1、第二章 医学科研思维,病理生理实验教学中心 张 静,主要内容思维概述 思维的基本方法论 思维的基本形式 创造性思维,教学目的,掌握创造性思维的过程、条件和培养途径，为培养科研思维打下基础； 熟悉指导医学科研思维的基本方法； 了解思维的基本形式和类型，为开展医学科研中培养科研思维提供参考。,思维概述,一、思维的概念人脑对客观事物间接的、客观的反映。特征： （一）间接性：借助已有知识经验，理解、预见、推知。脑CT了解脑病变。 （二）概括性：概括事物间内在联系和规律。病的诊、治。 （三）能动性：是人对客观现实能动的反映。表现：1. 感性认识到理性认识的飞跃：认识客观世界。2. 理性认识到新的实践的飞
2、跃：改造客观世界。 （四）与语言共存性：语言是思维的手段和工具。,二、思维的分类 （一）根据思维过程中的凭借物或思维状态的不同分类：1. 抽象思维（逻辑思维）：概念、判断、推理。2. 形象思维：用表象分析、综合、概括。3. 动作思维（实践的思维）：依赖实际行动。4. 灵感思维：迅速猜测、设想或领悟。显意识和潜意识交互作用，来源于知识、经验、积淀，启迪于意外客观事物的激发，得益于探索、独创智慧的闪光。,（二）根据思维是否遵循明确的逻辑方式或逻辑规则分类：1. 形式逻辑思维：有逻辑形式、遵循逻辑规则。2. 非形式逻辑思维：没有明确逻辑形式、规则，形象、动作、灵感思维。 （三）根据思维过程中的指向性
3、不同分类：1. 集中思维：思维中信息朝一个方向聚敛，求同。2. 分散思维：信息朝各种方向扩散，求异与创新。 （四）根据人能否自觉意识到思维分类：1. 显意识：人能自觉意识到。2. 潜意识：人未能自觉意识到，不清醒、梦。,思维的基本方法论,一、唯物辩证法： 科学研究方法论的核心，最根本的思想方法 （一）主要观点 1. 社会普遍联系论：科研目的揭示现象之间的联系。 2. 社会发展论：发展不依人的意志为转移，科研要以事实为依据，得出科学结论。,（二）科研中的应用 按照事物自己运动的辩证规律认识疾病 1.自然界-社会是普遍联系的统一整体，了解、分析被研究对象的相互联系。 2.研究对象不断运动、变化，了
4、解、分析研究对象运动过程特征、变化机制、发展方向和趋势。 3.疾病的发展是螺旋式运动，了解、研究发展方向、目标、阶段、速度，动因、机制、后果。 4.事物内部的矛盾运动是中心内容，观察研究对象的矛盾类型、特性及后果。,（三）举例：麦克林托克发现“可移动遗传基因”从运动角度思考科学问题，推翻“基因固定不变”研究玉米、谷粒颜色遗传不稳定，红白，黄红，斑点。多次交配实验、染色体实验，提出遗传基因在染色体中非固定不变而是运动着的微粒。 获1983年诺贝尔生理学和医学奖。,二、逻辑方法 （一）逻辑科学思维的规律、形式和方法的科学，有辩证逻辑、数理逻辑。思维严格建立在逻辑规律和规则基础上，保证概念明确、判断
5、恰当、推理无误、结论合理。 （二）基本规则 1.同一律：同一思维过程，对象、论点、判断、概念，有确切含义。如问卷。 2.矛盾律：同一思维过程，不允许对两个不能同时为真的思想都肯定。 3.排中律：同一思维过程，不允许对两个不能同时为假的思想都否定。,（三）科研中的应用 1.明确概念：研究内容的概念，设置明确指标。 2.判断真假：概念外延的同一、包含、交叉和全异关系，不仅简单判断性质。 3.演绎：从一般到个别，层层推理，得出许多较深刻的结论。 4.归纳：由个别到一般，推导出一般性结论。 5.判断因果联系：原因分析。 6.科学归纳推理：根据部分因果关系，作出该类对象的一般结论。,（四）举例： 巴斯德
6、提出免疫补体理论 不同血清霍乱弧菌抗菌血清杀菌，靠防御素（补体）、敏感素（Ig） 演绎：兔RBC给豚鼠豚鼠抗RBC血清补体试管中兔溶血。结论：同样一种补体，既促溶血，又促溶菌。 归纳：组实验观察证明动物体内存在补体，还发现补体结合性抗体。 内插推理：探明其对易感细菌的协同杀伤作用。 获1919年诺贝尔生理学和医学奖。,三、系统方法研究事物的要素构成及相互制约关系，精确描述研究对象的运动和规律性。 （一）被研究系统的特点目的性、层次性、相关性、整体性和对环境的适应性。 （二）基本原则 1.整体性原则：整体大于部分之和 2.有序性原则：人体是高度有序、纵横交错的立体模式。自然界人、社会人。 3.最
7、优化原则：最优目标、方案、状态、效果。医学科研采用最优化理论和技术。 4.模型化原则：对大而复杂的系统，设计系统模型，研究掌握真实系统的本质和规律。,（三）在科研中的作用 1. 对复杂的研究对象进行研究的有效工具。 2. 进行最优化的科研组织、规划等管理。 3. 有效地优化研究资料，使研究模型化。 4. 利用研究成果进行决策分析。 （四）一般操作程序 1.摆明问题 2.目标选择：确定调研目标，建立达到的具体标准。 3.系统综合（系统方案）：探索性研究（预备实验），形成研究的整体概念。 4.系统分析（系统模型）：用数学手段，对备选方案定性和定量分析，比较利弊。 5.系统选择：选最佳。 6.综合决
8、策：权衡利弊，筛选一或多个方案。 7.实施计划：试行评价和检验。问题较多则重做。,（五）举例：瓦克斯曼发现并大规模生产链霉素 1.研究土壤放线菌中，发现链丝菌，将多种菌混于一培养基中结论：链丝菌可杀死结核杆菌。 2.链丝菌素对动物的安全性：小鼠注射放线菌素1周后，8/10死亡；小鼠注射等量链丝菌素1周后，10只正常。 3.确定链丝菌素对结核病有无医疗价值：自愿受试者8人中7人痊愈。 4.大规模生产。获1952年诺贝尔生理学和医学奖。,思维的基本形式,分析、综合、比较、抽象、概括、具体化。 一、分析与综合 （一）分析思维上把事物的整体分解，认识具体事物的局部特殊本质（规律性）。先“元过程分析法”
9、（过滤式分析），再辩证分析（综合的有方向分析），即矛盾、发展、阶段、层次分析。“把自然界分解为各个部分，把自然的各种过程和事物分成一定的门类，对有机体的内部按其多种多样的解剖形态进行研究，这是近四百年来在认识自然界方面获得巨大进展的基本条件。”（恩格斯）,（二）综合思维上把事物的各个部分、特性、方面结合起来，整体把握事物的本质和规律。分析与综合紧密联系。恩格斯：“以分析为主要研究形式的化学，如果没有分析的对立的极，即综合，就什么也不是了。”医学研究：从现象到本质，具体到抽象，感性到理性过程侧重面在分析；破晓规律后，用本质认识说明原有和新现象，提出假说，建立理论侧重面在综合。医学研究是分析、实验
10、、综合紧密结合。,（三）举例：斯佩里发现大脑半球职能分工 分析：重症癫痫切割大脑连合部（称“裂脑人”），发现大脑两半球各司其职。 综合：对“裂脑人”的试验、分析、研究资料加以概括总结，升华为科学观：大脑分离后的每一个半球能独立理解、学习和记忆；高度专门化分工，左半球抽象思维和逻辑分析，右半球音乐、美术、空间、知觉、辨识；两半球功能互补，相辅相成；修正左半球支配论，推翻右半球拙劣论。获1981年诺贝尔生理学和医学奖。,二、比较 （一）概念：思维上把研究对象和现象的个别部分、方面、特征加以对比，确定共同点、区别点及其关系。“比较”离不开分析和综合。 （二）举例：科赫发现结核杆菌 1.比较结核结节的
11、染色情况：TB死者黄色结节注入兔、豚鼠，七种染色后观察切片，发现蓝色小杆菌，动物死。 2.比较牛肉及牛血清冻胶培养效果，后者培养出猴、牛、鼠的43种纯TB菌。 3.比较TB菌对动物的致病性：豚鼠、猴、兔、鸡、大鼠、小鼠易感，乌龟、麻雀、青蛙、鳗鱼、金鱼不发生。获1905年诺贝尔生理学和医学奖。,三、抽象和概括 （一）抽象：思维上抽出同类事物的本质特征、舍弃非本质特征。 （二）概括：思维上把同类事物的本质特征加以综合、推广到其他事物。 （三）抽象和概括的关系：抽象是概括的基础，概括是把分析、综合、抽象的结果加以综合，形成概念；使认识深化，更正确、全面、本质地反映事物。医学生学习要多接触感性材料，
12、对材料整理、使之系统化，突出本质特征，使知识和能力不断提高。,（四）举例：斯内尔等发现人体组织移植规律斯内尔对小鼠行组织移植实验，通过抽象和概括，提出移植成功与否取决于细胞表面的蛋白质分子，抗原的共同点越多，成功的可能性越大。特殊抗原受细胞核内特殊基因控制（H2系统）。多塞把实验扩到人。输血者与供血者的白细胞表面不同抗原，通过抽象概括，命名HLA。研究HLA在染色体的位置、分类、各类的位点数，在排异及遗传中的作用。贝纳赛拉夫通过豚鼠实验发现，控制免疫反应的基因是组织相容性复合体的一部分，参与免疫和细胞的发育、演变、识别、相互作用及调节。他们获1980年诺贝尔生理学和医学奖。,四、具体化通过抽象
13、和概括的概念、原理和理论返回具体实际，加深及拓宽对各种事物的认识。医学科研的思维过程实质上是发现问题和解决问题的过程。首先是发现问题、明确地提出问题；然后分析提出问题的特点和条件；进而建立假说，找出解决问题的方案，包括原则、途径和方法；然后，通过实践证明假说的真理性；最后，以研究成果指导医学实践，推进医学科学进步，科技成果转化为生产力。,创造性思维,一、概念 （一）创造首创前所未有的事物。科技领域指提供新颖、有社会意义的科技成果活动。创造活动包括发现、形成、解决、验证问题。 （二）创造性思维有创见的思维。不仅揭露客观事物的本质及内在联系，且产生新的、前所未有的思维成果，带来新的、有社会价值的产
14、物。各种类型的思维方式与思维方法在创造性活动过程中的有机组合。临床实践中的新见解、新技术、新发现和新方法。超越“固定模式”的思维。,二、特点 （一）独立性独具卓识。包括：“怀疑因子”；“抗压性因子”；“自变因子”。 （二）连续性“自此思彼”的思维能力。表现：“纵向连动”；“逆向连动”；“横向连动”。 （三）多向性从不同的角度想问题。依赖：“发散机智”；“换元机智”；“转向机智”；“创优机智”。 （四）跨越性进程加大“前进跨度”；对象加大“联想跨度”；条件跨越“可限度”的限制，加大“转换跨度”。 （五）综合性综合思维，具备：“智慧杂交能力”；“思维统摄能力”；“辩证分析能力”。,三、形式 （一）
15、直觉-毛估-模型直觉：透过事物感知瞬间的飞跃性思维。有直达性、理智性、快速性、大跨度性和坚信成果的正确性等特征。毛估是直觉，创造意识。模型：直觉思维和毛估方法形成的构件或直觉目的。直觉是灵感的表现，是顿悟。爱因斯坦：“真正可贵的因素是直觉”，“我想念直觉和灵感”。鲍林：“我怀着一种好奇心一种直觉，感到可以用化学链来解释物质的性质。”例如：卢嘉锡导师鲍林给出某种物质的化学式，能直觉出分子结构模型，是毛估方法。1973年，卢嘉锡研究固氮酶用毛估方法给出该结构“网兜模型”。1995年，美国测出固氮酶结构，与卢嘉锡的毛估基本一致。,（二）想象-验证想象是脑对表象加工改造、形成新形象。假设、猜测，是形象
16、思维的高级阶段，超越于经验事实，极富有创造性。居里：“我们可以提出一个大胆的假设，用以指定现象的机理。这样的研究方法，优势在于能够利用实验证明假设是否正确，并因为还不过于抽象，能使我们心中有一个意想的图像，便于进行推理。”王淦昌：“大胆怀疑，小心验证。”,举例：艾克曼发现脚气病病因 19世纪荷兰是海上大霸，派往 爪哇岛的官兵得脚气病。艾克曼是 随军医生，从欧洲运来鸡全染脚气 病，找不到细菌。病鸡近两月来逐渐好转。新来 的厨师用领来的饲料喂鸡，过去的 厨师一贯用剩白米饭喂鸡。艾克曼 猜想病愈与饲料有关。健康鸡分两组喂不同饲料，3个月后，喂白米饭鸡 生脚气病，喂鸡饲料的健康。鸡饲料要由杂粮组成，
17、自己及病人吃杂粮，病愈。猜想：白米饭中缺少杂粮 中的某些物质。米糠泡在水里，浸出液治疗脚气病， 收到奇效。获1929年诺贝尔生理学和医学奖。,（三）归纳-演绎归纳：从大量实验结果中构造出新模型、新知识，归纳新原理，由特殊到一般。培根：“我们不能像蚂蚁，单纯收集，也不可像蜘蛛，只从肚中抽丝，而应象蜜蜂，既采集又整理，这样才能酿出香甜的蜂蜜。”演绎：从概念、公理、法则出发，逻辑推理得出新结论，由一般到特殊。杨振宁在西南联大受演绎思维训练，从已知物理事实，推演新事实，交实验验证。美国从大量实验中，构建新模型、新知识，归纳新物理定律。他说：“我很幸运，演绎和归纳这两种思维方式，我都受到了很好的训练。”
18、,举例：克雷布斯、李普曼发现三羧酸循环 克雷布斯研究机体将食物转化成能量途径，研究琥珀酸和延胡索酸，后认识草酰乙酸和丙酮酸协同化合成柠檬酸，归纳演绎构成循环反应链，称“柠檬酸循环”。李普曼发现丙酮酸和草酰乙酸间有起关键作用的物质辅酶A，丙酮酸先和辅酶A反应，生成乙酰辅酶A，后再和草酰乙酸缩合，生成柠檬酸。完善了三羧酸循环。二人获1953年诺贝尔生理学和医学奖。,（四）联想思维（相似思维）指由一事物或现象联想到另一事物或现象的心理过程。有条件（相对）的相似性。联想：哲理相似（方法相似）、关系相似、机理相似（行为相似）、性质相似、功能相似、组织结构相似，存在着某种因果关系。运用联想思维的基本模式：
19、 1. 归纳法：对相似性的事物，归纳研究或处理，概括出一般原理。用途：形成新的学科或学说，如哲学。预见未知事物，如门捷列夫元素周期表。将事物分类，以便研究或处理，如兰斯坦纳的血液分型，输血。,2.模仿法：利用事物相似性，寻求创新的途径。形式：提出问题寻求模仿原型问题解决，如飞机发明过程。发现原型产生模仿动机目标实现，如发明人工培植牛黄。提出方案模拟仿真检验方案，模拟仿真。 3.类比法：用相似而易懂的、众人皆知的事例作类似，说明难懂的事物或概念。科研启发思路，提供线索，为科学假说提供依据。康德：“每当理智缺乏可靠的思路时，类比这个方法往往指引我们前进。”,举例：举一反三、闻一知十。 1.哈维发现
20、血液循环“我开始想到究竟会不会有一个循环运动，如亚里士多德所说的空气和雨模仿天体的循环运动一样：因为潮湿的大地经太阳加热而蒸发，向上移动的水蒸汽又凝结起来，以雨的形式降落使大地潮湿。由于这样的安排便产生了一代代的生物。因此，通过血液的运动，循环运动也在体内进行着，这是完全可能的。” 2.雷内克发明听诊器 从一群儿童玩金属针划木棍听声音传导游戏，从直接听诊变为间接听诊，发明听诊器，推进医学诊断水平的提高。,（五）逆向思维（求异思维）从事物的反面逆向思考问题，研究事物的多样性和差异性。属发散思维。在解决问题的已有模式或传统途径外，独辟蹊径，挖掘一切可能，从中寻优，对传统的突破和创新。特点：求疑；抗
21、压；自变；标新。不是胡思乱想和怀疑一切，而是要立足于现实和科学。举例：体温计的发明根据热胀冷缩，运用逆向思维，液体膨胀，说明受热；液体收缩，说明受冷。逆向推理，发明了体温计。,四、过程与一般思维过程一致，是一般思维活动的高级过程。四阶段：准备、酝酿、启发、验证。 （一）准备阶段 有意识地努力准备，是根基。 目的：发现问题和提出问题。 方法： 1.观察：善于观察各种事物间的联系。巴甫洛夫观察狗看见食物就流口水，创立条件反射学说，“应当先学会观察，不学会观察，你就永远当不了科学家”。 2.积累学识与经验：收集、占有足够的资料、知识和经验，才能避免走弯路，避免重复前人的劳动，站在新的起点，形成新概念
22、，实现创新目的。,（二）酝酿阶段（育化阶段、潜伏阶段）解决问题的前提，必经之路。目的：找出问题产生、发展的原因、解决的关键方法：围绕目标周密思考，反复酝酿。头脑有意识或潜意识过程处理相关信息的时期。如爱因斯坦提出相对论酝酿7年。 （三）启发阶段（顿悟阶段、明朗阶段）发展阶段。突然发现新办法或新观念，称“顿悟”、灵感。表现：预感、臆测、敏感、顿悟、高度熟练。如国王让阿基米德计算王冠的含金量，在洗澡时意外得到启发，用排水量和体积的关系解决阿基米德浮力定律。,决不能仅寄托于灵感，要放在艰苦实验的基础上。“机遇只偏爱那些有准备的头脑”，要时刻带着问题去求索，只有对潜心研究的人，才成为启发。离开掌握实际
23、材料，离开艰苦的创造性思维活动，根本谈不上任何启发。 （四）验证阶段检验直觉结果的正确性，使之成为有机的、精确的最后结论。顿悟阶段得到的新办法、方案、理论，从理论和实践验证、修改，完善成果，变为现实。听取多方面意见，修改、补充，确定最佳方案，齐心协力制定计划，使之转化为行动。,五、条件学习是基础、思考是关键、实践是根本，紧密结合，互相渗透，融为一体。 （一）积累和掌握丰富的知识创造性思维的基础。没有知识的思维，是空想。知识是创新能力的基础。摆脱旧习惯的桎梏，冲破传统知识的束缚。用正确的学习方法，在继续获得知识中，培养和发展创造能力。,（二）强烈的问题意识头脑中总想着某事情、“非搞出新方案不可”
24、，大脑处于日以继夜、废寝忘食的激活状态。问题意识与思维的批判性密切相关。2002年国际医学教育委员会提出全球医学教育最基本要求的第7个领域就是批判性思维和研究。批判性思维特点：分析性、策略性、全面性、正确性和独立性。爱因斯坦大胆怀疑传统绝对时空观的“同时性概念”，找到研究“狭义相对论”的突破口。问牛顿是怎样获得伟大发现的，答“经常想着它们”。,（三）原型启发“原型”是与创造性思维主体设想的事物相似、能引起联想的东西。启发解决新问题，达到创新的目的。自然界生态、医学仪器设备和临床疾病，都可成为原型。善于联想，利用同一性和相似性类比推理，从已知探索未知。只有观察能力强、心理状态和个人素质优良、善于
25、运用创造性思维的人，才能得到启发。 （四）社会实践医学是人类与疾病作斗争的经验总结。生产实践、医疗实践和医学实验的需要，构成创造性思维的前提和源泉。,六、培养 （一）大学生培养创造性思维的必要性培养大学生的创造性思维，是高等学校的重要任务。国家“十一五”规划纲要：“建设创新型国家”，“把科技进步和创新作为经济社会发展的重要动力，把发展教育和培养德才兼备的高素质人才摆在更加突出的战略位置”，“把高等教育发展的重点放在提高质量和优化结构上，加强研究与实践，培养学生的创新精神与实践能力” 。,高等教育法第五条“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，发展科学技术文化，促进社会主义现
26、代化建设”。中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定一.5“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素养和科学素质”。,（二）大学生培养创造性思维的途径 1. 树立创新意识创新理论表明，人人都有创新潜能，但展现的状态、程度、质量不同。要努力开发和培养创新潜能。 现实生活中充满创新，不神秘。 掌握知识越多，越易产生新联想、新见解和新创造。学习是手段，创新是目的。 克服习惯性思维，自觉进行思维意识训练。沿着一个固定的思路，使思路闭塞、思想僵化；应打破思维定势，采取迂回、杂交、缩小、放大、转换、替代等方式，改变思维方向，灵活变通，富有创造性。 2.
27、激发创新情感对学习有浓厚的兴趣、迫切的求知欲，激发创新情感。利用情感的理智性，创造“冲突”，激发求知；运用情感的情境性，显示形象，启发思维；运用情感的易变性，设置情境，形成观念。,3. 锻炼创新意志创新活动本身是高度复杂的意志过程。要陶冶意志、品德，加强自身修养和意志锻炼。目的性；独立性，坚信行为正确；果断性，认识意义，不畏风险；坚韧性，不屈不挠，百折不回。巴斯德说：“告诉你我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。” 4. 确立创新动机推动创新的内部原因或动力。条件：强烈的事业心和责任感；积累丰富的知识经验；强烈的求知欲，激励科学创造；树立正确的人生观，培养高尚的动机。开发非智力因素
28、，性格、气质、兴趣、理想、信念，发挥动力、定型和补偿作用。,5. 打破思维枷锁应避免：（1）急于求成：导致短视，浮躁影响创新思维和科学态度。（2）唯恐出错：导致因循守旧，引经据典、空话连篇，障碍发挥创新性。（3）缺乏想象：影响思考方式，束缚创造力。（4）好大喜功：改变创新的立足点和出发点，成果失去应用价值。 6. 培养创新素质青年包袱少、敢想敢干，身体健康，精力充沛。但青年要有所发现，就刻苦学习和锻炼，没有捷径可走，要不断尝试、失败、再尝试、再失败，直到最后成功。,Cannon在科技工作者的素质中概括培养创新素质的十个方面：好奇；想像力；判断力，遇到问题不能犹豫不决；诚实；敏锐的洞察力；心中有
29、数；忍耐力，锲而不舍；健壮的身体；学问广博；谦虚谨慎。只有从心理、身体、知识和能力上都做好准备，才能在关键时刻抓住机遇，实现理想，取得科研成果，为战胜疾病、增进人类健康作贡献。,小结,创造性思维的过程：准备、酝酿、启发、验证阶段。创造性思维的条件：积累、掌握丰富的知识；强烈的问题意识；原型启发；社会实践。创造性思维的培养途径：树立创新意识；激发创新情感；锻炼创新意志；确立创新动机；打破思维枷锁；培养创新素质。,指导医学科研思维的基本方法 1.唯物辩证法：按人体运动的辩证规律认识疾病和健康，以事实为依据，得出科学结论。 2.逻辑方法：遵循同一律、矛盾律、排中律，分析判断，逻辑推理。 3.系统方法：遵循整体性、有序性、最优化、模型化原则，摆明问题，选择目标，形成系统方案，建立系统模型，系统选择，综合决策，评价、检验、修正方案。,参考文献,卫正勋.论诺贝尔医学奖获得者的思维方法.北京:人民卫生出版社,2002. 王振方,王坚定,石淑荣. 临床思维学.北京: 人民卫生出版社,2002. 杜慧群,袁钟,刘奇. 逻辑与思维技巧.北京:中国协和医科大学出版社,2000.,
