Tư duy khoa học: là giai đoạn cao, trình độ cao của quá trình nhận thức, được thực hiện thơng qua hệ thống các thao tác tư duy trong đầu ĩc của người sử dụng tri thức khoa học và vận dụng đúng đắn các yêu cầu của tư duy khoa học với sự giúp đỡ của một hệ thống cơng cụ tư duy khoa học nhằm xây dựng thành những tri thức khoa học mới dưới dạng khái niệm, phán đốn, suy luận mới hoặc giả thuyết, lý thuyết, lý luận khoa học mới, phản ánh các khách thể nhận thức một cách chính xác, đầy đủ, chân thật hơn. Tư duy khoa học hiện đại là sự thống nhất của tư duy chính xác và tư duy biện chứng, trong đĩ tư duy biện chứng giữ vai trị chủ đạo. Biểu hiện của phong cách tư duy khoa học hiện đại là tính chưa hồn tất, chưa đĩng kín của các quan niệm khoa học mới. Đĩ là sự từ bỏ các định đề tuyệt đối, vĩnh cửu và cuối cùng, thay chúng bằng các nguyên lý, quan niệm, sơ đồ khoa học mới rộng rãi hơn, tổng quát hơn nhưng khơng phải là cuối cùng và bất biến. Tư duy khoa học ngày càng mang tính thực nghiệm cao, loại bỏ tất cả các quan niệm khơng thể trở thành đối tượng kiểm tra bằng thực nghiệm [34].
Tư duy hố học cĩ cơ sở là sự liên hệ các quá trình phản ứng hố học với sự tương tác giữa các tiểu phân vơ cùng nhỏ bé của thế giới vi mơ. Đặc điểm của quá trình tư duy hố học là sự phối hợp chặt chẽ giữa cái bên trong và cái bên ngồi, giữa cái cụ thể và cái trừu tượng, nghĩa là những hiện tượng cụ thể quan sát được với những hiên tượng cụ thể khơng quan sát được.
Tư duy hố học cũng sử dụng các thao tác tư duy vào quá trình nhận thức thực tiễn và tuân theo quy luật của quá trình nhận thức:
Trực quan sinh động → tư duy trừu tượng → thực tiễn.
Trên cơ sở quan sát, phân tích các hiện tượng hố học riêng lẻ, người ta thiết lập các mối liên hệ giữa các yếu tố bên trong, bên ngồi, từ đĩ xây dựng các quy luật mang tính định tính, định lượng chi phối các phản ứng hố học rồi lý giải sao
cho thoả đáng nhất. Các quy luật được chứng minh bằng thực nghiệm, sau đĩ trở thành cơng cụ nhận thức của nhà hố học.
Chính vì đặc điểm này mà khi dạy học hố học, người thầy khơng chỉ truyền tải trọn vẹn một nội dung hố học mà cịn phải chỉ ra phương pháp tư duy để cĩ được tri thức. Đĩ là từ thực tiễn, nghiên cứu nhĩm các phản ứng hố học cụ thể, lặp lại nhiều lần để cĩ cơ sở vững chắc đưa ra quy luật chung chi phối các vận động bên trong của vật chất. Quy luật này phải được kiểm chứng bằng thực nghiệm và được sử dụng để tiên đốn các phản ứng hố học tương tự khác. Các khái niệm, quy luật hố học khơng phải bất biến mà luơn vận động, thay đổi theo sự phát triển của khoa học và cần được bổ sung, phát triển liên tục. Chính vì vậy cần tránh thái độ tuyệt đối hĩa các khái niệm, quy luật, định luật.