工學領域主要研究手段

古代的中國,理工科不發達,但朝廷里也還是有相關的部分。比如清朝時期,六部里設有工部。現代社會科學技術快速發展,基本可以認為工學/工科是最為龐大的學科了。工學裡又包括了眾多學科,每個學科之間有如鴻溝般的隔閡。

 

最近在思考不同的學科之間的關聯,研究手段可能也算是其中之一吧。雖然包括了眾多不同的學科,但是總體而言,工學領域的研究手段主要包括:實驗、模擬、調查。

 

具體談實驗,又有很多分類,比如按照時長:長期連續實驗,短期實驗。按照種類:物性、生物、化學、結構、材料等都有各自的實驗特點。而即便都是同一門學科的實驗,也有很多不同,比如都是生物學科的,有的可能是提取DNA,有的可能是研究蛋白質,還有的可能是宏觀的動植物方面的實驗。但總歸是運用實驗的方法去做一些新的嘗試,通過分析實驗結果來對實驗的過程或者方法等做評估,而後提出改進的建議或者進一步做新的嘗試。如果實驗結果很不理想,比如實驗條件設定有問題,那就可能得重新再來。另外,一些實驗需要多次重複嘗試,看是否具有很好的可再現性,如果不能重複得到類似的結果,這個實驗得出的結論可能只是巧合,並不能作為某一個領域的科學依據。

 

模擬一般不需要做實驗,而是利用計算機和軟件去做分析或者計算。比如數值模擬,是經常利用到的一種方式。通過模擬,可以達到預測實驗的效果,甚至可以做出一些實驗無法實施的科學結果。具體一點的話,有些研究是利用現有的可視化軟件,輸入一些條件和數值即可進行模擬分析。還有一些沒有可視化軟件或者沒有可以利用的軟件,需要科研人員向計算機發送指令或者通過編程來進行。雖然省去了做實驗的麻煩,但是設定環境、條件、編寫指令也還是得花費一些時間。

 

調查,一般是對現有的工藝、產業去做調查分析。通過調查內容和結果,去做對比分析或者針對某個具體的問題進行深入研究。這個對比,可能是不同的工藝流程的對比,也可能是把調查對象的內容和理論值去做比較並且給出理由和建議。和社科類領域不同的是,工學的調查研究一般是對於某個工藝流程或者某項技術進行調研,而社科類常用的手段比如調查問卷、採訪調查的形式的調研方式在工學領域很少用到。

 

我剛好這三種研究手段都有運用,這些手段里一般最耗錢的是實驗,最累的也是實驗但是或許又最有成就感的。模擬雖然不會耗費實驗器材或者消耗品,但是對計算機的要求很高,另外如果沒有實驗的話科研成果或許還是有一定的限制。調查比較務實,成本也不會太高,但是研究成果可能沒有大的突破或者往往不會被特別關注。

 

當然,有很多領域,無法靠單一的手段去做研究。不僅是手段需要多元化,而且還會跨學科和跨專業領域。比如工學分別和農學,理學,醫學等融合,衍生出很多過去沒有的學科。這些已有的或是新型的交叉學科也發展地越來越受系統、完善。從申請科研基金的角度來看,多手段多領域可能也是一種提升競爭力的方式吧。

作者: 小雞啄米

小雞啄米,一種嚴謹的態度。

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