材料科学研究方法复习题

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复习题(2015)1、归纳与演绎法、分析与综合法、类比与移植法、系统与优化法、假说与理论法,特别注意各研究方法的特点、分类及事例应用等。归纳与演绎法:归纳是从特殊到一般;演绎是从一般到特殊。(1)归纳法:通过简单枚举某类事物中的一部分对象都具有某种属性,而又没有观察到相反的事例,由此推及全体,概括出该类事物的所有对象都具有此种属性。分类:(Ⅰ)完全归纳法(Ⅱ)不完全归纳法:①简单枚举法②科学归纳法:Ⅰ求异法Ⅱ求同法Ⅲ同异并用法Ⅳ剩余法Ⅴ共变法。(2)演绎法:从已知的一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发,推论出某些事物或现象具有某种属性或规律的新结论的一种科学研究方法。1.归纳与演绎之间是一个辩证的关系,是一个对立统一的关系。2.两者相互联系,相互依赖,相互补充和相互渗透。3.归纳和演绎在一定条件下会互相转化。分析与综合法:(1)分析的作用与特点:分析就是把研究对象分解成几个组成部分,然后分别加以研究,从而认识事物的基础或本质的一种科学研究方法。分析方法是以客观事物的整体与部分的关系为客观基础的。在于它从事物的整体深入到它的各个组成部分,通过深的认识事物的各个组成部分来认识事物的内在本质或整体规律。(2)综合的作用与特点:综合方法:把研究对象的各个部分联系起来加以研究,从而在整体上把握事物的本质和规律的一种科学研究方法。综合方法在思维方式上的特点:它把事物的各个部分连接为整体时,力求通过全面掌握事物各部分、各方面的特点以及它们之间的内在联系,然后加以概括和上升,从事物各部分及其属性、关系的真实联结和本来面目,复现事物的整体,综合为多样性的统一体。类比与移植法:(1)类比法:通过两个或两类事物或现象进行比较,根据相似点或相同点推论出它们的其他属性或规律,也可能有相似点或相同点的结论。这是以比较为基础,既包含从特殊到特殊,又包含从一般到一般的逻辑思维方法。分类:①数学相似类比法:根据对象的属性之间具有某种确定的函数变化关系来进行推理。②因果类比法:根据两个对象的各自属性之间都可能具有同一种因果关系而进行推理。③综合类比法:根据对象属性的多种关系的综合相似而进行的推理。④对称类比法:根据对象的属性之间具有对称性而进行的推理。⑤剩余类比法(2)移植法:将某学科的原理、方法或技术等应用于研究和解决同一学科内的分支科学或其他学科和技术领域的理论、技术或方法问题,又称为转域创造法。它是通过横向、纵向联想和类比等方法进行的。移植法的特点:具有显著的创新性,具有综合性。移植法的类型:①技术移植创新法②原理移植创新法③方法移植创新法④综合移植创新法系统与优化法:系统方法:从系统整体的观点出发,从系统与要素之间,要素与要素之间,以及系统与环境之间的相互联系、相互作用中考察对象,以达到最优化地处理问题的科学方法。系统的特性和原则:①整体性——整体是由部分组成的,是有机的结合,其本质是整体与部分的统一,整体的功能不等于它的各个组成部分功能总和②最优化——从多种可能的途径中,选择出最优的系统方案,使系统处于最优状态③模型化——由于系统比较复杂难于直接进行分析和实验,所以一般都要设计出系统模型来代替真实系统,通过对系统模型的研究来掌握真实系统的本质和规律。假说与理论法:假说:在科学研究过程中,在通过观察和实验获得事实数据材料的基础上,进行理性思维的加工和概括,对所研究的对象提出假定性的解释和说明。特点:假说以一定的科学事实和已知的科学知识为依据,具有科学性;假说带有一定的想象、推测的成分,所以具有或然性。科学理论:从实践中抽象出来又为科学实践所证实,反映客观事物的本质和规律的概括性知识体系。特点:内容上的客观真理性;结构上的逻辑完备性;功能上的科学预见性2、材料科学与工程的含义材料科学与工程是关于材料成分、结构、工艺和它们性能用途之间有关知识开发和应用的科学。3、材料的发展历史①材料发展古代史石器时代:250万年前-15000年前青铜器时代:公元前5000年-公元前1200年铁器时代:公元前2000年开始②材料发展近代史金属材料:18世纪80年代末开始;20世纪占据了材料的主导地位无机非金属材料:20世纪以来、新陶瓷时代高分子材料:19世纪中叶开始了对天然高分子的化学改性复合材料:20世纪中期出现了金属基复合材料、碳-碳复合材料;20世纪后期出现陶瓷基复合材料4、材料主要有哪些共性规律?①晶体学结构规律②材料缺陷与断裂规律③材料的相变原理④材料的形变与断裂规律⑤材料的强韧化原理5、材料主要有哪些共同效应?①材料的界面效应②材料的表面效应③材料的形状记忆效应④材料的动态效应⑤材料的环境效应⑥材料的纳米效应6、科学研究的基本类型包括哪几个方面?(1)基础研究①纯基础研究②应用基础研究(2)应用研究(3)开发7、演绎和归纳的作用与局限性?(1)归纳法的作用与局限性作用:归纳法具有很大的创造性,主要用于科学发现。归纳法对于从范围比较窄的一般原理上升到更为普遍的科学原理方面也具有一定的作用。局限性:归纳法是一种或然性的推理方法;科学认识的发展是一个复杂的过程,需要多种方法的配合,而归纳法只是在其中一个方面发挥作用。(2)演绎法的作用与局限性作用:检验假设和理论:演绎法对假说作出推论,同时利用观察和实验来检验假设。逻辑论证的工具:为科学知识的合理性提供逻辑证明。作出科学预见的手段:把一个原理运用到具体场合,作出的正确推理。局限性:推理的结论的可靠性受到前提(归纳的结论)的制约,而前提是否正确在演绎范围内是无法解决的。8、移植法的特点及类型?移植法的特点:具有显著的创新性,具有综合性。移植法的类型:技术移植创新法;原理移植创新法;方法移植创新法;综合移植创新法。9、系统的特性和原则是什么?系统的特性和原则:①整体性——整体是由部分组成的,是有机的结合,其本质是整体与部分的统一,整体的功能不等于它的各个组成部分功能总和②最优化——从多种可能的途径中,选择出最优的系统方案,使系统处于最优状态③模型化——由于系统比较复杂难于直接进行分析和实验,所以一般都要设计出系统模型来代替真实系统,通过对系统模型的研究来掌握真实系统的本质和规律。10、根据假说的基本特点,科学假说遵循的原则是什么?特点:假说以一定的科学事实和已知的科学知识为依据,具有科学性;假说带有一定的想象、推测的成分,所以具有或然性。原则:①解释原则②对应原则③简单性原则④可检验性原则11、科学理论的基本特征?科学理论的基本特征:内容上的客观真理性,结构上的逻辑完备性,功能上的可学预见性。12、什么是科学问题?它所具有的特点。科学问题是在认识自然与变革自然的过程中,科学认识与实践的主体(科技工作者)同科学认识与实践的客体(科学对象)所形成的矛盾。科学问题在科学认识与实践的主体(科学技术工作者)身上表现出来。因而带有主观性;但实质上,科学问题来自于科学认识与实践的客体(科学对象),它常常是科学对象以其一定的客观形式而存在,又表现为科学问题所具有的客观性。13、研究成果转化的可行性包括哪几个方面的评价体系?(1)社会评价:主要针对科技发明成果转化后,在社会上所产生的各种影响面做出的评价。它包括是否符合国家的方针、政策、法令,对国家的安全和国防是否有害;对社会发展、生态平衡、环境保护等是否有积极的作用与影响;对人民生活、文化、健康等方面是否有利。(2)经济评价:主要通过该成果与已有的类似技术成果进行比较,按照技术经济比较原理,评价该项成果转化后的经济效益。评价方法可采用专家评议、评分法、最小二乘法等。通常按照四个可比原则和条件进行比较,即满足需要的可比;消耗费用的可比;价格指标的可比;时间因素的可比。(3)技术评价:狭义技术评价是指对技术性能和使用效果进行具体比较评价;广义技术评价是指在引入该项技术后,在考虑技术的有利因素的同时又考虑它所带来的不利影响,对其发展进行评价,即可能对人的精神、心理、自然界和国家社会经济体系造成的影响进行预测性评价。14、科技论文的特点?①创新性或独创性:论文必须有新的观点、见解、结果、结论等创新的内容。论文的水平只是“新”的程度的大小,对科学技术进步贡献的大小。每一篇论文无论是在试验方法、数据或结果,还是在科学理论、观点等方面有一点或几点上创新,就是一篇好文章,就有发表的科学(或技术)价值和意义。②科学性和准确性:论文要论点正确,论据充分,论证严密,推理逻辑,数据可靠,内容处理合理,计算精确,实验重复性好,结论客观。准确性之一是对自己的研究成果的评价要确切、恰当,对他人的成果评价也要实事求是。③规范性和可读性:论文是用于交流、传播和存储科技信息的。要按照一定的规范写作,必须具有可读性。文字表达上.要语言准确、简明、通顺,条理清楚,层次分明,论述严谨。另外,如术语、符号的使用,图与表的设计,计量单位的应用,文献的引用等方面都应该符合规范化要求。就像工程图纸一样,设计人员、技术员和施工人员都能看得懂,是他们技术交流的语言。15、科技论文三大检索工具三大检索是以下三种:SCI(科学引文索引)、EI(工程索引)、ISTP(科技会议录索引)是世界著名的三大科技文献检索系统,是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具,其中以SCI最为重要。16、科技论文和研究报告的体裁结构包括哪几个方面?①引言(Introduction)②研究方法(ExperimentalSection)③实验结果与分析讨论(ResultsandDiscussions)④结论(Conclusions)⑤参考文献(Reference)17、科学试验的作用(1)科学试验具有纯化和简化的作用;排除与研究目的无关的或偶然因素或次要因素的干扰(2)科学试验具有强化和深化的作用;在极端条件下,使常态不易曝露的某些性质和规律显示出来。超高温、超低温、超高压、超高速(3)科学试验具有再现、延缓和加速的作用;对自然现象的过程人为地加以控制。(4)科学试验是一种经济可靠的研究方法。相对于生产性试验来说,实验室研究规模小、周期短、成本低。只要设计正确,实验结果可靠性也是大的。18、科学研究的特点和分类?(1)科学试验的基本特点:①试验规划扩大化;集体形式-国家规模-国际合作②实验条件复杂化;宏观-微观③实验仪器设备更加精密和完善;电子技术、自动化技术、超导技术、激光技④实验操作自动化。(2)科学试验的基本类型:①定性试验:判断研究对象具有或者鉴定某种因素是否存在,以及某些因素间是否具有某种关系。②定量试验:测定某研究对象的性质、组成及其他影响因素的数量值。③对比实验④模拟试验19、抽象思维和艺术思维、发散思维和转向思维的,直觉机遇灵感含义①抽象思维:又称为逻辑思维,是指运用概念、判断、推理反映现实的过程。它撇开事物的具体形象,抽取事物的本质属性。抽象思维具有科学价值,能以理服人。②形象思维:又称为艺术思维。它自始至终贯穿着思维对象的具体形象,其基本手段是联想、想象、幻想等。形象思维具有美学价值,给人以美的享受,能以情服人。③发散思维:在一个问题前尽量提出多种设想、多种方法,扩大选择余地④转向思维:当思维在一个方向受阻,立即转向其他方向,往往是多次转向,直到成功⑤直觉:人的主观意识对客观事物的本质及其关系的直接反映和理解。直觉的发生表现为无准备的大脑对世界的直接反映,即直觉是外界进入大脑的客体信息与大脑中存储的与之对应的相似的主体信息块“共鸣”的产物。⑥灵感:又称为顿悟,是一种高度复杂的人类思维活动,是人们在从事文学创作和科学研究活动中因思想高度集中而突然表现出来的一种精神现象,是创造者进行创造思维过程中的高潮阶段、质变飞跃阶段。会“突然发现”、”突然找到”、“突然闪现”某种新思想、新念头、新主意、新办法等。⑦机遇:人们在有计划地进行科学研究过程中,由于某种偶然的机会发现或遇到的出乎意料的自然现象20、综述(1)爱因斯坦有一句名言:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要!”请结合课堂内容阐述你对科研选题的理解?提出一个问题往往比解决一个问题重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个数学或实验上的技能而已。而提出新的问题,新的可能性,从新的角度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