類比與化學創造性思維

A. 什麼是類比思維

類比思維是解答化學競賽題的基本方法．類比思維包括兩方面的含義：（1）聯想，即由新信息引起的對已有知識的回憶；（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，在類比中聯想，從而升華思維，既有模仿又有創新．

例題．二戰結束時，日軍在我國遺棄了大量未使用過的毒氣彈，芥子氣是其中的一種毒氣．芥子氣的分子式為（ClCH2CH2）2S．試回答：（1）用系統命名法命名芥子氣．（2）芥子氣可用兩種方法制備．其一是ClCH2CH2OH與Na2S反應，反應產物之一接著與氯化氫反應；其二是CH2＝CH2與S2Cl2反應，反應物的物質的量比為2∶1．寫出化學方程式．（3）用鹼液可以解毒．寫出其反應式．

解析：（1）芥子氣（ClCH2CH2）2S的系統命名可通過聯想與類比得出：

CH3CH2OH乙醇

CH3CH2SH\{乙硫醇CH

3CH2OCH2CH3乙醚

CH3CH2SCH2CH3\{乙硫醚ClCH

2CH2OCH2CH2Cl二氯乙醚

ClCH2CH2SCH2CH2Cl2，2′－\{二氯乙硫醚（

2）對稱硫醚的製法

2RX＋Na2S

→R－S－R＋2NaX

制備方法之一：

2ClCH2CH2OH＋Na2S

→（HOCH2CH2）2S＋2NaCl再聯想到R－OH＋HCl

→R－Cl＋H2O可得出：

（HOCH2CH2）2S＋2HCl

→（ClCH2CH2）2S＋2H2O

制備方法之二：反應物S2Cl2（二氯化二硫），其結構為Cl－S－S－Cl（V型結構），其中Cl的氧化數為－1，則S的氧化數為＋1．而（ClCH2CH2）2S中S的氧化數為－2，可知CH2＝CH2與S2Cl2發生了氧化還原反應．根據題給信息n（CH2＝CH2）∶n（S2Cl2）＝2∶1有

2CH2＝CH2＋S2Cl2

→（ClCH2CH2）2S＋S

（3）芥子氣的毒性主要是由氯原子引起的，若能將氯原子通過反應之後轉化為Cl－，則可以解毒．聯想到反應

R－Cl＋NaOH

→ROH＋NaCl

則可得出：

（ClCH2CH2）2S＋NaOH

→（HOCH2CH2）2S

＋2NaCl
（摘自《中學生理化報》）

B. 類比思維的特點及作用（概括性的）

以類為比，把自己所需處理的「點」，放入與此「點」相關系的「面」中對比，
其思維的廣度決定於本人腦海中的相對此「點」的「面」的大小，有目的性，比較性，局限性。

類比思維是一種比較完善的思維方式，通過它，人會相對全面的思考問題，棄拙集優，得到更為
可行更為正確的結論。

它的局限不在於思維方式本身，而在於用者的思想認識和對事物的認知。
你最大的敵人永遠是你自己！

C. 如何運用化學的類比思想解決高中的化學題目

不能用的過分 一般類比下還可以 實際上很多物質都有特別的性質
如Fe3O4 其實是 Fe(FeO2)2 表示成氧化物為FeO*Fe2O3 Fe有正三和正二
但Pb3O4 是 Pb(PbO2)2 表示成氧化物為2PbO*PbO2 Pb有正四和正二

所以類比可以用但請謹慎，並記下特殊規律
其實物理和數學用類比才是嘎嘎的，不過也有其特殊性
生物就算了，整門學科都是含含糊糊，有待發展的

D. 類比如何對創造性提供幫助

所謂類比，就是由兩個對象的某些相同或相似的性質，推斷它們在其他性質上也有可能相同或相似的一種推理形式。類比是一種主觀的不充分的似真推理，因此，要確認其猜想的正確性，還須經過嚴格的邏輯論證。在台灣省，繁體中文的「類比」有「模擬量」（Analog）之意。比如游戲手柄的「類比搖桿」、「類比電路」（模擬量電路）、類比信號（模擬信號）等等

E. 類比思維有哪些，舉例

我是學化學的，這些是化學中的類比思維：
在化學領域中，有時兩個對象的部分屬性相同，而被類比的其它屬性卻恰恰是不同的。例如某些金屬晶體和原子晶體在硬度、 熔沸點 ,鍵能上有部分相似 ,但不能把金屬晶體良好的導電導熱性也類比到原子晶體上。總而言之，類比思維在創立科學假說時是必須和有效的，但它的想像力和創造性是以它在邏輯上的不可靠性為代價的。所以，類比得到的結果，更應反復地加於檢驗。可以藉助演繹法和同類物的量化計算等來驗證，也可以藉助歸納法，從驗證的次數，驗證的范圍上提高類比結果的可靠性。類比科學思維已從純理論推導、演繹 ,逐漸朝著定量化的計算及驗證高度提升，有其重要的意義和應用價值。
在化學教學中應用類比思維，可激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，使他們的記憶理解能力、分析推理能力等多種智力因素得到充分發揮和發展，從而使整個思維活動在課堂中處於最積極最活躍的狀態，也是落實學科素質教育，發展學生個性，培養創新意識的一種有效途徑。化學教學中類比思維運用的設置是一種藝術，它需要教師精心設計一種既孕育著迷霧而又引人人勝的情景，提出既不是唾手可得，又非高不可攀的問題，使學生進入「心求通而未得，口欲言而不能」的憤悱狀態，從而運用直覺、聯想、分析、比較去推理，去活化思維，教師則乘機誘導學生的創造意識，激發他們的創造慾望，培養他們的創造能力，類比思維化學領域的法，類比思維包括兩方面的含義：
（1）聯想，即由新信息引起的對已有知識的回憶。
（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，在類比中聯想，從而升華思維，既有模仿又有創新。

F. 類比歸納是學好化學的一種有效手段，它可以引導我們總結規律、發現區別．例如一些燃燒實驗常在瓶中預先加

G. 羅輯思維在設計學中的作用

所謂創造性思維是指人腦對客觀事物進行有價值的求新探索獲得獨創結果的思維過程。美國心理學家科勒斯涅克認為：「創造性思維是指發明或發現一種新方式，用以處理某件事情或表達某種事物的思維過程。」[1]科學發現和技術發明（簡稱科技創造）是一種高級的復雜的創造活動，創造性思維在這一活動中起著至關重要的作用，可以說，離開了創造性思維，科技發明與發現就無從談起。目前，到處都在實施創新教育，而創新教育的重要任務是大力培養學生的創造性思維能力。本文試圖通過分析創造性思維在科技創造中的作用，來探索創新教育該如何有針對性地培養學生的創造性思維能力。
（一）導向作用：引導廣泛尋找探索問題的各種方案
「打開一切科學的鑰匙都毫無異議的是問題，我們大部分的偉大發明都應歸功於如何，而生活的智慧大概就在於遇事問個為什麼。」（巴爾扎克語）這句話指明了科學研究的第一步，即從問題開始。一個人要想有所發現、有所發明、有所創造，首要是要會發現問題，而是發現問題必須藉助於創造性思維。愛因斯坦說過：「提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決一個問題也許僅僅是一個數學上的或實驗上的技能而已，而提了出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊問題，都需要有創造性的想像力，而且標志著科學的真正進步。」[2]自然現象、社會生活展現在我們面前是五彩繽紛的，各種矛盾錯綜復雜，有此人對此熟視無睹，充耳不聞。創造者的高明之處就在於能從中發現常人感覺不到的新問題，這種高明憑借的就是創造性思維。這種創造性思維能引導創造者帶著為什麼去看周圍的世界，在他熟知的領域仔細地觀察某些現象，並敏銳地進行思考，或好奇、或發問、或懷疑、或批判、或奇思怪想，對某些問題從不同的角度去看、去想，這就是發散性思維。發現問題僅靠理性思維、正向思維、常規思維、邏輯思維是不行的，這樣思路就不開闊，就受阻礙，這時，創造性思維就可以大顯身手，發揮其優勢。如牛頓看見蘋果落地想到地球的引力從而發現萬有引力定律；法拉第看見電流環繞軟鐵時軟鐵被磁化的現象想到了「由磁生電」；達爾文觀察世上的生物呈千姿百態感到疑惑而探索物種起源，從而創立了進化論；雜交水稻之父袁隆平偶然見到一棵特別優異的水稻植株覺得奇怪，跟蹤研究方知原來是一棵天然雜交種，後培育出高產的雜交水稻；愛迪生在發明電燈的過程中，為找到理想的燈絲材料運用發散思維，先後想到並試驗過1600多種耐熱材料和6000多種植物，最後終於發現用鎢絲做燈絲最理想。
（二）聚焦作用：找准解決問題的主攻方向及突破口
創造性思維不僅就是發散思維。在尋找解決問題方案的初期，發散思維起著非常重要作用，但僅僅只一味地發散是不夠的，是不可能深入研究下去的，那樣只能淺嘗輒止，就不可能重點突破。在廣泛地發散思維之後，還得運用收斂思維，從眾多方案中篩選出幾種最佳方案進行深入探究。這時，創造性思維對發現問題來說起著聚焦的作用，即要找到主攻的方向，選准突破口，然後鎖定目標，重點攻克。比如關於電的發現就是一例，早期各方面的科學家們已感受到電的各種表現形式，如雷電、摩擦生電、電流會使小磁針偏轉，還發現電與化學、光學、熱學、力學、生物學等有關系，於是人們從不同的角度提出了許多問題後經收斂思維和綜合分析，逐漸將眾多問題歸結到一個中心問題：是否有某種高速度、高能量的極小微粒穿行於各種物質之中，造成各種現象，這就找到了中心的突破口。科學家們經反復推測，形成了關於原子內部結構的各種假說，假定有些微粒在原子內繞中心高速轉動，當它飛出原子時便流動於各物體之間，這便可解釋許多現象。後來得到實驗證明，便建立了關於電的理論。這表明，創造性思維在科學創造中，在幫助選擇研究的主攻方向和突破口方面發揮了積極作用。
（三）橋梁作用：架通多種思維之間的立交橋，使思路暢通無阻
科技創造是一項復雜的系統工程，單靠某種思維是無法完成的。它是創造性思維綜合作用的結果，在發現的不同階段採用的思維形式不盡相同，且在同一階段也往往是多種形式思維的綜合採用，這時就靠創造性思維起穿針引線、鋪路搭橋的作用，在多種思維之間構築一座立交橋使之相互貫通，幫助完成發明創造的任務。在創造過程中，發散思維、收斂思維、形象思維、邏輯思維、靈感思維、直覺思維、類比思維等往往是綜合採用的，這時是創造性思維將它們有機地組合起來。在創造過程中，有的是先發散再收斂；有的是先直覺判斷再來類比推理，還需邏輯整理；有的是邏輯思維、形象思維與靈感思維混合進行，不是某種思維在單刀直入和孤軍奮戰，而是協同作戰。總之，是創造性思維在統一調配它們。有人過分強調靈感、直覺等非理性思維，彷彿它們就等同於創造性思維，這是不全面的。盡管愛因斯坦、盧瑟福、開普勒、彭加勒、錢學森等十分推崇靈感、直覺等，但他們並不排除理性思維作用。在瞬間由直覺、靈感悟出的假設，往往是片面的、模糊的，還有待邏輯思維去完善它，得用准確的語言、公式、圖形表示出來，還得將發明創造的成果物化出來。

H. 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，在數學發展的歷史長河中佔有舉足輕重的地位，我認為在數學課堂教學中，我們必須認真審視和對待它。其基本模式是：若A對象具有屬性a、b、c、d，且B對象具有屬性a、b、c，猜想：B對象具有屬性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」。從兩個或兩類對象具有某些相似或相同的屬性事實出發，推出其中一個對象可能是有另一個或另一類對象已經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用的一種解決問題的方法，由這種方法所得出的結論，雖然不一定很可靠、精確，但富有創造性，往往能將人們帶人完全陌生的領域，並給予許多啟發。

I. 如何認識類比方法在科學認識中的作用，如何理解創造性思維的本質

類比方法是人類思維活動中一種特有的方法，在認識客觀事物的思維活動時，在探索新的事物發展規律，建立事物之間聯系的過程中，發揮著極其特殊的作用，它的創造性是歸納方法、演繹方法所無法比擬的。本文根據類比方法的特點，在分析類比思維創造性的核心內容的基礎上，對於類比在創造中的作用、創造機制給予了初步的分析和討論。

一 類比方法的特點

類比是一種從特殊到特殊的推理。它的前提和結論是或然的，是一種不嚴格的推理。因此推理的不嚴格性是它的特點之一。這個特點既是它的所長，也是它的所短。因為在科學研究和生產實踐活動中，需要嚴格的推理，沒有嚴格的推理，科學的理論大廈就不可能建立，正常嚴肅的生活秩序就不會建立。演繹推理的嚴格性，正好與類比推理的不嚴格性相互補充，共同促進科學的發展。從亞里士多德的完備的三段論到現代數理邏輯的發展和完善，演繹推理成為一種嚴密的強有力的推理和證明工具，成為思維活動中的一個重要的組成部分。但是，科學要進一步發展，要解決科學研究中出現的矛盾，不斷進行理論擴充，嚴格的推理，只能使科學被限制在一定的框架之內，循規蹈距地前進。類比推理的不嚴格性，可以誘發人的創造性思考，它可以觸類旁通，啟發思路。正如康德所指出的那樣：每當理智缺乏可靠論證思路時，類比這個方法往往能指引我們前進。