物理学的教育当然也离开科学方法的教育。

一、高中物理科学方法教育的意义

（一）科学方法教育比知识教学更具有长远意义

对教育而言，学生在校所能学到的知识很有限，而科学技术的迅速发展，要求社会成员具有较强的独立获取新知识、掌握新技术、解决新问题的创新能力。要迅速地弄懂这些新知识、新发现，掌握这些新技术，如果没有一套行之有效的科学方法是很难达到的。所以，在物理教学中不仅要教给学生基本的科学文化知识，更重要的是要教给学生具有普遍价值的科学方法。观察、实验、假说、验证等物理学科的基本研究方法，它不仅适用于自然科学的研究，也适用于其他科学技术领域和各种工作领域。分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎等基本的科学思维方法，更是普遍应用于人的各种思维活动，科学思维方法可以说是一个人终身不可缺少的基本素质。学生在物理教学中受到的科学研究方法和科学思维方法的教育和培养将终身受益。所以，教给学生发现问题、分析问题和解决问题的科学方法，应是学校教育给予学生的最具生命力的教育成果，也是学生离开学校后学习和工作的有力工具。因此，掌握科学方法比掌握具体的科学知识更具有长远的意义。

（二）科学方法教育能使物理教学达到更高的境界

现行教材是按知识体系编排的，科学方法大多蕴涵在知识的发展过程中，需要教师挖掘教材中隐含的科学方法教育因素。在教学中有意识地以科学方法为线索组织教材、组织教学过程。对一些重点知识，模拟科学家的研究过程，切实运用必要的科学方法，让学生在科学方法的导引下主动地去获取知识。这样的教学，必然符合学生的认识规律，能使学生对知识的获得过程有切身的体验，从而对知识本身有扎实的理解，受到科学方法的训练和培养。这就使学生不仅掌握了知识，还明白了这一知识是用了那些科学方法来获得的，即能在科学方法层面上理解和体验学习过程。这样，学生经过学习逐步地掌握了科学方法，进而形成自己的科学的学习方法，就会有效地提高学习效率。当学生掌握了方法取得了独立获取知识的本领时，就得到了开启物理知识宝库的“金钥匙”。这种教法与学法的结合，才能体现叶圣陶先生所倡导的“教是为了不教”的原则，物理教学质量必然会达到更高的境界。

二、高中物理科学方法教育的途径

在讲清物理概念、物理规律的教学过程中渗透科学方法教育。一个物理概念的形成或一个物理规律的建立，必然有与之对应的科学方法的运用和形成。例如，在高中物理教材中速度概念的教学中，教师可引导学生首先分析、比较不同物体的运动快慢从而引入速度的概念，进而分析如何定量地表示不同物体运动的快慢，引导学生认识到可用位移和时间的比值即表示，即采用比值法定义速度。在平均速度概念的基础上，运用近似法、微元法建立瞬时速度的概念，用比值法、微元法定义瞬时速度，也可以向学生介绍用气垫导轨或打点计时器测量瞬时速度渗透实验法。由此可见，在速度概念的建立过程中，伴随着许多科学方法的运用。同样，一个物理规律的建立，如牛顿定律、万有引力定律、气体实验定律等规律的建立，也充分运用了实验方法、分析和归纳、推理方法及数学方法。在说明物理理论的建立过程的教学中进行科学方法教育物理学中有许多物理理论。如分子动理论、麦克斯韦电磁理论、光的粒子说和波动说、玻尔理论等。这些理论都是在实验事实的基础上，例如，“玻尔理论”的建立，提出了三条科学假设：能量量子化假设、轨道量子化假设和跃迁假设，然后，以氢原子为例进行演绎推理，把抽象的假设具体化，再借助电子轨道图和能级图，使抽象的假设形象化。假设是否正确，还需要实践的检验，最后，向学生介绍玻尔的理论被德国物理学家夫兰克和赫兹共同完成的著名实验所证实，用玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱，玻尔理论的正确性得到证实。循着理论建立的历史进程“事实和已有理论”→“理论假设”→“新事实”→“修正理论，甚至建立新的假设”组织学生进行学习，实际上是让学生经历一次用科学方法研究物理问题的模拟活动，学生既能学到了物理知识，更体会到了科学方法在科学理论建立过程的重要作用。在进行物理实验教学中，对学生开展科学方法教育教师介绍了一些物理方法以后，要让学生在实践中加以应用，实验课是进行物理方法应用训练的最好机会。实验教学是中学物理教学的重要组成部分，在实验教学中，开展科学方法教育大有文章可做。在实验课中让学生进行观察、记录并整理数据，排除次要因素，突出主要因素，经过分析、运算、归纳、总结，从而得出正确的物理结论，给学生提供亲自运用科学方法探索的机会。

科学方法范文篇10

一、调整教材的编排体系突出知识专题的讲练

教学活动是一项系统工程，它是由教材、教师、学生三元素组成的。其中，教材是向学生传授知识的蓝本，它限定了知识的范围，控制了教学的标高，是教学大纲的具体体现。实践证明，脱离教材的教学，在很大程度上是盲目的。但教师完全照本宣科，即使学生把课本背得滚瓜烂熟，也无法适应培育人才的需要。因此，教师的重要作用是吃透教材的知识结构，合理地组编知识专题进行教学。

1.按知识的有序性调整章节顺序。

2.按知识的网络性组编知识专题。

二、根据学生的认识规律加强思维能力的培养

思维是人们获得理性知识的主要心理过程，是化学能力结构的核心。在教学过程中，结合化学材料，使学生在感性认识中形成感觉、知觉和观念，进而通过理性认识形成概念、定律和学说，这些都离不开科学思维的培养和锻炼。如何结合中学生的年龄特点和认识规律，培养和发展学生的思维能力呢？

1.克服思维定势，培养学生的发散思维能力。

2.通过一题多变，培养学生的逆向思维能力。

三、挖掘知识的内在规律注重学习方法的指导