什么是類比思維如何培養(yǎng)
什么是類比思維如何培養(yǎng)
類比思維是一種富有創(chuàng)造性的思維形式，在物理學(xué)研究中起著重要的作用，是物理學(xué)家創(chuàng)新的鑰匙。下面小編為你整理關(guān)于類比思維，希望能幫到你。
什么是類比思維
類比思維包括兩方面的含義：(1)聯(lián)想，即由新信息引起的對(duì)已有知識(shí)的回憶;(2)類比，在新、舊信息間找相似和相異的地方，即異中求同或同中求異.通過類比思維，在類比中聯(lián)想，從而升華思維，既有模仿又有創(chuàng)新。
類比思維的原理
類比作為一種重要的思維方法和推理方法，在數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中占有舉足輕重的地位，我認(rèn)為在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，我們必須認(rèn)真審視和對(duì)待它。其基本模式是:若A對(duì)象具有屬性a、b、c、d，且B對(duì)象具有屬性a、b、c，猜想:B對(duì)象具有屬性d。類比推理的過程，是從特殊到特殊，由此及彼的過程，可謂"他山之石，可以攻玉"。從兩個(gè)或兩類對(duì)象具有某些相似或相同的屬性事實(shí)出發(fā)，推出其中一個(gè)對(duì)象可能是有另一個(gè)或另一類對(duì)象已經(jīng)具有的其他屬性的思維方法。該方法是古今中外許多知名人士最常運(yùn)用的一種解決問題的方法，由這種方法所得出的結(jié)論，雖然不一定很可靠、精確，但富有創(chuàng)造性，往往能將人們帶人完全陌生的領(lǐng)域，并給予許多啟發(fā)。
類比思維的類型
第一,具體類比。具體類比是事物或事件之間具體特征的類比,就是根據(jù)事物某一點(diǎn)相同或相似把原來極不相關(guān)的事物聯(lián)系在一起而產(chǎn)生類比,即比喻。比喻作為文學(xué)中的常用方法在科學(xué)技術(shù)中的運(yùn)用是具有了一些新的特點(diǎn):它不僅是一種表達(dá)方式,而且?guī)砹诵碌捏w驗(yàn)和理解,使得能從一種全新的角度去看待舊事物;它還能帶來解題的新思路,因?yàn)楸扔骶哂须p向作用,所以,可借用被借用事物、事件的特點(diǎn)去解決被比喻的問題。
第二,情感類比,又稱移情。移情不是事物或事件之間的具體類比,而是借助于人的情感作用,在人和事物、事件之間進(jìn)行類比。移情也是雙向的,既有把事物人格化或擬人化的一面,即把人的特點(diǎn)歸于非人的物體或狀態(tài);也有使物人化的一面,即將事物或事件的特點(diǎn)賦予人的情況。移情主要使人產(chǎn)生新的看問題角度,是從情感、體驗(yàn)上改變習(xí)慣看法,突破常規(guī),實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的思維過程。
第三,抽象類比。抽象類比就是利用語詞和概念進(jìn)行類比。語言是儲(chǔ)藏信息和隱喻的巨大倉庫,語言的相關(guān)潛力可以通過各種各樣的方式得到擴(kuò)展、豐富,甚至使衰老的隱喻(人們都已忘記)恢復(fù)活力。如流水賬、溝通網(wǎng)絡(luò)、作業(yè)瓶頸、精神崩潰等,都包含著極為豐富的隱喻。
第四,非現(xiàn)實(shí)類比。非現(xiàn)實(shí)類比是指借用幻想和童話中豐富的想象,與現(xiàn)實(shí)問題相聯(lián)系,產(chǎn)生大膽的類比。這種類比也屬于隱喻類比,只是它更需要與想象相結(jié)合。在創(chuàng)意過程中,人們往往先利用具體的事物,從最相似的課題答案開始,這種嘗試不成功,才使得人迫不得已轉(zhuǎn)向越來越遠(yuǎn)的情感、抽象的符號(hào),最后進(jìn)入超現(xiàn)實(shí),進(jìn)行非現(xiàn)實(shí)類比。
類比思維的特點(diǎn)
類比思維具有激活想象力、啟示性和提高猜想可靠度等特點(diǎn)。
第一,激活想象力。類比推理通過聯(lián)想能充分激發(fā)創(chuàng)意主體的想象能力,并使之有明確方向。適當(dāng)?shù)念惐饶苁箘?chuàng)意主體產(chǎn)生合理的聯(lián)想,激發(fā)創(chuàng)意主體的想象力去打破傳統(tǒng)思想的束縛。多少年來人們一直以為圓是完美的曲線,球是完美的形體?？墒菆A周運(yùn)動(dòng)明顯地不符合第谷和開普勒的觀測(cè)結(jié)果。開普勒就依靠實(shí)際的觀測(cè)資料,通過多次偏心圓軌道的探索,最后找到了橢圓形的運(yùn)動(dòng)軌道。開普勒的想象力的發(fā)揮是由與幾何圖形的類比而激發(fā)出來的。
第二,啟示性。類比推理具有重大的啟示功能,它能為創(chuàng)意的探索提供較為具體的線索,尤其是當(dāng)創(chuàng)意對(duì)象的有關(guān)材料還不足以進(jìn)行系統(tǒng)歸納和演繹的時(shí)候,類比就起了“開路先鋒”的作用。在創(chuàng)意過程中,往往一個(gè)問題的機(jī)制弄清楚了,就可以為類似的一大批問題的解決提供合理的啟示。
第三,提高猜想可靠度。類比推理在形成和提出假說時(shí)常常起著重要的加強(qiáng)作用。因?yàn)樵趧?chuàng)意過程最終人們總是要提出可靠性較高的假說來解釋未知現(xiàn)象和難題,從而縮短探索的時(shí)間。依靠類比推理,利用已經(jīng)確證了的規(guī)律性的知識(shí),推廣到與之類似的領(lǐng)域或?qū)ο笊先?則可以大大提高假說的可靠性程度。
如何培養(yǎng)學(xué)生的類比思維
善于創(chuàng)設(shè)類比的問題情境
數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，我們不妨恰如其分地創(chuàng)設(shè)類比聯(lián)想的問題情境，暴露數(shù)學(xué)的思維過程，把每一個(gè)環(huán)節(jié)展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生嘗試觀察和類比。事實(shí)上，我們上海市高中數(shù)學(xué)教材在編排的時(shí)候，每章都有引人入勝的章頭圖，同時(shí)在很多小節(jié)中也有生活的實(shí)例，這些都利于教師在組織教學(xué)中進(jìn)行類比教學(xué)。
多采用變式教學(xué)
我校很多知名教師課堂教學(xué)中，非常善于利用變式教學(xué)，其課堂的深刻性和靈活性讓我折服，我認(rèn)為變式教學(xué)利于學(xué)生尋找和提煉問題表象背后本質(zhì)的東西，它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生分析問題的意識(shí)和能力有很大幫助，從而為進(jìn)一步的主動(dòng)類比提供可能。
教學(xué)過程中能展現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的形成過程
學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)掌握的水平，直接影響到類比能否順利實(shí)施開展。我想，只有相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ)，才有進(jìn)行類比探究的可能。展現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的形成過程，有利于學(xué)生在自主的學(xué)習(xí)活動(dòng)中感悟到其中的思想方法和內(nèi)在聯(lián)系，這樣學(xué)生才能在遇到新問題時(shí)利用這些思想方法進(jìn)行類比思維。
類比思維的意義
類比思維是一種或然性極大的邏輯思維方式，它的創(chuàng)造性表現(xiàn)在發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)中人們能夠通過類比已有事物開啟創(chuàng)造未知事物的發(fā)明思路，其中隱含有觸類旁通的涵義。它把己有的事和物與一些表面看來與之毫不相于的事和物聯(lián)系起來，尋找創(chuàng)新的目標(biāo)和解決的方法。
發(fā)明創(chuàng)造中的類比思維，不受通常的推理模式的束縛，具有很大靈活性和多樣性。在發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)中常見的形式有:形式類比、功能類比和幻想類比等多種類型。
形式類比包括形象特征、結(jié)構(gòu)特征和運(yùn)動(dòng)特征等幾個(gè)方面的類比，不論哪個(gè)形式都依賴于創(chuàng)造目標(biāo)與某一裝置或客體在某些方面的相似關(guān)系。如飛機(jī)與鳥類、飛機(jī)與蜻蜒，由鳥的飛行運(yùn)動(dòng)制成了飛機(jī)，飛機(jī)高速飛行時(shí)機(jī)翼產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，有人根據(jù)蜻蜒羽翅的減振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了飛機(jī)的減振裝置。天津一個(gè)學(xué)生根據(jù)小狗爬樓的運(yùn)動(dòng)方式創(chuàng)作了狗爬式上樓車等都是類比的結(jié)果。
功能類比是根據(jù)人們的某種愿望或需要類比某種自然物或人工物的功能，提出創(chuàng)造具有近似功能的新裝置的發(fā)明方案，這種方法特別在仿生學(xué)研究上有廣泛應(yīng)用，例如各種機(jī)械手、鱷魚夾等。
根據(jù)幻想中的某種形象、某種作用、運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造思維，這種思維是幻想類比。例如《海底兩萬里》的作者幻想了一種能長(zhǎng)時(shí)間在海底活動(dòng)的潛艇，經(jīng)過幾十年的努力后制成的現(xiàn)代潛艇即是這種幻想的實(shí)施。當(dāng)然，一項(xiàng)成功的發(fā)明也可以是以上多種類比的綜合，如各種機(jī)器人的出現(xiàn)絕非是一種單純的創(chuàng)造性思維所能奏效的。
英國(guó)的培根有一句名言:"類比聯(lián)想支配發(fā)明"。他把類比思維和聯(lián)想緊密相聯(lián)，只有有了聯(lián)想才能有類比思維，不論是尋找創(chuàng)造目標(biāo)，還是尋找解決的辦法部離不開聯(lián)想的作用。
人們要用好類比思維，就必須提高聯(lián)想能力，學(xué)會(huì)聯(lián)想方法，特別是掌握相似聯(lián)想，是運(yùn)用類比思維的重要條件。
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