科学思维与科学方法

科学思维与科学方法1整理课件李约瑟难题：“如果我的中国朋友们在智力上和我完全一样，那为什么像伽利略、托里拆利、史蒂文、牛顿这样的伟大人物都是欧洲人，而不是中国人或印度人呢？为什么近代科学和科学革命只产生在欧洲呢？……为什么直到中世纪中国还比欧洲先进，后来却会让欧洲人着了先鞭呢？怎么会产生这样的转变呢？〞2整理课件恩格斯在?自然辩证法导言?中指出：思维着的精神“是地球上最美丽的花朵〞。一个民族想要站在科学的最顶峰，就一刻也不能没有理论思维。——恩格斯3整理课件“有了良好的方法，即使是没有多大才干的人也能作出许多成就。如果方法不好，即使有天才的人也将一事无成。〞——俄国著名的生理学家巴甫洛夫4整理课件教材：科学思维方法论/刘冠军/山东人民出版社参考书：科学思维与科学方法论/王晓燕/华南理工大学出版社参考网站：:///c5/zcr-index.htm5整理课件第一章绪论第二章科学问题思维方法第三章科学思维的逻辑方法第四章创造性思维方法第五章观察与实验方法第六章数学思维方法第七章科学思维的系统科学方法6整理课件第一章绪论一、根本概念1、科学〔Science〕分科之学“格物致知〞，意思是接触事物而后了解事物的本质，形成知识。1893年，康有为引进并使用“科学〞二字。

7整理课件8整理课件“科学就是整理事实，从中发现规律，做出结论〞。〔达尔文1888年〕“科学：运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质的规律的知识体系。〞〔?辞海?1999年版〕科学定义：科学是一定历史时代的科学实践活动和科学理论的统称。9整理课件2、思维思维是“人脑对客观事物的本质属性和事物之间内在联系的规律性所作出的能动地、间接地和概括地反映〞。思维的特点：间接性和概括性。10整理课件3、科学思维的定义：科学思维就是建立在科学知识根底之上的思维，是科学劳动者或科学认识主体思维的科学化或最优化。11整理课件4、科学方法“工欲善其事，必先利其器〞最有价值的知识，是关于方法的知识。--------笛卡尔

12整理课件人类历史上最有价值的知识是关于方法的知识。

——笛卡尔科学创造需要创造方法——庞加、

据统计，从1901年诺贝尔奖设立以来，大约有60%—70%是由于科学观念、思维、方法和手段上的创新而取得的。13整理课件科学方法的创新是取得科技重大进步的必由之路。

1938年，牛津大学的弗洛里和德国化学家钱恩创造了“分配色层分析法”，解决了青霉素的提纯问题。1897年，汤姆逊通过解决“阴极射线管”的真空度方法，发现了电子。

1928年2月13日英国医学家弗莱明发现青霉素。陈景润的“1＋2”推理

近代以来，科学方法的创新与科技进步间的关系更加密切。14整理课件人类基因组测序方法及其效率测序方法年代测序方式所需时间所需经费常规凝胶电泳法1990手工15年30亿美元毛细管电泳法2001自动3年3亿美元微流控芯片2005自动100天50万美元15整理课件哈勃望远镜的发明揭开了人类对星系研究的序幕

电子显微镜的发明彻底解决了微观研究领域放大率不足的问题

科学的进步在很大程度是被科学仪器的创造所推动的。科学工具的创新是开展科学研究和实现创造创造的必要手段。16整理课件

2007年三月，王大珩等三位老科学家向温总理写信，提出“自主创新,方法先行。〞自主创新，方法先行17整理课件

国家级创新方法研究会在北京隆重成立。18整理课件创新方法研究会科学思维专业委员会科学方法专业委员会……19整理课件科学的方法(TheScientificMethods)是指符合客观事物开展规律的、具有科学性的、在实践活动中行之有效的方法，被称之为广义的科学方法；科学研究中的方法(TheMethodsinScientificResearch)主要指科学研究领域中的方法，它包括自然科学研究方法和工程技术的研究方法，因而，被称之为狭义的科学方法。20整理课件科学思维方法定义：科学思维方法是指在科学认识过程中科学劳动者进行科学思维活动的规那么、途径、形式和手段的总和。21整理课件二、中国传统思维的特征〔1〕中国传统思维方法表现出很强的伦理学倾向，热衷于社会人伦关系的追索，重人事而轻自然，冷淡对物质客体的探索。22整理课件23整理课件西方人注重对自然研究导致了逻辑和理性。西方思维总体趋向是外向的，强调对自然外界的认识，致力于世界物质结构和根源的认识。东方人注重对人的研究导致了伦理和道德24整理课件孔子创立的儒家学说以仁义为中心，讲的主要是“克己〞、“礼乐〞、“忠恕〞等伦理纲常，强调关于人与人之间伦理关系的认识。孔子在?论语?中，讲“仁〞的有100次，谈“知〞作为智能，聪明的含义只有25次。即使讲到“知〞，强调的也是关于人与人之间伦理关系的认识。25整理课件两小儿辩日26整理课件孔子东游，见两小儿辩斗，问其故。一儿曰，我以日始初时去人近，而日中时远也。一儿以日初出远，而日中时近也。一儿曰：“日初出大如车盖，及日中那么如盘盂。此不为远者小而近者大乎？〞一儿曰：“日初出沧沧凉凉，及其日中如探汤。此不为近者热而远者凉乎？〞孔子不能决也。两小儿笑曰：“孰为汝多知乎？〞——?列子·汤问?“两小儿辩日〞27整理课件“中国的知识分子越来越远离自然对象，而益发深陷于空洞的玄思或纯粹的文学追求。〞“当孟子在对人性的内在美德进行理论探讨时，欧几里德正在完善几何学，正在奠定欧洲自然科学的根底。〞——胡适28整理课件〔2〕中国传统的思维方式是经验型思维，取象模拟，直观外推，抽象化程度不够高。偏重于经验的归纳，而缺乏概念的逻辑推理。技术传统、工匠传统，实用和功利以天、算、农、医为主体的中国古代科学技术，形成了以善于解决实际问题见长的特点和传统，科学知识大多是经验性的和描述性的，极少作理论和逻辑分析，更未形成一种严密的和完整的理论体系。29整理课件〔3〕中国传统思维的直观性和模糊性。“言有尽而意无穷〞“道，可道，非常道；名，可名，非常名。无，名天地之始；有，名万物之母。故常无，欲以观其妙；常有，欲以观其徼。此两者，同出而异名，同谓之玄。玄之又玄，众妙之门。〞〔老子?道德经?〕30整理课件〔4〕单一化、和谐统一性。“天人合一〞与“和谐〞“罢黜百家，独尊儒术〞探讨万物的始基，阿那克西曼德认为是水，赫拉克利特认为是火，毕达哥拉斯认为是数，德漠克利特认为是原子。31整理课件三、学习科学思维的意义〔1〕有助于人们将掌握的知识转化为科学思维方法，甚至创造出新的科学思维方法。〔2〕科学思维方法是科学认识主体和客体的结合部，是把主体和客体联系起来的中介和纽带，因此学习科学思维有助于科学认识主体与科学认识客体的结合，这也是科学思维方法的最重要的作用。〔3〕有助于人们自觉地、科学地进行思维，进而从自发、朴素的思维方式中摆脱出来。〔4〕有助于人们通向真理，获得真理性认识。32整理课件表达能力导向的教育

教育是能够导致学习的交流活动33整理课件劳尔：重要的不是获取知识，而是开展思维费希特：教育必须培养人的自我决定能力，而不是培养人们去适应传统世界；教育重要的不是着眼于实用性、传播知识和技能，而是要唤醒学生的力量，培养其自我性、主动性、抽象的归纳力和理解力可持续开展、创新——需要坚实的根底，但根底并不仅仅是“知识〞34整理课件序号聪明的孩子智慧的学生1能够知道答案能够提出问题

2带着兴趣去听表达有力的观点3能理解别人的意思能概括抽象的东西4能抓住要领能演绎推理5能完成作业能寻找课题6乐于接受长于出击7吸收知识运用知识8善于操作善于发明9长于记忆长于猜想

10喜欢自己学习善于反思、反省

发扬知识根底扎实的优势，强化受教育者的根本能力培养探索未知学习培养能力传授知识35整理课件表达能力导向的教育

——高等教育三方面知识能力素质夯实知识根底强化能力根底培养能力传授知识策略做法可持续开展知识运用的综合性、灵活性、探索性：有效解决实际问题根底、是载体、是表现形式探索未知学习36整理课件华盛顿协议(WashingtonAccord)能力要求在系统、工艺和机器的设计、操作和改进过程中，能够应用数学、科学和工程技术知识；发现并解决复杂工程问题；了解并解决环境、经济和社会与工程相关的问题；具有有效沟通能力；能够接受终身学习并促进职业开展；遵守工程职业道德；能够在当今社会中发挥作用37整理课件ABETEC2000应用数学、科学及工程知识的能力设计与执行实验以及分析与解释数据的能力设计系统、零部件或制造程序以满足特定需求能力在跨领域团队中发挥作用的能力开掘、推导以及解决工程问题的能力对专业与道德责任的领悟有效沟通的能力全球与社会性环境下了解工程解决方案产生的冲击所需之广博教育认知终身学习的必要性以及将之实践的能力认知当代议题相关的知识执行工程业务所需要的技术、技能以及现代工程工具的运用能力38整理课件第二章问题思维方法

人类走向文明的历程是不断发现问题、提出问题、解决问题的过程。39整理课件“我们生存的世界是思考问题的结果。〞“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。〞——爱因斯坦40整理课件第一节什么是问题一、问题的定义问题〔ProblemQueryIssueQuestion〕“问题是矛盾〞；是疑问；问题可以用来指错误；是需要研究解决的疑难和矛盾；是关键、重点；是意外事故；是指困难；是研究的课题。1、语义角度分析41整理课件问题的定义2、从方法论、哲学、自然辩证法角度分析是一个智力上的愿望；问题=解释的理想—目前的能力；是背景知识中固有的预期与所提出的观察或某种假说等新发现之间的冲突和矛盾；是基于一定的科学知识的完成、积累，为解决某种任务而提出的任务；是社会的需要对科学提出任务，通过科学工作者理解转变为科学。42整理课件问题的定义3、逻辑学角度分析“疑问说〞，即偏重于揭示“问题〞疑问的属性“答复〞说，偏重于要求答复的属性“答复〞说，即“疑问〞和“答复〞并重的属性，如“问题〞是一种提出疑问，要求答复的思维形式。43整理课件二、问题的特征

1、问题的普遍多样性

2、问题的客观存在性特征

3、问题的主观性特征

4、问题的互联性特征

44整理课件三、问题分类1、闭合问题和开放问题2、根本问题和非根本问题3、单域问题和跨域问题4、科学问题与日常问题5、常规问题和非常规问题45整理课件闭合问题在野外，在没有火柴、打火机等引火工具的情况下，在以下东西中，你认为应当用什么来引火？A保龄球，B铁锹，C一瓶矿泉水，D自来水笔，E洋葱答案是C，因为矿泉水瓶可用作聚焦日光的透镜。46整理课件实例：埃及阿斯旺水电站的建设47整理课件科学问题定义：科学问题是科技人员在科技研究和科学思维过程中，在一定的背景知识条件下，想要到达而未能到达的科技认知的范畴；是科学认识主体对科学认识客体的背景知识和未知内容之间的差距的主观反映。其客观内容是科学认识主体关于科学认识客体的未知内容的欲知局部，其主观形式是用疑问句、陈述句等来表述的。48整理课件科学问题要求给予概括的、客观的、准确的和批判性的解答。其结论要求有普适性、可检验性、可重复性。

49整理课件科学问题的特征：1、科学问题的客观性特征2、科学问题的主观性特征3、科学问题的中立性特征4、科学问题的探索性特征5、科学问题的时代性特征6、科学问题的复杂多样性特征50整理课件四、认准问题1、认准问题的意义：培根：“跛足而不迷路，能超过虽健步如飞但误入歧途的人。〞51整理课件实例：“耐高温〞和“可被被气化〞问题：“寻找耐高温的材料——在返回大气层时不被瓦解——问题转换：寻找“可被气化〞的材料52整理课件2、伪命题和错误命题伪命题：是指其隐含判断是虚幻判断的问题。例如：“怎么样制造永动机？〞错误命题：是指其“隐含判断〞事实上是错误的。例如：“脚气病是有什么病毒引起的？〞53整理课件3、认准问题的方法〔1〕找出问题是从哪里来的。案例：水和农作物

54整理课件〔2〕仔细查看问题认明所有可用的信息学习有关的定理和根本原理收集遗漏的信息简化陈述问题想象目前情况下可能存在的问题头脑风暴，猜答案回忆过去或有关问题和经验描述或定性地勾画解法，或勾画出解题的方向收集更多的数据信息重新陈述问题55整理课件〔3〕确认“现在状态〞和“期望状态〞的完全吻合“现在状态〞：是解题者对目前所遇到问题的描述。“期望状态〞：是对解题目标的描述。56整理课件实例：击中问题现在状态期望状态许多炸弹和子弹较少的飞机被击落许多炸弹和子弹穿透飞行器较少的弹洞许多炸弹和子弹穿透关键部位和非关键部位较少炸弹和子弹穿透关键部位57整理课件〔4〕对认准的问题给予评估核实表：你确实了解该问题的所有局部吗？你将该问题的所有有用信息都熟于心吗？你确定没有遗漏有用信息吗？有他人的意见左右你的判断力吗?58整理课件第二节解决问题的方法和技巧一、解决问题的方法论原那么1、方法与问题相适应原那么包括两层含义：其一是方法与问题的类型相适应〔如“书生放牛〞的故事所述〕；其二是方法与解决问题的开展过程和水平相适应。59整理课件2、方法与思维对象和思维内容相适应原那么要求根据思维对象和思维内容的特点选择思维方法，在已有的方法不适用时，及时转换方法，或者创立新的方法。60整理课件3、方法互补性原那么充分发挥每一种思维形式和方法的作用。掌握多种思维形式和方法。根据实际情况和所面临的问题及时调整思维形式和方法，变换思维角色61整理课件二、解决问题的模式1、王国维三重境界论王国维先生在?人间词话?中提出了名为“三重境界〞的解题模式。这三重境界或三个阶段分别是：①静思冥想〔类比为：昨夜西风凋碧树，独上高楼，望断天涯路〕。②坚持苦索〔类比为：衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴〕。③突然顿悟〔类比为：众里寻他千百度，蓦然回首，那人正在灯火阑珊处〕。62整理课件2、G.华莱士四阶段模式准备阶段；酝酿或孕育阶段；明朗阶段；验证阶段。63整理课件三、解决问题的技巧找问题的薄弱点化繁为简观念创新模仿成功的经验善于集思广益做“智慧型〞解题者学会逆向思维不妨横向思考64整理课件“5W2H〞提问法〔1〕What：是什么？目的是什么？做什么工作？〔2〕Who：谁？由谁来承担？谁来完成？谁负责？〔3〕Why：为什么？为什么要这么做？理由何在？原因是什么？造成这样的结果为什么？〔4〕When：何时？什么时间完成？什么时机最适宜？〔5〕Where：何处？在哪里做？从哪里入手？〔6〕How：怎么做？如何提高效率？如何实施？方法怎样？〔7〕Howmuch：多少？做到什么程度？数量如何？质量水平如何？费用产出如何？65整理课件奥斯本的检核表组别序号检核项目新设想名称新设想概述一能否他用1有无新的用途?2是否有新的使用方法?3可否改变现有的使用方法?二能否借用

4有无类似的东西?5利用类比能否产生新观念?6过去有无类似的问题?7可否摹仿?8能否超过?66整理课件能否他用?枪，作为武器功能已有很多品种，如步枪、手枪、冲锋枪、机枪、信号枪、无声枪等。破除功能固定论后，通过提问“是否有其它用途？〞如救生枪，这是一种潜水员用的抢险、救难的工具，可以修补船体，或给失事潜艇供气；注射枪，用来给猛兽打针；种植枪，加拿大研制成了种树枪，在塑料子弹里装有营养土和种子，这样植树每天可种二千棵，且成活率高。而美国那么创造了“机枪播种法气把播种机枪〞装在飞机上，向大片土地扫射，便大功告成了；建筑装修用的射钉枪可以方便快捷地在木头、水泥上钉钉。67整理课件能否借用泌尿科医生引入微爆破技术消除肾结石;68整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述三能否放大9可否增加些什么?10可否附加些什么?11可否增加使用时间?12可否增加频率?13可否增加尺寸?14可否增加强度?15可否提高性能?16可否增加新成分?17可否加倍?18可否扩大若干倍?19可否放大?20可否夸大?69整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述四能否缩小21可否减少些什么?22可否密集?23可否压缩?24可否浓缩?25可否聚合?26可否微型化?27可否缩短?28可否变窄?29可否去掉?30可否分割?31可否减轻?32可否变成流线型?70整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述五能否变化33可否改变功能?34可否改变颜色?35可否改变形状?36可否改变运动?37可否改变气味?38可否改变音响?39可否改变外形?40是否还有其它改变的可能性?71整理课件亚历山大·塞缪尔森莲步裙型可口可乐瓶1915年取得专利72整理课件73整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述六能否代用41可否代替?42用什么代替?43还有什么别的排列?44还有什么别的成分?45还有什么别的材料?46还有什么别的过程?47还有什么别的能源?48还有什么别的颜色?49还有什么别的音响?50还有什么别的照明?74整理课件75整理课件弹力技术公司首席工程师马内什与他创造的无气轮胎76整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述七能否调整51可否变换?52有无可互换的成分?53可否变换模式?54可否变换布置顺序?55可否变换操作工序?56可否变换因果关系?57可否变换速度或频率?58可否变换工作规范?77整理课件78整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述八能否颠倒59可否颠倒?60是否颠倒正负?61可否颠倒正反?62可否头尾颠倒?63可否上下颠倒?64可否颠倒位置?65可否颠倒作用?79整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述九能否组合66可否重新组合?67可否尝试混合?68可否尝试合成?69可否尝试配合?70可否尝试协调?71可否尝试配套?72可否把物体组合?73可否把目的组合?74可否把特性组合?75可否把观念组合?80整理课件81整理课件82整理课件第三章科学思维的逻辑方法一、比较、分类和类比二、分析和综合三、归纳和演绎四、抽象和具体83整理课件111211211111221下一行是？84整理课件一、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、鉴别事物的一种根本方法。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。85整理课件比较的类型：①质的比较与量的比较②静态比较与动态比较③现象比较与本质比较86整理课件比较在科学研究中的作用：〔1〕能够对客观事物进行定性鉴别和定量分析。〔2〕通过历史比较的方法，从动态的角度研究事物的变化，揭示物质运动的变化历史和开展规律。〔3〕比较方法可以帮助我们去揭示理论与实验的矛盾、理论与理论之间的矛盾、实验与实验以及实验与事实之间的矛盾，从而发现问题，找到突破口，揭示自然的内在规律。87整理课件比较方法在科学研究中的作用“知识不能单从经验中得出，而只能从理智的发现同观察到的事实两者的比较中得出。〞——爱因斯坦88整理课件比较、分类和类比2、分类〔1〕概念：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。89整理课件通过比较区别出事物之间的共同点和差异点，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。90整理课件分类方法的重要意义〔1〕分类方法能使观察实验得到的大量繁杂的感性材料系统化、条理化，在科学研究对象之间建立起立体的附属关系。〔2〕分类方法通过科学和系统的分类，揭示事物内部的规律性，并能作出科学的预见。91整理课件比较、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。92整理课件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，是设计实验的逻辑根底。类比具有一定的局限性，应扩大类比的范围，增强属性与未知属性之间的相关性，提高其可靠性。93整理课件类比类型〔1〕简单共存类比。〔2〕因果类比。〔3〕对称类比。〔4〕协变类比。〔5〕综合类比94整理课件类比在科学认识中的作用类比是提出科学假说的重要手段。类比在用领域的研究手段去探索未知领域的科学奥秘中有重要作用。类比方法为技术创造提供了逻辑根底。类比还常常可以推动科学研究中新的理论概括。95整理课件二、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局部或各种组成要素，并分别加以研究的逻辑思维方法。96整理课件常见的分析方法有：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。97整理课件分析方法在科学认识中重要作用第一，把复杂事物简单化，为下一步研究提供便利条件；第二，使人们对事物的认识易于深化、易于揭示事物的本质和规律。98整理课件分析方法的局限一方面，由于它割裂事物的联系，着眼于局部的研究，这就容易使人的思维限制在狭小的范围内，养成一种孤立、静止、片面地看问题的习惯；另一方面，分析的结果，只能得到关于事物各个局部或因素的局部知识，这就容易使人只见树木不见森林，缺乏对事物的整体认识。99整理课件2、综合综合是在分析的根底上把客观对象的各个局部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。100整理课件综合在科学认识过程中重要作用第一，综合是通向科学发现的重要途径。第二，综合是一种重要的技术创造方法。第三，现代科学技术的开展愈来愈广泛地应用综合方法。101整理课件分析是综合的前提和根底；综合是分析的开展和提高。应建立分析和综合相统一的思维模式。102整理课件3、分析与综合的关系第一，分析和综合是相互依存的。分析是综合的前提和根底；综合是分析的开展和提高。第二，分析和综合是相互渗透的。第三，分析和综合的地位和作用在一定的条件下是相互转化的。科学认识总是从分析到综合，又在综合的根底上进行新的分析，再到新的综合。应建立分析和综合相统一的思维模式。103整理课件三、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。104整理课件归纳法分类：求同法差异法求同差异共用法共变法剩余法科学归纳法不完全归纳法简单枚举法完全归纳法105整理课件简单枚举法：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。106整理课件科学归纳法科学归纳推理是根据某类事物局部对象中的内在本质联系，推出该类事物的一般性结论的推理方法。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〞。107整理课件求同法求同法就是从不同的场合里找出相同的因素结果相同、因子相异、异中求同、契合求解。108整理课件差异法

差异法是从两种场合所存在的差异中找出因果联系

结果相异、因子类同、同中求异、差异求解109整理课件求同差异求同差异共用法是把求同差异两种方法结合起来去求解因果关系。两批实验、情况相反、两相比较、差异求真。110整理课件共变法共变法从某种现象的变化引起另一现象的变化，找出两种现象变化的因果联系。111整理课件剩余法剩余法是在一组复杂的现象中把其中知道的因果关系减去，而求出其它未知的原因。分析结果、因果对应、果有剩余、必有隐因。112整理课件科学归纳推理的优点在于，由于它把因果规律作为逻辑推理的客观根据，并且以观察、实验的结果为根底和前提，因而结论一般是可靠的。在科学研究中，常用它进行对照实验和析因实验的实验设计，以及用于整理和加工有关的观察、实验资料等。113整理课件归纳法在科学认识中的作用：第一，归纳法是从个别性的经验知识中寻找和发现普遍性理论原理的重要方法。第二，运用归纳法可以启发思路，提出假说或猜测，促进科学研究的深入开展。第三，归纳法是以个别性的经验知识论证和评价普遍性理论原理的重要方法。114整理课件归纳法在科学认识中的局限性首先，归纳法是一种或然性的推理方法，在推理前提为真的情况下，结论仍可能是假的；其次，科学认识的开展是一个复杂的过程，需要多种方法的密切配合，而归纳法只在其中一个方面发挥作用。在科学认识中归纳法必须与其它方法相配合，尤其是与演绎法相结合。115整理课件2、演绎演绎是从一般推演出个别的思维方法，是用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。116整理课件演绎的主要形式是三段论，由大前提、小前提和结论三局部组成。例：大前提：自然界中一切物质都是可分的；小前提：根本粒子是自然界中的一种物质；结论：根本粒子是可分的。117整理课件试题：甲说乙说谎，乙说丙说谎，丙说甲乙都说谎。以下正确的说法是：〔A〕甲和乙老实，丙是说谎者；〔B〕甲和丙说谎；乙是老实者；〔C〕乙和丙说谎，甲是老实者；〔D〕乙和丙老实，甲是说谎者。答案：B118整理课件演绎法在科学认识中主要作用：第一，演绎法是进行逻辑证明的一种重要思维工具。第二，演绎法是在理论上解释和预言科学事实的手段。第三，演绎法是开展科学假说和科学理论的一个必要环节。119整理课件试题：①只要甲录取，乙就不能被录取；②只要乙不被录取，甲就被录取；③甲就被录取。这三个判断只有一个真，两个假，那么推出〔〕〔A〕甲乙都被录取；〔B〕甲乙都未被录取；〔C〕甲被录取，乙未被录取；〔D〕乙被录取，甲未被录取答案：Ａ120整理课件甲、乙、丙三人中，只有一个会游泳。甲说：我会，乙说：我不会，丙说：甲不会。如果三句话只有一句是真的，那么会游泳的是〔〕。〔A〕甲；〔B〕乙；〔C〕丙；〔D〕无法判断答案：B121整理课件3、归纳与演绎的关系归纳是演绎的根底；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。122整理课件英国?自然?杂志公布了2007年度科学研究十大突破之一是：通过对人和大鼠的研究，科学家提出，记忆力和想象力均根植于人类大脑的海马区，该区是大脑重要的记忆中心。由此推断〔〕。A大脑的记忆也许能重新梳理过去的记忆；B大脑的记忆也许能产生关于未来的想象；C科学发现人类大脑的重要记忆中心；D科学发现挑战人类智力的记忆程序。123整理课件四、抽象和具体科学抽象是在感性材料的根底上，对感性材料进行去伪存真、去粗取精、由表及里和由此及彼等一系列的整理、加工、改造和制作的过程，也是概念、规律的抽象形成的过程。因此，科学抽象对于我们认识自然界客观事物的本质和规律，具有重大的作用。124整理课件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、外表的、偶然的因素，抽取其本质的、内在的、必然的东西，以到达对研究对象的本质和规律性认识的一种理性思维方法。125整理课件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；识别根底属性与派生属性，抽取研究对象的根底属性；综合研究对象的各种属性和关系，抽象出其本质。126整理课件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根底。127整理课件科学抽象的过程一般是经过三个阶段和两次飞跃实现的。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。128整理课件两次飞跃:①从感性的具体到抽象的规定；②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。129整理课件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，是理性思维的三种根本形式之一。〔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。130整理课件第四章创造性思维方法案例：圆珠笔漏油问题的解决

第一种：堵的方法第二种：釜底抽薪的方法131整理课件一、创造性思维的涵义和特征涵义：创造性思维是指人们在的复杂的思维活动中适时地改变思维方向、思维过程、思维方式和思维方法，以产生具有独特性〔新颖性〕和价值性结果的思维。132整理课件创造性思维的特征：“转换〞或者“改变〞。133整理课件二、创造性思维的品质〔一〕突破性〔二〕结果的新颖性〔三〕思维方向的多向性1发散思维与聚合思维互补2正向思维与逆向思维对立统一3横向思维与纵向思维的有机结合〔四〕结果的多样性134整理课件〔五〕深刻性〔六〕独立性〔七〕意外性〔八〕敏捷性〔九〕风险性〔十〕逻辑思维和非逻辑思维互补135整理课件西南科技大学工程技术中心逻辑思维在创造中的作用1、正面积极作用①可以发现问题②有时能够创造性地解决问题③在更高层次上总结创造性思维结果136整理课件2023/12/30西南科技大学工程技术中心137逻辑思维在创造中的作用1、正面积极作用①发现问题②有时能够创造性地解决问题③在更高层次上总结创造性思维结果A〕通过逻辑检查定义发现创造问题B〕通过逻辑检查因果关系发现问题C〕通过逻辑规律发现问题D〕通过严密逻辑推理发现问题如伽利略落体定律，门捷列夫元素周期表推理出新元素等。如缺点列举法和希望点列举法137整理课件西南科技大学工程技术中心138

逻辑思维训练一天一夜的时间里，时针和分针一共要重合多少次？答案:22次138整理课件西南科技大学工程技术中心139逻辑思维训练阿良为庆祝岳父的生日买了一个大蛋糕，可是被人偷吃了阿良非常生气，有四个人其一偷吃了蛋糕，他问了四个可疑人(A、B、C、D)，四个人中只有一个说了真话，其余的人都在撒谎四个人的答复如下，你能找出是那一个人偷吃了蛋糕？A说：“是B偷吃的〞；B说：“是D偷吃的〞；C说：“我没偷吃〞；D说：“B在说谎〞答案：C139整理课件四逻辑思维在创造中的作用2、逻辑思维在创造中的负面局限性①不能突破原有框框，在原有知识的根底上重复，很难越出思维定势，从而难以产生新思想②逻辑思维主要借助语言表达，由于语言本身的不严密性造成表达不清，常常引起人们的误解和影响人们的创造。如“脑筋急转弯〞测试题，就是其中一种。逻辑思维本身只是一种符合逻辑规律的思维，而符合逻辑规律与符合事实并不完全是一回事(如逻辑学中的“悖论〞就是符合逻辑规律但不符合事实的典型)，这些都不利于人们的创造。“空着肚子能否吃下两个煮熟的鸡蛋？〞140整理课件朋友值千金，金钱如粪土，141整理课件

三、创造性思维的方式〔一〕、想象思维〔二〕、发散思维〔三〕、直观思维〔四〕、灵感思维142整理课件〔一〕想象思维方法想象是人在头脑中塑造过去未曾感触过的事物的形象，或者将来才有可能实现的事物的形象的思维方式。案例：想象导致“随身听〞的诞生143整理课件爱因斯坦“想像力比知识更为重要，因为知识更新是有限的，而想像力概括着世界上的一切、推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想像力是科学研究中的实在因素。〞144整理课件1、想象的创造功用：〔1〕．想象、梦想鼓励人们创造欲望，激发人们做出新的创造案例：1849年，俄国科学家齐奥柯夫斯基通过大胆地想象，提出了未来宇宙航行的十五步梦想.〔2〕．想象产生科学假说和设想案例：爱因斯坦相对论的诞生〔3〕．想象是创造问题的源泉145整理课件梦想—未来宇宙航行的十五步设想〔1849年俄国科学家齐奥柯夫斯基〕(1〕制造带翅膀的和一般操纵机构的火箭式飞机；(2〕以后飞机的翅膀略有缩小，牵引力和速度增加；(3〕穿入稀薄大气层；(4〕飞至大气层外及滑翔降落；(5〕建立大气层外的活动站〔人造地球卫星〕;(6〕宇宙飞行员用太阳能解决呼吸、饮食及其他日常生活目的；(7〕登月；(8〕制造太空衣，以便完全地从火箭进入太空；(9〕在地球周围建立宽广的居民点；(10〕太阳能不仅用于饮食和生活舒适，而且用于绕整个太阳系移动的动力；(11〕在小行星带上和太阳系里其他不大的天体上建立移民区；(12〕在宇宙中开展工业，宇宙站的数目增加；(13〕到达大小和社会的理想；(14〕太阳系居民比目前地球居民多一千万倍，已达饱和点，之后就要住到整个银河上去；(15〕太阳开始熄灭，太阳系的残存居民转至别的“太阳〞。146整理课件147整理课件1482、梦想思维形式“缺乏梦想的学者只能是一个好的流动图书馆和活的参考书，他只会掌握知识但不会创造。〞——德国启蒙思想家莱辛。法国启蒙思想家狄德罗(D.Diderot)说得更实际：“没有梦想，一个人既不能成为诗人,也不能成为哲学家、有机智的人、有理性的生物，他也就不成其为人。〞148整理课件3、联想思维形式联想思维：就是人们通过一件事情的触发而迁移(想)到另一些事情上的思维；联想能够克服两个不同概念在意义上的差距，并在另一种意义上将二者联结起来，由此常产生一些新颖的思想。149整理课件根据联想物与触发物之间的关系，联想思维可划分为三种形式：相似联想比照联想相近联想150整理课件联想思维方法的实例圆盘锯的创造——相似联想1821年的一天，美国一位叫泰比达巴碧的家庭主妇，到丈夫工作的水磨坊看工人们干活，注意到不停转动的磨盘而受到启发，想到如果把长条形锯片改为圆盘状，不就可以借助水力推动进行锯切吗？由此创造了圆盘锯，成为电动圆盘锯的雏形。151整理课件加气混凝土钢筋混凝土的创造——相似联想在合成树脂〔塑料〕中参加发泡剂，使合成树脂布满无数微小细孔，这样的泡沫塑料〔海绵〕既省料，质量又轻，并有良好的隔热和隔音性能。日本一个叫铃木的人联想到在水泥中参加一种发泡剂，使水泥也变得既轻又具隔热和隔音的性能，结果创造了气泡混凝土，即现代的加气混凝土。152整理课件自行车胎的创造——相似联想自行车刚创造时，英国苏格兰医生邓禄普看到儿子在卵石路面上骑自行车颠簸很厉害，想要开发一种减震的装置。有一天，他用橡胶水管浇花时无意间捏住管口，水管一下子由软变硬，弹性十足，使他联想到可用此原理作轮胎，结果就用像胶管制成了世界上第一个弹性较好的轮胎。153整理课件薄钢板的别离——相近联想轧制钢板时，粘在一起的薄钢板很难一张张地分开，联想到磁铁同极相互排斥的现象，设计一个电磁铁，生产时将整摞钢板的一端磁化，使钢板相互排斥，就可以将钢板分开了。154整理课件波斯猫司令部擦皮鞋的联想：一个擦皮鞋的小孩对擦皮鞋做了一连串的联想：皮鞋光亮——衣冠楚楚、风度翩翩——参加舞会、约会——黄昏，于是他下午早早收摊，在黄昏出来擦皮鞋，结果他的生意比别人做得好。155整理课件火箭式打井机或打桩机——比照联想由火箭和大炮向上发射想联想到向下发射，创造了火箭式打桩机。156整理课件

反三轮电动车157整理课件〔二〕、发散思维一发散思维问题：用六根火柴摆出四个正三角形

158整理课件案例：自由女神像维修垃圾变废为宝发散思维，又叫做思维的扩散性或开放性。其思维表现形式是从某一点出发，既无一定方向也无一定范围地任意进行思考。159整理课件发散思维的属性〔1〕思维发散的流畅性，丰富性是指在同一方向上能够产生大量念头的一种属性。〔2〕思维发散的灵活性，变通性指改变思维方向的一种属性。〔3〕思维发散的独特性，新颖性指能够产生不寻常的新念头的属性。160整理课件发散思维强化训练1．功能发散2．材料发散3．属性发散4．组合发散5．结构发散6．方法发散7．因果发散8．关系发散161整理课件发散思维方法智力鼓励法BrainStorming头脑风暴法简称:BS法(Alex·Osborn1939创立)162整理课件发散性训练1、一笔连结九个点，你能有多少种连法？请具体描述连结方法。〔不允许后退、重叠〕2、请尽可能多的写出曲别针的用途。163整理课件164整理课件奥斯本的检核表组别序号检核项目新设想名称新设想概述一能否他用1有无新的用途?2是否有新的使用方法?3可否改变现有的使用方法?二能否借用

4有无类似的东西?5利用类比能否产生新观念?6过去有无类似的问题?7可否摹仿?8能否超过?165整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述三能否放大9可否增加些什么?10可否附加些什么?11可否增加使用时间?12可否增加频率?13可否增加尺寸?14可否增加强度?15可否提高性能?16可否增加新成分?17可否加倍?18可否扩大若干倍?19可否放大?20可否夸大?166整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述四能否缩小21可否减少些什么?22可否密集?23可否压缩?24可否浓缩?25可否聚合?26可否微型化?27可否缩短?28可否变窄?29可否去掉?30可否分割?31可否减轻?32可否变成流线型?167整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述五能否变化33可否改变功能?34可否改变颜色?35可否改变形状?36可否改变运动?37可否改变气味?38可否改变音响?39可否改变外形?40是否还有其它改变的可能性?168整理课件亚历山大·塞缪尔森莲步裙型可口可乐瓶1915年取得专利169整理课件170整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述六能否代用41可否代替?42用什么代替?43还有什么别的排列?44还有什么别的成分?45还有什么别的材料?46还有什么别的过程?47还有什么别的能源?48还有什么别的颜色?49还有什么别的音响?50还有什么别的照明?171整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述七能否调整51可否变换?52有无可互换的成分?53可否变换模式?54可否变换布置顺序?55可否变换操作工序?56可否变换因果关系?57可否变换速度或频率?58可否变换工作规范?172整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述八能否颠倒59可否颠倒?60是否颠倒正负?61可否颠倒正反?62可否头尾颠倒?63可否上下颠倒?64可否颠倒位置?65可否颠倒作用?173整理课件组别序号检核项目新设想名称新设想概述九能否组合66可否重新组合?67可否尝试混合?68可否尝试合成?69可否尝试配合?70可否尝试协调?71可否尝试配套?72可否把物体组合?73可否把目的组合?74可否把特性组合?75可否把观念组合?174整理课件〔三〕直观思维形式175整理课件爱迪生确定鱼雷形状英国人怀特黑德于1866年创造鱼雷后，在第一世界大战1914——1918期间，德国传统鱼雷共击沉总吨位1200万吨的协约国商船。当时美国的鱼雷速度不高，德国的军舰只需改变方向就能避开，命中率极低，想不出改进的方法。爱迪生知道后，未作任何调查也未作任何计算，立即提出一种意想不到的方法，要研究人员做一块和鱼雷一样大的一块肥皂，由军舰在海中拖行假设干天，水的阻力使肥皂变成了流线形，按肥皂的形状建造鱼雷，果然收到奇效。176整理课件直观思维：就是人们不经过逐步分析而迅速对问题的答案做出合理的猜测、设想或顿悟的一种跃进式思维。是一种重要的创造性思维形式。爱因斯坦：“直觉是人性中最有价值的因素。〞“我相信直觉和第六感觉。〞177整理课件〔四〕灵感思维灵感思维是人们的创造活动到达高潮后出现的一种最富有创造性的飞跃思维。灵感思维常常以“一闪念〞的形式出现，使思维由量变到质变。178整理课件1.灵感及其普遍性

灵感思维是指人们在思考某一问题时，经过长期思考、反复探索、而百思不得其解，由于受外界某一因素的激发和启示，使问题一下子得到澄清的“顿悟〞,这一“顿悟〞被称之为灵感。179整理课件2.灵感的发生是潜意识和显意识相互作用的结果

显意识是一种显现的、自觉的、随意的、可控制的反映形式。潜意识那么是一种未显现的、潜在的、非自觉的、不随意的反映形式〔例如：睡梦、梦游、呓语、无意识的感知、记忆、注意、防范、体验等〕。

180整理课件现代心理学和神经生理学的实验和测定说明：人脑中的潜意识和显意识都是客观存在的，都是主体对客体的反映。显意识的功能主要在大脑的左半球，潜意识的功能主要在大脑的右半球。181整理课件一种特定内容的灵感发生，首先是由显意识对某一问题进行长期思考和反复探索，因百思不得其解作为指令性信息传递给潜意识后才开始的。这时在潜意识中，使新输入的知觉信息与已有的知识或经验信息的同构活动加快，经过加工、改造和组合，推出新信息或新图形，再反响到显意识进行分析、综合和鉴别。如果不符合要求，那么又把这一信息或图形作为指令性信息再传递给潜意识进行蕴育和组合。经过这种反复过程，一旦潜意识推出符合目的的结果，便涌向显意识，形成一种豁然开朗的快感，那么说明灵感的发生。182整理课件潜意识向显意识反响的这一飞跃的实现，一般要有一种激发因素；要么由于外界某一启示物的激发，要么是某种联想所引起；要么是其它思维的触类旁通而实现的。总之，灵感蕴育在潜意识，发生在显意识。机理过程可用以下图表示：183整理课件不符合要求NO

输送显意识潜意识显意识指令性信息新信息或新图形长期思考、反复探索使思想到达饱和态进行新、旧信息的同构活动，加工、处理、组合新旧信息，并推出新信息或新图形分辩受外界某一因素的激发〔启示物、联想、触类旁通〕灵感产生符合要求Yes分析、综合、签别184整理课件从神经生理学角度讲：人脑有1千亿个神经细胞〔神经单元〕，每个神经单元具有接收、加工、储存、传递信息的功能，一旦外界有什么刺激，神经单元就会放电，产生神经脉冲，沿神经纤维传递下去。185整理课件灵感思维属性：①思维的饱和性②引