創(chuàng)新思維滲透在人的各種具體思維活動(dòng)中,是邏輯思維和直覺(jué)思維(非邏輯思維)的綜合應(yīng)用。從微觀機(jī)制上看,創(chuàng)新性思維是人的主觀意識(shí)和潛意識(shí)的協(xié)同作用。直觀實(shí)驗(yàn)的確可以啟發(fā)人們發(fā)現(xiàn)新事物,但是創(chuàng)新不能僅停留在這一層次,而要在此基礎(chǔ)上運(yùn)用邏輯思維,進(jìn)行科學(xué)的思考、探究和論證,否則便無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的創(chuàng)新。下面的故事背后隱含了邏輯思維對(duì)創(chuàng)新所起的關(guān)鍵作用。由它引發(fā):重大發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵,經(jīng)過(guò)一系列因果關(guān)系的思考,導(dǎo)致進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),又引發(fā)更深層的思考……終于產(chǎn)生了新的科學(xué)成果。
1665年秋季,牛頓坐在自家院中的蘋果樹(shù)下苦思著行星繞日運(yùn)動(dòng)的原因。這時(shí),一個(gè)蘋果恰巧落在牛頓的腳邊。這是一個(gè)發(fā)現(xiàn)的瞬間,這次蘋果下落與以往無(wú)數(shù)次蘋果下落不同,因?yàn)樗鹆伺nD的注意。牛頓從蘋果落地這一現(xiàn)象中找到了蘋果下落的原因——萬(wàn)有引力的作用。這種來(lái)自地球的無(wú)形的力拉著蘋果下落,正像地球拉著月球,使月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)一樣。
牛頓的思維過(guò)程是這樣的:第一步,臨機(jī)觸發(fā)。牛頓在蘋果樹(shù)下思考問(wèn)題,一個(gè)蘋果突然落到他的腳邊。這件事引起了他極大的興趣。如果是別人,很可能不在意,但牛頓是一個(gè)長(zhǎng)期思考物理問(wèn)題、對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)特別感興趣的人,他當(dāng)然不會(huì)放過(guò)這種現(xiàn)象。直覺(jué)讓他認(rèn)為這種現(xiàn)象值得研究。而牛頓能夠產(chǎn)生這樣的直覺(jué)則是他長(zhǎng)期積累經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果,這是直覺(jué)思維。
第二步,起疑。牛頓看著落地的蘋果,產(chǎn)生了疑問(wèn):蘋果為什么不向天上飛,不向兩邊跑,而偏偏往地上掉呢?為什么所有往上拋的物體都會(huì)掉到地面呢?這就是邏輯思維。牛頓能夠把思路向上下左右展開(kāi),也同時(shí)運(yùn)用了發(fā)散思維。
第三步,擴(kuò)大思考范圍,把現(xiàn)象擴(kuò)展到極端。他的思路繼續(xù)擴(kuò)大:蘋果能從幾米高的樹(shù)上掉下來(lái),那么樹(shù)再高它也會(huì)掉下來(lái),如果樹(shù)高到碰到月亮,那月亮就可以看作大蘋果。這里既有邏輯思維,也有發(fā)散思維和聯(lián)想思維。
第四步,順推出新疑問(wèn),再起疑問(wèn)。把月亮看作大蘋果,它也會(huì)受到地球的吸引力。這又產(chǎn)生了新的問(wèn)題:既然地球吸引月亮,它為什么不落向地球呢?這里主要運(yùn)用的是邏輯思維。
第五步,以聯(lián)想、類比來(lái)尋求新解的思路。他聯(lián)想到小時(shí)候玩游戲,小伙伴用繩子拴著石頭,手臂用力可以掄回來(lái),石頭不會(huì)飛出去。當(dāng)手松開(kāi)或者繩子斷了,石頭就飛得很遠(yuǎn)。石頭在被掄起來(lái)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候?yàn)槭裁床坏粝聛?lái)呢?通過(guò)聯(lián)想和類比,兼用邏輯思維:石頭不掉下來(lái)必然有其原因。
第六步,得出結(jié)論。石頭旋轉(zhuǎn)不掉下來(lái)一定與快速轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)??梢酝葡氲剑@里有兩個(gè)互相對(duì)抗的力:一個(gè)是往外飛的力,一個(gè)是往內(nèi)拉的力。向外的力,必定是由于物體沿切線方向的運(yùn)動(dòng)速度產(chǎn)生的。這樣再聯(lián)想,天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律就找到了。如果把月亮看成石頭,地球就是拉住繩子的手,而地球?qū)υ铝恋囊?,就是無(wú)形的繩子。月亮沿圓周軌道繞地球旋轉(zhuǎn),使它不會(huì)落下來(lái);地球?qū)υ铝恋囊κ顾荒苎剀壍佬D(zhuǎn),不會(huì)脫離地球遠(yuǎn)去。這里主要運(yùn)用邏輯思維,也有聯(lián)想思維。
第七步,用歸納推理,發(fā)現(xiàn)規(guī)律。牛頓進(jìn)一步總結(jié)歸納:地球?qū)υ铝潦侨绱耍鱾€(gè)行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),也一定是因?yàn)樘?yáng)對(duì)它們有引力的緣故。再推論到:宇宙間的一切物體,都存在著相互吸引的作用力。于是把這種引力取名為“萬(wàn)有引力”。這里實(shí)際上運(yùn)用的是科學(xué)歸納推理。
第八步,計(jì)算、論證,把理論運(yùn)用到物質(zhì)世界。牛頓沒(méi)有就此止步,而是進(jìn)一步進(jìn)行具體計(jì)算和嚴(yán)格的證明,得出了萬(wàn)有引力定律:兩個(gè)物體間萬(wàn)有引力的方向在兩個(gè)物體中心的連線上,大小與兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積成正比,與它們間距離的平方成反比。在此運(yùn)用了邏輯思維,特別是數(shù)理邏輯,把規(guī)律用公式來(lái)表達(dá)。
第九步,著書立說(shuō),完善理論。他寫完論文后,并沒(méi)有急于發(fā)表。直到1687年,已經(jīng)45歲的牛頓才在朋友的鼓勵(lì)下,整理出版了《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》這部科學(xué)巨著。
由此可見(jiàn),一個(gè)創(chuàng)造力很強(qiáng)的人都有極強(qiáng)的個(gè)性,獨(dú)到的見(jiàn)解,有敏銳的直覺(jué)和豐富想象力。在中學(xué)物理教學(xué)中,要重視培養(yǎng)和愛(ài)護(hù)學(xué)生的直覺(jué)思維,而直覺(jué)的產(chǎn)生則依賴于理性的邏輯思維訓(xùn)練。我認(rèn)為下面的幾個(gè)問(wèn)題應(yīng)該引起我們足夠地重視:
1、教學(xué)中教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題時(shí)應(yīng)有一定的模糊性,給學(xué)生一個(gè)探索、猜想、發(fā)揮的機(jī)會(huì),并以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的信心和斗志,告訴他們不要怕錯(cuò)誤,我們更注重的是答案背后的思維能力。注意提高教學(xué)的形象性、直觀性,以此鍛煉和激發(fā)學(xué)生的直覺(jué)思維能力。
2、猜想是有根據(jù)的。你的知識(shí)儲(chǔ)備越豐富。你的邏輯思維能力越強(qiáng),猜對(duì)的幾率就越大。沒(méi)有苦思冥想,也不會(huì)有靈機(jī)一動(dòng)。
3、以邏輯思維促直覺(jué)思維。分析完問(wèn)題后,要多給學(xué)生一些解題后的再思考時(shí)間,鼓勵(lì)強(qiáng)化學(xué)生的直覺(jué)意識(shí)。引導(dǎo)他們?cè)谧晕曳治?、查缺補(bǔ)漏的同時(shí),得到更加理性的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過(guò)感性、理性再感性的輪回,把邏輯變成一種潛在的東西,讓直覺(jué)思維成為邏輯思維的升華。
4、培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維,要重視學(xué)生獨(dú)立思考意識(shí)的培養(yǎng),創(chuàng)新性的直覺(jué)思維既要依賴于頭腦中原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),又要敢于質(zhì)疑,善于打破習(xí)慣思維定勢(shì)的束縛,要善于發(fā)現(xiàn)和捕捉事物現(xiàn)象的“弦外之音”,這就是使我們有所發(fā)現(xiàn)、有所突破、有所創(chuàng)造的前提。
5、方法是影響思維效率和質(zhì)量的重要因素:猜想時(shí)要善于多角度分析;善于聯(lián)想和對(duì)比;善于把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)約化、抽象的問(wèn)題形象化,去建構(gòu)一些相關(guān)模型;善于進(jìn)行求同思維、求異思維和邏輯思維。
總之,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,要注重直覺(jué)思維和邏輯思維并重,以邏輯思維育直覺(jué)思維,以直覺(jué)思維促邏輯思維。一件事,只要有新穎性,就屬于創(chuàng)新。在他人成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)更嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)或更精確的計(jì)算,修正了數(shù)據(jù),豐富了內(nèi)容,確定了應(yīng)用范圍,同樣也屬于創(chuàng)新。