结构化思想方法:到了二十世纪中期,人们逐渐达成一种共识:数学所研究的主要是各类事物集合中诸元素之间的结构关系,并用数量的和逻辑的语言来描述这种关系结构。这就是现当代数学特别重视的结构化思想,它所追求的是研究结果的整体结构性,简单来描述它可以是“追求整体、讲究结构的态度与行为方式”。很值得对结构化思想方法补充说明两点:首先,数学运用结构化思想方法得出的研究结果(“产品”)便是各种数学模型(它不同于工程中的实物模型、语言中的语词模型、物理模型或化学模型等),运用这些模型可以通过“数学模拟”的方法来解决各种应用性问题,而“数学模拟”在当代科学(包括各门科学)、技术、工程研究中已成为几乎处处要用的方法;其次,要认识到,广义地说,每一个数学概念、原理、法则、公式、图形、图表直至某个数学理论体系都是一种数学模型。第二方面的说明,四个基本思想方法之间的关系。
从数学发展的历史来看,四个基本思想方法的发生与成熟是有先后的。古希腊之前的各种古文明,包括古埃及、巴比伦、古印度和古中国,都以量化思想方法及其实际应用(天文、土地测量、建筑、税收及商品交换等)为主;公元前三百年左右的古希腊才开辟了比较系统的逻辑化思想方法并以它作为数学的主要思想方法(墨子等人对逻辑化思想方法的探索在古中国没形成气候反而湮灭了);递归化思想方法的系统出现并得到高度重视更在其后;至于结构化思想方法的成型并得到重视还不到一百年的历史。这种先后不断地发展正好表现出数学的逐渐理论化、严谨化及实际应用的日益广泛化。
而从数学在各个古文明独立成为一门学科开始,这四个基本思想方法或多或少就都是存在的,只不过各自的成熟程度和受重视的程度不同而已。特别在今天的世界,只要我们运用数学来思考和解决问题,就离不开这四个思想方法的综合运用。举个简单的例子吧——一年级小学生在商店购物时计算买一支笔和两个练习本一共要多少钱:他首先要运用量化思想方法设法列式计算;而在计算时要遵守从左到右的运算顺序,这顺序化的思维就是一种逻辑化思维;而买完了回家的时候,为了对付查账的妈妈,这个孩子很可能会反过来用加法来验算丢了钱没有,这个过程既是逻辑化的逆向思维又是在把减法递归为加法;最后我们要知道,这个孩子所运用的“总量等于各分量之和”以及求和加法本身,就是三个单价要素之间的一种“和”结构的数学模型——可别小看了这个加法的“和”结构模型,全国著名的小学数学教学专家、北京的马芯兰就认为:全部小学数学的内容都可以归结为一个加法,加法学好了,小学数学就可以学好。