第6课创新思维与系统思维.ppt

1、第六课创新思维和系统思维，科技的本性和生命力在于基于继承的创新。 科学技术的研究方法有三种：适用于某一学科的特殊研究方法，如光谱分析方法、化学催化方法等科学实验方法、数学方法、系统方法等，适用于各门自然科学技术的一般研究方法适用于自然科学、社会科学、思维科学的普遍研究方法，如哲学方法、分析方法、归纳方法等。 自然辩证法的科技方法论主要研究第二类方法。 科学技术方法论是自然科学技术研究中常用的常用方法理论体系。 一、科学抽象和归纳、演绎二、批判思维方法和创新思维方法三、数学方法和系统思维方法一、科学抽象和归纳、演绎，一、科学抽象科学抽象在科学研究过程中运用理性思维，排除研究对象的非本质、表面、偶

2、然因素，提取其本质、偶然因素的科学抽象是科学事实的抽象，科学事实是因此，科学抽象必须以科学实践为基础。 科学抽象的形式；(1)科学符号：研究和认识的某种客观事物的替代物。 (2)科学概念：反映事物本质属性的思考形式是理性思考的三种基本形式之一。 (3)思想模型：与通过科学抽象形成的事物原型相关的思想客体。 (4)理想实验：经过科学抽象化，把实验条件抽象化到理想化程度，在思考中模仿实际实验的结构和形式，通过科学想象和逻辑推理进行的实验。 2、归纳和演绎归纳是从个别事实中概括一般结论的思维方式，是从个别前提转变为一般结论的推论形式。 包括完全归纳法和不完全归纳法。 由s2-p、s1- p、s3-p

3、、s3-p、s-p前提、逻辑规则和结论三部分构成。 这两种方法是不可分割的。 两者以相互为前提，相互补充，综合适用。S - p、M - S、M - p、大前提、小前提、结论、归纳和演绎的关系归纳是演绎是归纳的指导，两者在一定条件下可以相互转换。 必须构建归纳和演绎统一的思维模式。 二、批判性思维方式和创新性思维方式，一、批判性思维方式批判性思维方式是以批判性或反省性的方式质疑和评价思维过程和结果的思维方式。 质疑他人的陈述和观点的正确性，追究这些陈述和观点背后的意义，扩大探索性问题的深度和广度等。 其特点是努力认识到许多固有观念可能错误，对思考过程和研究结论需要实验、逻辑验证，在进行判断、观点

4、形成时，识别和避免思考中常见的错误。 2、科技创造科技创造是运用科技知识和技能，改变、控制和调节对象，创造前所未有的产品的活动，是科技研究中的创造性活动。 科学技术创造分为科学发现和技术发明。 科学发现：揭示隐藏的东西，发现已经存在但不知道的东西，或者客观存在的法则。 技术发明：创制或创造过去不存在的东西，即创造出生以来第一次没有的器物、技术、方法等。建立科学实践检验论证理论体系，进行科学技术创造的基本过程： (1)准备阶段：提出问题；(2)准备阶段：解决问题；(3)显智阶段：突破问题；(4)检验阶段：证明问题成果和检验科学研究的一般程序：获得科学研究课题的确定科学事实的思考加工。 3、创造性

5、思维创造性思维和普通思维1943年，德国韦特海姆发表了创造性思维。 创造性思维是研究者根据以往的知识和经验，使用与探索对象和探索过程相符合的独特的科学思维方法把握对象的本质和规律，从而获得新思想、新观点、新理论、新方法的思维活动，可以提出创造性思维。 创造性思维不是独立的思考形式和方法，而是组合各种思考方法，具有灵活呼唤各种思考方法的特性。 创造性思维的基本特征：思考方向的向异性，思考结构的灵活性，思考过程的飞跃性，思考表现的新颖性，思考效果的整体性。 创造性思维没有固定的程序和模式吗？ 火焰弯曲：无所谓！ 创造性思维机制的问题，人脑不仅具有感觉提供的各种信息、实践经验的背景知识、判断能力，而

6、且生理结构上的机制表现出它加工许多信息，同时人类的分析能力是无限的，这是创造性思维的基础。 人的思维结合了许多小、细、复杂的思想要素，人脑具有整理、重组这些思想要素的功能，创造性思维的机制就是重组这些要素的过程。 人脑是如何记忆信息的，即记忆、语言信息的负担、意象、逻辑联系的过程等，有必要明确。 思考是人类大脑的功能。 人脑右半部分的功能主要是以形象思维的形式产生创造性的构想等；人脑左半部分的功能主要是以抽象思维的形式进行分析、论证等。 在创造性思维活动中，人脑左右两个部分配合各个部门的职务工作，构想和分析论证两个过程相互联系，交叉进行，使创造构想很快完善，产生创造性思维成果。 充分发挥人脑功

7、能是创造性思维发挥的生理基础。 创造性思维的心理机制主要指创造性思维活动中的意识和无意识协同作用问题。 所谓意识，是指意识、感觉、判断、推论、感情、意志等人能够自觉控制的意识活动。 所谓无意识，就是人无法意识、无法自觉控制的心理活动。 意识和无意识是人脑在客观事物中反映的不同水平。 创造性思维的发挥基于显着意识和无意识协同作用。 记忆是创造性思维的前提和基础。 记忆包括感觉记忆、短期记忆和长期记忆。 记忆有两个机制，与科学技术的发现、发明的创造性思维过程密切相关。 一种是存储代码的机制，另一种是选择提取的机制。 人类依赖于记忆的语义网络结构来调用信息。 记忆力是想象力、思考力、创造力的基础，想

8、象力是思考力和创造力的基础。 形象是创造性思维的要素。 思维需要形象，形象包含思维。 图像与感知不同，图像是临时的、不稳定的，显示的信息有限。 图像可以直接记忆图像，也可以创建图像。 形象能增强记忆，有助于认识，有助于解决问题。 语言是创造性思维的重要符号元素。 创造性思维是逻辑和非逻辑方法的整合，发散思维和收敛思维的整合，抽象思维和形象思维的整合，理性直觉和理性自觉的整合。 完成科学创造过程的充分创造性思维，必须是逻辑方法和非逻辑方法的辩证统一和综合应用。 逻辑和非逻辑方法是创造性思维发挥的两翼、互补和相互协同。创造性思维是逻辑联系和心理过程的统一。 逻辑型创造性思维：逆思维、置换转换思维、

9、离散思维、类比、移植等。 非逻辑创造性思维：发散思维、收敛思维、想象、联想、隐喻、直觉、灵感、灵感、集体智慧法(头脑风暴法)、希望点列举法等。 发散思维是指从一个目标发散，思维向不同的方向发散，沿着不同的道路思考，探索多种答案的思维方法，它具有流动性，柔软性，独特性等特征，也被称为“寻求不同的思维”，“放射思维”。 所谓收敛思维，就是尽量利用现有的知识和经验，思维总是集中在同一方向，寻求正确答案的思维方法，它具有简明化、理化、逻辑化、规律化的特性，又称“寻求同一思维”、“集约思维”。 两者必须有机地结合：互补、相互合作。 在发散思维和收敛思维之间要保持思维张力。 只有发散不收敛的话，劳动和无效

10、。只有收敛不发散，很难创造。 4、类比和移植、交叉和跨学科研究方法类比推论基于两种对象之间在某个方面(属性)的相似或相同，推断它们在其他方面(属性)也可能是相似或相同的逻辑思维方法。 类比推理在科研中具有启发构想，提供线索，一反三，具有触类旁通的作用。 类比推理是提出科学假说的重要方法，是设修实验的逻辑基础。 类比推理有一定的局限性，应该扩大类比的范围，提高已知属性和未知属性的相关性，提高可靠性。 类比逻辑推理形式： a对象具有属性： a、b、c、d B对象具有属性： a、b、c，因此，b对象也是属性d移植方法提取借用某研究领域或研究对象的理论成果和科学方法，在其他研究领域或对象(特别是新领域

11、和新学科)中、学科交叉方法：在两个以上学科之间面对同一研究对象时，从不同学科的角度进行比较研究的方法。 学科交叉的意义：发现单一学科不能发现的性质、属性、方面等，多样认识事物。 跨学科方法：通过多学科合作共同解决同一问题的方法。 从研究对象和问题上，消除学科壁垒，在更高层次上实现综合。 更重大的科学研究、工程技术研究和社会科学研究问题往往需要跨学科研究。 纳米技术转基因的研究等，5、形象思维形象思维是在感性认识的基础上，通过形象进行联想和想象，明确对象的本质和规则的思维方法。 逻辑思维的“细胞”是概念，形象思维的“细胞”是形象。 形象反映了同类事物形象的一般特征。 形象思维的一般思维过程：用形

12、象进行联想和想象。 逻辑思维的一般思维过程：用概念进行判断和推理。 爱因斯坦：“想象力比知识更重要。 因为知识是有限的。 想象力概括了世界的一切，促进了进步，是知识进化的源泉。 严格来说，想象力是科学研究中的真正要素。 物理学家玻尔：科学家必须有“疯狂的想象力”。 希尔伯特：数学家比诗人更需要想象力，他告诉人，自己的学生因想象力差而跳槽为诗人。 加拿大学者邦格说：“创造性的形象富于形象，它能够创造概念和概念体系，这些概念在感觉上没有与之相对应的东西，但现实中因为有什么与之相对应的东西，所以培养着新的思想。” 美国科学家布罗诺夫斯基说：“想象是人脑中形象的操作，文学、艺术的操作及合理的操作属于这

13、种想象”，“想象构成形象，并以新的排列将它们转移到人脑的能力”。6、直觉思考直觉是指不受一定逻辑规则约束，直接认识研究对象的某些特性和要害的思考过程，这种认识是以研究主体长期的经验积累为基础的。 具有直接性、高速性或似然性等特性。 科学研究可以快速把握机遇，正确判断机遇中包含的科学价值，是科学直觉能力的重要表现。 科学直觉有时伴随着灵感、灵感的特殊心理体验和心理过程。 灵感是指当研究主体对待研究的问题不可理解时，有时由意识的沉积而孕育，由于某种催化剂的诱发而突然贯通，瞬间爆发解决问题的思想闪烁和认识的思考过程。 那是突然出现的一瞬间的思考过程。 所谓灵感，就是在认为某个问题不能长期解决时，在某

14、个时刻突然、突然、明朗、解决问题的思考过程。 从发生来看是突发性的创造活动。从过程来看是飞跃性的创造活动。从成果来看，他们是划时代的创造活动。 突然性只不过是形式性的东西，实际上，这些都是大脑长时间准备，思考特别紧张，注意力高度集中的必然结果。 科学技术史上许多重大的科学课题往往在直觉和灵感的启发中奇迹般地得到解决。 例如凯克勒发现了苯环的结构。 三、数学方法和系统的思考，一、数学方法数学方法是关注事物形式和抽象结构的思考，用抽象的方式表现事物的空间关系和数量关系。 恩格斯：“数学：辩证的辅助手段和表现方式。 数学模型是用形式化的数学语言描述研究对象的本质特征和基本过程的数学公式。 数学方程(

15、组)、图、表等。 数学模型的方法是建立和研究对象的数学模型，明确对象的本质特征和变化规则的方法。 数学模型的基本型确定性数学模型、随机性数学模型、突变性数学模型、模糊性数学模型。 使用数学模型方法的一般步骤提取数量关系，解释和评价建立数学模型的数学模型的解释，形成实际问题的判断和预见。 数学统一修正方法：对大量随机现象进行有限次观测或实验的结果进行数量研究，并在此基础上建立对整体数量规律性具有一定可靠性估计的数学方法。 数学实验方法是一种新的科学认识途径。 数学实验方法是校正机技术与数学方法相结合，在校正机上实验系统的数学模型，求得对原型规律性的认识的数学方法。 这是在修正计算机上数学修正实现

16、的理想实验。 数学实验与一般实验不同，它是认识实际实验和纯演绎推理之间的自然规律的新方法，是用对应的数学语言描述客体的“实验”。 2、系统思维方法系统科学是探索系统存在方式和运动变化规律的学科，是对系统本质的正确反映和理性认识的知识体系。 形成了系统论、信息论、控制论、耗散结构理论、协同学、突变理论、超循环理论、混沌理论、非线性科学、复杂性科学等学科群。 系统思维方法是20世纪4090年代出现的系统科学采用的一系列方法的总和，包括系统论方法、控制论方法和信息论方法、自组织理论(耗散结构理论、协同学理论和超循环理论等)方法。 (1)系统分析与系统综合相结合的方法一般系统论由奥地利生物学家贝塔兰菲

17、创立，其思想来源于解释生命现象的有机论观点。 系统论方法将研究对象视为系统，从整个系统出发，辩证地处理整体与部分、结构与功能、系统与环境、功能与目标的关系，是实现系统整体优化的方法。系统论方法的应用原则：即使整体最好，也不要使部分损失过大。 系统分析与系统集成相结合的方法，(2)反馈控制方法控制论是1948年由美国数学家维纳创立的。 研究动物和机械中的通信和控制的理论。 控制论方法是以任何系统的功能行为为目标，通过功能仿真方法、黑箱方法和反馈控制方法的综合应用，实现系统熵增加、控制，实现系统目标的优化的方法。 反馈控制方法是通过信息的传输、处理和反馈控制系统的方法。 反馈方法：反过来影响进一步产生事物和原因的想法。 反馈方法的特征是根据系统过去的动作状况调整系统将来的动作，是以用负反馈来调整、控制系统为目的的运动。 反馈