科學研究的思維方式
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇科學研究的思維方式范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。
科學研究的思維方式范文第1篇
關鍵詞：思維方法；造型語言；教學改革
造型語言實驗的思維方法是當代語境下造型語言實驗課程教學改革的切入點，明確八種自成系統且互為開啟的造型語言實驗方法論，強調思維方法的學理性與操作性，凸顯造型語言實驗教學改革的針對性與有效性，保證教師的理念給予與學生的方法實踐的有機結合，這無疑直接關涉高校造型語言實驗課程教改模式的學術定位與學理層次。
1）通過現象學還原思想的研究，論述造型語言實驗思維轉換方式與否定方法。
個人語言方式基于個人觀察方式的存在，事物在我們眼中的視像并非是一個被動接收物，而是我們參與構建的結果，那么如果我們能夠在視覺中清除圖像，其殘留物即為個體的觀察方式。以賈柯梅蒂為教學案例，研究現象學的思維轉換，即在視覺中否定視覺中的存在物。但現象學的經驗原則告訴我們難以否定的卻是存在物的時間與空間以及個體的觀察方式，而這正是現象學方法的科學之處，由此達成我們探索個人語言方式的研究主旨。
2）通過拓撲學同胚變換思想的研究，論述造型空間觀念與造型語言方式的轉換可能性。
拓撲學認為，任意一個三角形在任意延伸、伸縮的變形變換中，可以迭合住一個圓形。因此三角形和圓形在拓撲上被視為是同胚或等價。也就是說，這個延伸、伸縮變換是一種同胚變換，拓撲學即探討同胚的拓撲空間所共有的性質。由此切入，作為造型對象的形體，將破除反映論觀念的統治，從而拓展造型語言的核心命題――空間觀的理解角度，以厄格羅為教學案例，研究其數學性拓撲空間，及其理性化的線性幾何語言表達方式。進而探索造型空間的可能世界與造型語言的可能方式。
3）通過生物學偶然性與必然性關系的研究，論述工具選擇的機遇性對造型語言的啟示。
個人的造型語言是作為一種結果的視覺樣式，而造型語言的點線面呈現痕跡，在實際上取決于造型工具的特性，因此造型工具的選取對于個人語言方式的產生舉足輕重。以里希特為教學案例，研究其獨特工具的語言價值，開啟作為視覺語言的點線面呈現方式的機遇性研究，推動造型語言實驗意外效果的發現，進而有意識的尋求駕馭這種機遇性語言的使用，從而為提供了探索個人語言方式的可能途徑。
4）通過心理學知覺轉化的研究，論述習慣性手法作為造型語言的自我邏輯原點。
個人造型習慣即個體化的積習，正是個人語言方式的萌芽，因為這種習慣性手法的放大與完備即成為所謂的個人風格。以米勞斯?蘇巴依為例，研究其與眾不同的習慣性手法所產生的造型語言價值，我們強調這種個人手法的發現與自覺，主張以習慣性手法兼容共性原則，進而反思個人的造型趣味與審美原則，最終建立起個人語言方式的邏輯原點。
5）通過文學意識流寫作手法的研究，論述自動書寫對造型語言自我呈現的可行性。
自動書寫吸取意識流文學文學自動書寫方法，即嘗試在信馬由韁的放松狀態下，使個體的本我狀態得到最大程度的釋放。以馬修為教學案例，研究其自動書寫理念，我們強調個體動作的隨意狀態，通過自動書寫的自然引發，釋放身體的本能知覺，經由他者的對比研究，發現造型語言的差異性，進而確信這種差異性的自我化，使自我獲得造型語言的呈現方式。
6）通過色彩學主觀原理的研究，論述主觀性和諧色調與造型語言主體特質的內在P聯。
主觀色調的實驗方法論為伊頓所創，但卻幾被誤用為模式化的色彩構成，其本有的造型語言自我發現特色消隱了。造型語言的個性結構來源于其主觀上已定的對形狀與色彩的傾向對于色彩的和諧，各有各的概念，每個人所用的和諧的色彩結合，代表著個人的主觀意見即主觀色彩。因此經由主觀色調的語言實驗，造型語言將顯露其個人特質。
7）通過煉金術自我超越思想的研究，論述材料認知對造型語言實驗的自我觀照價值。
現代材料的拓展，使綜合材料的造型語言實驗增加了可能性，將日常經驗介入材料運用則使語言實驗貫通生活世界。而材料選擇的個體偏愛則使材料屬性的主體歸屬感具有了一種探尋自我的煉金術思想。以基弗為例，研究其造型語言的綜合材料拼貼方式，進而解讀其材料屬性的自我意義，從而明確其材料選擇的象征內涵，由此使材料拼貼實驗成為造型語言自我確證的有效方法。
8）通過類型學的組合思想的研究，論述個體化造型語言范式的建構途徑。
藝術風格的偏愛即提示了一種審美類型化，但這種趣味可能存在于幾個大師的造型語言之中，我們強調在趣味的導向下，分析所鐘愛大師的造型語言，剖析其類型化特征，然后將這種類型化元素進行嫁接組合，從而轉化出自己的語言范式。這種類型學方法是作為一種相對被動的探索方式而存在，其目的在于提供一種知識性輔助，進而梳理知識導向的個體化資源，最終建構自己的語言模式。
造型語言實驗方法論注重審美實踐的同時，強調文化思考的介入，這就使造型語言實驗教學具有顯著的當代性教育理念。籍此，藝術教育在專業探究的框架下存有了一份開放性的文化胸懷。
參考文獻：
[1]古德曼.藝術的語言 .彭鋒，譯.北京大學出版社.2013-06
[2]維果茨基.思維與語言.李維，譯.北京大學出版社，2010-11
作者簡介：
科學研究的思維方式范文第2篇
【論文摘要】： "科學哲學"是什么？對于這個與西方科學互相依存的科學研究典范，多數科學研究者是陌生的，但是是極為重要的。科學哲學是一種邏輯思考與范式交織運用，從事創造性學術活動的思維。西方人運用這種獨特的思維理論帶動科學革命的浪潮，運用科學創造發展實力，影響人類歷史數百年之久，迄今仍方興未艾。
中西方傳統文化的差異造就了西方人與我們在思維方式上的不同，就中西方哲學思想的比較，中國哲學論述的焦點是"行為"之"善"，而西方哲學論述的焦點是"知識"之"真"，兩種思維方式是截然不同的。美國北卡羅來那大學教授羅森博格對科學哲學做出以下定義：哲學首先要處理的是科學尚不能回答或永遠不會解答的問題，其次要處理科學為何無法回答這些問題。他也認為科學哲學長久以來為自己設定的任務就是要了解科學是什么，它如何運作，它的方法、基礎和條件是什么。庫恩于1962年發表的《科學革命的結構》一書指出：范式是科學哲學的基本觀點，也就是研究者用來尋找意義的理念模式。而且所謂理念模式，就是研究者用范式的指導來從事研究問題與選擇研究行動時的思維方式。這個認識問題的思維方式由以下二個核心概念所構成。
一、思維邏輯
受文化影響，西方人在從事科學研究時有其獨特的思維邏輯，循"本體論－知識論或認識論－方法論"的思維邏輯按部就班的思考問題。有學者解釋，西方學者在從事創造性學術研究活動時的后設思維，他們基于對世界本體的某種預設，因此提出了一些認識世界的方法，從而建構出某些獨特的知識體系。這種后設思維展現在他們學術研究的成果之中，但無法在其研究成果中論述自身。然而，思維本身只是個抽象概念，所以必須將范式融入思維中從而思考研究的問題和方向。換言之，研究者的基本信念決定的任何一種研究取向或研究范式所主張的"本體論－認識論－方法論"，就構成該項研究范式的"世界觀"，也就是如何去認識及累積建立該門知識。
本體論關心的是人類日常生活世界中各種現象或行為，是否存在著一種事實、永恒不變的本質。如果有，那么真實、永恒不變的本質是什么？而且，不同的范式則有明顯不同的主張。所以，本體論就是科學研究的開端，研究者針對被研究的對象探討其本質究竟是什么？建構起一個初步的概念。
有了概念，接下來就是詮釋內涵。知識論關心的是研究者應該運用何種立場與態度，與被探究的對象產生互動關系，才能了解現象的真實本質。也可解釋為探討知識本質、原則和知識的來源。重點是，研究的結果和研究者的立場與態度理當一致。十六世紀文藝復興運動發生以后，這樣文化傳統更發展成為笛卡兒"主?客"對立二元論的哲學，對近代科學的發展造成極大的影響。
方法論就是要透過何種方法與策略才能發現或檢證預設的問題的本質。由于科學分類的關系，凡是自然科學或社會科學的領域都有其嚴格的方法論，以作為獲取知識的方法與學科發展的支撐。同樣的，不同的范式對方法論選用就會有所限制。一般我們熟知如歸納法、演繹法、辯證法、實證法、解釋法、批判法等。
綜上所述，我們了解到"本體論－認識論－方法論"三者之間具有互為邏輯的關系。因此，一個研究者對于"方法論"的回答，必然會受到其"本體論－認識論"立場的限制，而不能隨意選擇任何一種方法論。反過來說，當研究者決定采用某種"方法論"時，他必須同時接受其"本體論－認識論"的預設。
二、范式
粗略的了解了科學哲學中的思維邏輯，接下來進一步認識研究者是透過怎樣的研究范式來對其研究的問題進行預設。其實，整個研究范式的發展就是一部完整的"科學史"，充分證明了西方哲學論述的焦點是不斷追求"知識真理"，任何一點違反理性思辨法則，都將遭受嚴厲檢驗和批判。二十世紀各種不同派別的范式主張就演進的時間先后，依序有下列五種范式的論點主張及主要是應用于何種科學的研究。
實證主義從十六世紀科學革命起,迄今仍然主宰著人類的科學研究活動，即時下廣為自然科學所引用的實證研究。實證論者的主張是"素樸實在論"，采用實驗論的立場，相信科學能夠回答所有的疑問，解決所有的問題，屬于"量化研究"的科學研究范式。
"后實證主義"針對"實證主義"純科學的觀念提出強烈的批判。代表人物波普爾認為："科學就是已成立事實的集合，這種通行觀念是錯的。科學中沒有任何一滴知識是永遠成立的，沒有東西是不變的。"后實證論者主張"否證論"的研究范式，但是仍然保留著實證主義研究范式對客觀、精確、預測及控制的重視，也認為完全的客觀不可存在。屬于"量化研究"的科學研究范式，但不排除使用"質化研究"方法。
人們通常把結構看成一種形式、一種架構或某種形狀。其實，事物的結構和本質有極其密切的關系，兩者互為條件，相互影響。結構主義不僅關注外在形式研究，更重要的是要探討形式內在組成要素彼此間之深層結構的問題。屬質量化兼具的科學研究范式。
解釋學的發展受到"現象學"影響甚深，兩者均是對自然科學持懷疑和批判的態度，認為自然科學的實證法則是不完全的，并沒有絕對性。解釋學主張，人類不可能完全了解客觀的事實，必須要從生活實踐中創造意義，而創造意義的過程就是解釋的過程。主要的方法是用對話與辯證的方式，透過歸納、比較與對照過程獲得一致性。屬于質化科學研究范式，同時也奠定了社會科學發展的基礎。
科學研究的思維方式范文第3篇
關鍵詞：數學實驗教學；教學改革；教學模式
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
對于創新型人才的培養，不同層次的課程具有不同的功能與作用。高校在專業技術培養方面，偏重對知識的傳授，而對學生創新意識、探索精神和科研能力方面的培養不夠重視。由此導致實驗課程的功能和作用未能得到充分發揮，學生科技創新意識不強，未能掌握創新方法，未能夯實理論基礎，因而學校很難培養出高素質的創新型人才。因此，充分發揮數學實驗課程對學生探索精神、科研能力和創新意識的培養作用是十分必要的。
長期以來，數學實驗課程實驗項目的開設大多是為了驗證基礎知識。但這些課程里面不僅包含最基礎的知識理論體系，也包含科學研究和科技創新的基礎實驗方法以及豐富的設計思想、設計原理、設計技巧等。我們可以真正領會自然科學基礎課程的奧妙，理解其對創新型人才培養的功能與作用，開辟創新性的教學模式。
首先應強化對數學科學研究問題的思維方式以及學習興趣的培養。在實際教學過程中，我們要教會學生如何發現問題以及如何通過分析問題、建立模型、求解模型、優化模型來研究如何解決具體的復雜的實際問題。
為更好地開展教學活動，我們在理論教學中應講述一些與教學內容相關的故事、趣聞、應用等，以此來活躍課堂氣氛，激發學生興趣。
在實踐教學環節，必須把思維方式和研究方法結合起來。以數學實驗課為例，由于每一個實驗項目涉及的知識點都不盡相同，因此，通過不同實驗項目的實踐，可使學生的理論知識得到鞏固，同時可以培養學生的動手操作能力和解決實際問題的能力。實驗項目之中包含精妙的設計思想、思維方式和研究方法以及豐富的理論與實際相結合的設計原理，如果學生能夠理解和掌握這些設計思想、原理和方法，將其融會貫通，并聯系實際，與基礎理論中的思維方式和研究方法結合起來用于實踐，就很可能有新的發現和創新。
教師將理論教學與實驗教學結合起來，加入相關的科技創新課程設計，或者加入創新性、綜合性、設計性的開放實驗項目，讓學生進行初步的科學研究的訓練。在此過程中，學生不斷地發現問題，分析問題，解決問題，提出新問題，再進一步探索、解決問題。這樣可以鞏固學生的基礎知識，同時充分發揮和實現數學實驗課程對學生科研能力和創新能力的階段性培養。
因此，在數學實驗課程中實施“三位一體”教學模式是可行的。
目前，人才已經成為推動社會發展進步的第一生產力。越來越多的教育學者已認識到高校數學科學實驗課程對學生創新能力、科研能力培養的重要性，因此實施“教學、實踐、科研”“三位一體”的教學模式，強化對創新能力和科研能力的培養，也已成為必然之勢。
打破數學學科傳統思維模式，即打破傳授基礎知識的觀念，就要求老師講解實驗原理并演示實驗步驟的同時，樹立起利用數學實驗課程對學生創新意識、創新方法、實踐動手能力等各個環節實現全方位培養的教學理念。
同時，在數學課程教學中，實現傳授基礎知識、培養實踐動手能力、將科學研究和科技創新能力培養的有機結合、融會貫通，是我們下一步要繼續思考的問題。
參考文獻：
[1]李默涵，由巧俐.基于創新型人才培養的數學實驗教學改革探索[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2014，（4）：90-91.
[2]丁衛平，李新平.基于數學實驗的高等數學教學改革[J].高等理科教育，2007，（2）：36-37.
科學研究的思維方式范文第4篇
1 科學研究方法
著名理論物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼說過：“科學是一種方法，它教導人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現在了解到什么程度（因為沒有事情是絕對已知的），如何對待疑問和不確定性，證據服從什么法則，如何去思考事物，作出判斷，如何區別真偽和表面現象。”科學教育中的“科學過程”主要是指在一般的科學研究中，那種普遍適用的系統化的操作方法和步驟。美國《國家科學教育標準》中把科學過程與方法看成一個系統，是指一系列的相互聯系的科學家普遍使用的研究方法和程序。我國的基礎教育課程改革強調科學探究，強調讓學生親歷科學，在體驗中學習。這種新型學習方式的提倡意在改變傳統單純接受式的被動學習方式。學生不是被動地記憶科學的結論，而是經歷這種結論得到的過程和懂得獲取的方法。
科學家認為對自然現象的認識不能停留在事實的層次上，需要進一步透過現象，深入內部，抽取有關事物的本質，并且舍棄一切非本質屬性的結論，即提煉出反映事物本質屬性的內在的客觀規律的各種“概念”和“定律”來。這個過程是通過探究來完成的。但科學家不管用何種探究模式，其基本的環節是共同的：科學問題的提出，科學事實和資料的收集，猜想和假設的建立，檢驗與評價，表達與交流。科學教育中的科學探究學習方式的主要環節也與此相類似，表明探究學習體現了科學教育與科學研究本質上的一致，反映了科學教育與科學研究內在的統一。科學探究強調知識獲取中的體驗，強調過程與方法，既是對我國傳統教育的糾偏，也反映了科學素養的核心要素。
2 高中生物課程中基本的科學研究方法
科學方法可分為多個層次，這里所指的生物科學研究方法主要是指科學研究的一般方法，如科學觀察方法、科學實驗方法和科學調查方法，特別是指科學實驗方法。科學研究總是從觀察開始，通過觀察發現問題，然后提出假設，并對假設做出基本預測，最后設計實驗來驗證假設。如果實驗結果與假設不一致，則說明原來的假設是錯誤的，要修改假設，重新實驗；如果實驗結果與假設一致，則說明原來的假設是正確的，可將假設上升為學說或理論。科學方法教育應包括科學研究中“過程技能”（觀察——問題——假設——實驗——結論）的教育，還應包括觀察、調查、實驗等具體的方法技能。科學方法教育中尤其要重視科學思維的訓練，即努力使學生將科學方法內化為自己的思維方式和行為方式。
2.1 觀察實證的方法
觀察實證是指通過對研究對象大量的觀察、實驗和調查，獲取客觀材料，從個別到一般，歸納出事物的本質屬性和發展規律的一種研究方法。
2.2 假說—演繹法
假說—演繹法是指在觀察和分析的基礎上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符，就證明假說是正確的；如果不符，就說明假說是錯誤的。所以假說—演繹法的根本過程是：發現問題——提出假說——演繹假說——實驗證明——提出結論。在孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗中很好地展現了假說—演繹法，也正是由于他采用這種方法才獲得了科學上不朽的成績，為人類揭示了遺傳之謎。“假說—演繹法”是形成和構造關科學理論的一種重要思維方法。對學生來講是“授之以漁”的重要手段之一；學完課程以后，他們對別的都可以忘記，但這些方法會存留下來，這就是真正的素養和能力。
2.3 建立模型的方法
新課標中建立模型被列為一項技能目標，并作為高中學生必備的生物科學素養。國家和地方的新高考大綱（說明）也已明確將這一技能素養的掌握水平作為考核對象，2007年全國高考生物江蘇卷中就已出現涉及模型構建問題的考核嘗試。因此，在平時的教學和高考復習中，教師和考生都要予以重視。由于新課標要求學生學會建立的模型主要是思維形式的模型，因此筆者擬針對幾種常見思維模型的構建方法提出如下建議。建立模型的一般程序：（1） 掌握原理。掌握模型所代表的知識、過程、規律、機理等，弄清模型的構成要素或包含內容之間的邏輯關系。（2） 明確類型。明確所構建的模型屬于哪種類型，知道該種模型的特點及表現形式。（3） 構建草圖（框架）。選擇適當的圖形、文字、符號勾勒出草圖，或用適當的文字符號搭建框架。基于模型的通適性、典型性，所以在構建時只需要考慮大多數情況即可，一般不考慮極少數情況或特例。（4） 修飾完善。對照原理查驗所構建的草圖（框架），確保其科學性；然后進一步修飾完善模型，力求規范、簡潔、直觀、有美感；最后構建出正式的模型。（5） 補充詮釋。對一些模型要添加必要的文字說明、示例、圖注等，使模型更科學、更清楚、更規范。
2.4 系統分析法
系統分析方法是指把要解決的問題作為一個系統，對系統要素進行綜合分析，找出解決問題的可行方案的方法。它從系統的著眼點或角度去考察和研究整個客觀世界，為人類認識和改造世界提供了科學的理論和方法。它的產生和發展標志著人類的科學思維由主要以“實物為中心”逐漸過渡到以“系統為中心”，是科學思維的一個劃時代突破。系統分析是一種研究方略，它能在不確定的情況下，確定問題的本質和起因，明確咨詢目標，找出各種可行方案，并通過一定標準對這些方案進行比較，幫助決策者在復雜的問題和環境中作出科學抉擇。
3 生物教學中開展科學研究方法教育的途徑
生物學是一門實驗科學，有著眾多的可以滲透科學方法教育的內容。教師在努力鉆研教材的基礎上，要充分挖掘教材中對學生進行科學方法教育的素材，將科學方法教育滲透到教學過程和學生的學習過程中。
3.1 通過生物學實驗開展科學研究方法教育
高中生物教材中有著眾多的學生實驗，每做一個實驗都是學生親身體驗科學研究方法的過程。在教學中盡教師要可能地將驗證性實驗變為探究性實驗，要求學生通過明確實驗目的、自己設計實驗、討論完善實驗、最后實施實驗步驟等過程，使學生體驗到科學研究的方法和過程。另外，教師在備課和教學中應將科學研究方法很好地貫徹到每一個實驗中，根據實驗內容的不同有目的的讓學生體驗科學研究的過程，接受全面而完善的科學研究過程和方法的認識與訓練，使學生認識、經歷科學研究的過程，理解科學方法的本質，并訓練其使用有關的具體方法完成每一步驟。這是培養學生發現問題、分析問題、解決問題能力的有效思維方式和操作方式。教師要注重鼓勵學生得出自己的結論、暢述自己的觀點。
3.2 通過生物科學史開展科學研究方法教育
“讀史使人明智”，生物科學的每一項重要發現都是科學方法正確應用的典范。科學的方法是人類探索真理，發現新理論和獲取新知識的重要手段，生物教學也離不開科學方法的探索、理解和學習。
高中生物教材中有許多關于生物科學史的教學內容，如酶的發現、光合作用的發現、生長素的發現、遺傳物質的發現等。這些科學發現本身就是科學家科學實驗（探究）的過程，教師可以充分利用這些素材，幫助學生尋著先人的足跡，在享受科學探究的快樂中受到科學方法的教育。
3.3 通過探究性教學開展科學研究方法教育
在新一輪的課程改革中，科學探究不僅被作為重要的理念強調，作為教學建議提出，而且被列入了課程目標和內容標準之中。在現代教育文獻中“科學探究”、“探究式教學”、“探究式學習”都是指學生在學習過程中模仿科學家進行科學探究的思維方式來主動構建知識、形成科學觀念、領悟科學研究方法的學習方式。這種學習方式在學習內容上，不但包括事實、理論等陳述性知識，還包括科學過程和方法等程序性知識。在教學策略上，教師通過創設一定的探究情景，讓學生發現問題，做出猜想與假設，并通過實驗、調查、查閱文獻等方式搜集與處理信息，對猜想與假設進行論證，最后通過表達與交流活動對自己的探究過程進行反思與評價。在這一過程中學生獲得知識與技能，掌握解決問題的方法，獲得情感體驗。一般情況下，探究式學習環節分為：提出問題——猜想與假設——方案的設計與選擇——收集證據——解釋與結論——評價與反思——交流與表達等7個方面。
3.4 通過研究性學習開展科學研究方法教育
研究性學習是一種以學生的自主性、探索性學習為基礎，從學生生活和社會生活中選擇和確定研究專題，主要以個人或小組合作方式進行的一種學習方法。學生通過親身實踐獲得直接經驗，養成科學精神和科學態度，掌握基本科學方法，提高綜合運用所學知識、解決實際問題的能力。科學是一門具有嶄新教學理念的學科，學習的核心便是科學探究。科學探究也涉及到提出問題，并通過猜測、計劃、觀察等活動，親歷解決問題（科學探究）的過程，獲得科學知識，形成科學價值觀。研究性學習與科學探究都是通過學習者從提出問題到解決問題的探索實踐過程來實現科學知識的掌握和科學價值觀的形成，以提高學習者解決問題的能力的學習方式。哈佛大學就有這樣一句名言——教育的真正目的就是讓人不斷提出問題和解決問題。它較好地說明了研究性學習、科學探究在教育活動中的重要性，學生親歷科學探究的過程是獲取科學知識和培養科學價值觀的主要途徑。
研究性學習是現在高中學生的一門必修課，利用研究性學習使學生實踐科學研究方法，可以使學生真正體會到科學研究方法的重要性，學會如何將一些科學研究的理論知識應用到實踐中，研究性學習既是學生對科學方法的實踐，也是教師進行科學方法教育成果的檢驗。
3.5 通過實驗設計開展科學研究方法教育
科學研究的思維方式范文第5篇
【關鍵詞】創新 研究型實驗 本科生
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0245-02
一、前言
國內外一流大學對本科生科研能力的培養主要體現在：本科生參與科研項目的受眾面廣，目標明確，能夠結合基礎研究的最新進展，應用研究能夠解決實際問題，成果形式多樣；申報流程較為正規，對采取導師和學生之間相互選擇；從多個渠道開展科研活動，包括課堂教學中了解研究領域的背景和最新科研動態，培養科學的思維方式[1-3]；實驗教學中掌握科學的實驗方法，培養獨立操作能力。采用研究團隊的形式，培養學生的團隊意識。以適當的研究方法來研究相關領域的前沿問題，特別是利用在實驗中使學生獨立思考，提出實驗方案，以激發學生的熱情，增強創新的意識和能力，并培養學生科學的觀念和嚴謹的科學態度[4]。可見，國內外一流大學中本科生參與科研的機制較為成熟和富有成效，恰當得科學教育使學生能夠獲得很大收獲，例如開闊的思維方式和科學觀念，基本的科學素養和實驗能力，對其未來的職業發展和規劃也會產生較為深遠的影響，選擇繼續攻讀研究生進行深造時也會更加明確自己感興趣的領域和方向。
二、開展研究型實驗的意義
目前，在實驗教學和實驗室管理過程中存在著大型儀器使用率低，本科生參與科研的機會少，受眾面窄的問題。研究型實驗的引入可以讓更多學生參與科研活動，熟悉科學研究的思路和方法。目前的實驗課往往采用大班授課的方式，重復設計好的實驗；研究型實驗的引入可以讓學生以科學研究小組的形式進行研究型實驗，提出對實驗的思考和改進方案。另外研究型實驗的引入可以為學生提供接觸大型儀器和最新科研成果的機會，并增進學生和導師之間的交流溝通。
在實驗教學中引入研究型實驗課，可以讓本科生廣泛參與科學研究活動，可以培養學生的創新精神和解決實際問題的能力，可以將學生的科研活動與教學緊密結合在一起，擴大本科生參與科研活動的受眾面。可以使低年級學生盡早接觸到科研活動，培養他們進行科學研究的思維方式和動手能力。通過研究型實驗也能讓學生及時了解本專業領域的前沿發展，從而更好地理解和掌握專業課理論知識。
通過在實驗教學中引入研究型實驗，可以培養學生的創新能力，激發學生對科學研究的興趣；突出學生的主體性，注重培養學生獨立思考的能力，啟發學生建立提出問題、分析問題、解決問題的思維方式；開闊學生的眼界和思路，使他們更好的理解專業課程，加強動手能力，在實驗工作中能夠綜合運用知識和靈活處理問題；可以提高實驗室大型儀器的使用率，避免大型儀器空置現象出現；可以增進本科生與導師和研究生的交流和聯系，使學生具備基本的科研能力，為有繼續深造意向的學生明確擅長和感興趣的領域為未來的發展方向提供參考。
開展研究型實驗的遠期成果是建立本科生廣泛參與科學研究的長效機制，使學生及時了解本專業領域的前沿發展，深化專業知識的學習，完善知識結構；擴大本科生參與科研活動的范圍，使學生具備基本的科研能力和素質；將學生的科研活動與教學緊密結合在一起，培養學生的創新精神和解決實際問題的能力。使學生結合自己的興趣參與相關科研項目，并在專業期刊上。
三、開展研究型實驗的實施方案
1.在課堂教學中引入研究型實驗
首先在平時的實驗課程中利用一定課時，使學生完成開放性的實驗。例如利用較集中的一段時間，把學生分為若干個小組，利用實驗室現有條件，對特定課題展開研究。課題的選擇上，既要結合專業方向和課堂教學的內容，又要高于常規的驗證試驗。可將多種實驗方法和多個儀器設備結合起來，共同解決一個問題。研究小組要有明確的分工合作，培養學生的團隊意識和團隊合作能力。
同時可以在實驗課上利用一些時間，給本科生提供機會實地了解實驗室各類大型儀器的使用方法和操作規程，通過與導師和研究生的交流熟悉科學研究的思路方法和基本流程。并對自己感興趣的科學研究方向有一個初步認識。從中選取感興趣的領域，以科學研究小組的形式進行討論，著重提出對實驗的思考和改進方案。
2.開展研究性實驗項目
在此基礎上可進一步讓本科生參與科研項目，可設立開放性的研究型實驗項目，由教師設定選題方向，本科生根據自己感興趣的方向進行申報和選擇。結合學生的興趣和設想，同時基于本科生的實際水平，選擇合適的科研方向，考查研究內容的創新性和實施方案的可行性。在立項過程中培養學生查閱國內外文獻、制定實驗方案、計劃實驗進度、總結實驗創新點等方面的各項技能。在實驗過程中，要讓學生積極思考，對實驗現象做出相應的解釋，并根據實驗中遇到的問題隨時調整實驗方案，整個過程中以學生為主體，教師或相關專業的研究生起到引導作用，根據學生現有水平和研究狀況進行指導，因材施教，增強學生分析問題和解決問題的能力。
教師對學生進行監督，激勵學生應用相關背景知識，將其應用到實驗中，并培養學生探索未知領域、獨立分析和解決問題的能力。可以讓學生形成小的研究團隊，共同討論激發對科學研究的熱情和靈感，并在實驗遇到困難時相互幫助。在學生進行研究型實驗的過程中，教師應按階段進行檢查，并根據檢查結果進行指導，例如可以采用每周開例會的方式，讓學生對現階段的研究成果進行展示，提出問題和不足，對下一步的改進方案進行討論。在研究型實驗項目完成時，應成立專家組，對研究成果進行評價，學生需要總結和分析實驗數據，形成研究報告，研究成果可以是在相關領域的期刊上，也可以是形成的裝置、申請的專利等，成果形式多種多樣，教師根據項目的完成情況給出相應的評價。如果是以研究小組的形式完成的項目，教師可根據各參與人的實際貢獻做出評價。應根據實驗過程中學生的參與度、創新能力、嚴謹的科學態度、分析處理數據工作等多個方面綜合考慮，做出客觀的評價，使學生在這一過程中得到成長。
3.在課外活動中進行研究型實驗
在開展研究型實驗的過程中要明確課程培養目標和任務，使培養學生科研能力的目標切實得以實現。教學形式可以采取靈活多樣的形式，將課內實驗教學與課外科研活動相結合。在開展研究型實驗課之余學生可對自己感興趣的領域利用課余時間進行深入研究。
可以組織學生參觀本領域頂尖的科研院所或儀器公司，與科研工作者進行交流，使學生通過實地考察和調研，對科學研究的過程有一個較為直觀的認識。并進一步激發對科研和創新的興趣。
四、結語
綜上所述，在本科生群體中以多種方式開展研究型實驗，可以提升本科生的科學素養，培養其創新能力和意識，也激發了學生對科學研究的熱情，增進了他們團隊合作的意識，是培養創新型人才的重要方式。
參考文獻：
[1]江洪，沈旭峰.淺談培養大學生的科研能力[J].甘肅科技，2010，26（3），156-158.
[2]秦春波.大學生創新能力培養研究[J].長春理工大學學報（綜合版），2006，2（3）：189-190.
