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从近几年人才市场的反馈信息来看,富于开拓型的创造性人才是市场上的“抢手货”,而加强创新教育是加速培养创造性人才的重要手段和方法。实际上,创新教育是“素质教育”的一个重要组成部分,是把教育学、心理学、美学、思维科学、发明创造学等相关学科的一般原理有机结合起来,通过教育、教学等途径培养学生创新思维,提高学生创新能力的教育。创新能力是人的心理特性和各种能力在创造活动中体现的综合能力,而创新思维是创新能力的核心,是建立在知识、信息积累之上的高层次思维。下面以高职机电专业学生为例,谈谈如何培养创新思维能力,以期抛砖引玉。
1 广学博采,努力扩充自己的知识面
作为高职学生,首先应进一步提高自己的文化素养,构架合理的知识结构,提高各方面知识的综合水平。试想:如果没有丰富的物理、材料、流体力学、电子电气及机械设计等知识,怎么可能创造出像光波炉、超声波洗衣机等新产品呢？毫无疑问,丰富知识是提高创新思维能力的基石！
2 突破思维定势
传统的理论和方法是经过一定实践活动证明和检验的,用它来认识问题和解决问题比较方便,轻车熟路、触类旁通,从而可以大大提高思考效率。但在需要创新的时候,传统习惯形成的思维定势又会阻碍新观念的产生,这正如生物学家贝尔纳所说:“妨碍人们学习的最大障碍,并不是未知的东西,而是已知的东西。”
2.1 突破书本定势
书本是人类经验和体会的结晶,是人类智慧的源泉。不读书,学不到所需知识,但在处理新问题时,如果不从具体的实际出发,书本知识不但起不到积极作用,反而会束缚人的思维。“三遍读书法”对突破书本定势很有帮助。第一遍假定书中理论完全正确；第二遍假定书中的理论错误,想办法将其驳倒；第三遍将前两次的读书结果综合起来,提出自己的新看法。
2.2 突破经验定势
经验是人们通过实践获得的知识或技能,它能使我们在处理各种问题时少走许多弯路。但如果过分地依赖经验,就会形成经验思维定势,削弱头脑的想象力。在科学发展史上有着重大突破的人几乎都不是当时的名家,而是学问不多、经验不足的年轻人。他们没有太多的经验定势,大脑中有无限的想象力和创造力。比如,爱因斯坦26岁提出狭义相对论,37岁提出广义相对论。爱迪生29岁发明留声机,31岁发明电灯,贝尔29岁发明电话等等。高职学生应抓住缺少经验定势的“有利时机”,在创新实践中实现自己的人生价值。
2.3 突破权威定势
权威的渊博知识和较高地位在科学研究中具有重要作用,但当科学研究需要推陈出新时,权威定势会束缚我们的大脑,阻碍新观念的产生。地质学家李四光不迷信世界地质学界权威,经过大量艰苦的考证,推翻了中国贫油的谬论,为科研创新者包括高职学生突破权威定势树立了很好榜样。
3 发挥丰富想象力
创新以想象为先导。发明创新者在发明创新开始前,通常会通過想象,在自己头脑里构造可能达到的目标,拟定研究过程的蓝图。增强想象力的关键在于不断打破习惯思维的束缚,经常进行发散性思维,让思维在广阔无限的世界中自由飞翔。
例如:笔者曾在一次《机械设计》课堂上,让学生改进一圆形体结构。同学们充分发挥想象力,有设计成圆柱体的,有设计成圆球体的,有设计成椭圆球体的,有设计成圆锥体的,更有设计成圆环体的,也有设计成上面几种结构的组合。最后,笔者让学生通过计算,集体讨论,综合比较,选出最佳方案。后来,在工厂实习时,笔者又让学生验证该方案结果切实可行。学生的设计内容有创新,源于有丰富想象力。
4 需掌握一定的创造原理和创新技法
创造原理即认识创造规律的基本理论和法则,是发明家智慧经验的高度概括与总结。它包括组合、还原、逆反、变性、移植、迂回、群体、完满等原理。创新技法即创新的实用技巧和方法,它可以帮助创新者解决创新活动中的一系列具体细节问题。比如怎样提出创新设想,用什么措施将设想变为现实等。常用的创新技法包括智暴法、类比法、形态分析法、黑箱法、设问探求法、功能分析法等。掌握和运用创造原理和创新技法,可以发掘创新者的潜在能力,激发创新思维。
例如,人们现在用的拉链,最早是发明者打算用来代替鞋带而发明的,后来人们将它用在钱包、衣服、帐篷、领带和皮箱等处。现在医生已将它安装在需重复多次动手术的病人创口上,这就是利用移植创造原理,将拉链应用到医学上的创新成果。
5 要善于提出疑问
创新思维过程始于提出问题,有目的的诱导性提问,可以使人浮想联翩,产生创意。当然,富有创意的提问本身就是一种创造。但大多数人往往不善于提出疑问,高职机电专业学生可参考美国创造学家奥斯本的“检核表法”,从以下几个方面设问并检核,以探求创意。
(1)能否将现有的发明应用到其他领域？(2)有无类似的东西可以借用或能否模仿其他事物改进本事物？(3)能否将产品的形状、制造方法、颜色、声音、味道等加以改进？(4)能否在现有发明的基础上略加改造,使它增加功能,延长使用寿命？(5)能否将产品体积缩小、重量减轻或分割化小等微型化？(6)能否采用其他工艺、其他动力、其他材料等取而代之？(7)能否改变现有产品的型号或调整一下顺序？(8)能否上下颠倒、正反颠倒、工艺方法颠倒等？(9)能否将几种发明或产品组合在一起？
这种设问法,可以全面地、系统地考虑各种创造发明的可能性,提示性强,新设想的诱导率高。
6 要学会驾驭灵感
灵感是指经过长期的知识积累和冥思苦想,又不得其解,在触发条件的激发下,顿然醒悟,获得解决疑难问题的新方法的思维形式。灵感有突如其来、转瞬即逝的特征。心境宁静、轻松愉快对灵感的闪现有很好的促进和诱导作用。高职学生可从以下几方面得到启迪。
(1)从单调的重复运动中获得节奏感,因节奏有助于诱发灵感。范例:数学家拉格朗日在听教堂传出的有节奏的手风琴声时,产生了数学变分法的思想。
(2)入浴、旅行、散步、艺术欣赏等可使身心愉快,有利于灵感的产生。范例:阿基米德入浴放松时突然产生了如何检验金冠纯杂的灵感,发明浮力定律。 (3)处于闭目养神、打盹或做梦状态,精神松弛,灵感一触即发。范例:化学家凯库勒在壁炉旁取暖打盹时,“梦”指迷津,顿悟到苯分子结构。
(4)灵感有时受偶然的外界信息激发产生。范例:法国医生拉哀奈克带小孩玩跷跷板时,轻敲跷跷板,另一端能清晰听到敲击声,灵感油然而生,听诊器随着发明。
(5)有时在特定环境也能“触景生灵”。范例:法国数学家笛卡尔由“墙角织网的蜘蛛自由自在占据网结中任意位置”的情景,豁然开朗,顿悟出著名的笛卡尔坐标,并由此诞生和发展了解析几何学。
(6)养成用笔记录闪念的习惯,及时hold住稍纵即逝的灵感。范例:某诗人梦见绝妙佳句,醒来却记不起该绝句,只好感叹:当时若能用笔将它记录下来多好啊！
7 要多实践、多观察
瓦特在烧开水时构想出了蒸汽机；牛顿从苹果掉下来的现象中悟出了万有引力定律；鲁班伐木时被锋利的齿草划伤却发明了锯子；……这些都是实践出真知、观察显本质的事例。实践活动不仅为创新者提供了大量的创新素材,也促进了人际交往,营造了相互学习、补充的创新氛围,有利于借鉴他人的成功经验,开拓创新思维空间。在实践中多观察、多思考,有助于培养自己捕捉新事物的敏锐洞察力,许多发明设想都起源于对事物的细心观察和深邃思考。高职学生可从以下例子得到启示而抓住机会:1876年克鲁克斯在进行真空管放电现象的研究时,发现包装密实的照相底片被感光而将其退货。19年后伦琴做实验,也发生同样现象,但他深入观察,终于发现了X光并加以利用。
8 要有团队协作精神
一个人的见识是有限的,一组拥有与专题研究领域相关知识和创新能力的人在一起研究,在智力激荡中比较容易产生有价值的创造灵感,使已有的设想得以优化。在科技迅猛发展的今天,没有团队的协作攻关精神将很难有出色的创造成果。对高职机电专业学生而言,可采取类似办法,在有关课程中采用分组讨论、设计,让思維自由弛骋,每人各抒己见,然后取长补短,综合比较,得出最佳创意或方案。比如:在《机械制图》课程中,如何合理选取各种图样画法表达零件或机器的结构形状。在《机械原理》课程中,如何按预定的机械运动要求进行机构设计。在《机械零件》课程中,如何进行机械的结构设计、动力分析和强度设计等等。按团组讨论、设计能使思维相互启发、相互补充完善,可以催人进取,产生互相激励的力量,体现集体的智慧。
9 要遵循科学技术原理
各项创新必须遵循科学技术原理,在创新实践过程中,为防止创新思维走进误区,要经常反思是否违背了科学技术原理,否则,只会浪费宝贵的时间。比如,近百年来,许多才思卓越的人耗费心思,力图发明一种既不消耗任何能量,又可源源不断地对外做功的“永动机”。但无论他们的构思如何巧妙,结果都逃不出失败的命运。其原因就在于他们想法和做法违背了“能量守恒”的科学原理。
10 结语
创新教育可以为国家带来巨大的经济利益,同时也能培育出一种创新氛围,这种氛围反过来又进一步促进群众性的创新活动向更深层面发展,带来人们思想观念的转变,使创新活动从物质向精神领域扩展,为社会创造更有价值的财富。它不仅看学生对知识的掌握程度,更重要的是看学生分析问题、解决问题,特别是创造性地解决问题的能力。这就要求教师重视培养学生的创新意识,点燃学生心中好奇的智慧之火,鼓励学生大胆质疑,并重视与专业相结合的创新思维的训练。另一方面,学生作为创新的主体因素,应努力培养自己具有大无畏的开拓进取精神和永无止境的创造欲；应进一步提高自己的文化素养,广学博采,构架合理的知识结构；应尽可能多地参加各种社会实践,重视生活经验和社会经历的积淀。只有通过不断的学习、合理的训练、大量的实践才能使创新思维能力获得真正的提高。
参考文献
[1] 鲁克成.创新—— 民族的灵魂[M].广州:广东科技出版社,1999.
[2] 吕仲文.机械创新设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3] 胡家秀,陈峰.机械创新设计概论[M].北京:机械工业出版社,2005.
1 广学博采,努力扩充自己的知识面
作为高职学生,首先应进一步提高自己的文化素养,构架合理的知识结构,提高各方面知识的综合水平。试想:如果没有丰富的物理、材料、流体力学、电子电气及机械设计等知识,怎么可能创造出像光波炉、超声波洗衣机等新产品呢？毫无疑问,丰富知识是提高创新思维能力的基石！
2 突破思维定势
传统的理论和方法是经过一定实践活动证明和检验的,用它来认识问题和解决问题比较方便,轻车熟路、触类旁通,从而可以大大提高思考效率。但在需要创新的时候,传统习惯形成的思维定势又会阻碍新观念的产生,这正如生物学家贝尔纳所说:“妨碍人们学习的最大障碍,并不是未知的东西,而是已知的东西。”
2.1 突破书本定势
书本是人类经验和体会的结晶,是人类智慧的源泉。不读书,学不到所需知识,但在处理新问题时,如果不从具体的实际出发,书本知识不但起不到积极作用,反而会束缚人的思维。“三遍读书法”对突破书本定势很有帮助。第一遍假定书中理论完全正确；第二遍假定书中的理论错误,想办法将其驳倒；第三遍将前两次的读书结果综合起来,提出自己的新看法。
2.2 突破经验定势
经验是人们通过实践获得的知识或技能,它能使我们在处理各种问题时少走许多弯路。但如果过分地依赖经验,就会形成经验思维定势,削弱头脑的想象力。在科学发展史上有着重大突破的人几乎都不是当时的名家,而是学问不多、经验不足的年轻人。他们没有太多的经验定势,大脑中有无限的想象力和创造力。比如,爱因斯坦26岁提出狭义相对论,37岁提出广义相对论。爱迪生29岁发明留声机,31岁发明电灯,贝尔29岁发明电话等等。高职学生应抓住缺少经验定势的“有利时机”,在创新实践中实现自己的人生价值。
2.3 突破权威定势
权威的渊博知识和较高地位在科学研究中具有重要作用,但当科学研究需要推陈出新时,权威定势会束缚我们的大脑,阻碍新观念的产生。地质学家李四光不迷信世界地质学界权威,经过大量艰苦的考证,推翻了中国贫油的谬论,为科研创新者包括高职学生突破权威定势树立了很好榜样。
3 发挥丰富想象力
创新以想象为先导。发明创新者在发明创新开始前,通常会通過想象,在自己头脑里构造可能达到的目标,拟定研究过程的蓝图。增强想象力的关键在于不断打破习惯思维的束缚,经常进行发散性思维,让思维在广阔无限的世界中自由飞翔。
例如:笔者曾在一次《机械设计》课堂上,让学生改进一圆形体结构。同学们充分发挥想象力,有设计成圆柱体的,有设计成圆球体的,有设计成椭圆球体的,有设计成圆锥体的,更有设计成圆环体的,也有设计成上面几种结构的组合。最后,笔者让学生通过计算,集体讨论,综合比较,选出最佳方案。后来,在工厂实习时,笔者又让学生验证该方案结果切实可行。学生的设计内容有创新,源于有丰富想象力。
4 需掌握一定的创造原理和创新技法
创造原理即认识创造规律的基本理论和法则,是发明家智慧经验的高度概括与总结。它包括组合、还原、逆反、变性、移植、迂回、群体、完满等原理。创新技法即创新的实用技巧和方法,它可以帮助创新者解决创新活动中的一系列具体细节问题。比如怎样提出创新设想,用什么措施将设想变为现实等。常用的创新技法包括智暴法、类比法、形态分析法、黑箱法、设问探求法、功能分析法等。掌握和运用创造原理和创新技法,可以发掘创新者的潜在能力,激发创新思维。
例如,人们现在用的拉链,最早是发明者打算用来代替鞋带而发明的,后来人们将它用在钱包、衣服、帐篷、领带和皮箱等处。现在医生已将它安装在需重复多次动手术的病人创口上,这就是利用移植创造原理,将拉链应用到医学上的创新成果。
5 要善于提出疑问
创新思维过程始于提出问题,有目的的诱导性提问,可以使人浮想联翩,产生创意。当然,富有创意的提问本身就是一种创造。但大多数人往往不善于提出疑问,高职机电专业学生可参考美国创造学家奥斯本的“检核表法”,从以下几个方面设问并检核,以探求创意。
(1)能否将现有的发明应用到其他领域？(2)有无类似的东西可以借用或能否模仿其他事物改进本事物？(3)能否将产品的形状、制造方法、颜色、声音、味道等加以改进？(4)能否在现有发明的基础上略加改造,使它增加功能,延长使用寿命？(5)能否将产品体积缩小、重量减轻或分割化小等微型化？(6)能否采用其他工艺、其他动力、其他材料等取而代之？(7)能否改变现有产品的型号或调整一下顺序？(8)能否上下颠倒、正反颠倒、工艺方法颠倒等？(9)能否将几种发明或产品组合在一起？
这种设问法,可以全面地、系统地考虑各种创造发明的可能性,提示性强,新设想的诱导率高。
6 要学会驾驭灵感
灵感是指经过长期的知识积累和冥思苦想,又不得其解,在触发条件的激发下,顿然醒悟,获得解决疑难问题的新方法的思维形式。灵感有突如其来、转瞬即逝的特征。心境宁静、轻松愉快对灵感的闪现有很好的促进和诱导作用。高职学生可从以下几方面得到启迪。
(1)从单调的重复运动中获得节奏感,因节奏有助于诱发灵感。范例:数学家拉格朗日在听教堂传出的有节奏的手风琴声时,产生了数学变分法的思想。
(2)入浴、旅行、散步、艺术欣赏等可使身心愉快,有利于灵感的产生。范例:阿基米德入浴放松时突然产生了如何检验金冠纯杂的灵感,发明浮力定律。 (3)处于闭目养神、打盹或做梦状态,精神松弛,灵感一触即发。范例:化学家凯库勒在壁炉旁取暖打盹时,“梦”指迷津,顿悟到苯分子结构。
(4)灵感有时受偶然的外界信息激发产生。范例:法国医生拉哀奈克带小孩玩跷跷板时,轻敲跷跷板,另一端能清晰听到敲击声,灵感油然而生,听诊器随着发明。
(5)有时在特定环境也能“触景生灵”。范例:法国数学家笛卡尔由“墙角织网的蜘蛛自由自在占据网结中任意位置”的情景,豁然开朗,顿悟出著名的笛卡尔坐标,并由此诞生和发展了解析几何学。
(6)养成用笔记录闪念的习惯,及时hold住稍纵即逝的灵感。范例:某诗人梦见绝妙佳句,醒来却记不起该绝句,只好感叹:当时若能用笔将它记录下来多好啊！
7 要多实践、多观察
瓦特在烧开水时构想出了蒸汽机；牛顿从苹果掉下来的现象中悟出了万有引力定律；鲁班伐木时被锋利的齿草划伤却发明了锯子；……这些都是实践出真知、观察显本质的事例。实践活动不仅为创新者提供了大量的创新素材,也促进了人际交往,营造了相互学习、补充的创新氛围,有利于借鉴他人的成功经验,开拓创新思维空间。在实践中多观察、多思考,有助于培养自己捕捉新事物的敏锐洞察力,许多发明设想都起源于对事物的细心观察和深邃思考。高职学生可从以下例子得到启示而抓住机会:1876年克鲁克斯在进行真空管放电现象的研究时,发现包装密实的照相底片被感光而将其退货。19年后伦琴做实验,也发生同样现象,但他深入观察,终于发现了X光并加以利用。
8 要有团队协作精神
一个人的见识是有限的,一组拥有与专题研究领域相关知识和创新能力的人在一起研究,在智力激荡中比较容易产生有价值的创造灵感,使已有的设想得以优化。在科技迅猛发展的今天,没有团队的协作攻关精神将很难有出色的创造成果。对高职机电专业学生而言,可采取类似办法,在有关课程中采用分组讨论、设计,让思維自由弛骋,每人各抒己见,然后取长补短,综合比较,得出最佳创意或方案。比如:在《机械制图》课程中,如何合理选取各种图样画法表达零件或机器的结构形状。在《机械原理》课程中,如何按预定的机械运动要求进行机构设计。在《机械零件》课程中,如何进行机械的结构设计、动力分析和强度设计等等。按团组讨论、设计能使思维相互启发、相互补充完善,可以催人进取,产生互相激励的力量,体现集体的智慧。
9 要遵循科学技术原理
各项创新必须遵循科学技术原理,在创新实践过程中,为防止创新思维走进误区,要经常反思是否违背了科学技术原理,否则,只会浪费宝贵的时间。比如,近百年来,许多才思卓越的人耗费心思,力图发明一种既不消耗任何能量,又可源源不断地对外做功的“永动机”。但无论他们的构思如何巧妙,结果都逃不出失败的命运。其原因就在于他们想法和做法违背了“能量守恒”的科学原理。
10 结语
创新教育可以为国家带来巨大的经济利益,同时也能培育出一种创新氛围,这种氛围反过来又进一步促进群众性的创新活动向更深层面发展,带来人们思想观念的转变,使创新活动从物质向精神领域扩展,为社会创造更有价值的财富。它不仅看学生对知识的掌握程度,更重要的是看学生分析问题、解决问题,特别是创造性地解决问题的能力。这就要求教师重视培养学生的创新意识,点燃学生心中好奇的智慧之火,鼓励学生大胆质疑,并重视与专业相结合的创新思维的训练。另一方面,学生作为创新的主体因素,应努力培养自己具有大无畏的开拓进取精神和永无止境的创造欲；应进一步提高自己的文化素养,广学博采,构架合理的知识结构；应尽可能多地参加各种社会实践,重视生活经验和社会经历的积淀。只有通过不断的学习、合理的训练、大量的实践才能使创新思维能力获得真正的提高。
参考文献
[1] 鲁克成.创新—— 民族的灵魂[M].广州:广东科技出版社,1999.
[2] 吕仲文.机械创新设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3] 胡家秀,陈峰.机械创新设计概论[M].北京:机械工业出版社,2005.