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科研的重要性及科研人员都在做什么?鲁班

科研的重要性及科研人员都在做什么?

#科学研究#科研管理工作需要较强的知识储备能力以及学习能力,所谓读万卷书行万里路,足不出户知天下大事。在校学生都很赏识自己的导师,因为不管你问什么,他们都知道并且能给你准确的解决方案。因为他们多年工作的积累,不断思考不断学习不断迎难而上。看上去光鲜亮丽的职业背后有多少心酸,医生也并不是每天按部就班就可以,每年也是需要为社会做出贡献,发布周刊、临床试验文章等。以前也幻想过自己提出一个新的理论、新的方法来解决实际应用中存在的问题,认为这样才有科研的意义。其实不然,大部分的时候科研人员的日常知识吧某个已有的方法做一点点改进,或者吧新的理论新的办法应用到其他地方,积极的找到突破。只要有进步日积月累收获的不仅仅只是经验。新冠疫情当下直接体现了科研人员的重要性,日以续日的加班加点打赢新冠战役。动用一切实验资源加急研发新冠疫苗,这都是我国科研院所、科研单位、科研人员的日复一日加班加点的功劳,以最快的速度完成临床试验,医生护士成为了第一批临床试验人员奔赴一线,新冠疫苗的出现无疑是给一线人员以及因公或因学业等前往异国的人员最好的礼物,也是科研人员为全社会交上的满意答卷!科研实验条件至关重要,有软硬件设备、医学试剂、人才等隐私。一旦一个环节出错将会产生巨大后果,不是所有人都能轻易踏入科研试验,所以对科研实验室管理直至关重要。医院将用科研实验室来开展临床试验,为病人及社会提供最优的解决方案,力争突破。

过年好

社会科学研究方法大梳理!

本文转载自【微信公众号:社科学术圈,ID:shkxquan】经微信公众号授权转载,如需转载与原文作者联系-1-社会科学的研究步骤在每一个环节都需要理论的指导。其中,在检验研究假设结束之后,需要与现有的文献对话,再次发现新问题,开始新一轮的研究过程。在这个环节之中,资料分析作为重要一环,对于社会科学的研究极为重要。-2-资料分析的方式分类教育研究包含多样化的研究方法及分类。一般情况下,按照认识论基础,研究方法可以分为定量研究、定性研究和混合研究。也有部分学者按照研究目的、手段等对研究方法进行分类。比如别敦荣和彭阳红将研究方法分为:理论思辨、经验总结、历史研究、调查研究、比较研究、数学分析、质的研究和个案研究;在国内,根据刘良华对研究方法的分类大体上有三个基本类型:实证研究(量化的、质化的)、思辨研究(又称理论研究)、实践研究(常以教育对策、教育反思、教育改革形式显现)。实证研究是基于“事实”的方式进行论证并有规范的研究设计和研究报告。陈向明指出,“研究方法”一般包含三个层面:第一,方法论,即指导研究的思想体系,其中包括基本的理论假定、原则、研究逻辑和思路等;第二,研究方法或方式,即贯穿于研究全过程的程序与操作方式;第三,具体的技术和技巧,即在研究的某一阶段使用的具体工具、手段和技巧等。文中所采取的分类是按照陈向明定义中的第三个层面为标准进行的分类。在实际的研究过程中大多数时候是以一种研究方法为主,其他为辅,交叉使用的。以下内容是介绍每一种具体的方式。那么资料搜集上来了?该如何分析呢?-3-具体的资料分析方式| 思辨分析1. 历史研究方法历史研究法是运用历史资料,按照历史发展的顺序对过去事件进行研究的方法。亦称纵向研究法,是比较研究法的一种形式。在政治学领域中,它着重对以往的政治制度、政治思想、政治文化等的研究。历史研究的目的在于解决政治制度的现状及其演变趋向。但不是断章取义地分析政治制度的现状,而是系统地研究它们以往的发展及其变迁的原因。历史研究法主要是研究政治制度的发展历史,从各种事件的关系中找到因果线索,演绎出造成制度现状的原因,推测该制度未来的变化。2. 比较研究方法比较研究法就是对物与物之间和人与人之间的相似性或相异程度的研究与判断的方法。比较研究法可以理解为是根据一定的标准,对两个或两个以上有联系的事物进行考察,寻找其异同,探求普遍规律与特殊规律的方法。按属性的数量,可分为单向比较和综合比较。按时空的区别,可分为横向比较与纵向比较。按目标的指向,可分成求同比较和求异比较。按比较的性质,可分成定性比较与定量比较。按比较的范围,可分为宏观比较和微观比较。3. 文献研究方法文献研究法主要指搜集、鉴别、整理文献,并通过对文献的研究形成对事实的科学认识的方法。文献法是一种古老而又富有生命力的科学研究方法。文献法的一般过程包括五个基本环节,分别是:提出课题或假设、研究设计、搜集文献、整理文献和进行文献综述。文献法的提出课题或假设是指依据现有的理论、事实和需要,对有关文献进行分析整理或重新归类研究的构思。研究设计首先要建立研究目标,研究目标是指使用可操作的定义方式,将课题或假设的内容设计成具体的、可以操作的、可以重复的文献研究活动,它能解决专门的问题和具有一定的意义。| 话语分析话语分析作为一种专门的学科研究对象的出现,特别是在法语领域的出现,一般来说,是语言学发展过程中,特别是自20世纪60年代末以来,必然会出现的现象。这个新领域与语言学保持着复杂的关系,而这种关系又是经济被重新定义的。话语分析作为一种活动,正如它的内涵一样,它存在的前提是:特殊对象的生成、观念系统的状态、新颖恰当的研究对象的方法论的框架系统的状态。批评话语分析(critical discourse analysis),以下简称CDA是当代语言学研究的一个新兴分支。批判话语分析的主要方法:系统功能语法分析、语篇体裁交织性分析、话语历史背景分析。例如:如果有一部有关第三世界的纪录片始终把第三世界的穷人当做及物动词性的宾语,那就必然给读者、听者留下这样的印象:穷人是被动的牺牲品,而不是斗争的参与者。例如:对何人使用何种称谓,体现着作者(讲话者)的态度。情态是人际功能的体现形式之一,主观情态反应话语生成者与陈述者的亲近性,而客观情态则模糊了个体和团体的观点。| 内容分析内容分析法:是一种对于传播内容进行客观,系统和定量的描述的研究方法。其实质是对传播内容所含信息量及其变化的分析,即由表征的有意义的词句推断出准确意义的过程。内容分析的过程是层层推理的过程。内容分析法的信度指两个或两个以上的研究者按照相同的分析维度,对同一材料进行评判结果的一致性程度,它是保证内容分析结果可靠性、客观性的重要指标。ROST content mining是一款免费的大型内容分析研究性工具平台,主要功能包括:辅助各学科进行研究,协助完成文本分析和内容分析方面的研究,凡是需要分析论文、微博、博客、论坛、网页、书籍、聊天记录、电子邮件、本地文本类格式文件、数据库中各类文本字段的学科,都可以使用本软件,分析方法目前支持:分词、字频统计、词频统计、聚类、分类、情感分析(含简单和复杂)、共现分析、同被引分析,依存分析、语义网络、社会网络、共现矩阵等分析方法。| 质性研究一种在社会科学及教育学领域常使用的研究方法,通常是相对量化研究而言。质性研究实际上并不是一种方法,而是许多不同研究方法的统称,由于他们都不属于量化研究,被归成同一类探讨。其中包含但不限于民族志研究,人类学研究,论述分析,访谈研究等。1. 民族志研究民族志,是一种写作文本,是人类学独一无二的研究方法,是建立在人群中田外野地工作基础下第一手观察和参与之上的关于习俗的撰写。民族志内容主要为相关人的访问内容、档案记录的检视、与衡量与访问内容的可信度,从此内容,可找出特定团体与组织之间的关联,并为关心大众以及专业的同行撰写整个故事的来龙去脉。而民族志学家则记录人们的日常生活。研究的焦点放在人类思想和行为中较可预测的型态上。为了真实纪录,1930年代后,民族志的产生通常需要相当冗长时间的实际体验。2. 口述史研究口述史亦称口碑史学。口述史在国际上是一门专门学科,即以搜集和使用口头史料来研究历史的一种方法,或由此形成的一种历史研究方法学科分支。1948年,美国哥伦比亚大学的艾伦内文斯(Allan Nevins)教授在该校创立了口述史研究中心,第一次使用了“口述史”这个概念。标志着现代口述史学术领域的成立口述历史是通过有准备、以音像设备为工具的采访,记述人们口述所得的具有保存价值和尚未得到过的原始资料。3. 行动研究行动研究是一种适合于广大教育实际工作者的研究方法。它既是一种方法技术,也是一种新的科研理念、研究类型。行动研究是从实际工作需要中寻找课题,在实际工作过程中进行研究,由实际工作者与研究者共同参与,使研究成果为实际工作者理解、掌握和应用,从而达到解决问题,改变社会行为的目的的研究方法。它是一种行动研究理论与实践相结合,在于资料收集、合作探讨、自我反省、多方总结最后解决问题的方法;一种主题明确、思路清晰的解决问题的方法。4. 扎根理论研究扎根理论研究法是由哥伦比亚大学的AnselmStrauss和BarneyGlaser两位学者共同发展出来的一种研究方法。是运用系统化的程序,针对某一现象来发展并归纳式地引导出扎根的理论的一种定性研究方法。5. 个案研究个案研究(case study)也称个案调查。对某一特定个体、单位、现象或主题的研究。这类研究广泛收集有关资料,详细了解、整理和分析研究对象产生与发展的过程、内在与外在因素及其相互关系,以形成对有关问题深入全面的认识和结论。个案研究的单位可以是个人、群体、组织、事件或者某一类问题,由此而产生人员研究个案,各生活单位或社会团体个案、传播媒介个案,以及各种社会问题个案等。6. 文本分析从文本的表层深入到文本的深层,从而发现那些不能为普通阅读所把握的深层意义。新批评细读法“新批评”细读法不是一种自我感兴趣的印象式批评,而是一种“细致的诠释”,是对作品作详尽分析和解释的批评方式。其操作过程大致分为以下三个步骤:首先是了解词义,然后是理解语境,再次是把握修辞特点。叙述学分析法叙述是人类社会性活动中的一个重要部分。“叙述学”分析法,主要是故事分析(包括故事序列分析,故事类型分析等等),与叙述视角分析(包括叙述者的人称、位置、可信度;叙述者的声音、叙述的速度等)。| 社会网络分析社会网络分析用于描述和测量行动者之间的关系或通过这些关系流动的各种有形或无形的东西,如信息、资源等。根据分析的着眼点不同,社会网络分析可以分为两种基本视角:关系取向和位置取向。关系取向关注行动者之间的社会性粘着关系,通过社会联结本身——如密度、强度、对称性、规模等——来说明特定的行为和过程。位置取向则关注存在于行动者之间的、且在结构上相处于相等地位的社会关系的模式化(patterning),它讨论的是两个或以上的行动者和第三方之间的关系所折射出来的社会结构,强调用“结构等效”来理解人类行为。| 引文分析引文分析法,就是利用各种数学及统计学的方法进行比较、归纳、抽象、概括等的逻辑方法,对科学期刊、论文、著者等分析对象的引用和被引用现象进行分析,以揭示其数量特征和内在规律的一种信息计量研究方法。引文分析的主要内容:引文年代分析、引文量分析、集中和离散规律分析、引文类型分析、引文语种分析、引文国别分析。引文分析的主要作用是:测量学科的影响和重要性、研究学科结构、研究学科信息发布、确定核心期刊、研究文献老化规律等。| 统计学分析1. 统计描述它研究如何用科学的方法去搜集、整理、分析经济和社会发展的实际数据,并通过统计所特有的统计指标和指标体系,表明所研究的社会经济现象的规模、水平、速度、比例和效益,以反映社会经济现象发展规律在一定时间、地点、条件下的作用,描述社会经济现象数量之间的关系和变动规律,也是进一步学习其他相关学科的基础。2. 方差分析方差分析(Analysis of Variance,简称ANOVA),又称“变异数分析”或“F检验”,是R.A.Fisher发明的,用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。由于各种因素的影响,研究所得的数据呈现波动状。造成波动的原因可分成两类,一是不可控的随机因素,另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。方差分析是从观测变量的方差入手,研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显著影响的变量。3. 二元相关因果关系分析方法之一种。二元线性回归分析法是在一元回归基础上的延伸,式中y是因变量;x1、x2是自变量;a、b1、b2是回归系数。二元线性回归法适用于分析有两个主要自变量的预测,一般运用计算机进行计算。4. 元分析元分析(meta-analysis)统计方法是对众多现有实证文献的再次统计,通过对相关文献中的统计指标利用相应的统计公式,进行再一次的统计分析,从而可以根据获得的统计显著性等来分析两个变量间真实的相关关系。元分析程序输入参数包括:各个观察到的相关系数(已有研究文献中变量间的相关统计分析,从而可以根据获得的统计显著性等来分析两个变量间真实的相关关系。5. 多元回归“多元回归”在工具书中的解释:1、研究一个依变量、依两个或两个以上自变量的回归。2、亦称为多元线性回归,是反映一种现象或事物的数量依多种现象或事物的数量的变动而相应地变动的规律。3、建立多个变量之间线性或非线性数学模型数量关系式的统计方法。在肥料试验中广泛应用。6. 多元变量分析多元分析,是指同时考虑多个反应变量的统计分析方法。其主要内容包括两个均值向量的假设检验、多元方差分析、主成分分析、因子分析、聚类分析和典范相关分析等。7. 因子分析因子分析是指研究从变量群中提取共性因子的统计技术。最早由英国心理学家C.E.斯皮尔曼提出。他发现学生的各科成绩之间存在着一定的相关性,一科成绩好的学生,往往其他各科成绩也比较好,从而推想是否存在某些潜在的共性因子,或称某些一般智力条件影响着学生的学习成绩。因子分析可在许多变量中找出隐藏的具有代表性的因子。将相同本质的变量归入一个因子,可减少变量的数目,还可检验变量间关系的假设。8. 主成分分析主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方法。又称主分量分析。实际课题中,为了全面分析问题,往往提出很多与此有关的变量(或因素),因为每个变量都在不同程度上反映这个课题的某些信息。主成分分析首先是由K.皮尔森对非随机变量引入的,尔后H.霍特林将此方法推广到随机向量的情形。信息的大小通常用离差平方和或方差来衡量。主成分分析作为基础的数学分析方法,其实际应用十分广泛,比如人口统计学、数量地理学、分子动力学模拟、数学建模、数理分析等学科中均有应用,是一种常用的多变量分析方法。9. 聚类分析聚类分析指将物理或抽象对象的集合分组为由类似的对象组成的多个类的分析过程。它是一种重要的人类行为。聚类分析的目标就是在相似的基础上收集数据来分类。聚类源于很多领域,包括数学,计算机科学,统计学,生物学和经济学。在不同的应用领域,很多聚类技术都得到了发展,这些技术方法被用作描述数据,衡量不同数据源间的相似性,以及把数据源分类到不同的簇中。10. 非参数检验非参数检验(Nonparametric tests)是统计分析方法的重要组成部分,它与参数检验共同构成统计推断的基本内容。参数检验是在总体分布形式已知的情况下,对总体分布的参数如均值、方差等进行推断的方法。但是,在数据分析过程中,由于种种原因,人们往往无法对总体分布形态作简单假定,此时参数检验的方法就不再适用了。非参数检验正是一类基于这种考虑,在总体方差未知或知道甚少的情况下,利用样本数据对总体分布形态等进行推断的方法。由于非参数检验方法在推断过程中不涉及有关总体分布的参数,因而得名为“非参数”检验。11. 结构方程模型结构方程模型(Structural·Equation·Modeling, SEM)是社会科学研究中的一个非常好的方法。该方法在20世纪80年代就已经成熟,可惜国内了解的人并不多。在社会科学以及经济、市场、管理等研究领域,有时需处理多个原因、多个结果的关系,或者会碰到不可直接观测的变量(即潜变量),这些都是传统的统计方法不能很好解决的问题。20世纪80年代以来,结构方程模型迅速发展,弥补了传统统计方法的不足,成为多元数据分析的重要工具。

夷吾

做好研究,写好论文—掌握科学的社会研究方法

一、单选题 (题数:20,共 30.0 分)1调查问卷不宜过长,问题设计以适度够用为原则,一般控制在多少分钟之内回答完毕为宜呢?(1.5分)A、5~10B、20~30C、15~20D、0~60我的答案:D2根据调查报告的主题范围不同,可以把调查报告划分为:(1.5分)A、综合性调查报告与专题性调查报告B、描述性调查报告与解释性调查报告C、应用性调查报告与学术性调查报告D、理论性调查报告与应用性调查报告我的答案:A3家庭属于哪种类型的分析单位?(1.5分)A、个人B、群体C、组织D、社区我的答案:B4与定距尺度相比,定比尺度更有利于反映变量之间的:(1.5分)A、距离关系B、因果关系C、数量关系D、比例关系我的答案:B5“××牌啤酒制作精细,泡沫丰富、味道纯正,您是否喜欢?”犯了什么样的错误呢?(1.5分)A、不易回答B、措辞不准确C、措辞太复杂D、诱导性提问我的答案:D6下列抽样方法属于非概率抽样的是( )(1.5分)A、分层抽样B、整群抽样C、多阶段抽样D、定额抽样我的答案:D7某调查问卷的问题:“您对网上购物有什么看法?”属于哪种问题呢?(1.5分)A、公开式B、开放式C、保守式D、封闭式我的答案:B8学术性调查报告与应用性调查报告的一个突出标志是:(1.5分)A、导言与文献回顾B、研究方法C、结果与分析D、小结与讨论我的答案:A9( )又称等距抽样或间隔抽样。(1.5分)A、简单随机抽样B、系统抽样C、分层抽样D、整群抽样我的答案:B10假如大一下学期末,调查同学们对专业的认同感;以后每隔一个学年,也就是大二下学期末、大三下学期末和大四下学期末,分别对同一批学生进行调查,了解他们的专业认同感。请问:这里采用的是哪种研究方法?(1.5分)A、横向研究B、趋势分析C、同期群研究D、追踪研究我的答案:D11下列哪一种不属于调查报告注释的形式:(1.5分)A、夹注B、脚注C、尾注D、参考文献我的答案:B12调查问卷封面信的主要作用有?(1.5分)A、指导被调查者如何正确填写问卷B、登记调查访问工作的执行和完成情况C、打消公众的顾虑,获取他们的支持与合作D、了解被调查者的基本情况我的答案:C13属于定类测量层次的是:(1.5分)A、性别B、年龄C、收入D、职业声望我的答案:A14回收率达到多少就被认为是“足够的”?(1.5分)A、70%B、60%C、50%D、40%我的答案:C15在撰写应用性调查报告时,按照时间的先后来组织和安排写作结构,属于:(1.5分)A、纵向结构式B、横向结构式C、纵横结合式D、并列式我的答案:A16( )又称作方便抽样或自然抽样,是指研究者根据现实情况,以自己方便的形式抽取偶然遇到的人作为调查对象。(1.5分)A、简单随机抽样B、系统抽样C、多阶段抽样D、偶遇抽样我的答案:D17当不同子群相互之间差别不大、而每个子群内部的异质性程度比较大时,则特别适合于( )(1.5分)A、分层抽样B、整群抽样C、多阶段抽样D、偶遇抽样我的答案:B18下列关于描述性调查的说法中正确的是?(1.5分)A、主要回答“为什么”B、所需的样本规模较大C、通常从理论假设出发D、往往要求进行双变量和多变量的统计分析我的答案:B19种族偏见犯了哪种经验研究中人们常犯的错误?(1.5分)A、过度概括化B、不确切的观察C、提出假设或解释现象缺乏理论支持D、选择性观察我的答案:D20“将被调查者工资单上的应发金额数加上每月奖金,发放统计表上他所得的合计数额就是他的收入状况”是:(1.5分)A、测量客体B、测量内容C、测量法则D、数字和符号我的答案:C二、多选题 (题数:15,共 30.0 分)1从写作要求来看,解释性调查报告强调内容的:(2.0分)A、广泛B、详细C、集中D、深入我的答案:CD2适合采用自填式问卷的人群有哪些?(2.0分)A、专业技术人员B、行政人员C、城市居民D、大学生我的答案:CD3对于初学者来说,要清楚地陈述所要调查的课题,可以采取的方法有哪些?(2.0分)A、先将宽泛的问题转化为狭窄的问题B、将一般性问题转化为特定的问题C、用变量的语言对课题进行陈述D、应把题目范围尽可能扩大我的答案:ABCD4下列关于纵向研究的说法中正确的是?(2.0分)A、在两个以上的时间点上收集资料B、目的是对总体的横截面进行了解C、有趋势分析、同期群研究和追踪研究三种方法D、能分析出研究对象随时间的推移而发生的变化我的答案:ACD5从问卷的形式和设计要求来看,问卷可以分为哪些类型?(2.0分)A、电话问卷B、自填式问卷C、网络问卷D、访问式问卷我的答案:BD6下列属于抽样设计内容的是?(2.0分)A、明确调查对象B、明确调查总体C、选取合适的抽样方法D、决定样本规模我的答案:ABCD7下列哪些属于自填式问卷法?(2.0分)A、个别发送法B、集中填答法C、电话访问法D、网络调查法我的答案:ABD8如何避免过度概括化?(2.0分)A、运用足够的样本观察B、重复进行同一项研究,看是否每次都得到同样的结果C、把一些类似的事件当作某种普遍模式的证据D、稍有变动的情况下再度进行这项研究,以检验或者证实或者质疑早前的研究发现我的答案:ACD9答案设计必须满足哪些条件?(2.0分)A、多样性B、穷尽性C、典型性D、互斥性我的答案:ACD10普通调查报告用得较多的标题形式主要有:(2.0分)A、陈述式B、结论式C、问题式D、双标题式我的答案:ABCD11问卷调查的缺点有哪些?(2.0分)A、回答率难以保证B、对被调查者文华水平有一定要求C、不能保证填答的质量D、回答比较受限我的答案:ABCD12问卷调查的优点有哪些?(2.0分)A、节省时间、金钱和人力B、有很好的匿名性C、可以避免主观偏见D、便于定量处理和分析我的答案:ABCD13在实践中,人们通常采用下列哪几条标准作为选择调查课题的依据?(2.0分)A、重要性B、客观性C、创造性D、可行性E、合适性我的答案:ACDE14关于测量的信度和效度间关系说法正确的是:(2.0分)A、不可信,必无效B、可信,可能有效,可能无效C、无效,必不可信D、无效,必可信E、有效,必可信我的答案:ABE15问卷的主要结构有?(2.0分)A、封面信B、编码C、指导语D、问题及答案我的答案:ABCD三、填空题 (题数:10,共 20.0 分)1当某个总体是由若干个有着自然界限和区分的子群(或类别、层次)所组成,同时,不同子群相互之间差别很大而每个子群内部的差异不大时,则适合用____的方法(2.0分)我的答案:第一空:分层抽样2____又称作方便抽样或自然抽样,是指研究者根据现实情况,以自己方便的形式抽取偶然遇到的人作为调查对象。(2.0分)我的答案:第一空:偶遇抽样3____是在提出问题的同时就给出若干个特定的答案,让被调查者根据自己的实际情况,选择回答的问题。(2.0分)我的答案:第一空:开放式问题4____是不给被调查者提供具体答案,而由被调查者自由回答的问题。(2.0分)我的答案:第一空:开放式问题5____是从总体中随机抽取一些小的群体,然后由所抽出的若干个小群体内的所有元素构成调查的样本的方法。(2.0分)我的答案:第一空:整群抽样6____又称等距抽样或间隔抽样。(2.0分)我的答案:第一空:系统抽样7对调查课题进行某种界定,给予明确的陈述,将最初比较含糊的想法变成清晰明确的调查主题,将最初比较笼统、比较宽泛的研究范围或领域变成特定领域中的特定现象或特定问题,这指的是_____。(2.0分)我的答案:第一空:调查课题的明确化8____不是按照概率均等的原则,而是根据人们的主观经验或其他条件来抽取样本。(2.0分)我的答案:第一空:非随机抽样9____采取邮寄或发放的方式交到被调查者手中,被调查者在没有访问员在场和帮助的情况下自行填写,然后通过邮局寄回,或者网络平台返回,或者调查员上门等多种方式收回问卷。(2.0分)我的答案:第一空:邮寄访问法10所谓操作化,就是将抽象的概念转化为____的过程,或者说,是对那些抽象层次较高的概念进行具体测量时所采用的____、____、____、手段的详细说明。(2.0分)我的答案:第一空:具体第二空:程序第三空:步骤第四空:方法四、判断题 (题数:20,共 20.0 分)1解释性调查在内容上不要求具有广泛性,不要求面面俱到。(1.0分)我的答案: ×2无信度的测量一定也是无效度的测量。(1.0分)我的答案: √3阅读各种文献时,要以一种崇拜的心态去阅读,全盘接受文献中所说的内容。(1.0分)我的答案: ×4假如有研究者在研究城市犯罪时发现,流动人口多的城市其犯罪率大大高于流动人口少的城市,呈现出“城市流动人口越多,城市犯罪率越高”的趋势。那么,我们可以得出结论说:“流动人口比非流动人口的犯罪率高。”(1.0分)我的答案: ×5封闭式提问方式就是不提供备选答案的提问方式。(1.0分)我的答案: ×6样本评估,就是对样本的质量、代表性、偏差等等进行初步的检验和衡量。(1.0分)我的答案: √7调查报告中需要援引别人的论述、结果、资料或数据时,如果引用别人的原话、原文,不用引号,只需在其后作上记号注明即可。(1.0分)我的答案: ×8摘要往往放在报告的最末尾,并且是单独作为一个部分与报告隔开。(1.0分)我的答案: ×9测量用于社会科学研究,到目前为止,其测量的信度和效度都还不太高。(1.0分)我的答案: √10有信度的测量一定是有效度的测量。(1.0分)我的答案: √11PPS抽样的方法正是为了解决多阶段抽样中各阶段元素规模不同问题而设计的。(1.0分)我的答案: √12好的选题只能从现实社会生活中寻找。(1.0分)我的答案: ×13定额抽样是一种非概率抽样方法。(1.0分)我的答案: √14非概率抽样可以进行统计推断。(1.0分)我的答案: ×15在撰写调查报告时,行文要表现出力图说服读者同意某种观点或看法的倾向。(1.0分)我的答案: √16整群抽样样方法的一个优点,就是在不增加样本规模的前提下降低抽样误差,提高抽样的精度。(1.0分)我的答案: √17调查问卷是唯一一种调查工具。(1.0分)我的答案: ×18在调查研究报告的结果与分析部分,统计数据和图表越多越好。(1.0分)我的答案: √19撰写调查报告时,叙述中最好使用最三人称或非人称代词,尽量不用第一人称。(1.0分)我的答案: √20文献综述既要“述”还要“评”?(1.0分)我的答案: √

白豚

科学传播应强调基础研究的重要性

“我大半辈子的工作重心都放在了基础科学研究上,新冠肺炎疫情期间,我还在持续进行相关的研究工作。在我看来,只要等待的时间足够长,非常基础的研究也可以对人类健康产生巨大的影响。”2013年诺贝尔化学奖得主迈克尔·莱维特在2020世界公众科学素质促进大会上如是说。他认为,在进行科学传播、提升公众科学素质的过程中,要向大家强调基础研究的极端重要性。在大会的视频报告中,莱维特回忆了自己还是个年轻小伙时,有四位科学家成为了他心中的英雄:弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森一起提出了DNA的双螺旋结构;另一位是约翰·肯德鲁,第一个解析了蛋白质三维结构的人;最后一位是马克斯·佩鲁茨,分子结构生物学的先驱人物。值得一提的是,克里克和沃森都是佩鲁茨的学生和实验室成员。最不可思议的是,这四位科学家在1962年同时获得了诺贝尔奖。让莱维特印象深刻的是,1962年底,肯德鲁制作了一档科学教育类电视节目,名字叫做《生命之线:分子生物学导论》,讲的是细胞内的生物学革命、蛋白质解析等。该节目从1964年1月4日开始播出,形式新颖,内容水平高。重大基础科研成果通过电视科普的形式进行传播,对莱维特今后的科研生涯产生了十分重要的影响。1967年,莱维特来到剑桥攻读博士,师从肯德鲁。这也是为什么提到科学传播的价值时,莱维特深有体会的原因。此后,莱维特所有的兴趣都围绕着基础科学展开。他的亲身经历证明了,一些看似非常纯粹的基础科学最终会得到大量应用。“今年,所有人都在寻找针对新冠病毒的抗体,因为抗体是人体最神奇的防御系统。当病毒来袭时,它能检测识别到病毒,并阻止病毒感染我们的身体”,莱维特介绍。1987年,莱维特来到斯坦福大学建立了结构生物学系,他还作为科学咨询委员会成员,加入到了一家名为蛋白质设计实验室的初创公司。当时,他的一项核心研究是通过计算机程序制作出一个特定抗体的模型。此后,他研发的多尺度计算模拟方法和软件帮助公司设计优化了人源化抗体。很多公司因此大量投资蛋白质设计实验室,制造了许多抗体药物,比如大名鼎鼎的赫赛汀和安维汀。仅在2012年,他们就从专利使用费中获益4亿多美元。 来源:科学网

四时殊气

中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平?

来源:科学大院(ID:kexuedayuan)作者:王贻芳近几年,“基础科学”被提得越来越多,不仅国务院发布了《关于全面加强基础科学研究的若干意见》,华为、阿里、腾讯等知名企业也纷纷加大了对基础科学研究的投入。(图片来源:央视、澎湃等网络截图)随着中国载人飞船、月球探测、量子通信等科技成果的逐渐显现,很多人逐渐认识到加强基础科学研究对国家发展的重大意义。当然,对基础科学缺乏了解、认为其没什么实际用处的也大有人在。中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平?我们耗时耗力研究基础科学真的值得吗?大院er就此专访了中国科学院院士、中国科学院高能物理所所长王贻芳。中国科学院院士、中科院高能物理所所长王贻芳(图片来源:必应图库)王贻芳院士是首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家,2012年,他领导的大亚湾反应堆中微子实验发现新的中微子振荡模式,被《科学》杂志列为当年全球十大科学突破。本文根据访谈内容综合整理。中国曾因不重视基础科学吃了大亏什么是基础科学?我认为基础科学应该具有三方面的特征:1.有一定的规律性,反映了自然界的基本规律;2.不能直接应用到实际中,但是它是解决实际问题的基本原理,比如牛顿力学并不能教你怎么盖房子,这是土木工程需要解决的问题,但是牛顿力学是土木工程的基础;3.基础科学内部还有层次性,比如很多领域里虽然有独有的基础研究,但是都离不开数学,所以数学在基础研究里更为基础。(图片来源:veer图库)很多人经常问“基础科学看起来离我们生活非常远,好像没什么实际用处”,这种想法有些急功近利。我们无法说出某个方程、某个定律有什么具体的用途,但是整个科学体系是自洽的,基础研究就像盖房子所需的一块块砖头,虽然你不知道某一块砖有什么用,但如果把这块砖抽掉,房子就会坍塌。包括物理学在内的基础研究是为了让我们认识自然界,如果我们不了解自然,就没有办法发展和利用它。换句话说,基础研究是社会发展的最根本动力。当然,这些是不能即刻带来经济效益的。它带来的更多是短时间不能见效的东西,包括科研水平的提高,即创新能力的提高、人才的培养、对技术的推动和发展等。中国古代虽有四大发明、也有 “勾股定理”等发现,但我们只停在了“发现”阶段,并没有进一步发展出抽象的、纯粹的科学。而早在古希腊时期,西方就出现了几何学、逻辑学等科学,然后通过逻辑推理发展出一整套科学体系。鸦片战争失败后,中国打开大门向西方学习,引进了大量西方技术,购买枪炮,但北洋舰队还是在甲午战争中失败了,为什么?如果没有掌握科学规律,人们就不能举一反三,只能单纯就事论事,那么就永远摆脱不了落后的命运。当时我们只认为学习西方的技术才是有用的,而没有把西方的科学体系引进到中国来。相比之下,日本在明治维新时期不仅买枪、买炮,同时还引进了西方的科学,比中国早几十年建立起了完整的科学体系,以至于中国很多科学名词都是从日本传来的。所以从根本上来说,科学应该是主干,技术是主干上发展出来的枝叶,没有科学只去做技术,最终可能什么也得不到。基础科学水平提升 欧美国家的崛起回看世界历史,欧美国家的崛起也无不与其基础科学水平的提高有关。没有热力学、牛顿力学以及麦克斯韦的电磁学等科学作为基础,两次工业革命根本无从谈起。只知道烧煤的人是没法做出蒸汽机的,必须要有热力学理论的支撑。不把电磁学搞清楚,也不可能有电的应用,如果你去问麦克斯韦他的电磁学方程有什么用,他可能没法想到我们今天享受的科技成就与此有关,包括电和电器都是他奠定的基础。拿高能物理领域来说,在研究过程中产生过很多意想不到的新技术。比如上一代美国最大的加速器“Tevatron”,给我们带来了超导磁铁技术的突破与普及,现在,医院临床所用核磁共振设备中就采用了超导磁铁。Tevatron粒子加速器(图片来源:必应图库)还有伴随我们生活的万维网,很少有人知道,它是谁发明的,实际上万维网也是在高能物理研究过程中产生的。1989年,欧洲的物理学家建设了大型强子对撞机来寻找希格斯粒子,而科学家之间需要相互交流大量的数据和程序,这成为了一个重大的问题。过去,交流依靠的是美国军方发明的E-mail(电子邮件),显然它已经不能满足科学家频繁交流的需求了,于是,欧洲核子研究中心的计算机科学家Tim·Berners-Lee开发出了世界上第一个网页浏览器,架设了第一个网页服务器,推动了万维网的产生,促进了互联网应用的迅速发展。欧洲核子研究中心(图片来源:https://news.cnblogs.com/n/180532/)不仅如此,基础科学还给西方带来了科学的方法论。科学的方法论有两个:一是逻辑推理,二是归纳。古希腊以来,人们总结出一整套推理的方法,而弗朗西斯·培根之后又有了实证科学,西方的科学体系就是建立在归纳推理以及实证等根本支柱上。目前,在我国社会缺乏科学的方法论,所以经常会出现一些违背科学的言论与事件。比如很多人相信各种“大师”们的言论,却没有用科学的思维问一下是不是真的合理、有没有证据支持。如果能通过发展基础科学,让更多人掌握科学的方法论,整个社会将更进一步。除此之外,还有很重要的一点是,基础科学研究是文明的一部分。国家经济发展起来并有一定的基础后,就会发展艺术、音乐、文学以及科学,人们这时就会仰望天空,探索世界是怎么回事、宇宙的根本构成,我们为什么来、将来到什么地方去?这些探索让我们永远有动力追求未知。中国的基础科学在世界上是什么水平?1. 怎么评价一个国家基础科学水平的高低呢?基础科学研究的重要性就体现在它对整个科学领域的影响,一个国家有影响力的基础研究成果越多,这个国家的基础科学水平就越高。如何判断基础研究的成果有没有影响力?看看我们的教科书就会明白。无论学的是数学、物理还是化学,无论是在中学、大学还是研究生阶段,教科书里都会写到一些用科学家名字命名的基础研究成果,这些就是最经典的基础研究,它们会永远流传下去,比如,现代物理学绕不开爱因斯坦的相对论,不可能不用量子力学。当然,还有一些研究成果是被论文引用较多的,虽然也有较强的影响力,但跟写进教科书相比还是差点。到目前为止,我国已有的这些重大科学成果能够写进教科书的几乎没有。2. 中国古往今来的基础科学的水平前面也提到,中国古代没有建立起基础科学的体系,所以中国的基础科学基本就是从“零”开始,经过多年努力,中国的科技水平如今已经在世界高科技领域占有一席之地了。但因为起步较晚,中国基础科学研究跟欧美的发达国家还存在一定差距,教科书中也很少有用中国人名字命名的公式、定理等。近几年有媒体报道说,在国际上,中国的科技论文被引用数排到了第二。这是科技进步的反映,毕竟30多年前中国在国际上有一定影响力的基础科学研究很少,现在能被国际同行认可并引用,算是跨越了一个很大台阶。我们国家善于集中力量办大事,所以我们能够看到某个领域突然冒头,但总体看来依旧是薄弱的。像高能物理领域,其中北京正负电子对撞机,大亚湾中微子实验、江门中微子实验这些成绩,无论是科学还是技术的,使得我们基本上站在国际的平均水平。但我们还要清醒地认识到,中国基础科学研究还有很长的路要走,我们只是某个项目在国际上取得了领先的地位,但若要说整个高能物理,从规模和人员上,我们跟国际上还有相当差距。我们国家必须产生更多的重大成果,而不仅仅是一般成果,这才是质的转变!而质的转变不可能一蹴而就,必然要经历这样一个路径:从几乎为“零”开始到出现大批一般成果,然后才是重大成果。3. 怎样实现从“零”到有的转变呢?首先要摆正心态,不能急功近利,更不能揠苗助长。基础科学具有规律性,需要经过几代、十几代甚至几十代人的共同努力,我们要遵循其发展规律。很多搞基础科学研究的科学家,随着年龄增长可能很难再出新成果,这就需要下一代人才的继续接力。值得开心的是,现在中国做基础科学研究的人才队伍更加壮大,国际交流更加密切,与老一辈科学家相比,年轻一代科学家在国际上的影响力有了很大提升。其次就是人才,基础科学的发展离不开人才。人才怎么来呢?先从教育开始。一所好大学一定有非常强的基础科学实力,无论清华、北大等国内名校,还是国外名校,都是如此。很多大学实力不强,说到底还是基础研究能力不足。很多大学老师只会教学生基本的知识,但有了知识并不代表就有创新能力,创新需要有方法并在实践中锻炼,大学老师不但要教给学生知识,更重要的是教授方法并给学生“练”的机会,知识会过时,但方法永远不会!对于基础科学,最需要的就是培养学生“从无到有”的方法论,要让他们学会做前人未做过的事,这跟培养工程师的思路是不一样的。基础科学承担的任务基本处在“无人区”,都是需要思考别人没解决的问题。有了更多掌握“从无到有”方法论的人,我们社会的整体创新性才能提高。除此之外,基础科学发展也离不开国家的经费投入。在我国的研发经费里面,基础研究的经费比例偏低,只占5%左右,其中包括基础性研究和应用基础研究,和美国相比,我们国家过去三十年真正用于基础科学研究的经费实在是少的可怜。现在我国一些重点研究所、重点大学的基础研究经费已经能达到国际水平,而在10多年前,这可能连发达国家的十分之一都不到,40多年前,大概只有发达国家的百分之一。用别人百分之一的钱,还要做得比别人好,这根本不可能。所以,之前的很多年,我国的基础科学研究落后于发达国家,而现在5%的水平,只能够维持跟跑世界先进水平,但如果我国有未来引领基础科学研究的雄心,就必须加大经费投入。只有大幅度增加基础研究的投入,才能在根本上解决这个问题。到了我们成为了能够产生科学知识、而不只是消费西方产生的科学知识的时候,我们的原始性创新、颠覆性创新,就会源源不断地产生出来了。均衡支持基础研究 发展大科学装置谈到经费投入,很多人可能会问:基础研究领域众多,对国家来说,怎么判断在哪些项目上投得多一点,哪些投得少一点?其实最基本的原则就是要均衡支持,不能因为某个领域是冷门就不支持,某个领域是热门就死命支持,从而影响了全面发展。对于一个国家特别是大国来说,在基础科学方面一定要均衡发展,每个领域都要得到持续的支持。经费投入的研究很复杂,一般需要政府管理部门进行非常精准的专门研究,组织各领域的专家进行研讨,参照国际做法及整个国家基础科学发展的历史来敲定。而均衡支持要注意两个问题。一是不要以“是否有用”来判断。基础科学的领域,一个都不能废弃。20多年前,没人会想到统计学这样一门学科会对今天的人工智能发展起到大作用,如果当时觉得没用就不发展统计学,那今天别人都在发展人工智能时,我们就傻眼了。还有很多年前,有些人认为动物学、植物学是“死掉的科学”,但现在的基因科学都跟这些学科有关。热点过段时间后可能就过时了,盲目地集中投入研究资金也会造成过剩。二是不能盲目跟风。现在美国一大半的科研经费都用于生命科学的研究,超过一半的院士都在从事生命科学研究,所以有的人觉得我们也应该大力发展生命科学,而不是发展物质科学。(图片来源:人民网)这种想法存在很大问题。在基础科学研究方面,国外已经走过的路,我们是很难避开或绕过去的。虽然美国现在大部分的精力在做生命科学,但他们是从探索物质科学的路上走过来的,如果我们跳过了物质科学阶段,直接参与到生命科学的竞争中,就会带来一个很严重的结果:只能买国外的仪器设备。无论哪个学科,研究过程中都离不开各种仪器。这些仪器的基础是物质科学。而我国目前各种科学仪器主要依靠进口,反映了物质科学研究水平及人才不足的缺陷,需要大大加强。为什么物质科学的研究会跟仪器设备有关系呢?在美国,很多仪器设备是商业公司研制出来的。在研制仪器的过程当中需要两个条件,一个是需求,一个是人才。这其中人才尤为重要,但仪器创新方面的人才,学校是很难培养,必须要在科学仪器设备的研制过程中培养。而进行物质科学研究,关注自研设备包括大科学装置的建设,就是培养设备研制人才的一种最好途径。从上世纪五十年代开始,美国就开始研制大科学装置,如今五六十年过去了,在这个过程中孵化了很多仪器设备企业,比如说著名的示波器公司LeCroy(力科),其创始人LeCroy之前是一位高能物理的工程师,长期研发高能物理专用的读出电子学。最后他成立了自己的公司,专注于高速和复杂信号测试设备。现在世界上最好的仪器设备都是国外企业做的,所以他们研究生命科学的条件很优越。但我们中国很多实验室的设备基本都是进口的,说明我们物质科学的基础还很薄弱。如果我们只做生命科学的研究,就要大量进口仪器设备,导致资金外流,对国内的工业发展并无助益,同时还会受制于人。所以中国现在应该大力发展物质科学,特别要关注自研设备,包括大科学装置(注:大科学装置是指通过较大规模投入和工程建设来完成,建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动,实现重要科学技术目标的大型设施),我们需要在技术和科学目标上都领先的大科学装置,而不是跟随美国的脚步。北京正负电子对撞机(图片来源:https://ke.sogou.com/v224241.htm)大科学装置中的基础科学专用装置,比如我国的正负电子对撞机、聚变堆、专用空间科学卫星、天文望远镜等,具有确定的科学目标,应用范围广泛,投入规模大,技术先进,可以产出重大成果,对学科发展具有重大的引领和带动作用,还有一些溢出效应如重大技术的积累、突破和推广应用,国际合作与技术引进,关键技术人才的培养,企业技术水平与研发能力的提高等,因此在国家创新体系的建设中占有突出的位置。基础科学的竞争也是国力的竞争基础科学的竞争也是国力的竞争,这在高能物理领域表现得尤为明显。单就高能物理领域来说,与发达国家相比,我们总体上处于“并跑”和“跟跑”的水平,与美国、欧洲、日本等相比都有一定的差距。这一点从研究人数对比上也能看出来,我们的研究人员人数与美国相比大概只是其十分之一,跟欧洲比大概是其五分之一,跟日本比可能是其二分之一到三分之一。美国的大科学装置总体来说是从上世纪50年代开始建设,高峰在2000年左右,这50多年的投入、建设、运行等,给他们带来了巨大收益,很多非常重要的技术成果在社会上得到了广泛应用。跟他们相比,我们的北京正负电子对撞机起步较晚,技术上也不是国际领先,基本上是采用国际已有的成熟技术。可以想象,一个科学上、技术上不是最领先的装置,自然在技术的辐射能力方面会有相当的限制。20世纪80年代,建设中的北京正负电子对撞机(图片来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420228.shtm)所以,如果要想有所谓国际领先的、重大的技术突破,能够辐射到社会、对国民经济有重大作用,科学装置本身必须是先进的、别人没有的,否则早就被别人辐射完了。我们希望未来有一个高能物理的装置走在欧美前面,这也是我们提出建立“超级对撞机”的原因。如果最终建成,其规模将数倍于目前世界上最大、能量最高的粒子对撞机——建于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机LHC,科学目标和技术创新性自然可以实现。(图源片来:中青在线)2012年希格斯粒子的发现,是国际高能物理发展的转折点,使我们有可能规划这样一个加速器。这是科学上的时机,技术上的时机,也是国家经济实力发展的时机。二十年前,这样大规模的装置想都不敢想,更不可能有钱来做。高能物理这个系统比较庞大,要想做到国际领先首先要有高远的科学目标,这样的目标很多国家都有,但是都会面临重重困难。所以接下来比拼的就是实现这些目标的能力,这里面至少会涉及二三十个技术门类,最后哪怕有一个螺丝钉没拧好,整个系统就可能出问题。加速器转起来还要放探测器,就像显微镜的镜头一样,可以看到整个过程,从而进行数据分析,所以又有人工智能、大数据、计算机、网络等领域参与进来,更不用说背后还有财务、计划、管理、采购等一整套的后勤保障系统。要把整个团队凝合起来,奔向同一个目标,这是包含成百上千人的“团队作战”,这种规模的科学研究体现的就是国力。建这样一个大型设备,能培养出机械、电子、真空、微波等各个领域的创新人才,这里面会有大批科学家、工程师解决大量的技术需求,这些需求很多都是从未出现的,如果能解决,这些人才就是“从无到有”的创新人才。所有的技术发明和科学成果,最先发现的人肯定是有一定的优势。如果只是享受别人的成果,那你就是一个“土豪”,既不能得到大家尊重,也不会很好地掌握知识,也很容易就被别人逐出圈外,夺走财富。而掌握了最前沿的基础科学知识,自然就会有最前沿的技术,从而成为引领全球科技发展的大国。

清庙

从科学史三大假说说起

今天我们来讲讲科研过程中一个非常重要的方法——假说。有的时候,我们在开始一项研究,但可能发现相关知识很缺乏,没有有效的确定的基础,我们很难直接进行研究。因此,我们有时候会先假设各种现象之间的逻辑关系,在针对与此进行测试和进一步研究。这种方法叫做假说。假说是一种可检验的预测,可以是一个错误的或一个真实的陈述,之后在研究中检验其真实性。比如,一位研究农村重男轻女的学者,很难针对这个课题直接下手,不过,他可以先构建以下假说:一个社会的文盲率越高,重男轻女就会越严重;一个社会的父权制越高,重男轻女就会越严重;一个社会的传统习俗越多,重男轻女就会越严重;然后他会根据这几个假说,进行相关的调查研究,最后得出结论,再进行对比。假说是对可以观察到的现象的一种试探性的、可验证的解释。假设的范围很窄——不像理论,理论涵盖了广泛的可观察到的现象,并从许多不同的证据中得出结论。而假说一定要简单明了,并且可以反复测试验证。下面我们来说说科学史上最著名的三个假说,看了这几个例子,一定会假说这种研究方法更加了解。1. 伊凡·巴甫洛夫(Ivan Pavlov)和他的狗(1903-1935)这就是著名的条件反射实验。伊凡·巴甫洛夫是生理学家、心理学家、医生,曾获得诺贝尔生理学奖,也是经典条件反射理论及高级神经活动学说的奠基人。伊凡·巴甫洛夫和他的狗自1903年起,这位前苏联的科学家开始了一系列长达数十年的条件反射研究。他做了一个假说:狗狗受到条件反射的影响。给饿了的狗狗一盘食物,它会流口水。在这种情况下,刺激(食物)会自动触发特定的反应(流口水)。后者是对前者的一种天生的、未习得的反应。而铃声是一种中性刺激。对狗狗来说,这种声音没有内在的意义,如果它以前从未听到过,这种声音就不会引起本能的反应。相比之下,但看到食物肯定会。那么如果在狗狗接受食物之前,经常接触相同的中性刺激(铃声)的狗狗,会将这种中性刺激与进食行为联系起来。最终,当遇到这种中性刺激(铃声)时,狗狗应该开始以可预测的速度流口水——甚至在没有给它食物的时候。狗狗的进食条件反射实验因此,当巴甫洛夫和他的实验室助手在喂食前摇铃,研究人员让狗在心理上将铃声与进餐时间联系起来。由于反复暴露在铃声中,狗在进食之前就开始流口水。在这个实验里,巴甫洛夫还引入了量化这个概念——他通过测量每只狗产生的唾液量,来量化它们的反应。巴甫洛夫和他的助手们之后又做了一个更复杂的实验,来研究条件反射。一只狗狗总是在进食时,听到节拍器以每分钟60下的速度敲击。而当它听到每分钟40拍的慢节奏敲击后,就再也吃不到东西了。2. 艾萨克·牛顿(Isaac Newton)的辐射棱镜(1665)在牛顿之前,光的颜色是一个谜。牛顿1665年的实验牛顿做了一个假说:白光是可见光谱中所有颜色的混合。因为这些颜色的波长各不相同,那么当一束阳光穿过玻璃棱镜时,每种颜色都会以不同的角度折射,单独分离。1665年夏天,他在英国剑桥的一间黑暗的房间里进行玻璃棱镜的实验。他在一个百叶窗上开了一个四分之一英寸(0.63厘米)的圆孔,让一束阳光照进这个地方。然后他对着这束光线举起棱镜,一个长方形的、五颜六色的光投射到对面的墙上。投射到墙上的光,有33.65厘米高,6.6厘米宽,从上到下依次是红色,橙色,黄色,绿色,蓝色,靛蓝色和紫色的光,正好是彩虹的颜色。牛顿推断,阳光由彩虹所有颜色的光的混合,而棱镜以不同的角度弯曲(折射)它们,可以将颜色分离出来。光的棱镜实验不过,他不能百分百确定。所以牛顿用一个小变化重复了这个实验。这一次,他拿了第二个棱镜,让它拦截彩虹状的光线。当折射的颜色进入新的棱镜,它们重新组合成一个圆形的白色光束。换句话说,牛顿取了一束白光,把它分成一束不同的颜色,然后重新组合。最终证明了他的假说。罗伯特·潘恩(Robert Paine)的海星(1963-1969)罗伯特·潘恩是一名生态学家,对顶级捕食者在环境中的作用十分着迷。他在上世纪60年代,做出了一个假说:捕食者的数量限制了作为他们食物的生物的数量。那么当一个地区,一种主要的捕食者被消灭后,被捕食的物种会变得更多。紫海星(学名奥克拉赫海星)紫海星(学名奥克拉赫海星)大部分生活在海边岩石上,以贻贝、帽贝、藤壶、蜗牛等为食。根据这个假说,如果没有了紫海星,贻贝、藤壶和蜗牛的数量会激增。1963年6月,他在华盛顿州的Mukkaw湾开始了这项雄心勃勃的实验。在实验之前,潘恩观察记录了居住在他决定测试的地区的15种不同的动物和藻类。之后,潘恩在十年间,一直清理Mukkaw湾的紫海星,尽力让一部分海岸线的岩石部分完全没有海星,并一直记录这个地区物种数量的变化。罗伯特·潘恩收集海岸的紫海星,扔回海他的记录显示,没有紫海星的控制,藤壶的数量激增。随后,加利福尼亚贻贝取代藤壶,它们主宰了这片土地。通过大量地将自己固定在岩石上,贻贝逐渐淘汰了其他生命形式。之后,这里变得不适宜很多物种生存,甚至连海绵、海葵和藻类等紫海星不吃的生物也不见了。潘恩发现,所有这些物种在附近他未触及的另一片海岸线上仍然繁衍生息,这就排除了总环境变化的影响。这个实验证明他的假说错了,最终他发现处于食物链顶端的动物不仅会影响到它们捕食的动物。除掉顶级捕食者会引发连锁反应,从根本上改变整个生态系统。假说-研究-实验在上面三个例子里,我们可以看到假说这种方法在科研中的重要性:1. 为今后的研究指明了方向;2. 它指定了研究人员的关注点;3. 它有助于设计研究技术;4. 它防止盲目研究;5. 它保证了准确性和精确性。但是,一定要注意这一点,就是做的假说一定可以要有预测性,一定能被重复验证,最好能用科学方法量化。在提出一个假说并设计实验时,一定要仔细的思考,去掉其他可能影响的变量。如果喜欢这篇文章,请关注刘老师,每天带来硬核科普。

迫胁而栖

了解晨读重要性:用科学方法,帮孩子告别“假”读

文/ 橘子(文章原创,版权归本人所有,欢迎各位分享转发)我们都知道,从孩子步入学校的那一天起,就有了固定性的早读,有些家庭更是很早就开始培养孩子定时大声读书的习惯。但是这学期受疫情影响,未能按照正常时间开学,同学们每天的学习时间也受到了影响。虽如此,大家能发现,学校制定的网络学习课表上,无论课程怎样调整,都是有晨读安排的,我们学校的安排是在20分钟左右。同时,我也相信,大部分同学和家长都没有把这个晨读的时间认真对待,而是更看重于每天的课程学习或者作业了。今天,我们就来看看,为什么晨读也如此重要?从网上学习开始,到今天,整整两周的时间,我们每次的晨读安排在早上起来的第一个学习任务之中。最开始的时候,我们是要求学生录视频每天打卡的,目的就是为了让大家都动起来。但是在这其中,我们也发现了很多问题:第一,晨读刚开始一分钟就已经打卡上传的;第二,录的一两分钟的视频中错误读音能把人绊倒的;第三,像小和尚念经一样有口无心、表情各异的;第四,这边读着书,背景是家里其他人嘻嘻哈哈聊天的。显然,一切都是为了完成任务而做的秀。尽管已经明确地对录制时间、方式、内容等等做了晨读要求。突然间,觉得学校的安排和老师的用心,根本没有被理解。我猜想,有很大一部分同学,大概可能也就只胡乱翻开只读的那么一两分钟,之后便该干嘛干嘛了。想和大家分享同事娜娜和侄女妙妙的故事。同事是英语老师,她的侄女三年级,但一直以来学习都是由她亲自带的。毫不夸张地讲,在妙妙幼儿园的时候,语文的诗词积累量以及英语口语已经完全把小学三四年级同学比下去了,但这也并不是强制去要求去背去记的结果。娜娜是自费花了很大的精力一直在学习家庭正面管教,同时特别注重妙妙从小语言的培养,其中晨读和晚读就是很重要的一块。用持续的晨晚读结合科学的方法,让妙妙从小就对朗读保持着浓厚的兴趣,也对她后来的学习产生着很重要的影响。没错,从一个教育工作者的角度来讲,晨读是非常重要的,不仅影响着语文学习的效率,也影响着孩子的性格。古人云"一年之计在于春,一日之计在于晨"。科学研究发现,人大脑的清醒度在早晨是最高的,早晨开始朗读会激发大脑皮层的兴奋,从而增强记忆的效果。充分利用早读课的宝贵时间,多读多背,长此以往,有助于培养孩子良好的阅读习惯,提高阅读能力,有利于孩子积累语言,激发学生学习语文的兴趣,提高学生听说读写的基本能力,达到提升他们语文素养的目的,为孩子的终身发展奠定基础。而且,往往愿意大声朗读的孩子往往他的性格也是比较开朗,整体心态比较乐观积极的,在学习过程中遇到问题,他会大胆的去向老师或同学请教,在生活中也多是乐天派,什么事都难不倒他,就是我们口中常说的性格好。这一点,我从我们班的小楠同学身上深有体会。小楠并不是一个很优秀的学生,成绩不是很拔尖,也不是那种长相很可人的孩子,但是他却是各科老师都特别喜欢的一个男孩子,因为他属于那种性格开朗,爱说爱笑又从不记仇的,任何时候都是个大嗓门,我们也常开玩笑说,他以后肯定是能把媳妇儿哄得开心的人。他的性格和他的晨读习惯是分不开的,每天早上都能听到他是读得最带劲的那个,用他的话讲,就是“要把那些没睡醒的从梦中叫回来”。杜甫有言"读书破万卷,下笔如有神",孙洙有言"孰读唐诗三百首,不会作诗也会吟",都是经过千百年实践证明了的真理。可见,学习语文必须要多读,这是语文积累的基础。即使是在假期,我也会在规定的时间和班里同学一起开始晨读。晨读不仅能让孩子对前天的知识进行巩固、可以扩展知识面,也能培养他们学习语文的兴趣,为孩子日后的语文学习奠定坚实的基础。因此,我们无论何时,一定要利用好早晨这段黄金时间,让学生乐于接受晨读,提升对早读的兴趣非常必要。但在家中,要让孩子重视晨读,首先父母家人必须先重视起来。那么,家长在家该如何帮助孩子高效利用晨读时间呢?1.定规矩,加强管理无规矩不成方圆。因此,首先应当制定严格的规章制度,提高晨读“纪律”。这个“纪律”指的是对所有家庭成员,在孩子晨读的这段时间,其他人该做什么不该做什么,都要详细的列出来,有条件的,最好是家庭成员也参与进来,以便给孩子创造一个积极的、有助于学习的环境和氛围。在这个期间,打扫房子的,扫地的拖地的就暂且停止,想象一下,假使学校早读,值日生来来回回的扫地拖地,读书的同学还能专心致志读进去吗?2.明目的,读有所获"无目的,不晨读",做任何事情,有一个清晰的目标,有明确的目的,都能起到事半功倍的效果。如果晨读是漫无目的胡乱读、走马观花的大肆滥读,我想阅读效果肯定是微乎其微的。有些大点的自律性强一点的孩子,基本已经具备了一定的阅读能力,可以在晨读前给自己一个明确的目标,但通过我曾经做过的一个问卷调查也发现,对于一般学生来说,学习的自觉性和计划性都还不够,许多良好的学习习惯还没有真正形成,这就需要家长不断地引导和帮助。每一周开始前,家长要提前去准备资料,可以提前把老师安排读的内容整理出来,让孩子每天晨读都能明确自己的任务,每天的目标最好有详细的设定,比如每天要背几首诗,要拿下几个文学常识点,让孩子融入到学习情境中,尽最大程度不留给孩子任何偷懒的机会。3.丰富内容,激发兴趣晨读的内容可根据老师的要求去走,也可以根据孩子自身情况,哪一方面薄弱就多读哪些内容。比如,诗词积累量还不够,就以诗词为主;文学常识太陌生,就多读文学知识点;作文比较吃力,就多读读好词好句和优秀范文;也可以再去巩固以前学的课文或者提前熟悉新的课文;除此之外,名家美文、国学经典等也能增加学生的语文素养,培养情操……这些都是可以选进语文晨读的内容。可以将课内与课外相结合,夯实基础的基础上,增加课外积累。最后,在读过之后,还应该明确晨读的检测要求,以便让孩子在晨读时产生动力,明确任务和内容之后,要让孩子在规定的时间内完成,从而给孩子施加压力,让压力变成动力。4.多种形式,营造氛围心理学上有个词——“注意稳定性”,是指把注意集中保持在某一对象(事物或操作活动)上时间的长短。时间越,稳定性越高。在《心理学教程》一书中提到,有人对小学生在日常学习中注意稳定性做研究,发现7~10岁儿童可维持20分钟,10~12岁约为25分钟,12岁以上儿童可维持30分钟。注意的稳定性是从事学习活动所必需的。当小学生上课或做作业时注意力不能很好集中,就会影响学习的效果。因此,提高小学生的注意稳定性是十分重要的。《语文课程标准》也提出,要求学生具有独立的阅读能力,学会用多种阅读方法,有较为丰富的积累和良好的语感,注重情感体验,发展感受和理解能力。因此,对于小学生来说,晨读也要注重用多种方式去体现"读"这个活动,以保证孩子的持续性,提高晨读兴趣。首先,可以自己去朗读。朗读是,朗读是一种艺术,学生在朗读的过程中可以受到美学熏陶,晨读,要以读为主,在读中感,在读中悟。但如果内容较少,二三十分钟就显得稍长,很孩子就会觉得乏味、无聊而有口无心了。因此,家长也可以结合提问、对读的方式,激发孩子的好胜心,调动孩子晨读的积极性。长期的语文教学实践告诉我,通过对晨读的重视,使学生入境悟情,动真心,吐真情,对他们各方面的发展都是有百益的,正如叶圣陶先生所说:"活读运心智,不为书奴仆。"总而言之,晨读的作用不可忽视,相信坚持的力量,坚持积累,晨读将会带给孩子一大笔“财富”。(本文完)这里是橘子育儿课堂,每天分享育儿方法和教育故事。期待在这里与你相遇,共探教育之法。更多精彩内容,请点击关注哦!

长毛狗

中国基础科学研究到底处于什么水平?院士道破了真相!

近几年,“基础科学”被提得越来越多,不仅国务院发布了《关于全面加强基础科学研究的若干意见》,华为、阿里、腾讯等知名企业也纷纷加大了对基础科学研究的投入。(图片来源:央视、澎湃等网络截图)随着中国载人飞船、月球探测、量子通信等科技成果的逐渐显现,很多人逐渐认识到加强基础科学研究对国家发展的重大意义。当然,对基础科学缺乏了解、认为其没什么实际用处的也大有人在。中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平?我们耗时耗力研究基础科学真的值得吗?库叔就此专访了中国科学院院士、中国科学院高能物理所所长王贻芳。中国科学院院士、中科院高能物理所所长王贻芳(图片来源:必应图库)王贻芳院士是首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家,2012年,他领导的大亚湾反应堆中微子实验发现新的中微子振荡模式,被《科学》杂志列为当年全球十大科学突破。(本文根据访谈内容综合整理。)文 | 王贻芳 中国科学院院士编辑 | 李浩然 瞭望智库本文为瞭望智库原创文章,如需转载请在文前注明来源瞭望智库(zhczyj)及作者信息,否则将严格追究法律责任。1中国曾因不重视基础科学吃了大亏什么是基础科学?我认为基础科学应该具有三方面的特征:1.有一定的规律性,反映了自然界的基本规律;2.不能直接应用到实际中,但是它是解决实际问题的基本原理,比如牛顿力学并不能教你怎么盖房子,这是土木工程需要解决的问题,但是牛顿力学是土木工程的基础;3.基础科学内部还有层次性,比如很多领域里虽然有独有的基础研究,但是都离不开数学,所以数学在基础研究里更为基础。(图片来源:veer图库)很多人经常问“基础科学看起来离我们生活非常远,好像没什么实际用处”,这种想法有些急功近利。我们无法说出某个方程、某个定律有什么具体的用途,但是整个科学体系是自洽的,基础研究就像盖房子所需的一块块砖头,虽然你不知道某一块砖有什么用,但如果把这块砖抽掉,房子就会坍塌。包括物理学在内的基础研究是为了让我们认识自然界,如果我们不了解自然,就没有办法发展和利用它。换句话说,基础研究是社会发展的最根本动力。当然,这些是不能即刻带来经济效益的。它带来的更多是短时间不能见效的东西,包括科研水平的提高,即创新能力的提高、人才的培养、对技术的推动和发展等。中国古代虽有四大发明、也有 “勾股定理”等发现,但我们只停在了“发现”阶段,并没有进一步发展出抽象的、纯粹的科学。鸦片战争失败后,中国打开大门向西方学习,引进了大量西方技术,购买枪炮,但北洋舰队还是在甲午战争中失败了,为什么?如果没有掌握科学规律,人们就不能举一反三,只能单纯就事论事,那么就永远摆脱不了落后的命运。当时我们只认为学习西方的技术才是有用的,而没有把科学体系引进到中国来。相比之下,日本在明治维新时期不仅买枪、买炮,同时还引进了西方的科学,比中国早几十年建立起了完整的科学体系,以至于中国很多科学名词都是从日本传来的。所以从根本上来说,科学应该是主干,技术是主干上发展出来的枝叶,没有科学只去做技术,最终可能什么也得不到。2基础科学水平提升 欧美国家的崛起回看世界历史,欧美国家的崛起也无不与其基础科学水平的提高有关。没有热力学、牛顿力学以及麦克斯韦的电磁学等科学作为基础,两次工业革命根本无从谈起。只知道烧煤的人是没法做出蒸汽机的,必须要有热力学理论的支撑。不把电磁学搞清楚,也不可能有电的应用,如果你去问麦克斯韦他的电磁学方程有什么用,他可能没法想到我们今天享受的科技成就与此有关,包括电和电器都是他奠定的基础。拿高能物理领域来说,在研究过程中产生过很多意想不到的新技术。比如上一代美国最大的加速器“Tevatron”,给我们带来了超导磁铁技术的突破与普及,现在,医院临床所用核磁共振设备中就采用了超导磁铁。Tevatron粒子加速器(图片来源:必应图库)还有伴随我们生活的万维网,很少有人知道,它是谁发明的,实际上万维网也是在高能物理研究过程中产生的。1989年,欧洲的物理学家建设了大型强子对撞机来寻找希格斯粒子,而科学家之间需要相互交流大量的数据和程序,这成为了一个重大的问题。过去,交流依靠的是美国军方发明的E-mail(电子邮件),显然它已经不能满足科学家频繁交流的需求了,于是,欧洲核子研究中心的计算机科学家Tim·Berners-Lee开发出了世界上第一个网页浏览器,架设了第一个网页服务器,推动了万维网的产生,促进了互联网应用的迅速发展。欧洲核子研究中心(图片来源:https://news.cnblogs.com/n/180532/)不仅如此,基础科学还带来了科学的方法论。科学的方法论有两个:一是逻辑推理,二是归纳。古希腊以来,人们总结出一整套推理的方法,而弗朗西斯•培根之后又有了实证科学,科学体系就是建立在归纳推理以及实证等根本支柱上。目前,在我国经常会出现一些违背科学的言论与事件。比如很多人相信各种“大师”们的言论,却没有用科学的思维问一下是不是真的合理、有没有证据支持。如果能通过发展基础科学,让更多人掌握科学的方法论,整个社会将更进一步。除此之外,还有很重要的一点是,基础科学研究是文明的一部分。国家经济发展起来并有一定的基础后,就会发展艺术、音乐、文学以及科学,人们这时就会仰望天空,探索世界是怎么回事、宇宙的根本构成,我们为什么来、将来到什么地方去?这些探索让我们永远有动力追求未知。(图片来源:视觉中国)3中国的基础科学在世界上是什么水平?1.怎么评价一个国家基础科学水平的高低呢?基础科学研究的重要性就体现在它对整个科学领域的影响,一个国家有影响力的基础研究成果越多,这个国家的基础科学水平就越高。如何判断基础研究的成果有没有影响力?看看我们的教科书就会明白。无论学的是数学、物理还是化学,无论是在中学、大学还是研究生阶段,教科书里都会写到一些用科学家名字命名的基础研究成果,这些就是最经典的基础研究,它们会永远流传下去,比如,现代物理学绕不开爱因斯坦的相对论,不可能不用量子力学。(图片来源:视觉中国)当然,还有一些研究成果是被论文引用较多的,虽然也有较强的影响力,但跟写进教科书相比还是差点。到目前为止,我国已有的这些重大科学成果能够写进教科书的几乎没有。2. 中国古往今来的基础科学的水平前面也提到,中国古代没有建立起基础科学的体系,所以中国的基础科学基本就是从“零”开始,经过多年努力,中国的科技水平如今已经在世界高科技领域占有一席之地了。但因为起步较晚,中国基础科学研究跟欧美的发达国家还存在一定差距,教科书中也很少有用中国人名字命名的公式、定理等。近几年有媒体报道说,在国际上,中国的科技论文被引用数排到了第二。这是科技进步的反映,毕竟30多年前中国在国际上有一定影响力的基础科学研究很少,现在能被国际同行认可并引用,算是跨越了一个很大台阶。我们国家善于集中力量办大事,所以我们能够看到某个领域突然冒头,但总体看来依旧是薄弱的。像高能物理领域,其中北京正负电子对撞机,大亚湾中微子实验、江门中微子实验这些成绩,无论是科学还是技术的,使得我们基本上站在国际的平均水平。中国基础科学研究还有很长的路要走,我们只是某个项目在国际上取得了领先的地位,但若要说整个高能物理,从规模和人员上,我们跟国际上还有相当差距。我们国家必须产生更多的重大成果,而不仅仅是一般成果,这才是质的转变!而质的转变不可能一蹴而就,必然要经历这样一个路径:从几乎为“零”开始到出现大批一般成果,然后才是重大成果。3. 怎样实现从“零”到有的转变呢?首先要摆正心态,不能急功近利,更不能揠苗助长。基础科学具有规律性,需要经过几代、十几代甚至几十代人的共同努力,我们要遵循其发展规律。很多搞基础科学研究的科学家,随着年龄增长可能很难再出新成果,这就需要下一代人才的继续接力。值得开心的是,现在中国做基础科学研究的人才队伍更加壮大,国际交流更加密切,与老一辈科学家相比,年轻一代科学家在国际上的影响力有了很大提升。其次就是人才,基础科学的发展离不开人才。人才怎么来呢?先从教育开始。一所好大学一定有非常强的基础科学实力,无论清华、北大等国内名校,还是国外名校,都是如此。很多大学实力不强,说到底还是基础研究能力不足。很多大学老师只会教学生基本的知识,但有了知识并不代表就有创新能力,创新需要有方法并在实践中锻炼,大学老师不但要教给学生知识,更重要的是教授方法并给学生“练”的机会,知识会过时,但方法永远不会!对于基础科学,最需要的就是培养学生“从无到有”的方法论,要让他们学会做前人未做过的事,这跟培养工程师的思路是不一样的。基础科学承担的任务基本处在“无人区”,都是需要思考别人没解决的问题。有了更多掌握“从无到有”方法论的人,我们社会的整体创新性才能提高。(图片来源:视觉中国)除此之外,基础科学发展也离不开国家的经费投入。在我国的研发经费里面,基础研究的经费比例偏低,只占5%左右,其中包括基础性研究和应用基础研究,和美国相比,我们国家过去三十年真正用于基础科学研究的经费实在是少的可怜。现在我国一些重点研究所、重点大学的基础研究经费已经能达到国际水平,而在10多年前,这可能连发达国家的十分之一都不到,40多年前,大概只有发达国家的百分之一。用别人百分之一的钱,还要做得比别人好,这根本不可能。所以,之前的很多年,我国的基础科学研究落后于发达国家,而现在5%的水平,只能够维持跟跑世界先进水平,但如果我国有未来引领基础科学研究的雄心,就必须加大经费投入。只有大幅度增加基础研究的投入,才能在根本上解决这个问题。到了我们成为了能够产生科学知识、而不只是消费西方产生的科学知识的时候,我们的原始性创新、颠覆性创新,就会源源不断地产生出来了。4均衡支持基础研究 发展大科学装置谈到经费投入,很多人可能会问:基础研究领域众多,对国家来说,怎么判断在哪些项目上投得多一点,哪些投得少一点?其实最基本的原则就是要均衡支持,不能因为某个领域是冷门就不支持,某个领域是热门就死命支持,从而影响了全面发展。对于一个国家特别是大国来说,在基础科学方面一定要均衡发展,每个领域都要得到持续的支持。经费投入的研究很复杂,一般需要政府管理部门进行非常精准的专门研究,组织各领域的专家进行研讨,参照国际做法及整个国家基础科学发展的历史来敲定。而均衡支持要注意两个问题。一是不要以“是否有用”来判断。基础科学的领域,一个都不能废弃。20多年前,没人会想到统计学这样一门学科会对今天的人工智能发展起到大作用,如果当时觉得没用就不发展统计学,那今天别人都在发展人工智能时,我们就傻眼了。还有很多年前,有些人认为动物学、植物学是“死掉的科学”,但现在的基因科学都跟这些学科有关。热点过段时间后可能就过时了,盲目地集中投入研究资金也会造成过剩。二是不能盲目跟风。现在美国一大半的科研经费都用于生命科学的研究,超过一半的院士都在从事生命科学研究,所以有的人觉得我们也应该大力发展生命科学,而不是发展物质科学。(图片来源:人民网)这种想法存在很大问题。在基础科学研究方面,国外已经走过的路,我们是很难避开或绕过去的。虽然美国现在大部分的精力在做生命科学,但他们是从探索物质科学的路上走过来的,如果我们跳过了物质科学阶段,直接参与到生命科学的竞争中,就会带来一个很严重的结果:只能买国外的仪器设备。无论哪个学科,研究过程中都离不开各种仪器。这些仪器的基础是物质科学。而我国目前各种科学仪器主要依靠进口,反映了物质科学研究水平及人才不足的缺陷,需要大大加强。为什么物质科学的研究会跟仪器设备有关系呢?在美国,很多仪器设备是商业公司研制出来的。在研制仪器的过程当中需要两个条件,一个是需求,一个是人才。这其中人才尤为重要,但仪器创新方面的人才,学校是很难培养,必须要在科学仪器设备的研制过程中培养。而进行物质科学研究,关注自研设备包括大科学装置的建设,就是培养设备研制人才的一种最好途径。从上世纪五十年代开始,美国就开始研制大科学装置,如今五六十年过去了,在这个过程中孵化了很多仪器设备企业,比如说著名的示波器公司LeCroy(力科),其创始人LeCroy之前是一位高能物理的工程师,长期研发高能物理专用的读出电子学。最后他成立了自己的公司,专注于高速和复杂信号测试设备。现在世界上最好的仪器设备都是国外企业做的,所以他们研究生命科学的条件很优越。但我们中国很多实验室的设备基本都是进口的,说明我们物质科学的基础还很薄弱。如果我们只做生命科学的研究,就要大量进口仪器设备,导致资金外流,对国内的工业发展并无助益,同时还会受制于人。所以中国现在应该大力发展物质科学,特别要关注自研设备,包括大科学装置(注:大科学装置是指通过较大规模投入和工程建设来完成,建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动,实现重要科学技术目标的大型设施),我们需要在技术和科学目标上都领先的大科学装置,而不是跟随美国的脚步。北京正负电子对撞机(图片来源:https://ke.sogou.com/v224241.htm)大科学装置中的基础科学专用装置,比如我国的正负电子对撞机、聚变堆、专用空间科学卫星、天文望远镜等,具有确定的科学目标,应用范围广泛,投入规模大,技术先进,可以产出重大成果,对学科发展具有重大的引领和带动作用,还有一些溢出效应如重大技术的积累、突破和推广应用,国际合作与技术引进,关键技术人才的培养,企业技术水平与研发能力的提高等,因此在国家创新体系的建设中占有突出的位置。5基础科学的竞争也是国力的竞争基础科学的竞争也是国力的竞争,这在高能物理领域表现得尤为明显。单就高能物理领域来说,与发达国家相比,我们总体上处于“并跑”和“跟跑”的水平,与美国、欧洲、日本等相比都有一定的差距。这一点从研究人数对比上也能看出来,我们的研究人员人数与美国相比大概只是其十分之一,跟欧洲比大概是其五分之一,跟日本比可能是其二分之一到三分之一。美国的大科学装置总体来说是从上世纪50年代开始建设,高峰在2000年左右,这50多年的投入、建设、运行等,给他们带来了巨大收益,很多非常重要的技术成果在社会上得到了广泛应用。跟他们相比,我们的北京正负电子对撞机起步较晚,技术上也不是国际领先,基本上是采用国际已有的成熟技术。可以想象,一个科学上、技术上不是最领先的装置,自然在技术的辐射能力方面会有相当的限制。20世纪80年代,建设中的北京正负电子对撞机(图片来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/420228.shtm)所以,如果要想有所谓国际领先的、重大的技术突破,能够辐射到社会、对国民经济有重大作用,科学装置本身必须是先进的、别人没有的,否则早就被别人辐射完了。我们希望未来有一个高能物理的装置走在欧美前面,这也是我们提出建立“超级对撞机”的原因。如果最终建成,其规模将数倍于目前世界上最大、能量最高的粒子对撞机——建于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机LHC,科学目标和技术创新性自然可以实现。(图源片来:中青在线)2012年希格斯粒子的发现,是国际高能物理发展的转折点,使我们有可能规划这样一个加速器。这是科学上的时机,技术上的时机,也是国家经济实力发展的时机。二十年前,这样大规模的装置想都不敢想,更不可能有钱来做。高能物理这个系统比较庞大,要想做到国际领先首先要有高远的科学目标,这样的目标很多国家都有,但是都会面临重重困难。所以接下来比拼的就是实现这些目标的能力,这里面至少会涉及二三十个技术门类,最后哪怕有一个螺丝钉没拧好,整个系统就可能出问题。加速器转起来还要放探测器,就像显微镜的镜头一样,可以看到整个过程,从而进行数据分析,所以又有人工智能、大数据、计算机、网络等领域参与进来,更不用说背后还有财务、计划、管理、采购等一整套的后勤保障系统。要把整个团队凝合起来,奔向同一个目标,这是包含成百上千人的“团队作战”,这种规模的科学研究体现的就是国力。建这样一个大型设备,能培养出机械、电子、真空、微波等各个领域的创新人才,这里面会有大批科学家、工程师解决大量的技术需求,这些需求很多都是从未出现的,如果能解决,这些人才就是“从无到有”的创新人才。所有的技术发明和科学成果,最先发现的人肯定是有一定的优势。如果只是享受别人的成果,那你就是一个“土豪”,既不能得到大家尊重,也不会很好地掌握知识,也很容易就被别人逐出圈外,夺走财富。而掌握了最前沿的基础科学知识,自然就会有最前沿的技术,从而成为引领全球科技发展的大国。库叔福利总监制:王磊监制:夏宇责编:戴丽丽 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格什温

科学思维与方法缺失已成科研发展瓶颈

来源:科技日报人们经常说要弘扬科学精神,科学精神在科研过程中如何体现?怎样激发科学研究内生动力?近日,科技日报记者采访了中国科学院山西煤炭化学研究所所长王建国。团队协作精神也是科学精神的一方面科技日报:怎样理解科学精神,它包含哪些内容?王建国:要理解科学精神,首先要理解科学的内涵。科学,不单单是指科学知识本身,更重要的是指科学的态度、科学的方法、科学的思想和科学的精神,其中尤为重要的是科学的精神。所谓科学精神,是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。它表达的是一种敢于坚持科学思想的勇气和不断追求真理的意识,表现为求实精神、实证精神、探索精神、理性精神、创新精神、怀疑精神、独立精神和原理精神等。1996年,我在北京去德国的飞机上碰到的一件事对我触动很大。我的邻座是一位60多岁的德国老人,聊天时得知他只是一位普通的工人,但当他在饭前打完胰岛素后拿出一张很大的记录纸时,我惊呆了。上面密密麻麻但非常清晰地记录着过去几个月来他的血糖值和胰岛素给药数据,还有血糖随时间的变化曲线图,记录之详尽、规范让我们有些研究生的实验记录相形见绌。到了德国后我发现,飞机上遇到的情况并非偶然,科学精神已经渗入到了德国大众的意识深层。德国人的厨房里普遍都有带刻度的容器、秤等计量工具,菜谱书籍也都有明确的配方和制作程序,而不像我们的菜谱,这个“少许”,那个“适量”。科学精神约束科学家的行为,是科学家在科学领域内取得成功的保证。耐得住寂寞、求真务实、探索……这些都是科学精神必不可少的内容,也是科研工作者必须具备的素养。除了这些,我认为团队协作精神也是科学精神的一方面。所谓团队精神,简单来说就是大局意识、协作精神和服务精神的集中体现。核心是协同合作,挥洒个性、表现特长保证了成员共同完成任务目标,而明确的协作意愿和协作方式则产生了真正的内心动力。 随着科学研究越来越复杂,现在搞科研需要一批人、一个团队才能完成。团队成员都应该在自己的岗位上尽心尽力,主动为了整体而甘当配角,自愿为团队放弃私利。其实科学研究的过程,也是团结协作的过程,我们看到的伟大科学成果背后都是整个科研团队共同努力的结果。以论文数和期刊评估成果违背科学精神科技日报:怎样激发科学研究内生动力?王建国:科学研究,有些可以形成关键技术而转变为现实生产力,为人类造福;有些将来可能转变为生产力;还有一些只是为了满足人们认识自然的好奇心,但可以改变人们的世界观。从事科学研究的人很多,但大部分是把科学研究作为职业,其贡献是积累数据、传播科学思想、普及科学知识与科学精神,这是完全必要的。只有极少部分人是从本质上热爱科学、探求未知,他们就是喜欢科学,不求名利,研究不明白,吃不下睡不着。现在我们热衷于过早、过度评估评价科学研究成果,早先是看发表了多少SCI论文,后来是看论文刊登在什么杂志上,产生了很多不良后果,从根本上违背了科学精神。其实,发表论文的数目和发表的期刊并不能准确反映研究工作的意义与重要性。很多科研工作在多年后才能体现其价值,历史上许多重要的科学研究成果发表在“很不起眼”的杂志上。我认为,对科学研究应该少评估、少评判、少评价,为科研工作者营造一种宽松的氛围。如果要评价,也应该更加注重研究成果本身的科学内涵。让科学家们能真正安下心来潜心研究,为一些重大的科学目标或者技术目标去做科研,科研的内生动力才能更好地激发,科研的功利性自然就会减少。科学思维与方法的缺乏使所得结果更像“偶遇”科技日报:我们的科研现状如何?突出的问题在哪里?王建国:我认为,我们的原始创新能力低下,基础研究薄弱,重大理论突破和原创引领性成果乏善可陈,甚至学术造假,浮夸浮躁等现象频发,根本原因不仅在于科学精神缺失,科学思维与方法的缺乏也是重要因素。长期的应试教育,使我们拥有了很多“知识”,却没能掌握获取知识的能力与方法。我们很多研究工作所采用的方法难免让人联想到“奇技淫巧”,而不是源于基本原理、令人信服的科学方法,所得结果也更像是一种“偶遇”,而不是基于普遍科学原理的一种必然,很多工作甚至是将本来就复杂的现象更加复杂化,而不是简单化、条理化,没有找到现象背后的本质规律,科学价值不大。科学思想与方法的缺乏和我们的文化传统与推理方式有关。战国时期,诸子百家中有一学派叫名家,极其善辩,他们讨论概念的形成,追究概念的不同及其相互关系,如“白马非马”“坚白论”等,看起来很枯燥,其实很重要,可惜历来对其评价不高,甚至被认为是诡辩。逻辑推理分两种,归纳推理与演绎推理。归纳推理是从个体现象中发现普遍规律,演绎推理是在普遍规律下分析个体现象。这两种方法我们掌握、应用得都不够好,我们可以从个体现象中总结出一些经验规律,但上升不到科学的层面,如我们的“四大发明”;我们掌握了很多“死知识”,但不能很好地利用普遍规律去分析个体现象。(记者 王海滨)

西蒙妮

科学研究与社会管理

美丽山水科学研究的重要性不言而喻。1978年,邓小平同志在全国科学大会上重申,“科学技术是生产力”是马克思主义观点。1988年,他更是提出科学技术是第一生产力。改革开放以来,我国一直重视科技的投入。2018年,我国的研发投入达到4748.1亿元,全球排名第二,占全球份额的21.68%[1]。当今世界,正面临百年未有之大变局。国家间的竞争日趋激烈,科技竞争更加引人注目。2019年,中国现代国际关系研究院张力研究员在《瞭望》撰文指出,全球科技竞争决胜未来大势。科技成果束之高阁当然不能成为生产力,必须要转化到生产领域。1996年,我国就颁布了《促进科技成果转化法》,2015年也进行了修订。近年来,科技成果转化的例子也层出不穷。2017年,山东理工大学科研团队的新材料专利转让费高达5.2亿元;同年,同济大学的一项专利转让也达到3800万元。2019年,我国首次发布科技成果转化年度报告《中国科技成果转化2018年度报告(高等院校与科研院所篇)》。报告显示,科技成果转化合同金额达121亿元,同比增长66%;合同项数为9907项,同比增长34%。但也存在成果与市场需求脱节的问题,承接企业科研能力不足的问题等。这些海量科技成果转化费令大众眼羡,尤其是社会科学学者。其实,社会科学研究服务社会管理,间接效益更大。比如村庄规划是一种行政管理工作,但规划编制、实施、评估等过程都离不开科学研究。笔者之前提出一个观点,科学研究就是要建立一套标准化体系,降低认识世界的成本或者提高工作的效率。行政管理纷繁复杂,又有诸多层级,其标准化的方法就是“约定俗成类”。为降低分歧、便于传播,管理者就会把社会事务简化为一些较为通俗的概念。比如,“四个现代化”、“改革开放”、“一个中心,两个基本点”。这样,既方便行政工作,又有利于抓住重点。以村庄管理为例,2005年,党中央关于社会主义新农村建设提出了“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的要求。2017年,党的十九大又将乡村振兴战略上升为国家战略,党中央、国务院印发了《关于实施乡村振兴战略的意见》,编制了《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》等,提出了“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的总要求。根据国家空间规划体系改革精神,村庄规划是我国农村区域的详细规划。作为村庄尺度的“多规合一”的实用性规划,村庄规划应该兼具发展规划和空间规划的特性。因此,我们在编制任何一个村庄规划的时候,要按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕要求,结合村庄的实际情况,研究存在的问题和解决问题的方法,最后用规划的语言体系表达出来。从村庄规划的科学研究需求看,至少包括三个层次的研究:一是村庄规划编制技术研究。我国幅员辽阔,村庄众多,自然禀赋差异、经济水平差异、公共基础设施差异等都使得村庄规划没有放之四海而皆准的模板。因此,各地都需要结合自身的实际,形成一套较为实用的编制技术规范体系。如湖南省印发《湖南省村庄规划编制技术大纲(试行)》、四川省印发《四川省村规划编制省级导则(试行)》等,很多省已经行动。二是村庄规划实施技术研究。村庄规划正是“麻雀虽小五脏俱全”。比如,村庄规划实施需要借助国土综合整治工作,这就需要结合村庄实际,编制村庄的全域国土综合整治方案。再比如,历史文化名村的保护修复工作,还需要研究地方建筑材料、施工工艺等。三是村庄规划涉及的基础研究。这些研究不只针对一个村或者一个镇,但其研究成果可以成果转化支持村庄规划,如农业灌溉技术、土壤改良技术、道路施工工艺等。笔者2013年在陕西参观了陕西地建开展的“砒砂岩与沙复配成土造田”研究,该成果对于我国黄河中游砒砂岩区的村庄规划就具有转化价值(该成果获得2019年度国家科学技术进步奖二等奖)。当然,编制村庄规划的过程中,不一定都要从零开始。规划编制单位更多地侧重于第一项研究,同时,也要吸收后面研究的成果,降低规划的编制成本。最后,用通俗的语言来阐述社会管理和科学研究的关系,那就是行政管理把复杂东西简单化,科学研究把简单东西复杂化。通过“两化”,纷繁复杂的社会问题就变成系统的科学问题。问题找准了,剩下的就是解决了,正所谓研究的目标导向、问题导向。