什么是科学的思维方式?

什么是科学的思维方式?

研究型课程主要有课题研究与项目设计等类型,但在具体的探究过程中,它们的思维方法基本上是相同的. 在具体探究之前,学生必须首先掌握科学的思维方法.开展课题研究,不仅需要热情、毅力,还需要掌握正确的技术、学会科学的思维方法.思维方法决定了课题研究的进程,良好的思维方法能从错综复杂的现象中找到事物的本质,从纷繁复杂的因素中找到事物变化的主要因素,使事物呈现条理性.一般来讲,思维方法主要有以下几种： （一）逆向思维法. l、什么是逆向思维法? 所谓逆向思维法,就是指人们为达到一定目标,从相反的角度来思考问题,从中引导启发思维的方法. 面临新事物、新问题的时候,我们应该学会从事物的不同方面、不同角度来分析研究新事物、解决新问题.我国古代有“曹冲称象”的故事,曹冲没有按通常思路去考虑如何直接称象,而是反过来考虑大象的等重量物,即一堆石头如何称,这就是一个很好的逆向思维法应用的例子.19世纪40年代,英国的物理学家焦耳（1818－1889年）曾致力于研究不消耗能量的永动机,他用去了许多时间,但毫无结果.以后,焦耳等学者采用逆向思维法.用反证法做了大量的实验,验证水动机是不可能制造出来的,从而发现了能量守恒和转换定律. 2、逆向思维的类型. 逆向思维方式一般分为四类：结构逆向思维、功能逆向思维、状态逆向思维、因果逆向思维. 结构逆向思维.是指从已有事物的逆向结构形式中去设想,以寻求解决问题新途径的思维方法.一般可以从事物的结构位置、结构材料以及结构类型进行逆向思维.在第四届中国青少年发明创造比赛中获一等奖的“双尖绣花针”,发明者是武汉市义烈巷小学的学生王帆,他把针孔的位置设计到中间,两端加工成针尖,从而使绣花的速度提高近一半.这是一个结构逆向思维的典型实例. 功能逆向思维.是指从原有事物相反功能方面去设想寻求解决问题的新途径的思维方法.谈到功能逆向思维,人们常常会联想到这么一句话,“失败是成功之母”.3M公司的一个职员无意中发现,原来废弃的纸张经过一定的处理可以成为粘贴纸,从而为公司创造了巨额的利润. 状态逆向思维.是指人们根据事物某一状态的逆向方面来认识事物,引发创造发明的思维方法.过去木匠用锅和刨来加工木头,都是木头不动工具动（实际上是人动）.这样做,人的体力消耗较大、为了改变这一状况,人们从工具不动、木头动的角度出发,设计发明了电刨,从而大大提高了效率和工艺水平,减轻了劳动量.这里从木头静与动加工状态的改变,就可知它是与状态逆向思维的内容紧密相联的. 因果逆向思维.是指从已有的事物的因果关系中,变为因果去发现新的现象和规律,寻找解决问题新途径的思维方法.在电的发明史上,从奥斯特的电能生磁到法拉第的磁能生电,它们之间就有着困果逆向思维的联系.其他如爱迪生发现送话器听筒音膜有规律的振动到他发明留声机,近代的无线电广播的播放与接收,录像机的发明与摄像机的发明,这些都属于因果逆向思维的成果、可见,因果逆向思维也是进行发明的有效方法. （二）移植借鉴法. l、什么是移植借鉴法? 运用已有的知识和经验,把甲事物中的优势移植到乙事物中去,同时进行对照、借鉴、取长补短或吸取教训,加以改进,形成新的优势,以找到解决问题的方法,这称为移植借鉴法. 科学研究中,经常会运用其他学科的概念,理论和方法来研究本学科存在的问题.《文汇报》曾刊登了一则新闻,哈尔滨某农民用1万元买了50克抗寒番茄种子.据说这种抗寒番茄种子大有来头,它是哈尔滨生物科学所运用基因移植技术而产生的一项新成果.科技人员将北美一种抗寒鱼的抗寒基因移植到番茄之中,使其抗寒能力大为提高,产量也显著增加,从上例中不难发现,这项科技成果之所以如此成功,主要是因为科技人员运用了移植借鉴法,认清了番茄在抗寒能力上的不足,并发现了抗寒鱼在抗寒方面的优势,通过移植借鉴把此抗寒鱼的优势转变为番茄的优势,最终得到抗寒番茄.移位借鉴他人优势并代为自己优势是这一成果成功的关键. 2、移植借鉴法的应用方式. 移植借鉴法就其应用方式来划分,可分为两种；抽象事物的间接移植借鉴法和具体事物的直接移植借鉴法. 抽象事物的间接移植借鉴法.借鉴思想、转变思想是一个复杂的过程,那么如何才能实现其转变呢? 首先必须要有敢于变革的精神,只有这样才能吸取到精华.不敢打破常现,创新思想,是永远无法取得变革的,思想的借鉴和发展是艰苦的过程,但是人们必须要有迈出第一步的勇气.就像鲁迅先生所说的那样,世上本没有路,走的人多了便成了路. 其次,借鉴他人思想要有选择性,不能全盘通吃.取其精华,去其糟粕,这是借鉴的根本宗旨.就拿马克思主义的形成来说,马克思是借鉴了法国空想社会主义、英国古典政治经济学、德国政治经济学等思想的精华,除去这些思想虚无、落后的一面,才逐步形成马克思主义的基本框架的. 具体事物的直接移植借鉴法.移植借鉴法不仅是思想家孕育新思想、新观念的重要手段,同时也是科学家进行发明创造的重要工具.近几十年来发展起来的仿生学就是一个最好的例子.仿生学,就是研究借鉴生物系统的结构、功能等,用来模仿改进相关技术系统的科学.它是科学领域运用移植借鉴法的典范,正因为运用了移植借鉴法才使得仿生学有了很大的发展. （三）缺点发现法. 缺点发现法就是根据现有事物的不足,仔细分析研究,然后提出改革或完善的思维方法.寻找缺点实际上就是发现问题的过程,而创造发明就是要解决现存的问题.因此发现问题是解决问题的前提. 如全国发明比赛获一等奖的“双尖绣花针”、获二等奖的双面胶纸式的“软图钉”,它们的发明者就是根据原来的绣花针、图钉存在的缺点有针对性地加以改进的.因此,只有敢于而且全面地发掘事物的缺陷,才能更好地把缺点一一改进.作为中学生更要敢于打破本书知识与固定思维的限制,敢于提出自己的疑问,敢于质疑书本与权威,目前国内中学生在这个方面是比较欠缺的,这也是我们研究型课程着重培养的目标. 用缺点发现法进行课题研究一般有四个步骤. l、确定要研究的课题. 2、确定与课题有关的信息科类.例如材料、功能、外观、大小等. 3、根据已确定的信息,分析、研究,找出其缺点,这一步是整个研究中最重要的一步,它决定了今后研究的方向与质量. 4、针对一个或多个缺点提出改进实施的方案.