(一)科学研究
科学研究是通过调查研究、实验、试制等一系列的活动来达到认识客观事物的内在本质和运动规律的目的的活动。它在建立科研课题后通过资料的积累做相关科技信息的准备,在这个基础上提出假说、设计,并制作理想化的模型,然后采取合理的实验手段或技术手段对理论进行技术检验、结果分析,最终建立创新的理论体系和科技体系,这个过程是一个科学研究的基本过程。科学研究过程分为几个步骤:提出问题、筛选问题、确立题目、查阅资料、提出理论假说和验证理论。其中,验证结果有两种:一种是证实了,另一种是证伪了,那么证伪的情况下需要做出修正或者否定,然后在这个基础需要再验证,一直得到一个有确定性的结论,这样整个科学研究过程才算完整。
(二)科学研究方法
研究所涉及的方法(包括技术选择、数据分析等)对完整地解决一个科学问题来说是举足轻重的。科研方法,也往往被称为研究方法,是指在研究中发现新现象、新事物,提出新理论、新观点,揭示事物内在规律的工具和手段。可以说是我们人类运用智慧进行科学思维的技巧。它是人们在从事科学研究过程中不断总结提炼出来的。科研方法,它本身是一个不断变化不断影响相互转化的一个动态的发展过程。
1.实验法
实验法往往是做科学实验,它是指根据一定的研究目的和任务,利用一定的实验仪器和设备等物质手段,主动干预和控制研究对象进行发展的过程。在特定条件或者典型环境中,利用科学实验去探索客观规律,通常是我们在自然科学中运用的一些方法。其特点是重复性、可验证性和主动变革性。
2.观察法
科学研究离不开观察,尤其是离不开科学工具仪器的观察。科学观察分几个形式,如直接观察和间接观察。直接观察就是通过感官研究来获取对象信息的一种科学观察方法。间接观察就是借助精密仪器,有计划、有目的地对在自然发生状态下和认为发生条件下的事物进行系统考察和描述的研究方法。这种观察成本较低,具有全面性、客观性、辩证性和典型性的特点。但是,观察可能会受到各种因素的影响,易出现偏差。比如说受主观因素的影响,如受观察者的兴趣爱好、思维定式、知识技能和心理影响等。此外,也受客观因素的影响,比如仪器的精度和研究对象的周期性等。
3.统计法
自然科学与社会科学运用的统计法较多,主要是运用统计学的原理对研究所得的数据进行综合处理,以此来揭示事物的内在规律。统计法的特征是数量性、技术性和条件性。因此,应合理选择方向和设计方案,在此基础上进一步收集样本信息并处理统计数据,通过整理数据后发现并归纳其中的变化和规律,以得出结论。统计法有两种功能:一种是描述分析功能,通过整理出来的数据,进行加工概括,以发现资料中的数量关系和数量特征;另一种是统计推论,它的目的是在随机抽样基础上根据样本、数据推论总体的情况、变化及发展趋势等,我们通常以抽样调查数据来推论全局情况,如人口调查,性别比调查等等。但是,统计法也是有局限的,如样本的完全性与有限性之间的矛盾和参量的模糊性等。
4.测量法
很多物理学、自然科学中都必须用到的工具——测量,包括对长度、重度、温度、适度、湿度、强度、角度、程度等的测量。如今测量工具越来越丰富,从压力、压强到天平,还有激光的仪器等等,体现了技术革命的加速度发展与追求。测量要求准确、完备及互斥。每一项指标要能反映某种特征的客观变化,且与现象和本质密切相关。测量法有两个关键因素:效度和信度。工具、样本以及它的实际操作都会影响到测量的效度;测量的信度,需要我们在研究的过程中把握可靠性和一致性。
5.类比法
类比法实际上是在观察测量的基础上对不同性和共同性进行比较分析,然后得出因果之间的特定规律。我们可以将不同的对象进行归类分析,最后比较它们各自影响力的程度。类比法分为直接类比、对称类比、因果类比和综合类比。类比推理的过程中,主要体现了同中求异和异中求同,简单来讲就是相同的找不同点,不同的找共同点,不同的地方以及不同的物体去找共同点。类比法其实也是归纳演绎的一种运用。
6.逻辑法
逻辑法分为分析和综合、抽象和具体以及归纳和演绎,即基于人与自然、社会之间产生的互动,在思维领域上有更加深入的活动。
6.1分析与综合法(www.xing528.com)
分析法是将研究对象的整体分为各个部分,把复杂事物分解为简单的部分、单位、环节、要素并分析研究,从而揭示出对象的属性和本质的科研方法。我们在生活中也常会运用到,如分析某种东西所含哪些元素。在研究中,我们为了更深入地认识这种事物也常会采用这种分析法,通过层层剖析,在我们原本对它认知不全、概念模糊的基础上,可以达到对其构成有清晰的认识、对其功效有准确的判断以及对其功能的掌握程度。综合法却恰好相反,它是将各个局部综合成一个复杂的统一体。是从已知到未知,从局部到全部的逻辑过程。分析和综合两者是对立统一、互相依存的,但也是可以互相转化的。
6.2抽象与具体法
抽象和具体是哲学里面的一种思维概念,在实际中也经常使用。举个例子,当小学生学习新的知识,只告诉他定义概念,他理解有一定困难,但是给他举一些生活中的例子,启发他的感性认识,让感性认识来帮助理解理性认识,他会更容易接受。抽象法就是从具体的东西的表征中抽取固有的本质特征,然后达到对研究对象的规律性的认识。抽象的过程是从感性的具体认识上升到理性的抽象认识,然后再从理性的抽象认识上升到思维的抽象规定。具体法是将抽象的事物物化成具体的事物,具有多样性、统一性的特点。抽象与具体法可以相互转化。
6.3归纳与演绎法
在科研中也常会用到归纳和演绎法。归纳法是对特定的经验事实和感性材料进行概括和总结,并从中抽象出一般的公式原理和结论的方法,即个别到一般的逻辑方法。但归纳法受条件的限制,可能会受到样本的全面性约束。所以,科学的归纳法应做出相关防范,注意不能忽视差异性,也不能以偏概全。演绎法是从已知的公理、原理、定理、法则、概念出发,从而推论出新的结论的科研方法。与归纳法相反,演绎法是从一般到个别的逻辑推理方法。逻辑法的应用是有条件的:运用正确的公理、真实可靠和逻辑联系正确等,所以演绎法需要我们运用其他科研方法来辅助完成。
7.系统法
早在20世纪30年代贝塔朗非就提出了系统法,它是由相互联系、相互依赖、相互作用的若干部分按一定条件组成的具有特定功能的有机整体。系统法的基本特征为整体性、局部性、功能性、结构性和互动性,这就需要我们用整体的思维去把握对象、看问题;用分解的方法了解每个结构的部分;用协调的方法对各个部分之间的相互关系做出认知;用最优化和模型化的原则来对整个系统进行认知或者进行设定。具体实施系统法时应注意对系统的结构及其功能进行分析,根据系统内部运转的原则进行设计以实现整体的功能、经过调试和优化程序使整体系统有效运行,保证系统与系统外的维护与互动等。这才是系统法的完整过程。系统法在各个学科的研究中都扮演着重要的角色。
8.信息法
通过信息法来传递信号的计算机可以实现远层与近层之间的信息交换功能。信息法是指用通信系统对特定内容进行识别、处理、传输和检测并传递转化的过程。它通过对信息流程的分析和处理,实现对某个复杂系统运用过程的内部规律性的认识,起到了功能抽象、科学预测和结构探悉的作用。
9.控制法
控制法是通过自然形成和人工研制的、有组织的调控系统达到有效调控内外运行状态稳定的方法。由失控系统、被控系统以及他们之间的信息通道组成整个系统结构。此法常被用于功能模拟和人机结合,如通信中运用的人机对话系统、机器人的控制系统都是通过控制法来实现的。
(三)科学研究方法运用实例
结合以上方法,举个例子,要写一篇Meta分析的文章,基本步骤大致可以分为:(1)明确研究目的,制订研究计划;(2)建立检索策略,收集所有相关的研究文献和资料;(3)制定文献的纳入和排除标准;(4)资料选择和提取,包括原文的结果数据、图表等;(5)各次试验的质量评估和特征描述;(6)资料的统计学分析;(7)敏感性分析;(8)结果解释、做出结论及评价;(9)维护和更新资料。其中,完成一个完整的Meta分析文献检索主要有六个步骤:明确检索问题并将问题转为PICOS模式,确定检索数据库,确定检索词,编写检索策略、检索并修正,实施检索,获取原始研究。[我们主要检索Medline(via PubMed)、Embase、Cochrane library三个数据库,Medline包含了约有4800种生物医学期刊,内容涉及医学、护理、健康保健等多个学科,其收录以北美文献为主。Embase从1974年起收录了4550余种的医药期刊,涵盖的研究领域包括药学、临床医学、基础医学、预防医学等等,其收录以欧洲、亚洲文献为主。而Cochrane library则是Cochrane协作网的主要产品,它汇集了关于医疗保健治疗和干预有效性的研究,其收录的文献都具有较高的质量。]综合这三个数据库,我们就可以比较完整的查找出所有的网络上公开发布的文献。
查漏的流程也和上述的前期工作类似,[首先我们主要检索Medline(via PubMed)、Embase、Cochrane library三个数据库,Medline包含了约有4800种生物医学期刊,内容涉及医学、护理、健康保健等多个学科,其收录以北美文献为主。Embase从1974年起收录了4550余种的医药期刊,涵盖的研究领域包括药学、临床医学、基础医学、预防医学等等,其收录以欧洲、亚洲文献为主。而Cochrane library则是Cochrane协作网的主要产品,它汇集了关于医疗保健治疗和干预有效性的研究,其收录的文献都具有较高的质量。]
综合这三个数据库,我们就可以比较完整的查找出所有的网络上公开发布的文献。其次,将研究的问题转化为PICOS模式(P:患病人群;I:干预措施或暴露因素;C:比较因素;O:研究结果;S:研究类型),对每个因素进行设定,缩小检索范围。如PICOS分解 “锻炼能预防或治疗儿童或青少年的焦虑和抑郁吗?”在这里,P:儿童或青少年;I:锻炼;C:锻炼;O:患有焦虑或抑郁的风险。在实际的检索过程中,由于很少有能完全满足PICOS所有,因此我们常将重点放于P和I。制定完初步的检索策略后,我们该如何对检索策略进行优化呢?可从以下三个方面考虑:(1)检索词的同义词、近义词、相关词的扩展;(2)自由词与主题词的组合检索;(3)适当使用截词符。最后,我们可以再次通过文献追溯的方法查找可能漏检的文献,这里我们可以通过查阅与检索主题相关的最新综述或者类似的Meta分析,以获取在检索过程中可能漏掉的文献。至此,我们即查找了所有相关的研究,导出结果到Endnote,并加以管理,最终获取全文,则完成了整个文献检索过程。通过查漏这一环节,可以保证后续数据的有效性,并能够及时补充或完善实验设计,提高文章撰写的合理性。而科技方法(实验技术),它可能主要是在实验方法的层面、数理方法的层面和现代方法的层面都有综合的运用。
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