刘半农语言科学在语言科学的领域里，他的研究涉及语音、文字、词汇、语法等各方面

语音方面在国外，刘半农研习实验语音学，致力于汉字声调的研究

他测试了中国十二种方言的四声，撰著了《四声实验录》

他指出：四声和声音的强弱没有关系，和音质、长短有些关系，而决定四声的主要是音的高低

这种高低是复合音，是由此音移入彼音，移入时是滑的，而不是跳的

这个论断，科学地解决了四声是什么的问题

回国后，他在北大建立了语音乐律实验室，记录了七十余种方言

根据七十余种方言的音素，编成《调查中国方音用标音符号表》

民国二十一年（1932年），撰写了《北平方音析数表》，分字音为“头”“面”‘颈”“腹”“尾”“神”六项，以六位数字表示一字的切音

此外，还写有关于语音的论文多篇，创制并改进了测音仪器，翻译了法国保尔帕西的《比较语音学概要》

他先后创制了刘氏音鼓甲乙两种、声调推断尺、最简音高推断尺、四声模拟器等语音实验仪器

他先后记录了全国70多处方言，还借助研究语音的仪器测试古代乐律

  汉字改革刘半农主张汉字改革，认为汉字最终应走拼音化的道路

民国十四年（1925年），他发起成立“数人会”，经过二十二次讨论，拟定了《国语罗马字拼音法式》

他认为，汉字在实行拼音制以前，写简化字是必不可少的办法，因此与李家瑞编《宋元以来俗字谱》

这本书表现了八九百年以来，简笔字演变的轨迹

 辞书建设民国十四年（1925年），他向北大研究所提出《编撰<中国大字典>计划概要》

由于需要大量经费，无法实现

民国二十年（1931年），拟编《大学辞典》，也因经费无着而作罢

民国二十二年（1933年），为北新书局编撰《标准国音中小字典》，共收九千余字，还附录有他创制的《点直曲检字法》

他还为《中国大辞典》撰写了三百多页的“一”字稿本

此外还写有《打雅》等文章

他还倡议使用“她”“它”二字，作为代词

 语法研究在语法研究方面，民国八年（1919年）北大出版组印行了他的《中国文法通论》

他对于机械地模仿外国语法的《马氏文通》体系不满，主张结合我国语言实际，建立自己的语法体系；还反对以引用古奥的例句为尚的陈规，主张采用习见的和口语的例句

民国二十一年（1932年），为高中生写了《中国文法讲话》

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