面對19世紀末、20世紀初科學猛進、知識倍增的局勢，杜威反對專以積累知識為教育目的，認為「科學」日益增加，若不講方法，而專以積累知識為教育目的，則不免掛一漏萬，徒勞無功。他提出教學的首要任務是培養靈敏、縝密而透徹的思維習慣。「思維五步法」就是體現他的這一教學思想的重要方法。
國外有學者說：「從智者派學者以來，沒有乙個人象杜威那樣，把哲學和教育學如此緊密地聯絡在一起。」 杜威既強調認識的過程，又不忽視認識的結果。
他舉例說，形式邏輯和實在思維的關係，好比一張地圖和地圖所由製成的測量和探險，前者是結果，後者是過程。沒有測量和探險，地圖當然不會產生；而地圖既經製成後，盡可以不提那測量，探險的過程而自由地使用。杜威把形式邏輯和實在思維統一起來，其結果便是他提出的「反省思維」。
「真正的反省思維都必定歸結到乙個結果，把這個結果明確地表述出來便成為結論；真正的反省思維，也必定要檢查結論所根據的材料，把它表述出來，便成為前提。」因此，反省思維是「一種對於一切問題反覆而嚴正地持續地思考的過程」，是「從現有事實，聯想到其他事實，而以二者的實在關係作為信念根據的一種過程」。反省思維就是「思維五步法」的哲學依據。
從問題的提出到問題的解決，思維在其中演進著。這一演進的過程，杜威認為一般有五個步驟：（1）聯想（或譯為「暗示」、「建議」），即心靈趨向一種可能的解決。
（2）問題，將所曾覺察到的困難或疑慮理論化為乙個需要解決的問題，即必須得出答案的問題。（3）假設（或譯為「臆說」），使用乙個又乙個的建議，作為解決此問題的觀念或假設，並通過觀察與其他工作，蒐集解決此問題的事實材料。（4）推理，對作為觀念或假設的心理操作（推理乃推論之一部分，而非全部）。
（5）以外表或想象的活動試驗此假設。他舉例說，如有人在行路時，忽遇見一條水溝，而想著跨越它（聯想、建議、計畫）；接著為安全計，此人便觀察水溝的情形（觀察），繼而發現此溝頗寬，對岸濕滑（事實、資料）；然後設想此溝是否尚有較狹之處（觀念），於是上下檢視（觀察），以便探求究竟（以觀察試驗觀念）；如未發現較狹之處，便另擬一新計畫，如發現一條圓木（復為事實），就沒想此圓木是否可用作橋梁（復為觀念），於是將圓木置於水溝上而越過之（由外表的行動試驗及證明）。這便是杜威所謂的反省思維的五個階段，是反省思維不可缺少的特徵。
在實踐上，兩個階段可以拼合，若干階段則歷程甚短，一瞥即過，因此，五步驟並非一固定不變的方式。當視個人的智慧型及當時對情境反應的情況而定。
可以看出，杜威主張從事實出發，從主體看來存在疑難的問題開始思維活動；通過觀察，產生聯想，找出待解決的問題，即發現和確定疑難之處；然後在掌握分析材料（通過觀察、聯想）的基礎上提出初步解決這一問題的假設；接著分析推論這一假設能否確立的理由，修改他的假設，得出暫時的結論；然後，再把這一暫時的結論予以檢驗，應用於問題的解決或解釋，經得起實踐檢驗的結論是正確的結論，經不起檢驗的則是謬說。這一被視為正確的結論在以後的應用之中，又須繼續不斷地注意情況的變化和結論的修改。
杜威不是為研究反省思維過程而研究思維過程，而是處處注意與教育實際相結合。在《民主主義與教育》中，他從反省思維的「五步法」類推出他的「以解決問題為中心」的教學過程，提出「教學法的要素和思維的要素是相同的」。即：
第一，學生要有乙個真實的經驗的情境；第二，在這個情境內部產生乙個真實的問題，作為思維的刺激物；第三，他要占有知識資料，從事必要的觀察，來對付這個問題（**）；第四，想出解決問題的方法；第五，通過應用來檢驗他的想法。
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