科学研究的基本过程
材料7-4：科学研究过程生活案例
假如我有一匹能日行400 km的马。我骑马走了20 km时，马走路摇摇晃晃，走不动了。只是观察到这种现象，不知道为什么（发现问题）。这时，我就要想，可能它是饿了走不动。（假设）于是，就首先解决马吃的问题，看吃饱了马能不能走。如果吃饱了能走，就证明假设“马是饿了不能走”成立；如果还不能走，就证明假设错误了（采取方法、收集马问题的材料）。假设错误了，就需要修改假设，重新假设：病了，再次收集资料加以证明，最后得出结论。
基于上述材料发现，科学研究是一种发现问题、分析问题和解决问题活动。科学研究的过程可分为课题选择、提出假设、收集资料、分析资料及得出结论5个过程。
（一）课题选择
课题选择是指研究者选择某一课题为研究方向进行研究。科学研究始于问题，课题选择是科学研究的第一步。
一个好的科研选题要具备以下特点：问题必须有价值，符合社会需要、学科发展需要；问题要有一定事实和科学依据；问题必须要具体明确，要有一个比较清楚的研究范围；要有新颖和独创性；同时，要有可行性，要根据现有主客观条件能够进行研究。
在课题选择中，常犯的错误是；研究范围太大、无从下手；主攻不清楚；问题太小、意义不大；现有条件下课题太难，资料缺乏等。作为大学生，怎样选择研究课题呢？
1.从社会实践、现实生活中选择课题
科学研究的目的是更好地认识和解决社会中的有关问题。因此，根据社会需要选择的课题常常具有比较明显的应用价值，能直接为社会实践和现实生活服务。
2.从理论领域选择课题
这主要可以从为证实他人或自己的某一理论观点、根据不同理论之争、对现实的有关理论、观点进行质疑等角度去选择课题。
3.从研究文献中发现课题
在研究文献中，通常可以明确哪些问题已经被研究，进展如何，了解已完成研究的质量，如果发现已有研究缺乏质量，这就说明这问题自然值得研究者改进方法进一步研究。在查阅研究文献时，要采取批判的态度，带着挑剔的眼光去发现前人研究中存在的问题，特别要留意有哪些问题是前人研究的空白点；注意发现研究结果互相矛盾的地方；注意已有研究方法上存在的问题。
（二）提出假设
研究假设是研究人员在研究课题选定后，根据有关的科学原理、自己的知识经验和日常观察、选题时收集到的有关资料和事实，充分发挥思维的想象力和创造力，对所研究问题的结果提出初步的设想，这些初步的设想就是假设。例如，根据观察发现，独生子女大学生与非独生子女大学生在自信心、意志力、忧虑性等方面存在一定的差异。同时，有关心理学研究表明，一个人成长的环境对其人格造成一定的影响。因此，可提出一个设想：独生子女大学生与非独生子女大学生人格存在差异。这一设想就是一种假设，到底独生子女与非独生子女大学生人格是否存在差异还需要我们进一步研究论证。
1.研究假设特点
1）有一定的科学依据
它是根据一定的理论、研究者的已有知识经验和一定的事实而提出的，因而它不同于毫无根据的迷信、臆测，也与纯粹的猜想、幻想有区别。
2）假设有一定的推测性质
假设虽然有一定的科学依据，但是假设在未被科学研究证实以前，假设毕竟是假设，仍然只是对问题结果的推断和猜测，有待于研究结果来检验其正确性。而结果的检验有可能证实假设，也有可能推翻研究假设；
3）假设必须要是可检验的
假设必须要能以变量语言来表述。例如，对“创造力越高心理健康水平越差”这一假设，就需要对“创造力”“心理健康”这两个概念加以明确地界定，并说明测量它们的具体方法。又如，以创造力量表测量创造力水平，用SCL-90量表来测量心理健康水平。
2.如何提出研究假设
1）归纳式方法
归纳式方法即把在特殊情况、个别情况下已被证明的认识或规律，提高到一般的认识和规律。例如，巴斯德于1956年发现乳酸杆菌是使啤酒变酸的罪魁，后来他又发现细菌还是使蚕生病的祸首，根据这些特殊的和个别的认识，他提出了细菌致病的假设。这一假设为后来的实验所证实，对医学的发展做出了重要贡献。
2）演绎式方法
演绎式方法即把一般原理和认识运用于特殊情况，或否定一般原理或认识对某一特殊情况的适应性。例如，根据“意志水平与人生成就有正相关系”，可推出“某些做出重要贡献的科学家一定有高的意志水平”的假设。
3）类比式方法
类比即在一类情况下已被证明为正确的理论运用于与此相类似的情况。一般来说，许多在性质上虽然不同的现象，只要它们符合相似的规律，往往可运用类比式方法来进行研究。例如，1687年荷兰物理学家惠更斯研究光，当时对光的性质还并不了解，他就将光和声（已知声的性质）进行比较，发现光与声具有一系列的共同属性，如直线传播、反射、折射、干扰等，而声是由于物体振动而产生的一种波，于是他提出了光也是一种波的假设。此研究假设为后来的研究所证实。
4）分类式方法
分类式方法即对已有的现象或资料进行分析整理。按照某种重要的特征将它们分门别类，找出其中的规律，形成假设。例如，天文学家刻卜勒对丹麦天文学家第谷花了30年工夫精密地观察的行星位置的丰富资料进行分析，从而得出了著名的椭圆行星轨道的假设。
5）想象式方法
想象式方法即通过对少量典型科学事实的分析，特别是通过某些基本原理的研究，通过想象，提出抽象程度较高，具有普遍意义的假设。例如，美国心理学家吉尔福特提出的“智力三维结构模型”就是凭借自己的想象提出的假设。(https://www.daowen.com)
（三）收集资料
资料是证明研究假设的重要依据。因此，收集资料是研究过程中十分重要的环节。资料的收集方法很多，这里仅介绍观察法、调查法和实验法等基本方法。
1.观察法
观察法是人们通过感觉器官或借助科学仪器对周围存在的事物、现象、过程和人在自然存在的条件下进行有目的、有计划的感知和描述，从而收集研究资料的一种方法。科学研究中的观察与日常生活中的观察和亲身体验具有一定区别：日常生活中的观察是被动的，而科学研究的观察则带有很强的目的性、结构性，系统、全面性强，对观察者的实践经验和技能要求高，观察结束后还必须对观察所得到的资料进行整理和思维加工，得出概括性的结论。
2.调查法
调查法是通过对人类社会或自然界某一范围中的某一类或某一些对象进行直接接触、询问和现场观察，以了解历史、现状及其他情况，从而获得事实材料的一种方法。调查可以为科学研究收集事实。不论是对自然科学还是社会科学，调查都可收集到大量的事实。历史上，许多杰出人物都十分重视亲自调查以获取第一手材料。李时珍为了纠正前人在药物方面的错误，他不仅博览群书，而且四方采访，把药物研究上前人未能科学解决的问题，通过实地考察一一加以解决了，从而写出了他的《本草纲目》。
调查收集资料要遵守客观性原则。要本着客观、公正、冷静的态度去了解事实本身，对客观事实不允许有任何一点歪曲。要注意的是不能先有结论再做调查，而应该是遵循科学的调查原则，采取科学的调查法去收集客观事实材料。
在科学研究中，要获得全面而系统的资料，仅仅通过某种类型的调查是不够的，通常需要多种调查法的结合，做到多种方法取长补短、相互印证。需要充分做好调查前的准备工作，首先明确调查目的，然后要吃透“两头”（熟悉调查对象和政策法规），最后制订调查计划和调查提纲（或调查问卷），从而保证调查能够有条不紊地进行。
在调查中，可采取召开现场会、个别访谈和现场观察等方式进行。要注意做好调查记录，同时要注意材料的核实工作，保证材料的科学性和可靠性。
3.实验法
实验法是人们根据研究课题的任务需要，在控制的条件下系统地操纵某种变量的变化，来研究此种变量的变化对其他变量的影响的方法。简单地说，实验法就是我们有意识地改变某种因素，然后把改变以后的结果与以前的结果相比较的过程。如果我们不能认为改变我们研究因素的变化，就不适合用实验法。
实验法是科学研究中普遍使用的方法。使用实验法的目的在于探讨自变量与因变量之间的因果关系。科学研究中的许多成果都是通过实验得到的。例如，伽利略用科学的实验法推翻了亚里士多德的“物体速度和它的质量成正比”的结论。根据亚里士多德的理论可推出，100 lb（1 lb=0.453 6 kg）重的东西捆在一起，下落时，速度要比1 lb重的东西快99倍。1590年的一天清晨，伽利略手里拿着两个质量不等的铁球，一个重100 lb，一个重1 lb，登上了高54.62 m的比萨斜塔。伽利略把两个质量不等的铁球同时撒手放了下来，铁球同时着地。从此，“圣人”亚里士多德统治欧洲几乎达到2000年的学说，在意大利发生了动摇。
1）实验法的优势
（1）能确立因果关系
实验法是研究变量之间因果关系的最好方法。实验者不是消极被动地等待某种社会现象发生后，再去观察或询问，而是积极主动地改变某些社会条件，在控制和排除了其他因素的影响之后，实验者对实验对象施加某种特定的影响，使实验对象发生了一定的变化。这样，我们就可得出结论：这一种特定的影响是实验对象产生变化的原因。
例如，我们设想人的心理紧张会导致多抽烟，在控制了无关的因素之后，我们要求被观察者在短时间内解决大量比较难的数学题，使他们处于某种紧张状态，然后观察他们抽烟的数量，最后再与不紧张时抽烟数量进行比较。如果发现在紧张状态下，他们抽烟的数量的确多于不紧张的状态，那么，就可得出这样的结论：紧张状态是导致抽烟多的一个原因。
实验法不仅能解决“是什么”的问题，还能解决“为什么”的问题，即发现事物产生和变化的原因。因此，实验法是我们认识事物的本质及规律最有效的方法。
（2）可重复检验
如果实验的结果是可靠的话，实验的过程和结果是可以被反复重复的，这是实验法非常重要的原则。在实验对象、实验环境等情况基本相同的条件下，不管由谁来进行实验，也不管何时何地进行实验，实验的过程和实验结果都可重复发生重复出现。这样，就使得实验法的结果有较强的说服力和权威性。如果在相同的实验条件下，研究者之间不能得出一致性的结论。那么，实验得出的因果关系就不可靠，就要进一步思考是不是其他的因素干扰。
例如，有人认为看暴力影片会增加人的攻击性，为了证实他的假设，他在给实验者观看了一部暴力影片后，观察他们的暴力倾向，发现高于这些人平时的暴力倾向，从而用实验论证了他的假设。但是，如果另一位实验者做相同的实验，却没有发现这样的差别。这时，就要分析产生这不一致的原因，结果发现是由于两次参加实验的人员性别比例不同，造成了这一差别。因此，对两次实验结果的解释范围就要做一些限制。例如，我们只能说，给男孩看暴力影片会增加人的攻击性。
（3）条件的控制力强
在观察时，观察者处于被动地位，而在实验法中，实验者对实验对象、实验环境、实验条件等都具有很强的控制能力，通过对实验条件和实验对象的控制，可减少和排除外部因素对实验过程和实验结果的影响，减少各种误差的产生。同时，它通过对自变量和环境的控制，使结果的可信度大大提高。
以上提到的看暴力影片的实验为例，我们可加以限制看电影的人的性别、电影暴力的程度、看完电影和进行行为观察前的时间等。而这些因素如果不加以控制，都会对实验结果产生较大的影响。
（4）节省费用
与实地观察和问卷比较，实验法的规模往往比较小，实验的对象较少、时间较短，可节省大量人力、物力。
2）实验法的局限性
实验法使用的要求较高，需要较为系统的实验方面的知识，最为重要的是对变量的控制。例如，研究不同领导方式对工作效率的影响，探求何种领导方式工作效率最高，改变领导方式（自变量），观察记录对工作效率（因变量）的影响。这里必须控制领导方式以外的一切可能影响工作效率的因素，如不同实验组成员素质的差别、不同组面临的环境差异等，实验中必须使这些因素（控制变量）不变或加以排除，否则工作效率（因变量）的改变就难准确地确定是有领导方式（自变量）影响的结果。实验研究法是在严格的控制条件下的研究，因此实验结果比较真实可靠，同时能揭示事物变化的原因，并且有数量指标，便于进行定量分析。由于实验法是在人为情境中进行的，因此，使研究结果的推广价值受到一定的影响。
（四）分析资料
收集到资料必须进行整理、分类，使之系统化和简约化。加工和整理资料的目的：一是简化、概括和归纳；二是检查各变量之间的关系，分析各种复杂的相互关系中的主要矛盾是什么。对资料的分析最常用的一项工具是统计学。传统的统计方式通常是用平均数、百分比来说明问题，但是平均数、百分比往往掩盖了许多细微的差别，使整个数据的分析不精确。现代电子计算机的应用为数据的处理提供了省力的工具。它使我们在统计中能较便利地对数据进行集中趋势和离散趋势，以及许多因素之间数量关系的考虑。例如，对数据进行T检验、Z检验、F检验、X2检验、回归分析等。通常可利用电子表格（Excel）、社会科学统计软件包（SPSSFORWINDOWS）等统计工具对数据进行处理。
（五）得出结论
在大量数据进行加工分析以后，证实或推翻事先的假设。如果研究的结果证明了假设，假设的科学性就得到了证实，进一步发展有可能成为科学的理论或定律。如果研究的结果不能证实或只是部分地证实了假设，那么研究者就必须回到先前的研究阶段，检查所获得资料的科学性，重新分析提出的假设，并对其进行必要的修正。有时，假设是正确的，只是某一步骤出了问题而导致研究失败，这时就必须找出发生错误的环节，及时加以纠正。在作出结论时，注意不能根据部分事实作出普遍的结论。例如，调查某大学学生的恋爱特点，调查他们恋爱的人数、恋爱行为和心理特点等，不能把这个班学生的恋爱特点推论到全国，要得出全国大学生的恋爱特点还需要在全国范围内抽样调查后才能作出有关结论。
上述5个研究步骤的每个阶段都是科学研究中的重要环节，它们相互联系、相互影响，共同制约着研究成果的优劣。