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1、第一节第一节 观察方法观察方法一、什么是观察方法一、什么是观察方法二、科学观察的类型和特点二、科学观察的类型和特点三、科学观察的基本原则三、科学观察的基本原则四、科学观察的地位和作用四、科学观察的地位和作用第1页/共86页 科科学学观观察察，是是人人们们在在科科学学认认识识中中有有目目的的、有有意意识识地地对对事事物物和和现现象象进进行行感感知知、描描述述和和记记载载的的方方法法。所所以以它它是是获取感性材料的一种活动。获取感性材料的一种活动。观观察察大大都都是是在在自自然然发发生生的的条条件件下下进进行行的的。所所谓谓自自然然发发生生的的条条件件，就就是是说说人人们们在在观观察察时时不不干干
2、预预自自然然现现象象，即即使使运运用用仪仪器器，也也可可保保证证仪仪器器不不改改变变自自然然现现象象的的基基本本形形态态和和运运动的原有进程。动的原有进程。一、什么是观察方法第2页/共86页二、科学观察的类型和特点（一）科学观察的类型1、根据观察的手段和方法不同，可划分为直接观察和间接观察。直接观察：感官直接作用于观察对象，有直观、生动的特点，但存在很大局限性。其优点是：运用方便、最少干扰，比使用仪器更具有直接的现实性。其缺点是：对于高难度的研究对象，在一定条件下要受到感官能力的限制。如对光线只能感知波长在0.390.77微米范围的电磁波，对0.390.04微米（紫外线）、0.771000微米
3、（红外线）是感知不到的。人的耳朵只能听到频率在202万赫兹范围内的声波，对次声波、超声波是听不到的。人的感官对外界的刺激强度、变化频率以及量的精确度等方面的感受能力也是有限的。第3页/共86页二、科学观察的类型和特点 间接观察。也叫仪器观察。即人们借助于仪器借助于仪器或其它技术手段或其它技术手段间接地从外部获取感性材料的一种方法。其优点是：延长了人类的感官，扩大了感知的范扩大了感知的范围和种类，围和种类，提高了观察的精确度和反应能力，使人们对于自然界的认识能力得到了很大的提高。其缺点是：由于仪器本身的复杂性和干扰性仪器本身的复杂性和干扰性，易带来一些认识上的错觉和误会（如法国仑德洛的N射线）。
4、第4页/共86页二、科学观察的类型和特点2、根据观察的性质和内容，又可分为质的观察和量的观质的观察和量的观察。察。质的观察，亦称性质观察。即考察事物具有或不具有某种属性和特征某种属性和特征以及它与其它事物是否具有何种性具有何种性质联系质联系的一种观察方法（三棱镜：日光的赤橙黄緑青蓝紫（三棱镜：日光的赤橙黄緑青蓝紫;达达尔文尔文2020多年对数千种生物的观察）。多年对数千种生物的观察）。量的观察，即对研究对象的某些性质和特征进行某些性质和特征进行数量描述和测定数量描述和测定的一种观察方法（人体血浆人体血浆PHPH值：正常值：正常7.357.457.357.45，PHPH值值77.77.7碱中毒）
5、。碱中毒）。第5页/共86页科学观察的类型和特点（二）科学观察的特点1、它是一种感性认识活动（现象、外在属性、外部联系；内在本质、规律性）。（现象、外在属性、外部联系；内在本质、规律性）。2、它具有目的性、计划性（对象、目的、方式、途径、条件）。对象、目的、方式、途径、条件）。3、观察与实验不同，观察所考察的研究对象处于自然状态，不施加人工干预。4、观察是一种多种感官同时参与的活动。第6页/共86页三、科学观察的基本原则1、客观性原则。这一原则要求观察者必须客观的、实事求是地反映所观察到的事实，必须客观的、实事求是地反映所观察到的事实，既不能随意增减观察到的事实，又不能臆造一些不存在的事实。影
6、响观察影响观察客观性客观性的干扰因素的干扰因素大致有以下几个方面：（1）事物的非本质现象混淆了事物的本质现象。（2）环境对观察的影响。不同的观察环境会对观察结果产生一定的影响。第7页/共86页三、科学观察的基本原则（3）观察者的角度不同，会产生不同的观察结果。（4）受观察者生理或心理因素的影响（PPT 2526)。（5）观察渗透理论。所谓观察渗透理论是指在在观察中掺杂着理性因素的影响。观察中掺杂着理性因素的影响。也就是说在观察观察研究对象过程中观察者会受到原有理论、知识、经验的研究对象过程中观察者会受到原有理论、知识、经验的影响以及影响以及 对所使用的仪器原理的认识程度对所使用的仪器原理的认识
7、程度 的影响。的影响。第8页/共86页三、科学观察的基本原则受观察渗透理论的影响，一般可以从以下三方面去理解三方面去理解：（1）受先入之见的影响。所谓“先入之见”是指人们在从事观察活动之前就已在头脑中形成了关于对观察对象的某种认识或期望。（2）受观察者原有理论、知识、经验的影响。1830年德国化学家维勒发现某矿石中含有一种呈红色的金属化合物，他认为是铬Gr。同年瑞典化学家塞夫斯脱隆发现它是钒V。（3）观察仪器中蕴含着理性知识。第9页/共86页三、科学观察的基本原则2、全面性原则。所谓全面性原则是指：在观察研究对象时，从所谓全面性原则是指：在观察研究对象时，从空间空间上上讲，要讲，要观察事物的各
8、个方面、各个部分、各个层次；观察事物的各个方面、各个部分、各个层次；从从时间时间上讲，要观察上讲，要观察事物发展变化的各个阶段以及它的全事物发展变化的各个阶段以及它的全过程；过程；同时，要观察事物内部各要素之间以及该事物与同时，要观察事物内部各要素之间以及该事物与外界其它事物的外界其它事物的联系联系。3、典型性原则 所谓典型性是指在选择观察对象时要注意所谓典型性是指在选择观察对象时要注意选择那些选择那些能够集中反映一类事物的共性，能够集中反映一类事物的共性，其自然现象表现的过程其自然现象表现的过程较纯粹、最少干扰、最易于观察的事物作为观察对象。较纯粹、最少干扰、最易于观察的事物作为观察对象。4
9、、同时在观察中还要注意细心原则。第10页/共86页科学观察的客观性原则感官的错觉，尤其是已有的偏见是造成观察谬误的根源。离开了客观事物本身，是主观的反映。所谓观观察察的的客客观观性性，列宁指出，不是实例，不是枝节之论，而是自自在在之之物物本本身身。由此可见坚坚持持观观察察的的客客观观性性是是进进行行科科学学观观察察的的一一个个重重要要原原则。则。第11页/共86页第12页/共86页第13页/共86页第14页/共86页第15页/共86页第16页/共86页第17页/共86页感官的错觉实验探索发现：你的感官欺骗了你 科技之光：观察误区实验 第18页/共86页四、观察方法在科研中的作用1、它是收集科学
10、事实，形成科学认识的基础。（奥地利耳科医生巴雷尼：眩晕、眼球急速转动、耳朵灌水三者之间有必然联系。19101914半规管的生理学与病理学、前庭装置的机能实验，1914获诺贝尔生理学与医学奖）2、它是检验假说和理论的重要标准。哥白尼“日心说”、牛顿万有引力定律（理论）之后，1845年法国勒维烈预言“天王星之外有一颗行星”（假设），1846年德国加勒发现海王星。第19页/共86页“巴雷尼检验”奥地利耳科医生巴雷尼巴雷尼在临床试验中发现，许多耳科病人在用水冲洗化脓的耳朵时，常常会发生眩晕、眼球急速转动的现象，医学上叫做“眼球震颤”。但是，眩晕、眼球震颤和耳朵灌水三者究眩晕、眼球震颤和耳朵灌水三者究竟
11、有什么联系呢？竟有什么联系呢？经过反复实验，巴雷尼终于发现，用高于或低于体温的水来冲用高于或低于体温的水来冲洗耳朵都会引起病人或正常人的眩晕和眼球震颤。洗耳朵都会引起病人或正常人的眩晕和眼球震颤。由此得到启示，巴雷尼发明了一种简便易行的测试前庭机能的“热检验”方法。由于“热检验”的推广，大大促进了前庭疾病的早期诊断，人们把这人们把这个热检验称为个热检验称为“巴雷尼检验巴雷尼检验”。第20页/共86页主体在观察中的能动作用尽管人们只能在大自然给他提供的那种形式下进行研究，但是，若若否否认认主主体体在在观观察察中中的的能能动动作用，是十分错误的。作用，是十分错误的。科学观察要求提出任务、作出假设并
12、导出能与观察结果相比较的各种推论；还要组织观察的实施，选择和充实仪器装置，记录观察结果等等。不不能能认认为为观观察察者者在在自自然然现现象象面面前前纯纯粹粹是是被被动动的。的。第21页/共86页令人哭笑不得的实验贝弗里奇在其科学研究的艺术中，还描述过这样一个哭笑不得的实验：曼彻斯特市有个医生，在教学生的时候，用手指沾糖尿病人尿曼彻斯特市有个医生，在教学生的时候，用手指沾糖尿病人尿的样品来尝味。然后他要求全体学生重复这个动作。学生们勉的样品来尝味。然后他要求全体学生重复这个动作。学生们勉勉强强愁眉苦脸地照着做了，而一致同意尿是甜的。这时医生勉强强愁眉苦脸地照着做了，而一致同意尿是甜的。这时医生笑
13、着说：笑着说：“我这样做是为了教育你们我这样做是为了教育你们观察细节的重要性。观察细节的重要性。如果你们看得仔细就会注意到我伸进尿里的是如果你们看得仔细就会注意到我伸进尿里的是拇指拇指，舔的却，舔的却是是食指。食指。”第22页/共86页令人哭笑不得的实验观察中的思维是不可缺少的。但是导导致致非非客客观观观观察察结结果果的的主主观观因因素素也也是是存存在在的的。曼彻斯特市医生所做的实验中，学生们的感觉器官并没有充分发挥作用。学生们的感觉器官并没有充分发挥作用。首先是视觉，首先是视觉，没有看到由拇指到食指的变化；其其次次是是味味觉觉，并不一定真实地品尝出了糖尿病人尿的味道。这时感官为什么会失去作用
14、?主要在于学学生生的的脑脑子子里里存存在在着着先先入入之之见见的的主主观观因因素素。或者完完全全从从主主观观的的想想象象出出发发或或者者过过分分地地相相信信自自己己已已有有的的经经验验或或者者从从某某种种条条条条框框框框出出发发，都会给观察结果打上鲜明的主观印记，而使结果不可靠。所所以以马马克克思思指指出出，不不带带偏偏见见的的考考察察是是不不会会受受迷迷惑惑的的，结结果果才才有有可可能能是是客客观观的。的。第23页/共86页排除生理原因造成的错觉 为了避免主观臆想代替科学事实，必须尽力排除可能来自为了避免主观臆想代替科学事实，必须尽力排除可能来自两个方面的观察错误：两个方面的观察错误：首先，
15、要排除由生理方面原因造成的错误要排除由生理方面原因造成的错误。人们的感觉器官，不论是“眼、耳、鼻、舌身”中哪一个，都在一定的情况下有很大的局限性，因而产生错误。为了避免各种生理上造成的观察错误，一方面是加强训练，可以避免一定的错觉。更重要的是靠科学仪器来延伸和完善自己的感官。第24页/共86页排除心理方面造成的错觉在心理学史上有这样一个例子：在德国哥廷根的一次心德国哥廷根的一次心理学会议上，理学会议上，突然从门外冲进一个人，后面还有另一个人紧跟着，手里拿着枪。两个人在会场中混战一场，最后响了一枪，又一起冲了出去。从进门到出去共20秒钟。大会主席立即发下调查表，请所有到会者填写他们目击的经过。这
16、件事是预先安排、经过排演并全都录了像。这件事是预先安排、经过排演并全都录了像。当然，与会者并不知道这是一次测验。在交上来的在交上来的4040篇观察报告篇观察报告中，只有一篇在主要事实上错误少于中，只有一篇在主要事实上错误少于20%20%，有14篇观察报告中的错误在20一40之间，在25篇中错误超过了40。特别值得特别值得提的是提的是，在半数以上的报中，在半数以上的报中，1010或更多的细节纯属臆造。或更多的细节纯属臆造。所以科学观察要借助仪器所以科学观察要借助仪器坚持观察的客观性。坚持观察的客观性。第25页/共86页五、观察程序科学观察法是收集第一手材料的最基本、最常用的方法。在科学研究上，第
17、一手原始材料具有极其重要的价值，它是一切科学研究的起点，科研往往从问题开始，科研往往从问题开始，进而进行观察、调查和实验，从这个意义上讲，科学源于问科学源于问题。题。然而，由于人们的一切认识，包括产生的一切问题，归由于人们的一切认识，包括产生的一切问题，归根到底发源于观察所得到的事实，从这个意义上讲，科根到底发源于观察所得到的事实，从这个意义上讲，科学始于观察。学始于观察。科学家法拉第曾说过：“没有观察就没有科学，科学发没有观察就没有科学，科学发现诞生于仔细的观察之中。现诞生于仔细的观察之中。”第26页/共86页五、观察程序科学观察的一般过程可分为准备、实施观察、整理资料准备、实施观察、整理资
18、料三个阶段，具体步骤包括：（1）明确观察目的，（2）制订观察计划，（3）做好物质准备（上述为观察准备阶段），（4）进行实际观察，（5）整理观察资料。第27页/共86页第二节第二节 试验方法试验方法1 1、实验方法及其类型、实验方法及其类型2 2、不可无条件轻信实验数据、不可无条件轻信实验数据3 3、实验的一般程序、实验的一般程序4 4、科学实验在科学研究中的作用科学实验在科学研究中的作用同学们说说自己做过的难忘的实验同学们说说自己做过的难忘的实验第28页/共86页一、实验方法定义、特点及其类型一、实验方法定义、特点及其类型所谓实验方法是指人们根据所谓实验方法是指人们根据课题确定的目的和课题确定
19、的目的和需要需要，通过仪器和设备，人为地，通过仪器和设备，人为地变革、控制或变革、控制或模拟研究对象，模拟研究对象，在有利的条件下，获取在有利的条件下，获取科学事科学事实，实，探索研究对象的本质和规律的研究方法。探索研究对象的本质和规律的研究方法。实验与观察都是科学认识的基本方法，实验与观察都是科学认识的基本方法，但实验但实验但实验但实验方法比单纯方法比单纯方法比单纯方法比单纯 观察方法有明显的优点，观察方法有明显的优点，观察方法有明显的优点，观察方法有明显的优点，它克服它克服了单纯观察的局限性。了单纯观察的局限性。第29页/共86页一、实验方法定义、特点及其类型 实验方法的特点 1、实验方法
20、源于观察，又高于观察。2、实验方法源于生产，但高于生产。目的不同：物资财富、探索认识；内容不同：重复体劳、创造脑劳第30页/共86页一、实验方法定义、特点及其类型一、实验方法定义、特点及其类型 实验方法类型实验方法类型1、定性实验。这是确定研究对象是否具有某种属性；事物之间是否具有某种联系以及物质的定性组成的实验。2、定量实验。这是测定事物某些属性、某些因素的量的规定性或某些属性或因素之间的数量关系的实验。3、结构分析实验。即主要研究事物内部空间构成的实验。4、析因实验。即已知结果而去寻找产生这一结果的原因的实验（詹纳接种牛痘预防天花的实验）（詹纳接种牛痘预防天花的实验）5、探索性实验。即富有
21、冒险精神，勇于揭示自然界的奥秘的实验。例如：海洋探索、月球、火星等太空探索。例如：海洋探索、月球、火星等太空探索。第31页/共86页一、实验方法定义、特点及其类型6、对照实验也称比较实验。这是通过设立对照组和试验组，确定两组事物之间的异同，以揭示研究对象具有某种属性或产生于某种原因的实验。其中对照组是作为比较的标准，对照组是作为比较的标准，试验组是作为研究的对象。对照实验最基本的要求是：对照组和实验组仅在需比较的单个因素方面有对照组和实验组仅在需比较的单个因素方面有差异外，其余比较项目则应基本相同或相似，差异外，其余比较项目则应基本相同或相似，否则，就会失去意义。7、验证性实验。这是为检验某个
22、假说或某种新理论是否成立而设计的实验。8、模拟实验。即通过设计与原型相似的模型，利用模型来间接研究原型，然后再将结果类推推到原型上去的实验。第32页/共86页实验方法定义、特点及其类型模拟实验主要适用于那些规模庞大无法操作（飞机、船舶、三峡工程）或过程复杂、难以追踪（生命起源、天体的演化、生物遗传等）、或不便于直接作用于研究对象（医学上的人体实验等）的事物。模拟实验与上述7种实验相比是一种间接实验。其最大的特点是：模型要与原型在结构功能模型要与原型在结构功能上或数学形式上具有相似性。上或数学形式上具有相似性。根据原型与模型相似的关系，我们又可将模原型与模型相似的关系，我们又可将模拟实验分为拟实
23、验分为物理模拟和数学模拟物理模拟和数学模拟。第33页/共86页实验方法定义、特点及其类型（1）物理模拟，是指模型与原型的物理过程相似，即结构或功能相似。结构或功能相似。米勒实验、飞机、船舶、米勒实验、飞机、船舶、设备模型实验。设备模型实验。（2）数学模拟，是指原型与模型在数学形式上相似。数学形式上相似。例如：电流在电路中的传导与热传导例如：电流在电路中的传导与热传导规律在数学形式上具有相似性。规律在数学形式上具有相似性。第34页/共86页二、万万不可无条件无条件轻信实验数据！有一句名言是这样说的：“除了观察实验者本人，观察实验者本人，人人都会倾向于无条无条件地相信观察实验所得到的数据；件地相信
24、观察实验所得到的数据；除了假说的提出者以外，除了假说的提出者以外，人人人都会倾向于否定甚至反对新出现的假说。人都会倾向于否定甚至反对新出现的假说。”然而，科学史却提醒我们：万万不可无条件轻信实验数据！然而，科学史却提醒我们：万万不可无条件轻信实验数据！只只有对这个实验及其结果和解释进行周密的分析并使之重复显现有对这个实验及其结果和解释进行周密的分析并使之重复显现后，实验数据才能够被采纳。后，实验数据才能够被采纳。第35页/共86页密立根的弥天大谎1910年，美国物理学家罗伯特密立根进行了一项世界知名的“滴油实验”，第一次测出了氢比一个电子重1836倍。与此同时，比他更有名望的物理学家埃伦菲尔德
25、也在进行相同的实验，但没有得到相应的结果。密立根实验所得出的数据实在太漂亮了，任何一个从事过物理学实验的人都有体会，理论上计算出的数据和实验中测量出的数据，一般不会那样近似。为此，埃伦菲为此，埃伦菲尔德曾提出疑议，并由此而引发了物理学的一场论战。尔德曾提出疑议，并由此而引发了物理学的一场论战。第36页/共86页密立根的弥天大谎 密立根在论战中获胜了，还获得了科学界的最高奖赏-1923年的诺贝尔物理学奖。事隔60年后，一个偶然的发现揭穿了密立根所谓的实验结果，这个结果来自密立根的笔记和手稿，是一位史学家发现后公之于众的。密密立立根根发发表表的的5858次次观观测测结结果果，并并非非如如他他信信誓
26、誓旦旦旦旦所所说说的的那那样样是是“没没有有经经过过选选择择的的”，而而是是从从140140次次观观测测中中选选出出来来的的！他将实验的数据大动干戈，只采集那些对他有利的漂亮数据为“我”所用，对于不利的数据则一概删去。第37页/共86页密立根的弥天大谎这一发现震动了物理学界，密立根的小动作和他给出的实验结果一样漂亮！第38页/共86页三、实验方法在科研中的作用1、纯化和简化自然现象（伽利略自落）。2、强化或弱化自然现象（超固体、Hg、超真空、高能加速器）。3、加速或延缓自然过程。4、再现自然现象（米勒实验）。第39页/共86页米勒模拟实验米勒模拟实验（Millers simulated exp
27、eriment）一种模拟在原始地球还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物（特别是氨基酸），以论证生命起源的化学进化过程的实验。以论证生命起源的化学进化过程的实验。1953年由美国芝加哥大学研究生米勒（）在其导师尤利（）指导下完成，故名。第40页/共86页三、科学实验在科学研究中的作用科学实验在科学认识活动中的作用具体表现在以下几个方面：科学实验可以简化和纯化研究对象，即根据研究的目的选出和突出主要因素，舍弃选出和突出主要因素，舍弃和排除次要、偶然因素，和排除次要、偶然因素，使需要的属性或关系在简化、纯粹的形态下暴露出来，以形成准确认识。科学实验可以强化和激化研究对象，即根据研究的需要可以人为地创
28、造特殊条件，人为地创造特殊条件，改变事物存在的状态，甚至将其推向极端状改变事物存在的状态，甚至将其推向极端状态，以便显示其规律。态，以便显示其规律。第41页/共86页路易斯巴斯德（公元1822-1895年）法国微生物学家、化学家。他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。循此前进，在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面都取得了成果。英国医生李斯特并据此解决了创口感染问题。从此，整个医学迈进了细菌学时代，得到了空前的发展，人们的寿命因此而在一个世纪里延长了三十年之久。第42页/共86页科学实验在科学研究中的作用 在细菌层次上发
29、现了免疫学的基本原理之后，在细菌层次上发现了免疫学的基本原理之后，巴斯德巴斯德巴斯德巴斯德重新回重新回重新回重新回到炭疽病的防治研究上来。到炭疽病的防治研究上来。到炭疽病的防治研究上来。到炭疽病的防治研究上来。他将自己提纯出来的炭疽病菌放在他将自己提纯出来的炭疽病菌放在温热的鸡汤里培养，这样可以使病菌的毒性更快地减弱。在最温热的鸡汤里培养，这样可以使病菌的毒性更快地减弱。在最终培养出毒性极弱的疫苗，准备采用的时候，没想到遭到许多终培养出毒性极弱的疫苗，准备采用的时候，没想到遭到许多人的反对和不信任。人的反对和不信任。在实验室里进行反复试验并取得成功后，在实验室里进行反复试验并取得成功后，巴斯德
30、决定公开试验。巴斯德决定公开试验。第43页/共86页科学实验在科学研究中的作用 18811881年年5 5月月5 5日，在一大群内科医生和兽医面日，在一大群内科医生和兽医面前，巴斯德对前，巴斯德对4848只绵羊中的只绵羊中的2424只、只、3030头母牛中的头母牛中的 6 6头、两只山羊中的一只进行接种。头、两只山羊中的一只进行接种。3131日，试验主持日，试验主持人拿出了有毒的炭疽病菌液体，而且应观众的要求人拿出了有毒的炭疽病菌液体，而且应观众的要求将病菌液体剧烈摇匀。庸医们又要求增大剂量，并将病菌液体剧烈摇匀。庸医们又要求增大剂量，并交替对接种和未接种过的动物注射，以防巴斯德作交替对接种和
31、未接种过的动物注射，以防巴斯德作弊。巴斯德一一按要求做了。弊。巴斯德一一按要求做了。第44页/共86页科学实验在科学研究中的作用 一开始看到接种动物出现轻微反应，巴斯德也捏了一把汗。后来，没接种的动物一个接一个地死去，一开始看到接种动物出现轻微反应，巴斯德也捏了一把汗。后来，没接种的动物一个接一个地死去，而接过种的动物全部没问题，他才松了一口气。而接过种的动物全部没问题，他才松了一口气。结果，那些起先持怀疑态度的人全都转变了立场，巴斯德取得了巨大的胜利结果，那些起先持怀疑态度的人全都转变了立场，巴斯德取得了巨大的胜利!第45页/共86页四、实验方法的一般程序实验构思实验设计实验实施数据处理结果
32、解释第46页/共86页实验的一般程序实验构思:是实验前分析对象 构思理性方法的问题；实验设计：是根据构思方案 实现实验要素的最佳结合问题；实验实施：是将理性方法 物化为感性形态进行操作加以实现的问题；数据处理：是对实验获取的材料 进行去伪存真的整理问题；结果解释：是根据已有理论或提出新假说 对实验结果进行合理说明的问题。第47页/共86页（一）实验的构思与设计1、实验目的确定。2、确立实验原理（汤姆逊葡萄干蛋糕模型、瑟福检验）3、选择实验材料。4、选择或研制适用的仪器设备。要求仪器设备性能好、精确度高、分辨能力强、便于操作、最少干扰。第48页/共86页（一）实验的构思与设计5、选择实验类型：实
33、验方法有多种类型（8种），而每种类型的实验都有与之相与之相适应的逻辑思维方法适应的逻辑思维方法。对照实验比较方法 模拟实验类比方法 析因实验分析方法 定量实验数学方法 定性实验分析、归纳、演绎方法等。6、确定对有关实验条件的控制第49页/共86页（二）实验的实施在这一阶段，主要取决于实验者对实验仪器原理的实验者对实验仪器原理的了解程度了解程度；对仪器操作的技能，操作的对仪器操作的技能，操作的熟练程度；熟练程度；还取决于实验者的还取决于实验者的观察能力、思维能力；观察能力、思维能力；同时也取决于实验者对观察到的多种现象、过程、事实和数据的记录和描述同时也取决于实验者对观察到的多种现象、过程、事实
34、和数据的记录和描述的的准确程度；准确程度；第50页/共86页（三）对实验结果、数据的处理1、对实验数据的处理。主要运用数理统计或建立数学模型的方法，数理统计或建立数学模型的方法，根据实验的需要可把数据描绘成坐标曲线、表格、图形等形式，或者用数学式表达出来，以寻找研究对象发展、变化、运动的规律。2、对于一些系统误差和随机误差，可运用理论思维和数学工具加以分析处理，以作出准确的判断。第51页/共86页（三）对实验结果、数据的处理3、对于实验结果的处理（现象、过程、事实等），可采用文字综合描述的方法。文字描述一定要实事求是、恰当分析、不要把判断推理的成份带进去。第52页/共86页（四）对结果的理论分
35、析 如果实验得出来的结果与原有理论没有矛盾，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，（同标值）相吻合，相一致，则这一实验就基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，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。提出假说并再次验证，最终升为理论。第53页/共86页（四）对结果的理论分析 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
36、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。第54页/共86页第三节第三节 观察与实验中的观察与实验中的机遇机遇1 1、观察实验中的机遇、观察实验中的机遇 2 2、捕捉机遇的主观条件、捕捉机遇的主观条件第55页/共86页一、机遇的特点和类型1、机遇概念 所谓机遇是指人们在进行所谓机遇是指人们在进行观察与实验的过程中观察与实验的过程中，由于，由于偶然的事件或偶然的事件或机会机会，意外地发，意外地发现了新的现象现了新的现象，并由此导致，并由此导致科学技术上的新发现和新突破。
37、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。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。机遇机遇与直觉直觉是有区别的，区别的，机遇多指属于观察实验领域中的意外发现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。，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。”第56页/共86页一、机遇的特点和类型2、机遇的特点机遇最显著的特点就是它的意外性、偶然性：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；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。第57页/共86页一、机遇的特点和类型
38、3、机遇的类型：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；第58页/共86页一、机遇的特点和类型 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。第59页/共86页二、捕捉机遇的条件1、勤于观察实验，勇于探索新问题，碰上机遇的机会就
39、更多。2、留心意外之事，是发现机遇的重要条件。3、要有必要的知识储备。知识包括：理论知识和经验知识。4、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。第60页/共86页三、机遇在科学研究中的作用1 1、机遇能够、机遇能够为新知识的增长提供重要线索为新知识的增长提供重要线索，由此，由此开辟新的研究领域，从而成为新理论的先导。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。第61页/共86页青霉素的发现英国圣玛
40、利学院的细菌学家亚历山大英国圣玛利学院的细菌学家亚历山大弗莱明一九二八弗莱明一九二八年开始研究葡萄球菌，观察在不同条件下各种葡萄球菌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
41、球菌的消失，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。期待已久的。第62页/共86页青霉素的发现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”。弗莱明和他的助手把这些极有价值的发现写成科学论文，发表在一九二九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。第
42、63页/共86页青霉素的发现弗弗莱莱明明的的偶偶然然发发现现导导致致了了青青霉霉素素的的诞诞生生，但但是是要要把把它它实实际际应应用用于于医医疗疗上上却却还还有有一一段段艰艰难难的的路路程程。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。青青霉霉素素在在弗弗莱莱明实验室的试管里沉睡了十年之久。明实验室的试管里沉睡了十年之久。第64页/共86页11年后的重新发现1111年过去了，牛津大学的病理学家年过去了，牛津大学的病理学家霍华施霍华施弗洛弗洛里教授
43、里教授从书堆里找到了弗莱明从书堆里找到了弗莱明1111年前写成的论文，对这种能够年前写成的论文，对这种能够杀死多种病菌的青霉素产生了浓厚兴趣。杀死多种病菌的青霉素产生了浓厚兴趣。他认为当时青霉素未能投入生产的原因是没有依靠集体他认为当时青霉素未能投入生产的原因是没有依靠集体的力量。的力量。于是，在一次科学家的集会上，他将自己的想于是，在一次科学家的集会上，他将自己的想法告诉了大家，会上除了生物学家外，还有化学家恩斯法告诉了大家，会上除了生物学家外，还有化学家恩斯特特钱。钱。科学家们怀着对病人深切的同情开始了对青霉科学家们怀着对病人深切的同情开始了对青霉素的联合实验研究工作。素的联合实验研究工作
44、。化学家恩斯特化学家恩斯特钱用化学方法钱用化学方法从培养浓的滤液里提炼青霍素。从培养浓的滤液里提炼青霍素。第65页/共86页11年后的重新发现经经过过几几十十个个昼昼夜夜的的奋奋战战，一一种种纯纯度度很很高高的的青青霉霉素素终终于于诞诞生生了了。经经过过实实验验效效果很好。但是为了提高青霉素的产量，还必须找到更好的菌种。果很好。但是为了提高青霉素的产量，还必须找到更好的菌种。他他们们分分离离出出了了几几百百种种霉霉菌菌，最最后后终终于于从从垃垃圾圾堆堆里里的的一一块块西西瓜瓜皮皮上上分分离离出出了了第第832832号号留留菌菌苗苗株株，这这种种霉霉菌菌不不仅仅能能在在培培养养液液的的表表面面上
45、上繁繁殖殖，而而且且还还能能深深入入到到培培养养液液里里生生长长。所所以以它它的的产产量量提提高高了了两两倍倍。他他们们还还动动员员了了许许多多义义务务劳劳动动者者，搜搜集集了了一一切切可可以以利利用用的的材材料料，采采用用了了营营养养丰丰富富的的培培养养液液，开开始始了了大大规规模模生生产产，使使产产量量提提高高到到十十倍倍以以上上。短短短短的的两两年年时时间间，青青霉霉素素就就已已经经能能普普遍用于医疗上了。遍用于医疗上了。第66页/共86页1945年诺贝尔医学奖一九四五年，瑞典卡罗琳研究所决定将诺贝尔医学奖联合授予弗莱明、弗莱明、恩斯特恩斯特钱钱和弗格和弗格里里三人。理由是他们发现了青霉
46、素及其在治疗各种感染性疾病中的效果。第67页/共86页三、机遇在科学研究中的作用2、机遇能够为科学技术发明提供线索。例如，例如，从奥斯特在偶然中发现电和磁之间的联系之从奥斯特在偶然中发现电和磁之间的联系之后，后，法拉第进行了磁转化为电的研究，终于导致法拉第进行了磁转化为电的研究，终于导致18311831年年以后电子技术的迅速发展，电动机代替了蒸汽机。以后电子技术的迅速发展，电动机代替了蒸汽机。1919世纪末，人们研究成功有实用价值的发电机和电世纪末，人们研究成功有实用价值的发电机和电动机，相继建立了庞大的输电网和照明网，开创了人类动机，相继建立了庞大的输电网和照明网，开创了人类生产生活的电气化
47、时代。随着无线电技术的迅速发展，生产生活的电气化时代。随着无线电技术的迅速发展，人类进入了自动化时代。从电磁的发现到电力的发现，人类进入了自动化时代。从电磁的发现到电力的发现，生动地表明：科学上的机遇导致新的科学发现，形成新生动地表明：科学上的机遇导致新的科学发现，形成新的科学理论，导致新技术发明，引起生产的巨大发展。的科学理论，导致新技术发明，引起生产的巨大发展。第68页/共86页三、机遇在科学研究中的作用3、机遇能够加快研究进程达到预期目的如袁隆平杂交水稻研究中野生雄性不育系原种的发现史的杂交水稻研究成为现实；第69页/共86页三、机遇在科学研究中的作用4、机遇能够离开原来的方向和目的作出
48、更有价值的发现 如伦琴发现X射线，贝克勒尔发现放射性。第70页/共86页感悟机遇科学家们的经验之谈是富于启发的：“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。脑。”“有时需要离开常走的大道，潜入森林，你就肯有时需要离开常走的大道，潜入森林，你就肯定会发现前所未见的东西。定会发现前所未见的东西。”概言之，熟知理论，留心意外，勤于观察，勇于概言之，熟知理论，留心意外，勤于观察，勇于探索，探索，乃为准确捕捉机遇的真谛。乃为准确捕捉机遇的真谛。一旦抓住机遇，则理当穷追不舍，以期得到一旦抓住机遇，则理当穷追不舍，以期得到“节节外生枝外生枝”的突破性发现。的突破性发
49、现。第71页/共86页美容计划云老师:你好。在课堂上的时候初步分析了一下老师的皮肤，不油不干，所以做什么控油啊之类的就不用了。看一本书说女人20岁开始苍老，也就是说20岁过了就要懂得如何抗皱防老了。所以就总结一些抗皱养生的东西吧。香蕉牛奶蜂蜜面膜：另外给老师介绍一种简单的，就是补充维生素e，就是买来维生素胶丸弄破把里面那个比较油的液体涂在脸上等它吸收。看老师的皮肤保养得很好，所以多的就不介绍了。推荐老师多喝些花茶，美容养颜，对身体也很好。还有就是现在冬天到了，保湿润肤也很重要，给老师推荐些保湿面膜的做法。第72页/共86页 白萝卜汁敷 蜂蜜蛋黄面膜 白萝卜汁敷 材料:白萝卜,蜂蜜 做法:白萝卜
50、洗净榨汁,加入蜂蜜调匀抹在脸上,轻轻按摩,10分钟后洗净,剩余的白萝卜汁加蜂蜜内服.适用肤质:任何肤质 功效:保湿,对皮肤粗糙,色素沉着均有效果,白萝卜还有很好的减肥功效.蜂蜜蛋黄面膜 材料：鸡蛋1个，蜂蜜，牛奶，面粉适量 做法：鸡蛋打到碗中，只取蛋黄，调入蜂蜜，牛奶，面粉，搅拌均匀 用法：晚上睡前敷在脸上，20分钟后用温水洗去。功效分析：蜂蜜，蛋黄都有滋润肌肤的作用，可补充肌肤的各种养分，使肌肤细腻有光泽，尤其适合干性肌肤以及冬天或特别干燥的地区。第73页/共86页土豆蛋黄面膜 胡萝卜滋养面膜 土豆蛋黄面膜 材料：土豆1个，蛋黄1个，牛奶适量 做法：土豆洗净去皮，切成小块，榨汁，牛奶隔水稍稍