第三章 观察和实验方法
学习目标: 一、观察方法的概念 二、科学观察的类型和特点 三、科学观察的基本原则 四、科学观察的地位和作用
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法
五、实验方法概念及其类型 六、实验的一般程序 七、科学实验的作用
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法 第一节
观察方法
一、观察方法的概念 科学观察方法是在自然发生的条件下, 有目的、有计划、有选择地对自然现象进行 考察和描述的一种方法。它是获取感性材料 的一种活动。(如:显微镜下观察标本--细 胞、细菌、微生物等)©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法
观察大都是在自然发生的条件下进 行的。所谓自然发生的条件,就是说人 们在观察时不干预自然现象,即使运用 仪器,也可保证仪器不改变自然现象的 基本形态和运动的原有进程。
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法二、科学观察的类型和特点 (一)科学观察的类型 1、从观察进行的方式看: 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。只能观察分辨5-100U左右的 点,只能听到200-2000赫兹频率范围具有一定音响的声 波。 间接观察:借助仪器或技术手段延长人的感官对 事物 进行感知和描述。可以扩大观察范围,但可能出现仪器 的干扰。可分为宏观和微观二方面。 ©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法在宏观方面,1608年伽利略能看到月亮上的“环形山 ”、木星的卫星和金星的圆缺,而今天使用直径6米 的天文望远镜,已经能观察到距地球三十亿光年的遥 远天体。至于把人们的视野扩大到二百亿光年之远的 射电天文望远镜,则把人们的观察能力提高到了更高 的程度。 在微观方面,由于光学显微镜的发明,人们观察分辨 能力提高了五百倍,能观察到0.2U的物体。而电子显 微镜的出现,则把人们的分辨能力提高了一万倍,在 理论上能够分辨0.018A°的点,比最小的原子直径( H=1.06A°)还要小。©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法
2、从观察描述的结果来看: 定性观察:用于性质和特征方面的描述。在 动植物分类学、地理学和传统生物学等学科 中运用比较广泛。如动物分类学常常要描述 动物的体形、四肢和头胸腹等形态特征,以 便进行分类。
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法定量观察:用于数量方面的观测或测量。在天 文学、物理学和技术科学中运用较为广泛。如 天文学中对遥远星球的位置、运行轨道的观察 ,技术科学中对各种物理量的定量观测等。随
着各门科学向精密科学发展,定量观察愈发显 得重要,数学方法在各个领域中的运用,也正 反映这一特点。 定性向定量的发展,是人们认识能力、观察水 平的提高。©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法
3、从观察者的空间位置来看 地面观察:观察者在地球表面上,当观察 手段还无法摆脱地球引力的作用时,在有些 领域中观察所获得的资料,就带有一定的局 限性。如对地震的观测、星球的观测等。
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法空间观察:观察者在宇宙空间,由于空间技 术的发展,遥测遥控手段的出现,设立了能 够摆脱地球引力作用的星际飞行器和避开大 气屏障的空间观测站,这种观察手段所取得 的资料,能够更客观地反映宇宙、天文、气 象和地震等情况。近年来,宇宙学、地球物 理学等学科的迅速发展,与空间观察手段的 发展有着直接的联系。
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法(二)观察的特点: 1、一切科学观察都有组织性、计划性和目的 性。 2、科学观察力求全面、系统,因而观察具有 长期性、连续性。
©2000 Prentice Hall
3、与实验相比,观察一般是在自然发生的条 件下进行的,因此对研究对象一般不具有直 接变革的作用。
第三章 观察和实验方法三、观察的基本原则 客观性原则 辩证性原则 全面性原则 目的性原则
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法客观性原则: 排除心理方面造成的错觉 排除生理原因造成的错觉 承认并发挥主体在观察中的能动作用
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法辩证性原则: 一切事物都因矛盾的推动处于流变之中。坚持 观察的辩证性原则,就是要使认识符合客观事 物本身的辩证法,不仅要看到事物的存在,同 时也要看到事物的流变,力戒孤立、静止、凝 固不变的形而上学观点。观察的辩证性还要求 注意观察的时间、地点、条件和范围,不能把 在特定条件下观察的结果随意延伸,应妥善处 理典型性与随机性、特殊性与普遍性的辩证关 系。
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法全面性原则 自然事物都有自己的多种规定性,质的 规定性往往隐藏在现象背后,有时更为假 象所歪曲。科学观察既要对事物进行全面 系统的考察,为科学研究提供可靠材料, 又要选择有代表性和典型性的现象进行观 察,才能获得有用的材料。应该说,仅坚 持观察的客观性原则,对于搞好观察是不 够的,还必须坚持观察的全面性和系统性 原则。
©2000 Prentice Hall
第三章 观察和实验方法
©2000 Prentice Hall