所謂科學(xué)思維方法,這里是指人們在從事科學(xué)活動(dòng)時(shí)所使用的或體現出來(lái)的認識方法、研究方法和思想方法。
長(cháng)期以來(lái),在中國科學(xué)思想史界一直流行著(zhù)這樣一種觀(guān)點(diǎn),即認為:中國古代科學(xué)下發(fā)達是因為"沒(méi)有工具思想的直觀(guān)方法"。"沒(méi)有邏輯"。
①本世紀50 年代,美國著(zhù)名學(xué)者費正清認為:"科學(xué)未能發(fā)展,同中國沒(méi)有訂出一個(gè)更完善的系統有關(guān)。中國人不會(huì )應用邏輯方法以一種思想來(lái)考驗另一種思想,用一種說(shuō)法系統地印證另一種說(shuō)法。
"②日本著(zhù)名物理學(xué)家湯川秀樹(shù)甚至提出并堅持了這樣一種假設:東方人的思維方式總的說(shuō)來(lái)是非科學(xué)的,堅持東方人的看法只會(huì )阻礙自然科學(xué)的進(jìn)步。在這些權威觀(guān)點(diǎn)的影響下,我們國內也有一些學(xué)者認為,"中國沒(méi)有產(chǎn)生近代科學(xué)技術(shù)的根本原因,不是沒(méi)有資本主義經(jīng)濟,而是受自身思維方式的約束所致。
"①看來(lái),這些觀(guān)點(diǎn)所涉及到的都是同一個(gè)問(wèn)題,即:中國傳統科學(xué)的思維方式中是不是缺乏邏輯方法?是不是與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不相容?我想,對于這個(gè)問(wèn)題的回答不能只從某種現行公認的原則或理論出發(fā)來(lái)進(jìn)行演繹,也不能籠統地去假設。至少,應當遵循科學(xué)本身的要求,對所要探討的問(wèn)題先從事實(shí)材料上作一番實(shí)證的調查和分析。
用經(jīng)過(guò)科學(xué)整理的事實(shí)來(lái)回答上述問(wèn)題,才是最有說(shuō)服力的。所以,先讓我們在下面的這一章里具體分析一下潘季馴治河思想中的一般思維方法。
經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)具體的分析和了解之后,我們也許就會(huì )對剛才所提出的問(wèn)題產(chǎn)生一些初步的看法了。
1、科學(xué)的思維方法是人們正確認識事物的工具,能幫助我們不斷提高人生發(fā)展的能力
2、在學(xué)習和實(shí)踐中加強科學(xué)思維訓練,21世紀的競爭,實(shí)質(zhì)上是知識創(chuàng )新和技術(shù)創(chuàng )新的競爭,歸根到底是具有創(chuàng )新能力的高素質(zhì)人才的競爭。
3、現代青年必須具備創(chuàng )新能力,創(chuàng )新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂。
4、創(chuàng )造性思維是現代新思維的主要特征,科學(xué)思維就是創(chuàng )新思維。
創(chuàng )新是時(shí)代的潮流,科學(xué)的本質(zhì)是創(chuàng )新,科學(xué)精神就是創(chuàng )新精神。創(chuàng )造性思維是現代思維的主要特征,科學(xué)思維就是創(chuàng )新思維。提倡創(chuàng )新思維,培養創(chuàng )新能力,對于提高全民族的科學(xué)文化素質(zhì),增強綜合國力,具有極其深遠的意義。
是進(jìn)行科學(xué)探索、科學(xué)實(shí)踐、科學(xué)研究的一般方法。
它是對只適用于某一門(mén)具體科學(xué)的專(zhuān)門(mén)方法的概括與總結,是具體科學(xué)思維方法和哲學(xué)思維方法之間的中介層次的方法。如數學(xué)方法、信息方法、控制方法、系統方法、結構功能方法、模型方法等等。
一般科學(xué)思維方法具有跨學(xué)科的特征。盡管一般科學(xué)思維方法只是從某一角度或側面來(lái)審視世界,但由于它具有較高的概括力和較大的適用范圍,因而能夠同時(shí)應用于不同的學(xué)科。
這種方法的客觀(guān)基礎是科學(xué)研究對象和科學(xué)本身存在著(zhù)共同的屬性與規律,這些共同的屬性與規律通過(guò)客體向主體、客觀(guān)向主觀(guān)的轉化,形成了各門(mén)科學(xué)通用的思維規則和手段,即各門(mén)科學(xué)共同的方法。 另外還有一些看能不能給你幫助 思維科學(xué)的定義是什么? 思維科學(xué)(thoughtsciences)是研究人的意識與大腦、精神與物質(zhì)、主觀(guān)與客觀(guān)的綜合性科學(xué)。
思維是人腦對客觀(guān)事物的反映。人們從某些特定角度對思維及其有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討,已有很久的歷史。
20世紀50年代以后,各學(xué)科的多層次和橫向滲透發(fā)展,尤其是計算機科學(xué)的誕生,為全面、系統地研究思維現象開(kāi)辟了新途徑。中國科學(xué)家錢(qián)學(xué)森于80年代初提出創(chuàng )建思維科學(xué)技術(shù)部門(mén),并把思維科學(xué)劃分為思維科學(xué)的基礎、思維科學(xué)的技術(shù) 思維科學(xué) 科學(xué)和思維科學(xué)的工程技術(shù)三個(gè)層次。
思維科學(xué)的相鄰科學(xué)有人體科學(xué)、自然科學(xué)、社會(huì )科學(xué)、系統科學(xué)等。思維科學(xué)是從心理學(xué)、人工智能、計算機科學(xué)、生理學(xué)、文學(xué)藝術(shù)等方面研究人思維過(guò)程的規律。
其應用領(lǐng)域涉及科學(xué)語(yǔ)言學(xué)、模式識別、人工智能、教育學(xué)、情報學(xué)、管理學(xué)、文字學(xué)等學(xué)科。因此思維科學(xué)對新一代智能計算機的發(fā)展具有重要的作用。
思維科學(xué)在馬克思主義哲學(xué)原理的指導下,在人類(lèi)認識和改造主、客觀(guān)世界過(guò)程中發(fā)揮作用;同時(shí)也將為深化和發(fā)展馬克思主義的認識論提供素材,成為啟迪新一代科學(xué)技術(shù)的人類(lèi)科學(xué)思維的基石。 思維科學(xué)的基礎是思維學(xué)和社會(huì )思維學(xué)。
思維學(xué)有三個(gè)組成部分。 ①抽象(邏輯)思維學(xué):抽象思維是可以用計算機來(lái)代替人腦工作的那部分思維。
②形象(直感)思維學(xué):形象思維建立在經(jīng)驗或直感的基礎上。形象思維學(xué)主要研究人類(lèi)根據經(jīng)驗或直感產(chǎn)生智能活動(dòng)的行為,以及如何用計算機實(shí)現這一過(guò)程并使之上升為理論。
③靈感(頓悟)思維學(xué):靈感思維是形象思維的擴展,由直感的顯意識擴展到靈感的潛意識。 社會(huì )思維學(xué)則是研究人、集體是怎樣思維的。
人認識客觀(guān)世界不但靠直接實(shí)踐,而且還要利用人類(lèi)過(guò)去積累的知識。因此人的思維活動(dòng)具有集體性質(zhì)。
百度百科里就有
觀(guān)察滲透理論
科學(xué)實(shí)驗證明,人的頭腦在認識事物之前,并不是空無(wú)一物的“白板”,而是已經(jīng)存在著(zhù)某種東西了。這就是已有的知識儲備、理論框架、價(jià)值觀(guān)念等。它們對觀(guān)察者的觀(guān)察范圍和思考偏向作了預先的規定。
對于創(chuàng )造者個(gè)人來(lái)說(shuō),觀(guān)念的轉變或理論背景的轉換,就意味著(zhù)一種新創(chuàng )意的產(chǎn)生。RNA酶的發(fā)現即是一個(gè)著(zhù)名的例證,它告訴我們,一旦觀(guān)察者的理論思想觀(guān)念發(fā)生了轉換,就會(huì )使他的視野發(fā)生深刻的、戲劇性的變化,就能觀(guān)察到從前“視而不見(jiàn)”、“充耳不聞”的東西。這就要求觀(guān)察者具備良好的知識結構,不能囿于傳統的思想觀(guān)念,善于改變因一定理論的框架、范式而習慣形成的固定思路和先人為主的做法,從而有助于新創(chuàng )意的產(chǎn)生。
黑箱方法
所謂黑箱方法是把研究對象視為“黑箱” (由于種種條件的限制,無(wú)法從外部或無(wú)法打開(kāi)來(lái)直接探察其內部的奧秘,如人的大腦、人口系統、原子結構、密封的儀器等,都可看作“黑箱”),通過(guò)觀(guān)察外界向“黑箱”輸入的信息和從“黑箱”輸出的信息,來(lái)研究“黑箱”內部狀態(tài)、結構和機理,從而揭示研究對象的特點(diǎn)和規律的一種科學(xué)方法。這種方法實(shí)際上是—種察其“表”而知其底的方法。由于黑箱方法不需要打開(kāi)研究對象,只需通過(guò)外部觀(guān)察、試驗,就可了解研究對象的內部情況和變化,同時(shí),它是從事物的整體功能著(zhù)眼,不考慮事物的內部細節,所以它有著(zhù)廣泛的應用價(jià)值。運用黑箱方法整體地、活體地研究高度組織和活動(dòng)性的生命系統,具有獨特的優(yōu)越性,可以在不干涉生命正常活動(dòng)的條件下研究生命系統的活動(dòng)規律。如在探討腦功能的本質(zhì)的過(guò)程中,科學(xué)家常用黑箱方法。
假說(shuō)方法
所謂假說(shuō)是以一定的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理為依據的、關(guān)于未知事物及其規律性所作出的一種假定性說(shuō)明。它具有兩個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn):
一是科學(xué)性。假說(shuō),不是信口開(kāi)河,它必須以一定的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理為根據,并經(jīng)過(guò)一定的科學(xué)論證;
二是假定性。假說(shuō)是一種猜測或猜想,至于這種猜測是否正確,在假說(shuō)提出時(shí)還是一個(gè)未知數。假說(shuō)的真理性有待往后的實(shí)踐來(lái)證實(shí)。
運用假說(shuō)方法,
一是要從事實(shí)出發(fā),而又要超越事實(shí);
二是要進(jìn)行邏輯論證;
三是要用實(shí)踐驗證。
只有當假說(shuō)與事實(shí)驗證相符合,它才可能上升為科學(xué)理論。假說(shuō)可能發(fā)展為科學(xué)理論,也可能被證明是錯誤而被淘汰。
假說(shuō)是探索科學(xué)真理路上邁出的重要一步。科學(xué)認識正是沿著(zhù)“假說(shuō)—理論—新假說(shuō)—新理論……”的途徑,不斷地向前發(fā)展的。一部科學(xué)發(fā)展史,可以說(shuō)是一部假說(shuō)和理論不斷更迭的歷史,進(jìn)化論的發(fā)展史即是生動(dòng)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,它以事物情況之間的聯(lián)系為基礎,是從事物的結果推斷其原因、由論斷推測理由的一種思維方法。在科學(xué)研究中,回溯是建立求因假說(shuō)的基本思維方法。生長(cháng)素的發(fā)現是一個(gè)很好的例子。
運用回溯推理方法,要注意提高結論的可靠性,需要深入進(jìn)行調查研究,并且與演繹推理的其他方法緊密結合。調查研究越深入廣泛,與其他方法結合越緊密,其對原因的推斷就愈為可靠。
等量代換法
等量代換法即把不能直接解決的問(wèn)題用在某方面和他相同或相似的,并容易解決的問(wèn)題代替求解,從而求出所要問(wèn)題的答案,或是找到類(lèi)似的解決方法。
概括起來(lái),學(xué)習和研究科學(xué)思維方法論,具有以下重要意義: 第一,可以幫助人們自覺(jué)地掌握正確的思維方法和工作方法。
尤其可以幫助人們養成良好的思考習慣,學(xué)會(huì )和掌握正確的思維方法。我們知道,在現代科學(xué)研究活動(dòng)中,精密的儀器和先進(jìn)的實(shí)驗手段有著(zhù)重要的作用。
但是,我們必須承認,在科學(xué)研究工作中最重要的工具,無(wú)疑始終是人的大腦。人們花費了大量的時(shí)間和精力,通過(guò)學(xué)習和教育,來(lái)訓練和武裝自己的頭腦。
然而,對于如何充分利用頭腦,在技術(shù)細節上卻往往沒(méi)有注意。 我們在自己的實(shí)際工作中也深深體會(huì )到,盡管科學(xué)的思維方法未必肯定會(huì )使你的每項工作取得成功,但是,毫無(wú)疑問(wèn),科學(xué)的思維方法肯定比拙劣的方法更能促使你取得成功 ,并且 可以使我們少走彎路。
尤其在某些現象較為復雜,謬誤來(lái)源極多的學(xué)科中,運用科學(xué)的思維方法就顯得更加重要了。 第二,研究科學(xué)思維方法論不僅可以幫助人們提高科學(xué)素養,不斷增長(cháng)才干,提高科學(xué)的鑒別能力,從而認識當今科學(xué)發(fā)展的主流和趨勢;而且可以指導我們怎樣運用自己的智慧,去進(jìn)行創(chuàng )造性的研究工作。
我們知道,做任何一件事情,如果能夠切合實(shí)際地提出問(wèn)題,而且又有了解決這個(gè)問(wèn)題的正確方法,那么,這個(gè)問(wèn)題基本上已經(jīng)解決了一半或一大半。此外 ,在研究工作中 ,面對紛繁復雜的客觀(guān)世界,新情況,新問(wèn)題層出不窮。
使人眼花繚亂的不同假說(shuō)的取舍,課題的選擇,各種線(xiàn)索的鑒別等等,都要求研究工作者不僅要有淵博的學(xué)識,而且還要求有高超的鑒別能力和判斷力。所有這些,又都與人們掌握科學(xué)的思維方法關(guān)系密切。
第三,可以幫助青少年較快地健康成長(cháng),促使他們早出成果,多出成果。我們知道,具有天賦研究能力的科學(xué)研究工作者是有的,但是鳳毛麟角。
就絕大多數人而言,并非天才。對于這些人,如果給以有系統的思維方法的指導,比聽(tīng)任他們憑借個(gè)人的經(jīng)驗,漫無(wú)邊際地去摸索,無(wú)疑會(huì )更有助于他們的成長(cháng),促進(jìn)他們早出成果。
英國劍橋大學(xué)運動(dòng)病理學(xué)教授威廉·貝弗里奇指出:“人們普遍認為:多數人的創(chuàng )造能力很早就開(kāi)始衰退。對于一個(gè)科學(xué)家來(lái)說(shuō),姑且假定他遲早會(huì )懂得怎樣最好地進(jìn)行研究工作,但如果完全靠自己摸索,到他學(xué)會(huì )這種方法時(shí),他最富有創(chuàng )造力的年華或許已經(jīng)逝去。
因此,如果在實(shí)踐中有可能通過(guò)研究方法的指導來(lái)縮短科學(xué)工作者不出成果的學(xué)習階段,那未,不僅可以節省訓練的時(shí)間性,而且科學(xué)家做出的成果也會(huì )比一個(gè)用較慢方法培養出的科學(xué)家所能做的多。這是另一種推測,但其可能具有的重要意義是值得考慮的。
另一種考慮是:為未來(lái)的研究工作者所需要的正規教育日益增長(cháng),這就有可能會(huì )縮短最富有的創(chuàng )造性的年華。也許這兩種不良后果都可能因我們所建議的指導方法而有所緩解。”
第四,對于在各級各類(lèi)學(xué)校從事教書(shū)育人工作的教師來(lái)講,學(xué)習和研究科學(xué)思維方法論,可以幫助他們盡快適應當前推行的素質(zhì)教育的要求,及時(shí)改革教學(xué)內容和教學(xué)方法,全面提高教學(xué)質(zhì)量。在學(xué)校的教育 工作中 ,教師不僅要 向學(xué)生傳授各種知識 ,使學(xué)生“知其然”,并且“知其所以然”。
而且,更重要的,還應當教給學(xué)生運用已有的知識去進(jìn)行創(chuàng )造性思考和勞動(dòng)的方法。也就是教給學(xué)生如何運用自己的頭腦,運用已經(jīng)掌握的知識作為鑰匙,去打開(kāi)未知世界的寶庫。
不可否認,科學(xué)思維的訓練應該主要是學(xué)生的自我訓練,不能只靠別人的指點(diǎn)。然而在學(xué)生時(shí)代,如果能從老師那里獲得某些研究方法的教益或啟迪,或一般原則與思維方法指導,無(wú)疑會(huì )大大縮短學(xué)生參加工作的摸索階段。
第五,研究科學(xué)思維方法論,可以幫助人們更好地學(xué)習和掌握唯物辯證法,促進(jìn)他們形成科學(xué)的世界觀(guān)和方法論。因為科學(xué)思維方法論,要求人們堅持“觀(guān)察的客觀(guān)性”(列寧語(yǔ)),并用聯(lián)系與發(fā)展的觀(guān)點(diǎn)辯證地觀(guān)察客觀(guān)世界,要求以實(shí)踐作為檢驗科學(xué)理論及認識真理性的標準。
所以 ,斯蒂芬·梅森指出 :“比起任何特殊的科學(xué)理論來(lái),對人類(lèi)的價(jià)值觀(guān)影響最大的恐怕還是科學(xué)的方法論,它提出在不同觀(guān)點(diǎn)中進(jìn)行抉擇時(shí)必須尊重經(jīng)驗的證明,這種做法現在比起一百年前好像更廣泛地被運用到處理人與人的關(guān)系方面了 。”(斯蒂芬·F·梅森《自然科學(xué)史》,上海人民出版社,1977年版,第565頁(yè) )人們受到科學(xué)態(tài)度的影響,在處理問(wèn)題時(shí),越來(lái)越多地傾向于理性主義和客觀(guān)主義的觀(guān)點(diǎn)。
所以,受了科學(xué)的這種特性的影響的人,總是向前看,并且較少保守。這就是大多數現代自然科學(xué)家比較容易沖破唯心主義的思想束縛,自發(fā)地走上唯物主義道路的原因。
每個(gè)孩子都具有天賦的探索欲望,表現為好奇,好動(dòng)。在美國,老師通常認為孩子們完全能夠勝任探究者的角色,而老師只是孩子們探究知識的引導者。在課堂上,孩子可以提問(wèn)、大膽猜想,與小組成員一起設計實(shí)驗步驟,老師也會(huì )引導孩子進(jìn)行創(chuàng )造性地思考,動(dòng)手進(jìn)行操作,從而驗證孩子的猜想,總結得出結論。今天和大家一起分享一下美國小學(xué)的課堂是如何培養孩子的科學(xué)思維。
度量估算,培養孩子科學(xué)的測量分析能力
如何培養孩子的科學(xué)思維
在科學(xué)課上,除了培養孩子的估算能力外,還要教孩子用地道的美式度量單位測量長(cháng)度、體積、容積、溫度等。得到數據后,孩子們還要學(xué)會(huì )分析數據,把握其中的規律,得出自己的結論。
例如:在學(xué)習物體的三種狀態(tài)時(shí),孩子們可通過(guò)對溫度的感知,預估物體在特定溫度下的狀態(tài),也可以通過(guò)物體的變化,估算出當前的溫度。但不同物體在什么時(shí)候會(huì )熔化成液體呢?液體會(huì )在什么溫度下蒸發(fā)變成氣體呢?這些都需要孩子們運用較精確的數據說(shuō)明。在生動(dòng)有趣的實(shí)驗中,老師會(huì )教孩子們測量方法和注意事項,通過(guò)測量和數據分析,從而證實(shí)自己的猜想,得出結論。
審慎嚴謹,教孩子學(xué)會(huì )評判性思考問(wèn)題
如何培養孩子的科學(xué)思維
若干年前,大家都認為地球是平的。只有古希臘數學(xué)家畢達哥拉斯產(chǎn)生過(guò)質(zhì)疑,直至100多年前,古希臘科學(xué)家、哲學(xué)家亞里士多德才第一次對地球是圓的進(jìn)行了論證。學(xué)校的海報“Determine what is right instead of who is right”也體現了同樣的思維方式。
不盲從,不偏信,是美國孩子的特點(diǎn)之一。在課堂上,經(jīng)常會(huì )有培養孩子批判性思維的教學(xué)方式。如:老師會(huì )問(wèn)大家“聲音是在空氣中傳播得快,還是在水中傳播得快?”一開(kāi)始不告訴孩子們標準答案。老師指導孩子們搜集這方面的信息,并對這些信息進(jìn)行分析,最后鼓勵孩子們分享和交流自己的評估,最后下結論。久而久之,孩子們學(xué)會(huì )了不輕信,不盲從,懂得要客觀(guān)分析問(wèn)題,進(jìn)行獨立思考和理性判斷。
思維外化,教孩子用英文攥寫(xiě)科技小論文
如何培養孩子的科學(xué)思維
科學(xué)家會(huì )假想一些新穎的論點(diǎn),通過(guò)設計實(shí)驗步驟去驗證,當驗證不成立后,還會(huì )進(jìn)行新的假想,進(jìn)一步驗證。他們通過(guò)描述實(shí)驗步驟、現象,最終用論文來(lái)展示自己的論點(diǎn)和驗證結果。
例如:老師會(huì )提供材料,請孩子們設計實(shí)驗證明“水循環(huán)的哪個(gè)過(guò)程是我們所能夠看到的?”。孩子們要先想一想:What have we known about the water cycle? 然后,在老師的引導下設計實(shí)驗步驟,動(dòng)手操作。通常老師還會(huì )給出一個(gè)Possible Answer,引發(fā)孩子對問(wèn)題更深層次的思考,繼續探索。最終,孩子們會(huì )通過(guò)科技小論文為載體,展示自己思維的過(guò)程和結論。
學(xué)以致用,教會(huì )孩子用科學(xué)原理解釋生活中的想象
如何培養孩子的科學(xué)思維
通常大家對科學(xué)懷揣著(zhù)一份敬畏,認為科學(xué)是深奧的,甚至是難以理解和琢磨的,但“美國小學(xué)”科學(xué)課并非如此,老師會(huì )引導孩子們從身邊的現象去挖掘和感受科學(xué)的魅力。
例如:老師在講“回聲”這一自然現象時(shí),并沒(méi)有從原理層面直接切入,而是運用了童話(huà)故事,利用小主人公和蝙蝠先生的對話(huà)向孩子們娓娓道來(lái)“What echo means”。老師還會(huì )利用孩子們在現實(shí)生活中觀(guān)察到的自然現象,鼓勵孩子結合已學(xué)知識編撰科學(xué)小故事,在活學(xué)活用中,勤于思考,發(fā)現“生活中處處有科學(xué)”的真理。
美國小學(xué)科學(xué)課充滿(mǎn)趣味性、探索性。科學(xué)教師非常重視孩子在課堂上提出的問(wèn)題,教師通過(guò)提出個(gè)性化、開(kāi)放性、啟發(fā)性的問(wèn)題,巧妙將孩子的親身體驗與科學(xué)知識聯(lián)系起來(lái),讓孩子們應用實(shí)驗步驟,同小伙伴們一起驗證自己的設想。孩子們通過(guò)探究和解決問(wèn)題,獲得了自主習得知識和知識遷移的能力。
中國的科學(xué)課理論多于實(shí)踐,多是知識的傳授,即便是有科學(xué)實(shí)驗,老師一般都會(huì )先講解實(shí)驗目的、實(shí)驗步驟。孩子們動(dòng)手操作都是用相同的實(shí)驗方法和儀器得出相同的結論,證明科學(xué)課本上的理論或者定律。孩子們的探索被忽視,教學(xué)以考試為導向,考試以知識為衡量標準,會(huì )導致孩子動(dòng)手和思考能力弱。
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