方法论研究一直是科学哲学研究的核心问题,在科学世界中也占据着非常重要的地位,被认为是科学的两个重要组成部分之一[1],或“必不可少的要素”[2]80。系统科学是一个具有较强方法论性质的学科,系统科学方法在诸多学科领域(如管理学、教育学、生物学等)都产生了重要影响,发挥着举足轻重的作用。但是,对系统科学方法的认识却存在着一定混乱,本文在结合学界观点的基础上,将通过对内涵与外延的探讨全面分析系统科学方法,为它的广泛运用奠定理论基础。
一、方法与方法论
笔者同意吴彤、等对一般意义上方法以及方法论的界定。诸多学者探讨过的实验方法、观察方法、归纳方法等,或者各种方法的组合,观察实验―归纳方法和假说―演绎方法等都是科学方法,并非方法论。这种界定的直接结果就是当前许多书名为方法论的著作可能都要改称为方法的研究,这种研究本身即是方法论,或论方法。如果方法论是关于方法的理论[6]613,那么方法论研究就应该是对“关于方法的理论”的研究,笔者认为这种研究尚不存在,因为研究方法的理论还不存在,谈何对之进行研究。Klir的元方法论在这种意义上很明显更应该称之为方法论。因此,很多文献中提到的方法论研究、方法论变革等也就失去了指代的意义。换个角度说,当前学界提到的方法论变革指的主要是方法的变革,是在做方法论,研究方法,理解其意即可。也正是在这种意义上,本文是以方法为研究对象,做方法论研究。
进一步讲,与科学发现相对应的是方法,与科学辩护相对应的一般是方法论。以波普为例,他提出的解决问题获取知识的四段图示[8],是向人们展示他提出的获取知识的方法,告诉人们如何做,即方法;他进而把这种思想上升为与实证主义相对立的证伪主义观点,即进入了科学辩护的层面,即方法论。因此,包括库恩的范式理论、拉卡托斯的科学研究纲领方法论、费耶阿本德的无政府主义等都属于方法论,或者说是通过对获取知识的科学方法的思考总结出的一些思想理论。
二、系统科学方法的内涵
(一)系统方法与系统科学方法辨析
国内第二个具有代表性的方法体系是由顾基发、朱志昌等人提出的“物理―事理―人理系统方法论(WSR)”,它是把物理、事理、人理有机融合解决复杂的社会问题的方法体系。[22]8在该方法体系中,“‘物理’指涉及物质运动的机理,它既包括狭义的物理,还包括化学、生物、地理、天文等等。……‘事理’指做事的道理,主要解决如何去安排。通常运用运筹学与管理科学方面的知识来回答‘怎样去做’的问题。……‘人理’指做人的道理,通常要用人文与社会科学的知识去回答‘应当怎样做’和‘最好怎么做’的问题”[22]15。物理―事理―人理系统方法论的实践准则是“懂物理、明事理、通人理”[22]16,它的基本原则主要包括:综合原则、参与原则、可操作性原则和迭代原则。[22]20苗东升通过对这种方法或方法论进行分析,把它归于软系统方法论名下。[23]
邓聚龙创立的“灰色系统理论”在国内外已经产生了重要影响。该理论中的灰或灰色指“信息不完全或不确定或者二者皆有的现象。灰或灰色亦可称为贫信息现象”[16]231。“灰色系统是指信息不完全,信息不确定,或二者兼有的系统。”[16]239以此为基础,灰色系统理论就是“处置少数据不确定性问题的理论”[24],“灰色系统理论属系统论范畴。灰色系统理论以信息不完全,不确定系统的行为表现、行为内涵、行为关系、行为环境的层次性、动态性、信息性、量化性……为主要研究目的。”[16]239它的主要内容包括:灰观念、灰生成、灰建模、灰预测、灰决策、灰控制、灰数学、灰哲学等。[16]240相对应的,应用灰色系统理论处理灰色系统各种问题的方法就构成了灰色系统方法。
吴学谋创立的泛系理论与方法也已经在国内外诸多领域得到了广泛的认可和应用。泛系方法论是“泛系哲学的主要组成之一”,它是将“泛系理论(泛系哲学、泛系数学、泛系工学等)运用于科学认识和科学研究过程,运用于认识与实践”形成的各种泛系方法的总和。[16]112或者可以把泛系理论与方法简单总结为“研究广义系统、关系的理论和方法,……它的特点是宏观、微观兼顾并具有多层次网络体系”[25]。
(二)国外提出的系统科学方法
国外提出的较有代表性的方法或方法论体系,主要包括系统工程、系统分析、系统动力学等方法在内的硬系统方法或硬系统思考,切克兰德提出的软系统方法论,Ulrich的“批判系统启发法”(CSH),还有“全面系统干预”(TSI)和“批判系统实践”(CSP)等在内的批判系统思考(CST)方法,以及Klir创立的被称之为“一般系统问题解决者”的方法体系等。
例1寒暑表是温度计之一,寒暑表是测量气温的工具,图1所示寒暑表的读数是()。
A.-4℃B.-6℃C.6℃D.16℃
解析:空气温度人体只能感觉到,但不能准确说出,只能由温度计来测定。由图1可以读出当时的温度为零下6℃。
答案:B。
2.比较法:通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点,它是认识事物的一种基本方法。如:(1)在研究晶体与非晶体熔化或凝固的特点时就用到了比较法。晶体熔化有一定的熔点,而非晶体熔化则没有固定的熔点。同样,晶体有一定的凝固点,而非晶体则没有凝固点。同种晶体的熔点与凝固点相同等都是通过比较得出的。(2)在研究熔化与升华、凝固与凝华时用了比较法。熔化是固体变为液体的过程,而升华是固体直接变为气体的过程。凝固是液体变成固体的过程,而凝华则是气体直接变成固体的过程。(3)蒸发和沸腾的区别。蒸发是在任何温度下液体表面进行的缓慢的汽化现象,而沸腾则是在一定温度下液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。从温度、位置、程度上去认识。通过这样的比较能更清晰地认识蒸发与沸腾的区别。
解析:由图2比较可知,A有确定的熔点,B没有确定的熔点,因此A物质是晶体,B物质是非晶体。A物质的熔点为80℃,在5到10分钟A物质处于熔化状态。因此,在第8min时,这种晶体处于固液共存状态。
答案:A,80℃,固液共存。
3.控制变量法:控制变量法是当某一个物理量受多个因素的影响时,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为某一物理量受多个单一因素影响问题的研究方法。如,在探究影响水沸腾因素时就采用了控制变量法。
①_____________________________
__________________________________;
②_____________________________
__________________________________。
答案:
1、化学治理法:使用化学喷雾或喷粉进行大面积喷洒,如马拉硫磷、二线油、锐劲特超低量喷雾剂等用机超低量喷雾,卡死克、马拉硫磷原油、来福灵等用于地面超低量喷雾。
2、生物治理法:在有蝗虫群的地方放养鸡、鸭、鹅等家禽,通过家禽捕食的方式来消灭蝗虫,也可以大面积施用微孢子虫。
下面我结合自己的英语学习和英语教学浅谈一下科学记单词的方法。
一、进行瞬间记忆训练
二、联想记忆法
volleyball,football,playground等等;看到叔叔联想到uncle,
aunt,sister,brother,cousin,son,daughter,mother,father等等;看到职业这个单词时联想到teacher,driver,worker,nurse,doctor,farmer,lawyer等等。
三、理解记忆法
持久。
四、口诀和顺口溜记忆法
例如Be的用法口诀:“I用am,you用are,is跟着他、她、它(He,She,It);单数形式用is,复数形式全用are;变疑问,往前提,句末问号别忘记;变否定,更容易,be后not加上去”。在学基数词变序数词的时候,如果我们死记硬背,不找规律,无形当中就增加了词汇量,但我们如果善于观察和总结,就会事半功倍。你会发现12以内的基数词变序数词可以用下面这句顺口溜轻而易举地记住:“一、二、三全变,八去t,九去e,f代ve”。one―first,two―second,three―third,four―fourth,five―fifth,six―sixth,seven―seventh,eight―eighthnine―ninth,ten―tenth,eleven―eleventh,twelve―twelfth。
总之,记忆单词的方法还有很多,我们一定要在实践中根据自身的特点找到最适合自己的科学记忆法,因为在英语学习中,只
有词汇量达到一定程度,学习英语才会事半功倍。
1、四平马步。练功时两腿并立,两脚平行站好(距离约为自己脚长的三倍)。两膝弯屈半蹲,两大腿微平,脚尖内扣,五趾抓地,重心落于两腿正中,膝部外展与脚尖垂直。裆部撑圆,同时注意保持头正、颈直、含胸、收腹、提肛、立腰、开胯、沉肩、收臀。双手合掌,放于胸前,目视前方。
2、脚上宽马。其它与姿势一相同,双手环抱于胸前,指尖相对,目视前方。放松自然。
3、双掌前推,四指弯曲。仍旧采取姿势一站法,双臂平举于胸前,掌心向外,四指弯曲食指直立,似按似推。
科学经验方法是一种通过观察、实验、测量等实际操作,直接作用于自然对象,获取科学事实的方法。具体包括以下三种方法:
(1)科学观察
科学观察是运用感官或者科学仪器,有目的、有步骤地考察自然现象和研究对象的方法,是科学研究的基本方法,也是科学发现的重要途径。在化学领域使用观察方法表现在:观察物质的颜色、气味、形态,各种化学变化的反应现象,如火焰、热效应、生成物的状态、反应快慢等。化学观察要求客观、全面、深入、细致入微,现代科学仪器为化学观察提供了先进的科学手段。
(2)科学实验
科学实验方法是人们通过科学仪器和设备在有目的地干预控制或模拟客观对象条件下,获取科学事实的一种研究方法。化学是一门以实验为基础的自然科学,实验方法是化学研究中最基本、最常用的方法。化学实验一般可分为定性实验和定量实验,其中定性实验用于判定对象物质是否存在及成分是什么,或者用来检验物质的性质,证明化学规律等。定量实验是在定性实验基础上,利用化学仪器测量各物质间的数量关系,及探索化学规律的数量特征等。
(3)科学测量
化学是一门精确的科学,许多科学数据需要准确的测量,例如各种化学物质的密度、硬度、熔点、沸点、相对原子质量、电极电势、反应热等,需要运用仪表工具进行科学测量和统计。随着现代测量技术的不断提高,化学测量得到了巨大的提高,仪器越来越精密,测量数据越来越准确。
2.科学抽象方法
科学抽象就是在思维中排除事物次要的、非本质的因素,抽取出其固有的、本质特征的一种科学方法,是透过现象获取本质的过程。化学研究的是物质内部的微观结构,感官直接感知不到,化学反应的过程也是转瞬即逝,很难把握。所以要运用科学抽象的方法,透过物质的外观和反应现象,解释物质的组成和反应机理。例如,元素、原子、分子等化学概念是具体的微观物质存在,并不能直接感知,需要运用抽象的方法进行提炼。而象分子—原子学说、化学平衡移动原理等化学原理也是在经验材料和实验事实基础上,抽象概括出来的化学规律。转贴于
化学符号是描述具体化学物质、状态、反应、过程、操作等标志性的化学用语,其形成就是一个抽象过程。现代化学符号体系包括元素符号、化学式、化学方程式、电离方程式、离子方程式、电子式、结构式、原子和分子轨道表示式,及一些辅符号,如===、、、、等,是国际通用的,具有交流和传播化学信息的功能,使化学研究变得方便、快捷。
3.逻辑推理方法
归纳和演绎是两种基本的逻辑推理方法。归纳是从实验和观测事实材料出发,推导出理论性的结论,是个别到一般的推理方法。例如,拉瓦锡根据H2SO4、HNO3、H3PO4都含有氧元素,便归纳出酸中都含有氧元素的结论,是归纳在化学中的最早应用,后来化学家发现HCl、H2S等属于酸,才进一步归纳出氢元素是酸的本质。
演绎是一般规律推导出科学事实的方法,是一般到个别的推理过程。俄国门捷列夫发现元素周期律之后,指出元素镓的密度并不是当时所公认的4.7,而是在5.9—6之间,这令远在法国的科学家、镓的发现者瓦博布朗十分诧异,当他带着怀疑的态度进一步测定镓的密度,结果是5.96,完全证实了门捷列夫的演绎推理结论是正确的。
4.分析与综合方法
分析是把客观对象的整体分解为几部分,并分别加以认识和研究的方法。波义耳在《怀疑的化学家》一书中写道:“化学的目的就是认识物质的结构,而认识的方法就是分析”。分析内容分为定性分析和定量分析,定性分析的任务是鉴定物质的组成,而定量分析的任务是测定各组分的相对含量。
与分析方法相对应的是综合方法,它是把研究对象的各部分的特点和性质联系起来考察,从整体上认识和把握研究对象的方法。化学上,当确定物质的组成和结构时,需要一一分析所含的每一种元素,再把这些元素和结构信息结合起来,才能最终确定物质的构成。分析和综合虽然是两个相反的思维过程,但它们是相辅相成、辩证统一的。
5.比较方法
Abstract:Theurbantransformationoftheoldcityisacomprehensivesystemengineering,citydevelopmentisaconstantlyupdated,theprocessoftransformationofthenewsupersedestheold.Toimprovethelivingconditionsofresidentsthroughthetransformationoftheoldcityplanning,butalsothefutureofaperiodofinternalizationisaneffectivewayforsolvingthecontradictionbetweensupplyanddemand,bettercitybetterlife.
Keywords:thetransformationoftheoldcity,cityplanning,ecologicalenvironment
随着城市建设的发展,旧城更新改造是城市建设和发展的大势所趋,也是城市发展过程中不容回避的问题。特别是自上世纪九十年代以来,我国许多大中城市在市场经济发展的大潮和经济规律的作用下,旧城改造达到了一个前所未有的。改变城市面貌、提高人民居住水平、挖掘城市用地潜力等多方面的因素,使旧城改造在城市建设中显现重大意义并占据不可替代的位置。然而,旧城改造又是城市建设中一项很棘手的工作。
1.旧城改造的必要性
2.科学合理地搞好旧城改造
2.2提高规划的科学性和可操作性
2.3遵重历史,延续城市的传统文脉
2.4有效利用旧城区的各种条件,创造宜人的城市生态环境当前,环境问题是关系到社会经济可持续发展的大问题,政府应把创造一个安全、健康、优美的城市环境作为现代化城市建设的重要课题。经济发展越快,旧城改造规模越大,越是要保护生态环境,决不能以牺牲环境为代价发展经济,也不能走“先污染、后治理”的老路。因此,旧城改造的指导思想不但要考虑经济因素,还考虑生态环境质量因素。旧城改造方式与旧城发展轨迹相适应,应与旧城发展阶段相适应,选择最适合旧城可持续发展及其旧城生态系统自我完善的改造方式。
3.结束语
旧城改造的任务艰巨而复杂,在新形势下城市化迅速发展的今天,旧城改造还有很多值得研究和创新的地方,不少城市制定并实行许多扶持和鼓励旧城改造的灵活政策。制订实行灵活的政策,有利于调动各方面的积极性,加快旧城改造的步伐,我们要继续探索,找出更多适合我国国情的旧城改造之法。
再如,用简化知识点法,把过滤操作概括为:“一角、二低、三碰”;把用量筒、容量瓶、滴定管量取液体体积和操作概括为:“三点一线,保持水平”;把化学实验室操作可原则地概括为“安全、方便”;提纯物质的原则:“不增、不减、易分、复原”等等。
将知识按照一定要求归类总结,既能使学生对概念加深理解,又能培养学生的思维能力和解题能力。比如,容易当作纯净物的混合物;容易当作混合物的纯净物;容易当作物理变化的化学变化;容易当作化学变阶级的物理变化;可生成氧气的反应;能用于制取氢气的反应;有水参加的反应;反应物相同、反应条件不同产物不同的反应等等。
二、联想比较
三、科学观察
科学观察是科学发现的基础,牛顿观察到树上的苹果往地上掉而不是往天上掉,发现了万有引力;瓦特观察到炉子上的水壶盖于被水蒸气冲起,发明了蒸汽机;……所以,要学好化学,一定要学会科学观察,善于观察实验现象、实物、模型、图表,以及观察自然界、生产、生活中的化学现象。所谓科学观察,主要包括以下三个方面:
一要注意观察:要有科学观察的强烈意识和兴趣,对能够且需要观察的,要主动去观察,不能视而不见或熟视无睹。
三是观察与思考相结合:思考观察到的现象如何解释。如乙烯制取实验中出现反应液变黑的现象,得到有制激性气味的气体,这是为什么?气体的成分有哪些?如何通过实验验证?
化学教学的一项重要任务是:承担着化学基本概念、化学基本原理和规律、元素及化合物知识等知识的教学,在这些知识的学习过程中都可以进行科学方法教育。
首先,在元素和化合物知识教学中进行科学方法教育。如在学习“碱金属元素”、“卤族元素”时,可采用事实―分析一雅论―实验验证一^结论的科学方法模式进行教学。即通过实验和观察,将实验现象和数据等资料力卩以分析,找出一些规律性知识,并根据这些规律性的知识和物质的内在联系等进一步对一些物质的性质作出推论和预测。当这些推论和预测经过实验多次验证后,便可将其中的正确部分上升为理论。
又如:在学习元素周期律时,可以通过课题讲座或教授与实验相结合的方法引导学生对大量数据和事实进行分析、总结归纳出元素周期律;再如学习酸、碱、盐性质时,可以先研究单个物质的每一个具体性质,然后再综合为物质总的性质而得出该类物质的通用性质,在这一过程中培养学生分析与综合、归纳和演绎的逻辑推理能力。
其次,结合化学概念进行科学方法教育。化学概念是从大量同类化学现象和化学过程中抽象出来的,所提示的是客观事物的共同性质和本质特征,是构成化学理论的基础。因为每一化学概念的形成都必然包含着科学方法的因素,形成概念的过程就是应用化学科学方法思维的过程。所以,教师在概念教学中应按照学生的认知规律教给学生形成概念的科学方法。即化学概念的形成一般经过这样的过程:提出问题-观察实验-分析、比较、抽象、概括、演绎-化学概念。同时,可以根据化学概念间的联系和区别融入科学方法教育。如:在许多意义相近或相反化学概念的教学时,就应用对比方法教学,像分子与原子、原子与元素、同位素与同素异形体等意义相近,而像氧化反应与还原反应、化合反应与分解反应,物理变化与化学变化、溶解与结晶等概念意义正好相反。
最后,在化学理论和化学规律的教学过程中进行科学方法教育。化学规律是化学现象或过程内在的本质联系,在一定条件下发生、发展和变化的必然反映,是构成化学大厦的砖石和框架结构。和化学概念教学一样,在探索、总结化学规律时,也应重视科学方法的传授。即教会学生:①提出问题-观察实验-归纳、演绎-化学规律;②已有概念和规律-建立假说-实验验证-化学规律;③已有概念和规律-数学或逻辑推理-得出化学规律。
2剖析历史案例,进行科学方法教育
化学家们在取得伟大成就的过程中,所运用的科学研究方法和实验构思精妙绝伦,为我们提供了取之不尽的科学方法教学素材。结合教学内容介绍化学科学发展的史料,将化学概念、定律的历史发展过程展现给学生,使之熟悉化学家发现规律的思维过程和科研方法,作为学生学习的范例,学生在学习过程中不断接受科学方法教育,潜移默化地培养科学的思维模式。
3借助实验探究,强化科学方法教育
所谓实验探究是指通过实验来进行的一种探究活动,它是科学探究在化学实验教学中的具体化,是化学教学中最常见、最主要的探究法,如“探究氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠等三种物质在水中溶解时的温度变化”、“探究酸溶液、盐溶液分别跟金属发生转换反应的规律”“用简单的实验方法区分棉纤维、羊毛纷纷和合成纤维(如腈纶)织成的布料”等。实验是科学研究过程的一个缩影,是科学研究方法得以应用的一种体现,在实验教学中渗透科学研究方法是科学方法教育的一个重要途径,很多的科学研究方法在实验教学中都有所体现。
在新课程中,把实验探究作为转变学生学习方式、提高学生科学素养的一个重要手段。与之相应地,在教材内容设置方面给予充分地体现。
在初三化学教材中不仅特意安排实验探究的专门章节,而且还在每一学习主题里都嵌入了实验探究的内容。所以在实验探究中对学生进行科学方法教育是完全可行的。
例如,初中化学教材(上教版)第194页“活动探究2”的实验探究中,就涉及到了观察法、假说法、比较法、实验法、推理法等;在物质反应前后变化情况的实验探究中,实际上就嵌入了科学假说、逻辑推理、数学方法、观察等基本方法,第152页的食用油在洗洁精的溶解实践,则要运用到实验的一般方法。这一系列做法由于脱离了教学内容的束缚,在一定程度上扩展了科学方法教育的自由度和灵活性。由于科学方法的培养在具体的活动中进行,学生就能在运用科学方法的实践中体验和领悟科学方法,这些科学方法知识也就能动态地存储在学生的意识中。
4设计化学习题,夯实科学方法教育实践内容
化学习题也是实施科学方法教育的一条有效途径。设计新课程理念下的化学习题要坚持的一个很重要的原则就是科学性原则,这里的科学性原则要求在设计化学习题时要融入科学方法的要素。通过让学生在解决这类化学习题过程中,体验和学习科学方法。
例1:请根据混合物、纯净物、单质、化学合物、氧化物等概念的含义,用图表表示各概念间的关系,并将下列物质列入相应物质属类。①铁矿石;②冰水混全物;③清新的空气;④铁粉;⑤氧化镁;⑥液氧;⑦干冰;⑧氖气;⑨汽水
例2:把一只新鲜鸡蛋入入水中,鸡蛋深入水底。加入浓盐酸后,鸡蛋会出现上浮、下沉、再上浮、再下沉的现象,反复多次。
(1)鸡蛋壳的主要成分是什么?
(2)用化学和物理知识解释鸡蛋上浮、下沉多次的原因。
自己在家里用食醋代替盐酸试一试(先鸡蛋后放醋),观察实验现象,并与鸡蛋和稀盐酸反应的现象比较。