科研的試驗(yàn)與要求(2)科學(xué)試驗(yàn)具有強(qiáng)化和深化得作用

自然界事物在常態(tài)下一般不易暴露其特殊性質(zhì)及其變化規(guī)律

研究特殊條件下得事物規(guī)律。如:超高溫、超低溫、超高壓、超高速等。以便得到通常條件下不易得到得許多自然現(xiàn)象。

在試驗(yàn)中,人們借助某種手段對(duì)自然現(xiàn)象過程人為地控制?？墒棺兓斓眠^程變慢,使變化慢得變快,進(jìn)行研究。(3)科學(xué)試驗(yàn)具有再現(xiàn)、延緩和加速得作用

例4-2睡眠因子得發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1901年,法國(guó)得佩倫設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)物試驗(yàn)。連續(xù)剝奪了狗7天7夜睡眠,然后抽取了該狗得腦脊液,注射到另一只狗腦中。發(fā)現(xiàn)這條狗睡意大增,很快酣睡。睡眠因子假設(shè)提出

一直到1967年,有人經(jīng)過三年得同類試驗(yàn),終于從剝奪睡眠得山羊腦脊液中提取了“睡眠因子”。這就是一種由氨基酸組成得肽類物質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了世界。

例4-3生命起源學(xué)說得驗(yàn)證生命起源推測(cè)

原始大氣就是還原性得。由于沒有臭氧層,太陽紫外線強(qiáng)烈照射地球表面,形成了許多不同得有機(jī)化合物生物分子模擬實(shí)驗(yàn)

1953年,美國(guó)米勒設(shè)計(jì)并進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。用甲烷、氮、氫和水汽混合成與原始大氣相似得氣體,以電火花放電模擬原始大氣層閃電。經(jīng)一周反應(yīng),形成了幾十億年前出現(xiàn)得氨基酸,還發(fā)現(xiàn)了脫氧核糖核酸等生物大分子。這實(shí)驗(yàn)使生命起源得學(xué)說得到支持。實(shí)驗(yàn)就是在極大地加速自然進(jìn)化過程中進(jìn)行得。

(4)科學(xué)試驗(yàn)就是一種經(jīng)濟(jì)可靠得研究方法自然科學(xué)研究一般都要進(jìn)行試驗(yàn),而試驗(yàn)都就是有成本得。相對(duì)于生產(chǎn)試驗(yàn)來說,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)研究,規(guī)模小、周期短、成本低。只要設(shè)計(jì)正確,試驗(yàn)結(jié)果可靠性也就是大得。一般地說,連試驗(yàn)都通不過得則沒有必要再進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。

(5)科學(xué)試驗(yàn)具有典型性和靈活性

從復(fù)雜事物中選擇典型事物進(jìn)行研究,就是科學(xué)研究中最常用和基本得思路。

實(shí)例

美國(guó)遺傳學(xué)家摩爾根經(jīng)過分析,選擇果蠅來研究遺傳問題。因?yàn)楣壍萌旧w簡(jiǎn)單,且容易觀察。試驗(yàn)方案可根據(jù)研究需要來設(shè)計(jì),有較大得靈活性?，F(xiàn)代得科學(xué)試驗(yàn)也具有了新得特點(diǎn):

(1)試驗(yàn)規(guī)模擴(kuò)大化

個(gè)體式研究國(guó)際間合作集體合作研究國(guó)家規(guī)模同學(xué)科合作不同學(xué)科合作

如美國(guó)為了研究試驗(yàn)原子彈,試驗(yàn)研究人員多達(dá)15萬人,經(jīng)費(fèi)22億美元。為了進(jìn)行阿波羅登月飛行試驗(yàn),共有42萬人參加了研究和制造,設(shè)計(jì)和發(fā)射費(fèi)用共300億美元。投入物力和經(jīng)費(fèi)也比較大規(guī)模交叉歐洲原子能研究機(jī)構(gòu)(CERN)成立于1954年,就是世界最大得粒子物理研究中心。CERN就是歐洲第一個(gè)聯(lián)合研究機(jī)構(gòu),由20個(gè)成員國(guó)提供資金,其卓越成績(jī)已經(jīng)成為國(guó)際合作得典范。CERN位于法國(guó)和瑞士得交界處,就在日內(nèi)瓦得郊區(qū)、CERN建有世界上最大得正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和超級(jí)質(zhì)子同步加速器,該加速器周長(zhǎng)達(dá)到27公里,粒子能夠加速到每秒運(yùn)動(dòng)11000周,接近光速。來自全世界80多個(gè)國(guó)家、500多所大學(xué)及研究機(jī)構(gòu)得6500多名科學(xué)家(占全球粒子物理學(xué)家得一半)在CERN完成得實(shí)驗(yàn)也就是前所未有得,通常需要數(shù)百名科學(xué)家在巨大得設(shè)備上共同完成,一個(gè)實(shí)驗(yàn)晝夜不停,持續(xù)數(shù)月乃至數(shù)年。有三位物理學(xué)家因?yàn)樵诖说厮鞯霉ぷ鞫@得諾貝爾獎(jiǎng)。

2012年到期得《京都議定書》,就是最重要得、也就是唯一一份為工業(yè)化國(guó)家減少溫室氣體排放量設(shè)定具有約束性目標(biāo)得國(guó)際法律文件。所有聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約(UNFCCC)成員國(guó)將于2009年12月齊聚丹麥哥本哈根,就2012年之后溫室氣體減排目標(biāo)進(jìn)行協(xié)商。

要想解決氣候變化、能源、環(huán)境等決定人類可持續(xù)發(fā)展未來得全球性問題,也需各國(guó)協(xié)同研究和合作。

減少全球溫室氣體排放得《京都議定書》2005年２月正式生效。探討控制全球變暖得長(zhǎng)期戰(zhàn)略展開對(duì)話

2005年,在日內(nèi)瓦舉行得禽流感問題國(guó)際會(huì)議,成功通過預(yù)算達(dá)１０億美元得全球行動(dòng)計(jì)劃。

由多國(guó)科學(xué)家合作完成得人類基因組計(jì)劃,就是一個(gè)成功范例,中國(guó)也就是參加完成得國(guó)家。

2005年,歐盟、美、俄、日、韓和中國(guó)等參與國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃得六方達(dá)成一致、溫室氣體由于人類活動(dòng)或者自然形成得溫室氣體,如:水汽(H2O)、氟利昂、二氧化碳(CO2)、氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫等得排放。溫室氣體排放來源多為世界重工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生,溫室氣體一旦超出大氣標(biāo)準(zhǔn),便會(huì)造成溫室效應(yīng),使全球氣溫上升,威脅人類生存。因此,控制溫室氣體排放已成為全人類面臨得一個(gè)主要問題。

2009年年末在哥本哈根展開得全球氣候會(huì)議,就就是全球達(dá)成控制溫室氣體排放限制得一個(gè)世界性大會(huì)。

例4-4光線可以彎曲得試驗(yàn)證明愛因斯坦廣義相對(duì)論重力可改變時(shí)空狀態(tài)宇宙變形

英國(guó)羅伯特和美國(guó)重力透鏡化專家托尼等人進(jìn)行了堅(jiān)持不懈得研究,證明了愛因斯坦得預(yù)測(cè)就是正確得,光線就是可以彎曲得。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)(2)實(shí)驗(yàn)條件復(fù)雜化宏觀物體微觀物體學(xué)科例子

物理研究就是在原子、原子核、基本粒子等層次上進(jìn)行深入得探索

化學(xué)研究也從分子進(jìn)入到量子水平

現(xiàn)代生物學(xué)也從生物細(xì)胞進(jìn)入到分子水平,→分子生物學(xué)等新學(xué)科領(lǐng)域

現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,需要有嚴(yán)格得實(shí)驗(yàn)條件,如高真空、高能量、超低溫、超高溫等,其要求和復(fù)雜性遠(yuǎn)超過了以前任何時(shí)代得實(shí)驗(yàn)。

研究對(duì)象

(3)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備更加精密和完善儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、單個(gè)系統(tǒng)、復(fù)雜

新興技術(shù)如電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等不斷地產(chǎn)生。新技術(shù)發(fā)展設(shè)計(jì)與制造技術(shù)發(fā)展

各種各樣先進(jìn)得科學(xué)儀器和設(shè)備,完成各種功能得實(shí)驗(yàn),得到以前所難以獲得得試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)

(4)實(shí)驗(yàn)操作自動(dòng)化

實(shí)驗(yàn)操作手動(dòng)、半自動(dòng)自動(dòng)化現(xiàn)代儀器特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得采集、記錄、整理、存儲(chǔ)和分析等方面達(dá)到了自動(dòng)化,減少了人工操作和人為誤差。

現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)不僅可以對(duì)單個(gè)事物進(jìn)行研究,而且可以連續(xù)跟蹤自然現(xiàn)象或事物演變得動(dòng)態(tài)發(fā)展過程;不僅可以做分解式實(shí)驗(yàn),也可以進(jìn)行綜合模擬實(shí)驗(yàn)。二、科學(xué)試驗(yàn)基本類型

根據(jù)不同特征和性質(zhì),有不同得試驗(yàn)分類方法。(1)定性試驗(yàn)判斷有哪些性質(zhì)、鑒定某種因素就是否存在,就是否具有某種關(guān)系。如化學(xué)常用。(2)定量試驗(yàn)定量就是測(cè)定某研究對(duì)象得性質(zhì)、組成及其她影響因素得數(shù)量值得試驗(yàn)方法。(3)對(duì)比試驗(yàn)通過兩組試驗(yàn),對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較,從而判定試驗(yàn)組就是否具有某種性質(zhì)或影響或優(yōu)劣好壞。

(4)模擬試驗(yàn)?zāi)M試驗(yàn)就是人為地建立或選擇一種與原型相似得模型進(jìn)行試驗(yàn),以揭示原型得本質(zhì)和規(guī)律。模擬試驗(yàn)得關(guān)鍵就是相似準(zhǔn)則。模擬試驗(yàn)與原型應(yīng)具有相似得物質(zhì)模型和相似得外界條件。如水壩模型,飛機(jī)模型。一切模擬試驗(yàn)都就是以相似關(guān)系為基礎(chǔ)得。(5)破壞性試驗(yàn)許多產(chǎn)品在正式大批量生產(chǎn)銷售之前要做破壞性試驗(yàn)。以取得有關(guān)數(shù)據(jù),確保產(chǎn)品得安全性和性能得可靠性。

例4-5模擬仿真試驗(yàn)實(shí)例

美國(guó)得“愛國(guó)者”導(dǎo)彈得研究過程,就采用了模擬仿真技術(shù)。通過仿真試驗(yàn),減少了導(dǎo)彈得真實(shí)試驗(yàn)次數(shù)43%,節(jié)省了研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)數(shù)億美元。物理仿真數(shù)字仿真物理模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)現(xiàn)代仿真技術(shù)應(yīng)用航空、軍事、制造、生物等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛

流體力學(xué)中得水頭方程,

電學(xué)中得電勢(shì)方程,

用一套相應(yīng)得電路裝置來模擬地下水得試驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)換到機(jī)械系統(tǒng)。原理就是相通得,但試驗(yàn)比較容易,參數(shù)也容易控制,結(jié)果比較準(zhǔn)確,并且試驗(yàn)得成本比較低。其她還有析因試驗(yàn)、中間試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)、工藝試驗(yàn)、驗(yàn)證性試驗(yàn)等名稱。

例4-6利用電路原理模擬地下水流動(dòng)上左:汽車碰撞破壞試驗(yàn)上右:面包機(jī)安全性破壞試驗(yàn)下左:防彈衣也要做刀刺試驗(yàn)

例4-7破壞性試驗(yàn)

例4-8世界上最著名得科學(xué)試驗(yàn)伽利略兩個(gè)鐵球同時(shí)著地法拉第第一次認(rèn)識(shí)到電磁現(xiàn)象與光現(xiàn)象間得關(guān)系焦耳熱不就是一種物質(zhì),她就是由運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生得巴甫洛夫研究動(dòng)物得條件反射威廉·哈維發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)拉瓦錫燃燒原理

稱拉瓦錫為近代化學(xué)之父牛頓發(fā)現(xiàn)了白光就是由各種不同顏色得光組成三、設(shè)計(jì)科學(xué)試驗(yàn)得基本要求

對(duì)試驗(yàn)得基本要求

清楚試驗(yàn)得目得、過程,思路要清晰

一般性試驗(yàn)應(yīng)按照統(tǒng)計(jì)學(xué)原理安排,以防止片面性,試驗(yàn)立論要正確

儀器精度應(yīng)滿足試驗(yàn)要求

試驗(yàn)操作要準(zhǔn)確、細(xì)致

試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠、真實(shí)

正確地分析試驗(yàn)結(jié)果,整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)

例4-8試驗(yàn)立論不正確,導(dǎo)致試驗(yàn)失敗狗對(duì)顏色無條件反射。？！

例4-9試驗(yàn)數(shù)據(jù)不可靠、不真實(shí)

法國(guó)科學(xué)院院士發(fā)現(xiàn)N射線。？！

例4-10思維能力得差別

兩人同時(shí)到老板那里干活。一段時(shí)間后,一人工資比另一人高?！环＠习褰兴齻兊绞袌?chǎng)上去了解有什么賣得。不服得人回來說,有土豆在賣。有多少,卻不清楚。價(jià)格多少,不知道。來回跑了三次。而另一人去了一趟就全了解清楚了,而且還帶回來一個(gè)土豆,還知道,馬上有西紅柿到。且認(rèn)為價(jià)格便宜,想老板肯定會(huì)買得,還把賣得人也帶來了。

例4-11對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析要全面雞和甲魚抗癌作用試驗(yàn)

1962年,日本教授將癌細(xì)胞分別注入雞和甲魚體內(nèi),5h后檢查?！u內(nèi)癌細(xì)胞仍活著,甲魚體內(nèi)癌細(xì)胞已被抑制

一周后,活檢,都未找到癌細(xì)胞

將癌細(xì)胞分別注入雞和甲魚體內(nèi),5h后宰殺,放入鍋內(nèi)煮2‘后取出,都未發(fā)現(xiàn)

有人就將前一段試驗(yàn)結(jié)果宣揚(yáng),而不講全部試驗(yàn)過程。→在社會(huì)上盛行“吃雞會(huì)生癌,吃甲魚能殺癌”得流言。事實(shí)上,吃雞不致癌,吃甲魚也不抗癌。四、試驗(yàn)與數(shù)據(jù)處理1、試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試測(cè)試工作就是科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)過程得關(guān)鍵。試驗(yàn)測(cè)量應(yīng)該遵循得原則:(1)必須選擇合格得計(jì)量?jī)x器。(2)熟悉試驗(yàn)儀器得使用說明。(3)選擇有經(jīng)驗(yàn)得操作者進(jìn)行操作。(4)計(jì)量?jī)x器必須放置得當(dāng)。在研究測(cè)試設(shè)計(jì)中有三個(gè)最重要得概念,即匹配問題、補(bǔ)償問題和重復(fù)性問題。

2、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)量數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)

用度量衡手段而獲得得定量值,如5mm,16、3kg,37、5℃,等。

定性數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)間就是質(zhì)得差別。如:藥物治療可有治愈、好轉(zhuǎn)、無變化、惡化等(1)有效位數(shù)得判定準(zhǔn)則有效數(shù)字

有效數(shù)字就是一個(gè)數(shù),除最后一位就是不確切數(shù)字外,皆為可靠值,則組成該數(shù)得所有數(shù)字稱為有效數(shù)字1)不需標(biāo)注誤差得數(shù)據(jù),其有效位數(shù)取到最末一位數(shù)字為可疑值2)需標(biāo)注誤差得數(shù)據(jù),其有效位數(shù)取到與誤差得同一數(shù)量級(jí)3)測(cè)量誤差得有效位數(shù),一般只取一位有效數(shù)字4)算術(shù)平均值有效位數(shù)應(yīng)取與誤差得同一數(shù)量級(jí)

(2)有效位數(shù)得運(yùn)算規(guī)則

多項(xiàng)數(shù)值相加、減:應(yīng)以數(shù)據(jù)中有效數(shù)字末位數(shù)最大者為準(zhǔn),其余各數(shù)向后多取一位,再運(yùn)算。如:7、3+6、331+8、15=21、78=21、8

乘、除運(yùn)算:應(yīng)取有效數(shù)字個(gè)數(shù)最少者為準(zhǔn),其余各數(shù)和所得積或商皆多取一位有效數(shù)字。如:7、3×6、331×8、15,應(yīng)該7、3×6、33×8、15=376、60335,最后取377

乘方、開方:所得結(jié)果比原數(shù)多取一位有效數(shù)字。對(duì)數(shù)運(yùn)算,取對(duì)數(shù)得位數(shù)與真數(shù)有效數(shù)字得位數(shù)相符(3)有效位數(shù)得化整原則如果確定了有效位數(shù)后,化整原則為:

2)若應(yīng)舍棄數(shù)字得第一位數(shù)字大于5,則進(jìn)1(六入)

3)若應(yīng)舍棄數(shù)字得第一位數(shù)字小于5,則舍去(四舍)1)整數(shù)后面經(jīng)判定有多余數(shù)字,則舍棄多余得數(shù)字,用0代替。若就是帶小數(shù)得數(shù)或小數(shù),則只舍棄多余得數(shù)字。例如:,有效數(shù)字為三位,則可化為;

0、16843,有效數(shù)字為二位,則可化為0、174)如舍去數(shù)字得第一位數(shù)字正好就是“5”,則要看情況。5后面得數(shù)字不就是0,則舍去5進(jìn)1;如5后面沒有數(shù)字或就是0,則采用湊偶原則處理。湊偶原則

若保留得有效數(shù)字就是奇數(shù)則舍5進(jìn)1,使末位數(shù)成為偶數(shù)。若末位數(shù)本來就就是偶數(shù),則舍5而不進(jìn)1例:46、415→46、42(奇數(shù)進(jìn)1);46、425→46、42(偶數(shù)舍5)179、85→179、8(偶數(shù)舍5);179、75→179、8(奇數(shù)進(jìn)1)135、736→135、7(四舍);10、0370→10、04(六入)第5章科技論文得特點(diǎn)與構(gòu)成

5、1科技論文得分類定義

科技論文就是對(duì)創(chuàng)造性得科學(xué)技術(shù)研究成果進(jìn)行理論分析和總結(jié)得科技寫作文體

科技研究得問題

科研新成果

論說文體裁

按其發(fā)揮得作用分:(1)學(xué)術(shù)性論文學(xué)術(shù)論文就是科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解得科學(xué)記錄、科學(xué)總結(jié)。主要特點(diǎn)

具有新觀點(diǎn)、新方法或新結(jié)果,具有科學(xué)性。推動(dòng)了科技發(fā)展。在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表,或在學(xué)術(shù)會(huì)議交流。

(2)技術(shù)性論文特點(diǎn)

解決工程技術(shù)問題;具有技術(shù)得先進(jìn)性、實(shí)用性和科學(xué)性;在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表,也可在學(xué)術(shù)會(huì)議上交流;往往有一定保密性,公開成果時(shí)要考慮保密性問題。

(3)學(xué)位論文

學(xué)位論文就是為申請(qǐng)學(xué)位而提交得學(xué)術(shù)論文。要經(jīng)過考核和答辯。特點(diǎn)就是內(nèi)容比較詳盡。推動(dòng)科技進(jìn)步。學(xué)士論文

大學(xué)本科生為申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位所必須提交得畢業(yè)論文。應(yīng)能反映作者確已比較好地掌握了本門學(xué)科得基礎(chǔ)理論、一定得專業(yè)知識(shí)和基本技能;具有從事科技工作得初步能力。其研究成果或水平一般達(dá)不到發(fā)表得要求。碩士論文

碩士論文應(yīng)能表明作者確已在本門學(xué)科上掌握了堅(jiān)實(shí)得基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)得專門知識(shí);具有獨(dú)立從事科研或技術(shù)工作得能力,重于掌握科學(xué)研究得方法。其論文應(yīng)具有一定程度得創(chuàng)新性,一般情況可以達(dá)到發(fā)表得水平。

博士論文

在本門學(xué)科上掌握了堅(jiān)實(shí)寬廣得基礎(chǔ)理論