现代科学研究方法
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现代科学研究方法范文第1篇
现代设计方法涉及的知识面很广，是一门多元综合的交叉学科，涵盖了众多设计方法[1-2]。在这些设计方法的教学过程中，大部分涉及模型建立和模型求解问题，以及大量复杂抽象的理论分析和繁琐公式推导。对没有任何工程实践经验的学生而言，在课堂上仅仅依靠教师抽象灌输和讲述这些理论与公式推导，教学效果不理想，学生也不知道该如何具体运用这些知识。近年来，随着研究型教学理论逐渐普及，以及仿真技术的发展[3]，教学团队将教师在科研实践中获得的成果引入课堂教学，精选教学对象，将抽象的数学模型与科研成果相结合，将模型化、理论化的问题工程化、形象化，帮助学生对所学知识的深入理解与应用，最大限度提高可接受的信息量及对工程实际问题的分析能力，逐渐形成一定的风格[4]。
一、教学对象的合理选择
在有限单元法的教学过程中，面对实际工程问题时，要求学生抓住研究对象的主要矛盾，具体问题具体分析。由于学生缺乏工程实践经验，对模型的抽象和简化、网格的划分、载荷及约束等教学难点和重点，特别是各种现代设计方法中强调的各种设计方法的交叉融合觉得非常抽象，不易于理解和掌握。针对学生普遍缺乏工程实践经验的问题，选择开坯轧机的牌坊为教学对象，选择的主要理由有四点。一是学生普遍经过认识实习和生产实习，对轧机在轧线上的工艺路线、工作情况有所了解，基本具备进行分析研究的基础。对于学习积极性高、学习能力较强的学生，可以在完成基本教学任务的基础上自主学习。针对牌坊这一研究对象，掌握各种不同的设计方法，从而在这一研究对象上实现多种设计方法的交叉融合，进一步提升工作、学习能力。二是在传统的轧钢机械、冶金生产工艺及设备、冶金机械设计与制造等课程和教材中，对轧机牌坊强度的传统计算方法均有所介绍。通过对轧机牌坊的有限元分析，可以让学生更加清楚地了解现代设计方法和传统设计方法的异同，更加深刻理解掌握现代设计方法的必要性和优越性。三是对于轧制生产线上这一重点关键设备，许多科技工作者从不同角度对此进行了分析研究，相关参考文献较多，如中厚板轧机机架有限元分析研究，应用现代设计理论与方法分析轧机机架，轧机机架的有限元优化设计，4200mm轧机机架的三维有限元分析，2150热连轧机机架强度刚度和振动分析，1500轧机机架的有限元仿真优化，基于ANSYS-Workbench机架振动的模态分析，某钢厂5000mm轧机机架和辊系分析，等等。因此，可以通过让学生查阅相关文献，阅读文献、总结文献、进一步提升发现问题和分析总结问题的能力。四是针对轧机牌坊这一教学对象，不但可以完成有限元法的教学，还可以在此基础上进一步完成牌坊结构的优化设计、轧机牌坊的动态设计等，实现多种现代设计方法的交叉融合。通过几年的教学，学生均认为通过对轧机牌坊这一对象的教学有利于进一步理解现代设计方法的内涵。
二、模型的抽象和简化
由于学生普遍已经掌握CAD建模技术，因此，要引导学生明白在抽象和建立分析模型时能否照抄零部件图，照抄零件图会带来什么弊病，在利用已经掌握的力学知识分析轧机牌坊承载情况和预判轧机牌坊变形和应力分布特点的基础上，如何抓住主要矛盾，舍弃不太重要的细节，着重强调有限元和CAD模型的区别。在满足计算精度的条件下，为了减少计算工作量，节省计算资源，鼓励学生善于利用研究对象的对称性来简化模型。学生在学习过程中很容易发现牌坊几何模型的对称性，但经常会忽略载荷和约束是否存在局部对称性的情况，导致简化模型出现偏差。比如，当牌坊只承受上下两个方向的轧制力时，可以取牌坊的1/4模型来进行分析；当牌坊同时承受水平方向轧制力和垂直方向承受轧制力时，还可以取牌坊的1/2模型来进行分析，此时要引导学生如何判定牌坊的正确对称面；当轧机牌坊只承受单边载荷时，轧机牌坊只能进行整体分析，而无法利用其对称性。通过对牌坊在不同工况下模型的简化，就很容易让学生明白在利用对称性简化模型时，必须充分考虑几何模型和物理模型的对称性，以避免模型简化时发生错误。
三、模型网格划分和约束条件的施加
当确定几何模型后，就面临有限元分析中重要的环节，即模型的离散化。学生初次接触到有限元时，经常为了提高计算精度，将分析对象的网格划分得比较密集，导致计算计算量过大，浪费计算资源。因此，在教学过程中，针对牌坊将进行不同类型的分析，如进行牌坊的温度场分析、模态分析、刚度研究、应力分析等，确定不同的网格划分方案。比如，当牌坊只进行模态分析时，由于牌坊频率只和牌坊质量以及刚度相关，而刚度涉及变形和载荷，所有这种情况下牌坊的网格可以稍微粗一点，而不必采用特别密集的计算单元。通过不同工况的分析对比，可以让学生掌握如何针对不同分析工况，采取相应、合适的网格划分方案，以减少计算资源和节省计算时间。当牌坊的网格划分完成后，就面临重要载荷和约束条件的正确施加问题。当牌坊只承受上下轧制力时，让学生思考如何正确施加载荷，如何避免在有限元中经常会出现的应力集中带来计算偏差。针对这些问题，让学生明白在有限元的实际分析过程中，不能施加理论教学中的集中力，而必须将集中力转换为分布面力，从而避免应力集中。这个问题学生比较容易理解，但需要进一步引导学生思考：由于牌坊上部有压下系统，导致上部施加面力的区域为一个圆环，而底部施加面力的区域为一个正方形。由于划分网格的原因，很难保证上部施加面力的面积严格等于底部施加面力的面积，导致施加在牌坊上部和底部的均布面力不同，经过有限元的迭代运算后，导致轧机牌坊的上下的轧制力不平衡，产生了不应该出现的附加载荷，导致模拟的计算工况与实际工况产生较大差异，影响到计算精度。在施加约束时，根据机械设计所学知识和轧机牌坊的受力分析，学生很容易理解牌坊地脚螺栓的主要作用是防止牌坊因为自重而发生倾翻，而这个地脚螺栓不会承受巨大的轧制力。但是，如果约束施加不合理，经过有限元分析计算后，经过查看有限元的后处理，发现地脚螺栓处承受了巨大的支反力，即承受了不应该有的轧制力，导致计算模型和真正的牌坊受力的严重偏差，带来计算误差。面对这种载荷和约束施加不太合理的情况，要引导学生发现问题，并思考如何解决。同时，还可以引导学生查阅文献，发现已发表文献中分析问题中的瑕疵，通过事实引导学生吸取参考文献中的精髓，避免部分瑕疵的误导。
四、有限元分析结果分析和多种现代设计方法的交叉、融合
学生在学习一种现代方法时，经常会面临如何在实际工程运用的问题，当完成牌坊在承受上下轧制力工况下的有限元计算后，也会面临一个如何利用有限元可以提供的众多结果来解决工程实际问题的难题。在面临牌坊的有限元计算结果时，可以引导学生查看约束的支反力情况，用来辅助判别有限元分析的计算结果是否合理。可以通过对比分析节点解和单元解，让学生明白单元解和节点解的区别，并善于利用这两者的差别来帮助学生明白单元网格的划分是否合理，如何通过查看牌坊的变形情况来掌握轧机的刚度，如何从有限元众多的应力分析结果中来选择合适的应力分量，根据牌坊材料来确定合理的强度理论，从而分析研究合理的应力分量，等等。通过这些教学内容，可以让学生初步掌握有限元分析的基本过程。对学习能力强的学生而言，可以鼓励他们进一步展开自主学习，利用这个牌坊的有限元模型，继续开展其他研究。比如，可以利用牌坊的有限元分析模型，完成轧机牌坊的模态分析，实现有限元和动态分析的融合。同时，可以利用有限元模型，对轧机牌坊的结构参数进行分析，探讨更加合理的结构参数配置。也可以鼓励能力比较强的学生，利用轧机牌坊的参数化建模，实现CAD的参数化建模、有限单元法和优化设计的一体化综合分析。即在轧机牌坊参数化建模的基础上，利用有限单元法，实现轧机牌坊结构的优化设计，真正实现多种设计方法的交叉融合；培养学生解决有限单元法的难点的专业素养，将现代设计方法与工程实践相结合，提升发现和解决问题的能力。
参考文献：
[1]秦勤，吴迪平，郜志英，等.现代设计方法课程体系建设.[J].中国冶金教育，2012（4）：6-8.
[2]朱艳华，孙丽杰，《现代设计方法》教学的探讨[J].现代教育，2015（16）：73-74.
[3]张宇，刘伟忠.研究性教学的深层次实施路径思考[J].中国高等教育，2009（12）：37-39.
现代科学研究方法范文第2篇
摘要：本文对比分析传统教学模式与研究性教学模式的区别，明确研究性教学的基本内涵与特点，分析《现代机械设计方法》课程的特点，在《现代机械设计方法》课程教学中实施研究性教学模式，深度发掘学生的自主学习与创新意识。本文在教学目标的确立、内容的精选、课堂教学模式的设计、教师学生评价体系的确定及电子资源辅助教学五个方面进行了有意义的实践探索。
关键词：教学模式；研究性教学；机械设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0198-02
研究性教学模式要求教师多种教学方法综合应用，有效结合教学内容和学生的知识基础，促使学生积极参与课堂教学过程，激发学生对新知识的求知欲。《现代机械设计方法》课程的教学，学生要系统地掌握专业理论知识，培养结合专业理论知识解决实际问题的能力，同时培养学生的创新思维与创新能力。在《现代机械设计方法》课程中应用研究性教学模式有利于教师将教学与研究相结合，有利于学生的全面发展。
一、研究性教学模式的特点
研究性教学模式，要求教师创设一种类似研究的情境，学生进行信息材料的收集、分析，在探索求知的过程中，将外在知识转化为个人内在经验和稳定的个性心理品质，从而培养学生的创新精神和实际能力。它将学生的集中学习变为分散学习，将教师的直接讲授变为有效指导[6]。研究性教学是以学生为中心，教师由传授者、权威者转变为交流者、合作者和学生学习的引导者或促进者；学生由被动的接受者变为学习的主人和主动参与者、创新者[1，2]。
二、《现代机械设计方法》课程的主要特点
《现代机械设计方法》是一门综合性、交叉性学科。《现代机械设计方法》涉及创新设计理论与方法、有限元方法与应用、优化设计、可靠性设计等方面的内容。课堂教学学时有限，要在有限的学时内，完成课程教学任务，使学生了解、认识和掌握现代机械设计的思想、理论与方法。本课程的主要特点如下[1]。
1.创新性。在设计过程中人的创造性与创新性最为重要，这既包括设计者个人的创造性思维，也包括设计团队的集体智慧，通过各种创造方法的综合应用，给出各种新颖独特的设计方案，开发满足市场需求的新产品。
2.系统性。运用系统工程的思维解决技术系统问题。设计方案既要考虑整体最优，又要考虑生产的可能性及市场的接纳性，同时各个子部分又是一个有机的整体。
3.优化性。借鉴优化理论及方法，实现机械设计方案优化：参数选取科学、结构先进，机械系统整体无论是功能还是性能都最优，同时能以较低的成本实现产品的基本价值功能与辅助价值功能。
4.综合性。现代机械设计方法是一门综合性的学科，设计方法多元化，学科交叉性显著。综合应用信息论、相似论、模糊论、可靠性、有限元、人机工程学及价值工程、预测学等理论，大量应用计算机技术进行辅助设计，创新性地提出设计方案，解决工程实际问题。
三、《现代机械设计方法》课程研究性教学模式的实施
1.教学目标的制定。课程教学目标是培养学生追求卓越的学习态度，发现问题、提出问题、解决问题的能力。现代机械设计方法课程实施研究性教学模式，保证学生对基本理论、设计方法的科学掌握，同时提高学生个体创新能力与团队合作意识，引导学生参加科学研究和企业实践等活动，做到学校内外相结合。
2.以企业实际问题为导向，科学安排课堂内容。由于现代机械设计方法课程具有较强的理论性和实践性，应以解决企业实际问题为导向，结合学生的现有知识结构，确定科学的、个性化的、符合市场及企业需求的教学内容，紧凑的教学进度，高效地指引学生深入浅出地掌握现代机械设计方法的概念与方法体系，并能够在实践中真正地解决问题。
3.双元教学模式与评价体系。所谓双元教学模式就是教师研究性教学、学生研究性学习。课前教师要做好现代机械设计方法理论研究，认真备课；学生预习、复习相关基础知识。课上采用教师引入设计案例，把教学内容设计成由学生提问，教师与学生共同对现代机械设计案例或疑难问题进行讨论，学生通过积极的分析生成新的理解、新的假设[2-4]。课后教师给学生布置设计选题，学生完成设计方案、汇报和展示课题研究结果。考虑设计选题的复杂情况，每个设计选题可以让学生单独完成或者分小组完成，设计方案是开放性的，也就是可以有多个方案，老师与学生展开讨论，在讨论中既巩固了基础理论知识，又激发了学生的创新思维。在这个过程中也增加了教师的工作量，教师需要充分的课前准备[5，6]。
评价与激励要从教师和学生两条线展开。对于教师的评价，要从精神上和物质上两方面进行鼓励。由于研究性教学教师课前准备工作量增大，对于课堂的把控能力要增强，因此学校要有相应的教改项目课题，鼓励教师进行研究性教学模式的研究，既实现物质奖励又实现精神激励。对于学生的激励，因为需要学生积极参与课堂讨论及课后作业的广泛资料阅读，因此学生课堂表现对于其最终的成绩影响非常大，可以使学生平时课堂表现占到总成绩的40%，大作业占到40%，基础知识试卷占到20%。这样可以充分调动学生的学习积极性，使学生清楚地认识到，课程成绩的高低，是由实践能力即解决问题的能力及课堂的参与度决定的。
4.开放性的教学资源。研究性教学模式的实施需要电子教学资源的促进，开放性的教学资源对于研究性教学模式的实施非常重要。网络教学资源，例如PPT、教学大纲、课堂导论视频都可以让学生在课前获得。这样学生可以有效利用多媒体课件、电子书籍、专用设计软件、网络资料、网上习题练习，自我学习“现代机械设计方法”知识体系，有效地拓展学生课外学习、研究和交流的空间与时间，不断完善研究性教学模式，使课堂教育的延展性不断增强。
四、结束语
“现代机械设计方法”是一门多元化、学科交叉性较强的课程。本文从四个方面探讨了研究性教学模式的实施，从老师与学生两个视角分别进行了分析，对于教师开展类似教学模式具有一定的启迪作用。
参考文献：
[1]王晓光.F代机械设计方法的主要内容和特点[J].科技论坛，2012，（22）.
[2]张斌.会计学课程研究性教学：理论框架与经验证据[J].教育与现代化，2010，（9）.
[3]香卓伦，杨晖，张佑青.项目管理教学模式的研究与实践[J].中国职业技术教育，2005，（2）.
[4]李敏，陈兴文，张俊星.信息处理系列课程研究性教学的探索与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2010，（4）.
[5]甘大力.“项目管理”课程研究性教学的实践与思考[J].煤炭高等教育，2011，（1）.
[6]楚岩枫，任宏昌.研究型教学模式在《项目管理》课程教学中的应用研究[J].教育教学论坛，2014，（9）.
收稿日期：2016-11-09
现代科学研究方法范文第3篇
大学是教育教学信息化的最重要阵营，教学资源立体化是网络信息化发展的主要前提。我们都知道，学校为了实现网络上远程开放教育以及开展大学名师名家课堂教学视频化不管是在教学、管理、资源、课程、平台等方面做足了功课，以使达到线上线下人群教学资源的共享化和综合利用化，并进一步提高和完善开放式网络的远程教育服务与质量，推进专业技能人才培养，使教学模式得到创新创改，把网络课程资源内容模块化和一体化，让教学名师、名家在线制作和设计网络课程的学习包、视频教学以及精品教学资源，从而达到共享，线上线下学员时刻沟通，无处不在的学习，它是一种任何人都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息的学习方式。
建立网络学习平台，搭建多种课程资源形式、多种媒体的学习方法、方便快捷的交互方式，为学习者提供了利用网络信息技术的工具来创建自己的学习环境，为学习提供理论与技术基础。在此基础上，将名师名家的空间课堂教学模式应用到远程开放式教育教学中，将会充分建立立体化课程资源体系和网络学习平台、移动学习平台，充分发挥其应用效能，并引导学习者使用丰富完备的课程资源进行随时随地的自主学习。根据现代开放式大学将如何建设好名师空间课堂的教学是一个至关重要的课题，大学教学名师以及校外的教学名师及名家是学校高效教学改革及人才培养质量提升有序运行过程中不可或缺的力量，他们在学校信息化教学过程中起着非常重要的作用，名师网络空间课堂教学体系的建立将有助于学校的办学教育和创新型人才的发展。
名师空间课堂的建立需要他们建立一套完整的优质实用、丰富易学的课程资源，并形成一体化、综合化的利用，名师空间课堂资源的建立是提高远程教育办学水平、保证教学质量、实现人才培养目标的重要保障；运用名师课堂教学技术是学校推进教学改革和课程建设的一项重要手段，是各大院校提高教学效率和人才培养质量的必要手段。而这里的课程资源是指名师教学体系构建的一种资源库，且运用于远程开放教育和网络课堂线上线下教学的资源，它们基本上涵盖课件PPT、教案、授课大纲、影音视频、线上线下问答、虚拟实训操作等多种媒体资源，根据名师的教学过程和实训演练，就能够较完整地为学习者提供课程导学促学、教学辅导、互动交流以及和考试辅导等系列教学内容。网络课程是一个较为全面的初步课程框架，只需根据学校制定的内容规范完成相应的内容建设，并通过技术手段实现整合即可，但是名师空间课堂构建还需要一些原则。
第一，具有目的性原则。名师空间课堂要有利于用于学校的评价体系，还能产生一定的影响。在名师课堂的设计过程中，学校需给予大力支持，使他们建立的网络教学一方面要遵循学校的教学改革，另一方面要对人才培养具有效果，达到这两个目的就具有一定的发展性。对于这样的目的要求能够让被学习者通过名师教学资源体系的各个环节，学习需求明了，对所学习的内容针和问题还可以进行反复训练，查漏补缺，做到有的放矢。使名师课堂不仅具有引导功能，还能促进被学习者的良性学习发展，所以目的性原则就显得尤为重要。
第二，具有系统性原则。名师课堂由一门或多门课程内容建设组合而成，各课程内容应该遵循该课程相应的教学逻辑关系，一门课它们既要从不同的侧面反映出本课程专业理论主要核心知识点和重点、难点所在，同时还要反映出实操练习的重点、难点，教学视频尤其突出该些点演练步骤。每一个实训环节由每个步骤组成，形成一套理论与实践相结合的专业课程，理论与实操它们是既相互独立，又彼此关联一起，共同组成一个完整的教学示范和学习步骤。名师空间课堂教学体系的构建层次以这样的形式建立非常清晰明了，具有一定的系统性，使名师教学覆盖所需学习操作的各个方面。各个环节相互形成一个题链，使学习者对该门课程有着系统化的学习进度与提升。
第三，具有可操作性原则。名师空间课堂体系的构建是为学校教学管理制定和科学管理服务的，它的最终目标是希望广大学生和学习者能学有所成，能得到学校和社会性的广泛认可，并始终能够应用到学校的信息化建设与评价体系之中。因此，名师网络课程应具有现实的可操作性。它的可操作性主要是强调在学校的教学管理评价体系和人才培养构建中具实际应用的效果，并且能够真实反映出学生们所要学习和收获的知识与技能财富，使名师课堂教学明确而得到较高的信誉与有用的结论。
第四，具有科学性原则。学校对名师空间课堂体系构建的管理应坚持科学性的原则，不管校方还是教师方他们所要提供的政策和教师所教学内容即必须遵循现代教育教学发展规律和现代信息化、科技化社会发展的所学需求。名师的网络课程必须能够较为真实的客观授课，内容知识点及技能技艺展示符合学生所能够吸收的资源，从而反之能使所学者对名师课堂教学效果反映具备一定的教学创新领导力水平。当然，我们认知为名师网络空间课堂是该名师必须将学术研究视角和技能本领投射到所学习者这个学习主体上，是关注学习者在认知、学习、实践中到底汲取了怎样的知识与本领？这个问题是需要他们教学的科学性，具有研究应用的价值，这样彩绘使学习者在理论与实践应用中提升专业水平。
名师空间课堂的教学发展是当下每个大学需要提倡和发扬，它有利于创新教育教学的发展，有利于学生课堂课外对专业知识的吸收与技能的培养，它能有效成立一个立体化的课程资源教学库，能使众多的爱好学习这汲取知识的养分。诚然，名师他必须具备有良好的精神面貌和高超的学术境界。艺术家、名家的境界是对每一位学生和被学者学习影响之巨大，声誉之高是对一名教师课堂教学的崇高礼赞。名师也需具备一定的职业态度，要把网络空间课堂教学当成职业的一种奉献境界。在MOOC思潮的学习信息化推动下，名师网络空间课堂教学这一趋势需要得到进一步的推进与强化。与此同时，无论在高等教育还是在在基础教育领域，我国从2012年开始，远程化教育、网络教学、翻转课堂都及其受到越来越多学习爱好这的关注，我们需要结合大学专业课程实际与学科研究实践以及人才培养需求，应该付诸行动去做好大学教育教学极具特色的名师空间课堂。
可以说，在国内大学的名师课堂建设还被看好，发展比较缓慢，主要原因在于校方自身的问题，教育成本放低了，推广就少了，信息源就稀缺了。想要得到深化与发展还要加快和做足改革创新的步履，加大投入力量，才有利于学校教学资源的拓展。众所周知，基于网络教学平台支持的网络课堂学习成为了高校教学改革的一个主要方向，而对于名师网络空间课堂教学方式学习的研究更多停留在理论的层面，而缺乏对动手实践学习本质的体验，这也就不难理解为什么很多学习者在网络课程里学习只觉得所学只是一些专业理论知识，而对实践动手能力却始终提高不起来。如果我们缺乏对实践操作环节的学习本质的提升，课程学习仅仅停留在理论知识的层面，学习这就难免会在具体的实操中丧失了动手能力，光看不练是没有用的。
现代科学研究方法范文第4篇
【关键词】自然观 科学研究 辩证唯物主义
所谓自然观,就是人们对自然界的总的看法,是对自然界本来面目的理解;而科学研究则是主观认识与客观对象相互作用的结果。哲学和自然科学发展的历史表明:哲学每前进一步,都依赖于和伴陪着自然科学的巨大进步;同样,自然科学的每一步发展,也都凝聚着和渗透着哲学的指导。自然科学的发展,影响了新自然观的建立与形成,新的自然观又作用于科学研究,推动科学技术的进步。
现代自然科学的建立推动了新自然观的形成
在古希腊时代,哲学与自然科学浑然一体,哲学家与自然科学家一身二任,看起来二者的关系很“和谐”,不过,那都是两者本身的发展都还不充分、不成熟的结果和表现。近代以来,科学与哲学的尖锐对立(或者说是完全不搭界的过于统一),是否大有愈演愈烈之势:机械唯物主义者把自然科学看作反对宗教神学的思想武器;以新托马斯主义为代表的宗教哲学,却又把自然科学当作论证上帝存在的工具;以黑格尔为代表的泛理性主义者,妄图建立凌驾于自然科学之上的“科学之科学”的哲学体系;还有像柏格森这样的非理性主义者,则蔑视和否定科学的作用……正如马克思指出的那样:“哲学对自然科学始终是疏远的,正像自然科学对哲学始终是疏远的一样。过去把它们暂时结合起来,不过是离奇的幻想。存在着结合的意志,但缺结合的能力。甚至历史学也只是顺便地考虑到自然科学,仅仅把它看作是启蒙、有用性和某些伟大发现的因素。然而,自然科学却通过工业日益在实践上进入人的生活,并为人的解放做准备。”所以,到了现代科学,特别是现代物理学建立后,这些存在有严重缺陷,或者完全错误的观点才开始逐渐逆转过来。
现代物理学的建立,与传统物理学(经典物理学)的危机分不开。从发现万有引力定律形成牛顿力学体系,经过18～19世纪物理学家的努力,所谓的经典物理学已经发展得很完备了。但是,用经典力学的观点,很多的实验结果和理论的预期都产生了矛盾,加上接二连三的突破传统观念的新发现如X射线、铀的放射性、电子等说明物质原子并不总是恒定不变,而是可以变化、可以分解的。这些突破传统物理观念的实验发现,带来20世纪初期物理学理论的两大突破:一个是相对论,一个是量子力学,它们分别解决了从宏观到微观的一系列现象。现代科学在各个前沿的推进和这两大理论突破密切相关。如果说现代科学还有第三大贡献的话,那便是基因论――如同中国古老的《易经》描述的全息理论。
这些现代科学的发展,导致新的自然观形成。当科学从哲学的母体中分化出来以后,哲学家们往往以他们所处时代人们广泛接受的科学理论所描绘的自然图景,作为其本体论研究的出发点,并通过对科学前沿哲学问题的研究来促进认识论和方法论的发展;科学家们也通过这种科学哲学的探讨,来加深对科学概念及其思想内涵的理解。自然科学领域迅猛发展和接连突破,撼动了人们的传统观念,改变着科学世界的图景。所以,在一定意义上说,新自然观是自然科学发展的产物,现代科学发展的丰硕成果,已经能够用确实可靠的知识为人们描绘关于自然界发展的全貌,从而为新自然观的产生奠立了坚实的自然史的基础。而新的自然观创立,又为自然科学提供了正确的世界观和方法论的指导。
自然观对科学研究的影响
科学作为对自然界和人类社会各个领域的特殊规律的认识和反映,离不开一定的世界观和方法论的指导――如果不是受到正确的,就是受到错误的世界观和方法论的指导。科学研究表现为科研主体对信息材料进行分析、综合等的思维过程。这种思维过程不仅是一种再现性认识,而且是建构性活动。
自然观影响了科研工作者对世界的认识。当今科学所研究的对象,更多的是微观或者是宇观的客体,它们的性质与规律,已经不可能被人类的感官直接感知,这就必须从认识论的角度,说明这些微观或宇观客体性质与规律的合理性与真实性。这种认识论便受研究者的自然观左右。比如,在量子力学的赖辛巴哈解释中,赖辛巴哈建立了一种新的逻辑形式,揭示了用传统形式逻辑描述不确定现象时的困难。因为量子物理理论具有高度的辩证性质,“非此即彼”的形式逻辑思维,已不能解释清楚众多的“亦此亦彼”的现象。这新的逻辑思维方式,是受自然观影响下科研工作者对世界的认识,它成为现代物理学取得进一步突破的关键。
关于自然观影响了科研工作者对世界的认识这个问题,爱因斯坦对此有过非常重要的认识, 他说:“理论物理的公理基础不能自实际经验提炼出来,而是要创想出来。”所以,自然观影响了科研工作者对世界的认识,更教会了研究者辩证地认识世界。自然界是辩证的,只有在科学研究中运用辩证思维的观点去认识这个世界,才能更准确、 更真实地认识整个自然界。
自然观影响了科学研究的方法。科研工作者作为研究主体,接收外界信息的能力是有限的,而客体属性是丰富多样的、无限的。因此,主体总是在某种思想、理论观点指导制约下,按照一定的理论框架有选择地获取信息材料,组织观察、调查、实验及分析综合等研究活动,探索某种客体运动、变化的规律。科学研究的结果往往取决于研究者的方法,如理论与实验、归纳与演绎、分析与综合、类比联想与猜测试验、理想化方法与模型化方法、估算与概算等等。科学的发展总是与方法的更新与发展紧密相连,相辅相成的。例如近代物理学的诞生,就得益于伽利略、牛顿等人在研究方法上的大胆创造与革新,他们把观察、实验等经验方法与数学、逻辑等理论方法有机结合起来,甚至还发明新的数学工具――微积分。这些方法上的成就不仅大大推进了物理学的进展,而且具有重大的方法论意义,为以后物理学的发展起了巨大的示范作用。现代科学的发展历程清楚地表明:科学每前进一步,都伴随着方法上的重大革新与改进。在科学研究中,科学的理论陈述和与之相应的数学、逻辑和形而上学陈述一起组成了这个整体的知识场。自然观的改变,必将对研究方法产生巨大的影响。研究者的科学文化素质不仅是科学文化知识,它还有更高的层次,这就是科学的思想与方法。知识是方法的基础,但这并不意味着知识可以自动地转化为方法。
随着自然观的改变,它仿佛打开了一道方法学上的大门:从绝对走向相对;从线性走向非线性;从精确走向模糊;从确定性走向随机性;从可逆走向不可逆;从定域论走向场论;从时空分离走向时空统一;从分析方法走向系统方法……我们开始了观察一个现象,再对其进行概括,抽象出概念,再归纳演绎、分析综合、类比联想,提出假说或模型,然后进行理论推导,最后再进行实验验证。这一个完整的科学研究过程,更清楚地表现出了理论与方法之间这种联动的关系。当代的科学研究,不仅依赖于理论的突破,也依赖于实验手段的改进,还依赖于在方法学上找到更多相应的数学工具,如非欧几何、张量分析、线性代数、群论等等。
现代科学研究方法范文第5篇
一、西药的“中药特性”和用中医药术语表征功效的意义中西药的结合，应包括两大方面，就是要对中药进行现代科学研究，同时对西药也要进行“中药特性”的研究，并用中医药术语表征其功效及使用规律，使每类药均能按两种医药学理论体系使用，各择其优，进而互相靠拢并使之结合，促进具有中国特点（中医药特点）的新医药学的建立。
1．使中药的现代科学研究工作沿着中西药结合的道路前进现代对中药所进行的科学研究，主要包括药理、化学和临床研究。药理研究，就是用现代科学的生理、生化、病理等指标表征中药的功效。这应包括中药的饮片，也包括提取有效成分的部位或单体化合物。化学研究就是弄清楚中药有效成分及其物理和化学性质，从而为控制药物质量、制剂制备、选择给药途径及保证药物效用提供依据。临床研究就是指用中药所能治疗的按西医诊断的疾病的情况。按上述方法研究的结果尤其是从中分离得到的有效化合物，往往不能再被中医按中医药理论体系进行使用了，只能为西医按西医药理论体系进行使用，也就是说，把中药变成了西药。长此下去，势必出现中药的消亡和西药的丰富与发展。例如经现代科学研究、发现黄连中的黄连素可抑制细菌，被西医用作抑菌消炎药。然因尚未研究黄连素的中药特性和用中医药术语来表征的功效，故中医不能按中医药理论体系来使用它。因此，若将黄连都用来提取黄连素，则中医将无黄连可用。这种以中药的消亡为结果的中药现代科学研究，是难于达到中西药的结合的。即使叫做结合，那也是失去了中药特征的结合。出现这种情况的最根本原因，是在于没有对中药的现代科学研究的结果，尤其是有效化合物，再进行中药特性和中医药术语表征功效的研究。如能开展此项研究，则从中药中所得到的有效化合物，将能为中医和西医两种医学体系使用，从而使中药的现代科学研究工作，沿着中西药结合的道路前进。
2．使西药吸取中药之长，更好地发挥西药的优点。中药的特性如四气五味、升降沉浮、归经等，是中药的特点和长处，它们与机体的“证”相对应，直接指导着临床用药。例如从四气中的寒热看，可与“证”对应使用，即热证用寒性药，寒证用热性药，即所谓“热者寒之，寒者热之”。再如归经，按现代观点的结核菌感染的疾患看，有肺、肾、肠、骨等结核病，按中医理论体系分析，这不同部位的疾病，属于不同归经，在选用药物时，是要考虑到的。然而西医却一概用抗痨药物。西医这种对机体疾病部位不加区分而选用药物，是因为西药无归经之说所致。如果西药的此种“归经”特性被研究确定后，则可以更有针对性地选用药物，更好地发挥治疗作用。再如抑菌消炎药的抗生素和磺胺药，都是针对致病菌而起作用的，凡为细菌感染性疾患均可考虑使用，而对机体状况、病变部位、病情等考虑较少，但按中医观点，不仅要考虑到病源，更要考虑到机体状况，从而选用相应特性和功效的药物。就急性肾炎和慢性肾炎、急性菌痢和慢性菌痢而言，尽管从西医角度看均属细菌感染性疾患，但从中医看，在急性期属实热证（或湿热证），应选用苦寒药，而在慢性期，则属虚寒证（久病必虚、虚易成寒）．是不宜选用苦寒药的。临床实践已证明，磺胺类和抗菌素类药物对急性期效果较佳，慢性期效果不佳。这已在一定程度上说明这些药物具苦寒之性味。但现在尚未深入研究它们的中药性味，而仍是同一药物施治于不同的证。这从中医药理论讲，是违反用药规律的，因此，难能更好地发挥这些西药的功效。如能对磺胺类、抗生素类的性味进行研究，确定其属性，那么，现在这种不分证地使用的情况就会改变。从而可以保留西药之优，吸取中药之长，更好地发挥作用。
3.丰富和发展中药学中药学的丰富和发展，主要应表现在两个方面，即数量的增加和质量的提高。数量的增加，这好理解。现在中药（包括草药）大约有5000种（中药大辞典收载5767种），而现在常用的西药的品种比这更多，如果能对这些西药按中药特性分别归类并用中医药术语表征其功效及使用规律，使其成为“中药”，显然可以大大丰富和发展中药学。所谓中药学质量的提高，就是经过对中药的现代科学研究，弄清其成分及各成分的物理和化学性质，同时经过药理和临床研究，确定各成分的药理和临床作用，也包括单味药（即混合物形式）的药理和临床作用。从而总结中药的特性及功效和使用规律的现代科学内容。这可包括两方面内容，就寒热性而言，在物质上，究竟哪些物质结构呈现寒性作用，哪些物质结构呈现热性作用；在生物活性上，究竟哪些现代观点的生物活性表示寒性这一特性，哪些生物活性表示热性这一特性。这样就可以从现代科学水平上，阐述中药的特性和使用规律而丰富和发展中药学。
4．促进中西药结合，进而促进中西医结合基于如上三点，有可能为促进中西药的结合创造有利条件。因为中药的现代科学研究成果之一——发现的有效化合物，能被两种医学体系使用，西药的归属分类，也能被两种医学体系使用。在此基础上，再归纳和探索中药的现代科学规律，即物质和生物活性方面的规律，从而促进中西药的结合。以药效为基础，又能反过来说明疾病的发病本质，从而促进中西医的结合。例如，中医所称的热证，一般是用寒性药物治疗，若药物的作用机理弄清了，那么，就可以说明证的本质。西医的热症，是指体温高于37℃而言；而中医的热证，不仅包括高于37℃的体温，还包括体温并不高于37℃的热证，在中医的热证中，一般用寒凉性药物，但对那些假热真寒证，却要应用甘温药，即谓甘温有时能祛大热。这样，如果对不同类型热证（或热症）所用药物的作用机理搞清楚了，那么，也就可以把中医和西医关于热证（症）的概念得以划分或统一，进而促进中西医的结合。
二、西药是否具备中药的特性和中医药学术语所表示的功能对这个问题尚未进行深入的研究，但通过对以下几个问题的分析研究，可以说，还是有一定认识基础的。
1．物质的同一性不论西药还是中药，都是由物质构成的，即由相应化合物构成，这两类药物的化合物具有以下的同一性：（1）它们大多由天然化合物或人工合成化合物构成。例如西药的利血平，是天然产物，磺胺类药物是人工合成产物，中药的绝大多数如麻黄等是天然产物，但也有人工合成的，如砒石，即为由雄黄（硫化砷AsS）炼制（氧化）而成的三氧化二砷（As2O3）．（2）就成分而言，有的为结构清楚的单体化合物，有的为结构不清楚的混合物。如西药阿托品、磺胺噻唑是结构清楚的单体化合物：巴甫洛夫合剂、三溴片等为成分结构清楚的混合物，而相当一部分格林制剂及一些天然药物如洋地黄叶、番泻叶等，其成分结构不完全清楚。而中药，尽管大多数药物的成分结构尚不清楚，如天麻、竹茹等，但也有一些成分结构清楚的，如冰片即为龙脑，相当一部分矿物药的成分结构大体清楚。（3）中药和西药都有中国产的和外国产的。如西药所使用的大黄，就是以中国产的为优，但很多现在使用的西药为国外首先研制出并生产的；中药的番红花、西洋参等都是由国外进口的，而绝大多数传统中药却是国产的。
2．生物活性的同一性不论中药还是西药，其应用对象是一致的，即都是用来治疗或预防人体的疾病，这是生物活性同一性的基础。用现代科学术语来讲；所谓生物活性，就是指药物对机体生理、生化、病理状况的影响能力。治疗疾病，就是使异常状况转变为正常。只是由于中药和西药是处于不同的医药学体系中，才具有用不同术语所表示的生物活性。随着科学研究的深入和医药学知识的积累，现在逐渐在取得共同的表示方法。例如，中药的很多苦寒药，均具抑菌消炎作用，当然，并不能由此而完全认为抑菌消炎作用即为中药特性——味苦性寒的表示方法，但起码这表现了中药的味苦性寒这一特性的一个方面，又如，很多补益类中药具有能够增强机体免疫功能的作用，这就说明，这类中药与西药的免疫增强剂具有此方面的共同生物活性。作为西药，虽然现在尚未进行其中药特性和功效的系统研究。但在临床使用中，已发现一些西药表现为中药的特性和中医药学术语所表示的功效。例如服用阿托品后，呈现颜面红赤、口干、口渴等，而这些表现是中药热性功效的一个方面，可见，在这方面来讲，阿托品表现为中药特性的热性，又如考的松，这是激素类西药，一些临床实践已经证明，它对肾阳虚病人效果较好，而对肾阴虚病人效果不好，这说明它具有中医药学术语的补肾阳的作用。可见二者具有生物活性的同一性。
3．中医具有研究西药的中药特性和功效的悠久历史现在使用的一些中药，本来并不是中国产的，它们在传入我国之前，即使作为药用，因其不具备中药特性和中医药学术语所表示的功效，也只是按西医药理论体系或民间药来使用。但在传入中国后，由中国的中医药人员加以使用和研究，逐渐总结、归纳出它们的中药特性和用中医药学术语所表示的功效，使它们能被中医按中医药理论体系使用，最后成为中药，有的并成为常用中药；例如番红花主产南欧及伊朗等地，乳香产在红海沿岸至利比亚、苏丹、土耳其等地，苏合香主产土耳其西南部，没药主产红海及阿拉伯半岛，西洋参主产美国及加拿大等地。西医在使用这些药物时，是按西医药体系来使用的，而现在它们早已是常用中药了。就是在近年，这类研究工作仍在进行，如水飞蓟，为菊科植Silybummarianum（L.）Gaertn的瘦果，原产南欧及北非．六十年代末及七十年代初，国外报道，它可治疗肝炎，并进行了化学、药理、临床的现代科学研究，表明确可治疗肝炎。我国将其引种后（主在华北、西北等地），不仅进行了现代科学的化学、药理等研究，同时进行了西医药学体系的临床研究和应用，也证明，确实对肝炎病有一定疗效，另一方面，又对其进行中医药学理论体系下的研究，经临床使用和总结，归纳出了它的一些中药特性和中医药学术语表示的功效。如“性味：苦、凉；功用：清热解毒、具保肝、利胆、保脑、抗X线用”（《全国中草药汇编》下册，人民卫生出版社（1978）125）．这样它就成了中药，可被中医按中医药理论体系使用了。总观之，过去既已把一些按西医药理论体系使用的西药，经过研究，总结和归纳出它们的中药特性和功效，那么将来一定会有更多的西药，包括天然和人工合成的单体化合物，经过研究，总结和归纳出其“中药”特性和用中医药学术语表征的功效。
三、西药的中药特性和功效研究的基本方法和途径从我国古代及现代对中药特性和中医药学术语表示功效的研究来看，其基本方法和主要途径是：对药物进行表观考察、临床效用观察及逻辑思考，进而加以总结和归纳。那么，对现代西药的中药特性和功效的研究，也应遵从此种方法和途径，具体如下：1.表现特性的考察研究中药的表观特性，如气味、颜色、质地、性状等，基本是通过直观的考察研究，总结归纳出来的，如颜色，就是人们肉眼所见之颜色：质地，就是手触、牙咬所感受的具体情况；性状究属固体、液体，是一目了然的；嗅味是用鼻嗅感知的。就是中药较突出的特性——味，在古代，开始也是由口尝而确定的。即使在近代，仍有人在实地进行中药味的考察。据报道，有人将近300种常用中药进行口尝，结果，其味与文献记载相一致者占78．6％。当然也有部分中药难辨其味者，是后来根据临床功效按中医药理论进行研究的，如有的能解表、归肺经，往往将其味归纳为辛等。如上方法，对西药的表观特性研究，也是适用的，即通过实地考察，或闻、或看、或触摸、或推导，从而赋与西药以相应的中药特性。这部分工作，对西药来讲，还是较易进行的，因为其中很多在文献上已有记载了。如黄连素，黄色结晶，味极苦，水溶度较小，这实际已使其中药表观特性具备了。
2．通过文献研究，归纳西药的中药特性和功效中药的特性和用中医药术语所表示的功效，从根本上来讲，是由临床疗效总结、归纳出来的。就中药的重要特性一一性味而言，就是这样进行的。例如秦艽，《本草衍义》云：“秦艽，《本经》谓之苦平，而《别录》加以辛及微温，以其主治风寒湿痹，必有温通性质也，然其味本苦，其功用亦治风热，而能通利二便，已非温药本色，后人且以治胃热黄疸烦渴等证，是非温性，更是彰明较著。”可见，作者倾向于此药为寒性。再如雄黄，《本草经疏》云：“雄黄，味苦平，气寒有毒，《别录》加甘、大温，甄权言辛，大毒。察其功用，应是辛苦温之药，而甘寒则非也。”对于西药，己进行了大量的药理学和临床学研究，并通过临床应用，对它们的功能、主治、毒性、副作用、禁忌等，都已积累了大量资料；根据这些文献资料进行研究，并按中医药学理论体系来分析和归纳西药的中药特性和功效，可以赋与它们相应的中药特性和中医药学术语所表示的功效，这是一种很重要的研究方法。
3.临床研究设想如下：给同一病人，按两套医药学体系进行诊断，随采用一套医药学体系进行治疗，而后再按不同医药学体系进行交叉总结归纳。如先由中医作出诊断，并开具所应采用的药物，但并不让病人服用，然后再由西医进行诊断和治疗，并且让病人服用所开给的药物，然后根据服用西药后的功效进一步分析，归纳总结这些西药的相应的中药特性和功效，例如黄连素这个西药，在西医药学体系中，主要用作抑菌消炎药，治疗胃肠炎等，近年又了解它具降低血压和机体氧耗量的作用等。胃肠炎可分为急性与慢性胃肠炎，从中医药学体系来分析，急性胃肠炎系属于湿热证，用苦寒燥湿药治疗为宜，而黄连素正是对此病证疗效好，因此可以从中医药学体系认为黄连素具苦寒之性味，其功效为具清热燥湿作用。这是初步的结果分析。如果经过深入研究，发现黄连素确是如此，那么它对慢性胃肠炎就不宜使用，因为慢性胃肠炎是久病，久病易虚，虚易成寒，寒性证是不宜使用苦寒药的（配方中属另一情况）．事实上，临床上也证明，黄连素用于治疗慢性胃肠炎效果并不好。黄连素的中药特性和功效，还可从它降低血压和机体氧耗量方面作进一步分析归纳。机体内氧化作用是机体产生能量的重要生化反应，氧耗量降低，说明氧化作用减弱，能量产生减少。机体能量产主的减少，从机体来讲，应表现为寒证；从药物采讲，则表现为寒凉性。血压升高，往往属于阳亢，阳属热，故能降低阳亢型高血压的药物，应为寒凉性。如果对黄连素再进行更多方面的临床研究和总结、归纳，使得它具备中药的特性和功效，那么就可在中医药体系中使用了。
