第6课创新思维与系统思维ppt课件

1、第6课 创新思想与系统思想科学技术的本性和生命力在于承继根底上的创新。科学技术研讨方法有三类：适用于某些学科的特殊研讨方法，如光谱分析方法、化学催化方法等；适用于各门自然科学技术的普通研讨方法，如科学实验方法、数学方法、系统方法等；适用于自然科学、社会科学、思想科学的普遍研讨方法，如哲学方法、分析方法、归纳方法等。自然辩证法的科学技术方法论主要研讨第二类方法。.科学技术方法论是关于自然科学技术研讨中常用的普通方法的实际体系。一、科学笼统与归纳、演绎二、批判思想方法与创新思想方法三、数学方法与系统思想方法.一、科学笼统与归纳、演绎1、科学笼统科学笼统是在科学研讨过程中运用理性思想，排除研讨对象的

2、非本质的、外表的、偶尔的要素，抽取其本质的、内在的、必然的东西，以到达对研讨对象的本质和规律性认识的一种理性思想方法。 科学笼统是对科学现实的笼统，而科学现实是经过科学察看、实验和调查等实际活动获得的。所以，科学笼统必需以科学实际为根底。.科学笼统的方式1科学符号：被研讨和认识的某种客观事物的替代物。它具有物质性、可感知性。2科学概念：反映事物本质属性的思想方式，是理性思想的三种根本方式之一。3思想模型：经过科学笼统建立起来的关于事物原型的思想客体。4理想实验：经过科学笼统，把实验条件笼统到理想化程度，在思想中模拟真实实验的构造和方式，借助于科学想象和逻辑推理而进展的实验。.2、归纳与演绎 归

3、纳是从个别现实中概括出普通性结论的思想方法，是一种由个别性前提过渡到普通性结论的推理方式。包括完全归纳法和不完全归纳法。S2 - pS1 - pS3 - pS4 - pS - pS1 - pS2 - p -S - p完全归纳不完全归纳. 演绎是从普通原理走向个别结论的思想方法，是由普通性原那么推导出个别结论的推理方式。它由前提、逻辑规那么和结论三部分构成。 这两种方法不可分割，二者互为前提、相互补充，综合运用。S - pM - SM - p大前提小前提结论.归纳与演绎的关系归纳是演绎的根底；演绎是归纳的指点；二者在一定条件下可相互转化。要建立归纳和演绎相一致的思想方式。.二、批判思想方法与创新

4、思想方法1、批判思想方法批判思想方法是以批判性思索或反思的方式质疑和评价思索过程和结果的思想方法。质疑他人陈说和观念的准确性，诘问这些陈说和观念背后隐藏的含义，扩展探求性问题的深度和广度等。其特征是努力认识到许多固有的观念都能够有错，需求对思索过程和研讨结论做出实验、逻辑的检验，在做出判别、构成观念时，识别和防止思想中常见的错误。.2、科学技术发明科技发明是运用科技知识和技艺，改动、控制和调理客体，发明出前所未有的产品的活动，是科学技术研讨中的发明性活动。科技发明分为科学发现和技术发明。科学发现：把被掩盖的东西提示出来，即把曾经存在但不为人知的事物找出来，或把客观存在的规律加以阐明。技术发明：

5、创制或造出过去不曾存在的东西，即发明出世上本没有的器物、技术、方法等。 .科技发明的根本过程：1预备阶段：问题的提出2酝酿阶段：问题的求解3显智阶段：问题的突破4检验阶段：问题成果的证明和检验科学研讨的普通程序：确定科研课题；获取科学现实；进展思想加工；科学实际检验论证；建立实际体系。.3、发明性思想发明性思想与常规性思想1943年，德国的韦特海姆发表。发明性思想是研讨者在原有的知识和阅历根底上，运用与探求对象及探求过程相匹配的、独特的科学思想方法把握对象的本质和规律，从而获得新思想、新观念、新实际、新方法的思想活动，是可以提出创见的思想。发明性思想不是一种独立的思想方式或方法，它具有组合各种

6、思想方法、灵敏调用各种思想方法的特性。.发明性思想的根本特征：思想方向的求异性，思想构造的灵敏性，思想进程的飞跃性，思想表达的新颖性，思想效果的整体性。发明性思想没有固定的程序或方式？费耶阿本德：怎样都行！.发明性思想的机制问题人脑不仅具有感官所提供的各种信息、实际阅历的背景知识、判别才干，而且在生理构造上的机制表现出它要对众多信息进展加工，同时人的分析才干是无限的，这便成为发明性思想的根底。人的思想是由许多较小、较细、较复杂的思想元素组合而成的，人脑具有将这些思想元素加以整理和重新组合编排的功能，发明性思想的机制就是这些元素重新组合的过程。需求弄清人脑对信息是如何存储的，即记忆、语词信息的承

7、当，意象以及逻辑联络的过程等。.思想是人脑的机能。人脑右半部分的功能主要是以笼统思想的方式产生发明性的想象等；而人脑左半部分的功能主要是以笼统思想的方式进展分析、论证等。在发明性思想活动中，人脑左右两个部分既各司其职，又协同任务，产生想象和分析论证两个过程相互联络、交叉进展，使发明想象很快得以完善，产生发明性的思想成果。人脑机能的充分发扬，是发明性思想发扬的生理根底。.发明性思想的心思机制主要是指显认识和潜认识在发明性思想活动中的协同作用问题。显认识是人自觉认识到并能加以控制的认识活动，包括知觉、觉得、判别、推理、情感、意志等。潜认识是人认识不到、不能自觉控制的心思活动。显认识和潜认识是人脑对

8、客观事物反映的不同层次。发明性思想的发扬是以显认识和潜认识的协同作用为心思根底的。.记忆是发明性思想的前提和根底。记忆包括觉得记忆、短期记忆和长期记忆。在记忆中有两种机制与科技发现、发明的发明性思想过程有亲密联络。一种是存入编码的机制，另一种是选择提取的机制。人依赖于记忆的语义网络构造来调用信息。记忆力是想象力、思想力和发明力的根底，而想象力又是思想力和发明力的根底。.意象是发明性思想的元素。思想需求意象，意象包含着思想。意象不同于知觉，意象是暂时的、不稳定的，而且所展现的信息是有限的。意象有直接记忆意象和创建意象。意象可以加强记忆，在识别中发扬作用，有助于处理问题。言语是发明性思想的一个重要

9、的符号元素。.发明性思想是逻辑方法与非逻辑方法的整合、发散思想与收敛思想的整合、笼统思想与笼统思想的整合、理性直觉与理性自觉的整合。一个足以完成科学发明过程的发明性思想，必定是逻辑方法与非逻辑方法的辩证一致和综合运用。逻辑方法与非逻辑方法是发明性思想得以发扬的两个翅膀、相互补充、相互协同。发明性思想是逻辑联络与心思过程的一致。逻辑型发明性思想：逆向思想、置换变换思想、离散思想、类比、移植等。非逻辑型发明性思想：发散思想、收敛思想、想象、联想、隐喻、直觉、灵感、顿悟、集体智慧法头脑风暴法、希望点列举法等。.发散思想是指从一个目的出发，思想向不同的方向发散，沿着各种不同的途径去思索，探求多种答案的

10、思想方法，它具有流畅性、灵敏性、独特性等特征，又称“求异思想、“放射思想。收敛思想是指尽能够利用已有的知识和阅历，思想一直集中于同一个方向，探求一个正确答案的思想方法，它具有简明化、条理化、逻辑化、规律化特性，又称“求同思想、“聚合思想。两者要有机结合：相辅相成、相互配合。要在发散思想与收敛思想之间坚持思想的张力。只发散不收敛，那么劳而无功；只收敛不发散，那么难有发明。.4、类比与移植、交叉和跨学科研讨方法类比推理是根据两类对象之间在某些方面属性的类似或同一，推断它们在其他方面属性也能够类似或同一的逻辑思想方法。类比推理在科研中具有启发思绪、提供线索、举一反三、触类旁通的作用。类比推理是提出科

11、学假说的重要途径，是设计实验的逻辑根底。类比推理具有一定的局限性，应扩展类比的范围，加强知属性与未知属性之间的相关性，提高其可靠性。.类比的逻辑推理方式： A对象具有属性：a，b，c，d B对象具有属性：a，b，c 所以，B对象也能够有属性d移植方法是汲取和借用一个研讨领域或一个研讨对象的实际成果和科学方法，运用于其他研讨领域或对象特别是新领域和新学科的一种思想方法。它包括概念的移植、对象的移植、方法或技术的移植等。.学科交叉方法：两个以上的学科之间在面对同一研讨对象时，从不同窗科的角度进展对比研讨的方法。学科交叉的意义：发现单一学科发现不了的性质、属性、方面等，对事物进展多样性认识。跨学科的

12、方法：经过多学科的协作共同处理同一问题的方法。它从研讨对象或问题出发，撇开学科壁垒，在更上一级实现综合。较为艰苦的科学研讨、工程技术研讨以及社会科学研讨的问题经常需求跨学科的研讨。如纳米技术、转基因的研讨。.5、笼统思想笼统思想是在感性认识的根底上，经过意象进展联想和想象，以提示对象的本质和规律的一种思想方法。 逻辑思想的“细胞是概念，而笼统思想的“细胞那么是意象。意象是对同类事物笼统的普通特征的反映。笼统思想的普通思想过程：运意图象进展联想和想象。逻辑思想的普通思想过程：运用概念进展判别和推理。.爱因斯坦：“想象力比知识更重要，由于知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推进着提高，并且是

13、知识进化的源泉。严厉地说，想象力是科学研讨中的真实要素。物理学家玻尔：科学家要有“疯狂的想象力。希尔伯特：数学家比诗人更需求想象力，他曾对人谈到本人的一个学生由于想象力差而改行当诗人去。加拿大学者邦格：“发明性想象富于笼统，它可以发明概念和概念体系，这些概念在觉得上没有和它相应的东西，但是在现实中是有某种东西和它对应的，因此它孕育着新奇的思想。美国科学家布罗诺夫斯基：“想象就是人脑中笼统的操作，文学、艺术的操作以及理性的操作都属于这种想象，“想象是构成笼统并使它们以新的陈列移入人脑的才干。.6、直觉思想直觉是指不受某种固定的逻辑规那么约束而直接领悟研讨对象某种特性或关键的思想过程，这种领悟以研

14、讨主体长期的阅历积累为根底。它具有直接性、迅捷性、或然性等特性。科学研讨中，对机遇能迅速捕捉，并能对其蕴涵的科学价值做出准确的判别，是科学直觉才干的重要表现。科学直觉有时还伴随着灵感、顿悟的特殊心思体验和心思过程。.灵感是指研讨主体对所要研讨的问题百思不解时，有时经过认识的积淀而孕育，经过某种触媒诱发而忽然贯穿，瞬间迸发出破解问题的思想闪光或认识的思想过程。它是忽然出现的、瞬息即逝的短暂思想过程。顿悟是指当思索某个问题长期得不到处理时，在某种时辰忽然茅塞顿开、豁然开朗，使问题得到处理的思想过程。从发生看，它们是一种突发性的发明活动；从过程看，它们是一种飞跃性的发明活动；从成果看，它们是一种突破

15、性的发明活动。它们的忽然性只是方式上的；实践上，它们是大脑长时间预备，思想特别紧张，留意力高度集中所产生的一种必然结果。科技史上的许多艰苦科学难题往往就是在直觉和灵感的顿悟中奇观般地得到处理。如凯库勒发现苯环的构造。.三、数学方法与系统思想方法 1、数学方法数学方法是关注事物的方式和笼统构造的思想方法，它经过笼统的方式表达事物的空间关系和数量关系。恩格斯：“数学：辩证的辅助手段和表达方式。数学模型是指用方式化的数学言语对研讨对象的本质特征或根本过程进展数量或空间方式方面的描画的数学表达式。如数学方程组、图、表格等。数学模型方法是经过建立和研讨对象的数学模型来提示对象的本质特征和变化规律的方法。

16、.数学模型的根本类型确定性数学模型、随机性数学模型、突变性数学模型、模糊性数学模型。运用数学模型方法的普通步骤抽取数量关系，建立数学模型；对数学模型求解；对模型的解做出解释和评价，构成对实践问题的判别或预见。.数学统计方法：对大量的随机景象进展有限次的观测或实验的结果进展数量研讨，并依之对总体的数量规律性做出具有一定可靠性推断的数学方法。数学实验方法是一种新的科学认识途径。数学实验方法是把计算机技术和数学方法结合起来，在计算机上对系统的数学模型进展实验，以求得对原型的规律性的认识的一种数学方法。它是在计算机上以数学方法设计实现的理想实验。数学实验与普通的实验不同，它是在真实实验与纯粹的演绎推理

17、之间的一种认识自然规律的新方法，是用相应的数学言语对客体进展描画的“实验。.2、系统思想方法系统科学是探求系统的存在方式和运动变化规律的学科，是对系统本质的正确反映和真理性认识的知识体系。它已构成一个学科群：系统论、信息论、控制论、耗散构造实际、协同窗、突变实际、超循环实际、混沌实际、非线性科学、复杂性科学等。系统思想方法是指20世纪4090年代出现的系统科学所采用的一系列方法的总和，包括系统论方法、控制论方法和信息论方法，以及自组织实际耗散构造实际、协同窗实际和超循环实际等方法。.1系统分析与系统综合相结合的方法普通系统论是奥地利生物学家贝塔朗菲创建的，其思想源于解释生命景象的有机论观念。系

18、统论方法是把研讨对象看成系统，从系统整体出发，辩证地处置整体与部分、构造与功能、系统与环境、功能与目的之间的关系，以实现系统整体最优化的方法。系统论方法运用的原那么：既使整体最优，又不使部分损失过大。系统分析与系统综合相结合的方法.2反响控制方法控制论是1948年美国数学家维纳创建的。它是研讨在动物和机器中通讯和控制的实际。控制论方法是以任何系统的功能行为为目的，经过功能模拟方法、黑箱方法和反响控制方法的综合运用，使系统减熵增序，实现控制，以到达系统目的最优化的方法。反响控制方法是经过信息的传输、处置与反响对系统实施控制的方法。反响方法：以结果反过来影响进一步产惹事物或缘由的思想方法。反响方法

19、的特点是根据系统过去的操作情况来调整系统未来的行为，普通是用负反响来调理和控制系统做符合目的的运动。.反响方法具有普遍适用性，适用于工程技术系统、生物系统、人体系统、社会系统等；它突破线性因果方式，构成双向因果链的新方式，丰富了因果关系的哲学范畴。反响方式正反响：反响信号与输入信号一样，对输入起着强化作用，其结果使系统的功能越来越偏离控制目的，呵斥系统的解体或解体。负反响：反响信号与输入信号相反，对输入起着抑制造用，其结果使系统的功能日益趋近目的，坚持稳定有序的运转。前反响：在输出结果刚要发生、尚未实践发生时提早进展反响，其具有预测和防备作用。退反响：它是人在系统中经过自我认识的比较作用，把行

20、为研讨与构造研讨结合起来，从全面、综合、更高的层次上进展的反响。.控制方法：对事物的原因、开展和结果的全过程进展把握、预测、了解并决议事物的结果的方法。控制方法的中心是在系统视野中处置好控制主体与控制客体之间的辩证关系。黑箱是指内部构造和机理尚不清楚，只能经过外部观测和实验来认识其功能和性质的系统。.黑箱方法是指不翻开黑箱而利用外部观测从整体上调查黑箱的输入和输出信息的动态过程，了解其功能特性，以探求其内部作用机理和运动规律的一种方法。其根据是构造与功能的内在联络构造决议功能，是功能的根据；功能是构造的表现并对构造有反作用。其本质是经过研讨系统的功能，推测和模拟系统的功能，进而认识系统的构造。

21、黑箱方法的作用：第一，为研讨复杂系统和不能翻开、不便翻开的黑箱提供有效的工具；第二，可使黑箱逐渐转化成灰箱，进而转化成白箱。.功能模拟方法是在不知原型的内部构造和作用机理的约束条件下，仅根据原型与模型功能行为上的类似性来实现功能上的模拟的方法。采用功能模拟方法，要尽量做到使模型与原型在功能上类似，而不用去追求模型在构造上与原型类似。功能模拟方法的步骤第一，系统地研讨原型的功能，把握其主要内容；第二，确立与原型功能类似的模型；第三，进展模拟，胜利以后用以阐明原型的功能，并加以运用。.功能模拟方法的作用第一，是认识原型的一种手段，可经过功能模拟来提示原型的，替代或增进原型的功能和行为；第二，可模拟不能接触的事物的功能；第三，可用以仿生学研讨，研制某些技术安装替代自然原型执行某些功能；第四，可用以脑科学与思想科学的研讨。.3信息方法信息论是1948年美国数学家申农等人创建的。信息方法是指运用信息的观念，把系统的运动变化过程看作信息传送和信息转换的过程，经过对信息流程的前后变化形状的分析和处置，获得对系统规律性认识的一种系统科学方法。它以信息的运动作为分析和处置问题的根底，是一种基于信息的综合研讨方法。信息方法