思维科学篇1

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

在思维波传递的过程中，会遇上种种“思维屏障”。这种“屏障”的存在，会反映在人们思维过程中的情绪表征上。人们的情绪。大体可分为喜、怒、哀、乐、稳五种形态。喜，就是兴奋、高兴的心理状态见之于形，于是舞之、蹈之、歌之、笑之。怒，见之于形是立眉竖眼，脸红脖子粗，高声吼骂，行为鲁莽。哀，即悲哀，愁眉苦脸，心境苦涩；或声泪俱下，或沉默不语，或不思饮食。乐者眉开眼笑，心里快活，乐滋滋的得意满足感。稳，即稳态思维，这是一种最常见的思维表征，如正常的学习、工作中的思维状态。稳态思维的最大特征是抗疲劳性。这有益于健康，有益于学习、工作和创造性劳动。

导向因子驱动思维波运转到某个“屏障”时，便产生出某种情绪。

思维科学篇3

天气预报员制作天气预报的过程实际上是一个收集整理信息进行思维决策的过程。对于重大灾害性天气预报，预报员的结论又是各级领导和社会公众指导防灾活动进行决策的前提，因此，预报员的预报结论含有重大的社会责任，必须慎重地做出。本文就如何运用科学决策的原理讨论天气预报员所应遵循的思维原则。

1.预报员思维的前提

天气预报员从事天气预报工作的前提是必须具备天气学、数值预报和气候学三方面的专门知识，方能对天气结构特征、数值预报结论和气候特征进行综合分析。

天气学知识为预报员提供了对天气结构进行分析的理论依据，帮助预报员理解天气发生的原因，对天气发展趋势做到心中有数，做出比较好的定性预报，缺点是需要预报员进行相当的工作经验积累，主观性大，难以做出定量预报结论。

数值预报水平随着计算机技术的飞速发展和天气模式的改进，预报精度在不断提高，时效在不断延长，但现在看来，数值预报并不可以取代天气学方法，原因是我们对大气的物理过程的认识永远不能完结，数值预报中参数化问题，本身就是一种半经验和半理论的东西，天气的可预报性在不断探索中，不同的数值预报模式结论会有不同，数值预报产品永远不可能绝对准确，数值预报和数值预报集合产品，只能是可供预报员选择的一种产品，而不能取代预报员。

气候学方法是天气学方法和数值预报方法的有力补充，历史上虽然没有完全一样的天气状况，但都是不同程度天气事件的重演，随着现代气象观测资料序列的不断延长，大多数天气变化不会超出历史资料的变化范围，预报员如果能充分利用历史资料，加以分析研究，对预报制作会有非常大的帮助。

2.分析方法分类

2.1常规性分析

科学的预报思维必须遵循一定的分析流程，我们称之为常规性分析。每个地方的气象台站都要根据本地的气候特征结合实践经验确定对某类天气的预报流程，这是科学预报的基础，是常规性分析预报方法。

2.2非常规性分析

天气事件常有特殊性，预报要遵循常规性分析流程，同时还要善于发现天气变化的细微之处。风场上一个很弱的切变就可以发展成一场局地强对流天气。为此，预报员在进行常规性分析时，还要对一些异常特征进行非常规性分析，增大预报信息量，以免漏报重大灾害性天气。

2.3头脑风暴会商法

由于有了信息网络手段，现在各级气象台预报员所掌握的信息量已经没有多大差别，各地气象台可利用开通的可视会商系统，运用决策科学中的头脑风暴思维法，进行天气会商。即上级气象台不是先发表主导意见，而是让各地预报员把各自集体会商的结果通过会商系统先发表出来，相互启发，经过再分析，上级台汇总综合，完善会商结论，做出更接近实际的预报。

2.4预报结论的三种分类

在天气复杂时，预报人员要做出肯定性的预报实际是非常困难的，这是因为鉴于我们所掌握的信息和知识的局限，对于天气变化的可预报性不是完全清楚的，天气预报的结论不总是能够确定的，实际存在确定型预报、风险性预报和不确定预报三种预报结论。所谓确定、风险和不确定是相对的，一般天气形势比较简单有把握的预报作为确定型预报，对于预报有一定把握但是不十分确定的，作为风险型预报；对于预报没有把握，只能作为估计的，作为不确定型预报。但大多数情况下，短期预报可归为确定型，一部分短期和中期预报，可归为风险型预报，而对长期预报，因统计预报的缺陷和现阶段数值预报模式水平非常低，不管如何只能作为不确定型预报。通常情况下，对为公众服务的短期预报只能给出表面确定型预报，但这是不得已而为之，否则，公众可能会无所适从。但对专业、专项天气预报情况就不同了，我们可对一个天气过程做出一种估计，即不确定预报。例如，对向水库调度人员提供的预报，在给出预报的同时，说明预报可靠性，即使是不确定型预报，对水库调度人员的决策来说仍有非常大的帮助。在实际工作中，尽量确定预报中能确定的部分和确定不能确定的部分对服务对象来说同等重要。对不能确定的预报做出确定的结论或做出模棱两可的预报都是有害或不利用户使用的，这需要预报员有科学的态度和勇气。

3.预报思维的主、次策略

数值预报、天气学方法、气候学方法各有各自的特点。三种方法必须并用，但它们的主次作用不是等同的。一般情况下，短期预报主要依赖数值预报和天气学分析法，而气候学方法辅之；长期预报主要依赖气候学方法，其他方法辅之。对不同预报对象，仍要作具体化分析。另外，不同的预报方法预报因子所起的作用都有主次之分，可通过统计分析和预报实践逐步积累。

4.综合的策略

思维科学篇4

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

一、认识科学思维

什么是“科学思维”？顾名思义，科学思维就是用科学的方法进行思维，它是科学方法在个体思维过程中的具体表现。反过来，我们也可以把科学本身看成是一种思维方式，科学探究过程就是用科学的思维方式获取知识的过程。因此，科学探究和科学思维在本质上是相通的，前者更侧重于科学知识获得的过程，而后者则侧重于学习者内在的思维过程。在教学实践中，科学探究和科学思维更是无法分割。科学教育的过程要真正体现科学探究的本质，就必须把焦点置于科学思维方式的培养上。

掌握科学的思维方法，提高学生科学思维的能力，对于学生学习科学和今后的工作非常重要。同样在学习科学的过程中不论是科学问题的提出、科学数据的测量、科学现象的观察、科学模型的抽象、科学概念的形成、科学目标的归纳和科学理论的建立，还是用科学理论解决实际问题，都离不开科学思维。

二、聚焦于科学思维的教育与聚焦于科学知识的教育的比较

聚焦于科学思维的教育，应将以上诸点渗透于教学过程之中。其面貌当和传统的聚焦于科学知识的教育大不相同。我们可以从以下几方面将二者做一比较：

教学重心

比较方面聚焦于科学思维聚焦于科学知识

科学观的基础科学是不断探究的过程。科学是一个固定和权威的结论。

教学目标重视过程，即重视儿童的思维过程。重视结果，即重视科学知识。

教学方法较多采用探究的方法较多采用讲授的方法

教师角色是儿童探究的合作者、指导者、引领者，引导儿童提出问题、解决问题，和儿童一起寻找问题的答案。是知识的来源，引导儿童得到最后的结论，或者直接地把结论告诉儿童。

儿童角色提出问题、解决问题，进行主动的探究和思考；儿童通过探究过程获得对科学的个人的理解；儿童享受思维的乐趣，在科学探究的过程中获得自信和满足；对儿童心理发展的长远影响接受确定的科学知识、教学结果；儿童通过记忆获得科学知识，但也许并不理解；难以给儿童留下深刻的印象。

三、如何培养儿童的科学思维

通过上面的比较，我们可以感受到，只有将科学教育聚焦于科学思维的培养，才能触及到儿童科学教育的灵魂所在。儿童科学启蒙，最根本的就是思维方式的启蒙。从小对儿童的思维方式进行塑造，养成其科学的思维习惯，对他们的一生都很重要。那么，如何培养儿童的科学思维呢？

尽管很多人热情地称“儿童就是科学家”，我想这主要是针对儿童对周围世界的探究热情而做出的评论，其中多含褒扬鼓励的成分。而作为一个认识者，儿童思维能力的发展离严格意义的科学思维还有很大的差距。

科学思维的两个基本要素，即尊重事实和遵循逻辑，恰恰是儿童不容易做到的！这正是科学思维对儿童所构成的挑战。

如何看待这一问题，又如何应对这一挑战？我们认为，儿童思维发展的状况，既指明了儿童科学教育的起点和方向，同时又说明了儿童科学教育的特殊性质。这是儿童科学教育所必须坚持的辩证观。

我们对儿童进行科学教育，一个重要任务就是给予理性的启蒙，将科学思维的种子播撒在儿童的心灵中。儿童科学思维的培养，有三个关键性的实践要点：

第一步是对问题的猜想即使没有教师的提示，儿童也会对问题有自己的猜想，只不过他会用猜想代替进一步的探究，从而仓促地得出结论。教师引导儿童进行猜想的意义在于，我们可以从儿童已有的认识水平出发，将他们引向科学探究的过程。

猜想本身就是一种思考。教师要追问儿童“你为什么这样猜想”，这样做的作用就是可以有效地鼓励儿童进行有根据的猜想。他们会主动地运用已有的经验，来思考当前的问题。

对于儿童的各种猜想，教师都要加以重视，并启发儿童如何证明它。儿童的有些猜想的确是胡乱的、没有依据的，而且也无法验证，教师可以采取保留的态度。

第二步是事实的验证对儿童的任何想法，都要引导其通过事实来验证。观察是最直接的获取事实的途径，对于较大的儿童来说，实验则是更有力的证明。

无论事实和他们先前的想法是否一致，对儿童来说都是很有意义的。如果儿童发现事实证明了自己的想法，他们会得到一种惊喜的感觉，而当他们发现了和自己想法相反的事实，也许会感到很意外，但这种意外能给他们留下深刻的印象，并冲击其固有的想法。

思维科学篇6

二、创新思维及其组成

创新思维是人们在学习、生活、工作或问题解决过程所表现出来的能够产生新颖独创性产品与观念的一种思维方式。提高创新能力的根本是提高创新思维，是进行创新思维的培养和训练［2］。

创新思维是一种很复杂的思维形式，其基本操作因素是整合思维和发散思维。整合思维是指在思维的过程中针对需要解决的问题，重新组织过去所得的若干观念并找出唯一正确的答案，是创新思维中求同的形式，是创新思维不可缺少的前提。发散思维是指在思维过程中针对问题将我们所得到的若干观念加以重新组合，从而找到多个可能的答案、解决方案、结论或假说的思维形式，它是创新思维中求异的形式，是创新思维的本质或基础。创新思维的重要组成部分还包括：直觉思维，就是对客观事物的直接判断或抉择，一眼看出或猜出问题的关键所在，体现了思维的“概括化”、“简缩化”、“语言化”或“内化”，想象性思维等［3］。

发散思维是创新思维的基础，它主要包括：①流畅性思维，能够出现若干可能的构想和答案；②变通性思维，以不同的分类或方式去思考，能够从某一思想转换到另一思想，或者以另一种不同的新方式去看某一个问题；③独创性思维，即思维的过程、方法或思维的产品具有新颖性、独特性；④精致性思维，在原来的构想或基本观念上添加新的观念，增加有趣的细节和组成相关概念群。

三、在科学探究中培养创新思维

思维是从问题开始的，科学探究是发现问题和解决问题的过程，也是培养创新思维的过程。

（一）整合思维的培养

整合思维所追求的目标是：做出正确的选择或者决策，并力求在最短时间内解决问题。科学探究需要“制定计划与设计实验”，要根据探究的目的和已有条件，选择正确的方案，并且整合已有的知识概念来选择需要的装置和器材，这正是一个整合思维的过程。在“分析与论证”过程中，对搜集的诸多数据进行分析处理，并且要求根据所观察到的现象和数据等进行高效率的整合思维，得出正确合理的结论，并排除干扰因素求取唯一正确的结论。在“评估”过程中，对发现的新问题制定解决方案，并吸取经验，从经历的过程中获取新知识并用来解决新问题，通过不断改进找到最佳的途径，这些都是在整合思维中进行的。例如设计试验探究“串并联电路的电压关系”，首先要根据实验目的，制定试验计划、研究试验步骤，设计出电路图，决定选用的元件和仪器，包括灯泡的型号、电源功率等，都需要依据相关知识来做出合适选择。对于所得电压，电流要进行数据处理，要尽量减小误差，最后得出初步结论。在“评估”时，对实验的操作过程进行检验、修正、评价等，整个过程也就是训练整合思维的过程。

（二）发散思维的培养

发散性思维包括流畅性思维、变通性思维、独创性思维、精致性思维等。在“提出问题”过程中，尽可能多的发现问题可以培养流畅性思维；从不同于一般的角度来发现问题可以培养变通性思维；选择一个比较新颖的、与众不同的角度来提出问题，就可以使独创性思维得到更好的锻炼和培养。在“猜想与假设”过程中，尽可能多的提出一些解决问题的方法和假设，并且要尽快地提出猜想和假设，这样就会很好的锻炼和培养流畅性思维；而且如果假设和猜想的角度很新颖，预测的方式很独到则有利于独创性思维的培养。在“制定计划与设计实验”过程中，要根据目的和现实条件，尽可能多和快地提供活动方案，来培养流畅性思维；当一种方案不符合条件和目的时，能够在尽量短的时间里寻找出新的方案，则可以使思维的变通性得到培养；如果设计的实验或者方案方法与众不同，角度更加新颖，独辟蹊径，则就会使独创性思维受到锻炼培养。当进行“实验与收集证据”时，为了培养流畅性思维可以尽量多的而且以最快的速度来提出具体的操作方式；当然在此过程中，难免会有一些实验方式或者收集到的数据不适合整个过程的需要，这就需要迅速的转变思路，转向其它的思路，这样是有利于培养思维的变通性；实际的实验或者证据的收集，会使活动者的见识拓宽，知识增长，高效率的补充丰富自己原有的知识体系有利于精致性思维能力的增长。“分析与论证”过程中当尝试着得出的某个结论荒谬不符合实际时，要及时转换思路，去试着得出其它符合实际的结论，这样的操作有利于变通性思维的锻炼；对分析论证的认识，会使原有的认识得到充分的补充，引申对事物的看法，这样正有利于精致性思维的培养。在“评估”的过程中，注意探究中还没有解决的矛盾，尽可能的发现一些新问题，并且尽可能迅速的提出新方案，这样就培养了思维的流畅性；而当发现原来的实验方案效率不高时，要尽快的提出新方案，不要总是对旧的方案迷惑不解，这样就同时培养了变通性思维和独创性思维；在吸取经验教训的过程中，就是对已有的认识体系的补充，这是培养精致性思维的最佳环节。在“交流与合作”中，要敢于提出新的看法，观点，要敢于突破常规的思路来看待问题，这可是培养独创性思维的最佳时机。

（三）直觉思维的培养

直觉思维是对客观事物的直接判断或抉择，猜出问题的关键所在。在“提出问题”过程中，使发现问题的时间尽量缩短；在“猜想与假设”过程中，对问题的解决方案迅速做出判断，并且能根据客观条件迅速而且大胆对实验结果做出预测，这些刻意采取的措施都是对直觉思维的培养。例如，在研究物理学中“电磁感应现象”中，可以引导学生根据“电能生磁”的知识基础大胆猜想“磁能生电”的结论，然后再设计实验来进行验证。

（四）想象思维的培养

想象性思维是对已有的表现进行加工改造而创造新形象的过程。在“猜想与假设”过程中，可以根据现有的条件或者现象，对实验或者问题的答案进行想象，想象其可能出现的各种情况来做出预测。在“制定计划与设计实验”过程中，要在大脑中时刻想象实际操作中可能会出现的情况或者需要注意的问题，还要想象到相关因素的参与干扰，以便使计划和实验设计更加严密，以及尽量的减少意外情况的发生。在“分析与论证”中，对造成实验或者活动结果的原因进行想象，以做出更加合理的解释和更加准确的描述。这些都有利于想象性思维的培养。

四、结束语

科学探究是一种创新活动，是推动创新思维的一种强烈和稳定的动力源泉，也是创新教育的关键环节。在实际的教育教学活动中，要充分运用科学探究的方式，采用科学探究的内容，学会发现新问题，发现新思路，形成科学的创新思维培养模式。

参考文献：

[1]苏富忠．思维科学[M]．黑龙江人民出版社，2002

[2]徐方瞿．创新与创造教育[M]．上海教育出版社，2001

思维科学篇7

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

1、调动学习兴趣

《五官科学》相对内科、外科等学科,其眼科、耳鼻咽喉科是属于“小学科”,学生学习积极性不高。教师要充分利用兴趣来激发学生的求知欲,让学生喜欢这门学科。课堂中可应用一些五官科常识问题,以引发学生的好奇心:“眼泪鼻涕一把流”、“七窍流血”原因何在？眼睛如何看东西？耳朵是怎样听声音的？吃饭时为什么不要说话？这些知识可以让学生知道五官的重要性。同时介绍准分子激光手术治疗近视、超声乳化术治疗白内障、吸切器在鼻部手术的使用等,以能给患者恢复光明、听力、呼吸功能及嗅觉等的治疗效果来触动学生,提高学生对五官科的学习兴趣。让学生将学习五官科学当成自己的需要,形成积极、主动、自觉的学习态度。

2、掌握形态结构

五官科学的分布范围主要在面颅部分,由于所占据位置的特殊性,有以下特征:

(1)器官相互影响。在解剖结构中,由于五官科的器官均相邻较近,容易由于某个器官病变影响邻近器官,造成相互影响。如鼻旁窦、喉及中耳等器官的炎症均能引起咽的改变,沙眼可引起泪囊炎、眼睑内翻等。

(2)孔隙较多。由于各器官均位于面颅腔隙内,眼、耳、鼻、咽、喉及口腔均通过一定的途径相通,造成较多的孔隙,在教学中应充分认识到这些孔隙既是解剖上的一个正常结构,也是疾病相互影响的一种途径,部分疾病可能是经由这些孔隙蔓延而形成的。如“危险三角”区,通过眼静脉与颅内海绵窦相通,这个区域的疖肿可能由于挤压引起颅内感染。其它的如鼻泪管、咽鼓管、鼻旁窦的各个出口都能通过咽腔进行相互影响等,也具备类似的特点。

(3)空间狭小结构复杂。各器官所占据范围均较小,对于手术术野的展开造成一定的限制,也造成临床工作中,五官科的手术操作一般单人或双人就能完成,很少涉及多人操作的“大手术式”,对于学习与指导均是一个局限。

因此,解剖结构的熟悉掌握是作为五官科临床工作的前提条件,为器械的操作、病变位置的判断奠定形态学的基础。

3、加强技能的培养

解剖结构决定了五官科的手术操作术野一般都比较小,手术器械也有微、精、巧的特点,作为操作练习要求准确、迅速,避免由于操作的原因造成更大范围的损伤及并发症的出现。如进行鼻窥器进出鼻腔的练习、间接喉镜观察、音叉使用、直接眼压计、眼底镜等器械的使用,裂隙灯、视野计、手术显微镜等器械的操作等等。要求在教学过程中,学生进行反复练习,认真领会,熟练掌握,以期能在真正的操作做到更好、更快、更精。

4、临床思维能力培养

在教学中适当运用病例,既可以解决教学内容与教学学时的矛盾,还可以解决学习态度与教学效果的矛盾[1]。病例具体详实,有助于学生对疾病的表现、发病机理的掌握。病例讨论能活跃课堂气氛,也能提高学习效率。如:在学习过敏性鼻炎这一章节时,通过围绕“打喷嚏、流鼻涕、鼻痒1天”的主诉,让学生考虑应该如何询问病史,完善哪些检查,初步诊断和治疗方案。相应的询问有无花粉、粉尘等过敏史;提醒学生要询问既往史及接触史;提出分泌物涂片、病原学检查等诊断方法。病例讨论有助于培养学生运用所学知识分析病例和思考问题的能力,实现了掌握知识与提高能力的统一。

同时在教学中引导学生掌握疾病发展的思维,认识到事物在不断的变化,疾病也在不断发展变化中,让学生在思维上逐渐形成一个动态变化的过程,通过思维推断出疾病的进程与结果,有利于增强学生对临床知识的全面理解及判断。如讲授青光眼时,通过讲解随着眼压的升高,改变晶状体的代谢与渗透性,引起晶状体透光性下降,形成继发性白内障;而原发性皮质性白内障发展的第二期,临床称膨胀期,由于晶状体皮质的变性,引起体积增大,眼压升高,也能引起继发性青光眼等等。这些表现需要学生借助动态思维去理解,以发展的观点来思考,引导学生发现相关的临床表现,以增强学生的学习兴趣与效果。

5、注重与全身疾病的联系

五官科疾病与全身疾病在病理上是相互影响、相互联系的,许多疾病可以引起五官病变,甚至会出现某些特征性的体征。在讲解眼底病时,要重点介绍高血压眼底病、糖尿病眼底病,注重眼底改变与原发病的联系及治疗原则;在介绍喉梗阻和气管切开术时注意与昏迷、颅脑外伤、呼吸道烧伤等内、外科疾病联系。临床学生应在打好内、外科基础的前提下,学好五官科学的专业知识,注重局部与整体的联系,站在整体的高度去思考问题,处理问题,将来为患者提供更为优良的服务。

思维科学篇9

教师讲解-学生练习-教师评估这一线性思维，不是一种交叉、互动、循环的模式。即使教师采用了一些互动式的教学方法与手段，改革依旧未触及深层面教学理念的改革。

2.以结果和成果为导向的教学思维。目前英语教学存在“重语言、轻思维培养”的倾向。教师的教学思维局限在语言分项技巧的提高上，对专业四级、八级通过率的过分关注形成了以结果和成果为导向的授课和评估模式。至于学生如何通过语言习得来获取各种知识，锻炼思维能力，如何进行自我评估与纠错等都往往被忽略。[2]

3.局部和点状思维。传统的教学思维指导下，教师往往围绕语言知识点与教学内容组织课堂教学，课程的体系被孤立、零散的知识点和内容所取代，形成一种“只见树木，不见森林”的局部和点状思维。局部和点状思维不利于学科框架、知识体系和认知图式的构建，从而阻碍学生实现从对事物现象的认识和经验水平向对事物本质的认识和理性思考的转变。

二、以科研思维为依托的教学元思维构建

教学元思维究竟应包含哪些品质，又如何形成与培养？教学元思维是指导教师组织课堂教学、不断修正模式化、确定化教学思维的一种抽象了的思维，因而应具备科学性。科研思维是一种抽象了的思维，符合于元思维的特征。教师若能将科研思维内化为一种教学元思维，则可实现从传统的封闭式教学思维向动态复杂的教学元思维的转变（见图1）。

三、教学元思维自组织机制在教学原则与手段上的实现

自组织系统中外部各种参量的变化达不到一定的阀值，系统内部的状态变量也不可能达到突变。教学元思维自组织机制的形成要求教师在教学实践中有意识地为教学元思维品质训练创造一定的积极条件，使思维系统在涨落中走向新的稳定有序状态。

1.推行开放性、弹性式和非线性教学模式，实现向过程教学法的过渡。教师必须打破传统的封闭式教学和教师授课―学生练习的线性模式，打破一本教材、知识点中心论，将学生思维从书本和条条框框中解放出来，协助学生认识学习过程的具体环节，挖掘潜力、激发思维。提供足够的时间让学生去参与、思考、发现，帮助学生发现他们内心的声音，在整个外语学习过程中给予学生积极、有效的反馈。

2.强化输入，推行全语言教学法。传统教学每门专业课程往往只侧重某种技能或知识的传授，将各项技能割裂开来，将语言技能与知识获取割裂开来，授课模式单调，限制了信息量的提供。而全语言教学法能将某一种语言技能与相关语言技能结合在一起学习，将语言技能与专题及专业学习结合起来，融语言培养、知识获取和思维训练融一体。帮助在输出前进行大量的资料和信息输入，延长习得语的输入时间，通过理解课题和语言，不知不觉地习得语言、形成观点。

3.以专题为依托的案例式教学。案例教学将“讲解、演示、再现、比较等方法融为一体，使各种活生生的材料全方位、立体式地呈现出来，能充分促进学生从形象思维到逻辑思维的发展，最大限度地提高学生接受信息的效率。”学生从分析案例、提出观点、到寻找论据论证、师生研讨、论辩，最后付诸于口头表达或文字，有助于培养了学生分析、综合、批评和论辩的能力以及提出问题和解决问题的科研能力。[3]

思维科学篇10

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

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

思维一般是在发现问题时产生，学生提问表明学生在对事物进行思考，在寻找事物间联系，这就是思维的表现形式，同时也是创新思维的开端。质疑本来就包含了创新思维，是创新的起点，只有善于发现问题，才能够积极寻找解决问题的方法。通过此种形式，不仅能够彰显学生的主体地位，同时还能够解决学生心中的疑问，此时学生积极表达自己的想法。因此在生物课堂上，教师需要带领学生一步一步发现问题，提出质疑，通过自主探究来得到解决问题的方法。例如在学习《声音是怎样传播》时，教师就可带学生走出教室，到走廊上把耳朵贴在楼梯的扶手上，试试看能不能听到远处传过来的敲打声，或者讨论帖着扶手与不贴听到的声音是不是一样等。通过讨论，学生就能够发现，声音能够在固体中传播，随后教师就可引导学生提出质疑，声音只能在固体中传播吗？不能在液体中传播吗？学生提出质疑后，教师就可开展一些有针对性的实验，从而得出结论“声音的传播与介质的关系是密不可分的，介质也不是固定不变的。”

思维科学篇12

俗话说：问则疑，疑则思，思则通。疑问是思考的源泉，只有有目的性的疑，才能有针对性的思，可以说这是整个教学过程的开始，也是贯穿课堂的主线。

然而学生的疑又是源自教师有效的情境设置及引导。所以不要忽视课堂开始短短几分钟的情境导入，这是至关重要的一个环节。一个有效的情境创设，要能激发学生的认知冲突，引发学生的科学思维，使其处于积极主动的地位，从而把他们的注意力引向所研究的问题上来。

例如，在《小苏打和白醋混合后的变化》这一课中，教师先让学生观察认识小苏打和白醋，为后边和产生的新物质比较作铺垫，而后基于上节课《黄豆和沙的混合》很多学生想了解把小苏打和白醋混合后会怎样？这时，教师做了一个魔术式的情境设置：把两者放入自封袋后摇了一下，结果自封袋膨胀了。这个情境引发了学生激烈的讨论，袋子为什么膨胀了？在教师魔术式的情景设置下，深深吸引了学生，都在思考袋子里到底发生了什么变化？继而训练了学生的科学思维。思维能力提高了，学生学习科学时也会产生内在的乐趣。

二、给学生一个犯错的机会——科学思维贯穿探究活动前中后

例如在一次公开课活动中，以为教师执教《蚂蚁》一课，该教师并没有通过图片介绍蚂蚁的结构等，而是让学生根据自己的印象，利用教师准备好的结构性材料拼装成一个蚂蚁的形状。这个活动中学生犯错误了，当各组把自己的“蚂蚁”展示到黑板上的时候，同学们发现：有些小组蚂蚁的头比较大有些则是尾部比较大；蚂蚁的几对足长的部位也不一样。这引起了学生的思考，这时老师趁势把真实的蚂蚁发给各小组观察，“犯错”以后的同学们观察的越发认真、起劲。而后同学们把自己的“蚂蚁”进行了重组，再次展示的时候，该老师戏称：“这下总算没有畸形的蚂蚁了。”整堂课这位教师始终把自己定位成一个帮助者和引导者，给学生制造了“犯错”的机会，给予了学生充分发挥的空间。

而有些老师为了非常“顺利”按预定的计划完成教学任务，最得良好的教学效果。从教学设计及课件构思都做了非常精细的规划，把学生课堂上每一步活动都设计到了，虽然保证不会出那些所谓的“状况”，但却抹去了学生发现错误的机会。这样学生探究活动中具体操作环节的科学思维就缺失了，不能让科学思维贯穿探究学习的前、中、后。

三、做实一个活动——让学生真切经历完整的探究过程

新课标强调科学课要以科学探究为核心，让学生像科学家一样去思考，体验创造与发现的过程，虽然和科学家相比这是一个简化的过程，但我们不能让其失去完整性，让学生亲自参与完整的探究过程，能帮助其学生掌握科学研究的方法，进一步领悟科学研究的本质。

新课标中科学探究的基本环节一般可分为八个连续环节，即提出问题、猜想与假设、制定计划、开展实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、拓展与迁移。而在实际教学中，教师把精力过多地考虑到活动的设计和安排上，并没有充分地考虑到学生的科学思维问题。有时短短40分钟内要完成多个活动，以至于学生缺乏是思维的训练，有些活动在无形中演变成了验证性实验，有悖于科学探究的本质。

笔者认为，我们在探究活动的安排上，不要贪多求全，不要安排过多的活动，毕竟一堂课只有40分钟，我们面对众多的目标，就要懂得选择和放弃，我们可以选择一个最有价值的活动深入开展；我们也可以对一些活动进行简单的合并，把一两个活动做足、做好。

例如在《金属的热胀冷缩》一课中，教材设计了两个探究实验：观察铜球的热胀冷缩和观察钢条的热胀冷缩。这时，我们可以选择一个实验作为重点探究，基于前两课的液体和空气热胀冷缩的学习，学生自然会产生固体（金属）是否也会有热胀冷缩的现象。如果有的话肯定较难观察，基于这个探究需求引导学生思考和提出研究的方法与过程，及相关注意点。而后再组织学生开展实验、填写实验报告、下结论等过程，从而完成一个完整的探究过程。有了前面的基础，对于观察钢条的热胀冷缩这个实验，教师只要稍作提示即可。

思维科学篇13

可以说,科学史上的每一次科学创新都是叛逆思维的结果,或原有的荒谬学说和过时理论,或突破原有理论限制把科学引向新的领域。马克思喜欢以“怀疑一切”作为自己的座右铭,人类所创造的一切,他都用批判的眼光加以审视,人类思想所建树的一切,他都做过重新探讨。正是在这种批判的审视、探索中,他完成了光芒四射的两大发现:剩余价值学说和唯物史观。仔细观察大西洋两岸的形状,可以发现大陆边缘拼接恰好吻合,但由于一般人头脑中存在着大地是不动的概念,未能提出反传统的设想。20世纪初,德国科学家魏格纳据此提出了“大陆漂移说”,认为原来全球只有一块大陆,大陆周围是海洋,后来这块大陆开始断裂和漂移,形成了六大洲四大洋。这就是敢于跟“正统派”的大陆固定论的地球观唱反调,进行叛逆思维的产物。此外,哥白尼托勒密的地球中心说创立太阳中心说,牛顿亚里士多德的力学理论创立牛顿力学理论,爱因期坦突破牛顿的经典力学创立相对论,达尔文物种不灭论创立进化论,也都是典型的叛逆思维的范例。