下载文档原格式
物理实验探究的八种方法一、观察法观察法是人们为了认识事物的本质和规律有目的有计划的对自然发生条件下所显现的有关事物进行考察的一种方法，是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。
简单的讲观察法就是看仔细地看。
但它和一般的看不同，观察是人的眼睛在大脑的指导下进行有意识的组织的感知活动。
因此，亦称科学观察。
实例：水的沸腾：在使用温度计前，应该先观察它的量程，认清它的刻度值。
实验过程中要注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况，温度计在沸腾前和沸腾时的示数变化；在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态，观察正在发声的音叉插入水中激起水花，观察蟋蟀知了鸣叫是的情况，就会发现发出声音的物体都在振动；除此之外还有光的反射规律；光的折射规律；凸透镜成像；滑动摩察力与哪些因素有关等。
二、比较法比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的思维过程和方法，各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。
比较是抽象与概括的前提，通过比较可以建立物理概念总结物理规律。
利用比较又可以进行鉴别和测量。
因此，比较法是物理现象研究中经常运用的最基本的方法。
比较法有三种类型：1异中求同的比较。
即比较两个或两个以上的对象而找出其相同点。
2同中求异的比较。
即指比较两个或两个以上的对象而找出其相异点。
3同异综合比较。
即比较两个或两个以上的对象的相同点相异点。
实例：象汽车轮船火车飞机它们的发动机各不相同但都是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能装置。
而汽油机和柴油机虽然都是内燃机但是从它们的构造、吸入的气体、点火方式、使用范围等方面都有不同。
再如蒸发与沸腾的比较两者的相同点都是汽化过程。
不同点从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。
还可以用比较法来研究质量与体积的关系；重力与质量的关系；重力与压力；电功与电功率等。
三、控制变量法控制变量法是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变，只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。
自然辩证法的科学方法自然辩证法是哲学中的一个重要分支，它追求通过辩证的方式来认识自然界的规律和现象。
自然辩证法主张通过观察、实践和科学实证的方法来解释自然现象，以此达到对自然界本质的更深入的理解。
本文将探讨自然辩证法的科学方法，并就其在现代科学研究中的应用进行讨论。
自然辩证法的科学方法首先强调观察和实验。
观察是指通过肉眼或仪器的观察来获取自然界的数据和现象，进而加以分析和解释。
实验是在控制条件下进行的有计划的活动，旨在验证假设和理论。
观察和实验是科学方法的基础，通过这两种方法可以获得可靠和可重复的实证结果。
其次，自然辩证法的科学方法强调注重整体和相互联系。
自然界中的各种现象和事物都是相互关联和相互影响的，只有把它们放在一个整体的框架下进行研究，才能更好地理解其中的规律和本质。
科学家需要运用系统思维，将问题从局部到整体进行考虑，以便更好地理解和解决现象的复杂性。
此外，自然辩证法的科学方法还强调理论和实践的结合。
理论提供了对现象和规律的解释和预测，而实践则是验证和验证理论的过程。
理论的发展需要依赖于实验证据的支持，同时也需要在实践中进行修正和完善。
科学家们在实践中不断推翻和改进自己的理论，以适应新的观测和实验结果。
除了观察、实验、整体思维和理论与实践的结合外，自然辩证法的科学方法还强调准确和客观。
科学研究应当遵循事实的真实性和客观性，通过合适的实验设计和数据分析减少主观误差的影响。
科学家们应该尽量回避偏见和个人观点的干扰，以便获得真正科学的结论。
在现代科学研究中，自然辩证法的科学方法得到了广泛的应用。
许多学科和领域，如物理学、化学、生物学和环境科学等，都运用了自然辩证法的科学方法。
例如，物理学家通过观察和实验，研究物质和能量的相互转化规律；生物学家通过对生态系统的观察和实验，研究生物多样性和生态平衡等问题。
这些科学研究都借鉴了自然辩证法的科学方法，并取得了重要的科学发现和成就。
总之，自然辩证法的科学方法是一种系统、客观和实证的科学研究方法。
一．名词解释:1.自然辩证法：是马克思主义哲学的重要组成部分，是关于自然界和自然科学发展普遍规律的科学，是指导人们认识自然、改造自然、协调人与自然的关系、推动科学技术发展的重要理论武器。
它既是辩证唯物主义的自然观、科学观，又是认识自然、改造自然的科学方法论。
2.自然界：是指有内在联系的“过程集合体”。
3.自然观：研究自然界、认识自然界的过程中形成的对自然界总体的、根本的看法。
4.观察方法：指人们为了认识客观事物的本质和规律，通过感觉器官和借助一定的科学仪器，有目的、有计划的仔细查看、记载、叙述自然界发生的现象的一种科学研究方法。
5.实验方法：根据一定的研究目的，利用一定的科学仪器设备，在人为控制的环境中，或特定的条件下，对研究对象进行观察、检验的科学研究方法。
实验：人们利用一定的仪器、工具，对研究对象加以人为改变以使精确认识研究对象。
6.科学方法：科学认识的主体为了正确反映、复制客体，使用主观手段的总和。
7.科学问题：科学研究过程中，科研主体在一定时代条件和背景下，提出的科学理论和科学实践中未解决的矛盾，它是科学研究的起点。
8.科研选题：在科学问题的引导下选择和形成今后所要研究课题的过程。
9.观察：有意识、有目的地感知研究对象的过程。
10.实验：人们利用一定仪器、工具，对研究对象加以人为改变以便精确认识研究对象。
11.科研中的机遇：科研中，特别是观察和实验中，由于某些意外和偶然发现，导致科学认识上重大突破的过程。
12.科学思维的逻辑方法：运用概念、判断、推理思维形式对研究对象进行间接认识的思维方法。
13.分析：在思维中把研究对象分解为不同方面、部分、特点和属性。
14.综合：在思维中，在分析的基础上，将事物的各个方面、部分和领域联系起来，形成对事物总体的认识。
15.归纳法：从个别到一般，发现每个个别事物都具有某种属性和特点，形成一般结论。
16.完全归纳法：对一个事物的全体对象进行概括后，得出的一般性结论的方法。
1.自然辩证法的研究对象、学科性质，主要内容自然辩证法是研究自然界和人类发展的一般规律、人类认识和改造自然的一般方法、与科学技术在社会发展中的作用（3个对象）的科学，是马克思主义的重要组成部分。
是一门自然科学、社会科学和思维科学想交叉的具有哲学性质的学科，从自然观、认识论、方法论与价值论方面，研究科学技术与其与社会的关系，是科学技术研究的思想理论基础。
主要内容：(1)辩证唯物主义的自然观：自然观，是人们对自然界的总体看法。
它是从整体上研究自然界的本质与其发展规律的根本观点。
包括：自然界的存在方式；自然界的演化发展规律；人和自然界的关系。
(2)辩证唯物主义的科学技术认识论和方法论定义：使人们对科学技术所运用的认识和实践方法的哲学概括。
它是关于科学技术研究中常用的一般方法的规律性理论。
(3)辩证唯物主义的科学技术观科学技术观：使人们对科学技术的总体看法。
它是关于科学技术性质、作用与其发展规律以与科学技术与社会的关系的总观点研究对象:自然观、科技观、方法论、科技社会论2.辩证唯物主义自然观的创立实现了自然发展史上的革命性变革它克服了古代朴素辩证法自然观由于缺乏科学认识基础所造成的直观、思辨的局限性，吸取了古代自然哲学关于自然界运动、发展和整体联系的思想，以近代自然科学对自然界认识的最新成就为依据，批判了形而上学机械论，深刻的揭示了自然界发展本身的辩证法，从而建立了一种反映自然界本来面目、适合自然科学发展需要的辩证唯物主义自然观。
辩证唯物主义自然观的产生，标志着从古代朴素辩证思维到近代形而上学思维再复归唯物辩证思维的否定之否定过程的完成。
3．波普尔证伪主义的基本思想（p166）在反归纳法的基础上，波普尔提出了证伪原则。
他认为理论虽不能被经验验证，但能被经验证伪。
他主张用“可证伪性”代替“可证实性”，作为科学划界的标准。
在区分科学与非科学问题上，证伪优于证实。
这一原则的中心思想是：一个理论的科学标准就在于可否证性。
科学研究的方法有哪些种类科学研究作为一种系统性、规范化的知识探索方式，为人类认识世界提供了依据和方法。
在进行科学研究时，科学家们会根据具体的研究对象、目的和问题选择不同的研究方法。
本文将介绍一些常见的科学研究方法。
实验法实验法是科学研究中最常用的方法之一，通过对实验对象进行系统的、可控制的实验来验证研究假设。
科学家们可以在实验室中控制变量、观察现象，并根据实验结果进行推断和结论。
实验法有助于验证因果关系和探究自然规律。
观察法观察法是科学研究中一种重要的方法，通过观察和记录自然界现象和事物的过程、状态和特征来获取信息。
科学家们可以通过系统的观察收集数据，分析规律，并提出假设和理论。
观察法有助于揭示自然界的规律，拓展人类对世界的认识。
访谈法访谈法是一种科学研究方法，研究者通过与被访者进行交流和对话来获取信息和数据。
访谈法常用于社会科学领域，如心理学、社会学等，可以深入了解被访者的看法、经验和观点，为研究提供丰富的数据和信息。
文献研究法文献研究法是科学研究中一种重要的方法，通过查阅和分析已有的文献、资料和研究成果来获取信息和数据。
科学家们可以借助文献研究法了解前人的研究成果和观点，追踪研究动态，为自己的研究提供理论支撑和参考。
数学模型数学模型是科学研究中一种重要的方法，通过建立数学模型来描述和解释研究对象的特征和规律。
科学家们可以借助数学模型对复杂系统进行简化和抽象，从而进行模拟和预测，探究事物的本质和规律。
模拟实验模拟实验是科学研究中一种常用的方法，通过利用计算机软件或实验装置模拟实际情况，探究现象和规律。
科学家们可以在模拟环境中对研究对象进行观察和实验，获取数据和结论，为研究提供便利和可控性。
在科学研究中，不同的研究方法有各自的特点和适用范围，研究者可以根据研究目的和问题选择合适的方法进行研究。
通过综合运用多种科学研究方法，可以深入探究事物的本质、规律和特征，推动科学知识的进步和发展。
名词解释：1.自然辩证法：是马克思主义哲学体系中的一个重要分支学科，是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然、改造自然的一般方法的科学理论体系。
2.辩证唯物主义自然观：是一种崭新的科学的自然观，它吸取了历史上各种自然观的精华，摈弃了旧自然观的糟浡，建立在科学技术发展的基础上，它是马克思主义关于自然界的本质及其发展规律的理论概括和根本观点。
3.辩证唯物主义的科学技术方法论：是马克思主义关于人类认识自然改造自然的一般方法的理论。
它以辩证唯物主义为指导，对现在科学技术发展水平上的各门科学和技术的研究方法作出概括和总结，从而建立起科学技术方法论的科学体系。
4.系统：从自然观的角度看系统是由相互依赖和相互作用的若干的有特定属性的要素，经特定关系组成的具有特定层次结构和功能，并于周围环境发生联系的有机整体。
5.人化自然：是指体现了人的本质的自然对象或自然事物，即人们把自然材料变成了“人类意思驾驭自然的器官”，根据自身需要而改变了自然界。
6.人工自然：是人类实践手段所及从而变革了的那部分自然界。
其一, 受人类实践活动直接影响的那部分自然界，主要是指生态环境；其二，人类利用自然界的材料所创造的人工自然物。
7.可持续发展：是指既满足当代的人需要，又不损害后代人满足需要的能力的发展。
8.可持续发展战略：是指改善和保护人类美好生活及其生态系统的计划和行动的过程，是多个领域的发展战略的总称，它要使各方面的发展目标，尤其是社会、经济及生态、环境的目标相协调。
9.科学：它既是人们关于自然、社会和思维及其规律的知识体系，又是人们进行知识生产的社会实践活动，是知识体系和知识生产的实践活动的统一。
10.技术：人类为了满足社会需要，利用自然规律，在改造和控制自然的实践中所创造的工具、机器设备以及知识、经验、技能等要素所构成的系统。
11.科学共同体：科学家作为群体的一般的抽象存在形式，有两种基本含义：一指整个科学界；一指部分科学家组成的各种集团。
自然辩证法的方法论自然辩证法是一种以辩证思维和方法为基础的科学研究方法，它通过研究自然界事物的发展、变化和相互关系，探索事物的本质、规律和发展趋势。
自然辩证法方法论的核心是在观察和研究自然界时运用辩证思维方式，以整体观念和矛盾的斗争为基础，分析、理解、把握和改造自然界的规律。
本文将介绍自然辩证法的方法论及其在科学研究中的应用。
一、自然辩证法的基本原理自然辩证法的基本原理包括唯物辩证法、矛盾规律、发展规律和可变性原则。
1. 唯物辩证法唯物辩证法是自然辩证法的哲学基础，它认为自然界是物质的统一多样性世界，物质决定意识，改变物质条件可以改变事物的发展。
2. 矛盾规律自然界事物都存在着矛盾，矛盾是事物发展的根本原因。
自然辩证法认为矛盾是普遍存在的，矛盾贯穿于事物发展的始终，矛盾的斗争推动了事物的发展和变革。
3. 发展规律自然界事物都是处于不断变化和发展的过程中，自然辩证法强调抓住事物发展的规律，以发展的眼光来观察自然界。
4. 可变性原则自然界事物都是相互联系和相互影响的，不同因素之间存在着可变性。
自然辩证法认为改变其中一个因素会对整体产生影响，因此在研究自然界时，要注重对事物间相互关系的把握。
二、自然辩证法的研究方法自然辩证法的研究方法是以上述基本原理为指导，在实践中得到充分验证和应用。
自然辩证法的研究方法主要包括矛盾分析法、全面观察法、历史法和实验研究法。
1. 矛盾分析法矛盾分析法是自然辩证法的重要方法之一，它通过对事物内部和事物之间的矛盾关系进行深入剖析和分析，揭示事物的本质、规律及其发展趋势。
矛盾分析法要善于捕捉矛盾的主要矛盾和矛盾的主要方面，掌握矛盾的发展变化规律，从而找到解决问题的关键。
2. 全面观察法自然辩证法认为事物的本质和规律是通过对事物的全面观察来揭示的。
全面观察法要求我们不仅要关注事物的片面现象，还要把握事物内部的矛盾运动和相互关系，审视事物的发展和变化的整体过程，形成对事物本质及其规律的全面理解。
一．名词解释:1.自然辩证法：是马克思主义哲学的重要组成部分，是关于自然界和自然科学发展普遍规律的科学，是指导人们认识自然、改造自然、协调人与自然的关系、推动科学技术发展的重要理论武器。
它既是辩证唯物主义的自然观、科学观，又是认识自然、改造自然的科学方法论。
2.自然界：是指有内在联系的―过程集合体‖。
3.自然观：研究自然界、认识自然界的过程中形成的对自然界总体的、根本的看法。
4.观察方法：指人们为了认识客观事物的本质和规律，通过感觉器官和借助一定的科学仪器，有目的、有计划的仔细查看、记载、叙述自然界发生的现象的一种科学研究方法。
5.实验方法：根据一定的研究目的，利用一定的科学仪器设备，在人为控制的环境中，或特定的条件下，对研究对象进行观察、检验的科学研究方法。
实验：人们利用一定的仪器、工具，对研究对象加以人为改变以使精确认识研究对象。
6.科学方法：科学认识的主体为了正确反映、复制客体，使用主观手段的总和。
7.科学问题：科学研究过程中，科研主体在一定时代条件和背景下，提出的科学理论和科学实践中未解决的矛盾，它是科学研究的起点。
8.科研选题：在科学问题的引导下选择和形成今后所要研究课题的过程。
9.观察：有意识、有目的地感知研究对象的过程。
10.实验：人们利用一定仪器、工具，对研究对象加以人为改变以便精确认识研究对象。
13.分析：在思维中把研究对象分解为不同方面、部分、特点和属性。
14.综合：在思维中，在分析的基础上，将事物的各个方面、部分和领域联系起来，形成对事物总体的认识。
15.归纳法：从个别到一般，发现每个个别事物都具有某种属性和特点，形成一般结论。
16.完全归纳法：对一个事物的全体对象进行概括后，得出的一般性结论的方法。
17.简单枚举法：根据某一属性在部分对象中重复出现，从而对该事物做出一般结论的方法。
18.演绎法：从一般到特殊的推理方法。
即从已知的科学原理、结论出发，推知某一事物的本质或规律的方法。
观察方法。
伽利略对自由落体的研究创造了一种研究自然规律的科学方法。
1638年，意大利物理学家伽利略（Galileo）在两门新科学之间的对话中运用了科学
1.事实证明，重物的下落不会比轻物快；伽利略对自由落体的研究创造了一种研究自然规律的科学方法。
2. 1683年，英国科学家牛顿在其《自然哲学的数学原理》一书中提出了三个运动定律。
3.在17世纪，伽利略通过理想的实验方法指出，如果在水平面上移动的物体没有摩擦，它将保持该速度-直线运动；法国物理学家笛卡尔进一步指出，如果没有其他原因，运动物体将继续沿直线以相同速度运动，既不会停止也不会偏离原始方向
观察法是指研究人员根据一定的研究目的，研究纲要或观察表，用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象以获得数据的方法。
科学观察是有目的，有计划，系统和可重复的。
常见的观察方法有：清单检查法；水平标度法；叙述性描述。
观察通常使用眼睛，耳朵和其他感觉器官来感知观察对象。
由于人体感觉器官的局限性，观察者经常需要使用各种现代仪器和手段，例如照相机，录音机，微型录像机等。
观察方法的定义如下
定义1：它是指在自然条件下通过感官或借助某些科学手段有目的和系统地收集有关人们在社会生活中的行为的各种数据的过程。
定义2：系统地观察和记录自然情况下的人类行为，然后分析记
录以找出心理活动和发展的规律。
定义3：这是一种在自然条件下的方法，通过自身的感官或音频，视频录制等辅助手段，实验者有目的地系统地观察对象的表达，动作，语言和行为，以研究人类心理活动的规律。
定义4：一种直接观察，记录和分析人或动物在自然情况或预设情况下的行为，以获取其心理活动的变化和发展规律的方法。
自然科学研究的方法自然科学研究方法目录1.引言2.实验方法3.观察方法4.比较方法5.统计方法6.模拟方法7.结论1. 引言自然科学研究是人类对自然界各种现象、规律进行研究和探索的过程。
为了解决科学问题和获取科学知识，科学家们创造了多种研究方法。
本文将介绍一些常用的自然科学研究方法。
实验方法是自然科学研究中最常用的方法之一。
通过创造人工环境、设备和条件，科学家可以控制和观察事物的变化。
实验方法通常包括以下步骤：•设定实验目标•制定实验方案•收集实验数据•进行数据分析•得出结论3. 观察方法观察方法是通过直接观察自然界中的现象、现象的变化和规律来获取知识。
观察方法可以分为以下几种：•自然观察：观察自然界中已有的现象和规律。
•人工观察：通过人工干预来观察现象的变化，例如在实验条件下进行观察。
•长期观察：对某个现象进行长时间的观察，以获得更准确的数据和结论。
比较方法是通过比较不同对象或不同组的性质、特点和现象，以找出它们之间的共同点和差异。
比较方法常用于分类、归纳和对比研究。
比较方法主要包括以下几种：•单个对比：比较不同对象或组的单个属性或特征。
•多个对比：比较多个对象或组在多个属性或特征上的共同点和差异。
•极端对比：比较极端条件下的不同对象或组。
•时间对比：比较不同时间点下的对象或组。
5. 统计方法统计方法是通过采集和分析数据来揭示数据之间的联系和规律。
统计方法通常包括以下步骤：•设定调查问题和目标•设计调查方案和样本•收集数据•数据整理和清洗•数据分析和展示•得出结论和提出建议模拟方法是通过建立数学或物理模型来模拟真实系统的性质和行为。
模拟方法可以帮助科学家研究和预测自然界中复杂的过程和现象。
模拟方法通常包括以下步骤：•确定模型的目标和边界条件•收集和整理输入数据•建立数学或物理模型•进行模型仿真和计算•分析模拟结果和验证模型的准确性7. 结论自然科学研究方法的选择取决于研究对象和问题的性质。
实验方法、观察方法、比较方法、统计方法和模拟方法都有其优势和局限性，科学家们可以根据需要灵活运用。
自然规律使用的研究方法是都有那些自然规律使用的研究方法是都有那些自然规律使用的研究方法是都有那些伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的一种科学方法1．1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体不会比轻物体下落得快；伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的一种科学方法.2．1683年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律.3．17世纪,伽利略通过理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去；同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向.4．20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体.5．17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律；牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量（体现放大和转换的思想）；1846年,科学家应用万有引力定律,计算并观测到海王星.6．17世纪荷兰物理学家惠更斯确定了单摆的周期公式.周期是2s 的单摆叫秒摆.7．奥地利物理学家多普勒（1803-1853）首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应.（相互接近,f增大；相互远离,f减少）自然科学的研究方法都有哪些?现代自然科学研究方法自然科学方法论实质上是哲学上的方法论原理在各门具体的自然科学中的应用。
作为科学，它本身又构成了一门软科学，它是为各门具体自然科学提供方法、原则、手段、途径的最一般的科学。
自然科学作为一种高级复杂的知识形态和认识形式，是在人类已有知识的基础上，利用正确的思维方法、研究手段和一定的实践活动而获得的，它是人类智慧和创造性劳动的结晶。
因此，在科学研究、科学发明和发现的过程中，是否拥有正确的科学研究方法，是能否对科学事业作出贡献的关键。
正确的科学方法可以使研究者根据科学发展的客观规律，确定正确的研究方向；可以为研究者提供研究的具体方法；可以为科学的新发现、新发明提供启示和借鉴。
因此现代科学研究中尤其需要注重科学方法论的研究和利用，这也就是我们要强调指出的一个问题。
一、科学实验法科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三大实践活动。
实践不仅是理论的源泉，而且也是检验理论正确与否的惟一标准，科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。
特别是现代自然科学研究中，任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据，否则就不能被他人所接受，甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。
即便是一个纯粹的理论研究者，他也必须对他所关注的实验结果，甚至实验过程有相当深入的了解才行。
因此，可以说，科学实验是自然科学发展中极为重要的活动和研究方法。
(一)科学实验的种类科学实验有两种含义：一是指探索性实验，即探索自然规律与创造发明或发现新东西的实验，这类实验往往是前人或他人从未做过或还未完成的研究工作所进行的实验；二是指人们为了学习、掌握或教授他人已有科学技术知识所进行的实验，如学校中安排的实验课中的实验等。
实际上两类实验是没有严格界限的，因为有时重复他人的实验，也可能会发现新问题，从而通过解决新问题而实现科技创新。
但是探索性实验的创新目的明确，因此科技创新主要由这类实验获得。
从另一个角度，又可把科学实验分为以下类型。
定性实验：判定研究对象是否具有某种成分、性质或性能；结构是否存在；它的功效、技术经济水平是否达到一定等级的实验。
一般说来，定性实验要判定的是“有”或“没有”、“是”或“不是”的，从实验中给出研究对象的一般性质及其他事物之间的联系等初步知识。
定性实验多用于某项探索性实验的初期阶段，把注意力主要集中在了解事物本质特性的方面，它是定量实验的基础和前奏。
定量实验：研究事物的数量关系的实验。
这种实验侧重于研究事物的数值，并求出某些因素之间的数量关系，甚至要给出相应的计算公式。
这种实验主要是采用物理测量方法进行的，因此可以说，测量是定量实验的重要环节。
定量实验一般为定性实验的后续，是为了对事物性质进行深入研究所应该采取的手段。
事物的变化总是遵循由量变到质变，定量实验也往往用于寻找由量变到质变关节点，即寻找度的问题。
验证性实验：为掌握或检验前人或他人的已有成果而重复相应的实验或验证某种理论假说所进行的实验。
这种实验也是把研究的具体问题向更深层次或更广泛的方面发展的重要探索环节。
结构及成分分析实验：它是测定物质的化学组分或化合物的原子或原子团的空间结构的一种实验。
实际上成分分析实验在医学上也经常采用，如血、尿、大便的常规化验分析和特种化验分析等。
而结构分析则常用于有机物的同分异构现象的分析。
对照比较实验：指把所要研究的对象分成两个或两个以上的相似组群。
其中一个组群是已经确定其结果的事物，作为对照比较的标准，称为“对照组”，让其自然发展。
另一组群是未知其奥秘的事物，作为实验研究对象，称为实验组，通过一定的实验步骤，判定研究对象是否具有某种性质。
这类实验在生物学和医学研究中是经常采用的，如实验某种新的医疗方案或药物及营养晶的作用等。
相对比较实验：为了寻求两种或两种以上研究对象之间的异同、特性等而设计的实验。
即把两种或两种以上的实验单元同时进行，并作相对比较。
这种方法在农作物杂交育种过程中经常采用，通过对比，选择出优良品种。
析因实验：是指为了由已知的结果去寻求其产生结果的原因而设计和进行的实验。
这种实验的目的是由果索因，若果可能是多因的，一般用排除法处理，一个一个因素去排除或确定。
若果可能是双因的，则可以用比较实验去确定。
这就与谋杀案的侦破类似，把怀疑对象一个一个地排除后，逐渐缩小怀疑对象的范围，最终找到谋杀者或主犯，即产生结果的真正原因或主要原因。
判决性实验：指为验证科学假设、科学理论和设计方案等是否正确而设计的一种实验，其目的在于作出最后判决。
如真空中的自由落体实验就是对亚里士多德错误的落体原理(重物体比轻物体下落得快)的判决性实验。
此外，科学实验的分类中还包括中间实验、生产实验、工艺实验、模型实验等类型，这些主要与工业生产相关。
(二)科学实验的意义和作用1．科学实验在自然科学中的一般性作用人类对自然界认识的不断深化过程，实际是由人类科技创新(或称为知识创新)的长河构成的。
科学实验是获取新的、第一手科研资料的重要和有力的手段。
大量的、新的、精确的和系统的科技信息资料，往往是通过科学试验而获得的。
例如，“发明大王”爱迪生，在研制电灯的过程中，他连续13个月进行了两千多次实验，试用了1600多种材料，才发现了白金比较合适。
但因白金昂贵，不宜普及，于是他又实验了6 000多种材料，最后才发现炭化了的竹丝做灯丝效果最好。
这说明，科学实验是探索自然界奥秘和创造发明的必由之路。
科学实验还是检验科学理论和科学假说正确与否的惟一标准。
例如，科学已发现宇宙间存在四种相互作用力，它们之间有没有内在联系呢?爱因斯坦提出“统一场论”，并且从1925年开始研究到1955年去世为止，一直没有得到结果，因此许多专家怀疑“统一场”的存在。
但美国物理学家温伯格和巴基斯坦物理学家萨拉姆由规范场理论给出了弱相互作用和电磁相互作用的统一场，并得到了实验证明而被公认。
这表明理论正确的标准是实验结果的验证，而不是权威。
科学实验是自然科学技术的生命，是推动自然科学技术发展的强有力手段，自然界的奥秘是由科学实验不断揭示的，这一过程将永远不会完结。
2．科学实验在自然科学中的特殊作用自然界的事物和自然现象千姿百态，变化万千，既千差万别，又千丝万缕的相互联系着，这就构成错综复杂的自然界。
因此在探索自然规律时，往往会因为各种因素纠缠在一起而难以分辨。
科学实验特殊作用之一是：它可以人为地控制研究对象，使研究对象达到简化和纯化的作用。
例如，在真空中所做的自由落体实验，羽毛与铁块同时落下，其中就排除了空气阻力的干扰，从而使研究对象大大的简化丁。
科学实验可以凭借人类已经掌握的各种技术手段，创造出地球自然条件下不存在的各种极端条件进行实验，如超高温、超高压、超低温、强磁场、超真空等条件下的实验。
从这些实验中可以探索物质变化的特殊规律或制备特殊材料，也可以发生特殊的化学反应。
科学实验具有灵活性，可以选取典型材料进行实验和研究，如选取超纯材料、超微粒(纳米)材料进行实验。
生物学中用果蝇的染色体研究遗传问题同样体现了科学实验的灵活性。
科学实验还具有模拟研究对象的作用，如用小白鼠进行的病理研究等。
科学实验可以为生产实践提供新理论、新技术、新方法、新材料、新工艺等。
一般新的工业产品在批量生产前都是在实验室中通过科学实验制成的，晶体管的生产就是如此。
科学实验就是自然科学研究中的实践活动，尊重科学实验事实，就是坚持唯物主义观点，无视实验事实，或在实验结果中弄虚作假，都是唯心主义的作法，最终必然碰壁。
任何自然科学理论都必须以丰富的实验结果中的真实信息为基础，经过分析、归纳，从而抽象出理论和假说来。
一个科学工作者必须脚踏实地，这个实地就是科学实验及其结果，因此，唯物主义思想是每一个自然科学工作者都应该具备的基本素质之一。
二、数学方法数学方法有两个不同的概念，在方法论全书中的数学方法指研究和发展数学时的思想方法，而这里所要阐述的数学方法则是在自然科学研究中经常采用的一种思想方法，其内涵是；它是科学抽象的一种思维方法，其根本特点在于撇开研究对象的其他一切特性，只抽取出各种量、量的变化及各量之间的关系，也就是在符合客观的前提下，使科学概念或原理符号化、公式化，利用数学语言（即数学工具）对符合进行逻辑推导、运算、演算和量的分析，以形成对研究对象的数学解释和预测，从而从量的方面揭示研究对象的规律性。
这种特殊的抽象方法，称为数学方法。
(二)运用数学方法的基本过程在科学研究中，经常需要进行科学抽象，并通过科学抽象，运用数学方法去定量揭示研究对象的规律性，其基本过程是：(1)先将研究的原型抽象成理想化的物理模型，也就是转化为科学概念；(2)在此基础上，对理想化的物理模型进行数学科学抽象(科学抽象的一种形式)，使研究对象的有关科学概念采用符号形式的量化，达到初步建立起数学模型，即形成理想化了的数学方程式或具体的计算公式；(3)对数学模型进行验证，即将其略加修正后运用到原型中去，对其进行数学解释，看其近似的程度如何：近似程度高，说明这是一个较好的数学模型，反之，则是一个较差的数学模型，需要重新提炼数学模型。
这一基本过程可用简图表示如下：数学方法又称数学建模法，之所以其第一步要抽象为物理模型，这是因为数学方法是一种定量分析方法，而自然科学中的量绝大多数都是物理量，因此数学模型实质表达的是各物理量之间的相互关系，而且这种关系需要表达成数学方程式或计算公式。
