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研究性学习的方法和手段有哪些?

归档日期:08-28       文本归类:化学观察      文章编辑:爱尚语录

  从观察进行的方式来看,可以分为直接观察和间接观察(又称肉眼观察和仪器观察)。

  所谓直接观察,是指凭借人们的感官直接对研究对象进行描述。随着观察工具的发展,仪器设备的出现,在观察者和观察对象之间出现了中间环节——仪器。仪器在观察方法中的使用,使人们的观察能力大了一步,由直接观察发展到了间接观察。直接观察的优点是感官能够对所观察的事物进行直接作用,可以避免由于运用中间环节——仪器所引起的误差。但是直接观察有它的局限性,它使人们只能观察分辨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。因此,由直接观察发展到间接观察,是科学技术发展的必然。

  所谓间接观察,是指借助仪器设备对研究对象进行观察。随着仪器和技术手段的发展,间接观察的范围大大向前推进了。

  在宏观方面,在1608年伽利略使用最原始的望远镜对天体进行观察,当时只能看到月亮上的“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,却能观察到距地球三十亿光年的遥远天体,使人们的视野不知扩大了多少倍。至于把人们的视野扩大到二百亿光年之远天体的射电天文望远镜,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。

  从观察描述的结果来看,可以分为定性观察(质的观察)和定量观察(量的观察)。

  所谓定性观察,是指对所观察的对象进行性质和特征方面的描述。这是观察方法最基本、最起码的要求。这种观察在动植物分类学、地理学、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、头胸腹等形态特征,以便进行分类。

  所谓定量观察,是指对观测对象的位置远近、体积大小、运动速度快慢等数量方面的观测或测量。这种观察在天文学、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、运行轨道的观察等,技术科学中对各种物理量的定量观测。随着各门科学向精密科学发展,定量观察愈益显得重要,数学方法在各个领域中的运用,也正反映这一特点。

  观察方法从定性向定量的发展,是人们认识能力、观察水平的提高。对观察事物能够作定量描述,表明了人们从认识事物的特性、特征向更深层次的本质认的发展。如人们对红橙绿青蓝紫各种颜色定性辨别的认识,发展到各种颜色是由于各种物体所吸收的光的波长不同所引起的认识,这在认识层次上是一个飞跃。

  所谓地面观察,是指观察者在地球表面上所进行的观察。当科学技术水平还没有达到一定程度,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。

  所谓空间观察,是指在宇宙空间所进行的观察。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、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关系。

  另外,观察还可以根据观察者的自觉程度分为:自发观察或被动观察、诱发观察或主动观察等等。

  实验方法和观察方法相比较所不同的是,实验方法是指人们根据一定的科学研究目的,利用科学仪器设备,在人为控制或模拟的特定条件下,排除各种干扰,对研究对象进行观察的方法。

  随着自然科学的不断进步、实验手段的日益提高,实验方法的种类也越来越多。按照科学实验方法的不同方面,可以分为许多种类型。

  ①以实验在科学研究过程中的不同作用进行分类,可以分为析因实验、判决实验、探索实验、比较(对照)实验、中间实验等。

  析因实验是指为了寻找引起某些变化或结果的原因而安排的实验。它的特点是从已知的结果中去找出未知的原因。科学史上这种例子很多。如二十世纪初,法国细菌学科尼科尔根据医院里斑疹伤寒病人经过卫生措施而没有传播这一事实断定,这种病是以体虱为媒介的,后来经过实验证实了这一推断。

  判决实验是指为了判定某种假说是否正确而安排的实验。它的特点是能够宣判这一假说的前途命运。经过这类实验,假说就可以被证实或被否定。如吴健友将钴60冷却到0.01K的情况下,排除了热运动的干扰所作的实验就是对杨振宁、李政道提出的微观粒子在弱相互作用下宇称不守恒假说的一种判决实验。

  探索实验是指创设一定的条件来达到某一目的而安排的实验。它的特点是从已知的原因来发现它将产生的未知结果。如英国科学家戴维(1778——1829)在真空中使两决冰在水的冰点上互相摩擦,结果冰融化了,证明了冰融化所要求的热是由于摩擦产生的,推翻了“热素”说。

  比较(对照)实验是指两个或两个以上的相似组群进行比较,一个是“对照”组,作为比较的标准;另一个是试验组,是进行某种试验而采取的一些措施,通过一些实验步骤,然后观察其结果,与“对照”组进行比较,得出这种措施对研究对象所产生的影响。这种方法的特点往往运用于生命科学中,如医药学中新研制的药品疗效的试验,农业科学研究中的田间试验等。

  中间实验是指在科学研究中已取得初步成效,在生产应用前必须进行的一种模拟生产条件的实验。这种实验方法一般应用于农业科学研究和工程技术试验中比较复杂、规模又比较大的研究项目,以便通过中间实验来最后确定其科研成果能否应用于生产的科学价值。

  定性实验是指为了测定研究对象的性质及其组成部分而安排的实验。其目的就是为了判定某种组成部分是否存在,或是否起作用。它的特点是回答“有没有”或者“是不是”等问题。这种实验在科学研究中经常使用。科学史上很多著名的实验都属于定性实验,如戴维用氧化二氮作麻醉剂的实验,美国科学家富兰克林揭开雷电之谜的实验等等。

  定量实验是指在测定研究对象的组成成分的基础上,进一步测定各组成成分之间的数量关系,确定含有某一组成成分的数值等实验。在化学实验中,往往不仅要了解某一化合物的化学组分,而且在此基础上还要进一步确定其各组分的含量,或者了解化学反应中各组分参与反应的消耗量,或者了解各组分的最佳配方比例等等。在物理学实验中往往要确定某一物质的物理特性,如溶点、沸点、冰点以及其他一些物理学常用数值等,这些都属于定量实验的范围。法国化学家拉瓦锡就是在大量定量实验基础上,建立氧化还原理论的。

  定性实验和定量实验虽然是不同性质的实验,但是它们之间又是不可割裂的。定性实验是定量实验的基础,只有在确定了某一物质的组成成分以后,才能进一步测定其含有的数值。同时,也只有经过定量实验,才能对这一物质的整体性质有所了解。因此,从定性实验发展到定量实验,这是认识不断深化的表现。特别当定量实验与数学方法相结合之后,它在科学技术发展过程中的作用日益突出,运用的范围也日益广泛,这是现代科学技术发展的重要特点之一。

  实验方法离不开仪器的帮助,而仪器的精密度直接影响实验的效果,这对定量实验尤为突出。定量实验的精确与否,又会直接引起研究对象性质判别上的差异。

  结构分析实验是指为了测定研究对象的空间结构状况并对其进行分析而安排的实验。它既有定性的一面,也有定量的一面。如沃森—克里克的DNA双螺旋结构的发现,苯结构的实验等等,都属于这一类。

  实验方法还可以按照实验场所的不同进行分类,如地面实验、空间实验、地下实验等。还可以按照实验对象的不同进行分类,如化学实验、物理实验、生物实验等。总之,实验方法根据其分类的标准不同可以进行多种区分。并且随着生产的发展和科学技术的进步,实验方法的种类将不断丰富。

  访谈,就是研究性交谈,是以口头形式,根据被询问者的答复搜集客观的、不带偏见的事实材料,以准确地说明样本所要代表的总体的一种方式。尤其是在研究比较复杂的问时需要向不同类型的人了解不同类型的材料。

  适用范围:访谈法收集信息资料是通过研究者与被调查对象面对面直接交谈方式实现的,具有较好的灵活性和适应性。访谈广泛适用于教育调查、求职、咨询等,既有事实的调查,也有意见的征询,更多用于个性、个别化研究。

  访谈研究法的优点:非常容易和方便可行,引导深入交谈可获得可靠有效的资料;团体访谈,不仅节省时间,而且与会者可放松心情,作较周密的思考后回答问题,相互启发影响,有利于促进问题的深入。

  访谈研究法的缺点:样本小,需要较多的人力、物力和时间,应用上受到一定限制。另外,无法控制被试受主试的种种影响(如角色特点,表情态度,交往方式等)。所以访谈法一般在调查对象较少的情况下采用,且常与问卷法、测验等结合使用。

  (1)谈话要遵循共同的标准程序,避免只凭主观印象,或谈话者和调查对象之间毫无目的、漫无边际的交谈。关键是要准备好谈话计划,包括关键问题的准确措辞以及对谈话对象所做回答的分类方法。也就是说要事先做好如下准备:①谈话进行的方式,②提问的措辞及其说明,③必要时的备用方案,④规定对调查对象所做回答的记录和分类方法。

  目前往往出现的问题是,访谈时总想跳过制定谈话计划这一步进入具体实施阶段,事先准备不充分,因而不能收到预期效果。一个不愿思考问题、不善于提出问题的人,在研究工作中是很难有成功的希望的。

  (2)访谈前尽可能收集有关被访者的材料,对其经历、个性、地位、职业、专长、兴趣等有所了解;要分析被访者能否提供有价值的材料;要考虑如何取得被访者的信任和合作。另外,在访谈时要掌握好发问的技术,善于是洞察被访者的心理变化,善于随机应变,巧妙使用直接法————开门见山,间接法等。

  (3)关于访谈所提问题,要简单明白,易于回答;提问的方式、用词的选择、问题的范围要适合被访者的知识水平和习惯;谈话内容要及时记录。记录也可以用类似下列表格整理谈线)研究者要做好访谈过程中的心理调查。如,为了使被访者留下良好的印象,要善于沟通,消除误会隔阂,形成互相信任融洽的合作关系。研究者还要注意自己的行为举止,其中关键是以诚相待,热情、谦虚、有礼貌。有时访谈的失败正是在于沟通不够。

  如有人想对师范生职业理想状况进行调查,采用访谈法。问:“你为什么报考师范?”答:“喜欢”“你爸爸妈妈支持你报考师范吗?”“支持”。“周围亲戚朋友是什么态度?”“不反对”。结果谈话进行不下去,真实材料没有收集上来。

  首先,要选择好对象。参加调查会的人数不要太多,一般参加人数以6至12人为宜;参加成员要有代表性、典型性;参加者在学历、经验、家庭背景等各方面情况尽可能相近。事先要了解一下与会者的个人问题,避免触及个人隐私而适成被动局面。

  第二,拟订好问题。问题设计要具体,如有可能,可事先发给每人发言讨论提纲,让他们事先做好准备,并约定好开会时间和地点。临开会前应追发一个通知。

  第三,要创造一个畅所俗言的气氛。座谈会要按计划进行,目的明确,中心议题要集中。视具体情况,也可根据调查课题的需要临时提出提纲上没有的问题,让与会者作答。重要的是要创造一个畅所欲言的气氛。讨论中若发生争执,如果争执有利于课题的深入,支持争执下去;争执与结论无关,要及时引导到问题中心上来。主持人一般不参加争论,以免堵塞与会者的思路。主持人应以谦虚平等的态度,诙谐亲切的语言,争取与会者的合作。

  访谈的类型:访谈的正式的,也有非正式的;有逐一采访询问,即个别访谈(individual interview),也可以开小型座谈会,进行团体访谈(group interview)。

  问卷调查是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法。研究者将所要研究的问题编制成问题表格,以邮寄方式、当面作答或者追踪访问方式填答,从而了解被试对某一现象或问题的看法和意见,所以又称问题表格法。问卷法的运用,关键在于编制问卷,选择被试和结果分析。

  问卷的设计过程,是研究者根据调查研究的目的和需要,编写问题和形成问卷的过程。编制程序包括下列步骤:

  试测,从总体样本中抽取30——50人为试测样本,以检查问卷表述的方式、项目、内容能否被受试才所理解,并求出信度、效度;

  结构型,也称为封闭式问卷,是把问题的答案事先加以限制,只允许在问卷所限制的范围内进行挑选。

  例如:“你购买××牌电扇的主要原因:①价格便宜;②保修期长;③看到电视广告宣传;④听亲朋介绍;⑤样式时髦。”这是固定应答题,对指定答案方式的回答。

  是否式:把问题可能答案列出两极端情况,从中择一,“是”与“否”,“同意”与“不同意”。

  评判式:每个问题后列有许多答案,要求被试依其重要性评定等次,所以评判式也叫排列式、编序式,是用数字表示几种答案应排列顺序。

  划记式按同意或不同意,在答案上分别作记号“√”或“×”。这是一种核对表形式。在核对表的细目中,被调查者通过选择一个提供选择的答案来回答,与选择式、评判式不同之处在于。答案在连续统计上并不代表分点,而是称名类型。

  非结构型也称开放式问卷,问卷由自由作答的问题组成,是非固定应答题。这类问卷,提出问题,不列可能答案,由被试自由陈述。就题型分析,可以是填空式的,也可以是问答式的。

  非结构型问卷往往用于以下情况:一是较深层次的问题研究。被调查者不受研究者和题目答案选择范围已界定的限制,按各自在对问题的理解回答。这种问卷能如实地反映出被调查者的态度、特征、对有关情况的了解程度以及所持看法的依据等。因此用于探讨那些只能进行描述性分析的较复杂问题,以及获得有关人士对某些问题的看法。二是在研究初期,对所研究的问题或研究的对象有关情况还不十分清楚的情况下,采用开放式问卷,来帮助研究人员设计封闭式问卷。一般做法是:在小范围内进行问卷调查,并对搜集的资料进行归纳分析。在掌握相当的资料后,再采用结构型问卷进行较大规模的调查和进行定量分析。因此,在一定意义上,开放式问卷调查正是封闭式问卷调查的基础。

  这种问答式问卷,搜集到的材料丰富、具体,往往能得到许多意想不到的很有价值的资料。由于答案不集中,材料分散,难于对答案进行横向比较,所以不易进行统计处理。

  综合型,形式一般以封闭型为主,根据需要加上若干开放性问题。也就是说,将研究者比较清楚、有把握的问题作为封闭性问题提出,而对那些调查者尚不十分明了的问题作为开放性问题放入,但数量不能过多。经调查,在积累一定材料基础上,问卷中的某些开放性问题就有可能转变为封闭性问题,这也是问题设计时常常使用的技巧。

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