科学思维与科学方法Word下载.docx
《科学思维与科学方法Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《科学思维与科学方法Word下载.docx（62页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
方法是指人们为了达到一定目的所选择和采取的手段、途径或方式。
有以下三个特点：
第一、方法与目的、任务联系在一起；
第二、方法与理论联系在一起人们使用的方法可以说是思想、观点的具体化；
第三、方法与实践联系在一起，方法是在一定理论指导下的特殊的实践活动的途径或方式。
四、科学思维
科学思维受科学工作者的思维素质和思维方式所决定或制约
从个体来看，包括自然素质、学识水平、科学思维的素养等；
从集体来看，包括知识的完备程度、各类人员的配合结构等；
所谓思维方式，是思维规律和思维方法的统一，是思维内容与思维形式的统一。
科学思维活动既表现出多样性，又具有统一性
多样性是指科学思维的具体形式，由于存在人与人在生活经历、知识结构、思维习惯等不同所造成的；
统一性是指对科学思维的内容而言，这是由客观物质世界客观性所决定；
科学思维是以科学知识为基础的科学化、最优化的思维，其决定着思维效率的高低和思维效果的优劣；
科学思维的培养根本在于提高科学思维素质。
§
2、科学思维演变的历史脉络
一、古希腊时代的科学思维
早期科学思维与神话自然观
人类历史上，科学成为一种独立的精神活动，最早起源于古希腊。
古代神话的思维方式对科学思维方式的萌发有直接的影响
古代神话是古人对自然因果关系的最初探索
泰勒斯的米都学派提出了“万物是由什么组成的”
1、元素论和原子论
2、毕达哥拉斯关于数本的思维
3、欧几里德几何学的公理化
4、亚里斯多德的“三段论”逻辑
二、近代科学思维的特点
“中世纪”（公元5世纪到15世纪）的思维
13世纪英国的罗吉尔.培根
倡导经验主义和理性主义
1773年出版《大著作》一书
思想核心是：
“实验是揭示和检验真理的唯一标准”
奠定了近代科学思维的基本方法
近代科学思维的几个特点：
1、伽利略的实验与数学相结合
2、弗兰西斯.培根的清除障碍的思维特点
3、牛顿比尔逻辑方法与实验方法集为一体的思维特点
4、莱布尼茨的科学发现与证明的认知程序思维
三、20世纪的科学思维方法
20世纪之交的现代物理学革命
普朗克汤姆逊的“二朵乌云”
爱因斯坦哥本哈根学派
冲破经典思维的束缚，创立了全新的理论体系
3学习科学思维与科学方法的意义
科学思维方法是建立在对客观事物及其规律的正确认识的基础上，没有科学知识和科学理论便不会有科学思维方法。
但科学知识、科学理论还不是直接的科学思维方法，其中有一个转化过程。
而学习如何实现转化是学习本课程的重要意义之一。
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，其中既包含有关客体的科学知识，又包含着改造和认识客体的主体的实践观念、行为意向。
这是第二层重要意义。
第三层意义在于：
科学思维方法能帮助人们自觉的、科学的进行思维，进而从自发、朴素的思想方式中摆脱出来。
第四层意义在于：
科学思维方法是人们通向真理，获得真理的认识途径。
第一讲思维概述：
1、思维的定义：
哲学认识论：
思维是在人脑中展开的对事物的理性研究过程，从思维与存在的关系
心理学：
思维是人的意识活动的产物，而意识是人脑对客观存在的物质世界的能动反映。
生理学：
反映大脑皮层的电活动与脑中产生的注意、记忆、思维等活动之间有密切联系。
信息论：
思维是人脑的信息加工过程。
思维是具有意识的人脑对客观事物间接的、概括的和能动的反映。
思维以感知为基础，是认识过程的高级阶段；
通过思维达到对客观事物的本质属性、内部规律以及事物间的联系和相互关系的认识。
2、思维活动
（1）思维过程的智力运演
思维以动态、过程的形式存在，通过各种智力运演来实现。
基本的智力运演是分析和综合、抽象和概括；
也包括比较、分析、推理的智力运演。
（2）思维与实践活动
思维起源于劳动；
实践为思维提供了感性材料；
而客观事物的规律和规则是客观存在的，通过思维加以认识和反映。
（3）机器的工作和人的思维
机器在某种范围内可以代替人脑的工作，达到和人的思维相同的结果，有时比人脑的思维速度还要快一些；
而机器的“思维”是依据既定的程序，轮流尝试各种可能的解决方式，找到符合当前问题的解；
而人的思维是在了解了问题的各要素以及之间的联系的基础上进行的。
3、思维是资源
（1）思维是一种无形的资源
（修电机例）（二战后美国的重视例）
（2）思维是一种潜在的资源
思维资源只有经过物化、凝结，才能存在和显现出来。
（3）思维是一种机器丰富的资源
（科教兴国战略，从人口大国到人力资源强国）
（4）思维是一种易老化的资源
2思维的三要素
一、思维的主体
思维主体是指从事思维活动的承担者。
一般来说，具有一定的思维能力和科学知识、掌握一定思维方法和科学实践手段的人可以成为思维的主体。
1、思维主体的社会性
原始的思维用于人们之间的交流和表达情感，多用语言的形式，从而扩大了社会交往；
社会实践是人类思维发生的基本的和决定的因素。
2、思维的历史性
思维主体的发展是在历史发展的进程中演变的。
思维方式随历史进程而演变
思维主体的组织结构有分散的专业化
3、思维的实践性
提出人以观念方式把握世界的客观需要
人所特有的思维结构和图式
4、能动性
思维主体是有目的、有意识地认识和反映物质世界的
二、思维主体的能力结构
能力是个人获取知识、认识事物和处理实际问题的一种本领
1、获取信息提出问题的能力
即思维主体在实践中收集事实材料，进行加工分析，提出问题的基本能力
2、科学思维的能力
感知觉能力；
记忆储存能力；
逻辑加工能力；
思维的调控能力；
思维的想象能力等。
3、语言能力
语言是思维的“外壳”。
分为自然语言、科学语言、数学语言等
4、自我优化知识结构的能力
二、思维的客体
1、思维客体的特点：
课题以实践课题为基础；
在思维活动中接受肢体的观念改造，是思维客体的本质；
可知性和不可穷尽性是思维课题的客观依据；
2、思维客体的类型
可以分为物质客体和精神客体
依据存在方式有可分为自然客体、社会客体和精神客体。
自然客体：
即思维主体的活动指向自然界
广义：
指宇宙
生命世界：
1、人类世界；
2、非人类世界
非生命世界：
实物和场
社会客体：
是由人和社会物质系统要素构成
如经济关系、政治关系、思想关系
精神客体：
主体活动所指向的精神现象
包括精神活动（认知、情感、意志等）
包括精神产品（知识、理论、文艺作品等）
思维的种类（未用）
（一）根据思维所要解决的问题的内容可分为：
动作思维、形象思维和抽象思维。
（二）依据思维活动的方向和思维成果的特点：
集中（辐合）思维和发散思维。
（三）根据思维的新颖性、独创性：
常规思维和创造思维
（四）根据思维是否遵循严密的逻辑规律：
直觉思维和分析思维。
（五）依据思维是根据日常生活经验还是科学概念：
经验思维和理论思维。
三、思维主体和思维客体的关系
1、二者在思维活动中形成矛盾关系
思维主体和客体的关系是反映与被反映、认识与被认识、改造与被改造的过程；
主客体的矛盾贯穿与思维活动的始终；
主客体的相互作用，是主体不断追求实现主客体统一的过程；
思维活动以主客体的实践关系为基础，同时渗透着价值关系；
首先，而主客体之间的关系一般是指人的生存关系，可以分为生存与体验、生产与消费、认识与价值等不同的侧面；
其次，从思维活动的内在层次上说，主客体之间以信息相互作用为基础，以人的特有的精神活动为本质内容的反映过程；
其三，从思维活动的各要素相互作用的机制来说，思维是模写、选择、建构和创造的统一。
2、客体主体化与主体客体化
在主体和客体的相互作用中，主体对客体有改造作用；
一方面，是主体的目的和本质力量对象化，客体被改造为适合主体的需要的对象“自然的人化”；
另一方面，客体的特征、本质和规律转化为主体的知识、技能等“人的自然化”
4、思维的工具
即思维的形式与规律
人们按一定的方式进行思维操作的中介系统，是连结思维主体和思维客体的桥梁；
人们在头脑中运用概念、判断、推理和方法，以及思维运算过程中的所有使用的物化一起等，
揭示思维活动的机制，更为重要的是人们在进行思维时，使用了什么样的思维工具和手段，遵循怎样的思维路线和建构方式。
思维方式本质上是一个理性的认识或反映方式，是一个信息的加工、处理的转换过程或方式；
某种思维方式可以看做思维加工的流水线，如“模块结构”、“流程结构”等形式；
某种思维方式一旦形成，具有相当的广泛性、稳定性和典型性，为该时代的大多数人所采用；
构成思维方式的主要因素为：
价值标准和思维空间（思维角度、层次等）；
思维传统：
一般意义上的思维传统是在历史上由各种社会因素积淀而形成的。
思维传统总是同一个民族历史上的意识形态、政治、法律、道德、艺术、宗教、哲学等思想观念，以及社会心理、社会风尚、民族习俗、文化因素连结在一起；
如思维定势、绝对化思维、连续性思维等。
3思维特征和品质
一、思维的特征
1、概括性
思维反映依赖事物的固体本质属性和内在规律
2、间接性
思维往往通过其他事物（知识与经验）作为中间媒介间接的认识事物的本质
3、问题性
思维总是指向与解决某个问题
4、能动性
思维是客观世界在人脑中的能动的反映
二、思维的主要品质
1、思维的深刻性
衡量思维的抽象水平和难易程度
2、思维的灵活性
思维的角度和方式多样
3、思维的批判性
严格评估思维的材料，提出质疑
4、思维的独创性
新颖的方式，较好的发散性
5、思维的敏捷性
思维的速度和
第二章Chap2形象思维
想象比知识更重要，因为知识是有限的，而想象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，严格地说想象力是科学研究中的实在因素。
——爱因斯坦
案例1：
爱因斯坦解释相对论：
“如果你同一个漂亮的女孩坐在一起聊天，一个小时过去了，你觉得过了5分钟；
如果让你一个人在大热天孤独得坐在一个火炉旁，5分钟就好像一个小时。
这就是相对论。
”
案例2：
1968年美内华达州3岁女孩伊迪斯告诉妈妈认识礼品盒上的字母“o”。
说是老师教的。
母亲在表扬了女儿后，一纸诉状将老师告上法庭。
因为她认为女儿在认识“o”之前，可能把“o”收成苹果、太阳、足球、鸟蛋等，然而在识读了26个字母后，女儿失去了这种能力，要求幼儿园赔偿1000万美元。
三个月后，法院审判幼儿园败诉，因为陪审团得23名成员被这位母亲得一个故事所感动。
2-1形象思维及特点
形象思维是指以具体的形象或图像为思维内容的思维形态，它是人的一种本能思维，每个人从一出生就会无师自通地以形象思维方式考虑问题。
随着思维的成熟和后天的教育，人们的思维方式才逐渐由形象思维（具体）向抽象思维过渡，并最终由抽象思维取代形象思维的主要地位。
但这并不意味着形象思维就一定是低层次的思维方式，因为当大脑在抽象思维的进化道路上走到极致的时候，形象思维又会以一种新的姿态焕发新生，并引导思维向更高的层次发展，它不仅适用于不同的领域，而且适用于任何层次，尤其是在一些极度抽象的高尖端的科研领域，形象思维的作用更是不可替代的。
形象思维及特点
形象思维不仅是存在于文学艺术创作领域，而且在科学研究、发明创造、技术应用，乃至日常生活中都被广泛运用。
在科学研究过程中，物理学家观察、识别并描述光和电的物理现象；
化学家想像并设计复杂的分子模型；
天文学家观测满天繁星的夜空，想像银河星系的形态；
动物学家解剖动物的肢体，在显微镜下观察细胞的结构等。
在工程技术和生产过程中，工程师构思设计建筑物或机器零件的模型；
炼钢工人从钢水的色彩变化中识别判断转炉的温度；
火车司机用小锤敲打车轮从声音中判断车轮的好坏等。
在医疗工作中，医生通过察言观色、搭脉、看舌苔、听心音等诊断疾病，这属于复杂的形象判断，也离不开形象思维。
形象思维又具体地体现为想像思维、联想思维、直觉思维、灵感思维等思维形式。
形象思维的基本特点
1、形象性在形象思维活动中，始终不脱离对传递象形体系的象形信息的加工，是对形象信息的显示进行感受、储存、识别、加工和描述的过程。
2、客观性事物的形象是客观存在的，不依存与人的主观感觉和意识。
3、物质性形象不是虚无缥缈的东西，不是纯精神的东西，有其物质性
4、时空一致性也就是说形象与时间和空间的不可分离性
5、相对稳定性其外部形态和内部结构处于不停的运动中，是相对稳定的。
6、动态性思维的材料、过程、过程等往往是动态的
7、创造性想象是人脑对已有表象进行加工、改造、产生新形象得过程，具有创造性得特征
形象的种类
1、自然形象：
指一切客观存在的、未经人类加工改造过的形象
2、人造形象：
经过人的有意识的脑力和体力相结合的劳动创造出来的形象
3、艺术形象：
以人类的社会生活为素材进行加工的形象
4、科学形象：
以人类社会的形象和自然形象为加工对象，偏重于物质性和实用性
5、视觉形象：
用人眼直接感知的形象
6、听觉形象：
用人耳直接感受的形象
7、语言形象：
分为文字、口头语言，经大脑的形象信息感受区的联想、想象，产生间接的形象的感觉
8、静态形象和动态形象：
9、美的形象和丑的形象：
形象思维的形式
一、意象
1、表象：
是思维在较长时间所记忆的客观事物感性形象的总称。
2、意象：
以词语为其物质形式，是事物的表象与概念的辨证统一
两个黄鹂鸣翠柳一行白鹭上青天
窗含西岭千秋雪门泊东吴万里船
二、想象
想象是形象创造和语言描述的思维活动方式，是在头脑中加工改造记忆中的表象而创造新形象的过程。
记忆中的表象来自人们的实践活动，而客观现实生活是想象的基础。
亚里斯多德：
“想象不同于感觉和判断。
想象里蕴含着感觉，而判断里又蕴含着想象。
显然，想象和判断是不同的思维方式”。
马佐尼:
“想象是做梦和作诗逼真时共同需要的一种心理功能”。
1、消极想象与积极想象
2、再造性想象与创造性想象
3、创造想象和欣赏想象
4、会议想象和前景想象
从学科可分为：
文学想象、科学想象、类比想象等
从与联想关系可分为：
相似联想、接近联想、相对联想
形象思维的方法：
1、模仿法在原型的基础上加以变化产生新的事物
2、想象法把构成反映该事物得本质简单化、理想化
3、组合法从两种或两种以上得事物中抽取合适的要素重新组合，构成新得事物
4、移植法从一个领域中的原理、方法、结构、材料、用途移植到另一领域中去，产生新事物得方法
【例】杨澜当年考《正大综艺》主持人的时候考官问她：
“你敢不敢穿三点式？
她的回答是：
“这不是个敢不敢的问题，而是一个得不得体的问题。
如果在美国西海岸的浴场上，穿三点式是很正常的事；
如果在一个民风淳朴的山村大街上，穿三点式是对那里人感情的一种亵渎；
如果在浴池里，穿三点式纯属多余。
2-2想象思维
1.什么是想象思维
从心理学角度概括地说，所谓想象是人脑对记忆中的表象进行加工和改造以后，组合成新形象的过程。
是人脑通过形象化的概括作用对脑内已有的记忆表象进行加工、改造或重组的思维活动。
它是形象思维的具体化，是人脑借助表象进行加工操作的最主要形式。
想象具有形象组合性、时空跨越性和高度自由性的特点，是自觉进行的一种积极主动的心理现象。
如，有的发明者把自己置身于发明对象的情景之中，如把自己设想为所要设计的工具和产品的一部分，尽情地想像在各种假定的条件下，自己将如何感受和如何反应。
想象力是创新思维的重要品质，它能使我们超越已有的知识和经验，使思维插上翅膀，达到新的境界。
遗憾的是我们的教育和社会守旧传统往往在扼杀着我们的想象力。
[案例]两次测试的结果
一次，一位老师作了一个测试。
他问高二学生：
花儿为什么会开?
得到的是异口同声的回答：
因为天气暖和了。
可当他拿同样问题去问幼儿园的小朋友时，却得到了几十种不同的答案。
有的孩子说：
花儿睡醒了，想来看太阳。
花儿一伸懒腰，就把花朵顶开了。
花儿想跟小朋友比一比，看看哪一个穿的衣服更漂亮。
花儿想看一看，有没有小朋友把它摘走。
还有的孩子说：
花儿也有耳朵，它想出来听听小朋友们在唱什么歌。
这位老师不由得感慨万千：
“我们的教育在使学生学会实事求是的同时，也扼杀了他们的大部分想像力。
2-3想象思维
又一次，老师用粉笔在黑板上画一个圆圈，请被测试者回答是什么。
当问到机关干部时，他们一个个面面相觑，都用求救的眼光看着在场的领导。
领导沉默许久，说道：
“没经过研究。
我怎么能随便回答你的问题呢?
当问到大学中文系学生时，他们哄堂大笑，拒绝回答这个只有傻瓜才回答的问题。
当问到初中学生时，一位尖子学生举手回答：
“是零。
”一位差生喊道；
“是英文字母O。
”这位差生遭到了班主任的批评。
最后,当问到小学一年级的学生时，他们异常活跃地回答：
“句号”、月亮”、“烧饼”、“乒乓球”、“老师生气时的眼睛”、我家门上的猫眼睛
事后，老师给这次测试起了个题目：
“人的想像力是怎样丧失的？
！
2.想象试验
早在中世纪，人们发现有些患有歇斯底里症的病人，每当想到耶稣被钉在十字架上的痛苦时，他们自己的手掌和脚掌上就会出现瘀血溃疡症状，就像自己受了同样的刑罚一样。
当时的人把这种症状叫圣斑。
这一令人吃惊的事实的出现是病人的想象所致。
在后来的研究试验中发现，让一个人想象他正举起一个物体，那么他的肌肉会略显紧张，并记录到他的生物电流，如果把物体想象得越重，那么肌肉紧张和电激活的程度就越明显。
有人只要想像自己的右手靠近炉旁，而左手拿着冰块，他的右手的表面温度会上升，而左手的表面温度会下降。
同样，当一个人想像自己静卧存床时，他的心跳节律明显减慢，而当他想像自己在追逐一部电车时，他的心跳节律会显著加快起来。
[案例]投篮心理意象实验
心理学家希尔有名的投篮心理意象实验。
这项实验是针对学生的运动成绩进行的。
实验者将受试者分为三组：
第一组学生在20天内每天练习实际投篮20分钟，并把第一天和最后一天的成绩记录下来。
第二组学生记录下第一天和最后一天的成绩，但在此期间不做任何练习。
第三组学生记录下第一天的成绩，然后每天花20分钟做想象中的投篮，如果投篮不中时，他们便在想象中做出相应的纠正。
实验结果可能把你吓一跳：
第一组学生进球增加了24％；
第二组学生因为没有经过练习，毫无进步：
第三组学生每天想象练习20分钟，进球增加26％。
3.想象思维的分类
想象思维可分为无意想象和有意想象，有意想象包括再造性想象、创造性想象和幻想。
（1）无意想象
无意想象是不受意识主体支配的想象。
思维主体没有特定的目的性，可以让思维的翅膀任意飞翔，达到一种非常自由的状态。
如做梦、走神等。
无意想象也称为消极想象。
无意想象虽然是无法控制的，但是有时候也会产生积极的结果，使日思夜想未能解决的问题突然在梦中得到解决。
（2）再造性想象
再造性想象的形象是曾经存在过的，或者现在还存在着的，但是想象者在实践中没有遇到过它们，而是根据别人或语言、文字、图样的描述，在头脑中形成相应的新形象的心理过程。
例如，在学习历史的时候，头脑中就会构想出种种历史场景：
阅读文学作品时，眼前便会浮现出各种人物形象，
机械工人根据机械图纸而想象出机器的结构和形状，
电影演员根据剧本的剧情、对白及导演的启示，想象出该角色当时的心理状态，
警察根据受害者的陈述想象出犯罪嫌疑人的长相特征等等这就是再造性想象。
（4）幻想
幻想也叫憧憬性想象，它是一种对美好的未来，对希望的事物，对某种成功的向往，是创造想象的一种特殊形式，由个人愿望或社会需要而引起。
积极的、符合现实生活发展规律的幻想，反映了人们美好的理想境界，往往是人的正确思想行为的先行。
列宁曾高度评价这种想象在科学研究和人们实践活动中的重要作用。
他指出：
这种才能是极其可贵的。
有人认为，只有诗人才需要幻想，这是没有理由的，没有它，就不能发明微积分。
幻想是极其可贵的品质。
[案例]凡尔纳的幻想
18世纪法国著名科幻作家儒勒·
凡尔纳（1828~1905）一生中运用憧憬性想象写出了104部科幻小说和探险小说，书中写的霓虹灯、直升飞机、导弹、雷达、电视台等，当时虽都不存在，但在20世纪都已实现。
更使人难以置信的是，凡尔纳曾预言：
在美国的佛罗里达将建造火箭发射基地，发射飞向月球的火箭。
一个世纪以后，美国果然在佛罗里达发射了第一艘载人宇宙飞船。
凡尔纳幻想的事物70％如今已成为现实。
这足以证明，憧憬性想象的确是科学创造发明的前导。
4.想像思维的作用
（1）是创新思维的基础
创新活动的目的是为了造出新成果，新东西。
而这种新成果，新东西的产生只有借助于想象思维的展开才有可能实现。
就好像工程师要建楼，没有图纸就不知道该怎样下手。
我们要有目的地进行创新活动，就好像要在头脑里画好这样一张图，先把头脑中已有的记忆表象调动出来，再运用自己的想象，选择，加工，最终图画好了，我们所需要的结果就清晰的呈现在脑海里了，创新的目的就达到了。
（2）是人精神文化生活的润滑剂
精神生活对个人是很重要的。
一个精神生活丰富的人，对生活常有感悟，便能更多领略到生活的情趣与美，而人的精神生活是否丰富多彩，主要就看想象力是否丰富。
如欣赏艺术家的作品，要能解读到作品的内涵，领略到作品的美，就必须借助想象力来完成。
想象力越丰富，则能感受到的美感就越多，对作者的认同感就越强，即产生了共鸣。
比如读李清照的词“梧桐更兼细雨，到黄昏，点点滴滴，这次第，怎一个愁字了得”。
你能感受到词中透出的那丝丝凄凉吗？
如果一个人的想象力贫乏，那么这么多美好的作品放在他的面前，他也不会有太多的感觉，更别提享受了。
所以，想象对人的精神生活来说很重要。
（3）是发明创造的火车头
促进假说的产生
恩格斯说：
“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。
”公认的科学知识一般形成法则可以表达为一个公式
升级会员 