创新能力培养系列讲座

创新能力培养系列讲座

                                         （此稿作为桂林中心学校六年级科技兴趣小组活动的系列讲座）

——歙县桂林中心学校   何成旺

系列之一：观察与分辨

观察与分辨是创新的基础，没有很好的观察与分辨能力就谈不上创新。可能有的同学会说观察还不简单，不就是看么。其实不然，观察不是简单的看，而是有目的，有计划，并且还需要动脑筋的一种认识活动。观察是科学研究和艺术创造的重要手段。所以科学家巴甫洛夫在他的实验室门前刻着：“观察、观察、再观察。”他通过对动物条件反射实验的长期观察，在积累了大量科学事实的基础上建立了条件反射学说。达尔文的生物进化论，也是运用观察方法，花费二十多年，收集大量资料而归纳出来的。观察要有一定的方法，要运用多种感觉器官，不仅要看，还要听、嗅、摸、记录、测量。

有时光靠眼睛观察，会产生错觉。比如下面的几个典型的例子：图一中的两条线段，看起来是上面一条长吧，其实你如果拿尺子量一量，就会发现它们是一样长的。图二中的两条横线本来是平行的，但看起来已经不平行了。

图三中两个平行四边形的对角线是一长一短吗？图四中的四边形是正方形你信吗？用尺子量一量，你就会大吃一惊，你的眼睛确实是骗了你。其实这都是你要观察的图形受其它图形的影响产生的视错觉。

系列之二：推理与判断

推理与判断也是创新能力的一个重要方面。

早上起来，推开窗子，看见对面屋顶湿漉漉的，我们就知道昨天晚上下雨了。直觉并没有告诉我们昨晚的天气，但是，我们的思维却帮助我们得到了这个结论。

依靠推理能力，我们可以总结规律，运用规律，了解那些我们并没有直接感受的东西，并且预测未来，很好地规划自己的行动。

天文学上海王星的发现就是运用推理的方法。当时，天文学家发现，天王星的运动与预计的结果有误差。英国大学生亚当斯和法国青年科学家勒威耶各自独立地推断是有一颗未知的行星扰乱了天王星的运动，并且计算出未知行星的轨道。后来，天文台按他们提出的新星轨道去找，果然找到了一颗新行——海王星。

在人们的印象中，轻重不同的两个物体同时从高处往下落，总是重的物体先落地。古希腊哲学家亚里士多德因此断言，重物体比轻的物体落得快。后来意大利物理学家伽利略运用推理的方法，找出了这个论断的错误。他想：如果有甲、乙两个物体，甲比乙重，从高处往下落，按照“越重越快”的论断，应该是甲先落到地面。如果把甲乙两个物体捆在一起，当然就比甲重，应该比甲落得更快。可是，另一方面，由于乙的下落速度慢，它和甲捆在一起后会拉住甲而减慢甲的下落速度。这样捆在一起的两件东西又应当比甲要后落到地面。这不是得到了自相矛盾的两个结论吗？伽利略运用推理的方法，找出了亚里士多德论断的错误，指出：轻重不同的物体，如果不计空气的阻力，落下的速度是一样的。伽利略并且亲自在著名的比萨斜塔上，用重量不同的两个铁球，作了落地实验，证实了他的正确论断。

系列之三：理解与记忆

理解是获得系统的巩固的知识不可缺少的心理条件。有许多问题，从表面看，千头万绪，扑朔迷离，但是，如果掌握了规律，就可以找到问题的关键。

德国数学家高斯，八岁的时候，老师出了一道数学题：1＋2＋3＋4＋5＋……＋99＋100，高斯很快就写出了答案5050，使老师大为惊奇，高斯为什么算得这么快呢？原来，高斯不是一个数一个数按部就班一加出来的，而是发现这些数字有一个规律，一头一尾依次两个数相加，它们的和都是一样的：1＋100＝101，2＋99＝101，3＋98＝101，直到50＋51＝101，一共50个101，所以，他很快就算出得数了。

爱因斯坦说：“知识不能从经验中得出，而只能从理解的正确观察到的事实两者的比较中得出。”人们对于事物的规律的认识，如果只停留在现象上，而不了解内在的规律，有时会作出一些笨拙的事情来。最初的汽车，司机的位置也像马车夫的位置一样，高高地安排在前上方，当时的设计不了解，在马车上赶车人的位置之所以要高，是因为前面有马匹挡住了视线，而在汽车上不存在这个问题。由此可见，理解事物的特点及其规律，并善于利用这些规律为我们服务，是极为重要的智力品质。

记忆是智慧的仓库。有了记忆，人们才有可能在实践和学习中积累经验，使先后的认识联系起来，不断丰富，并且用于实践和创新。如果什么也记不住，过去生活的经历和所认识的事物在头脑里没有留下什么“印记”，自然什么也学不会，更不要说实际运用和创新发明了。

人脑是由150亿个左右的神经细胞组成的，记忆的可能容量非常惊人。有人估计，人脑储藏信息的可能容量，大约相当于全世界图书馆藏书的信息总量，而我们的记忆和可能达到的高度相比，只占很小的比例。所以，只要自觉培养，每个人的记忆力都可以得到发展与提高。我国著名的桥梁专家茅以升，已经八十多岁高龄，仍能把圆周率小数后一百多位数毫无差错地背出来。我国汉朝著名的历史学家蔡邕的著作在兵荒马乱中散失，他也被杀害了，留传至今的400多篇蔡邕的作品乃是他女儿蔡文姬在事后准确无误地背诵出来才得以保存下来的。他们有这样好的记忆力，都是从小培养出来的。

记忆与思维密切联系、相辅相成的，我们在学习中要重视记忆，更要思维。理解了的东西，容易记住。

系列之四：想象与创造

人的大脑，不仅能感知到眼前的事物，回忆起过去经历过的事物，而且还能在过去认识的基础上，去构成没有经历过的事物和形象。这种能力，称为想象力。

想象力是智力活动的翅膀，能够帮助我们发现看来无关的事物间的联系，使我们能够由此及彼、举一反三地想到更多更远的东西。

创造性是人类思维的花朵，智慧的结晶，创造性与人的想象力是分不开的，没有想象力，一般思维是不可能升华为创造性思维的。任何科学发现、科技发明、文艺创作都离不开想象。创造新概念、新事物的过程，就是将已有的知识单元，组合成新思路的过程。这就要求把不同性质的东西，以某种关系组合起来，进行“综合思维”。爱迪生发明第一架留声机的时候，留声机的转筒、记录用的锡纸、以及薄膜与钢针等，在当时技术上都不新奇了。但是这些东西组合在一起，却构成了一种可以记录声音的、“会说话”的机器，发挥出过去所有机器都不能发挥的新的功能，在社会上引起很大的震动。再比如，美国的阿波罗航天活动是个了不起的创举，但如果把阿波罗航天器的各项技术加以分析可以发现，并没有多少全新的东西，但它是把多种技术非常巧妙地加以综合的结果。

从不同的角度去观察思考，是创造性思维的一个重要方面。有的问题，从一个方面看，仿佛是不可能解决的，但是换一个角度，问题就容易解决了。有这样一个民间传说：古代有一个罪恶的官吏，阴谋陷害一个无辜的人，诬告他犯有种种罪行之后，又假惺惺地当众宣布，可以让他碰一次运气，从写有“生”、“死”的两张签中任意抽一张，当场决定命运。这个无辜的人已经知道两张都是“死”签，让他当众抽签，不过是掩人耳目的把戏。但是，他还是决定利用这个机会，来取得有利于自己的判决。他抽出一张纸签，立刻放到嘴里吞了下去，从留下来的一张“死”签，来证明他抽出的那张是生“签”。那个官吏目瞪口呆，只好把他放了。这个故事的巧妙之处，是在看来没有希望的处境中，那个无辜的聪明人，将“抽出的签”的问题，变成“留下的签”的问题。再比如司马光破缸救人的故事也是采用这种方法的事例。一个小朋友不小心掉进了高大的水缸，必须马上救出来，才能不被淹死，其他小朋友因个子小干着急没有办法。在紧急的情况下，司马光用反向思维的方法解决了问题。一般人的想法是把人从水里捞出来，“使人离水”，司马光却从相反方向思考，“使水离人”，于是用石头砸破水缸，让水流出来，救出了小朋友。

画家作完画，常常把画挂起来，或者从镜子里面检查；作家有时把自己写好的作品放一段时间再修改，都是为了换一个角度。

系列之五：排除思维障碍

人们自动养成的习惯，使我们在日常生活中，不必每件事都去想一想应该怎么做。在条件不变的情况下解决和以往类似问题时，习惯性思维可以帮助人们熟练、迅速地解决问题，具有积极作用；但是，另一方面，在条件变化的情况下，解决创造性的新问题，习惯性思维就可能成为一种阻碍，使人难以跳出旧的思路，使思维受到旧的框框的限制而缺乏变通性和灵活性。

比如下面这个问题：用连续四条线段划过图中所示的九个黑点，要求笔不许离开纸面。如果受习惯性思维的束缚，总在方形里想办法就解决不了。只有突破这个障碍，在正方形外边想办法，才能解决这一问题。

当我们需要解决问题时，常常会有这样或那样的思想框框来阻碍自己的思路，法国科学家贝尔纳说过：“构成我们学习目的最大障碍是已知的东西，而不是未知的东西。”中国有一句古话：“尽信书不如无书。”说明我们已有的认识有时会阻碍我们解决问题，作出新的创造。比如这样一个脑筋急转弯的题目：什么饭不能在晚上吃？人们往往以为问的是稀饭还是干饭，或者糯米饭，或者什么别的食物品种，却不会去想晚上是吃晚饭，而不是吃早饭及中饭。当然这不是说知识多了是坏事，而是让我们应该对已有认识的障碍作用要有清醒的估计，使自己能够摆脱这些不利的约束，找到问题的关键。

如下问题从常规思路看是无法解决的。你试试看应该怎么办？

有一辆卡车，装着很高的货物，要通过一处铁路桥时，发现货物高出桥洞一厘米，卡车无法通过。卸货重装很费事。你给想想办法，怎样顺利通过？

系列之六：灵感与急智

人们掌握科知识，是为了应用。知识的提取和应用，是智力的一个重要方面。

为了便于应用，人们常常把知识分门别类地贮存在自己的记忆里。但是有的时候，问题不是按照正常的分类出现，这就需要在记忆仓库里“翻箱倒柜”地寻找。在一些紧急的情况下，问题能否解决，还取决于找到答案的速度。提取知识要敏捷，思考反应要迅速，这就是急智。有时候，问题长期酝酿也未理出头绪，可是受到别的事物的启发或突然状态下问题就得到解决，这就是所谓的灵感。灵感与急智不是“神灵的感应”，而是长期艰苦的脑力劳动的结果，不是心血来潮的产物，而是丰富知识贮备的结晶。

人越到需要紧迫作出决定的时候，思想越容易混乱，或者干脆暂时丧失了思考的能力。人常说的“惊呆了”、“急懵了”、“左右为难”、“手足无措”等就是指的这种状况，在这时，需要有冷静的情绪，清醒的头脑，才能顺利地处理好紧急情况。司马光打破水缸救落水小孩的故事，就是他遇事冷静，反应敏捷的结果。

有时候，需要很快回忆起来某一个东西，某一事物，如果直接从记忆中提取失败，感到“想不起来”了，习惯上我们常常是在记忆中无秩序地搜索，希望碰上所急需的东西。但是，这种无秩序地搜索的成功率，随着时间的延长而降低。因此，应该学会及时地转向有意识的联想。比如，我们在学习中遇到一个字，一时想不起来如何写，努力想了一阵还是记不起来时，就从这个字形成的词，或者是与这个字谐音的字，或者形体相近的字去想。当猛然记不起一个人的名字时，可以从其他人对他怎样称呼、和这个人有关的事情等方面去回忆，以寻找记忆线索。

当遇到一个问题急需解决时，人们按照习惯的思路，希望很快直接找到答案。但是，当按习惯的思左冲右突，几次都无法解决时，要学会及时“刹车”。应该很快反过来考虑一下，习惯思路的前提在这个问题中是否适用。有时甚至要大胆地向“从来不去想”的方面去试探一下，及时改变思路。人们常说：“灵机一动”“一转念”，就是指要豁然打开一条思路，不要在一条路上憋到底。

下面这个问题，你试试看能否解决：从天花板上垂下两根绳子，抓住一根，就够不着另一根。你能一个人同时抓住两根绳子吗？

其实你可以把问题：“我如何够得着另一根绳子”的问题，变成“另一根绳子如何够着我”的问题来考虑，就比较容易找到解决问题的办法。比如，拿一串钥匙或其他重物，挂在第二根绳子的末端，先使它大幅度地摆动起来，然后抓住第一根绳子，当第二根绳子摆过来的时候，不就好抓住它了吗？