創新思維:重視高校學生創新思維修養,樹立科技原創觀念刻不容緩
發表時間 2019-02-19 16:12 來源 本站原創

  張欣欣 谷鳳 方凌 鮑詩微

  摘要:創造力是一個民族、國家活力和可持續發展的基本智力因素,而創新則是民族與國家富強永續的動力源泉,創新人才的培養與成長則是前兩者的保障。概覽并與國內外人才智庫狀況評價,深感我國智慧的人群擠擠,但因古代人千百年專制社會的政治及形成思維定式的延續,我國的創造力超越現狀的新穎性和獨特性思維不突出,尤其是30歲以下的高校學生潛在創造力問題多,使得我國人才的思維模式在創新性和類似于古代希臘的阿基米德、柏拉圖、牛頓、愛因斯坦等彪炳千秋的人物所占人口比例相比較低。國人憂心憔悴,為了盡快提升我國高校學生科技原創力,本文對高校學生所應具備的發散、邏輯、史學、跳躍和想象五大思維能力的訓練和培養所存在問題,就其產生原因進行探討及如何彌補,亮出心中的感受,提出追趕途徑,供同行相互切磋踐行參考。

  關鍵詞:高校學生 創新思維修養 發散思維 邏輯思維 史學思維 跳躍思維 想象思維

  創新思維是人類的永恒主題和持續延伸的進行曲,沒有休止符,總是處于行進的過程中。因此,他是思維主體以線性思維為基礎,綜合發散、邏輯、史學、跳躍和想象等多種傳統思維而整合成的一種綜合性的思維模式。[1]該思維模式與各類思維形式反映著現實的過程,與各類思維具有相通、相融和相交的內在一致性;它是被思維主體在實踐中以客觀需求為動力,再借助已有信息和認知為前提,綜合運用各種思維技能和思維方法超越思維定式,突破多種思維瓶頸和局限性,成功獲取認知的一切思維實踐活動和思維方式的總稱,是主體在特定時刻對原有思維方式的綜合運用,是以解決實際問題為出發點的思維和潛力品質。[1]除了具有一般思維形式的特點外,還特別突出以下五個方面的突出特征:發散性,批判性,史學性,價值性,開拓性。本文通過創新思維中發散、邏輯、史學、跳躍和想象五種思維模式訓練重要性的討論,闡述新時代高校中創新思維教育的薄弱對大學生修養的影響,提出抓好對未來高校學生創新思維提升對我國科技原創水平的迫切性。否則將影響中國夢的實現,導致重踏百年前中華民族的恥辱而再次落伍。

  一、發散思維

  發散思維是一種快速、無序的大腦思維模式,類似于頭腦風暴的過程,心理學研究認為發散思維 (又稱輻射思維或擴散思維) 是指大腦在思維時呈現的一種擴散狀態的思維模式, 它表現為思維視野廣闊, 思維呈現出多維發散狀。[2]發散思維是創造性思維的最主要特點, 是測定創造力的主要標志之一。發散思維是思考問題的必不可少的一種思維方式,它既考度我們思維開闊度和涉獵范圍廣度。也取決于我們是否能夠將問題聯系到多個角度和層面。

  發散思維需要與我們的想象力,也即想象思維是要與什么相結合,兩者的關系是相互關聯和不可缺少的,例如生物學中最簡單也最基礎的一個問題,那就是動物和植物的區別是什么?我們需要怎么思考呢?如果只是運用了生物學的知識,我們也只能說明動物和植物在形態學上的區別[3],但是從物理,化學,時間,空間,色度等5個角度去發散,我們就能發現動物和植物的區別不僅在能否自發活動,動植物細胞的結構的區別,還有植物可以將無序無生命物質變成有序物質(核酸分子-細胞-組織-器官-軀體-種-群落…),動物剛好相反;植物能把自然界中的物質的狀態由無序變為有序,而動物是有序到無序等等。發散思維可以開拓我們的思路,讓我們避免由于思維的局限而導致問題思考錯漏和片面。再如解決實際生產中的問題,中華鱉的水產生態化養殖,鱉是一種滋補的水產品,但其常見于自然環境中,人工養殖的成本和設施一直是其產業化養殖的問題,這樣的問題看似復雜,但是卻是由于我們會局限于水產養殖的固定化模式,其實結合邏輯思維來看,首先養殖中華鱉的需要的環境條件是什么、有哪些養殖管理條件,這就需多角度思考。溫度,濕度,光照等條件應該怎么解決等,而運用模仿生態養殖就是生態學在水產養殖上應用。為他們創造室內模仿自然界的陽光曬背,由紫外光照的陽光照射防止因封閉或冬季保溫導致真菌寄生鱉背,即有節律式的恒溫透氣室內環境。[4]

  發散思維在創新性思維中是至關重要的也是不可或缺的,那么發散思維的關鍵是什么呢?我們認為其關鍵首先在于知識面的積累,首先需要擁有較為寬闊和豐富的知識儲備,在思考問題時才能夠有思路可想,巧婦難為無米之炊,就算擁有再豐富的想象力,如果知識的土壤太過貧瘠,也很難有前衛的創造。其次重要的自然也就是想象力,想象思維在發散的過程中分為兩個階段,第一個階段的發散多層面的階段,第二個階段是關聯階段,有放有收的過程是一個完整的發散過程。

  所以培養我們的發散思維,我們需要不斷積累我們的知識容度,也要靈活的思考,在實踐中慢慢鍛煉自己的發散思維能力。

  二、邏輯思維

  當一個問題出現了,我們需要怎么去思考呢?不管是在科研領域或是創業領域,首先我們需要遵循的就是邏輯思維,這是一種條理性思維,幫助我們在思考的過程中保持一種清晰的思路和獲得階梯式的解決方案。[5]在實驗的設計過程中,我們需要有捕捉問題的能力,接下來就是去思考這個問題是怎么產生的或者靠近問題最近的下一步。

  例如,如何將花粉進行粉碎這個問題。觀而可知,花粉已經是很小的顆粒,是粉末狀態了,我們都知道,粉碎機的力量大的甚至可以將巖石磨碎成粉末,但是卻對花粉無能為力,用再高級先進的粉碎系統都沒有辦法。此時,我們在蔣立科教授的引導下想到的是什么呢?花粉的結構!是次級結構還是什么,它又由什么組成,如果粉碎了,會得到什么?在這樣的思路下,我們發現,已知的最小的可分離的粒子應是原子,而花粉遠比其大,它的最基本結構單元是花粉孢子,是具有生物活性的顆粒。那么,我們的問題就牽引到了下一步,即如何“粉碎”細胞,花粉細胞是植物細胞,具有肽聚糖和纖維結構的細胞壁,只有將細胞壁分解了也就可以攻破花粉壁這個“堅實的圍墻”,從而獲取花粉內部的物質,于是我們想到了利用蝸牛能消化肽聚糖和細胞纖維素物質反應,生物分解細胞壁和肽聚糖,然后想到雞蛋殼可以殺死蛋外的細菌而保鮮。[6]用吃過蛋內蛋清和蛋黃,將蛋殼經生化處理后所獲提取液,對所提花粉提取物進行滅菌保質,獲得1989年的國家發明獎。這就是邏輯思維,從問題到解決方案,一步一步的分解和轉化,把大問題分解成小問題,并形成一個條理清晰的思路的過程。

  而今的一些大學生往往還停留在對書本知識的記憶和理解上,認為書本已經是學習的盡頭,導致在思想上缺乏對問題的自我思考能力。邏輯思維能力是解決基礎問題最基本的思維能力,我們需要在掌握已有的理論知識的同時學會用邏輯思維結合我們的知識資源來思考。如果說書本上已有的知識構架是建造大樓的磚頭和水泥,那么邏輯思維就是搭建大樓,由地基到高空的搭建順序。

  相比較與我們需要具備的其他幾種思維并于以配套,邏輯思維顯得最為樸實和低調,沒有邏輯思維會嚴重影響我們解決問題的效率,也會限制我們對問題的思考,甚至可能導致問題的停滯不前。在教學上,教師要尊重學生的主體地位[5],任意引導和啟發學生,采用理論講授與互動討論相結合的教學方法。注重向問題意識與理論意識的相互碰撞,以理論意識指引問題是激發學生學習的興趣,思考和參與的積極性。在教學過程中既借助于Blackboard平臺網絡技術改變傳統教學理念方式,建設好邏輯學網絡課程也要注重案例教學,從身邊案例入手,以小組形式討論分析評估,幫助學生理解和分析評估思維的論證過程。[6]

  那怎樣有效的培養和鍛煉這一思維能力呢?我們認為第一方面是從教育者的角度來說,大學的教育更強調自主學習能力,在對學生理論知識教育的同時還需加強對實際問題的思考和解決的鍛煉,包括引導,指導,開拓。進一步的也能夠形成理性的邏輯思維意識,培養理性思考的習慣,這樣就可以為科學研究和創新打下牢靠的地基。第二方面,是從大學生的角度來說的,我們自己在學習的過程中就要有意識的進行總結和思考,不論是學習上專業領域上的問題,還是生活和工作中的問題,都是異曲同工殊途同歸的,從點滴的小問題出發,我們都可以獲得經驗和總結。

  三、史學思維

  何為史學?史學是一個古老的學科。從所接受的知識特點出發,總是以時間為視點演繹生成的知識體系。[7]不僅從時間的角度對人類社會行為的先后順序,周期變化加以研究和說明,并以此來實現其為人類社會行為提供資鑒的功能。[8]這就是史學的內涵。也即史學是人類知識自然的社會主體,意識日益增強的產物。在人類逐步脫離生物界的過程中,人類逐步意識到自己與其他生命存在的區別。這類區別不僅表現在人的生理上,而且表現在人類的行為方式上。生理區別是生物不斷進化的結果,一旦形成則不易改變。而僅在生理上具備人的特征的人不是完全意義上的人。只有采用了可以思維行為的人才是完全意義上的人。如在報刊雜志上所刊載的狼孩,從形態與生理上看起來像人,但其行為方式上辨別鑒定,“它”就是和狼相似。因此,人類要保持自己與動物的區別,就必須維持人類特定的思維,語言表達,行為方式。而該種維持僅僅靠人類的記憶,往往因時間久遠和記憶力的有限性而不能保留。必須依靠一種方式將前人的活動記錄下來,供人學習、模仿和借鑒。于是遠古先人就創造了世代相傳的口頭故事。繼之根據人類和動物活動行為創造出各種符號,最終形成文字,并將這些內容記述下來,產生各民族歷史的早期英雄史詩。這些史詩就是幫助人類保持自己特有的生活、生存和行為的方式。現已被史學家公認為史學的起點。由此我們看到了,史學是在時間坐標中通過對前人的社會行為、社會生活的保存和解釋來實現她的巨大作用。“保存”是記載的和傳遞,“解釋”是對過去行為發生原因所作說明,這樣以來,我們可領會到“史學”所反映前人的社會活動過程的結構,還是對過去社會行為的記述保存和解釋為現代及未來社會行為提供借鑒。為保持她的規范和純真,在社會發展中鑄就了必須擁有的“真實”、“全面”、“言之有據”、“歷史主義”的四大特性。史學思維模式的這四大品格特點中,最具代表性和重要性的是“真實”,盡管上述所談起的問題談到唯據性,“言之有據”,但唯據在一定程度上仍屬于“真實性”。這充分表明“史學思維”一詞的本性是居于“求真去偽”思維。

  上述對史學思維模式中的四個特性的闡述,并不僅僅是社科類科學人員所要追求的,她也并不孤立于特定的知識小世界,而是在于特定知識的思維,在于知識與人的互動中進入的思維過程。通過人的思維的中介,它可在另外的場景中得到應用。史學思維模式在非史學場景的運用最為廣泛的莫過于對現實社會和自然界的認識。因此,史學研究雖然是過去的人類生活,但時間是永恒連續的,前后相繼的,過去、現在、未來都統一在時間的連續上,因而史學思維模式在認識現實社會的活動中幾乎被完整的加以運用。如馬克思的《資本論》、恩格斯的《反杜林論》、《哥達綱領的批判》、《自然辯論法》這些最為經典的偉大貢獻,這些貢獻使他們不但成為偉大的理論家、哲學家,也使他們成為杰出的歷史學家。其次是史學思維的求真、唯據特征對自然科學的意義也是眾所周知的。除此之外,這些特征對自然科學的意義也無可置疑的,如地理學家們如果不去查詢史書的記載和對西藏林芝易貢藏布河谷的考察,就無法了解當年易貢大滑坡造成的堰塞湖潰決的形成,大禹治水治的是河還是堰塞湖。[9]

  目前我們了解到高校一個無法回避的現實是史學被忽視。那就是史學被作為副科,學校普遍不愿教學生,初中只發出不愿教,高中雖有老師教,但學生只靠死記硬背應付高考。大學歷史專業考生少;新華書店雖有嚴肅的史學著作,但幾乎無人問津;大眾文化中史學成了八歲少女任人打扮。一部嚴肅的,富有啟迪科技人員提升我國原創力的史學被人們閹割的面目全非。上過大學的高學歷的學者,想不到如何利用古代光武帝和宋太祖不忘初心的故事。而被民間中學生設計出“裹子包”對長輩的孝心和敬重圣賢,從而變成被10余萬人用作中華民族的禮儀文化。因此,目前在創新教育中強化史學教育,從歷史挖掘中華祖先改造自然的智慧資源,提高中華民族原創能力,對全社會重塑史學思維對解決我國與發達國家之間的知識產權爭議具有重大現實意義。

  四、跳躍思維

  高中數學老師常教的一種解題方法就是,在能推算出正確答案的情況下,從后往前解題,這種方法大多數情況下是行之有效的。在應試教育的大環境下,這種方法值得學習,它的的確確能得出結論,正如常人所議,能拿到分數,是能出結果的方法。這可以理解為一種跳躍式思維,使人能突破結題的瓶頸,得到滿意結果,如一種解題方法,竅門和答案。

  什么是跳躍思維?在對思維進行深入細致的研究中,發現有一種叫跳躍性思維的思維方式是突破自然人在通常情況下由所能見或所能聞引起的思維界域,跨越一個或幾個由不同概念所限制或確定的思維區的思維。[10]

  19世紀的美國,鐵路是主要的運輸方式,當時的中央鐵路被外號為“船長”的范德比爾特控制。為了與其他線路競爭,“船長”在1870年5月把從布法羅到紐約市運送牛的運費從每車廂120美元降低到100美元,接著又降到40美元。這種大幅的降價,讓原本利潤不高的運輸生意變得更加無利可圖,但是誰也沒想到,他的競爭對手伊利鐵路在6月25日作出了一個驚人的決定——把每車廂的運費降到了純屬象征意義的1美元。為了競爭,“船長”也不示弱,也把運費降低到了每車廂1美元,他認為財大氣粗的自己,更能承受這種自殺式的降價。生意做到這里就是在打價格戰了,關鍵就是看誰能挺得住。可是人們沒想到的是,價格戰開始實施之后,“船長”的中央鐵路線上奔忙著運牛車,而伊利鐵路上一輛車也沒有。原來伊利鐵路的控制者早已經把布法羅牛市上所有的牛買下,然后通過幾乎是免費的中央鐵路將這些牛運輸到紐約,發了一筆橫財。

  這個故事中,那些大投機家體現出的是什么思維呢?這是一種跳躍思維,這種思維方式沒有成規,他們不按常理出牌,而是善于抓住機會,隨機應變。當年華爾街的那些大鱷們,都是“跳出盒子想問題”的高手。[11]

  跳躍思維在學習上值得培養嗎?都說執著的人才能走向成功,但執著不是偏執。很多人在學習上近乎于偏執,完全不懂變通,一條路已經走到了死胡同也不懂得換條路,這無疑是費時而又徒勞的。而跳躍思維就是在還沒走到死胡同的時候發現新的道路,也許那不是捷徑,但的確是提高了成功率。大學時代是非常能考驗一個人的能力的階段,它足夠自由,有足夠的時間,有適宜的條件,也沒有過多的壓力與煩惱,在眾多大學生中如何脫穎而出呢?一個優秀突出的大學生一定是能創新、不守舊、會變通的,過于一成不變不能獨立思考、舉一反三的大學生的大學生涯一定是默默無聞的,站在高處的同學都是足夠亮眼的。

  跳躍思維在培養一個優秀出彩的人才之路上有著舉足輕重的地位,它除了具有靈活、新穎、變通等發散性思維的特點之外,超越常規思維程序、省略某些中間環節是它獨有的特征。它能將一個人的外視行為轉變為與外視行為結合、更為寬闊無邊、深邃莫測的內視行為,最終形成縱觀千載、橫跳萬里、通透表里、深入無極的廣闊而深邃的視野。熟能生巧,只要樂于實踐,敢于實踐,不斷在實踐中訓練自己的技能,就能找到突破解決難點的鑰匙,使其迎刃而解。

  五、想象思維

  史實表明,科研工作者不僅需要嚴謹的邏輯方法,也需要非邏輯的思維活動進行科學創造,如靈感、想象等。從愛因斯坦、彭加勒、海森堡、普朗克等人的論述和科學成果,我們就會發現,想象貫穿于科學創造活動過程中,是一個不能缺少的重要因素。正如愛因斯坦所言:“想像力比知識更重要,因為知識是有限的,而想像力概括著世界上的一切,推動著進步,并且是知識進步的泉。”[12]

  19世紀荷蘭著名化學家范特霍夫,曾分析過許多科學家在科學創造中的思維形式,發現其中一些杰出的科學家都具有高度發達的科學審美想象力。[13]英國數學家布羅諾夫斯基在一次叫做《想象的天地》的演講中也表達了同樣的思想,他說:“所有偉大的科學家都在自由地運用他們的想象,并且聽憑他們的想象得出一些狂妄的結論,而不叫喊‘停止前進”’。愛因斯坦作為運用想象的大師,他把科學家比作用思維探尋真相的偵探家,認為他們“必須搜集漫無秩序地出現的事件,并且用創造性的想象力去 理解和連貫它們”[14]。 數學家明可夫斯基時空表達式的提出,得益于他把三維空間和一維時間結合于一體的想象思維;牛頓進行了幾何與運動的想象,這樣微積分誕生了。這樣的科學史實例不勝枚舉。

  想像力則比知識更重要,因為知識是有限的,而想像力概括著世界上的一切,推動著進步,并且是知識進步的源泉。而想象思維之于當代的大學生的成長是極為必要的,因為能夠給予束縛學生思想之枷鎖致命一擊的,非想象力莫屬。舉個簡單例子:就每次語文考試文末的作文而言,1998 年某省的高考作文進行抽查中發現了一個驚人的現象,40%的學生在寫“戰勝脆弱”這一話題的時候,選擇了克服“父母雙亡”的悲痛。這一夸張至極的數據引起了整個社會的震動和尖銳的指責。[12]如上所述,作文教學的現狀,與高考作文、平日教學的諸多限制有直接關系。在當前的作文教學過程中,學生如金子般珍貴的想象力,被束縛進一個鐵盒中,光芒逐漸暗淡,故想象思維的培養至關重要。[15]

  德國哲學家康德曾經說過:“想象思維作為一種創造性的認識思維,是一種強大的創造性思維,它從實際自然中所提供的材料中,創造出第二自然。在經驗看來平淡無味的地方,想象力都給了我們歡娛的快樂。”法國的思想家狄德羅更是直接說:“精神的浩瀚,想象的活躍,心靈的勤奮——就是天才。”可見想象思維被視為智慧的象征,是為人們所公認的。2010 年,諾貝爾物理學獎頒給了英國曼徹斯特大學的教授安德烈·海姆及他的學生康斯坦丁·諾沃肖洛夫。而這一結果一時成為人們街頭巷尾津津樂道的話題,因為這對師徒賴以獲獎的研究——用“鉛筆”和“膠帶”獲得超薄材料石墨烯的點子,再次證明了想象思維在科研領域的獨特作用。諾貝爾獎評選委員會的評選詞中稱他們是“把科學研究當成快樂的游戲”的人。實際上這不是安德烈·海姆教授第一次與諾獎親密接觸了。早在2000 年,海姆通過用磁性克服重力讓一只青蛙懸浮在空中的實驗,斬獲了“搞笑諾貝爾獎”。這個每年于諾獎一周之前頒布的獎項,其中許多的獲獎者都如海姆一樣,也是貨真價實的諾貝爾獎獲得者。 “搞笑諾貝爾獎”更富有天馬行空的想象,而獲獎的研究不但可以激發普通人對科學的興趣,而且其中的很多成果應用于社會生活中,還使人們享受到了實驗室研究帶來的真正實惠。

  概括上述,高效和加速培養大學生的創新力迫在眉睫,因后者是形象和抽象思維的統一,與發散、邏輯、史學、跳躍(不鉆牛角尖)和想象思維能力緊密相連,離開哪一項都不行。該項工程任務重,涉及方方面面問題。除了要課堂講課,討論,評價外,還需要以具體課題方案供學生實踐訓練。在時間中練出學會觀察,懂得比較,敢于質疑,精準思考,富于想象和不怕攻堅的能力。只有這樣才能攀登高峰,實現中華民族偉大復興。

  參考文獻:

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  [10]楊榮樹編著.課堂學生跳躍性思維初探[M].成都:四川大學出版社.2010.

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