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1、科技创新能力的奥秘,顾晓华 博士齐齐哈尔大学机械工程学院齐齐哈尔大学创造教育研究中心,一、引言,世界科技突飞猛进，一国综合国力和国际竞争力的关键，在科技创新能力和水平。一科技人才进入社会，能否迅速取得高质量的成果，在竞争环境中占据有利“地形”，并为今后发展创造条件，开辟道路？关键也在创新精神。能力含思维和动作二方面，重在前者。创新能力与心理素质，是同义语。,创新能力好比齐齐哈尔大学的主楼，唯塔尖上有一颗数十里外，夜中可见的发克宝石，灵感思维。往下有形象思维、直觉思维、发散思维等，构成塔身，创造性思维。塔身下的大楼，从上到下有，勤奋执着的探索，兴趣牵引和合作能力。我们从塔根往上，再回到塔根，往下
2、，领略一番，从科学史中的实例开始，说明，然后归纳。,二、创造性思维,1.发散思维：例：半导体、汽化器、电报支局、列车制动、曹船借箭、围魏救赵、影院摘高帽1，晨忙于办公室。杨振宁一天四、五个不同发展点。思想活跃的泰勒2。发散思维，是一种要求不依常规，寻求变异，从多方面寻求答案的思维3，即求异、侧向、逆向、全方位思维。,杨振宁论中美教育的差别：演绎与归纳，长于推演与勇于冒险、灌输式与渗爱性2,2.形象思维：,例3、4：1）由实验，观察提练出模型及运动图景，化学结构式、物理模型、变化曲线与曲面；2）新概念、新假设的提出：变量、极限、微分、积分、磁力线、电磁场、化合、分解、周期表、循环反射、遗传密码、
3、信息、反馈、编码。3）新技术：鲁班发明锯，,4）理想模型：惯性、单摆、刚体、理想流体、点电荷、绝对黑体。5）理想实验：道土爬山，钭塔实验的思辩、爱因斯坦的匀速列车。,形象思维中的想像可以分为再造想像与创造想像，创造想像是根据创造目的，不依据现成的描述或描绘，在头脑中独立地创造新形象的过程。它具有首创性，独立性和新颖性等特点3。科技创新离不开创造想像，要点在善于抓住事物的物理本质。,杨振宁认为，西方文化是具体的文化，比较倾向于准确细致的研究；而中国文化则倾赂于宏观、整体的研究2。这同季羡林说的，西方看重条分缕析，东方看重整体感悟5，是一致的。后者是一种直觉思维。,不经过分析，推理的认识过程，而直
4、接快速地进行判断的认识能力。比如几种方案，可以凭直觉判断其可行性6。直觉，实际上是一个人的全部心理能力和观察力、思维力、记忆力以及已有知识、经历、环境影响，个性特征等等在短时间内的整体显示。,爱因斯坦说“科学的发现并没有逻辑的道路，只有通过那种对经验共鸣的理解为依据的直觉”。直觉思维目前还没研究得很清楚。与形象思维接近。此处提一下。,3.灵感思维：,1）实例1、4、7：阿基米德发现浮力，爱因斯坦狭义相对论，凯库勒与苯的分子式，门氏周斯表，达尔文进化论，魏格纳的大陆漂移，巴斯德的霍乱疫苗，弗茉明的青霉素等。,2）特点与作用6：,特点：以抽象思维与形象思维为基础；具有突发性，且稍纵即逝；独特新奇，
5、创造性；情绪性，如紧张，兴奋，迷狂，朦胧等。灵感是一个人对某一问题长期孜孜以求，冥思苦想之后，通过某一诱导物的启发，一中新思路的突破接通。,顿悟、茅塞顿开，古人云“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”，“灵机一动，计上心头”，“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，“众里寻他千百度，回首蓦见，那人却在灯火阑珊处”。,钱学森7、8：,“灵感思维是人们在生活中真有的，我自己就有过多次，解决了研究中遇到的难题。这都是在半睡半醒中发生的。正常清醒状态下，头脑中框框太多，阻碍大跨度的思想，所以要在半睡半醒中突破障碍，见到真理。”“要创造，要突破，得有灵感”。,3）灵感运作过程：,三阶段：酝酿期，资料装备，技能（
6、思维，动作）装备，问题，探索；激发与捕捉：全身心投入创发事件，大脑保持兴奋、激动状态。积累思维势能。有意无意运用多种短期刺激（散发、睡梦、无关事件等）或远期刺激（变换生活环境，放下问题）。捕捉要及时，因灵感有必然性、机遇性、相对性。,灵感加工期：,钱7：“在灵感闪现之后，应很快回到逻辑思维方式中，使之上升到一个新的理性认识阶段。巩固与发展。灵感客人悄悄给你送来的礼物”。一个链条：准备一问题探索闪念捕捉加工。,4）灵感激发方式7：,四类15种：模仿类变化模仿，如东软开发CT；移植模仿，如包起帆自动木材抓斗；仿生学，如电子蛙眼；竞赛式，如老小施特劳斯；变异类：反向思维，如北里柴三郎发现厌氧菌；否定
7、式思维，如华罗庚论五次方程式解；变质式如巴克斯发明FORTRAN语言。,发展类：,接力棒式，如计算机的发明与发展；灵感链式如微波炉的发明，树干树支式，如爱迪生的系列发明，针对性式，如袁隆平的杂交水稻；开撼生：跳跃式，英国人约输逊；开拓性，如纳米技术；多功能结合式，如何大一治艾滋病的多药混合，急智式，如司马光砸缸，曹植七步诗。,5）灵感与机遇：,逻辑机遇：指向性专题研究中，一事物的发现发明，在一定阶段，必然出现；如王永民五笔字型，微处理器芯片；无线慰斗；偶然机遇：巴斯德，“在观察领域中，机遇只偏爱那种有装备的头脑”。如邮票边孔，牛痘、人参利用。,创造机遇，发挥人的主观能力创造出的机遇，如霍柏发明
8、电脑语言。弱者等候机遇、强者创造它们。,6）灵感发生的机理7、8：,人脑的三种状态：觉醒睡眠、朦胧。双重做功功能：显性系统，意识。隐性系统，潜意识、无意识。自动思维方式。意识、潜意识是人脑对各观世界反映的不同层次。可以驱使肢体并直接接受人体各部信息的为显意只，一般不能驱使肢体，但可以接受人体各部分信息，默默进行加工的为潜意识。,意识和潜意识是相通的，互相转化，互相作用的。灵感思维，就是在显意识的有意追求下，经潜意识自动加工以后，再通向意识，是显意识和潜意识相互作用的结晶。,4.创造能力的结构：,1）思维的分类3：按思维的凭借物划分：动作思维，思维过程中以实际动作为支柱；形象思维，思维过程中以形
9、象为无能为支柱；抽象思维，以概念判断，推理的形式来反映事物。按思维的创新程度划分：常规性思维和创造思维；按思维的直觉性划分：直觉思维与逻辑思维；,2)创造能力：,根据一定目的，运用一切已知信息产生出某种新颖、独特、有社会价值产品的能力9。它的主要成份是创造性思维，它的结构3：基本图式：以发散式思维为主，发散式思维与聚合式思维相结合；以直觉思维为主，直觉思维与逻辑思维相结合。重要环节；创造性想像的参与和现实定向相结合：重要成份：对创造活动的迷恋和目的的指向性。典型特点；灵感思维。,3)注意的重点；,传统心理学认为“抽象逻辑思维，是构成智力的核心因素”3我国多年来，又受苏联的影响，认为“艺术以形象
10、思维为特征，科学能以概念思维为特征”4大致不差，但有绝对化的弊病。各位20来年都在学习抽象，逻辑思维。勿须多说，重点放在形象思维，灵感思维等上边。创作能力述包括动作能力。不涉及。,5创造能力的养成：,1)开拓思路，如行云流水，喜欢别出心裁，异想天开，班门乔斧，标新立异；2)注意培养想像力。欣赏文学艺术是有效途径。许多伟大科学家，爱好文艺，决非偶然。李四光、周培源夫人是音乐家，杨振宁夫人是文艺家。钱学森夫人是女高音歌唱家钱先生曾说10“正是她给我介绍了这些音乐艺术，这些艺术里所包含的诗情画意和对于人生的深刻理解，使得我丰富了对世界的认识，学会了广阔的思维方法。,或者正是我受到这些艺术的熏陶，所以
11、我才能够避免死心眼，避免机械唯物论，想问题能够更宽一点，活一点”。,3)重视灵感思维的了解和运用。这是80年代钱学森先生提出来的新方向。灵”感通常是创造者对解决问题方法的不断寻觅，孜孜以求，长期辛勤劳动为基础。长期的高度集中注意，沉迷其中而不得其解时，思想处于高度“受激状态，”形成一种：一触即发”的局面。,这是灵感产生的前提条件。思维势能积累到一定程度，才会二高压放电”。这就引出下一节。,三勤奋与执着,风和日丽要勤奋，风吹草动靠执着。,1勤奋：,1)例11：李时珍本草纲目花27年：竺可桢物候学花40年，达尔文物种起源)花27年、摩尔根古代社会40年，马克思资本论40年，歌德浮士德60年。,2)
12、爱迪生：,“天才是百分之一的灵感，加百分之九十九的血汗”有双重含义。王国维的三境界5：昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路“，此第一境也：衣带渐宽。终不悔，为伊消得人憔悴”此第二境也：“众里寻他千百度，回头号蓦见，那人却在灯火阑珊处”，此第三境也。对一生，对一个周期厂均适用。安、专、迷。,3）杨振宁：“博览、主动、渗透、独创”2。4）创造有两重性，个人与社会，以创造的精神指导学习13。5）自信，扬长，优化，勤奋，应包括优化思路与方法。以聪明的头脑，下笨功夫。,6）严谨求实，脚踏实地，既重理论，又求实际，“笨鸟先飞”“鹰心牛劲”14。7）吃苦耐劳：科技工作者的苦乐观。,2.执著：,1)例11：1
13、814年斯蒂芬逊发明火车，早13年，德莱维西克已造出四种，多次失败后灰心：高尔顿1807年发明蒸汽船，早17年约翰菲奇，已造出，并开通从费城到巴林的定期航线，后因出现赤字而自杀：爱迪生试验6千多种材料，才做成电灯；诺贝尔经过几百次失败，被炸得血迹斑斑，才发明炸药。埃利希经几百次实验，才找到治疗锥体虫引起的昏睡病的特效药“606”。,2)挫折的必然性，挫折中奋起，情商要素；,3)人们最出色的工作，往往是处于逆境中做出来的。“文章憎命达”，“诗必穷则工”5司马迁说得好12，“文王拘而演因易；仲尼厄而作春秋，屈原放逐，乃赋离骚；左丘失明，厥有国语；孙子膑脚，兵法修列；不韦迁蜀，世传吕览；韩非囚秦说难
14、、孤愤；诗三百篇，大底圣贤发愤之所为作也。”,4)执着是最好的朋友，锲而不拾，“咬言青山”，冤魂与毒蛇，“地狱入口处”。5)实践中不断强化,四兴趣与志向,1兴趣：1)从科学发展的动力读起14：动力是生产?不尽然。请看：装订工法拉第，遇然机会听戴维讲演，激起对科学的兴趣，自学成才，1831年发现电磁感应定律，1833年发现电解定律。多年后，麦克斯韦尔总结及实验证实，才为人们所承认，后来由此发明了发电机、电动机、电解法，开辟了一个电行业。,爱因斯担的E=mc2，只是为突破牛顿力学的局限性，而得出的不起眼的副产品，多年后发现裂变可控制，产生了核弹和核工业；,非欧儿何：人们突破欧氏几何的平行公里，产生
15、了里曼，罗巴切大斯基等十儿种几何。多年后，才在爱因斯坦推导相对论时用上。,达尔文，上中学时就热衷于搜集矿石与昆虫标本，作化学实验有了极浓厚的多种多样的兴趣，很急切地想要理解自己感兴趣的事物：而且在弄清楚任何每杂的问题时，就非常高兴：,牛顿与万有引力。地心说一千多年。哥白尼15世纪提出日心说。伽里略16世纪初发明望远镜，作大量天体观测，证实日心说。开普勒1609年，从中总结出行星运动三定律，1659年惠更斯提出万有引力概念。发现土星光环。牛顿研究重力和引力是何关系。计算月球的离心加速度和月球轨道处的重力加速度。1671年，新测地球半径经体公布，牛顿用他的微积分。,不视地球为质点，结果一致。发现万
16、有引力定律。这是2000多年，几代人接力跑的结果。苹果说，无稽之读。顺便提一下，瓦特的水壶。亦屈此类。瓦特1765年对当时已出现的十几种蒸汽机，综合优点并作重大改进，设计新型。又用20年提高其热效率。,科学，同任何事物一样，其发展由内在的动力推动，是内部矛盾斗争中，不断完善的结果。就理论的完整美。和艺术家一样，是对真、善、美的热爱与追求。丹皮尔科学史15“罗马人只是为了农业，建筑的工程方面的需要，才对科学表示关心。他们只使用知识之流，而不能培育其源为学术而学术的源泉，结果不到L代，源与流就一起枯竭了”。,2)科学为什么吸引人?人的需要和动机是分层次的16。由底层到高层分别是：生理需要、安全需要
17、、归属与爱的需要、尊重的需要、认知需要、审美需要和人生价值自我实现的需要。下层需要，满足到一定程度，便产生上层的需要。,下边四层?属于缺失性需要，上边三个层属于发展性需要。科学既能满足科学家求知的需要，又能满足其审美的需要。杨振宁在选择问题和研究方法时，常常具有美的色彩。他认为，物理学发展的路线之一是“以结构的美为中心要务“。他还把宏观，微观比做从远处和近处，欣赏一幅画12。,美、不外乎两大类117，：现实美、艺术美。自然界存在大量美的事物。反映他们规律的科学，也具有美的特征。科学也是艺术。正弦曲线，圆锥曲线，行星运动与原子结构，元素周期表。不胜数举。时，才“喝出点茶味”了。诚如杨振宁所说2：
18、一个科学家做研究工作的时候，当他发现有许多可以说是不可思议的美的自然结构，他会有一个触及灵感听震动。他这时的感觉是和最真诚的宗教信仰很接近的。从牛顿起。西方许多科学家信仰宗教。虽不可取，亦无可厚非。,3）兴趣的作用：,是学习与研究的龙头，能源，并推动一切。是最好的老师，又是人生最宝贵的财富。紧紧抓住兴趣，就可以进入良性循环。决窍?奥秘？,4)兴趣的养成：,志向、动机、目的的思孜；以审美的心态工作，多赏试，多练习，多实践多总结，从中发现美；原有兴趣的迁移。兴趣可分直接兴趣与间接兴趣。志向是一种间接兴趣。,2志向：,价值观，人生追求，理想等，意思一样。说价值观：1)价值是社会的：人的本质，是体现一
19、种社会关系，人生下来，从学习语言起，就开始社会化”8l。离开社会，谈论价值及其实现，毫无意义；,2)价值是经济学概念：一科学工作者，其劳动力价值，是成才过程中所消耗的社会必要劳动量；其劳动价值，是一生中为社会所创造价值的总和。故爱因斯坦说2个人对社会的价值首先取决于他的感情、思想和行动，对增进人类利益多大作用”。马克思所说“科学不是自私自利的享乐，有幸从事科学研究的人，应该为人类的利益服务”，足一个意思。,3)这种价值的实现，不是被动地依赖社会，而是主动地自我实现16，这和献身科学事业，为科学而科学，是同义语。这样为全人类的服务，是最高层次的理想与信念18。杨振宁预言，2“到了21世纪中叶，中
20、国极可能成为一个世界级的科技强国”。各位会有幸为此而做出自己的贡献，是幸福的。个人利益，当不成问题。,4)志向的作用：属于间接兴趣，是深层次，总体上起领航作用。提供定向、动力、勇气。,5)养成：阅读与思索：由陶冶到顿悟。是终生积累与发展的过程。,五发挥群体优势的能力,1群体优势：1)例：二战期间英物理学家勃兰特为首，集中数学家、理论物理学家，天文物理学家，生理学家和测量技师11人，互相配合，研制出雷达；同时代，英病理学家弗罗里，组织生物学家，细菌学家，化学家等20人，用11年把弗莱明发现的青霉素，发展到实用阶段。我国两弹一星的研究，大兵团作战。1900-1972年获诺贝尔奖的286人中，因协作
21、的人数1901年一1925年是40：1926-1950年是65；19511972年是79，呈上升趋势。,2)现代科学发展的趋势，一是分化，二是相互渗透与综合，需要群体作战。互补性，完整性，Aai,2认识根源，社会思维，思维共振。奥斯特发现电生磁，启发法校第研究磁生电：伦琴发现X射线，启发贝克勒尔发现天然放射性。格罗斯曼把高斯、黎曼几何，介绍给爱因斯坦，使他找到求解广义协变方程的工具。,3交流，平等地自由讨论。不贬低别人，不争名位。内聚力，合作气氛。竞争是对外的。4学科带头人的素质，丁肇中“是个外交家”2。,六问题与设想,1问题：1)所述问题，理论上没有深入分析：如何养成方面，也未展开。内容范围
22、也很局限。与科技创新力密切相关的许多问题，还有待探讨。这里有20：,2)在市场经济的复杂环境中，未来科技人才如何具备很高的非智力因素与情商22l，和很强的适应社会生活的能力?,3)围绕创造性思维能力，如何培养生收集和处理信息的能力，获取新知识的能力，分析和解决问题的能力，语言文字表达能力，及团结协作和社会活动能力?均指能力而非方法。,4)如何培养学生的以实验观察等为重点的实践能力和创业精神?5)如何贯彻健康第一的指导思想，使学生具备健康心理，学会自我保健，不断增进自己的健康?等等。,2解决问题的条件与方式：智力心理、非智力因素与情商。思维科学、健康心理学、成才心理等，是目前活跃的研究领域，不断
23、有新成果报导。具备解决条件。,解决方式：一是让学生自己去看。这类书充斥市场。学生不得要领，也不具备“直奔真货”的条件。有合适的书，也没有时间看那么多方面的。二是，由多年从事科技工作，而又熟悉心理学的教师，全面系统地追踪有关的最新成果，综合起来，变成青年人易于接受的语言，介绍给学生。两种方式，对于研究生教育这一系统的效果之差异，是显然的。,3多年来，我们的研究生教育的观念，内容和方法，相对滞后于科教兴国的客观需要20。重知识，技术，而不重素质(即能力)。千呼万唤，终于迎来了中央的有关决定。它的实施，需作许多工作。适应，需要，新开一些跨学科课程，看来是必要的。,4建议新开一门本科生和研究生课。内容
24、涵盖中央决定提山的如前所述的要求。名称可为：科技创新能力的养成，或高科技人才的心理素质。应用心理学，现在研究得很具体，文艺心理学正在开创，科技心理学，还没有人研究。科枯美学。未引起注意。若由此课程带动，能搞起来，也是哈工大对国家的一点贡献。,参考文献,1季文伟等，如何启动创造闸门的开关，中国国际广播出版社，1989年。2徐胜蓝等，杨根宁传，复旦大学出版社，1997年。3李铮等，普通心理学，中国科学技术大学出版社，1995年。4中国自然辨证法研究会筹委会，科学方法论研究，科学普及出版社，1983年。5季羡林，我和书、湖南人民出版社，1997年。,6中国大百科全书，心理学，中国大百科全书出版社。1
25、998年。7梁广程，灵感与创造，解放军文艺出版社，1998年。8刘奎林，思维科学导论，工人出版社，1989年。9林崇德等，智力的培养，浙江人民出版社，1996年。10胡土弘，钱学森，中国航天之父，河南人民出版社，1995年。11冯向东，科技人才成长之路，华中工：学院出版社，1995年。12司马迁，报任安书：古文观止，岳麓出版社，1995年。,13金开诚，文艺心理学概论，北京大学出版社，1999年。14张继栋，高科技人才的心理素质，博士生课讲课提纲，1998年。15林鹏，书法的本源，书法创作与评审，重庆出版社，1996年。16高觉敏等，西方心理学的新发展，人民教育出版社，1989年。17陶功定，美学，科学技术文献出版社，1987年。18时蓉华，社会心理学，上海人民出版社，1994年。19张应抗，伦理学，浙江大学出版社，1994年。,20中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定，哈尔滨日报，1999 年6月17日。21.阴国恩等，非智力闪素及其培养，浙江人民出版社，1996年。22凌云等，情商唤醒伯；心中的巨人，企业管理出版社，1997年。,
