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科学思维方法之我见
宁波大学研究生期末考试答题纸(答案必须写在答题纸上)
姓名:王冠琼学号:课程名称:自然辩证法概论1
科学思维方法之我见
摘要科学思维即形成并运用于科学认识活动、对感性认识材料进行加工处理的方式与途径的理论体系;是真理在认识的统一过程中,对各种科学的思维方法的有机整合,是人类实践活动的产物,是人类在日常工作生活中不可或缺的素质之一。本文总体介绍了科学思维的定义、科学思维方法的运用以及科学思维方法的意义,另外还结合了本学科的重点科目——结构力学探讨了科学思维方法在其中的应用与发展前景。
关键词科学思维;方法;意义;结构力学
MyOpinionontheScientificThinkingMethod
AbstractScientificthinkingisformedandusedinthescientificcognition,theperceptualmaterialsprocessingwaysandmeansoftheorysystem;isthetruthontheunityofunderstandingprocess,onavarietyofscientificthinkingmethodintheorganicintegration,istheproductofhumanaction,,scientificthinkingmethodsandthescientificthinkingmethodsignificance,alsoincombinationwiththefocusofthedisciplinesubjects--structuralmechanicsdiscussesthescientificthinkingmethodintheapplicationanddevelopmentforeground.
KeywordsScientificThinking;Method;Significance;StructuralMechanics
科学思维是人类在日常工作生活中不可或缺的素质之一。科学思维方法主要有五种:归纳与演绎法、分析与综合法、推理法、论证法、抽象法。
一、归纳与演绎法
<一>归纳法
归纳是根据对某类事务中具有代表性的部分对象及其属性之间必然联系的认识,得出一般性结论的方法。如研究者意欲建立一个关于患者求知需要护理的假说事先必须收集有关患者因不了解自身疾病的预防、诊治原则和护理要点等而导致得病或影响康复的相关资料和理论依据,然后从这些资料中归纳出〝应满足患者求知需要〞的一般结论。这就是归纳法在实践中的运用。
<二>演绎法
演绎是从一般性知识引出个别性知识,即从一般性前提得出特殊性结论的过程。演绎推理的前提与结论之间存在着必然联系,只要推理的前提正确,推理的形式合乎逻辑,则推出的结论也必然正确。
归纳与演绎二者可以互相补充,互相渗透,在一定条件下可以相互转化。演绎是从一般到个别的思维方法;归纳则是对个别事务、现象进行观察研究,而慨括出一般性的知识。作为演绎的一般性知识来源于经验,来源于归纳的结果,归纳则必须有演绎的补充研究。
二、分析与综合法
<一>分析法
通过对整体中各个部分的单独研究,以了解整体的本质的思维方法即分析法。如:
"有没有"、"是不是"。
〝有多少〞。
,回答〝为什么〞。
。
、多层次的分析。
<二>综合法
综合法是把研究对象的各个部分、属性、要素联系起来,从总体上进行考察研究的一种思维方法。综合法是在分析的基础上进行概括,认识事务的全貌及其本质规律。
在认识的发展过程中,一方面分析向综合转化,另一方面综合还要向新的分析转化,不断研究和认识新事务、新问题,以构成和发展科学理论体系。
三、推理法
推理是以已知的判断为前提,求出作为结论的新判断的思维活动过程,是一种理性认识活动。包括:类比推理、演绎推理、辩证思维中的推理等。如:患者跌倒可能造成新的损伤,甚至危及生命,这已是并非少见的事实,根据这种判断,通过类比推理可以得出这样一个结论性的判断,即只有满足患者的〝安全〞需要,才能有利于患者的康复,于是建立了〝安全需要护理〞理论。
四、论证法
论证法是用已知是真的判断以确定另一个判断的真实性的一种逻辑方法。
五、抽象法
抽象法是指人们在获得大量感性资料的基础上,舍弃其表面的、现象的成分,抽取其本质的、内在的、必然的成分,以求达到对事物本质的全面的认识,进一步逻辑地再现事物的内在规定及其发展规律的一种科学思维方法。
学****和研究科学思维方法论,具有以下重要意义:
第一,可以帮助人们自觉地掌握正确的思维方法和工作方法。尤其可以帮助人们养成良好的思考****惯,学会和掌握正确的思维方法。我们知道,在现代科学研究活动中,精密的仪器和先进的实验手段有着重要的作用。但是,我们必须承认,在科学研究工作中最重要的工具,无疑始终是人的大脑。人们花费了大量的时间和精力,通过学****和教育,来训练和武装自己的头脑。然而,对于如何充分利用头脑,在技术细节上却往往没有注意。
我们在自己的实际工作中也深深体会到,尽管科学的思维方法未必肯定会使你的每项工作取得成功,但是,毫无疑问,科学的思维方法肯定比拙劣的方法更能促使你取得成功,并且可以使我们少走弯路。尤其在某些现象较为复杂,谬误来源极多的学科中,运用科学的思维方法就显得更加重要了。
第二,研究科学思维方法论不仅可以帮助人们提高科学素养,不断增长才干,提高科学的鉴别能力,从而认识当今科学发展的主流和趋势;而且可以指导我们怎样运用自己的智慧,去进行创造性的研究工作。我们知道,做任何一件事情,如果能够切合实际地提出问题,而且又有了解决这个问题的正确方法,那么,这个问题基本上已经解决了一半或一大半。
此外,在研究工作中,面对纷繁复杂的客观世界,新情况,新问题层出不穷。使人眼花缭乱的不同假说的取舍,课题的选择,各种线索的鉴别等等,都要求研究工作者不仅要有渊博的学识,而且还要求有高超的鉴别能力和判断力。所有这些,又都与人们掌握科学的思维方法关系密切。
第三,可以帮助青少年较快地健康成长,促使他们早出成果,多出成果。我们知道,具有天赋研究能力的科学研究工作者是有的,但是凤毛麟角。就绝大多数人而言,并非天才。对于这些人,如果给以有系统的思维方法的指导,比听任他们凭借个人的经验,漫无边际地去摸索,无疑会更有助于他们的成长,促进他们早出成果。
英国剑桥大学运动病理学教授威廉·贝弗里奇指出:“人们普遍认为:多数人的创造能力很早就开始衰退。对于一个科学家来说,姑且假定他迟早会懂得怎样最好地进行研究工作,但如果完全靠自己摸索,到他学会这种方法时,他最富有创造力的年华或许已经逝去。因此,如果在实践中有可能通过研究方法的指导来缩短科学工作者不出成果的学****阶段,那未,不仅可以节省训练的时间性,而且科学家做出的成果也会比一个用较慢方法培养出的科学家所能做的多。这是另一种推测,但其可能具有的重要意义是值得考虑的。另一种考虑是:为未来的研究工作者所需要的正规教育日益增长,这就有可能会缩短最富有的创造性的年华。也许这两种不良后果都可能因我们所建议的指导方法而有所缓解。
”
第四,对于在各级各类学校从事教书育人工作的教师来讲,学****和研究科学思维方法论,可以帮助他们尽快适应当前推行的素质教育的要求,及时改革教学内容和教学方法,全面提高教学质量。在学校的教育工作中,教师不仅要向学生传授各种知识,使学生“知其然”,并且“知其所以然”。而且,更重要的,还应当教给学生运用已有的知识去进行创造性思考和劳动的方法。也就是教给学生如何运用自己的头脑,运用已经掌握的知识作为钥匙,去打开未知世界的宝库。不可否认,科学思维的训练应该主要是学生的自我训练,不能只靠别人的指点。然而在学生时代,如果能从老师那里获得某些研究方法的教益或启迪,或一般原则与思维方法指导,无疑会大大缩短学生参加工作的摸索阶段。
第五,研究科学思维方法论,可以帮助人们更好地学****和掌握唯物辩证法,促进他们形成科学的世界观和方法论。因为科学思维方法论,要求人们坚持“观察的客观性”(列宁语),并用联系与发展的观点辩证地观察客观世界,要求以实践作为检验科学理论及认识真理性的标准。所以,斯蒂芬·梅森指出:“比起任何特殊的科学理论来,对人类的价值观影响最大的恐怕还是科学的方法论,它提出在不同观点中进行抉择时必须尊重经验的证明,这种做法现在比起一百年前好像更广泛地被运用到处理人与人的关系方面了。”人们受到科学态度的影响,在处理问题时,越来越多地倾向于理性主义和客观主义的观点。所以,受了科学的这种特性的影响的人,总是向前看,并且较少保守。这就是大多数现代自然科学家比较容易冲破唯心主义的思想束缚,自发地走上唯物主义道路的原因。
结合本专业,科学思维方法在结构力学中的体现:
结构力学力学是一门基础科学,与各种自然现象和工业活动均有紧密的关系,是众多工程技术的理论基础,在科技发展史上有着举足轻重的作用。因此,对工科学生来说力学是一种文化,是各专业的基础,是必须具备的文化素质。所以我们要多学****前人总结的好的思维方法然后自己也要多创新找到更加科学的思维方法。
我学****了结构力学后从中体会到,结构力学的计算方法正是科学辩证的思维方法在实际问题中的具体应用。
举例如下:桁架内力计算—矛盾的哲学原理以及分析综合的方法
在实际桁架的内力计算中,它的节点是焊接、铆接、或近乎刚结。它的轴线不能绝对平直、它的杆的结合区内各杆也不一定完全相交于一点。有个结合区域、应力十分复杂。它的自重是非结点荷载。它的支反力也不全是作用在结点上。但经过实验和工程实践证明:以上因素对于桁架属次要因素,对桁架受力影响较小。
矛盾的哲学观点是:要善于抓住原型中起主要作用的因素,摒弃次要的因素。也就是要善于分析综合,分清主次(分析)、抓大放小达到简化和逼真的双重目的。所以我们实际计算时用理想桁架模型代替。
我们认为:
理想桁架结点:所有结点为理想铰,光滑、无摩擦。
杆件的轴线:绝对平直、在同一平面内、通过铰的中心(理想轴)。
荷载、支反力:所有外力作用于结点上并且位于桁架平面内(结点荷载)。
培养、分析综合能力是方法论学****中的一个重要方面,分清主次和抓大放小的方法,抓住矛盾的主要方面,是分析综合方法的一种运用形式。
二、受力分析与构造分析的关系—对比联系方法
静定结构中各杆件的约束反力和内力都可用平衡方程求解,而高效率的求解工作是我们所期待的,这就需要对隔离体的选取方式和选取顺序进行优化。所得的规律是:根据结构的构造特征来选取隔离体,选取隔离体与几何组成的过程正好相反,两个过程正好互为逆过程。概括地说,就是“后搭的先拆”。用这种对比联系方法,很容易掌握所学的内容。
三、影响线的机动作法—交叉比拟方法
影响线的机动法是一种巧妙的交叉比拟方法。本来是一个静力学问题,这里却用比拟方法把它变成一个作位移图的几何问题。从而开辟了一条用几何方法处理静力学问题的思路。该方法的巧妙之处在于建立了影响线量值与位移图量值之间的比拟关系。而虚功原理正是静力法与几何法之间作交叉替代的理论基础。
四、力法—过渡转化方法
力法的解题思路是:解除结构中的多余约束代之以相应的约束力,使超静定结构变成静定的基本结构,利用变形协调条件求解多余的约束力,进而求出结构的内力。整个求解过程是在静定的基本结构上进行的。力法把超静定结构拆成静定结构,再由静定结构过渡到超静定结构,力法起到了搭桥的作用,将超静定问题与静定问题联系起来加以比较,从中找到由静定过渡转化到超静定的途径。
五、位移法—有限元方法
位移法的解题思路是:把结构拆成杆件,将杆件作为单元,先作单元分析,得出单元的刚度方程,再把杆件综合成结构进行整体分析,得出整体刚度方程,进而可求解结构的位移和内力。位移法的过程是一拆一搭、拆了再搭的过程,它把复杂结构的计算问题转变为简单杆件的分析和综合问题,这就是杆系结构有限元计算方法的核心内容。随着计算机的广泛应用,有限元法已成为解决各种复杂结构计算问题的行之有效的方法之一。
除以上方法以外还有很多结构力学思维方法体现了科学思维方法,只要我们平时多多归纳总结,就能发现科学思维方法为我们的实际工作生活带来很多有益的指导。
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