科学研究路径与方法探讨课件.ppt
科学研究路程和方法的探讨,东北大学 闻邦椿,科学研究路程和方法的探讨,2022/11/25,1,科学研究路程和方法的探讨 东北大学 闻邦椿科学研究路,2022/11/25,2,首先谈2019-2019年我写的三本书2022/9/242,首先谈2019-2019年我写的三本书,2022/11/25,3,首先谈2019-2019年我写的三本书2022/9/243,2022/11/25,4,2013年2019年我写的三本书2022/9/244,2019-2019年我写的三本书,2022/11/25,5,2019-2019年我写的三本书2022/9/245,2022/11/25,6,图1现代成功学方法论的指导思想、十二对规则、采用的科学技术成就和预计效果,1.2 现代成功学方法论的体系和框架,2022/11/25,6,2022/9/246 图1现代成功学方法论的指导思想、十二对,科学研究的系统化程序: 四个阶段 1) 第一阶段: 调研; 2) 第二阶段: 规划; 3) 第三阶段: 实施; 4) 第四阶段: 检验。 科学研究应遵循的规则: 十二对规则 1)三个要素: 目的和要求、任务和态度、步骤和方法。 2)四项潜能: 思想和品德、知识和能力、健康和生命、 毅力和战术。 3)三个外因: 机遇和挑战、环境和协调、条件和利用。 4)两件要事: 学习和运用、总结和提高。,科研工作的方法论体系做事程序和规则,2022/11/25,7,科研工作的方法论体系做事程序和规则2022/9/247,A.科学研究理想的路程,科学研究理想的四个阶段,2022/11/25,8,A.科学研究理想的路程阶段阶段名称阶段内容13I 调研在需,提高科学研究成功概率和效益的十二对规则,B. 科学研究应遵循的十二对规则,2主观因素,3客观因素,2022/11/25,9,提高科学研究成功概率和效益的十二对规则 B. 科学研究应遵,1. 科学研究理想的四个阶段,科学研究内容域 DC,科学研究方法域 DM,科学研究目标的实现,二 对任务的剖析及7D 规划,三 1+3+X实施及获取创新成果,研究质量检验域 DA,研究结果检验,四5A检验及总结,调研和选题域DA,需求环境风险,一3I调研及选题,2022/11/25,10,1. 科学研究理想的四个阶段科信息获取科科科学研究研科科检,1.1 科学研究第一阶段: 3I 调研和选题,（1）实际需求：要了解国家发展对该项科学研究的需求情况,进而确定研究的必要性。 （2）工作环境：了解政治、经济、人文、法律、社会（指国际与人际环境）、生态、技术、资金、市场与政策等环境因素, 进而确定科研任务同环境的协调性。 （3）风险调查：研究工作有无风险，考虑该科学研究任务的切入点是否适当,是否是事物的生长点。 福岛核电站的严重教训是在工程设计时忽略了环境和风险这两项调研。,2022/11/25,11,1.1 科学研究第一阶段: 3I 调研和选题2022/9/,1.1 科学研究第一阶段: 3I 调研和选题,科学任务的来源: 国家任务:如973项目、863项目、国家重大专项、国家自然科学基金重大项目、重点项目和面上项目; 横向任务:如企业来的任务; 自选项目:自己通过调查发现问题,提出要研究的问题。 需要考虑和审核的问题: 1.是否符合国家和广大人民的需要? 2.任务难度及可以完成任务的期限? 3.研究任务契机及切入点是否合适? 4.完成此项任务主观因素是否具备? 5.完成此任务的所有客观条件如何?,2022/11/25,12,1.1 科学研究第一阶段: 3I 调研和选题2022/9/,1.1 科学研究第一阶段: 3I 调研和选题,我所从事的科学研究任务的选题: 1. 振动利用工程:1956年在我念研究生时,选定了这一研究方向,这一研究方向既考虑的国家的需要,经过我的导师苏联专家的同意,此后,进行了长达30年研究,写出了10多部著作,第一部著作花了7年时间。 2. 产品设计理论方法: 虽然我是从事产品设计工作的,但正真开始研究是从20世纪90年代,我发现产品设计方法的研究虽有百多年历史,提出数十种方法,但不很完善,从此开展了研究,撰写出多部著作。 3. 现代成功学: 这是自选的科学研究任务,我在工作中发现:方法论对于任何集体和个人都很重要,为此,我开始了这一课题的研究,经过几年的研究,已写出了方法论的著作多部。 所选定的题目都具有重要理论意义和实用价值。,2022/11/25,13,1.1 科学研究第一阶段: 3I 调研和选题我所从事的科学,2.科学研究第二阶段:对任务的剖析及7D 规划,对任务的剖析： 1）将工作任务分解为若干子系统。要分清主次，重点突出，兼顾一般；要攻克难点，重视创新点,抓住关键环节。 2）将工作任务分解为若干个层次。用系统工程学的方法，将具体内容从纵向的角度分成几个层次，找出事物发展的内在规律,逐步地解决提出的问题。 3）分析工作任务所要达到的目的和要求。目的应该十分明确;因为所承担的工作任务是否已经完成要通过具体的指标予以衡量，所以，对该项任务所要实现的要求：IQCTES. 4）确定完成此项任务应具有的态度。要想把工作任务完成好，必须要有正确的态度和理念：要有实事求是的工作态度，要有创新的理念,要充分发挥主观潜能和重视客观因素的影响。 5）拟订所完成任务的步骤和方法。要选择理想的步骤和科学的方法，要分阶段来完成科学研究任务,对成果要逐步积累。 6) 预估可以取得的创新成果。主要是能获得的创新成果。,2022/11/25,14,2.科学研究第二阶段:对任务的剖析及7D 规划2022/,2022/11/25,15,2.科学研究第二阶段:对任务的剖析及7D 规划2022/,2022/11/25,16,1.2 科学研究第二阶段:7D 规划及获取新结果2022/9,执行和不执行7D规划所做的比较,表1 执行或不执行产品7D总体规划的正负面效应,2022/11/25,17,执行和不执行7D规划所做的比较表1 执行或不执行,1.2 科学研究第二阶段:7D 规划及获取新结果,一.对一位博士生的规划: 我对一位博士生的博士 论文进行了规划,在攻读博士期间完成以下任务: 1. 在理论上有所突破,写出10篇SCI论文; 2. 能解决工程中一两个重大实际问题; 3. 申请两三项发明专利; 4. 通过试验验证得到的结果,并能应用于实际。 二.对方法论研究的规划:三年前我提出要对现 代成功学日的研究进行了规划: 1. 提出现代成功学方法论的新体系; 2. 撰写出多部方法论方面的著作; 3. 推广方法论体系,以提高集体和个人工作效益; 4. 将方法论教育和素质教育紧密结合起来。 三.自然科学基金申请:即是科研工作的规划,去年 我花了一个星期写了一份申请书,得到了批准。,2022/11/25,18,1.2 科学研究第二阶段:7D 规划及获取新结果2022/9,1.3 科学研究第三阶段:1+3+X实施,2022/11/25,19,1.3 科学研究第三阶段:1+3+X实施（1+3）+X,1.3 科学研究的第三阶段:1+3+X 综合实施,图3 科学研究要实现的主功能与辅助功能,1.3.1 科学研究要实现的主功能和辅助功能的优化：,2022/11/25,20,1.3 科学研究的第三阶段:1+3+X 综合实施,图4 科学研究要实现的三大性能优化,系统可靠性 工作可靠性 人机安全性 材质造应性 工作耐久性 结构紧凑性 环境无害性 造型艺术性 设计经济性,结构性能,I 正确思想Q 狭义质量C 价格T 生产周期E 环境S 售后服务,科学研究工作质量,工效实用性工作稳定性指标优越性设备动力性状态测控性故障可诊性操作宜人性使用经济性,制造工艺性零件规范性容差合理性生产时间性设备维修性装运可行性废品回收性制造经济性,使用性能,制造性能,1.3.2 科学研究工作要实现三大性能的优化:,2022/11/25,21,图4 科学研究要实现的三大性能优化结构性能科学研究 使,1.3.2 科学研究工作能获取的创新成果举例,在“振动利用工程”的研究中实现了八个方面的创新,包括原始创新和集成创新： 研究了新原理( 4种新原理),如概率等厚筛分新原理 发明了新机构( 6种新机构),如激振器偏转式新机构 建立了新模型(10个新模型),如间隙滞回系统新模型 发展了新理论(若干新理论),如振动同步传动新理论 研发了新技术(多种新技术),如振机弯振预防新技术 提出了新方法(两种新方法),如产品综合设计新方法 研制了新机器(10种新机器),如惯性共振概率新筛机 创建了新学科(一个新学科),即振动利用工程新学科 在这个过程中,获得了诸多的创新性成果。,2022/11/25,22,1.3.2 科学研究工作能获取的创新成果举例2022/9/,1.4 科学研究的第四阶段: 5A 检验,2022/11/25,23,1.4 科学研究的第四阶段: 5A 检验 科学研究工作质,1.5 科学研究取得的若干成果,在科学研究方面，先后完成数十项国家纵向和横向重大科研项目，包括国家自然科学基金重大项目、重点项目、面上项目和973、863项目等。开辟了几个重要的学术方向： 1. 在振动利用工程学的研究中,创建了振动学与机器学 相结合的新学科“振动利用工 程学”（图5）。该方向的科学 研究工作曾获国家科技进步奖两项、国家发明奖一项。 2在产品设计领域，研究并提出了基于系统工程的产品 综合设计理论与方法及系统化的设计理论与方法，撰写了产 品设计方法学等8部专著，还主编了6卷本、2卷本和1卷本 机械设计手册共3种。该方向曾获国家科技进步二等奖两 项、光华工程科技奖一项（图6）； 6卷本机械设计手册 （第5版）曾获中国机械工业科学技术一等奖。 3. 在方法论的研究中，提出了较系统的高效做事的方法 论体系，还撰写出了现代成功学、成功做事方法学、 顶层设计和撰写学位论文方法学等专著（图7）。,2022/11/25,24,1.5 科学研究取得的若干成果 在科学研究,2022/11/25,25,1.5 科学研究取得的若干成果 图5 振动利用工程和产品,提高科学研究成功概率和效益的十二对规则,2.高效做事的十二对规则,2022/11/25,26,提高科学研究成功概率和效益的十二对规则 2.高效做事的十二,2.1.1 目标 科学研究要有明确目标, 要有正确思想指导。 对于年轻人来说, 应早立志，立大志。因为志向是人生的灯塔，有什么样的理想和信念，就会有什么样的人生。所以搞科学研究,首先应以祖国建设的发展作为自己的奋斗目标，立志为中华民族的伟大复兴而奋斗，同时，在这个进程中实现自身的价值。 没有奋斗目标的人生是糊涂的人生, 很难有大的作为。搞科学研究同样要有明确的目标, 所谓目标就是科学研究的方向, 方向正确, 不会走错路。 正确的目标是由正确的思想所支配, 什么是正确的思想昵?就是从广大人民利益出发, 即从国家利益出发考虑问题。,2.1 科学研究要明确三个要素 1.1 目标,2022/11/25,27,2.1.1 目标 2.1 科学研究要明确三个要素 1.1,2.1 科学研究要明确三个要素 2.1.2 任务,科学研究任务的选择首先要从国家的需要出发,但还可以在一定范围内变动。例如, 开发新的产业和事业及科学研究工作的选题最好选择在事情发展的萌芽时期或上升期,切勿选择在旺盛期或下降期, 再要考虑主观因素和客观因素。,图9 科研选题的理想区段萌芽时期或上升期,2022/11/25,28,2.1 科学研究要明确三个要素 2.1.2 任务 科学,2.1.3 方法：要广泛应用现代科学技术成就 1)在科学发展观指导下开展工作，它可以使执行的工作得以全面、稳定、协调和可持续的开展; 2) 应用系统论和系统工程的思想和方法; 3)要广泛应用现代信息技术: 计算机技术、网络技术、智能化技术和数字化技术; 4)各种优化的理论和方法,如黄金分割、运筹学、工程优化、数学规划优化、专家系统等; 5)创新的原理和方法; 6)预测学的理论和方法。 其中最重要的是要重视 “实践”和“创造”, “实践”和“创造” 是走向成功的必由之路。,2.1 科学研究要明确三个要素,2022/11/25,29,2.1 科学研究要明确三个要素2022/9/2429,2.2.1 思想品德 思想品德包括以下各项内容: 2.1.1 思想素质:对于任何人来说, 这是成功做事一个十分重要的影响因素; 2.1.2 心理素质:在处事过程中,常常会遇到各种各样的问题和困难, 在困难面前, 良好的心理素质显得十分重要; 2.1.3 学风和作风:一个人的学风十分重要,要有实事求是的学风, 一个人做事要“诚信”; 2.1.4 生活习惯:一个人的生活习惯和作风十分重要, 也会影响处事能否取得成功。,2.2 科学研究要发挥主观方面的四项潜能,2022/11/25,30,2.2.1 思想品德2.2 科学研究要发挥主观方面的四项潜,2.2.2 业务能力（知识） 在科学技术高度发展的今天，科学技术的面越来越广，深度越来越深，专门化的程度越来越高。要想从事高新技术的研究，如果没有专门的知识和能力，就很难胜任所提出的工作任务。 我们必须要以百倍的努力去掌握这些先进的科学技术知识。 文化知识：这是基础，如文化水平，写作能力； 科学知识：这也是基础，基础科学和应用科学； 技术知识：掌握技术是参与工作的重要条件。,2.2 科学研究要发挥主观方面的四项潜能,2022/11/25,31,2.2.2 业务能力（知识）2.2 科学研究要发挥主观方面,2.2.2 业务能力（能力） 培养好自己的几个能力，如自学能力、分析与解决问题的能力、实践能力、创新能力和社交能力等。工作能力是完成工作任务的根本保证。 自学能力：自己学习的本领； 分析和解决问题的能力：掌握科学方法； 实践能力：参与实际工作的能力； 创新能力：要有创新的理念与技巧； 社交能力与组织能力：与别人交往和协作的能力。,2.2 主观方面四项潜能,2022/11/25,32,2.2.2 业务能力（能力） 2.2 主观方面四项潜能,2.2.3 保持身体健康和珍惜生命 身体健康是实现人生奋斗目标的核心和前提。 有效防治、积极治疗是预防和战胜疾病的有效方法，人的生命是完成事业的根本保证。如果人都没有了，什么奋斗的人生可谈的呢？所以要珍惜自己的生命。 最近我写了如下的一首诗:要珍爱生命 生命实珍贵，一别不复回，青春须爱惜，切莫任其便, 安全应为先，意外需防备， 只愿人长久，事业增光辉。,2.2 科学研究要发挥主观方面的四项潜能,2022/11/25,33,2.2.3 保持身体健康和珍惜生命 2.2 科学研究要发,2022/11/25,34,2.2.4 工作毅力与奋斗精神 2.2 科学研究要发挥的主,2.3.1 机遇 一个人做事能否取得成功，与其外部条件（机遇、环境和条件）有十分密切的联系。 时机或机遇是事业取得成功不可忽视的因素。 任何成功者都是十分积极地去创造有利的外因的,人们常说 “机不可失，时不再来”， 巴尔扎克说过，“机会来的时候像闪电一般短促，全靠你不假思索的利用” 。 吉利集团在上一世纪末,开始发展轿车产业和创办民办教育事业, 正是抓住了两个大好时机, 抓住了两个最佳的切入点。,2.3 科学研究要重视客观方面的三维空间,2022/11/25,35,2.3 科学研究要重视客观方面的三维空间2022/9/24,2.3.2 环境 地点与环境对完成某些任务来说十分重要。例如，吉利集团创办的北京吉利大学，如果在浙江临海办学，短期内甚至长期都难以达到现在的规模。所以要完成与地点有关的一些任务，必须选择好合适的地点。当然也有不少工作，与地点无关，另当别论。 环境也可以从更广泛的意义上去理解, 如社会环境、自然环境、政策环境、技术环境、资金环境、市场环境和国际及国内环境等。,2.3 科学研究要重视客观方面的三维空间,2022/11/25,36,2.3 科学研究要重视客观方面的三维空间2022/9/24,2.3.3 条件 这里指的条件主要是工作的条件。一个人做事能否取得成功，与其外部条件有十分密切的联系。 例如，你要在某一领域的研究工作取得成功，除了自身的一些因素外，还要有良好工作条件作为支撑。要有领导、同志们的支持，要有一个很好的群体和科研团队协助你完成所承担的工作。反之，如果没有良好条件的支撑，也就不可能很好地完成所承担的工作任务。,2.3 科学研究要重视客观方面的三维空间,2022/11/25,37,2.3 科学研究要重视客观方面的三维空间2022/9/243,2.4 科学研究要做好两件要事: 学习和总结,2.4.1 不断学习 在科学技术得到高度发展的今天, 文化知识日新月异, 科学技术层出不穷,生活条件和环境在不断的改变, 在这种新形势下学习尤为重要。不学习, 很快就会落后, 就会掉队。 必须要树立起终身学习的理念, 才能符合社会不断发展和知识的不断更新的需要。,2022/11/25,38,2.4 科学研究要做好两件要事: 学习和总结 2022/9,2.4 科学研究要重视两件要事: 学习和总结,2.4.2 定期总结 总结本身也是一种学习, 而且是在实际工作中学习, 这种学习比起书本上的学习更加实际, 更为有用。 总结出处事成败同十大要素的关系。 在总结中发现自己思想上和工作中存在不足时, 应该及时地予以克服和纠正, 以免当出现严重问题后再去想办法, 再去处理，这为时已晚。此时可能已造成无法弥补的损失。 要从总结中找出优点和不足, 总结做事和奋斗过程中的经验和教训, 使自己在下一阶段的工作中, 发扬优点, 克服缺点, 进而少走弯路, 进一步去提高下一阶段的工作效率。,2022/11/25,39,2.4 科学研究要重视两件要事: 学习和总结,在70岁以后的14年时间里所培养研究生的数量，平均每年培养8名，而撰写的著作每年平均撰写2.3部，在这期间还获得国家奖多项。为什么他在70岁以后能取得这么多的成果呢？一方面因他有健康的身体，另一方面有为国家科技事业贡献力量的决心。,1.1 科学研究的第一阶段: 3I 调研阶段,下表是我70岁以前和70岁以后取得成果的比较。值得注意的是70岁以后所取得的成果超过了70岁以前的成果。,2022/11/25,40,完成的工作70岁以前70岁以后指导的博士和硕士80名126名,2022/11/25,41,00.结 语2022/9/2441,谢谢各位!,科学研究路程和方法的探讨,2022/11/25,42,科学研究路程和方法的探讨2022/9/2442,
