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一般定义

# 科学

“科学” 一词来自拉丁语 * 科学 *,这意味着知识。 科学是指使用 “科学方法” 获得的任何调查领域的系统和有组织的知识. 科学的方法是我们有最好的方法,以获得关于世界的可靠数据,这有助于解释和预测不同的现象。 科学是以可观察和可衡量的事物/现象为基础的。 然而,没有绝对的科学真理;这只是一些知识比其他知识不太可能是错误的([Nayak & Singh 2015](https://www.researchgate.net/profile/Jayanta_Nayak2/publication/309732183_Fundamentals_of_Research_Methodology_Problems_and_Prospects/links/582056a208aeccc08af641dc/Fundamentals-of-Research-Methodology-Problems-and-Prospects.pdf))。 通过科学研究产生的声明必须是可测试的,研究本身必须是可重现的(一份好的科学论文是能够复制该方法的文件)。

研究

研究的定义是对某一特定问题的相关信息进行科学和系统的搜索。 在这种情况下,“研究” 一词是指系统的方法,其中包括阐述问题、提出假设、收集事实或数据、分析事实和得出某些结论,或者作为对所调查问题的解决办法,或者作为某些理论的概括制定. 如果研究有助于科学库并遵循科学方法,则称为 “科学研究”。

一般来说,研究可以分为两组:

  • 基础研究:* 主要目标是获得有组织的科学知识,而不一定产生具有直接实际影响的成果。 基础研究涉及物体的基本特性、它们的关系和它们的行为,其中包括理论和实验研究。

  • 应用研究:* 主要目标是解决实际问题,促进科学知识库的目标是次要的。 应用研究的重点是物体及其行为的有用性,以及技术的改进。

研究词汇

# 测量变量和水平

** 变量 ** 是抽象结构的可测量特征。 变量是可以有多个值的东西,并且可以从负到正,从低到高等变化,与常量相反。 变量的值可以是单词(例如性别)或数字(例如温度)。 结构本身不能直接测量;因此,科学家需要找到称为变量的替代度量。 例如,水质通常以硝酸盐和正磷酸盐浓度和化学需氧量的方式测量,这些方法是通过对水样进行的分析实验室程序获得的不同参数。 在这种情况下,水质是一个结构,硝酸盐和正磷酸盐浓度以及化学氧需求量是测量水质的变量。

描述其他变量的变量被称为 ** 独立变量 *,而其他变量描述的变量则是 * 依赖变量 *。 在研究实验中,可能有其他变量与研究选定的依赖变量无关,但可能会对其产生一些影响。 这些变量必须在整个实验过程中受到控制,称为 * 控制变量 **(例如,水质时的 pH 值和氧浓度)。 在研究中,我们希望选择特定变量并搜索它们之间的关系;此外,我们的目标是理解一个变量中的变异是否和如何影响另一个变量的变异。

不同变量具有不同的 ** 度量水平 ** 升序:标称、序数、间隔和比率。 对于研究,始终选择具有最高测量水平的变量非常重要([Nayak & Singh 2015](https://www.researchgate.net/profile/Jayanta_Nayak2/publication/309732183_Fundamentals_of_Research_Methodology_Problems_and_Prospects/links/582056a208aeccc08af641dc/Fundamentals-of-Research-Methodology-Problems-and-Prospects.pdf)):

-** 标称测量水平:** 此级别的值包括名称/单词列表。 命名值是一种定性测量(例如植物种类或品种、叶子的颜色)。 也可以用数字替换值的名称(例如,波士顿 Bibb 1,红叶 2,冰山 3 等);但是,在这种情况下,数字仅表示不同类型的名称,并且不会使变量定量。 给出特征数字有助于对定性数据进行统计分析。 对标称测量的中心趋势的统计分析是模式;无法界定均值或中位数(无法计算平均性别或肤色)。 适当的统计分析包括卡方和频率分布,以及一对一(相等)变换(例如 1= 绿色,2= 黄色,3= 红色)。

-** 顺序级别的测量:** 此级别的值可按排序排列。 所有测量为高、中或低(例如植物叶变黄)或意见范围(强烈同意/同意/中性/不同意/强烈不同意)的变量都是顺序的。 序数尺度提供的数据越来越少-例如,强烈一致性超过一致性; 但是序数变量不告诉我们的是 * 多少 * 更多。 顺序尺度的中心趋势度量可以定义为中位数或模式,而均值则不能解释。 适当的统计分析包括百分位数和非参数分析以及单调递增变换(保留排名);然而,更复杂的分析(如相关性、回归和方差分析)并不适合。

-** 测量间隔水平:** 此水平的值具有名义变量和序数变量的所有属性; 此外,观测值之间的距离是有意义的。 测量间隔水平为 ** 定量测量 **。 测量值不仅按等级排序,而且尺度上相邻属性之间的距离始终相同;例如,以摄氏度为单位的温度尺度,其中 30 度和 40 度之间的差值与 80 度和 90 度之间的差值相同。 间隔刻度使我们能够描述一个测量与另一个测量相比有多少或少于多少,而标称尺度或顺序尺度则不是这种情况。 中心趋势测量可以是均值、中位数或模式。 还可以进行色散测量,例如范围和标准差。 适当的统计分析包括适用于标称尺度和顺序尺度的所有方法,以及相关性、回归和方差分析。 尺度变换应为正线性。

-** 测量比例水平:** 除了具有相等间隔外,观测值也可以有零值,这意味着没有被测量的现象。 比例尺度具有标称、序号和间隔尺度的所有特征,以及 “真零” 点。 自然科学和工程领域的大多数测量,例如质量、体积、化合物浓度和电荷,都是比率尺度。 所有统计方法和变换都适用。

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图 1:测量水平

# 有效性、可靠性、准确性和精度

** 有效性 ** 是具有法律或正式约束力或可接受的质量。 仪器、数据和调查结果的有效性是研究中最重要的要求。 它指的是它们的准确性和可信性。 数据的有效性取决于工具的有效性;但是,假设仪器和数据是有效的,结果和结论的有效性仍然可能受到质疑([Nayak & Singh 2015](https://www.researchgate.net/profile/Jayanta_Nayak2/publication/309732183_Fundamentals_of_Research_Methodology_Problems_and_Prospects/links/582056a208aeccc08af641dc/Fundamentals-of-Research-Methodology-Problems-and-Prospects.pdf))。

** 可靠性 ** 是表现一贯良好的质量。 可靠性表明是否可以通过使用仪器多次测量变量来获得相同的结果。 仪器可以是实验室设备,秤,也可以是提供给一组人的问题。

** 精度 ** 是指测量的数值结果中的小数位数。

** 准确度 ** 是测量、计算或规格的结果符合正确值或标准的程度。 精度是指刻度的精度级别。

  • 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系(2017-2020 年),由格林威治大学牵头,与苏黎世应用科学大学(瑞士)、马德里技术大学(西班牙)、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心(斯洛文尼亚)合作 。 *

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