思维科学篇1

为此，本刊从2012年第1期起，将连载刘奎林教授的《思维科学36讲》。意在启迪创新者更新思维观念，转变思维方式，吸收新的思维方法与艺术，提高创造性思维能力。以有利于培养出更多的杰出人才，让我们中国再一次走到科学和技术发展的最前列！

作者简介：刘奎林教授，1938年生，黑龙江省龙江县人。1965年毕业于哈尔滨师范大学数学系。系中国思维科学学会筹委会副理事长兼秘书长、全国灵感思维研究中心主任、黑龙江省省委党校思维科学教授、黑龙江省思维科学学会荣誉理事长。先后在《中国社会科学》《哲学研究》等刊物发表二十多篇学术文章。主要著作有《思维科学导论》《创造性思维学概论》《灵感――创新的非逻辑思维艺术》等。

第一讲 恩格斯首提关于思维的科学范畴

19世纪70年代，恩格斯在《自然辩证法》和《反杜林论》等文中都提出关于思维的科学概念，并对研究人类思维问题提出一系列原则性论述。恩格斯说：“每一时代的理论思维，从而我们时代的理论思维，都是一种历史的产物，它在不同时代具有完全不同的形式，同时具有完全不同的内容。因此，关于思维的科学，和其他各门科学一样，是一种历史的科学，是关于人的思维的历史发展的科学。”研究人的思维的历史发展的科学，主要是为了发展自然科学，建立科学的理论。因为自然科学家光用经验和形而上学的思维方式、方法已不中用了，决定其需要的是熟悉思维发展的历史，熟悉人类思维的规律，这对于自然科学家运用理论思维去整理概括感性经验，从而形成自然科学理论，具有十分重要的意义。

恩格斯关于思维及其思维规律科学，有以下几点具有历史性和科学性意义的论述。

一、以往的全部哲学都不包括思维科学，思维科学是一门独立的、历史性的科学

为纠正哲学界将哲学与思维科学混为一谈的情形，恩格斯特别提出：“在以往的全部哲学中仍然独立存在的，就只有关于思维及其规律的学说――形式逻辑和辩证法。其他一切都归到关于自然和历史的实证科学中去了。”关于思维科学是一门独立的科学观点，恩格斯在《反杜林论》一文中明确提出，思维科学是独立于“以往全部哲学”之外的一门科学。正因为哲学家们将哲学和思维科学混为一谈，致使思维科学发展得很慢，这种情形在今天中国的哲学界仍然没有彻底地改变。

二、哲学和思维科学的重大基本问题，是思维和存在的关系问题

恩格斯还指出：“全部哲学，特别是近代哲学的重大的基本问题，是思维和存在的关系问题。”思维和存在的关系问题是全部哲学的最重大的基本问题，自然也是独立于哲学之外的思维科学的重大的基本问题。其实，恩格斯提出思维与存在这个重大原则性问题，当时既针对远古时代遗留下来的“灵魂不死的观念”，又是针对当时宗教提出的“世界是神创造的”观念。恩格斯这一观点自然也成为衡量唯心主义与唯物主义唯一标尺了。这一原则应是思维科学工作者永久把握的重大原则问题。

三、恩格斯对那时思维科学仅包括形式逻辑和辩证法并不满意

恩格斯说：“思维规律的理论并不像庸人的头脑在想到‘逻辑’一词时所想象的那样，是一种一劳永逸地完成的‘永恒真理’。”不像“逻辑”的思维规律是什么？由于自然科学发展水平的限制，并没给出相应的答案。

四、研究思维规律应遵守的原则，是我们的主观的思维和客观的世界遵循同一些规律

思维规律不管怎样改变，新的思维规律不管何时以何种方式发现，它们都必然要遵循主观思维与客观规律相统一的原则。因为遵循这个原则是本能的、是无条件的。这个原则就是恩格斯所说的：“我们的主观的思维和客观的世界遵循同一些规律，因而两者在其结果中最终不能互相矛盾，而必须彼此一致，这个事实支配着我们的整个理论思维，这个事实是我们理论思维的本能的和无条件的前提。”

思维科学篇2

1 科学思维就不能想当然

思维是社会的人所特有的反映形式，它的产生和发展都和社会实践紧密地联系在一起。思维是人所特有的认识能力，是人的意识掌握客观事物的高级形式。思维在社会实践的基础上，对感性材料进行分析和综合，通过概念、判断、推理的形式，造成合乎逻辑的理论体系，反映客观事物的本质属性和运动规律。这就是思维科学的基本概念。

思维科学已广泛应用于自然科学和社会科学的各个领域，成为启迪新一代科学技术的人类科学思维的基石。我们也可将思维科学运用于新版GMP的起草过程，使制订的标准更符合生产实践。现以非无菌药品(包括相应的原料药)的生产环境洁净级别的修改为例，探讨由科学思维所引发的理性思考。

我国GMP对非无菌药品生产环境设置洁净级别是有历史原因的。经过20余年的GMP实践，不少企业在硬件设施方面已具备了与发达国家接轨的基本条件，思想上也具备了接受GMP对非无菌药品生产理念的认识基础。早先为非无菌药品设置洁净级别的理由已不复存在。科学的思维来自于社会实践基础，因此有必要重新审视原有规定的合理性。

纵观国外GMP，非无菌药品生产环境都不设定洁净级别，这不能简单地理解为生产操作室不需要洁净，只是对室外含尘空气的净化处理不刻意规定需要达到的级别。我国医药行业1982年出台的《药品生产管理规范(试行)》，为改变当时大部分企业生产环境不密闭的情况，参照国外药厂经验，要求非无菌药品生产环境的空气应经一次粗效、两次中效过滤后送人，所达到的空气洁净度只要求＞10万级，并不规定具体级别。至今美国的cGMP、欧盟的GMP指南，对非无菌药品生产环境的洁净级别都无官方要求，只强调“设施的设计应考虑最大限度地控制可能的微生物污染”。这就是非无菌药品生产环境设置净化空调系统的主要目的。天津大学在国内首创的细菌过滤效率测试台，对各种滤材和各级过滤器的滤菌率进行了大量的实验。数据表明：空气过滤器的除菌效率，粗效过滤器为31.5％～81.6％，中效过滤器为50％～93.8％，亚高效过滤器为94.7％～100％。从理论上分析，对非无菌药品生产环境无需使用高效空气过滤器。事实上，空气过滤只是用物理方法控制空气中的微粒和微生物，并无杀灭微生物之功能；对于沉积在产品、设备、器具、操作台、工作服和人体表面的微生物，应使用其他综合方法进行消毒、灭菌。再者，非无菌药品的给药途径不同于无菌药品，控制非无菌药品的微生物限值才是确保药品质量的重点。这就是国外GMP强调非无菌药品生产的微生物控制，不规定生产环境空气洁净度的原因。我国现行药典附录XⅢC“微生物限度检查法”已规定了非无菌药品的微生物限值标准(表1、表2)。新版GMP完全可以参照这个思路，对我国非无菌药品的生产提出控制微生物、取消相应的洁净级别的合理要求。

可是，起草人不但坚持要为非无菌药品生产环境设置洁净级别，而且还把级别从30万级提升到10万级。殊不知现行的30万级正是从1992版GMP的10万级修正过来的。如今改回去，只能理解为30万级不可靠。起草人是否想过，如果这个结论成立，该对1998年至今10多年生产的非无菌药品作如何评价?对非无菌药品生产企业所取得的认证证书又该作如何解释?如果证书没有发错，30万级依然有效，那末，莫名其妙改地为10万级，理由和证据何在?

思维科学要求我们在实践的基础上运用概念、判断、推理，去反映客观事物的本质属性和运动规律，而不是关起门来想当然。起草人不顾生产实践，执意认为一旦取消了洁净级别，“国内企业就会敞开操作了”。这样的担心真是低估了国内企业对GMP的认知水平，难道我们奋斗了20余年的GMP成果全靠“洁净级别”独木支撑，一旦缺失就会前功尽弃。反而是有必要提醒起草人，实践证明“空气净化”不是确保产品质量的万能钥匙，它在洁净室及相关环境的污染控制方面具有明显的局限性。再也不要想当然地认为，改造后的企业的净化设施都留有余地，将30万级改为10万级花不了几个钱。我们应该明白，该花的钱再多也得花，不该花的再少也不应花。事实是，即使换气次数由10～12次／h增加到＞15次／h，企业将长期为之付出代价。盲目提高洁净级别，只会浪费建设资金、增加生产成本和提高能源消耗，无论对国家、对企业、对节能和减排，都是不利的。

像这样不符合生产实践，想当然的条款，在新版GMP的两次征求意见稿中并不是个别现象。

2 科学思维就不能脱离现实

新版GMP的两次征求意见稿，把无菌药品生产环境的级别贸然地改为A、B、C、D 4级标准，同样引来人们的质疑。

1)1982年中国医药工业公司为行业自律制定了《药品生产管理规范(试行)》。当时国际公认的无菌药品生产环境控制，就是以美国为代表的100级+1万级(简称为A+C)和世界卫生组织(WHO)推荐的A、B、C、D(简称为A+B)两种模式，我们选择了前者。之后我国GMP1988版、1992版和1998版都继续沿用，至今已20余年。如今，新版GMP起草人突然要改为WHO模式，是现行模式出了问题，不能保证无菌药品质量?还是新版GMP要套用欧盟GMP，就必须参照欧盟采用的WHO模式?

修改标准同样离不开生产实践。起草人必须提出足够的证据，证明我国不能继续使用现有模式的理由。企业和所有关心我国GMP的人们，对标准的制订、修改的原因和由此引发的风险，应有知情权。现有标准并不影响我国药品跻身国际市场，我国产品未能进入欧洲市场也并非主要因为没有实施A+B；同样，美国产品进入欧盟也没有以采用A+B为前提。国内企业为拓展欧洲市场自愿采用欧盟标准，与全国一刀切地使用欧盟标准不应同日而语。没有足够的证据(接轨只是理由，不是证据)证明现行标准是影响我国无菌药品生产质量的主要原因，就随意否定国内使用了20余年的标准，这决不是科学的思维方式。

2)我国现行GMP确实存在不少问题。比如对药品生产环境只提生产设施的设置，没有强调它在生产、维护方面的管理要求，这就是现行GMP需要修改的重点。新版GMP完全可以在现有设施基础上，增加操作环境微粒和微生物数的动态监测等管理要求，还可以参照美国FDA的检查指南，要求企业在生产记录上记录生产状态时单向流罩下的微粒数，以证实无菌药品在100级保护下生产。何必非要改成A+B模式后才能强调动态监测?

3)A+C和A+B两种模式在国际制药行业同样运行了几十年，两者之间并不存在标准的高低之分。A +B不是新标准，更不是新趋势。两种模式都把药品开口工序的操作视为关键，都要求在100级单向流保护下，避免操作人员和操作环境的接触，没有本质区别。不同的只是对关键岗位的背景要求，各有各的说法，属于可继续研究、讨论的学术问题，仁者见仁，智者见智，至今并无定论。只要加强管理、严格执行，两种模式都能取得满意的效果；反之，也都能产生质量问题。我国无菌药品生产存在的问题主要是执行不严格、监管不到位，决不是标准的错位。

无论A+B还是A+c，都只是控制无菌药品生产不受污染的技术措施。检查、考核无菌药品生产过程和产品质量能否达到要求，并不以采用哪一种措施为标准，而是要看所用措施经过验证的实际效果，设施只有严格按验证后的SOP进行生产才能真正保证无菌药品不受污染。

近年来，工业洁净技术的发展趋势是提倡采用限制接触系统(RABS)，把操作人员和操作环境高度分隔，以确保关键岗位的净化效果和降低装置内单向流风速和背景的洁净级别。这些研究不但有产品问世，而且已在无菌药品生产中得到应用。

我国采用RABS技术尚不多见，但国家标准《医药工业洁净厂房设计规范》已提出“局部空气洁净度100级的单向流装置外缘宜设置围帘，围帘高度宜低于操作面”的要求，目的也是为了确保单向流罩下的100级净化空气免受人员和其它因素干扰。

事实证明，在接受“重点在于控制关键操作的微生物污染”的理念基础上，我们可以采取多种措施，而不只在背景上做文章。

4)按征求意见稿要求：生产环境改为A+B模式，A级单向流速度为0.36～0.54m/s，目前单向流设施的送风量(0.25-0.30M/s)将大幅度增加。有必要指出，有关风速的建议是指南内容，规范中不应规定，因为实际风速应根据操作环境的生产、装备、人员的发尘量调节。为使操作区背景达到B级，必须增设风口，现有的换气次数也将成倍增加，像欧盟GMP指南所述的几十次换气，要实现静态100级，无论是理论还是实践上都是不可能的。看似简单的改动，却意味着现有空调系统从空调箱开始都要重新改造，有的还会涉及工艺布局，甚至报废重来。我国现有粉针剂生产单位385家、冻干剂生产单位491家，大部分企业(远不是起草说明中说的只有300家)又将面临重新改造。现实的情况是这些企业为接受GMP认证，刚完成一轮伤筋动骨的改造，如今前账未清，又要再次投入。然而，如此无休止的改造是否真的能提升产品质量，是否有风险评估作保证?如果仅仅是换个模式，这样的决策是否应该慎之又慎?

从对事物本质、整体反映上研究思维才是辨证思维学，脱离现实的思维最终将被现实证实是行不通的。现在不是我国GMP刚刚起步的1982年或者1988年，我们可以自由选择A+B模式。在运行了20多年后的今天旧事重提，问题就不那么简单了。这难道不值得我们深思吗?

思维科学篇3

一、审美与形象思维关系密切

审美与形象思维的关系问题，安徽淮南师范学院杨春鼎先生研究得较深刻。

要研究形象思维和美的欣赏的关系，首先必须弄清形象思维是理性活动还是非理性活动这个问题。说审美的形象思维是单纯的非理性活动，显然是错误的。然而，学术界不少同志因为忌讳这种看法，又导致另一极端，认为审美过程中的形象思维完全是一种理性活动。

其实，形象思维主要是显意识活动，但也无法排除潜意识的辅助作用，或者说，形象思维有有意识控制的一面，也有无法控制的一面。不仅审美创造要用形象思维，审美欣赏、审美评价也要用形象思维。

马克思在谈到古希腊神话时说过：“希腊艺术的前提是希腊神话，也就是已经通过人民的幻想用一种不自觉艺术方式加工过的自然和社会形式本身。”古代人们创作神话，就是运用了“一种不自觉的艺术方式”。黑格尔在《美学》第2卷中，在分析象征型艺术时，也看到了不自觉的象征和自觉的象征的区别。在现实生活中，我们也可看到许多民歌手，善于用比兴的手法做诗，但却没有学过什么修辞学。

人的形象思维能力不是固定不变的，既不存在绝对不自觉的形象思维，也不存在绝对自觉的形象思维。再愚蠢的目不识丁的人，只要不痴不呆，总有一定的自觉的形象思维与抽象思维，再伟大的思想家、文学艺术家和科学家，尽管满腹经纶，著作成山，总有大量的不自觉的形象思维。只不过在人的一生中，少时自觉少，老时自觉多；盲行自觉少，勤思自觉多。在接触某一人或事物时，开始自觉少，后来自觉多。

二、美的欣赏与形象思维

在古代希腊，以毕达哥拉斯学派为代表的美学家们，就看到了“美在于形式”这一点。亚里士多德也基本上继承了这一看法，他在《诗学》第七章中说：一个有生命的东西或是任何由各部分组成的整体，如果要显得美就不仅要在各部分的安排上有秩序，而且还要有一定的体积大小，因为美就在于体积大小和秩序。

一切外在形式美都不是孤立存在的，都只是自然美和生活美的一部分。人们在审美活动中，既有单纯的一面，又有复杂的一面，人们总是结合着生活的本质和自然的属性从整体上去欣赏生活美和自然美。如一个钟，一台收音机，人们不只欣赏其外壳的美观，还特别珍视钟能报时，收音机能播送新闻和音乐；人们到动物园去看蛇和老虎，是不能撇开蛇会咬人、虎会吃人的可怕习性而单纯欣赏其体态美的。

自然形式美，是撇开了自然属性美的自然美。

自然美是自然形式美与自然属性美的统一。

正如马克思所说：“因为不仅是五官感觉，而且那所谓的精神感觉，实践的感觉（意志、恋爱等等），一句话，人的感觉，诸感觉的人类性，只有通过它的对象的存在，通过人性化了的自然才生成起来。五官感觉的形成是全部至今的世界史的一个工作。”

艺术美，是生活和自然经过文学艺术家艺术的形象思维创造性的反映。但是，生活和自然的美与丑，并不能决定艺术的美与丑。艺术美主要决定于作品艺术性的高低和作品思想性的深浅新旧。过去的中外文学史上，优秀的文学艺术作品反映的多是生活的悲剧、忧愁或愤慨的情绪。古代的生活，对于人民来说，不能算是美的，但是反映这种生活的文学艺术作品，黑格尔的论述要明确深刻得多。他在《美学》第1卷的绪论中说：“我们可以肯定地说，艺术美高于自然。因为艺术美是由心灵产生和再生的美，心灵和它的产品比自然和它的现象高多少，艺术美也就比自然高多少。”

思维科学篇4

成为驱动时展动力的市场经济体制的建立，与旧的思维方式不可避免地已经发生了激烈的冲突。

我们的思维应该是开放性的。市场经济使整个社会高速运转起来，到处充满了生命的活力。熟悉的逝去了，生疏的出现了，一切都在变，具有恒久生命力的变化和转瞬即逝的变化，汇成一股巨大的信息流，冲击着我们的大脑。知识总量呈几何级数的增长，信息如潮到处涌动，世界经济连成一片，国门洞开，如果思想仍偏安一隅，龟缩在原有领地，整个心灵将被窒息；如果拒绝新知识新信息，大脑将如死水无澜。

我们的思维应该是发散性的。传统的直线型思维已经不再顺应历史。市场经济冲击着大一统的经济体制，催生着经济模式和社会生活的多样化。不同所有制并存和不同企业相互间的多种联合方式；新产业的产生和产业间关系的急剧变化；利益集团的形成和相互间的牵动；生活方式富有个性和丰富多采。与之相适应，思维必须突破直线型的框架，不断向外发散，使思维弥散、跳跃、触类旁通，在风马牛不相及中看到相及处。面对同一个问题，尽量提出多种设想、多种方案、多种选择，使思路开阔。

思维科学篇5

从1901年到2000年，共有65名英国科学家获得诺贝尔物理、化学及生理医学奖。

从1992年起，英国每年至少产生一位“搞笑诺贝尔奖”获得者。

往这个小岛上生活了1％的世界人口，做着占全球5％的科学研究，得出的科学著作占9％。

他们称自己是“小岛国上有大想法”的一群人。

英国的政府科研部门之间也存在着迂回复杂的关系，光是研究协会(Research Council)就分为艺术与人类学研究、生物学与生物技术研究、社会与经济研究、物理工程研究、医学研究、自然环境研究和科研设备研究7个，而主管这些协会经费的部门DIUS(工业、大学与技术部)2007年6月刚刚成立，是新首相布朗上任前后的几个大手笔之一。而闻名于世的皇家科学院一直都属于一家民间慈善团体。

“显然，英国科学家的科学精神与文化传统是分不开的。‘搞笑诺贝尔奖’是一个非常棒的主意，我希望科学家们都能够尝试着从镜子里看看另一个自己。”英国驻广州科技领事薄乃觉(Nigel Birch)说。他的意思是，英国科学家其实是一群非常有趣的人，尽管英国科研系统分支不少，科学家们还经常面临因机构变动而不得不中止的项目，但他们所具有的挑战和颠覆精神向来是一以贯之的。“中国和英国科学家有很大的不同，英国有为数不少的民间基金和组织支持一定的科研项目是一方面，但有一个很重要的因素是思维方式，中国的学生很少质问他们的老师，这一点和英国非常不一样。”当然，薄乃觉本人也曾经是一名戴着英国科学家头衔的人，主要工作是在非洲研究苍蝇。

非洲有一种像蚊子一样会吸血的苍蝇，它们的幼虫会寄生在人体内，薄乃觉的工作就是追踪这些苍蝇，研究它们的习性。回国以后，由于政府机构变动，这项研究没有再进行下去，但是对生物研究工作依旧抱有热情的薄乃觉把对象放到了鸟类身上，有事没事就去郊外观鸟。在闲暇时间有看鸟爱好的英国人数之多，引起了科研部门的注意，他们把这些人集中起来，组成了一个鸟类研究机构，“我每天早上起来去数一遍鸟，把它们的种类、数量记下来，太阳下山鸟儿都回巢以后再去数一遍。”薄乃觉说。就这样，科学工作与日常生活形成了密不可分的关系。

思维科学篇6

数学家克莱因说：“数学是人类最高超的智力成就,也是人类心灵最独特的创作.音乐能激发或抚慰情怀；绘画使人赏心悦目；诗歌能动人心弦；哲学使人获得智慧；科学可以改善物质生活；但数学却能提供以上的一切.”

神舟5号载人飞船成功发射,顺利返回,实现了中华民族几千年的梦想,在举国上下欢欣鼓舞之际,可能很少有人想到数学技术在这一事件中扮演的重要角色.在遨游太空这一壮举中,数学中有两门学科起着关键作用：1948年仙农建立的数学信息论,以及1946年维纳开创的数学控制论.

首先,这需要地面远距离传送指令信息,这肯定要受到噪声的干扰.如何保证“神舟5号”上接受的指令完全正确,这需要用抗干扰的通信理论和数学滤波设计.

至于如何指挥“神舟5号”上的计算机启动阀门,调整飞行姿态,控制进入大气层的地点和速度,都必须准确地运用控制论技术.时至今日,宇航专家对这门数学控制技术的应用可谓驾轻就熟,因而使“神舟5号”太空之旅无惊无险.是的,我们虽然看不见数学技术的巨大威力,却无时无刻不在享受着它的恩惠.

依据多年的实践与思考,我们认为：数学姓“思”,即思考、思维、思接千载通万里.数学是“聪明学”,主要是为了使学生变得聪明、变得坚毅,数学应激发学生思考的热情,使学生会思考、善思考、勤思考.数学应使学生接受数学精神、思想和数学方法的薰陶,提高思维能力,锻炼意志品质,并把它们迁移到学习、工作和生活的各个领域中去.数学教学是数学思维活动的教学,而不是数学知识(数学结果)的教学.现代教学论认为,数学教学的任务应是形成和发展具有思维特点的智力活动结构.

数学是思维的体操.这是由数学内容高度的抽象和推理的严谨性而决定的.

曾经使爱因斯坦获诺贝尔奖的质能方程E=mc2,深刻而复杂的理论一经抽象,竟成了一个简单的方程式.如果用其它语言来阐明E=mc2所表达的思想,就会繁不堪言和“俗不可耐”.

如同文学艺术塑造典型形象一样,数学定理也是源于“生活”而高于“生活”.勾股定理,正、余弦定理,二项式定理等都是典型例子.归纳推理与演绎推理是数学学习中常用的两种模式.

数学推理,常把我们带到一个“美妙的世界”.如极限过程谁也不曾经历,但我们却能依据极限理论完成这个过程,并能推出许多结果.

推理的严谨性既是数学的特点,又是数学追求的目标.平面几何的严密体系使爱因斯坦感叹道：“世界第一次目睹了一个逻辑体系的奇迹, 这个逻辑体系如此精密地一步一步推进,以致它的每一个命题都是不容置疑的――我这里说的是欧几里德几何.推理的这种可赞叹的胜利,使人类理智获得了为取得以后的成就所必须的信心.”

数学思维的魅力表现在数学结构系统的协调、完备上.数学发现活动往往开始于对现有知识结构缺陷的直觉思维.

如考虑,ab=N定义的几种运算：

已知a,b,求N (乘方运算)；

已知N,b,求a(开方运算).

从对称性考虑,自然要研究已知的a,N求b的运算.即对数运算.如2b=4求b, 从而知b既叫指数又叫对数.N既叫幂又叫真数.“星星还是那星星”在不同的运算系统中“月亮”已不仅仅是那个“月亮”,因变换了时空,名称也要“与时俱进”.

数学思维的魅力还显示在数学的真实性和谦虚性上.“数学世界从它的公理开始直到演绎的最后一个环节都是不允许撒一个谎,说一句假话的.即便是错一个符号也不行.因为数学一说假话,马上就演算不下去,整个建筑就会轰然倒塌.数学这种 求真的忠诚和严肃性堪称为人类追求真理的表率和楷模,是感人至深的”.谦虚性表现在用自身理论证明自己不能的问题.诸如：尺规作圆不可能的问题(任意角的三等分、化圆为方等).

思维的魅力还表现在它是一种文化素养上.柏拉图在他哲学学校门口张榜申明,不懂几何学的人不得入内,并非课程要用几何学,柏拉图说,不经过严格的数学训练的人是难以深入讨论所设的课程及论题的.英国律师至今在大学里学习许多数学知识,并非律师课程与数学有直接联系,而是考虑：通过严格的数学训练,能养成一种坚定不移而又客观公正的品格,形成严格而精确的思维习惯.被誉为西方名将摇篮的美国西点军校,许多高深的数学课均为必修课.我国著名数学家徐利治访美时,曾两次应邀为研究生作报告.以培养将帅为目标的军校何以如此呢？这样做的目的并不在于未来实战指挥中要以这些数学知识为工具,而是考虑：经过严格的数学训练,能使学员在军事行动中,把那种特殊的活力与灵活性快速结合起来,使学员们具有把握军事行动的能力和适应性,从而为他驰骋疆场打下坚实的基础.学生所学的具体数学知识,进入社会后,几乎没有什么机会应用,因为这种作为知识的数学,通常在走出校门后不到一两年就忘掉了,然而不管他们从事什么业务工作,那种铭刻在头脑中的数学精神和数学思想方法,却长期地在他们的生活和工作中发挥着重要的作用.这无疑是对数学思维的一个精彩注解.

数学教人聪明.眉头紧锁,凝神苦思,千转百回,山重水复疑无路……蓦然,灵光一闪,峰回路转,柳暗花明又一村：“哟,太妙了!”这不正是数学中的一种常见意境吗？巧思妙解一次一次把人的智力升华到新的无极境界；题海拾贝常让人流连忘返,废寝忘食；在那里,弄潮儿们沐浴着智慧的阳光,充满灵气的清泉汩汩涌出,美意无限,令人心旷神怡.精彩绝伦的巧思妙解、赏心悦目、美不胜收.如“哥德巴赫猜想”、“费尔马大定理”等,它们以严密的逻辑推理令人叹服,又以匠心独具的构建模式使人陶醉,无一不是思维的结晶.

现代数学教学把发展学生的思维提高到相当高的地位,形象地把数学比喻为“锻炼思维的体操”.奥加涅相认为,“区别于传统的教学,现代教学的特点在于力求控制教学过程以促进学生思维发展”.因此,当具体研究数学教学的序幕揭开后,我们把数学思维的研究作为这台“交响乐”的“序曲”.其实不少科学家对数学也做过类似的论述.辛格认为,数学的效用主要是“发展思维功能和掌握复杂情况的能力”.卡米查尔(R•Carmachael),说：“数学是一个思想领域,它为我们提供了有关清晰、精确思维的必要和明确的知识”,冯•诺意曼(V•Neunann),更称“数学处于人类智能的中心领域”.由于思想是人类智慧的核心,这就肯定了数学在培养人思维方面具有其他学科无法替代的功能.

更确切地说,数学是锻炼和发展人的多种思维能力的“智力体操”.数学是理性思维的精华.

1 数学是培养抽象思维和逻辑思维能力的传统学科

数学思维是严密的,最讲究秩序的.确实,五花八门的几何图形,如三角形、圆、多边形、长方体、圆锥面等等,居然可以从几个平凡的公理出发,步步为营,依次展开,推理出一系列的前后有序的定理链条,最后构成了欧氏几何学.它堪称是逻辑体系的奇迹,这一逻辑体系是如此精密地一步一步推进,使它的每一个命题都不容置疑,从而构建了一座巍峨的几何大厦.而对平行公理的另类处理,又导致了两种非欧几何的诞生,且在现代科学中找到了它的背景.逻辑推理的这一可赞叹的成就,不仅表明了数学的无限创造力,也使人类的理智获得了为取得今后成就的信心.另外,我们能从一堆乱麻似的数据中,找到一些关系,写成方程式,而且可以按部就班地把未知数一一解出来.一个数学命题的正确与否,通常都有方法,按照一定的程序,丝丝入扣地给以证明.这一切,都反映了数学思维的“秩序化”特征.学习数学,就是要学会逻辑,使人的头脑有条理,能够按照事物发展的逻辑顺序安排工作,办起事来有条不紊.

虽然数学和科学与人类文明同生共存,但由于数学科学的发展,特别是计算机的应用,今天的数学已不仅仅是一门科学,还是一种普遍适用的技术.数学给予我们的不仅仅是知识,更重要的是能力,这种能力包括直观思维、逻辑思维、精确计算和准确判断.

数学是思维的科学,而不是实验的科学.即绝大多数数学问题不能实验,但能进行推理和计算,利用推理和计算,可以解决高新技术中的关键问题.

当今世界已禁绝地面核试验,偶尔的地下核试验也会招致异口同声的指责.于是利用计算机和电脑模拟操作,把原子弹、氢弹试爆和导弹发射、航天飞行器飞行实验,降低到最低限度.一方面避免了世人的瞩目、指责,另一方面也节省了巨大耗资,又可规避危险因素,可谓一举三得.高新技术本质上是一种数学技术,也就是必须用方法来解决的技术.

2 数学又具有开发非逻辑思维与合情推理的功能

这是随着心理学与数学教育研究与实践的不断发展,而为人们所逐渐认识的.逻辑推理固然是数学论证必不可少的关键步骤,但数学上的发现和创新一刻也离不开观察、实验、类此、联想、不完全归纳、猜测、想象、直觉等“合情推理”.由于在当前的数学教学中,右半脑的功能还常常受到压抑,并表现为想象力贫乏,不善于灵活运用数学知识,缺乏探索和创新.因此,对非逻辑思维能力的训练,应受到更多的重视.

3 数学还发展出许多特有的思维方法和技巧,通过数学方法论的桥梁,能转化为一般的数学方法

数学是唯一能为人类提供精确思维的科学.英国科学家培根说：“数学是通向科学大门的钥匙”,人们现在越来越深刻地认识到,任何科学、理论、甚至技术,只有与数学结合起来,才能获得明确的思路,形成精确的结论,也才能获得广泛的应用.比如万有引力定律,其实万有引力思想早就有之,但只有牛顿以精确的数学公式表达时,才能成为科学中一条最重要的定律,从而得到广泛的应用.很难设想,没有万有引力的数学公式,会有今天的人造卫星和宇宙航行.爱因斯坦的相对论的发明也有类似的经历,所以爱因斯坦感到“理论物理学家,越来越不得不服从纯数学形式的支配”并坚信“创造性原则寓于数学之中.”从而印证了伽里略的名言：“自然界的伟大的书,是用精确的数学语言写成的.” 数学的精确思维,帮助科学家们在宏观的无穷和微观的无穷两个层面上,进行着精微无尽的探索,得到一个又一个妙不可言、令人叹服的思维成果.

思维科学篇7

计算思维的提出

思维是人脑对于客观事物的本质及其内在联系间接的和概括的反应，是一种认识过程或心理活动。简单地说，思维是人进行思考、通过人脑的活动解决问题的能力，是人的智力在一个方面的体现。思维方式也是人类认识论研究的重要内容。

2006年3月，时任美国卡内基·梅隆大学(CMU)计算机科学系主任、现任美国基金会(MSP)计算机和信息科学与工程部(CISE)主任的周以真(Jeannette M.Wing)教授，在美国计算机权威刊物《Communications of the ACM》上，首次提出了计算思维（Computational Thinking）的概念：“计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。”周以真教授从思维的视角阐述计算科学，并以此来探索计算机学习的教育价值。为此，周教授撰写了针对大学所有新生的“计算思维”讲义，并以此作为“怎样像计算机科学家一样思维”课程的主要教材。

计算思维这一概念提出后，立即得到美国教育界的广泛支持，也引起了欧洲的极大关注。目前，计算思维是当前国际计算机界广为关注的一个重要概念，也是当前计算机教育需要重点研究的课题。在美国，不仅有卡内基·梅隆大学的专题讨论，也有包括美国计算机协会（ACM）、美国国家计算机科学技术教师协会（CSTA）、美国数学研究所（AIM）等组织在内的众多团体的参与；计算思维还直接促成美国国家科学基金会（NSF）重大基金资助计划CDI（Cyber-Enabled Discovery and Innovation）的产生，CDI计划旨在使用计算思维产生的新思想、新方法，促进美国自然科学和工程技术领域产生革命性的成果。CDI的最终研究成果将使人们的思维模式发生转变。这种以“计算思维”为核心的转变，反映在美国国家自然科学与工程，以及社会经济与技术等各个学科领域。

计算思维不仅影响着美国，也影响着英国的教育，在英国的爱丁堡大学，人们在一连串的研讨会上探索与计算思维有关的主题。每次研讨会，都有不少专家讨论计算思维对不同学科的影响。研讨会上所涉及的学科已延伸到哲学、物理、生物、医学、建筑、教育等各个不同的领域。另外，英国计算机学会（BCS, British Computer Society）也组织了欧洲的专家学者对计算思维进行研讨，提出了欧洲的行动纲领。

国内有关计算思维的研究

上世纪80年代，钱学森先生在总结前人的基础之上，将思维科学作为11大科学技术门类之一，与自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、人体科学、行为科学、军事科学、地理科学、建筑科学、文学艺术并列在一起。自从钱学森提出思维科学以来，各种学科在思维科学的指导下逐渐发展起来，计算学科也不例外。黄崇福教授可能是国内最早阐述计算思维的学者。1992年，黄崇福在其所著的《信息扩散原理与计算思维及其在地震工程中的应用》一书中给出了计算思维的定义：“计算思维就是思维过程或功能的计算模拟方法论，其研究的目的是提供适当的方法，使人们能借助现代和将来的计算机，逐步达到人工智能的较高目标。”

国内关于计算思维的研讨大部分都是在与计算机方法论一起研究的。桂林电子科技大学计算机与控制学院董荣胜教授在对计算思维和计算机方法论的研究中指出：计算思维与计算机方法论虽有各自的研究内容与特色，但它们的互补性很强，可以相互促进，计算机方法论可以对计算思维研究方面取得的成果进行再研究和吸收，最终丰富计算机方法论的内容；反之，计算思维能力的培养也可以通过计算机方法论的学习得到更大的提高。两者之间的关系与现代数学思维和数学方法论之间的关系非常相似。

2009年7月26日，中国工程院院士、中科院计算技术研究所所长李国杰在NOI2009开幕式和NOI25周年纪念会上的讲话提到：“计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为，它选择合适的方式去陈述一个问题，对一个问题的相关方面建模并用最有效的办法实现问题求解。有了计算机，我们就能用自己的智慧去解决那些计算时代之前不敢尝试的问题。”同年11月9日，在《中国信息技术已到转变发展模式关键时刻》一文中，李国杰在展望未来信息技术的发展前景时指出：“20世纪下半叶是以信息技术发明和技术创新为标志的时代，预计21世纪上半叶将兴起一场以高性能计算和仿真、网络科学、智能科学、计算思维为特征的信息科学革命，信息科学的突破可能会使21世纪下半叶出现一场新的信息技术革命。”2009年12月27日，中国计算机学会青年计算机科技论坛哈尔滨分论坛（YOCSE哈尔滨）与哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院青年沙龙共同举办了“计算思维”专题论坛的会议。哈工大计算机学院副院长王亚东教授作了题为“计算与计算思维”的报告。报告从科学技术发展的角度出发，讲述了计算思维已经和即将对各门学科产生的影响，在计算机专业的各门课程中渗透“计算思维”的设想，并倡议学者们总结计算思维有哪些类别，以及它们和各门学科、日常生活的关系。

2010年7月19日至20日，北京大学等九所知名高校在西安交通大学举办了“C9高校联盟计算机基础课程研讨会”。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任陈国良院士亲临大会，作了“计算思维能力培养研究”的报告。大会就增强大学生计算思维能力的培养发表了“C9高校联盟计算机基础教学发展战略联合声明”。

计算思维的关键内容

当我们必须求解一个特定的问题时，首先会问：解决这个问题有多么困难？怎样才是最佳的解决方法？当我们以计算机解决问题的视角来看待这个问题，我们需要根据计算机科学坚实的理论基础来准确地回答这些问题。同时，我们还要考虑工具的基本能力，考虑机器的指令系统、资源约束和操作环境等问题。

为了有效地求解一个问题，我们可能要进一步问：一个近似解是否就够了，是否有更简便的方法，是否允许误报和漏报？计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。

计算思维是一种递归思维，是一种并行处理。它可以把代码译成数据又把数据译成代码。它是由广义量纲分析进行的类型检查。例如，对于别名或赋予人与物多个名字的做法，它既知道其益处又了解其害处；对于间接寻址和程序调用的方法，它既知道其威力又了解其代价；它评价一个程序时，不仅仅根据其准确性和效率，还有美学的考量，而对于系统的设计，还考虑简洁和优雅。计算思维是一种多维分析推广的类型检查方法。

计算思维采用了抽象和分解来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统，它是一种基于关注点分离的方法（Separation of Concerns，简称SOC方法）。例如，它选择合适的方式去陈述一个问题，或者选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理；它是利用不变量简明扼要且表述性地刻画系统的行为；它是我们在不必理解每一个细节的情况下就能够安全地使用、调整和影响一个大型复杂系统的信息；它就是为预期的未来应用而进行数据的预取和缓存的设计。

计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维。例如，对于“死锁”，计算思维就是学习探讨在同步相互会合时如何避免“竞争条件”的情形。

计算思维利用启发式的推理来寻求解答，它可以在不确定的情况下规划、学习和调度。例如，它采用各种搜索策略来解决实际问题。计算思维利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行权衡。例如，它在内存和外存的使用上进行了巧妙的设计；它在数据压缩与解压缩过程中平衡时间和空间的开销。

计算思维与生活密切相关：当你早晨上学时，把当天所需要的东西放进背包，这就是“预置和缓存”；当有人丢失自己的物品，你建议他沿着走过的路线去寻找，这就叫“回推”；在对自己租房还是买房做出决策时，这就是“在线算法”；在超市付费时，决定排哪个队，这就是“多服务器系统”的性能模型；为什么停电时你的电话还可以使用，这就是“失败无关性”和“设计冗余性”。由此可见，计算思维与人们的工作与生活密切相关，计算思维应当成为人类不可或缺的一种生存能力。

计算机科学是计算的学问，它研究什么是可计算的，怎样去计算。计算思维具有以下特性：（1）概念化，不是程序化。计算机科学不是计算机编程。像计算机科学家那样去思维意味着远不止能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维。（2）根本的，不是刻板的技能。根本技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。刻板技能意味着机械的重复。具有讽刺意味的是，当计算机像人类一样思考之后，思维可就真的变成机械的了。（3）是人的，不是计算机的思维方式。计算思维是人类求解问题的一条途径，但绝非要使人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪颖且富有想象力，是人类赋予计算机激情。配置了计算设备，我们就能用自己的智慧去解决那些在计算时代之前不敢尝试的问题。计算机赋予人类强大的计算能力，人类应该好好地用这种力量去解决各种需要大量计算的问题。（4）数学和工程思维的互补与融合。计算机科学在本质上源自数学思维，因为像所有的科学一样，其形式化基础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统，基本计算设备的限制迫使计算机科学家必须计算性地思考，不能只是数学性地思考。构建虚拟世界的自由使我们能够设计超越物理世界的各种系统。（5）是思想，不是人造物。不只是我们生产的软件硬件等人造物将以物理形式到处呈现并时时刻刻触及我们的生活，更重要的是计算概念，这种概念被人们用于求解问题、管理日常生活、与他人交流和互动。（6）面向所有的人，所有地方。当计算思维真正融入人类活动的整体以致不再表现为一种显式之哲学的时候，它就将成为一种现实。就教学而言，计算思维作为一个问题解决的有效工具，应当在所有地方、所有学校的课堂教学中得到应用。

计算思维与计算机学科的方法论

正如本文第二部分所述，计算思维与计算机学科的方法论研究有很大的相似性，国内很多学者都在同时研究。计算思维和计算机学科方法论都是试图通过可计算性原理、形理算一体原理和机算设计原理，从思维和方法的高度来进行抽象，以寻求具有一定普适意义的学科价值。

所谓可计算性原理亦即计算的可行性原理。1936年，英国科学家图灵提出了计算思维领域的计算可行性问题：即怎样判断一类数学问题是否是机械可解的，或者说一些函数是否可计算。所谓形理算一体原理，是针对具体问题应用相关理论进行计算发现规律的原理。在计算思维领域，就是从物理图像和物理模型出发，寻找相应的数学工具与计算方法进行问题求解。所谓机算设计原理，就是利用物理器件和运行规则（算法）相结合完成某个任务的原理。在计算思维领域，最显著的成果就是电子计算机的创造（计算机的设计原理），比如，电子计算机构成就是五个外部设备（计算器、运算器、存储器、输入设备、输出设备）以及运用二进制和存储程序的概念来达到解决问题的目的。

尽管计算思维的学科体系尚未成熟，但在教学和培训中的应用和推广已逐步开展。一些从事计算机教育的学者在教学过程中推进计算思维能力的培养，标志性的事情包括2008年美国国家计算机科学技术教师协会（CSTA）在网上了得到美国微软公司支持的《计算思维：一个所有课堂问题解决的工具》（Computational Thinking: A problem solving tool for every classroom）报告。2008年，ACM在网上公布了对CS2001（美国关于大学计算机科学的教学大纲）进行中期审查的报告（CS2001 Interim Review），开始将美国卡内基·梅隆大学计算机科学系教授周以真倡导的“计算机思维”与“计算机导论”课程绑定在一起，并明确要求该课程讲授计算机思维的本质。美国计算机科学技术教师协会认为，计算思维应当是所有学校所有课堂教学都应当采用的一个工具。采用这个工具，教师自然会问以下几个问题：（1）人所固有的能力与局限性？计算机的计算能力与局限性？（2）问题到底有多复杂？即问题解决的时间复杂性、空间复杂性？（3）问题解决的判定条件是什么？（4）什么样的技术（各种建模技术）能被应用于当前的问题求解或讨论之中？（5）什么样的计算策略更有利于当前问题的解决？

计算机科学与技术方法论是认知计算学科的方法和工具，也是计算学科认知领域的理论体系。计算机科学与技术方法论也进一步推进了大学计算思维的培养。在大学计算机学科教学中，引入计算思维关注点分离的方法解决软件工程课程中的问题求解、算法设计、软件设计等设计方法以及软件开发过程、软件项目管理和软件开发方法学等诸多方面的问题，因为作为最重要的计算思维原则之一，关注点分离是计算科学和软件工程在长期实践中确立的一项方法论原则。离散数学课堂教学中可以引导学生利用计算思维去解决离散数学中的模型与数理逻辑、递归与等价关系数目的求解、模块化与群、等价关系证明等问题。

目前，尽管计算思维已在大学教学中逐步应用，但是，计算思维本身还未成为独立的学科体系，并且在教学中的应用都是少数专家学者在进行小规模探索性的实验性教学，在培养过程中没有系统性的应用计算思维的系列方法，因此效果并不明显。

计算思维对信息技术课程的影响

尽管有关计算思维的研究目前主要在高校，在国内，也仅在为数不多的高校计算机系或计算机学院开展教学实践探索。由于计算机学科和信息技术学科有着天然的紧密联系，计算思维也会对中小学信息技术课程产生影响。

1.计算思维是每个人的基本技能

计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术（Reading, wRiting, and aRithmetic——3R），还要学会计算思维。正如印刷出版促进了3R的普及，计算和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播。当大学计算机专业教学在尝试用计算思维开展计算机专业课程教学的时候，教授们已提出应当为大学新生开一门称为“怎么像计算机科学家一样思维”的课程，面向所有专业，而不仅仅是计算机科学专业的学生。我们应当使入大学之前的学生接触计算的方法和模型。我们应当设法激发公众对计算机领域科学探索的兴趣，传播计算机科学的快乐、崇高和力量，致力于使计算思维成为常识。从目前中小学的课程设置来看，通过信息技术课程让学生接触计算思维是最有效的途径。2000年以来，我们已经习惯于将提升学生信息素养作为信息技术课程目标，随着计算思维的引入，需要我们去探索信息素养与计算思维的关系。

2.计算思维促进信息技术学科思维的研究

目前的信息技术课程普遍存在着“只见技术不见人”和“什么实用教什么”的现象。前者反映我国课程实现中存在着过度的技术化取向问题，后者反映了功利主义的课程价值认识。其实，这两种现象所反映的本质都是相同的，即以简单技术掌握为第一要义，虽然强调了用信息技术解决实际问题，但也仅是解决如何操作软件以达到学以致用，缺乏从学生人生发展的高度看待信息技术课程所应有的价值。

笔者曾从信息技术课程中有关算法与程序设计的学习价值的角度提出算法思维是一种解决问题的过程性思维方式：算法思维就是能清楚说明问题解决的方法，能够将一个复杂的问题转化成若干子问题并将其进一步简化，以达到解决问题的目的，这也是科学和设计领域的一项重要技能；算法思维就是能清楚地理解问题解决的规则，能够认识到问题的起点、边界和限定范围，按部就班地完成任务或解决问题；算法思维就是能清楚地分析问题解决方法的优劣，能够设计与构造操作步骤更少、更经济的算法。

算法思维的提出在一定程度上解决“算法与程序设计”的学习价值不是仅对口程序员的培养，就像数学的学习不仅是培养会计一样。通过算法和程序设计的学习，学生可以体验解决问题的过程，规范的设计与工艺要求，以及人与计算机共存的思维特征。但是，算法思维是以算法为出发点，相比以计算理论出发的计算思维，有更多的局限性。因此，计算思维有利于推进信息技术课程在学科思维方面的研究，有利于学生通过信息技术课程获得终身有用的知识与能力，而不是面临过时的计算机操作步骤。

3.计算思维引发有关信息技术与计算机学科的关系思考

计算机界长期以来一直认为程序设计语言是进入计算学科领域的优秀工具，也是获得计算机重要特征的有力工具。早期中小学开展BASIC语言学习，其本意也是以认识计算机特征为目的。其存在的明显问题是缺乏学科思维，过多地关注具体语言的细节。而以应用软件为学习对象的计算机课程，虽然强调了应用，但仍然关注软件操作细节的学习，使得课程学习内容与社会上的软件培训班相差无几。随着计算机软件的丰富与普及，以及计算机操作的人性化，重视工具操作、缺乏思维和方法的计算机课程面临改革是必然的。

信息技术课程不仅在课程目标上实现了从掌握计算机知识和技能到信息素养的转变，课程形态、教学内容、教学模式、评价方式、教材等方面都有了较大的发展与改进。但是，目前的信息技术课程在处理学习内容中，“人如何处理信息”、“人如何用工具处理信息”以及“工具如何处理信息（人如何制造信息处理工具）”三者关系时把握不清，特别是对于有关计算机原理与操作的学习内容，存在既想回避又无法回避的现状，要回避是因为要避免学科教学走回原计算机课老路，但计算机作为现代信息技术的典型代表在教学中又无法回避。

信息技术和计算机都能对数据进行加工，这种加工有自动化属性。两者都反映了一个根本的问题：什么能被有效地自动进行。这也是计算思维经抽象以后反映的根本问题。计算思维将促进信息技术课程中信息技术与计算机技术的关系问题，即计算机在信息技术课程中的地位问题。

结束语

思维科学篇8

中图分类号：G623 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2014）06-0028-04

近几十年来，我国的小学科学课程发生了巨大的变革。首先，课程名称经历了从“常识”到“自然”再到“科学”的变更；其次，教学方法发生了从以“讲授式”为主到以“科学探究”为主的转变；再次，课程目标从重视知识技能传授转变到关注学生科学素养的形成。但不管什么时候，任何一名科学教师都希望自己的学生能够像科学家一样去关注自然世界，观察并研究自然世界中的各种现象和问题。其原因在于，要想成为科学家，必须要具备像科学家一样的思维方法。退一步来讲，即使学生不想成为科学家，由于科学思维能有效促进学生智力发展并有效处理日常生活中的许多问题，因此对其个体来说也具有重要的现实价值。下面就“什么是科学思维”、“我们离科学思维有多远”以及“如何培养学生的科学思维”等问题作粗浅的论述。

一、科学思维的本质

一般来讲，人有两种思维方式：一种是日常思维，它构成了日常生活中各种行为处事的基础；另一种则是科学思维，它主要作用于人对客观世界的认识过程之中，科学思维的价值在于“达成对客观世界本真的认识”，它探求的是客观世界的实在的本质。科学课教学的主要任务不仅是让学生掌握最基本的自然科学常识，更重要的是让学生经历科学知识产生的过程，这恰恰正是学生科学思维形成的最有效的过程。

美国教育家库恩是研究科学思维领域的代表人物。在他看来，科学思维首先起源于学生对于理论与证据的区分，也就是说，他们必须认识到理论与证据来自于不同的认识论范畴，科学思维的发展则表现为能有意识地控制理论与证据的协调。[1]简单地讲，理论就是我们对某一现象的解释，这其中包括学生头脑中已有的认识经验；证据就是通过测量实验等活动所获取的经验性观察，公认的理论也可以被当作证据来使用。库恩认为，学生科学思维的发展主要体现在以下几个方面：能够对证据和理论作出区分；能够尊重证据和理论；能不时地注意到理论和证据的不一致，并乐于作出协调的尝试。科学学习的过程其实就是要让学生原有的某种知识经验受到与此不一致的新的经验的影响，从而发生重大改变而形成新的认识。

我国幼儿科学教育专家张俊则将科学思维的内涵概括为以下几点：（1）相信客观知识的存在，并愿意通过自己的探究活动去认识客观世界。（2）对于未知的事物会作出猜想，并知道主观的猜想是需要客观事实来证明的。（3）相信事实，只有在全面地考察事实之后才会得出结论。（4）通过对事实进行合乎逻辑的推理而得出结论，并知道任何结论都是暂时性的，需要更多的事实来证明，结论也可能被新的事实所。[2]这也从另一个侧面印证了注重证据、遵循逻辑、经受检验是科学思维区别于日常思维的三个主要维度。

从小学科学课中所涉及的各种科学研究活动来看，它们其实最终都指向三个问题：一是回答“事物的性质、结构和功能是什么？”，在于竭力追求科学事实，这揭示了科学思维注重证据的特性；二是探讨“事物的变化和发展为什么？”，也就是揭示事物间的因果联系，这揭示了科学思维遵循逻辑的特性；三是“事物的变化和发展有什么规律？”，能否将之应用于更广泛的现实之中，这揭示了科学思维应能经受实践检验的特性。

因此从本质上讲，科学思维是一种建立在事实、逻辑和不断验证基础之上的思维方式，是理性主义和实践主义相结合的一种认识客观世界的方式。对学生进行科学思维的培养应成为科学课的价值追求。

二、科学教学中对科学思维培养的误区

国外不少文献在科学教育目标别提出科学思维的培养。美国科学促进会在《面向全体美国人的科学》中将科学思维的能力作为科学素养的一个部分，我国的科学课程标准也提到，“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，……要让学生学会用科学的思维方式解决自身学习、日常生活中遇到的问题”。儿童科学启蒙教育，最根本的内容就是思维方式的启蒙。但现实的课堂教学表明：我们离科学思维其实还有一段距离。主要表现为：

1.把科学探究等同于科学思维

很多教师认为，在课堂中组织学生进行对比实验、控制变量、数据分析等探究性活动就能培养学生的科学思维，这种认识是片面的。我们注意到：课堂上大凡动手做的环节学生表现很活跃，教师很难控制住，但真正意义上的学生交流和质疑的场景却非常罕见。这充分表明课堂中学生科学思维的缺失。

一旦我们将科学思维培养作为科学学习的价值追求，那么我们所关注的自然就不再是执行程序化步骤和得出确定结论，而是关注学生真正的想法是什么？它能否解释所探究的问题？如何获得证据来支持或反驳这个想法？推理过程能找出漏洞么？……这样的目标和教学方式可能会让有些教师觉得过于理想化，甚至在内心里嘲笑：小学生能建构出什么“自己的科学理论”？他们建构不出正确的理论怎么办？[3]其实学生对于任何现象都有自己的解释，教师所要做的就是创设一个个具体的科学情境，让学生在这个情境中充分暴露已有的科学概念，结合新证据，不断建构新的科学理论。因此，假设、预测、推理、解释、交流、质疑等思维性活动远比纯粹意义上的“动手探究”重要。

2.满足于得出简单的科学结论

以“昼夜形成的原因”为例。教师一般都是通过手电筒和地球仪来帮助学生理解昼夜的成因：光线照在地球仪上，照亮的一面是白天，背光的一面是黑夜，当地球仪慢慢转动时，白天和黑夜就会交替出现，以此来得出科学结论：地球自转造成了昼夜交替。这种教学策略在很长一段时间里被广泛采用，很少受到质疑。但仔细推敲一下：能造成地球昼夜交替的可能性非常多，从历史来看，人类对它的认识也是一个不断深入的过程。如最早可见于西方国家的太阳神神话，认为太阳神在天空中驾车巡游；近代的地心说则认为太阳围绕地球转动造成昼夜交替，这与人的视觉现象也完全吻合。教师能否换一种角度来进行课堂教学呢？比如教师可以让学生对这个问题先提出自己的假设，然后让他们通过各种方法去收集有利于自己所支持理论的各种证据。学生所展示的事实性证据越多，就越能引发对原先想法的反思，有的证据能进一步支持，有的证据则起到证伪的作用，有的则提出另一种可能存在的解释等等。地球自转、太阳绕地球转动、地球绕太阳转动、地球自转同时绕太阳转动……不妨让学生知道它们都可能造成昼夜的交替出现，这应该要比课堂上只出现一种合理的解释来得更有意义，更能培养学生的科学思维。

三、培养学生科学思维的教学实践

作为全球公认的儿童科学思维研究领域的专家，库恩认为儿童科学学习的过程其实就是要让学生原有的某种知识经验受到与此不一致的新的经验的影响，从而发生重大改变而形成新的认识。从这个观点出发，我们可以尝试从以下几方面进行课堂教学实践，以期培养学生的科学思维能力。

1.重视科学观察活动，发展学生的科学思维

科学课上学生的大多数科学学习活动都可以被理解为某种意义上的观察活动，如分类是有比较的观察，实验是经过精心设计的观察等等（见下表）。我们发现，学生在同一个科学学习活动中看到的现象、获得的数据可能是完全不同的；退一步讲，即使所见完全一样，但是他们对此所作出的解释也可能完全不同。这表明观察是引发学生科学思维活动的源泉所在。

对教师而言，首先要加强对学生观察活动的指导。学生通过观察能注意到什么、不能注意到什么、什么细节该放大、什么细节该忽略不计、什么现象是真的、什么现象是假的……这些往往与教师的引导不无关系，因为人所观察到的东西在很大程度上依赖于他对周围世界知道并期望知道什么。简言之，观察是通过解释、期望和希望而展开的。教师的指导从本质上讲是为学生的观察活动施加一种心理预期。其次，教师要充分利用观察到的现象和数据，特别是要让学生对自己观察到的东西和别人的结果进行比较和分析：什么地方是相同的，什么地方是自己没有留意到的，甚至是和自己的完全相反，可能是什么原因造成的，能否在下一次的观察活动中得到验证……这些都需要教师发挥组织引导作用。通过这些科学观察活动，进一步来发展学生的科学思维。

2.摆脱形式主义的探究活动，激活学生的科学思维

儿童的科学探究从一开始就被要求同科学家的研究活动相类似，人们试图将课堂塑造成布鲁纳所描绘的那种情形：“让孩子们在教室里的所为和科学家在实验室里的所为只有程度上的不同，而没有本质上区别。”于是，在教学实践层面上，教师将科学探究程式化地分解为提出问题、设计并执行探究方案、搜集证据、建构解释、交流讨论等步骤。但程式化的探究往往不是真正意义上的自主学习，也没有引发学生更多的科学思维。在大多数科学课堂中，即使是那些被冠之以“自主探究”的部分，也往往是学生最无需思考的部分。比如有些教师将“拉力大小与弹簧拉长的长度之间的关系”作为自主探究内容，其实稍微有点生活经验的学生对这一结论是心知肚明的，根本不需要学生作进一步的思考。类似的还有“气球内空气的数量和它飞行距离的关系”（反冲现象）等等。然而在实际的教学中，教师还是习惯于按照科学探究的固定程式来学习这些哪怕是非常浅显的科学现象，给学生本应高涨的科学兴趣迎头一桶冷水。

我们提倡还原科学探究的模块化结构，改变课堂中将科学探究作为一个完整的、步骤化的程序反复运行之现状。这实际上对教师提出了更高的要求和更为灵活的教学策略，因为在模块化的科学探究教学活动中，教师参与的程度并不是固定的，他会前前后后地移动，且在学生自主探究活动时达到最大，这些要比启动“探究程序”更为复杂和困难。然而，真正摆脱了形式主义的探究活动，才能真正激活学生的科学思维。

3.暴露学生日常思维的缺陷，培养学生的科学思维

逻辑性是科学思维的重要特性之一，然而这并不排斥非线性思维在科学教学中的作用，相反，很多伟大的发现都是一种非线性思维的产物。比如现代的板块构造学是由德国科学家阿尔佛雷德・魏格纳提出的，这个想法最初出现在他的脑海里是因为他在无意中觉得南美和非洲两个地方的海岸线像七巧板的两块木头一样可以接合在一起。现在越来越多的证据从不同的侧面证明了板块构造理论，如现代精确测绘技术表明如今各大洲仍然在作细微移动，大西洋两岸存活着近乎相同的生物种群等。学生在解释某些科学问题时，一开始也往往并不遵循逻辑性，他们常常像魏格纳一样提出儿童所特有的天真理论，教育家称之为朴素理论。但在现实的课堂中儿童朴素理论是一种受压迫、没有取得合法化的理论。而儿童科学教育的效果，在很大程度上取决于教育者对儿童朴素理论的接受程度。[4]比如在研究物体在水中受到的压力（如右图）时，教师不妨让学生先预测哪一个瓶子中的水柱喷得比较远。事实上，有相当一部分学生倾向于“胖”的瓶子喷得比较远，因为它们看上去更厉害些！这就是儿童所特有的朴素理论在起作用。

在课堂中，教师要有意识地设计能够暴露学生朴素理论的一系列活动，借助它们了解学生的真实想法是对的还是错的，如果是错误的，怎样来进一步改变它。由此可见，学生科学思维的发展过程，其本质就是错误概念如何向科学概念转化的过程。

科学思维不仅是一种理性思维，同时也是一种最自然的思维方式。它既不依赖神秘的权威，也不依赖虚无的假设，它鼓励人们勇敢地接受真实的世界，直面不甚完美的现实。只有当一个国家的大部分公众都被科学思维所感召时，其民族精神才会随之得以提升。从这个意义上讲，科学思维理应成为小学科学课的价值追求。

参考文献：

[1] Deanna Kuhn， Susan Pearsall.Developmental origins of scientific thinking[J].Journal of Cognition and Development， 2000（1）：113-129.

思维科学篇9

科学思维是以科学知识为基础达到思维最优化、科学化，是适应现代化实践方式以及现代化科技创新而创立的方法体系，是对世界的复杂性、整体性和多样性的全局把握。

科学思维能力是指以科学认知得到的以及人的大脑依赖于信息符号对于感性材料加工处理的途径和方式，其实质是通过合理地处理各种科学思维方法之间的辩证关系，从而使其达到最优化，做到科学地、历史地、全面地观察问题、考虑问题，得出符合实际的解决问题的方法。

科学思维方式是一个庞大的方法集合，其中包括科学抽象方法、思维发散法、逻辑方法、模型优化法等。

2.培养科学思维能力的重要性

（1）培养学生科学思维能力是科学课学习的重要基础

初中生在学习科学课的传统过程中，往往是老师把需要传授的知识和课程固定式思维结合起来，学生将老师的思维固化在自己的脑海中，形成模式思维。长此以往，学生容易导致对熟悉的课程和内容铭记于心，但是当遇到新的问题时就会茫然无措，不知道从何入手解决问题。这就是模式化思维与现代教学没有同步前进的结果。而科学课是对自然科学进行探索、求知过程的研究，要求学生具有独立、创新、灵活思维能力，因此培养学生的自主科学思维能力也就成为了学习科学课的重要保证。

（2）初中生习惯于单一思维，缺乏发散思维能力

初中学生在分析和解决自然科学问题的时候，习惯于单一的沿着问题的发展过程考虑问题，思维习惯固定，思维方向难以改变，因此不能够通过多角度多途径解决问题，难以进行发散思维或变换角度思维，解决问题的方法模式化，缺乏一定的灵活性与创新性，没有形成系统的科学思维方法，难以从根本上突破学习科学课的瓶颈。

（3）科学课自身特点对于科学思维能力的要求

科学课对于知识与能力的相互转化十分重视，学生思维能力的塑造是科学课的首要目的。培养科学的思维能力是科学课的基本要求，其知识体系本身特点就决定了其对于学生科学思维能力的要求。随着科学的发展，学生的视野开始变的开阔，知识与信息的来源广泛，如果缺乏科学思维对于知识与信息进行系统化的处理，难以将其应用于实践中。只有让学生拥有科学的思维方法才能够在信息时代合理地运用其来解决实际问题。

二、初中科学课培养科学思维能力的方法

1.培养学生发散式的科学思维能力

培养学生科学思维能力首要任务的是学生思维的灵活性与发散性，即发散式思维，能够从多角度、全方位思考问题，冲破传统观固定化思维模式的单一性与局限性。

以能量的转化与守恒为例，学生在初学该章节时，对于转化与守恒这个概念就有所误解，认为其相互矛盾。既然能量可以相互转化，那么能量还能够守恒么？这是很多学生所产生的疑问。这就是学生考虑问题的时候单从某种能量自身考虑，缺乏能量的整体式思维，而且考虑问题绝对化，把转化与守恒进行绝对化思考，导致对问题难以理解。

该例子说明学生在思考科学问题时候应该从不同的角度思考问题，从个别以及整体不同的角度入手解决问题，该例中很多同学会从单一的势能或者单一的动能出发，没有考虑到能量的总体性，即思考的角度要全方位。因此可以通过教学中的看似矛盾的问题，来培养学生的发散式思维能力。

2.培养学生想象式的思维能力，充分发掘学生的想象力

想象式思维能力是科学中的一种非常重要的抽象逻辑思维能力，因为在科学课的研究中，会遇到边缘科学等许多超越现实的实验条件，现实生活中难以重现实验环境。这就要求学生抓住研究对象的主要因素，排除其他次要因素，使研究对象与实验条件理想化，从而建立理想的实验模型。

例如对于势能的理解，很多学生认为火燃烧时释放出热量这种形象化的能量才是能量，因为它可以通过人体感觉得到。而像重力势能、弹性势能等人体感觉不到的能量，学生就无法理解。因为势能比较抽象化。这就需要学生在理解势能这个概念时采用抽象式、理想式的科学思维方法。将能量作为一个整体抽象的描述印在脑海中，将无形的势能附着于有形的物体上，从而将无形的势能抽象的想象成有形的势能，从而消化对势能概念的理解。

思维科学篇10

思维科学范畴是马克思主义经典作家最先提出的。在《自然辩证法》中,恩格斯首次提出了“思维科学”概念,指出:“每一时代的理论思维,从而我们时代的理论思维,都是一种历史的产物,在不同的时代具有非常不同的形式,并因而具有非常不同的内容。因此,关于思维的科学,和其他任何科学一样,是一种历史的科学,关于人的思维的历史发展的科学。”他还进一步指出:“一个民族想要站在世界科学的最高峰,就一刻也不能没有理论思维。”马克思主义经典作家提出的思维科学范畴,为思维科学的建立奠定了理论基础,为马克思主义思维科学指明了正确方向,具有重大的理论与实践意义。

在中国,著名科学家钱学森最早倡导要建立思维科学。他在《关于思维科学》中指出:“思维科学只研究思维的规律和方法,不研究思维的内容,内容是其他科学技术部门的事。”

二、唯物辩证法是思维科学的根本思想方法

恩格斯在《反杜林论》中,提出了“思维方法”概念:“所有这些过程和思维方法都是形而上学思维的框子所容纳不了的。……自然界的一切归根到底是辩证地而不是形而上学地发生的。”十八世纪后期以来,自然科学由材料搜集阶段进入材料分析阶段,科研工作者以唯物辩证思维方法为指导对自然科学材料进行整理,充分运用了分析和综合、逻辑和历史、归纳和演绎等唯物辩证的思维方法,突破了以经验归纳法为主要思想方法的研究传统,思维不断从感性上升为理性,深刻揭示了自然科学各领域的本质和规律,带来了科学思想全面的飞跃。在《自然辩证法》中,恩格斯指出:“恰好辩证法对今天的自然科学来说是最重要的思维形式,因为只有它才能为自然界中所发生的自然过程,为自然界的普遍联系,为从一个研究领域到另一个研究领域的过渡提供类比,并从而提供说明方法。”他还进一步指出:“辩证法是唯一的、最高度地适合与自然观的这一发展阶段的思维方法。”最后他提出必须正确运用辩证思维方法:“归纳和演绎,正如分析和综合一样,是必须相互联系着的。不应该牺牲一个而把另一个捧到天上去,应当把每一个都用到该用的地方,而要做到这一点,就只有注意它们的相互联系、它们的相互补充。”

三、思维创新不能脱离哲学社会科学

哲学社会科学作为帮助人们解决世界观、方法论、价值观,解决社会发展规律,解决科学思维方法的科学,它能为思维创新提供科学的方法论,提供精神动力、智力支持和制度保障。

第一,哲学社会科学可以帮助思维创新的主体树立正确的世界观,形成科学的方法论和思维方式。恩格斯说过:“一个民族要登上科学高峰,一刻也不能离开理论思维。”哲学是关于自然知识、社会知识和思维知识的概括和总结,是系统化、理论化的世界观和方法论。掌握一定的哲学知识、具备一定的哲学素养,是进行卓有成效的科学研究(包括自然科学研究和社会科学研究)的必备条件。时代在不断发展,科技在不断进步,但大量事实证明了一个不变的真理:要想在自然科学研究方面取得大的成就,就必须靠正确的世界观和方法论的指导,否则就会误入歧途,甚至会走向伪科学的泥潭。因此,我们要进行思维创新,就必须掌握必备的哲学社会科学知识。科研工作者在科学的世界观和方法论指导下,就能正确认识包罗万象的自然现象和纷繁多变的社会现象,为不断地推动思维创新作出积极贡献。

第二,哲学社会科学能够保证思维创新坚持正确的发展方向和价值导向。科学研究固然受未知欲和好奇心的驱使,但一项重大科研课题的选定往往要更多地考虑到国家、人民和社会的需要。进行思维创新必须树立正确的人生观和价值观,自觉地把自己的科研工作、自己的人生价值追求与人民的利益、国家民族的利益结合起来,自觉面向国家现代化建设、面向市场经济、面向广大人民需求,把科技攻关的方向和重点,放在具有全局性、战略性、前瞻性的重大课题上来,加速科技进步的思维创新研究。

科学技术是一把双刃剑,它既能为人类造福,又能为人类造孽。它在努力提高人们生活水平的同时,也意外地带来了许多灾难,比方说生态问题的产生:对自然资源的掠夺性开发导致全球性资源短缺,大工业生产导致环境污染、生态破坏。诚如马克思所说:“技术的胜利,似乎是以道德的败坏为代价换来的。……甚至科学的纯洁光辉仿佛也只能在愚昧无知的黑暗背景上闪耀。……现代工业、科学与现代贫困、丧颓之间的这种对抗,我们时代的生产力与社会关系之间的这种对抗,是显而易见的、不可避免的和毋庸争辩的事实。”i这些重大问题的解决,靠科学技术本身是难以做到的。要想保证科学技术运用的正确方向,使科学技术进步服务于全人类,服务于世界和平、发展和进步的事业,就必须充分哲学社会科学的巨大作用,建立、完善高尚的科技伦理,尊重并合理保护和知识产权,对科学技术的研究和利用实行符合各国人民共同利益的政策引导。

第三,哲学社会科学能够为思维创新提供良好的人文氛围和充满生机活力的运行体制。宽松、和谐的人文环境和学术氛围,是思维创新和科技进步的必要条件,要推进思维创新,实现科技的跨越式发展,就必须坚持“百发齐放,百家争鸣”的方针,营造“兼容并蓄,有容乃大”的宽松学术环境;提倡探索,尊重探索,鼓励探索,形成既尊重研究者的学术自由,不打棍子,不扣帽子,又有积极的、健康的争鸣和批评的良好学术氛围。

思维科学篇11

一、引导学生对问题进行猜想，培养学生的逻辑思维能力

科学探究需要以逻辑思维作为前提，有效的探究则需要在符合逻辑的条件下提出合理的猜想。课程标准指出，科学教学应当保证学生能够运用已有的知识与经验对于一些科学现象进行假设，区分什么是假设，什么是真实，同时还需要为学生提供实验的机会，使学生对实验的结果进行猜想与预测。猜想的过程实际上就是思维的过程，是培养学生逻辑思维的基础，因此教师需要让学生展现思维的过程。在科学课堂上，教师应当积极借助一些学生之前学习过的知识，鼓励学生积极地思考，使学生了解假设需要有明确的依据，由此培养学生的科学思维。在探究过程中，只有当学生脑海中的知识产生冲突时，学生的思维才能够得到更好的发展，认知冲突在学习过程中的体现就是质疑或者假设，当学生能够主动提出质疑，就已经开始铺设通往未知的渠道。例如在学习《温度与水的变化》时，导入新课以后，教师就可进行实验，在讲台上放两杯水，让学生触摸感受哪杯水的温度高，哪杯水的温度低，随后再把两杯温水放在一起，让学生感知两杯水的温度差（预设两杯水的温度差不多），学生触摸完毕后，教师就可向学生提问“你们想一想，有没有什么好办法能够让我们感受物体的冷热呢？”学生思考后，教师可展示温度计，让学生用手捂住温度计的玻璃泡，观察温度计产生的变化，随后放开手过几分钟再观察，向学生提问“同学们，你们又什么发现呢？”学生回答“手捂住的时候温度计的液面上升了，放开一会后，液面下降了”。此时教师可对学生进行表扬，接着带领学生用温度计来测量水温，交给学生测量的方法后引导学生进行猜想，学生提问“假如不按照老师教的方法测量，会出现怎样的情况呢？”这时教师便可针对学生提出的猜想展开实践，如在测量的过程中用手触摸温度计的玻璃泡、刚碰到水就把温度计拿上来等，实验结束后学生就能够了解，假如不按照正确的方法测量，测量的结果就会不准确。

二、强化表象形成概念，培养学生的概括能力

小学生的认知特征主要是从具象到抽象过渡的过程，抽象一般需要感性材料的支持，学生建立科学概念一般可在形成的过程中建立概念，或者在同化的过程中建立概念。教师在引入新的概念时，需要尽量结合学生的生活情况与学习情况，借助感知材料，使学生学会探究事物的本质特征。在课堂上，概念同化已经成为学生得到新概念的主要形式，因此在引入概念时，教师应当借助学生已有的知识来深化概念，即在旧概念的基础上引入新的概念，如此便能够帮助学生更快接受新的概念。

人们的认识从感性到理性的转化属于一个辩证的过程，是从量到质的转化，这个过程主要是以表象作为中间环节实现的。小学生的思维一般是建立在感知的条件下，不仅要让学生在感知的过程中建立起完整的表象，还需要强化表象，使学生能够自己回忆感知的过程。在此过程中，学生需要对于一组对象中的事物进行深入了解，接着可与其他的事物进行对比，分析事物的属性，找出相同点与不同点。此外，教师还需要为学生提供一些延伸的内容，使学生明确研究范围，引导学生进行深入思考。在科学教材中，有很多需要认识的概念以及相关规律，生物知识部分概括同类事物共同特征就有：植物的共同特征与动物的共同特征，以《植物的共同特征》为例，在教学中，教师应当组织学生对于不同的植物如树木以及花草等进行解剖，观察解剖前后植物的变化，通过触摸，闻味道充分感知；随后教师可引导学生进行对比分析，找出这些事物的共同点与不同点，归纳出植物的共同特征：植物都生长在特定的环境中，需要水、阳光与空气以及营养，植物都会生长发育，都有从生长发育到枯萎死亡的过程，这代表着植物与我们一样，是有生命的，因此需要得到关爱。此时学生便能够在脑海中建立植物的概念，在生活中能够更好地爱护植物。

三、鼓励学生展开想象，培养学生的创新思维能力

科学思维与发散思维的关系密不可分，都需要从多角度来思考问题，寻找答案，在思考的过程中经常会产生各种奇特的想法，因此教师应当鼓励学生积极展开想象，由此培养学生的科学思维。想象力是一种较为关键的智力活动，在生活与学习中都需要想象，想象是认识活动的必要手段，在认识新事物的过程中，想象活动也是非常重要的。想象是开展认识活动的必要条件，学生在参与任何活动，尤其是一些创造性的活动，都需要想象，而学习与想象的关系更是密切，想象是学生顺利完成任务的主要手段，因此在课堂上，教师就应当充分结合教材内容，为学生创设情

境，使学生能够在学习的过程中置身于好奇与想象的情境中自由学习。例如在学习《地球的卫星――月球》时，教师就可引导学生思考，宇航员到月球上考察时，应该给宇航员准备哪些工具？教师提出问题后，学生就开始积极思考与讨论，展开想象的翅膀，有些同学说，月球上是没有空气的，因此需要用装空气的袋子，盖住嘴巴与鼻子，可以设计一个压缩氧气的带子，帮助宇航员呼吸；还有些同学说，月球上的引力很小，气压也小，可设计一个牙膏袋一样的东西把水装在里面，口渴的话就用手挤一下・・・・・・通过这样的提问，学生不仅能够认识月球上条件，还能够培养学生的想象力。此外，在学习《造一艘小船》时，教师可先为学生介绍船的发展史，介绍一些不同用途的船，同时出示一些船的图片给学生看，调动学生的兴趣，随后可向学生提问“你们想不想造就一艘船呢？”这时孩子们已经掌握了船的基本情况，结合当今的科技，很快就提出了很多有趣的想法，比如有些孩子想造一艘水陆空三用的船，还有一些同学想运用高科技造就隐形船等，此时教师应当积极鼓励学生：“同学们，你们的想法都很棒，只要你们认真学习，敢于创造，将来一定能造出你们想要的船”。

四、在教师的指导下提出质疑，培养学生解决问题的能力

思维科学篇12

我们即将告别“十一五”、进入“十二五”。“十二五”时期是全面建设小康社会的关键时期，是深化改革、加快转变经济发展方式的攻坚时期。综合判断国际国内形势，我国发展仍处于大有可为的重要战略机遇期，既面临难得的历史机遇，也面对诸多可以预见和难以预见的风险挑战。如何深刻认识国内外形势的新变化新特点，准确把握发展趋势，继续抓住和用好重要战略机遇期，不断推进中国特色社会主义伟大事业，是党员干部特别是领导干部必须认真面对的一个重大课题。形势越复杂、任务越艰巨、工作越困难，越需要树立科学的思维方式，把思想方法搞对头，运用科学思维方式分析问题、解决问题。只有树立科学思维方式，才能正确把握当今世界和当代中国的发展趋势，有效解决改革发展稳定中的实际问题，不断开创事业发展新局面，顺利实现我们的预期目标。

科学思维方式为人们认识世界

和改造世界提供了科学思想方法

所谓思维方式，是指人们反映事物、思考问题的角度、方法及其特征。科学思维方式，就是以辩证唯物主义和历史唯物主义为根本思想武器，进行科学探索、科学实践、科学研究的思维方法。它要求用全面的、发展的、变化的观点看待问题、认识问题，用辩证的、系统的方法观察问题、分析问题，注重探寻规律、发现规律，形成规律性认识并用以指导实践，促进实践发展。求实求真性、能动创造性、辩证系统性、历史时代性，是科学思维方式最鲜明的特点。

科学思维方式为人们认识世界和改造世界提供了科学思想方法。重视运用科学思维方式解决中国的实际问题，是我们党不断取得革命、建设和改革胜利的宝贵经验。在新的历史条件下，进一步认识树立科学思维方式对党和国家事业发展的重要性，可以使我们更加自觉地运用马克思主义的立场、观点、方法去观察问题、解决问题，在发展中国特色社会主义事业的征途上实现从自在到自为的飞跃。

科学思维方式是正确认识和把握规律的有效工具。认识规律、把握规律，是人们有效地进行社会实践活动的基本前提。思维方式深刻地影响着人们对规律的认识和把握，进而深刻地影响着人们的社会实践。科学思维方式为我们观察、分析世界的发展变化，正确认识和把握规律，明确我们所处的历史方位、发展阶段和主要任务，提供了有效工具。改革开放30多年来，我们党把握世界发展大势，提出了和平与发展是时代主题的科学论断；从社会性质和社会发展阶段上对我国国情作出准确判断，提出了社会主义初级阶段理论，确立了一个中心、两个基本点的基本路线；科学分析我国经济社会发展的主要矛盾和重大问题，在什么是社会主义、怎样建设社会主义，建设什么样的党、怎样建设党，实现什么样的发展、怎样发展的基本问题上形成了一系列重要理论成果、取得了显著的实践成效。所有这些，都是我们党坚持运用科学思维方式认识和把握共产党执政规律、社会主义建设规律、人类社会发展规律，自觉进行社会实践活动的结果。

科学思维方式是制定正确思想路线的重要保证。思维方式决定着思想路线的正确与否，思想路线是思维方式的集中体现，两者密不可分。在长期的革命、建设和改革实践中，我们党一贯重视对马克思主义哲学的学习和运用，重视解决思维方式问题，进而解决思想路线问题。邓小平同志深刻指出，多年的经验教训告诉我们一条最重要的原则：“搞社会主义一定要遵循马克思主义的辩证唯物主义和历史唯物主义，也就是同志概括的实事求是，或者说一切从实际出发。”正是在学习运用马克思主义科学思维方式的过程中，我们党形成了一切从实际出发，理论联系实际，实事求是，在实践中检验真理和发展真理的思想路线，为中国革命的胜利奠定了思想基础；同样，实践是检验真理唯一标准的大讨论，使我们重新拿起马克思主义科学思维方式这一武器，实现了思想的大解放，重新确立了实事求是的思想路线，为开创改革开放历史新时期做了思想准备。实事求是的思想路线正是马克思主义科学思维方式的集中体现。可以说，在革命、建设和改革的进程中，我们党取得的每一次认识和实践的进步，都得益于坚持运用马克思主义科学思维方式，遵循实事求是的思想路线；而出现的每一次失误和挫折，都与违背马克思主义科学思维方式、背离实事求是的思想路线有着直接关系。

科学思维方式是领导能力的关键因素。同志指出：“马克思主义有几门学问……但基础的东西是马克思主义哲学。这个东西没有学通，我们就没有共同的语言，没有共同的方法，扯了许多皮，还扯不清楚。有了辩证唯物论的思想，就省得许多事，也少犯许多错误。”各级领导干部承担着执政兴国、执政为民的重要职责，肩负着为官一任、造福一方的重要使命，要履行好职责、完成好使命，就必须不断提高领导能力。领导能力包括多方面内容，而科学思维方式是其关键因素。思维方式是否科学，直接影响领导干部科学判断形势的能力、驾驭市场经济的能力、应对复杂局面的能力、依法执政的能力、总揽全局的能力，归根到底会影响贯彻落实党的理论和路线方针政策的能力。因此，各级领导干部应努力掌握和运用科学思维方式，从纷繁复杂的现象中发现本质，从历史演变的过程中探究规律，从时代潮流的变化中认清方向，不断提高干事创业的本领，更好地履行党和人民赋予的职责，带领人民群众不断谱写中国特色社会主义事业发展新篇章。

非科学思维方式

是制约科学发展影响社会和谐的重要因素

科学思维方式犹如一把钥匙，为人们打开了正确地观察世界、认识世界的大门。但是，由于受认知手段和认知能力的制约，种种非科学思维方式在现实生活中仍有存在，或多或少地影响着人们的认识和实践。有的党员干部自觉或不自觉地用种种非科学思维方式来认识问题、处理问题，导致认识陷入误区、工作出现偏差，成为制约科学发展、影响社会和谐的重要因素。

比如，想问题、办事情不是实事求是、从实际出发，而是从主观好恶、愿望、意志出发，从狭隘的个人经验或本本出发，导致主观与客观相分离、认识与实践相脱节。这种思维方式表现在实践活动中，就是主观臆断，不按客观规律办事，用主观意志代替调查研究，习惯于拍脑袋、拍胸脯，盲目决策瞎指挥；就是因循守旧，缺乏与时俱进的勇气和胆略，不是从不断发展变化的现实生活出发而是从本本和固有的经验出发来思考问题、处理问题，不能创造性地开展工作；就是自视甚高、自以为是，不把他人放在眼里，听不进别人的意见和建议，不尊重群众的实践；等等。表现在理论学习上，就是把学习理论、掌握理论知识当作装饰品，只图好看，不管是否有用；把理论联系实际说在嘴上、写在纸上，却不真正落实，习惯于当传声筒、收发室、二传手，照抄照搬。用这种思维方式指导工作，必然脱离实际、脱离群众，造成工作的片面性、盲目性，影响经济社会科学发展。

再如，想问题、办事情不是从全局出发，而是从个人、小团体或地方利益出发，以对个人、小团体或地方是否有利、有用作为衡量一切的标准。这种思维方式表现在实际工作中，就是不注意把局部问题放在整体中加以思考、把本地区本部门本单位的工作放在大局中来谋划，更谈不上主动地服从大局、服务大局；不注重从全局利益出发判断是非得失，习惯于搞上有政策、下有对策；不善于从全局中看到长远、从现象中抓住本质，捡了芝麻、丢了西瓜，以致丧失发展的机遇。表现在对待个人利益问题上，就是、搞权钱交易，把人民赋予的权力当作谋取个人私利的工具，为了个人的待遇、升迁和小团体的既得利益而置大局于不顾，置党和人民利益于不顾；就是急于求成、急功近利，大搞“形象工程”、“政绩工程”，甚至弄虚作假；就是揽功诿过、文过饰非，放弃应当承担的责任；等等。用这种思维方式指导工作，必然影响党的路线方针政策的贯彻落实，损害党在人民群众心目中的形象。

又如，想问题、办事情不是辩证分析、统筹兼顾，而是非此即彼、两极对立，导致思想行为简单化、绝对化。这种思维方式表现在实际工作中，就是简单、粗暴、武断，不顾实际“一刀切”，用命令式的工作方法代替深入细致的群众工作。特别是面对复杂的矛盾和问题时，往往不能辩证地分析问题、处理问题，协调好方方面面的关系，而是采取片面化、绝对化、极端化的手段胡乱蛮干，导致“小事拖大、大事拖炸”。表现在选人用人上，就是戴着有色眼镜，以个人的好恶作为选人用人标准，仅仅根据对象的个别特征就下结论，不能全面客观地评价一个人的优缺点。表现在人与人的关系上，就是单向思维，习惯于看自己一朵花，看别人豆腐渣。用这种思维方式开展工作，必然导致工作杂乱无序、事倍功半；用这种思维方式选人用人，必然导致以偏概全、失去公允，不能真正做到选贤任能；用这种思维方式处理人与人的关系，必然导致狭隘偏执、关系紧张，甚至引发其他严重问题，影响社会和谐稳定。

树立科学思维方式

提高科学思维能力是领导干部的重要任务

一位哲人曾说过，人们在进行工作前必须对用来工作的工具先行认识，假如工具不完善，则一切工作将归徒劳。在认识活动中，这个工具就是思维方式或者说思想方法。思维方式是思维能力的基础，思维能力是思维方式的运用。树立科学思维方式，就是为了掌握看待问题、认识问题的有效工具，提高分析问题、解决问题的能力。当前，我国正处于经济社会转型期，经济体制深刻变革、社会结构深刻变动、利益格局深刻调整、思想观念深刻变化。社会变革如此深刻、如此广泛、如此复杂，前所未有，世所罕见。这就迫切要求领导干部树立科学思维方式、提高科学思维能力，特别是提高战略思维能力、创新思维能力、辩证思维能力。

提高战略思维能力。“不谋万世者，不足谋一时；不谋全局者，不足谋一域。”战略思维，是指全局性、长远性、根本性思维。战略思维能力，就是从全局、长远、根本的角度去研究问题、认识问题、解决问题的能力；就是统揽全局、兼顾各方，善于把握事物发展趋势和方向的能力。强调提高战略思维能力，在经济全球化深入发展的今天有着特殊重要的意义。经过30多年的改革开放，我国同世界的关系日益紧密，正所谓“中国的发展离不开世界，世界的发展也离不开中国”。提高战略思维能力，要求统筹国内国际两个大局，以全球化的视野看待和把握我国与世界的关系，沉着应对复杂多变的国际局势，抓住机遇发展自己；处理好局部与全局的关系，把党和国家工作大局作为观察和处理问题的出发点，自觉地将局部工作放在大局中加以考量，努力做到把握全局、谋划全局、服从全局；处理好眼前利益与长远利益的关系，立足当前、放眼未来，研究思考本地区本部门本单位经济社会发展中带有方向性、长远性的问题，提高工作的科学性、系统性、预见性、前瞻性。

提高创新思维能力。“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是一个政党永葆生机的源泉。”创新思维，是开拓人类认识新领域、形成人类认识新成果的思维活动，其实质是对原有思维模式的超越。创新思维能力，就是超越陈规、开拓进取，善于探求事物发展难题的多种解决办法和途径的能力。时代在发展，实践在深入。30年多年的改革开放深刻改变了我国的面貌，同时发展进程中的一些深层次问题日益凸显，如何才能实现更好发展？各项改革稳步推进，社会主义市场经济体制初步建立，同时发展仍然面临诸多体制性机制，体制创新任务艰巨，如何进一步深化改革？正确回答和破解这些课题，迫切需要提高创新思维能力，打破思维定势、改变思维习惯，超越已有思维方式的局限，不迷信、不盲从，做到因时而动、与时俱进，结合实际创造性地贯彻落实党的理论和路线方针政策，不断开拓中国特色社会主义事业新局面，不断丰富和发展中国特色社会主义理论体系。