所谓科学思维方法,这里是指人们在从事科学活动时所使用的或体现出来的认识方法、研究方法和思想方法。
长期以来,在中国科学思想史界一直流行着这样一种观点,即认为:中国古代科学下发达是因为"没有工具思想的直观方法"。"没有逻辑"。
①本世纪50 年代,美国著名学者费正清认为:"科学未能发展,同中国没有订出一个更完善的系统有关。中国人不会应用逻辑方法以一种思想来考验另一种思想,用一种说法系统地印证另一种说法。
"②日本著名物理学家汤川秀树甚至提出并坚持了这样一种假设:东方人的思维方式总的说来是非科学的,坚持东方人的看法只会阻碍自然科学的进步。在这些权威观点的影响下,我们国内也有一些学者认为,"中国没有产生近代科学技术的根本原因,不是没有资本主义经济,而是受自身思维方式的约束所致。
"①看来,这些观点所涉及到的都是同一个问题,即:中国传统科学的思维方式中是不是缺乏逻辑方法?是不是与科学技术的发展不相容?我想,对于这个问题的回答不能只从某种现行公认的原则或理论出发来进行演绎,也不能笼统地去假设。至少,应当遵循科学本身的要求,对所要探讨的问题先从事实材料上作一番实证的调查和分析。
用经过科学整理的事实来回答上述问题,才是最有说服力的。所以,先让我们在下面的这一章里具体分析一下潘季驯治河思想中的一般思维方法。
经过这样一个具体的分析和了解之后,我们也许就会对刚才所提出的问题产生一些初步的看法了。
百度百科里就有
观察渗透理论
科学实验证明,人的头脑在认识事物之前,并不是空无一物的“白板”,而是已经存在着某种东西了。这就是已有的知识储备、理论框架、价值观念等。它们对观察者的观察范围和思考偏向作了预先的规定。
对于创造者个人来说,观念的转变或理论背景的转换,就意味着一种新创意的产生。RNA酶的发现即是一个著名的例证,它告诉我们,一旦观察者的理论思想观念发生了转换,就会使他的视野发生深刻的、戏剧性的变化,就能观察到从前“视而不见”、“充耳不闻”的东西。这就要求观察者具备良好的知识结构,不能囿于传统的思想观念,善于改变因一定理论的框架、范式而习惯形成的固定思路和先人为主的做法,从而有助于新创意的产生。
黑箱方法
所谓黑箱方法是把研究对象视为“黑箱” (由于种种条件的限制,无法从外部或无法打开来直接探察其内部的奥秘,如人的大脑、人口系统、原子结构、密封的仪器等,都可看作“黑箱”),通过观察外界向“黑箱”输入的信息和从“黑箱”输出的信息,来研究“黑箱”内部状态、结构和机理,从而揭示研究对象的特点和规律的一种科学方法。这种方法实际上是—种察其“表”而知其底的方法。由于黑箱方法不需要打开研究对象,只需通过外部观察、试验,就可了解研究对象的内部情况和变化,同时,它是从事物的整体功能着眼,不考虑事物的内部细节,所以它有着广泛的应用价值。运用黑箱方法整体地、活体地研究高度组织和活动性的生命系统,具有独特的优越性,可以在不干涉生命正常活动的条件下研究生命系统的活动规律。如在探讨脑功能的本质的过程中,科学家常用黑箱方法。
假说方法
所谓假说是以一定的科学事实和科学原理为依据的、关于未知事物及其规律性所作出的一种假定性说明。它具有两个显著的特点:
一是科学性。假说,不是信口开河,它必须以一定的科学事实和科学原理为根据,并经过一定的科学论证;
二是假定性。假说是一种猜测或猜想,至于这种猜测是否正确,在假说提出时还是一个未知数。假说的真理性有待往后的实践来证实。
运用假说方法,
一是要从事实出发,而又要超越事实;
二是要进行逻辑论证;
三是要用实践验证。
只有当假说与事实验证相符合,它才可能上升为科学理论。假说可能发展为科学理论,也可能被证明是错误而被淘汰。
假说是探索科学真理路上迈出的重要一步。科学认识正是沿着“假说—理论—新假说—新理论……”的途径,不断地向前发展的。一部科学发展史,可以说是一部假说和理论不断更迭的历史,进化论的发展史即是生动的例子。
回溯推理方法
回溯推理方法,也叫溯源推理方法、溯因推理方法,它以事物情况之间的联系为基础,是从事物的结果推断其原因、由论断推测理由的一种思维方法。在科学研究中,回溯是建立求因假说的基本思维方法。生长素的发现是一个很好的例子。
运用回溯推理方法,要注意提高结论的可靠性,需要深入进行调查研究,并且与演绎推理的其他方法紧密结合。调查研究越深入广泛,与其他方法结合越紧密,其对原因的推断就愈为可靠。
等量代换法
等量代换法即把不能直接解决的问题用在某方面和他相同或相似的,并容易解决的问题代替求解,从而求出所要问题的答案,或是找到类似的解决方法。
一般科学思维方法thinking methods of general science -------------------------------------------------------------------------------- 各门具体科学通用的研究方法,是进行科学探索、科学实践、科学研究的一般方法。
它是对只适用于某一门具体科学的专门方法的概括与总结,是具体科学思维方法和哲学思维方法之间的中介层次的方法。如数学方法、信息方法、控制方法、系统方法、结构功能方法、模型方法等等。
一般科学思维方法具有跨学科的特征。尽管一般科学思维方法只是从某一角度或侧面来审视世界,但由于它具有较高的概括力和较大的适用范围,因而能够同时应用于不同的学科。
这种方法的客观基础是科学研究对象和科学本身存在着共同的属性与规律,这些共同的属性与规律通过客体向主体、客观向主观的转化,形成了各门科学通用的思维规则和手段,即各门科学共同的方法。希望这些对你有帮助。
概括起来,学习和研究科学思维方法论,具有以下重要意义:
第一,可以帮助人们自觉地掌握正确的思维方法和工作方法。尤其可以帮助人们养成良好的思考习惯,学会和掌握正确的思维方法。我们知道,在现代科学研究活动中,精密的仪器和先进的实验手段有着重要的作用。但是,我们必须承认,在科学研究工作中最重要的工具,无疑始终是人的大脑。人们花费了大量的时间和精力,通过学习和教育,来训练和武装自己的头脑。然而,对于如何充分利用头脑,在技术细节上却往往没有注意。
我们在自己的实际工作中也深深体会到,尽管科学的思维方法未必肯定会使你的每项工作取得成功,但是,毫无疑问,科学的思维方法肯定比拙劣的方法更能促使你取得成功 ,并且 可以使我们少走弯路。尤其在某些现象较为复杂,谬误来源极多的学科中,运用科学的思维方法就显得更加重要了。
第二,研究科学思维方法论不仅可以帮助人们提高科学素养,不断增长才干,提高科学的鉴别能力,从而认识当今科学发展的主流和趋势;而且可以指导我们怎样运用自己的智慧,去进行创造性的研究工作。我们知道,做任何一件事情,如果能够切合实际地提出问题,而且又有了解决这个问题的正确方法,那么,这个问题基本上已经解决了一半或一大半。此外 ,在研究工作中 ,面对纷繁复杂的客观世界,新情况,新问题层出不穷。使人眼花缭乱的不同假说的取舍,课题的选择,各种线索的鉴别等等,都要求研究工作者不仅要有渊博的学识,而且还要求有高超的鉴别能力和判断力。所有这些,又都与人们掌握科学的思维方法关系密切。第三,可以帮助青少年较快地健康成长,促使他们早出成果,多出成果。我们知道,具有天赋研究能力的科学研究工作者是有的,但是凤毛麟角。就绝大多数人而言,并非天才。对于这些人,如果给以有系统的思维方法的指导,比听任他们凭借个人的经验,漫无边际地去摸索,无疑会更有助于他们的成长,促进他们早出成果。英国剑桥大学运动病理学教授威廉·贝弗里奇指出:“人们普遍认为:多数人的创造能力很早就开始衰退。对于一个科学家来说,姑且假定他迟早会懂得怎样最好地进行研究工作,但如果完全靠自己摸索,到他学会这种方法时,他最富有创造力的年华或许已经逝去。因此,如果在实践中有可能通过研究方法的指导来缩短科学工作者不出成果的学习阶段,那未,不仅可以节省训练的时间性,而且科学家做出的成果也会比一个用较慢方法培养出的科学家所能做的多。这是另一种推测,但其可能具有的重要意义是值得考虑的。另一种考虑是:为未来的研究工作者所需要的正规教育日益增长,这就有可能会缩短最富有的创造性的年华。也许这两种不良后果都可能因我们所建议的指导方法而有所缓解。” 第四,对于在各级各类学校从事教书育人工作的教师来讲,学习和研究科学思维方法论,可以帮助他们尽快适应当前推行的素质教育的要求,及时改革教学内容和教学方法,全面提高教学质量。在学校的教育 工作中 ,教师不仅要 向学生传授各种知识 ,使学生“知其然”,并且“知其所以然”。而且,更重要的,还应当教给学生运用已有的知识去进行创造性思考和劳动的方法。也就是教给学生如何运用自己的头脑,运用已经掌握的知识作为钥匙,去打开未知世界的宝库。不可否认,科学思维的训练应该主要是学生的自我训练,不能只靠别人的指点。然而在学生时代,如果能从老师那里获得某些研究方法的教益或启迪,或一般原则与思维方法指导,无疑会大大缩短学生参加工作的摸索阶段。
第五,研究科学思维方法论,可以帮助人们更好地学习和掌握唯物辩证法,促进他们形成科学的世界观和方法论。因为科学思维方法论,要求人们坚持“观察的客观性”(列宁语),并用联系与发展的观点辩证地观察客观世界,要求以实践作为检验科学理论及认识真理性的标准。所以 ,斯蒂芬·梅森指出 :“比起任何特殊的科学理论来,对人类的价值观影响最大的恐怕还是科学的方法论,它提出在不同观点中进行抉择时必须尊重经验的证明,这种做法现在比起一百年前好像更广泛地被运用到处理人与人的关系方面了 。”(斯蒂芬·F·梅森《自然科学史》,上海人民出版社,1977年版,第565页 )人们受到科学态度的影响,在处理问题时,越来越多地倾向于理性主义和客观主义的观点。所以,受了科学的这种特性的影响的人,总是向前看,并且较少保守。这就是大多数现代自然科学家比较容易冲破唯心主义的思想束缚,自发地走上唯物主义道路的原因。
每个孩子都具有天赋的探索欲望,表现为好奇,好动。在美国,老师通常认为孩子们完全能够胜任探究者的角色,而老师只是孩子们探究知识的引导者。在课堂上,孩子可以提问、大胆猜想,与小组成员一起设计实验步骤,老师也会引导孩子进行创造性地思考,动手进行操作,从而验证孩子的猜想,总结得出结论。今天和大家一起分享一下美国小学的课堂是如何培养孩子的科学思维。
度量估算,培养孩子科学的测量分析能力
如何培养孩子的科学思维
在科学课上,除了培养孩子的估算能力外,还要教孩子用地道的美式度量单位测量长度、体积、容积、温度等。得到数据后,孩子们还要学会分析数据,把握其中的规律,得出自己的结论。
例如:在学习物体的三种状态时,孩子们可通过对温度的感知,预估物体在特定温度下的状态,也可以通过物体的变化,估算出当前的温度。但不同物体在什么时候会熔化成液体呢?液体会在什么温度下蒸发变成气体呢?这些都需要孩子们运用较精确的数据说明。在生动有趣的实验中,老师会教孩子们测量方法和注意事项,通过测量和数据分析,从而证实自己的猜想,得出结论。
审慎严谨,教孩子学会评判性思考问题
如何培养孩子的科学思维
若干年前,大家都认为地球是平的。只有古希腊数学家毕达哥拉斯产生过质疑,直至100多年前,古希腊科学家、哲学家亚里士多德才第一次对地球是圆的进行了论证。学校的海报“Determine what is right instead of who is right”也体现了同样的思维方式。
不盲从,不偏信,是美国孩子的特点之一。在课堂上,经常会有培养孩子批判性思维的教学方式。如:老师会问大家“声音是在空气中传播得快,还是在水中传播得快?”一开始不告诉孩子们标准答案。老师指导孩子们搜集这方面的信息,并对这些信息进行分析,最后鼓励孩子们分享和交流自己的评估,最后下结论。久而久之,孩子们学会了不轻信,不盲从,懂得要客观分析问题,进行独立思考和理性判断。
思维外化,教孩子用英文攥写科技小论文
如何培养孩子的科学思维
科学家会假想一些新颖的论点,通过设计实验步骤去验证,当验证不成立后,还会进行新的假想,进一步验证。他们通过描述实验步骤、现象,最终用论文来展示自己的论点和验证结果。
例如:老师会提供材料,请孩子们设计实验证明“水循环的哪个过程是我们所能够看到的?”。孩子们要先想一想:What have we known about the water cycle? 然后,在老师的引导下设计实验步骤,动手操作。通常老师还会给出一个Possible Answer,引发孩子对问题更深层次的思考,继续探索。最终,孩子们会通过科技小论文为载体,展示自己思维的过程和结论。
学以致用,教会孩子用科学原理解释生活中的想象
如何培养孩子的科学思维
通常大家对科学怀揣着一份敬畏,认为科学是深奥的,甚至是难以理解和琢磨的,但“美国小学”科学课并非如此,老师会引导孩子们从身边的现象去挖掘和感受科学的魅力。
例如:老师在讲“回声”这一自然现象时,并没有从原理层面直接切入,而是运用了童话故事,利用小主人公和蝙蝠先生的对话向孩子们娓娓道来“What echo means”。老师还会利用孩子们在现实生活中观察到的自然现象,鼓励孩子结合已学知识编撰科学小故事,在活学活用中,勤于思考,发现“生活中处处有科学”的真理。
美国小学科学课充满趣味性、探索性。科学教师非常重视孩子在课堂上提出的问题,教师通过提出个性化、开放性、启发性的问题,巧妙将孩子的亲身体验与科学知识联系起来,让孩子们应用实验步骤,同小伙伴们一起验证自己的设想。孩子们通过探究和解决问题,获得了自主习得知识和知识迁移的能力。
中国的科学课理论多于实践,多是知识的传授,即便是有科学实验,老师一般都会先讲解实验目的、实验步骤。孩子们动手操作都是用相同的实验方法和仪器得出相同的结论,证明科学课本上的理论或者定律。孩子们的探索被忽视,教学以考试为导向,考试以知识为衡量标准,会导致孩子动手和思考能力弱。
是进行科学探索、科学实践、科学研究的一般方法。
它是对只适用于某一门具体科学的专门方法的概括与总结,是具体科学思维方法和哲学思维方法之间的中介层次的方法。如数学方法、信息方法、控制方法、系统方法、结构功能方法、模型方法等等。
一般科学思维方法具有跨学科的特征。尽管一般科学思维方法只是从某一角度或侧面来审视世界,但由于它具有较高的概括力和较大的适用范围,因而能够同时应用于不同的学科。
这种方法的客观基础是科学研究对象和科学本身存在着共同的属性与规律,这些共同的属性与规律通过客体向主体、客观向主观的转化,形成了各门科学通用的思维规则和手段,即各门科学共同的方法。 另外还有一些看能不能给你帮助 思维科学的定义是什么? 思维科学(thoughtsciences)是研究人的意识与大脑、精神与物质、主观与客观的综合性科学。
思维是人脑对客观事物的反映。人们从某些特定角度对思维及其有关问题进行探讨,已有很久的历史。
20世纪50年代以后,各学科的多层次和横向渗透发展,尤其是计算机科学的诞生,为全面、系统地研究思维现象开辟了新途径。中国科学家钱学森于80年代初提出创建思维科学技术部门,并把思维科学划分为思维科学的基础、思维科学的技术 思维科学 科学和思维科学的工程技术三个层次。
思维科学的相邻科学有人体科学、自然科学、社会科学、系统科学等。思维科学是从心理学、人工智能、计算机科学、生理学、文学艺术等方面研究人思维过程的规律。
其应用领域涉及科学语言学、模式识别、人工智能、教育学、情报学、管理学、文字学等学科。因此思维科学对新一代智能计算机的发展具有重要的作用。
思维科学在马克思主义哲学原理的指导下,在人类认识和改造主、客观世界过程中发挥作用;同时也将为深化和发展马克思主义的认识论提供素材,成为启迪新一代科学技术的人类科学思维的基石。 思维科学的基础是思维学和社会思维学。
思维学有三个组成部分。 ①抽象(逻辑)思维学:抽象思维是可以用计算机来代替人脑工作的那部分思维。
②形象(直感)思维学:形象思维建立在经验或直感的基础上。形象思维学主要研究人类根据经验或直感产生智能活动的行为,以及如何用计算机实现这一过程并使之上升为理论。
③灵感(顿悟)思维学:灵感思维是形象思维的扩展,由直感的显意识扩展到灵感的潜意识。 社会思维学则是研究人、集体是怎样思维的。
人认识客观世界不但靠直接实践,而且还要利用人类过去积累的知识。因此人的思维活动具有集体性质。
辩证思维方法与现代科学思维方法有着方法论上的共同性,二者是相互联系、相互补充的。
一、辩证思维方法是现代科学思维方法的方法论前提,辩证思维的基本精神和原则贯穿于现代科学思维方法之中。实际上哲学通过本体论、认识论、方法论等各个方面参与到现代科学思维方法中。只要稍加分析就不难发现,系统方法与普遍联系的观点、控制论的方法与内外因的观点、突变论与量变质变的观点、信息论与相互作用的观点都有着内在的联系。尽管现代科学思维方法复归辩证思维的道路是多种多样的,它可以是在辩证思维方法指导下自觉进行的,也可以由科学发现本身所具有的力量而自然地实现。但不管是自觉的还是自发的,现代科学思维方法与辩证思维方法的一致性却是一个基本事实。
二、现代科学思维方法又丰富了辩证思维方法。现代科学思维方法是一个巨大的方法群,包括控制方法、信息方法、系统方法、结构—功能方法、模型化方法和理想化方法等,这些方法都丰富和深化了辩证思维及其方法。辩证思维方法从普遍联系、永恒发展的角度揭示事物的关系,侧重于人与世界的整体关系。现代科学思维方法是在确认世界普遍联系和永恒发展的前提下,深入研究世界的某些关系。如系统方法就是在承认普遍联系的客观实在性的前提下去研究系统的最优解。所以。现代科学思维方法丰富了辩证法的宏观画面,使辩证法深入到发展的细部、更复杂的层次。因此,辩证思维方法应该从现代科学思维方法中汲取营养,以丰富自身的方法系统。
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