概要：因此，本文所讨论的科学，是指系统的实验和结果，理论立足于系统的实验基础或可重复的切实可靠的经验基础，并具有严密推理的体系等科学知识的总成。 伽利略（现代科学的第一个代表人物）那样的现代科学方法才是正确的，科学研究首要的是通过实验找到并明确事实的确是如此，但一个实验结果也许有多种可能的原因，也就是有多种可能的解释或结论，因此必须运用严密的推理和数学运算，以及进一步的实验研究如对照实验，才能够排除其它可能的解释或结论，从实验结果或进一步的实验结果中得到正确的结论如找到自然现象之间的定性的关系或数学关系（定理、定律），至于为什么会这样的原因，能够找到原因更好，而且这是更大的贡献，没有找到也不必要太在意。在科学上重要的是：事实（实验结果）确实如此，从事实（实验结果）得到的结论坚实可靠，而且排除了各种能够否定结论的可能解释，有所创新，并能够为未来的进一步研究打下坚实的基础。（如果未用对照实验等办法排除了这种能够否定结论的可能解释，很可能会出非常丢脸的大错误；如果不能够排除其它的可能性，我们就只能够得到各种“有可能”、莫衷一是的知识，而不是确实可靠、能够在此基础上进一步发展的知

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因此，本文所讨论的科学，是指系统的实验和结果，理论立足于系统的实验基础或可重复的切实可靠的经验基础，并具有严密推理的体系等科学知识的总成。 
伽利略（现代科学的第一个代表人物）那样的现代科学方法才是正确的，科学研究首要的是通过实验找到并明确事实的确是如此，但一个实验结果也许有多种可能的原因，也就是有多种可能的解释或结论，因此必须运用严密的推理和数学运算，以及进一步的实验研究如对照实验，才能够排除其它可能的解释或结论，从实验结果或进一步的实验结果中得到正确的结论如找到自然现象之间的定性的关系或数学关系（定理、定律），至于为什么会这样的原因，能够找到原因更好，而且这是更大的贡献，没有找到也不必要太在意。在科学上重要的是：事实（实验结果）确实如此，从事实（实验结果）得到的结论坚实可靠，而且排除了各种能够否定结论的可能解释，有所创新，并能够为未来的进一步研究打下坚实的基础。（如果未用对照实验等办法排除了这种能够否定结论的可能解释，很可能会出非常丢脸的大错误；如果不能够排除其它的可能性，我们就只能够得到各种“有可能”、莫衷一是的知识，而不是确实可靠、能够在此基础上进一步发展的知识。）至于更进一步的原因等问题，人生是有限的，科学发展水平也是有限的，不清楚更进一步的原因就老实地说不知道，可以留待进一步的研究或留给后人去解决。中国的学生和教师特别是文科方面的，要小心，不要重犯当年亚里士多德犯过的错误：仅仅掌握了很少的事实，就要得到最一般的结论。当然，人免不了犯错误，科学史上也有一些被发表的错误，如错误的实验结果，由正确的实验结果得到错误的结论，错误的理论等等。 
所以，科学研究是不断发展的过程，科学上的结论与理论必须建立于可重复的经验如实验的基础之上，经验基础必须真实，实验结果必须有不以观察者为转移的可重复性，可重复性是系统地进行实验发现最重要的要求，不仅事后实验者能够重复做出实验结果，别人（包括反对者）在同样的实验条件下也能够重复（否则谁都可以凭空胡说作出了科学发现了）。做实验研究如果实验结果不能重复，那就不能够得到可靠的结论与实验结果。比如进行了多次实验，每次都得到不同的结果，就只能说是整个实验工作失败，完全得不到有价值的结果。实验结果中数据的精密度同样重要，达到足以得到准确结论的精密度就够了，比如说实验测得的数据精确到小数点以后第二位就足够说明问题了，那就不必要浪费时间、资金与精力去得到精确到小数点后第三位的实验结果。但目的是提高精密度的测量，则不属于这种情况。另外，每一个实验数据都有一定的精密度，如果几项测定的精密度都是三位有效数字，则在实验报告和论文中把初始数据以及因此得出的次级数据给出三位以上的数字，就是完全错误的，说明作者不懂有效数字。 
还有，根据实验所测得的数据，可以得到多个可能的公式、图表，当然，一般是只取最简单的，这样的做法是符合简单性原则的。在没有新证据证明这个公式、图表是错误的之前，这样的公式或图表在科学上是完全应该接受的（至少是可以接受的）。此外，实验的结果应该随着技术的进步，思考的更加周密而导致实验结果更好，更加支持结论，而不应该相反，如果出现相反的情况，则不是以前的实验有漏洞，就是结论有问题。在科学研究中，实验的数据出现不稳定也是正常的，一般说来应该遵守科学道德如实报告，但这也不是绝对的，一般说来，只有实验者才知道自己所使用的仪器的性能与实验过程情况，如果是随着技术的进步，实验设计更加周密而导致后面的实验数据更好，稳定，只选择后面的实验数据报告也是应该的。这显示了实验者的科学鉴别力，例如美国的密立根花费了十年时间用实验验证爱因斯坦的的光电效应理论，未报告一些实验做得不好的实验数据，笔者曾经见到国内有人因此在文章中说密立根违反科学道德，但这样的说法是不对的。 
科学理论的出发点和其它的前提必须建立在系统的实验基础或可重复的切实可靠的经验基础上，要预先考虑并排除各种可能性以及各种可能的反驳、诘难，必须有严密的逻辑，例如与公认的概念意义不同的重要概念必须明确界定其意义，提出的论点、由实验结果得到的结论必须进行严密论证。在运用理论进行严密推理中，推理链越长，出发点、一些前提就不一定可靠或被广泛接受，结论也就并不一定可靠，因此，常常需要理论的研究者做实证性的研究来验证这些推论，并间接地验证理论的出发点或其它前提条件；如果科学理论的研究者无法做实证性的研究来验证这些，那么最好是从理论出发，推理得到一些日后能够被实验验证的推论甚至设计实验，让别人来验证。即使理论的前提条件、出发点以及推理过程无懈可击，也应该对结论、推论进行验证实验或实证性的研究，以便获得更多的科学知识。（在实用性的工程技术领域更必须这样。） 
所谓验证，就是根据科学理论得到了一个推论，这个推论必须能够与实验结果或经验形成对应，即必须能够被实验证实或否证，如果实验结果未否定这个推论，实验结果即为支持这个推论和理论。在能够否定这个推论的其它的可能解释不成立的情况下，这就是理论和推论得到了实验验证。 
但以上这些要求，由于各种原因如个人的局限等，实际上并不是每个人都是严格地做到的，所以，在科学研究的过程中，已有的科学出版物中的科学知识实际上包括许多其它类型的知识，从很有缺陷但值得一听的想法、观点到可以接受的知识到必须接受的知识直到受到普遍公认的证据确凿的多种类型的科学知识，研究者在科学研究中产生并逐步发展自己的设想情况更是这样。当然，科学研究成果至少必须是可以接受的知识，很有缺陷但值得一听的想法、观点由于有重大缺陷，如缺乏必要的论证或仅仅只有部分实验、事实的支持或有相反的实验结果，或者是与已经被确定的科学知识有冲突，一般不算科学研究成果，更严格但也略微死板的看法是只有被普遍公认确定的科学知识才是科学研究成果。 
三、如何指导学生进行研究性学习（续） 
充分查阅资料后，读文献是科学研究的极其重要的部分，必须进行学习、比较、思考、评价判断，要对不同文献（甚至相关学科中的文献）中的讨论同一问题的研究与阐述进行比较，发现异同之处，有比较而后才能够有鉴别。要真正理解新的资料文献包括早已经“学到”的知识，真正搞清楚相互联系知识的来龙去脉，理解知识点以及清楚各个知识点相互的联系；如理论的推理出发点、其它前提是否符合实验依据，实验者是否做了必要的对照实验，是否存在其它的同样能够解释实验依据的理论或其它科学结论，是否做了实证研究来验证或推理出了未来能够被实验验证的推论，实验或实证研究是否确实而有效，等等。这绝对不是学生在课堂中对知识的“理解掌握”，学生在课堂中，能够记住知识，能够用语言文字、图表等清楚阐述，能够运用知识解决习题并且没有错误，这样，教师一般就认定学生已经理解掌握知识了。但这样的理解掌握，从科学研究的角度看，连科学研究的大门都没有进入。 
中国第一科学家邹承鲁院士在《我的科学之路》中说：读文献“首先要养成不是去问老师，而是自己去查阅参考书或文献的自学习惯，前面已经谈到及时追踪科学发展的重要性。对于书本知识，我认为首先要有打破沙锅纹(问)到底的习惯。对任何规律性知识都要问一个为什么。不仅要知其然，更重要的是要知其所以然。阅读文献尤其是如此。我曾担任国内外重要刊物编委和顾问编委多年，经常被要求审阅稿件。我多年的体会是审阅，无论是优秀的、一般的，甚至是有问题的稿件，自己都获益良多。看到别人论文中的优秀部分可以学习，错误可以提醒自己不犯或少犯类似的错误。对于文献中引言部分，首先要问作者是否充分掌握了有关文献，对于实验结果，要看所用方法是否可信，是否有充分的对照实验，对于结论，则要问有没有足够的根据，是否有也同样符合所有实验结果的其他可能结论。在自己的论文准备投稿时，这也是自己首先要自我检查的问题。” 
如果不这样读文献，那么就很简单：选择某个课题，阅读这方面的一本权威性专著，再读这方面最近几年内发表的最新论文就够了，但这样学生就没有受到良好的训练。 
从上面所说的什么是科学与科学研究出发，并参考了《美国国家科学教育标准》的有关介绍，显然教师在讨论中以及实验后的讨论中应该经常问学生这样一些问题：实验的可重复性方面：“我们还必须反复实验吗？”“我们还需要要更多的证据吗？”实验的数据方面：“我们实验误差的根源在哪里？”“你对数据的准确性有多大把握？”，实验结论方面：“你觉得实验结果的原因是什么？”“你希望从实验数据（数据资料）中得到什么解释？”“数据资料中有什么让你非常惊奇的吗？”，“我们是怎样得出这一结论的？”“你对结论有多大把握？”实验条件方面：“如果你必须对一个人解释某个问题，而这个人对这方面又一无所知，你将怎么办？”进一步的实验研究方面：“有无更好的办法来进行这项研究？”排除其它的原因与可能成立的解释方面：“有没有另一种科学解释与你提出的解释一样能够说明实验结果的原因？”“你怎样评价一个与你不同的解释？怎样用实验（用什么办法）证明那个解释是不对的？”“你考虑了其它的可能性吗？有没有可能是其它原因导致这个结果？要不要做对照实验？”等等。在讨论中，教师要引导学生形成解释，并进行推理或实验方法来排除其它的解释，得到正确的结论。 

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