- 相關(guān)推薦
科學(xué)技術(shù)研究的創(chuàng)新思維方法
科學(xué)技術(shù)需要?jiǎng)?chuàng)新，創(chuàng)新是科學(xué)技術(shù)研究的動(dòng)力和靈魂。要?jiǎng)?chuàng)新，必須有創(chuàng)新思維和方法。科學(xué)研究上和技術(shù)發(fā)明上的創(chuàng)新思維，就是思維要素的辨證組合與重新配置。以下是小編幫大家整理的科學(xué)技術(shù)研究的創(chuàng)新思維方法，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
科學(xué)技術(shù)研究的創(chuàng)新除了表現(xiàn)為運(yùn)用規(guī)范性的辨證思維形式之外，還體現(xiàn)為收斂性與發(fā)散性、邏輯性與非邏輯性、抽象性和形象性的對(duì)立統(tǒng)一等辨證思維特征。在這些具有對(duì)立方向的特性之間保持張力是創(chuàng)造性思維的典型特征，也是創(chuàng)新思維方法的典型特征。
一、思維的收斂性與發(fā)散性
�。ㄒ唬┦諗克季S特性
使思維集中于同一方向，使思維條理化、簡(jiǎn)明化、邏輯化、規(guī)律化，收斂思維特性又稱(chēng)“聚合思維”、“求同思維”或“集中思維”特性。
收斂性思維志在取得成果。
�。ǘ┌l(fā)散思維特性
是指從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)，沿著各種不同的途徑去思考，探求多種答案的思維特性，與收斂思維特性相對(duì)。又稱(chēng)“放射思維”、“求異思維”或“擴(kuò)散思維”特性。發(fā)散思維特性是創(chuàng)造性思維最重要的特點(diǎn)之一。
�。ㄈ┧季S的收斂于發(fā)散
只發(fā)散，不收斂，勞而無(wú)功；只收斂，不發(fā)散，沒(méi)有創(chuàng)造。只重視其中一個(gè)，便可能走上形而上學(xué)思維。若把兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，則具有辨證思維的特點(diǎn)。兩者是對(duì)立的統(tǒng)一，具有互補(bǔ)性，不可偏廢。需要在兩者之間保持思維的張力，在收斂中注意發(fā)散，在發(fā)散中注意收斂。
二、思維的邏輯性與非邏輯性
�。ㄒ唬﹦�(chuàng)造性思維的特性
創(chuàng)造是科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)明最重要的特性之一。創(chuàng)造性思維不是在所有辨證思維和科學(xué)研究方法之外獨(dú)立的一種思維形式和或方法，是能夠提出創(chuàng)見(jiàn)的思維，是在思維特征方面不刻板，組合各種思維、靈活調(diào)用思維的特性。
創(chuàng)造性思維的特點(diǎn)是思維方向的求異性、思維結(jié)構(gòu)的靈活性、思維進(jìn)程的飛躍性、思維效果的整體性、思維表達(dá)的新穎性等。
創(chuàng)造性思維特別注重邏輯思維與非邏輯思維的統(tǒng)一、抽象思維與形象思維的辨證統(tǒng)一。
�。ǘ﹦�(chuàng)造性思維的邏輯性
創(chuàng)造性思維過(guò)程的邏輯性，是指其過(guò)程中包括演繹、類(lèi)比推理、歸納等等。在邏輯思維方面，類(lèi)比推理在科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造方面的作用很大。
類(lèi)比推理是根據(jù)兩類(lèi)對(duì)象之間在牟蝶方面的類(lèi)似或同一，推斷它們?cè)谄渌矫嬉部赡茴?lèi)似或同一的邏輯思維方法。類(lèi)比推理是或然性推理。類(lèi)比常常是科學(xué)技術(shù)研究從已知跨越到未知的橋梁。
�。ㄈ﹦�(chuàng)造性思維的非邏輯性
創(chuàng)造性的非邏輯的思維，是指不拘邏輯形式或沒(méi)有邏輯形式的思維，其形式主要有：聯(lián)想、想象、隱喻、靈感、直覺(jué)與頓悟等等。
在非邏輯思維方面，想象對(duì)于科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明的作用很大。直覺(jué)和頓悟在創(chuàng)造成果突現(xiàn)方面尤其突出。
想象，是對(duì)過(guò)去存儲(chǔ)在大腦中的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、方法進(jìn)行重新組合的思維活動(dòng)，它可以把這種大腦中的知識(shí)、方法的暫時(shí)思維組合與現(xiàn)存研究對(duì)象通過(guò)某種形式關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成新的聯(lián)想。愛(ài)因斯坦認(rèn)為，想象力比知識(shí)發(fā)明更重要。想象常常出發(fā)“靈感”，做出科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明。
非邏輯思維開(kāi)拓思路，邏輯思維整理思路，完成創(chuàng)新的理性構(gòu)建。在非邏輯思維之前也有邏輯思維（如比較、分類(lèi)、歸納等），為非邏輯思維做好鋪墊準(zhǔn)備。
三、直覺(jué)與頓悟思維
直覺(jué)與頓悟思維是兩種創(chuàng)造性很強(qiáng)的非邏輯思維特性。
（一）直覺(jué)
直覺(jué)是指不以人類(lèi)意志控制的特殊思維特性，它是基于人類(lèi)的職業(yè)，閱歷，知識(shí)和本能存在的一種思維特性。直覺(jué)具有直接性、迅捷性、或然性等特征。
（二）頓悟
頓悟是創(chuàng)造性思維的一種特性和狀態(tài)，指當(dāng)思考某個(gè)問(wèn)題長(zhǎng)期得不到解決時(shí)，在某種時(shí)刻突然獲得解決問(wèn)題的豁然開(kāi)朗的狀態(tài)。頓悟有突發(fā)性、誘發(fā)性、偶然性、極度快樂(lè)或豁然開(kāi)朗之特性等等。
四、移植、交叉與跨學(xué)科研究方法
移植和交叉學(xué)科或跨學(xué)科的研究方法，是創(chuàng)造性思維的兩種非常有效的研究方法。 當(dāng)代科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)明變得越來(lái)越復(fù)雜，進(jìn)行移植與交叉，通過(guò)多學(xué)科或跨學(xué)科的研究，常常能獲得單一學(xué)科研究無(wú)法獲得創(chuàng)新成果。
多學(xué)科融合或通過(guò)跨學(xué)科科研問(wèn)題也是當(dāng)代科學(xué)和技術(shù)解決問(wèn)題的創(chuàng)造性方法了。體現(xiàn)了廣泛聯(lián)系和發(fā)展的辯證法。
�。ㄒ唬┮浦卜椒�
所謂移植，即把在其他學(xué)科中已經(jīng)運(yùn)用的方法或研究方式移動(dòng)要研究的新領(lǐng)域或新學(xué)科中，加以運(yùn)用或加以改造后的研究方法。移植方法的創(chuàng)造性很高。
移植方法包括：概念移植、對(duì)象移植和方法或技術(shù)移植等等。
（二）學(xué)科交叉方法或跨學(xué)科方法
當(dāng)代各門(mén)科學(xué)之間的交叉性越來(lái)越大，通過(guò)學(xué)科之間的交叉往往可以獲得新的認(rèn)識(shí)，帶來(lái)創(chuàng)新。學(xué)科交叉成為一種新的思考方式和研究方法。
1.所謂學(xué)科交叉方法，就是兩門(mén)以上的學(xué)科之間在面對(duì)同一研究對(duì)象時(shí)，從不同學(xué)科的角度進(jìn)行對(duì)比研究的方法。借鑒其他學(xué)科的研究，思考本學(xué)科的問(wèn)題和對(duì)象，融合其他斜跨的研究方法，以達(dá)到對(duì)研究對(duì)象的新認(rèn)識(shí)。
2.所謂跨學(xué)科方法就是通過(guò)多學(xué)科的協(xié)作共同解決同一問(wèn)題的方法，跨學(xué)科也是一種多學(xué)科融合的方法，也可以稱(chēng)為多維融貫的方法。
拓展：物理科學(xué)思維能力的培養(yǎng)
物理科學(xué)思維能力是高中物理教學(xué)的核心。教會(huì)學(xué)生思維，是貫穿于整個(gè)高中物理教學(xué)全過(guò)程的重要任務(wù)。物理科學(xué)思維能力不但對(duì)學(xué)生學(xué)好物理至關(guān)重要，對(duì)學(xué)生學(xué)好其他學(xué)科亦有重要作用。
有些學(xué)生面對(duì)物理問(wèn)題時(shí)，首先想到的是如何套公式，模仿以前做過(guò)的題求解或利用已形成經(jīng)驗(yàn)的物理模型，這是思維不科學(xué)的表現(xiàn)。其后果是相似的問(wèn)題不知其區(qū)別，不能抓住問(wèn)題的本質(zhì)，不知物理結(jié)論的意義和成立的條件，長(zhǎng)期下來(lái)這些學(xué)生解決問(wèn)題的能力將會(huì)下降，對(duì)生題更是無(wú)從下手，這些不符合高考的發(fā)展要求，對(duì)自身的成長(zhǎng)也是不利的。
1、物理科學(xué)思維
美國(guó)教育家杜威指出：“思維就是有意識(shí)地努力去發(fā)現(xiàn)我們所造成的結(jié)果之間的特定的聯(lián)接”，“思維就是探究、調(diào)查、深思、探索和鉆研，以求發(fā)現(xiàn)新事物或?qū)σ阎挛镉行碌睦斫狻薄？梢?jiàn)思維是一個(gè)有意識(shí)地探究行動(dòng)和結(jié)果之間特定的聯(lián)結(jié)的問(wèn)題。
科學(xué)思維是有意識(shí)地按照一定的程序，依據(jù)科學(xué)的規(guī)律，運(yùn)用科學(xué)的方法探究行動(dòng)和結(jié)果之間特定的聯(lián)結(jié)的過(guò)程。
物理科學(xué)思維是有意識(shí)地按照物理解決問(wèn)題的程序，依據(jù)物理的概念和規(guī)律，運(yùn)用物理科學(xué)方法探究行動(dòng)和結(jié)果之間特定聯(lián)結(jié)的過(guò)程。
2、培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維能力的途徑
2.1加強(qiáng)物理科學(xué)方法學(xué)習(xí)，提高物理方法意識(shí)
物理科學(xué)方法就是描述物理現(xiàn)象、確定物理過(guò)程、實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)、總結(jié)物理規(guī)律、檢驗(yàn)物理規(guī)律時(shí)所應(yīng)用的各種手段與方法。
學(xué)習(xí)掌握物理科學(xué)方法，應(yīng)首先分析教材中的科學(xué)方法因素。從物理概念和規(guī)律的形成和擴(kuò)展中分析科學(xué)方法因素。當(dāng)我們引入物理概念并加以定義時(shí)，或研究概念之間的定性和定量關(guān)系形成規(guī)律時(shí)，就需借助于一定的工具、一定的手段，通過(guò)一定的思維操作去觀察、去發(fā)現(xiàn)，這就體現(xiàn)為科學(xué)方法。如“電場(chǎng)強(qiáng)度”的引入，就要用觀察實(shí)驗(yàn)、概括、比例等方法。從部分電路歐姆定律出發(fā)建立閉合電路的歐姆定律就要用到實(shí)驗(yàn)歸納與物理演繹相結(jié)合的方法。
從知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)的連結(jié)處，分析科學(xué)方法因素。如分析安培力和洛倫茲力的關(guān)系時(shí)，要用到電流的微觀模型、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)等方法。
理論用于指導(dǎo)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，理論本身就具有了方法的意義，因此要在運(yùn)用物理概念和規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中分析科學(xué)方法因素。如研究一個(gè)單擺擺到最低點(diǎn)的速率時(shí)，我們既可以用動(dòng)能定理，也可以用機(jī)械能守恒定律求解。此時(shí)動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律等理論，實(shí)際上就成為解題方法了。
從物理實(shí)驗(yàn)中提取科學(xué)方法因素。物理實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等每一過(guò)程都蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法教育因素。如驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)運(yùn)用了控制變量法；在實(shí)驗(yàn)操作中，為了減小誤差，運(yùn)用了等效替代與平衡的思想方法，且采取了近似的方法；在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用了圖象方法。
綜上所述，我們要注意找出教材中所涉及的知識(shí)點(diǎn)（概念、規(guī)律、實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用、習(xí)題等），以及從一個(gè)知識(shí)點(diǎn)縱向或橫向到另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的過(guò)渡處所包含的科學(xué)方法因素，逐漸提高學(xué)生的科學(xué)方法意識(shí)。
加強(qiáng)物理科學(xué)方法學(xué)習(xí)，還應(yīng)學(xué)習(xí)常用的物理科學(xué)方法。常用的物理科學(xué)方法，包括觀察、實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)方法、思維實(shí)驗(yàn)、比較與分類(lèi)、分析與綜合、歸納與演繹、理想化、類(lèi)比、假說(shuō)、等效、科學(xué)想象等，如表1所示。
綜合教材內(nèi)容，適當(dāng)介紹以上的物理科學(xué)方法提高學(xué)生科學(xué)方法意識(shí)，以提高分析問(wèn)題的能力。備課時(shí)認(rèn)真分析本節(jié)或本單元教材所涉及的科學(xué)方法，并讓學(xué)生認(rèn)真總結(jié)和體會(huì)。如表2為電場(chǎng)一章科學(xué)方法的總結(jié)。
2.2培養(yǎng)思維的嚴(yán)謹(jǐn)、有理、有序，使學(xué)生有科學(xué)思維意識(shí)
相當(dāng)部分的學(xué)生在分析物理問(wèn)題時(shí)，往往“想當(dāng)然”就得到結(jié)論，缺乏嚴(yán)密的邏輯推理或沒(méi)有正確的思維程序和思考習(xí)慣，使其在生題面前束手無(wú)策。因此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和意識(shí)尤為重要，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的關(guān)鍵，可使學(xué)生具有可持續(xù)發(fā)展的潛力，為其終身發(fā)展打下基礎(chǔ)。
應(yīng)按怎樣的思維程序來(lái)分析和解決物理問(wèn)題呢？
第一、弄清基本物理事實(shí)，把握基本物理現(xiàn)象，明確研究對(duì)象。物理問(wèn)題的提出與解決，都是在一定事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)一些現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)的。因此，首先要搞清所要確定物理問(wèn)題的性質(zhì)，是分析和解決問(wèn)題的前提。
第二、確定所要研究問(wèn)題的狀態(tài)和過(guò)程。解決物理問(wèn)題的依據(jù)是物理概念與物理規(guī)律，而物理概念與規(guī)律的應(yīng)用又是針對(duì)一定的物理狀態(tài)和過(guò)程的。因此，確定所要研究問(wèn)題的狀態(tài)和過(guò)程，特別要抓住它們的特點(diǎn)，這是分析和解決的關(guān)鍵。
第三、恰當(dāng)?shù)剡x用物理規(guī)律，正確得出問(wèn)題的結(jié)論。選用物理規(guī)律時(shí)要從物理問(wèn)題的特點(diǎn)出發(fā)，看什么物理規(guī)律的適用范圍或條件與研究對(duì)象的狀態(tài)過(guò)程的特點(diǎn)一致，不能不做具體分析，憑直覺(jué)和想當(dāng)然。選用有關(guān)的物理規(guī)律使問(wèn)題得到解決后，還要審查所得的結(jié)論是否與給出的物理事實(shí)、現(xiàn)象有矛盾，以確保結(jié)論的正確。
思維鏈可概括為：物理現(xiàn)象→物理?xiàng)l件→頭腦中的物理情景→物理模型→邏輯推理→規(guī)律應(yīng)用→數(shù)學(xué)處理→結(jié)論分析。
教學(xué)中應(yīng)通過(guò)實(shí)例的分析，體現(xiàn)正確的思維程序，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣。
例1蜂窩煤在五樓燃燒是不是和在一樓燃燒放出的熱量一樣多？
此題應(yīng)以Q=qm，（q為熱值）分析，結(jié)論是一樣多的�？捎械耐瑢W(xué)可能從能量守恒去分析，得出不一樣多的結(jié)論，錯(cuò)在盲目套用物理規(guī)律或公式，沒(méi)有真正理解其含義。
例2一架飛機(jī)在高空水平勻速飛行，某時(shí)刻從飛機(jī)上釋放一物體A，經(jīng)過(guò)5 s又釋放一物體B，試分析在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)物A、B與飛機(jī)的位置連線(xiàn)的特點(diǎn)。（不計(jì)空氣阻力）
這是一個(gè)判斷物體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，應(yīng)遵循以下線(xiàn)索分析、推理。
2.3培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，在獨(dú)立思考的過(guò)程中，逐步建立科學(xué)思維意識(shí)，提高科學(xué)思維能力
獨(dú)立思考是科學(xué)思維能力提高的重要途徑，學(xué)習(xí)物理要重在理解，要想清道理。只是教師講解，而學(xué)生沒(méi)有經(jīng)過(guò)獨(dú)立思考，就不可能真正深入地要想清其中的道理，也就不可能學(xué)會(huì)正確的思維。
培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，要先從培養(yǎng)閱讀能力開(kāi)始，學(xué)生先要學(xué)會(huì)閱讀課本。怎樣才算會(huì)閱讀課本？學(xué)生閱讀過(guò)程中或閱讀完后要能進(jìn)行概括、總結(jié)、寫(xiě)出摘要；明確關(guān)鍵詞句，并能寫(xiě)出對(duì)主要概念、規(guī)律及關(guān)鍵詞句的理解；明確涉及的物理方法及應(yīng)用思路等，通過(guò)課本的閱讀，教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生了解得出結(jié)論的過(guò)程和方法，理解事物的前因后果、來(lái)龍去脈及相互聯(lián)系。通過(guò)學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程，學(xué)會(huì)正確的思考。
其次要學(xué)會(huì)歸納總結(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中，解題后要及時(shí)進(jìn)行總結(jié)，從知識(shí)的理解、方法的應(yīng)用、思路的建立等方面做一系統(tǒng)總結(jié)，在這一過(guò)程中體會(huì)如何科學(xué)地思考物理問(wèn)題。
最后要學(xué)會(huì)規(guī)范表達(dá)。規(guī)范表達(dá)的層次反映了一個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解的水平及思維的科學(xué)性的水平，讓學(xué)生規(guī)范表達(dá)和解題，就會(huì)使學(xué)生的思維逐漸趨于合理和科學(xué)。
【科學(xué)技術(shù)研究的創(chuàng)新思維方法】相關(guān)文章：
在歷史教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維方法10-27
科學(xué)正確的增發(fā)方法大全09-30
最為科學(xué)的育兒教育方法05-10
設(shè)計(jì)思維08-06
談法律思維與論邏輯思維的關(guān)系02-28