科技创造与科学思维方法

科技创造与科学思维方法第1页，共30页，2023年，2月20日，星期一一、科技创造1、科技创造及其类型科技创造是运用科技知识和技能，改变、控制和调节物质客体，创造出前所未有的产品的社会实践活动，是科学技术研究中的创造性活动。独创性、新颖性和效果性是科技创造的基本特征。第2页，共30页，2023年，2月20日，星期一科技创造科技创造分为科学发现和技术发明。科学发现是指把被掩盖的东西揭示出来，即把已经存在却不为人知的事物找出来，或把客观存在的规律加以阐明。技术发明是指创制或造出过去不曾存在的东西，即创造出世上本没有的器物、技术、方法等。第3页，共30页，2023年，2月20日，星期一2、科技创造的基本过程（1）准备阶段：（2）酝酿阶段：（3）显智阶段：（4）检验阶段：第4页，共30页，2023年，2月20日，星期一3、科技创造的基本条件(1)、创造主体的生理条件：主要是指健康大脑的生理机能。(2)、创造主体的心理条件：是指有利于科技创造活动的心理状态和心理环境。人格是意志、性格、道德、智慧力量的综合表现。要发挥人格的力量，从性格、感情上去培养对待科技创造的积极性。(3)、社会条件：社会经济结构以及由它决定的政治关系、道德规范、教育状况、民族文化传统等。第5页，共30页，2023年，2月20日，星期一二、科学抽象1、科学抽象及其作用抽象是透过现象抽取本质的思维过程和方法。科学抽象是在科学研究过程中运用理性思维，排除研究对象的非本质的、表面的、偶然的因素，抽取其本质的、内在的、必然的东西，以达到对研究对象的本质和规律性认识的一种理性思维方法。第6页，共30页，2023年，2月20日，星期一科学抽象科学抽象在科研中的作用：鉴别真象与假象，去伪存真；区别主要因素与次要因素，纯化研究对象；识别基础属性与派生属性，抽取研究对象的基础属性；综合研究对象的各种属性和关系，抽象出其本质。第7页，共30页，2023年，2月20日，星期一2、科学抽象的一般过程科学抽象是对科学事实的抽象，而科学事实是通过科学观察、实验和调查等实践活动获得的。所以，科学抽象必须以实践为基础。科学抽象的过程一般是经过三个阶段和两次飞跃实现的。这三个阶段是：（1）感性的具体：指研究对象的完整映像，即获取的科学事实；（2）抽象的规定：指经过分析各种科学事实后所形成的未综合的科学概念（包括规律、原理）；（3）思维中的具体：指综合后的科学概念和完整的理论体系。从感性的具体到抽象的规定及从抽象的规定上升到思维中的具体这两次飞跃，构成了一个完整的科学抽象过程。第8页，共30页，2023年，2月20日，星期一3、科学抽象的形式（1）科学符号：被研究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维形式，是理性思维的三种基本形式之一。（3）思想模型：通过科学抽象建立起来的关于事物原型的思想客体。（4）理想实验：经过科学抽象，把实验条件抽象到理想化程度，在思维中模仿真实实验的结构和形式，借助于科学想象和逻辑推理而进行的实验。第9页，共30页，2023年，2月20日，星期一三、科学思维的逻辑方法1、比较、分类和类比（1）比较比较是确定事物之间共同点和差异点的逻辑思维方法。比较是区别、鉴别事物的一种基本方法。比较的可比性，主要表现在比较的方面、标准、条件以及三者之间的关系上。第10页，共30页，2023年，2月20日，星期一比较、分类和类比（2）分类分类是根据研究对象的共同点和差异点，将其区分为不同种类的逻辑思维方法。按共同点将研究对象归为较大的类，按差异点将研究对象区分为不同的较小的类。分类必须相应相称，即分类所得的相互排斥的各子项之和必须等于母项；同一种分类必须采用同一个标准；分类必须按一定的层次和等级，逐级进行。

第11页，共30页，2023年，2月20日，星期一比较、分类和类比（3）类比类比是根据两个或两类事物在某些属性的相似或相同，推出它们在其他属性也可能相似或相同的一种逻辑思维方法。类比方法在科研中具有启发思路、提供线索、举一反三、触类旁通的作用；类比是提出科学假说的重要途径，是设计实验的逻辑基础。类比具有一定的局限性，应扩大类比的范围，增强已知属性与未知属性之间的相关性，提高其可靠性。第12页，共30页，2023年，2月20日，星期一2、分析和综合

（1）分析分析是在思维中把研究对象分解为各个组成部分或各种组成要素，并分别加以研究的逻辑思维方法。常见的分析方法有：定性分析法、定量分析法、因果分析法、结构分析法、比较分析法、分类分析法、数学分析法、系统分析法等。分析方法把复杂事物简单化，深化对事物的认识，便于把握事物的本质。但它割裂了事物的联系，得到的只是事物的局部知识，缺乏对事物的整体认识。第13页，共30页，2023年，2月20日，星期一（2）综合综合是在分析的基础上把客观对象的各个部分或各种要素在思维中内在地联系起来，形成对客观对象的整体认识的逻辑思维方法。常见的综合方法有：对称法、移植法、系统综合法等。综合方法克服了分析方法的局限性，能揭示事物在分割状态下不曾显现的特性，从整体上全面把握事物的本质。第14页，共30页，2023年，2月20日，星期一（3）分析与综合的关系分析是综合的前提和基础；综合是分析的发展和提高。科学认识总是从分析到综合，又在综合的基础上进行新的分析，再到新的综合。应建立分析和综合相统一的思维模式。第15页，共30页，2023年，2月20日，星期一3、归纳和演绎

（1）归纳

归纳方法是从对个别事物的认识中概括出一般原理的一种逻辑思维方法。可区分为完全归纳法和不完全归纳法。不完全归纳法又可分为简单枚举法和科学归纳法。简单枚举法是根据某一属性在一些同类对象不断重复而没有遇到矛盾的情况下，对该类做出一般性结论的推理方法。科学归纳法包括求同法、差异法、求同差异共用法、共变法、剩余法。这五种方法也叫“穆勒五法”。第16页，共30页，2023年，2月20日，星期一（2）演绎演绎是从一般到个别的推理方法，是用已知的一般原理考察某一个别的对象，推演出这一对象的有关结论的思维方法。演绎的主要形式是三段论，由大前提、小前提和结论三部分组成。第17页，共30页，2023年，2月20日，星期一（3）归纳与演绎的关系归纳是演绎的基础；演绎是归纳的指导；二者在一定条件下相互转化。要建立归纳和演绎相统一的思维模式。第18页，共30页，2023年，2月20日，星期一四、科学思维的非逻辑方法非逻辑思维方法是不遵循一般逻辑规则的特殊思维方法，如形象、直觉、灵感、猜测等。第19页，共30页，2023年，2月20日，星期一1、形象思维形象思维是在形象地反映客体的具体形态的感性认识的基础上，通过意象、联想和想象来揭示对象的本质及其规律的思维形式。逻辑思维的“细胞”是抽象的概念，而形象思维的“细胞”则是形象的意象（意象是对同类事物形象的一般特征的反映）；形象思维的一般思维过程是运用意象进行联想和想象，而逻辑思维则是运用概念进行判断和推理。第20页，共30页，2023年，2月20日，星期一2、直觉思维直觉思维是指不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的一种思维形式。它具有非逻辑性和自发性。科学研究中，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断，就是科学直觉能力的表现。第21页，共30页，2023年，2月20日，星期一3、科学灵感科学灵感是指探索某个问题时虽经反复探索但尚未解决；因某种偶然因素的激发，得到突发性的顿悟，思想豁然开朗，一通百通，使问题得到解决的思维过程。从灵感的发生看，它是一种突发性的创造活动；从灵感的过程看，它是一种飞跃性的创造活动；从灵感的成果看，它是一种突破性的创造活动。科学灵感是科学思维活动的必然性的偶然表现而已。它的突然性只是形式上的；实际上，它是大脑长时间准备，思维特别紧张，注意力高度集中所产生的一种必然结果。第22页，共30页，2023年，2月20日，星期一五、创造性思维方法德国的韦特海姆发表的《创造性思维》（1943年）是第一部研究创造性思维的专著。从此，推动了一股研究创造性思维的热潮。第23页，共30页，2023年，2月20日，星期一1、创造性思维及其特征创造性思维是科技研究者在原有的知识和经验基础上，运用与探索对象及探索过程相匹配的、独特的科学思维形式把握对象的本质和规律，从而获得新思想、新观点、新理论、新方法的思维过程。创造性思维的基本特征有：独立性和自主性、多向性和联动性、综合性和超越性。第24页，共30页，2023年，2月20日，星期一2、创造性思维的形式（1）非逻辑思维形式：想象、直觉和灵感等（2）逻辑思维形式：演绎、归纳、类比等。第25页，共30页，2023年，2月20日，星期一3、创造性思维发挥的机制创造性思维发挥的机制是一个与脑科学发展水平相联系着的复杂问题。（1）创造性思维发挥的生理基础（2）创造性思维发挥的心理基础（3）创造性思维的发挥是发散性思维与收敛性思维的优化综合（4）创造性思维的发挥是逻辑思维与非逻辑思维的辩证统一第26页，共30页，2023年，2月20日，星期一（1）创造性思维发挥的生理基础思维是人脑的机能。人脑右半球的功能主要是以形象思维的形式产生创造性的设想等；人脑左半球的功能主要是以抽象思维的形式进行分析、论证等。在创造性思维活动中，人脑两个半球既各司其职，又协同工作，“产生设想”和“分析论证”两个过程相互联系、交叉进行，使创造设想很快得以完善，产生创造性的思维成果。人脑的机能的发挥，是创造性思维发挥的生理基础。第27页，共30页，2023年，2月20日，星期一（2）创造性思维发挥的心理基础创造性思维的心理机制主要是指显意识和潜意识在创造性思维发挥中的协同作用问题。显意识是人自觉意识到并能加以控制的心理活动，包括知觉、感觉、判断、推理、情感、意志等。潜意识是人意识不到、不能自觉控制的心理活动。显意识和潜意识是人脑对客观事物反映的不同层次。创造性思维的发挥是以显意识和潜意识的协同作用为心理基础的。第28页，共30页，2023年，2月20日，星期一（3）创造性思维的发挥是发散性思维与收敛性思维的优化综合发散性思维是指从同一个探索对象出发，思维向不同的方向发散，从不同的方向去探寻各种不同的解决途径和答案的思维过程，它具有流畅性、灵活性、独特性等特征，是“求异思维”、“开放思维”。收敛性思维是指从同一个探索对象出发，尽可能利用已有的知识和经验，集中一个方向，探求一个正确答案的思维方法，它具有单向性，是“求同思维”、“封闭思维”。在创造性思维发挥过程中，两者相辅相成、相互配合，发散