科学的思维方法.docx

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科学的思维方法

科学的思维方法

思维是人们对客观事物间接的、概括的反映。

它属于认识的理性阶段，思维能使人们知道自己没有直接实践过的事物，也能预见事物的进程和结果。

思维的基础是客观事物和它们之间的相互联系，思维的正确与否必须接受实践的检验。

思维能力就是人们在感性认识的基础上，运用分析、综合、比较、抽象、概括、归纳、演绎等基本思维方法，形成概念并形成判断和推理，从而获得对事物本质和规律的认识。

古今中外的学者，都十分重视思维在学习中的重要作用。

伟大教育家孔子说过：

“学而不思则罔。

”意思是说，光学习不思考，就会迷惘无知，得不出结果。

实践证明，思维是理解知识之关键。

无论学习什么知识，都应“动脑筋”、“想一想”，经过独立思考，方能真正掌握所学知识。

一、分析与综合法

分析法是广泛应用的一种思维方法，它往往与综合法结合使用。

所谓分析就是在思维中把研究对象的整体分解为各部分、各个方面而分别加以考察，从而认识研究对象各部分、各方面本质的思维方法。

从表现形式上看，分析法在思维过程中，把整体分解为部分，即把全局分解为局部，把统一性分解为单一性。

但从本质上看，分割仅是一种手段，根本目的在于认识事物的各个方面，以把握它们的内在联系及其在整体中所处的地位和作用，从偶然中发现必然，从现象中把握本质。

分析的实质是由感性认识上升到理性认识，理清事物的来龙去脉。

前面提到，做题时应善于解剖题目，能将一道题分解成各个部分、各种已知未知、各种关系、各种变化过程等。

这种由整体到局部，即从复合到单一的思维方法就是分析法。

分析法是寻求解题途径的较好方法，尤其适用于头绪较多、关系复杂的综合性题目。

综合性题目已知条件多，有些条件还隐含在另一些已知条件或题目的叙述之中，解题者往往感到无从下手，或将问题全面展开后却又收拢不到一起。

而分析法的思维过程是执果索因的逆推过程，目标明确，便于下手，自然也就解决了以上困难，同时也有利于启发思维，开拓思路。

分析法的解题要领是：

由未知追逐到已知，对每一个未知量均需对与之相联系的事物及变化过程进行局部分析，再依据相应的规律选择适宜的公式。

在逆推过程中往往出现新的未知量，因此还应对新的未知量建立新的追逐关系，直至完全没有未知量为止。

这样对多个过程建立起来的多个方程之间存在着紧密的联系。

应注意演算顺序和分析顺序恰好相反，采用逐步代入的办法或联立求解的办法即可求得结果。

做数、理、化习题时，既要经常用分析的方法对题目加以剖析，又要经常按执果索因方法的分析思路进行解题。

这种分析思路写成简要形式是：

求B（需知）B1（需知）B2……（需知）Bn（需知）A（已知）

做数学题时，分析法是证不等式的常用方法，对恒等式的证明同样可以运用。

如用分析法证“若A则B”这个命题的模式是：

欲证命题B为真，

只需证命题B1为真，从而又

只需证命题B2为真，从而又

只需证命题A为真。

今已知A真，故B必真。

所谓综合法，是在分析的基础上把研究对象的各个部分、各个方面联结成为一个整体加以认识的思维方法。

从表现形式上看，综合是把部分组合为整体，把局部组合为全局，把阶段联结成过程。

这种组合并不是机械地凑合，简单地相加，而是按照事物各部分之间固有的、内在的、必然的联系，将其综合为一个统一的整体。

而综合法解题的过程则是一个综合的思维过程，它把与研究对象相联系的若干个别现象或个别过程连贯起来考虑，从而对整个事物或全部过程有一个完整和本质的认识。

综合法与分析法的思维顺序恰好相反，它是由因导果，由已知到未知的推理过程，故也称“发展已知法”。

它的解题要领是：

先分析题目中的已知条件，由与之相关联的事物或过程可知另一些量，再把“可知’当作新的已知条件，由新的事物或过程，推到新的“可知”量。

这样不断扩大“可知”，一旦“可知”符合所求，即完成了推理分析过程，其推理的每个过程均用相应方程表达，最后综合运算即完成全部解题过程。

解题思路可写成如下简要形式：

已知A（可知）B1（可知）B2……（可知）Bn（可知）B（所求量）

综合是在分析的基础上进行的，没有分析也就没有综合，只是综合能从整体上把握事物的本质，能更深刻、更正确、更全面地认识事物的发展变化规律。

分析和综合是抽象思维的两个方面，两者既对立，又统一，贯穿于整个认识过程的始终。

分析是为了综合，而综合必须根据分析。

也就是说，从整体到部分之后还必须由部分再回到整体，这样才能对自然现象或过程有一个完整的认识。

实际解题，有时用分析法即由果索因或由复合到单一，有时用综合法即由因导果或由单一到复合，但更多的是分析、综合交叉运用。

如物理学中研究物体的运动时，首先研究一些简单的运动，找到它们的规律，再深入研究复杂的运动。

复杂的运动可以分解为简单的运动；反过来一些简单的运动又可综合为较复杂的运动。

这种从“复合到单一”，又从“单一到复合”的分析、综合法是学习中经常用到的思维方法。

二、归纳与演绎法

所谓归纳，就是从众多特殊事物的性质和关系中概括出一大群事物共有的特性或规律的逻辑推理方法。

归纳是从客观事实认识一般科学原理的重要手段，也是把低层次理论上升到高层次理论的有效方法。

传说古时牛顿在苹果树下观察苹果落地，他想到这是地球对苹果的引力作用，进而又想到月球可能也受到地球的引力作用。

而这引力的大小与苹果受到的地球引力大小有何关系呢？

他受布里阿德（法国人）的启发，认为可能是与距离平方成反比关系。

于是，他进行估算：

苹果到地心的距离较月球到地心的距离小60倍，因而，地面上重力加速度应是月球向心加速度的3600倍。

他根据月球与地球的距离及月球运行周期进行了估算，结果“差不多密合”。

从思维方法来看，牛顿用的是归纳法得出了万有引力定律。

此定律后被一系列实验所证实：

地球形状的测定、哈雷彗星的回归、海王星的发现……最终成为科学界公认的定律。

再如，人们知道：

金是能导电的，银是能导电的，铜是能导电的，铅是能导电的，金、银、铜、铁、铅都是金属，所以金属都是能导电的。

这就是归纳推理。

其公式为：

S1具有（或不具有）P属性，

S2具有（或不具有）P属性，

S3具有（或不具有）P属性，

……

Sn具有（或不具有）P属性，

若S1、S2、……Sn均是A类中的对象，所以A类对象都具有（或不具有）P属性。

人们只有通过一个个具体的、个别的事物或现象认识后，才可能概括出相类似事物或现象共存的规律。

也就是说：

个别一定与一般相联而存在。

一般只能在个别中存在，只能通过个别而存在。

如果个别之中不存在一般，就不会有归纳法了。

和归纳法相反，演绎则是从一般到个别的推理方法。

作为出发点的一般性判断称为“大前提”，作为演绎中介的判断称为“小前提”。

把由“大前提”和“小前提”推算出来的“结果”称为演绎的结论。

演绎推理的主要形式就是由“大前提”、“小前提”、“结论”组成的“三段论”。

其公理内容是：

一类事物的内容全部是什么或不是什么，那么这类事物中的部分也是什么或不是什么。

例如：

中国领土不容侵犯；（大前提）

西沙群岛是中国领土；（小前提）

则西沙群岛不容侵犯。

（结论）

如上所述，从一般的规律、定理、规则中，得出特殊的结论，这叫做演绎推理。

归纳推理是从个别到一般，而演绎推理恰恰相反，是从一般到个别。

因此，两者关系可表示如下：

演绎所依据的一般性原理是由特殊现象中归纳出来的，而归纳又必须以一般性原理为指导，才能找出特殊现象的本质；所以归纳离不开演绎，演绎也离不开归纳。

虽然归纳和演绎是两种不同的思维方法，但它们之间互相渗透、互相依赖、相互联系、相互补充。

当我们解决实际问题时，根据概念和规律分析题目所描述的现象，使用的是演绎法；若根据题目描述的现象推导出某些一般性结论，使用的是归纳法。

而归纳法和演绎法的交叉应用，确是我们解决问题时最常见的思维方法。

三、辩证思维法

辩证思维法是在思维过程中按照唯物辩证法进行思维的方法。

辩证思维方法的基本特征有3个：

联系的特征，发展的特征，对立统一的特征。

所谓联系的特征是指在思维中的现象之间，事物内部诸要素之间的相互影响、相互作用、相互制约。

中学生在学习知识过程中应做到：

①要善于通过有关现象之间、规律之间的联系，树立普遍联系的观点，以开拓自己的思路。

缺乏相互联系的观点，看问题就会独立、片面。

如物理学中，学习直线电流，环形电流和通电螺线管的磁场时，应理解通电螺线管的磁场实质上是环形电流磁场的叠加，而环形电流又是直线电流的弯曲变形，从而认识到这三个磁场并不是孤立的现象，而是有内在联系的，进而能加深理解，便于记忆。

②要抓住事物间相互联系、相互制约的关系。

任何事物都是相互联系、相互制约的。

如在一定电压下电流受电阻制约，而电流热效应又影响电阻大小；许多物理变化、化学反应、动植物的生长等都受一定条件的制约；许多定律、公式都有一定的适用范围。

应用定理、定律解决实际问题时，一定要注意适用范围和成立条件，切记不可生搬硬套。

③要弄清事物的相互联系和因果关系。

唯物辩证法告诉我们，现象的因果联系是客观的、普遍的。

在所考察的特定现象的特定关系中，原因和结果是紧密联系、相互统一的，就是说任何结果都是由一定的原因决定的，而任何原因都决定着一定的结果。

切不可倒因为果，或倒果为因。

例如，力是物体产生加速度的原因，并不是物体做加速运动的结果会产生力。

又如，合外力的功是物体动能改变的原因，合外力的冲量是物体动量改变的原因，导体两端的电压是产生电流的原因，等等，这些都不能因果倒置。

所谓发展的特征：

是对事物的认识的飞跃有个量的积累过程，不可能一次完成，有时可能产生曲折。

同时量变发展到一定程度会发生质变。

同学们认识了辩证法的这一基本特征，在学习中就应对所学知识不断地尝试回忆，不断地主动复习，这样对知识的理解程度就会逐步加深，如由识记发展到理解，进而达到掌握和熟练应用。

所谓对立统一的特征：

唯物辩证法认为一切事物内部都存在着矛盾。

就是说任何事物都是一分为二的。

大到宇宙天体，小到基本粒子；无论是简单的机械运动，还是高级的生命运动，都毫不例外。

数学中充满着矛盾，无论概念、判断和运算法则都存在着对立统一的关系，这是数学发展的内部动力。

从数学概念看，数和形的各种概念都是成对出现的，数的概念有：

正数和负数、奇数和偶数、整数与分数、有理数与无理数、实数和虚数、有限量与无限量等；形的概念有：

正常点与奇异点、直线与曲线、曲面与平面、一维与多维等，它们之间既对立又统一，并且在一定条件下可以相互转化。

物理也处处充满着矛盾：

正电和负电；作用力和反作用力；原子中有原子核和电子，原子核又有质子和中子；质子又有质子、反质子；中子又有中子、反中子……基本粒子也是不可穷尽的。

化学、生物等各科知识所研究的各种事物中无不是充满着矛盾，总之矛盾无处不在，无时不有，这便是矛盾的普遍性。

由于矛盾的双方在一定条件下可以相互转化，因此，在学习中，不应绝对一成不变地看待各种事物。

例如导体和绝缘体在一定条件下可相互转化，中子和质子也可在一定条件下相互转化。

唯物辩证法认为事物变化的根本原因在于事物的内部即内因，外因只是条件，外因要通过内因而起作用。

如电压是使导体产生电流的原因，而不能使绝缘体产生电流。

军人学会辩证法能多打胜仗，经商者学会辩证法能在竞争中立于不败之地；同样，学生学习掌握了辩证思维法，就能进一步提高其学习能力，使自己的学习成绩明显上升。

四、形象思维法

所谓形象思维是在完成主体任务的思维过程中主动地感知形象，并自觉地在头脑中加工感性形象认识，能动地反映被研究对象的形象特征，把握被研究事物的本质，从而能动地指导实践的一种思维方式。

简言之，形象思维就是“离不开形象和情感的思维”。

之所以叫它“形象思维”，是因为它不像逻辑思维那样运用概念、判断、推理来进行思维。

无论作家、艺术家和普通中学生，为了构造艺术形象，写好文章，都必须采用这种思维方法。

形象思维主要有三个特点：

首先，形象思维的过程始终离不开形象。

作家、影视编剧、戏剧家创作的大量作品均取材于真实生活，离不开实际生活中的人和事。

因此，作者