类比与化学创造性思维

A. 什么是类比思维

类比思维是解答化学竞赛题的基本方法．类比思维包括两方面的含义：（1）联想，即由新信息引起的对已有知识的回忆；（2）类比，在新、旧信息间找相似和相异的地方，即异中求同或同中求异．通过类比思维，在类比中联想，从而升华思维，既有模仿又有创新．

例题．二战结束时，日军在我国遗弃了大量未使用过的毒气弹，芥子气是其中的一种毒气．芥子气的分子式为（ClCH2CH2）2S．试回答：（1）用系统命名法命名芥子气．（2）芥子气可用两种方法制备．其一是ClCH2CH2OH与Na2S反应，反应产物之一接着与氯化氢反应；其二是CH2＝CH2与S2Cl2反应，反应物的物质的量比为2∶1．写出化学方程式．（3）用碱液可以解毒．写出其反应式．

解析：（1）芥子气（ClCH2CH2）2S的系统命名可通过联想与类比得出：

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）对称硫醚的制法

2RX＋Na2S

→R－S－R＋2NaX

制备方法之一：

2ClCH2CH2OH＋Na2S

→（HOCH2CH2）2S＋2NaCl再联想到R－OH＋HCl

→R－Cl＋H2O可得出：

（HOCH2CH2）2S＋2HCl

→（ClCH2CH2）2S＋2H2O

制备方法之二：反应物S2Cl2（二氯化二硫），其结构为Cl－S－S－Cl（V型结构），其中Cl的氧化数为－1，则S的氧化数为＋1．而（ClCH2CH2）2S中S的氧化数为－2，可知CH2＝CH2与S2Cl2发生了氧化还原反应．根据题给信息n（CH2＝CH2）∶n（S2Cl2）＝2∶1有

2CH2＝CH2＋S2Cl2

→（ClCH2CH2）2S＋S

（3）芥子气的毒性主要是由氯原子引起的，若能将氯原子通过反应之后转化为Cl－，则可以解毒．联想到反应

R－Cl＋NaOH

→ROH＋NaCl

则可得出：

（ClCH2CH2）2S＋NaOH

→（HOCH2CH2）2S

＋2NaCl
（摘自《中学生理化报》）

B. 类比思维的特点及作用（概括性的）

以类为比，把自己所需处理的“点”，放入与此“点”相关系的“面”中对比，
其思维的广度决定于本人脑海中的相对此“点”的“面”的大小，有目的性，比较性，局限性。

类比思维是一种比较完善的思维方式，通过它，人会相对全面的思考问题，弃拙集优，得到更为
可行更为正确的结论。

它的局限不在于思维方式本身，而在于用者的思想认识和对事物的认知。
你最大的敌人永远是你自己！

C. 如何运用化学的类比思想解决高中的化学题目

不能用的过分 一般类比下还可以 实际上很多物质都有特别的性质
如Fe3O4 其实是 Fe(FeO2)2 表示成氧化物为FeO*Fe2O3 Fe有正三和正二
但Pb3O4 是 Pb(PbO2)2 表示成氧化物为2PbO*PbO2 Pb有正四和正二

所以类比可以用但请谨慎，并记下特殊规律
其实物理和数学用类比才是嘎嘎的，不过也有其特殊性
生物就算了，整门学科都是含含糊糊，有待发展的

D. 类比如何对创造性提供帮助

所谓类比，就是由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式。类比是一种主观的不充分的似真推理，因此，要确认其猜想的正确性，还须经过严格的逻辑论证。在台湾省，繁体中文的“类比”有“模拟量”（Analog）之意。比如游戏手柄的“类比摇杆”、“类比电路”（模拟量电路）、类比信号（模拟信号）等等

E. 类比思维有哪些，举例

我是学化学的，这些是化学中的类比思维：
在化学领域中，有时两个对象的部分属性相同，而被类比的其它属性却恰恰是不同的。例如某些金属晶体和原子晶体在硬度、 熔沸点 ,键能上有部分相似 ,但不能把金属晶体良好的导电导热性也类比到原子晶体上。总而言之，类比思维在创立科学假说时是必须和有效的，但它的想象力和创造性是以它在逻辑上的不可靠性为代价的。所以，类比得到的结果，更应反复地加于检验。可以借助演绎法和同类物的量化计算等来验证，也可以借助归纳法，从验证的次数，验证的范围上提高类比结果的可靠性。类比科学思维已从纯理论推导、演绎 ,逐渐朝着定量化的计算及验证高度提升，有其重要的意义和应用价值。
在化学教学中应用类比思维，可激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，使他们的记忆理解能力、分析推理能力等多种智力因素得到充分发挥和发展，从而使整个思维活动在课堂中处于最积极最活跃的状态，也是落实学科素质教育，发展学生个性，培养创新意识的一种有效途径。化学教学中类比思维运用的设置是一种艺术，它需要教师精心设计一种既孕育着迷雾而又引人人胜的情景，提出既不是唾手可得，又非高不可攀的问题，使学生进入“心求通而未得，口欲言而不能”的愤悱状态，从而运用直觉、联想、分析、比较去推理，去活化思维，教师则乘机诱导学生的创造意识，激发他们的创造欲望，培养他们的创造能力，类比思维化学领域的法，类比思维包括两方面的含义：
（1）联想，即由新信息引起的对已有知识的回忆。
（2）类比，在新、旧信息间找相似和相异的地方，即异中求同或同中求异，通过类比思维，在类比中联想，从而升华思维，既有模仿又有创新。

F. 类比归纳是学好化学的一种有效手段，它可以引导我们总结规律、发现区别．例如一些燃烧实验常在瓶中预先加

G. 罗辑思维在设计学中的作用

所谓创造性思维是指人脑对客观事物进行有价值的求新探索获得独创结果的思维过程。美国心理学家科勒斯涅克认为：“创造性思维是指发明或发现一种新方式，用以处理某件事情或表达某种事物的思维过程。”[1]科学发现和技术发明（简称科技创造）是一种高级的复杂的创造活动，创造性思维在这一活动中起着至关重要的作用，可以说，离开了创造性思维，科技发明与发现就无从谈起。目前，到处都在实施创新教育，而创新教育的重要任务是大力培养学生的创造性思维能力。本文试图通过分析创造性思维在科技创造中的作用，来探索创新教育该如何有针对性地培养学生的创造性思维能力。
（一）导向作用：引导广泛寻找探索问题的各种方案
“打开一切科学的钥匙都毫无异议的是问题，我们大部分的伟大发明都应归功于如何，而生活的智慧大概就在于遇事问个为什么。”（巴尔扎克语）这句话指明了科学研究的第一步，即从问题开始。一个人要想有所发现、有所发明、有所创造，首要是要会发现问题，而是发现问题必须借助于创造性思维。爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上的或实验上的技能而已，而提了出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”[2]自然现象、社会生活展现在我们面前是五彩缤纷的，各种矛盾错综复杂，有此人对此熟视无睹，充耳不闻。创造者的高明之处就在于能从中发现常人感觉不到的新问题，这种高明凭借的就是创造性思维。这种创造性思维能引导创造者带着为什么去看周围的世界，在他熟知的领域仔细地观察某些现象，并敏锐地进行思考，或好奇、或发问、或怀疑、或批判、或奇思怪想，对某些问题从不同的角度去看、去想，这就是发散性思维。发现问题仅靠理性思维、正向思维、常规思维、逻辑思维是不行的，这样思路就不开阔，就受阻碍，这时，创造性思维就可以大显身手，发挥其优势。如牛顿看见苹果落地想到地球的引力从而发现万有引力定律；法拉第看见电流环绕软铁时软铁被磁化的现象想到了“由磁生电”；达尔文观察世上的生物呈千姿百态感到疑惑而探索物种起源，从而创立了进化论；杂交水稻之父袁隆平偶然见到一棵特别优异的水稻植株觉得奇怪，跟踪研究方知原来是一棵天然杂交种，后培育出高产的杂交水稻；爱迪生在发明电灯的过程中，为找到理想的灯丝材料运用发散思维，先后想到并试验过1600多种耐热材料和6000多种植物，最后终于发现用钨丝做灯丝最理想。
（二）聚焦作用：找准解决问题的主攻方向及突破口
创造性思维不仅就是发散思维。在寻找解决问题方案的初期，发散思维起着非常重要作用，但仅仅只一味地发散是不够的，是不可能深入研究下去的，那样只能浅尝辄止，就不可能重点突破。在广泛地发散思维之后，还得运用收敛思维，从众多方案中筛选出几种最佳方案进行深入探究。这时，创造性思维对发现问题来说起着聚焦的作用，即要找到主攻的方向，选准突破口，然后锁定目标，重点攻克。比如关于电的发现就是一例，早期各方面的科学家们已感受到电的各种表现形式，如雷电、摩擦生电、电流会使小磁针偏转，还发现电与化学、光学、热学、力学、生物学等有关系，于是人们从不同的角度提出了许多问题后经收敛思维和综合分析，逐渐将众多问题归结到一个中心问题：是否有某种高速度、高能量的极小微粒穿行于各种物质之中，造成各种现象，这就找到了中心的突破口。科学家们经反复推测，形成了关于原子内部结构的各种假说，假定有些微粒在原子内绕中心高速转动，当它飞出原子时便流动于各物体之间，这便可解释许多现象。后来得到实验证明，便建立了关于电的理论。这表明，创造性思维在科学创造中，在帮助选择研究的主攻方向和突破口方面发挥了积极作用。
（三）桥梁作用：架通多种思维之间的立交桥，使思路畅通无阻
科技创造是一项复杂的系统工程，单靠某种思维是无法完成的。它是创造性思维综合作用的结果，在发现的不同阶段采用的思维形式不尽相同，且在同一阶段也往往是多种形式思维的综合采用，这时就靠创造性思维起穿针引线、铺路搭桥的作用，在多种思维之间构筑一座立交桥使之相互贯通，帮助完成发明创造的任务。在创造过程中，发散思维、收敛思维、形象思维、逻辑思维、灵感思维、直觉思维、类比思维等往往是综合采用的，这时是创造性思维将它们有机地组合起来。在创造过程中，有的是先发散再收敛；有的是先直觉判断再来类比推理，还需逻辑整理；有的是逻辑思维、形象思维与灵感思维混合进行，不是某种思维在单刀直入和孤军奋战，而是协同作战。总之，是创造性思维在统一调配它们。有人过分强调灵感、直觉等非理性思维，仿佛它们就等同于创造性思维，这是不全面的。尽管爱因斯坦、卢瑟福、开普勒、彭加勒、钱学森等十分推崇灵感、直觉等，但他们并不排除理性思维作用。在瞬间由直觉、灵感悟出的假设，往往是片面的、模糊的，还有待逻辑思维去完善它，得用准确的语言、公式、图形表示出来，还得将发明创造的成果物化出来。

H. 类比思维的原理

类比作为一种重要的思维方法和推理方法，在数学发展的历史长河中占有举足轻重的地位，我认为在数学课堂教学中，我们必须认真审视和对待它。其基本模式是：若A对象具有属性a、b、c、d，且B对象具有属性a、b、c，猜想：B对象具有属性d。类比推理的过程，是从特殊到特殊，由此及彼的过程，可谓“他山之石，可以攻玉”。从两个或两类对象具有某些相似或相同的属性事实出发，推出其中一个对象可能是有另一个或另一类对象已经具有的其他属性的思维方法。该方法是古今中外许多知名人士最常运用的一种解决问题的方法，由这种方法所得出的结论，虽然不一定很可靠、精确，但富有创造性，往往能将人们带人完全陌生的领域，并给予许多启发。

I. 如何认识类比方法在科学认识中的作用，如何理解创造性思维的本质

类比方法是人类思维活动中一种特有的方法，在认识客观事物的思维活动时，在探索新的事物发展规律，建立事物之间联系的过程中，发挥着极其特殊的作用，它的创造性是归纳方法、演绎方法所无法比拟的。本文根据类比方法的特点，在分析类比思维创造性的核心内容的基础上，对于类比在创造中的作用、创造机制给予了初步的分析和讨论。

一 类比方法的特点

类比是一种从特殊到特殊的推理。它的前提和结论是或然的，是一种不严格的推理。因此推理的不严格性是它的特点之一。这个特点既是它的所长，也是它的所短。因为在科学研究和生产实践活动中，需要严格的推理，没有严格的推理，科学的理论大厦就不可能建立，正常严肃的生活秩序就不会建立。演绎推理的严格性，正好与类比推理的不严格性相互补充，共同促进科学的发展。从亚里士多德的完备的三段论到现代数理逻辑的发展和完善，演绎推理成为一种严密的强有力的推理和证明工具，成为思维活动中的一个重要的组成部分。但是，科学要进一步发展，要解决科学研究中出现的矛盾，不断进行理论扩充，严格的推理，只能使科学被限制在一定的框架之内，循规蹈距地前进。类比推理的不严格性，可以诱发人的创造性思考，它可以触类旁通，启发思路。正如康德所指出的那样：每当理智缺乏可靠论证思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。