科学与工程方法论—2.科学与工程的客观规律题稿.ppt

2. 科学实验 【实验程序】 结果分析： （1）如果实验得出来的结果与原有理论没有矛盾，而且与本实验开始时，所提出的任务、目的（同标值）相吻合，相一致，则这一实验就基本完成，对实验的结果就可以进行思维加工，提出假说并再次验证，最终升为理论。 （2） 如果实验的结果与原有理论相矛盾，或者与目标值不一致，就要寻找矛盾的原因： 一般来说： a. 要么是原有理论是错误的； b. 要么是实验原理的错误； c.要么是仪器的误差所造成； d.要么是数据结果记录的错误； e.要么就是方法不当或者选择的实验对象有问题。 总之，是什么原因引起的矛盾，应具体实验具体分析，直至发现问题，另行确定课题，设计实验，得到验证为止。 2. 科学实验 【观察实验中的机遇】 机遇：人们在进行观察与实验的过程中，由于偶然的事件或机会，意外地发现了新的现象，并由此导致科学技术上的新发现和新突破。这种意外的发现，通常称之为机遇。它的最大特点就是意外性。 机遇与直觉的区别：机遇多指属于观察实验领域中的意外发现，而直觉则属于思维领域的偶然顿悟。不是所有的人都能抓住机遇，“在观察实验中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。” 机遇的特点：最显著的特点就是它的意外性、偶然性： ①意外性是指事物出现在人们事先不曾预料到、不在计划之中； ② 偶然性是指事物由于受某一偶然的、随机因素的激发，而导致新发现。 2. 科学实验 【观察实验中的机遇】 机遇的类型： ① 根据机遇的意外程度，我们可将机遇划分为完全意外的机遇和部分意外的机遇。 完全意外的机遇是指观察实验的目的是为了发现A，但却发现了B； 部分意外的机遇是指观察实验的目的是为了发现A，结果也现发A，但发现A的方式和场合却是意外之外，并非按原来的研究方案达到目的； ② 根据机遇所发现的内容不同，我们还可以看出： 有的机遇是发现新物质； 有的机遇是发现了物质的新特性； 还有的机遇则是发现了事物或现象之间的新联系等； 有的机遇发现了物质的新结构； 有的机遇发现了事物运动变化的新规律。 2. 科学实验 【观察实验中的机遇】 捕捉机遇的条件： ? 勤于观察实验，勇于探索新问题，碰上机遇的机会就更多。 ?留心意外之事，是发现机遇的重要条件。 ?要有必要的知识储备。知识包括：理论知识和经验知识。 ?要有较强的思维能力。思维能力包括丰富的想象能力和敏锐的判断能力。 机遇在科学研究中的作用： ? 机遇能够为新知识的增长提供重要线索，由此开辟新的研究领域，从而成为新理论的先导。 例如： 弗莱明偶然发现青霉素，导致药物化学理论的产生和发展； 巴斯德偶然发明了免疫法，导致医学免疫学理论的产生和发展； 伦琴和伯克勒尔偶然发现放射现象，导致原子核物理学理论的产生和发展。 2. 科学实验 【观察实验中的机遇】 青霉素的发现 英国圣玛利学院的细菌学家亚历山大·弗莱明1928年开始研究葡萄球菌，观察在不同条件下各种葡萄球菌的生长状况。有一次，他发现在一只培养球菌的碟子色原来生长得很好的葡萄球菌忽然消失了。这一偶然现象引起了弗莱明的深思。这是什么原因呢？他经过仔细观察后发现，原来是一些偶然落到培养基上的青霉菌在葡萄球菌的培养碟内生长起来了。碟内葡萄球菌的消失，说明青霉菌具有杀死葡萄球菌的能力。这正是弗莱明所期待已久的。 他从青霉菌中提炼出了一小瓶透明的液体，并将这种液体滴到长满葡萄球菌的培养碟内。几小时后，培养碟内的葡萄球菌全部溶化了。他又将这种液体注射到兔子身上，兔子照样生活得很好，证明这种液体对动物和人没有毒性。这种能够杀菌的物质被命名为“青霉素”。 弗莱明及其助手把这些极有价值的发现写成科学论文，发表在1929年英国的一本医学杂志上。弗莱明指出，青霉素在治疗一些由细菌引起的疾病方面是很有作用的。 弗莱明的偶然发现导致了青霉素的诞生，但是要把它实际应用于医疗上却还有一段艰难的路程。因为这种绿色霉菌所分泌的青霉素毕竟太少，而且提纯的手续又非常麻烦，大量生产时有许多困难都难以克服。所以在当时弗莱明还没有办法来解决这些实际问题。尽管这是一项十分有意义的工作，他也不得不停顿下来。青霉素在弗莱明实验室的试管里沉睡