W myśleniu nieustannie przeplatają się dwie podstawowe operacje umysłowe -analiza i synteza [por. Pedagogicheskaya ehnciklopediya, red. I. A. Kajrov, w: "Sovetskaya Ehnciklopediya", 1965, s. 899-910], Analiza to wyodrębnianie komponentów całości (np. szukanie wątków utworu literackiego), a synteza to łączenie komponentów w całość (np. stawianie hipotezy na bazie obserwacji empirycznych). Zdaniem S. L. Rubinsztejna [Myślenie i drogi jego poznawania, KiW, 1962, s. 37-38] analiza jest przeprowadzana za pomocą syntezy i odwrotnie [por. J. Kozielecki, s. 105-107],
Prócz operacji podstawowych wyróżniamy 3 operacje pochodne:
1. abstrahowanie - wyodrębnianie pewnych cech obiektu z pominięciem innych;
2. uogólnianie - łączenie cech wspólnych dla klasy obiektów;
3. porównywanie - szukanie podobieństw i różnic pomiędzy obiektami.
Berlyne [Struktura i kierunek myślenia, PWN, 1969] wymienia 4 reguły rządzące operacjami [por. J. Kozielecki, s. 107-109]:
1. Reguła operacji zerowych (tożsamościowych) - nie zmieniamy wyjściowego stanu myśli (np. obrócenie figury o 360 stopni).
2. Reguła odwracalności operacji - dla każdej operacji Q1 istnieje operacja odwrotna; operacja odwrotna anuluje poprzednią transformację (np. odjąć 7 i dodać 7); zdaniem Piageta umiejętność odwracania operacji stanowi jedną z najistotniejszych cech inteligencji ludzkiej.
3. Reguła składania operacji: operacja Q3 daje taki sam wynik, co suma operacji Q1 i Q2 (np. dodanie 35 daje ten sam wynik, co dodanie 100 i odjęcie 65); prawo to pozwala dostosować operację do konkretnego zadania.
4. Reguła łączenia operacji - łącząc dwie operacje, otrzymujemy taki sam wynik, jak po zastosowaniu operacji równoważnej (np. 3 + 5 + 8 = 3 + 5 + 5 + 3).
REGUŁY MYŚLENIA: ALGORYTMY I HEURYSTYKI
W rozwiązywaniu problemów przydatne są dwie przeciwstawne grupy reguł myślenia [por. P. G. Zimbardo, s. 417-418]:
1. Algorytmy (algorythms) określają zbiory operacji, które należy kolejno wykonać, chcąc zrealizować dany cel [por. Maruszewski, s. 349-354],
Wykonanie algorytmu wymaga zwykle bardzo wiele czasu, choć oczywiście zależy to od stopnia skomplikowania problemu.
2. Heurystyki (heuristics) mają charakter intuicyjny, lecz ułatwiają radzenie sobie w sytuacji problemowej.
Maruszewski [s. 354-361] przytacza anegdotę na temat reguł heurystycznych.
Leniwy nauczyciel polecił uczniom zsumowanie liczb od jednego do stu. Uczniowie żmudnie dodawali, popełniając błędy (stosowali algorytm: do 53 dodaj 54). Gauss odkrył, że suma skrajnych liczb wynosi 101 (np. 5 + 96) i prędko podał wynik: 5050.