陳愛玲,劉瑋,李興森

(1.河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院 社科部, 河北 石家莊 050026; 2. 北京林業(yè)大學(xué) 外語學(xué)院, 北京 100083;3.浙江大學(xué) 寧波理工學(xué)院, 浙江 寧波 315100)

多方法協(xié)同提升頓悟能力的機(jī)制研究

陳愛玲1,劉瑋2,李興森3

(1.河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院 社科部, 河北 石家莊 050026; 2. 北京林業(yè)大學(xué) 外語學(xué)院, 北京 100083;3.浙江大學(xué) 寧波理工學(xué)院, 浙江 寧波 315100)

頓悟是創(chuàng)造性思維過程中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，但頓悟存在偶發(fā)性.頓悟無法發(fā)生的主要原因在于啟發(fā)性關(guān)鍵信息的缺失.隨著信息技術(shù)和可拓學(xué)理論的發(fā)展，如何提升個體頓悟的必然性能力成為一個新的研究方向.在分析頓悟原型啟發(fā)理論基礎(chǔ)上，以個體頓悟過程3階段——思維定勢破除、原型激活和獲取關(guān)鍵性啟發(fā)信息能力為切入點(diǎn)，協(xié)同運(yùn)用創(chuàng)造學(xué)、可拓學(xué)與TRIZ的相關(guān)理論與方法，借助信息技術(shù)，基于可拓學(xué)的基元理論和可拓變換方法，構(gòu)建頓悟的信息模型和思路搜尋路徑.教學(xué)實(shí)踐證明，該方法能達(dá)到加速思維定勢突破，在一定程度上達(dá)到提升頓悟必然性的目的.

頓悟能力; 可拓學(xué); 創(chuàng)造學(xué);TRIZ; 方法協(xié)同

創(chuàng)造力是個體產(chǎn)生新穎奇特而具有實(shí)用價值的觀點(diǎn)或產(chǎn)品的能力[1].在創(chuàng)造活動過程中，個體創(chuàng)造性的具體表現(xiàn)是創(chuàng)造性思維，頓悟是創(chuàng)造思維過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，創(chuàng)造思維結(jié)果往往依賴頓悟取得.頓悟的實(shí)現(xiàn)必須打破已有的思維定勢，用新奇的眼光去重新審視眼前的問題，并產(chǎn)生一種新的有效的問題解決方案.我國學(xué)者張慶林等人[2]對頓悟的認(rèn)知機(jī)制和腦機(jī)制做了深入研究，提出了頓悟的原型啟發(fā)理論，這一成果為我們研究提升個體頓悟能力提供了方向性指引，藉此本文試圖協(xié)同可拓學(xué)、TRIZ與創(chuàng)造學(xué)相關(guān)理論，以數(shù)據(jù)挖掘、知識管理等信息技術(shù)為集成手段，通過建構(gòu)基元庫提高個體的信息收集、處理、變換、拓展與挖掘能力，借助拓展分析，可拓變換，促使思維定勢突破，形成有利于原型激活和關(guān)鍵信息提取的新型信息處理模式，探索形式化、流程化、大眾化提升頓悟能力的系統(tǒng)方法.

1 國內(nèi)外關(guān)于頓悟認(rèn)知機(jī)制的研究現(xiàn)狀

1.1 頓悟及其認(rèn)知機(jī)制

創(chuàng)造性思維發(fā)生的一個重要特征就是它的突發(fā)性[3].當(dāng)某一問題百思不得其解時，由于某種機(jī)遇突然使新思想、新心像浮現(xiàn)出來，立刻使問題迎刃而解,這個過程即是頓悟[4].頓悟是突然地、直覺性地以及清晰地獲得問題解決方法的過程[5].頓悟包含3個要素:(1)舊的無效的思路被拋棄(即打破思維定勢)；(2)新的有效的問題解決思路的實(shí)現(xiàn)(新異聯(lián)系的形成)[6-7]；(3)會有一種恍然大悟的感覺,伴隨著強(qiáng)烈的“ 啊哈 ” 體驗(yàn)[8].近來國外學(xué)者有關(guān)頓悟的機(jī)制研究主要存在兩種代表性的觀點(diǎn)：

(1)以Simon和Kaplan 為代表的表征轉(zhuǎn)變理論認(rèn)為，人在解決問題的時候，一般是先對問題按著原問題提示的方式進(jìn)行表征，并在原問題提示的問題空間中搜索答案，如果問題沒有被解決，就需要尋找新的問題表征方式，潛在的可能的新表征方式有很多種，個體需要在meta-level space中搜索一個新的恰當(dāng)?shù)谋碚?，?dāng)一個恰當(dāng)?shù)谋碚鞅凰阉?，頓悟問題迎刃而解[9].

(2)以O(shè)rmerod和Chronicle 為代表的進(jìn)程監(jiān)控理論[10]認(rèn)為，影響頓悟問題解決的因素主要有兩個：各種抑制因素連同思維定勢的束縛和個體試圖尋找其他解決方法的驅(qū)動作用.個體會依據(jù)將要達(dá)到的問題目標(biāo)狀態(tài)，確定一些看似有效且必須的內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)來監(jiān)控每一種措施的有效性，如果個體認(rèn)識到所有的措施都不符合內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)的時候就會出現(xiàn)挫敗感，會產(chǎn)生一種內(nèi)在的驅(qū)動力，促使他去解除抑制，尋找其他的解題途徑.

這兩個理論雖然指出了頓悟的本質(zhì)，但是都沒有揭示頓悟過程中人腦打破思維定勢后是如何找到新思路的.就此問題，我國學(xué)者張慶林等人提出了頓悟的原型啟發(fā)理論[4]：從信息加工的角度來看,頓悟過程是一個原型啟發(fā)的過程.在解決問題的思考過程中，如果能夠在大腦中激活恰當(dāng)?shù)脑图捌渌膯l(fā)性信息，那么頓悟就能夠發(fā)生.這里所謂的原型是指頭腦中的對外界事物的主觀認(rèn)知或表征，即能對目前的頓悟問題解決起到啟發(fā)作用的認(rèn)知事件.原型中包含了大量的信息,并不是所有的信息都有幫助,只有那些真正能指導(dǎo)和解決當(dāng)前創(chuàng)造性問題的信息才是關(guān)鍵性的啟發(fā)信息,如某些原理、方法[2]等等.

由此可見，國內(nèi)外對頓悟的研究集中于心理學(xué)領(lǐng)域主要關(guān)注頓悟內(nèi)涵的界定，頓悟過程人腦的信息加工機(jī)制、頓悟的腦機(jī)制，但在如何促進(jìn)頓悟過程、運(yùn)用思維策略提升頓悟能力的研究方向上還是空白.

1.2 頓悟的原型啟發(fā)機(jī)制對提升頓悟必然性研究的啟發(fā)

頓悟的原型啟發(fā)理論揭示，頓悟過程由3階段構(gòu)成：定勢消除、原型激活和獲得正確的啟發(fā)信息[7].與之相應(yīng)的跳出思維定勢束縛的能力，激活原型能力與獲取關(guān)鍵啟發(fā)信息的能力就可以作為衡量個體頓悟能力的重要指標(biāo).頓悟能力有明顯的個體差異，一個人可能在遇到問題的幾分鐘之內(nèi)頓悟, 也可能在幾個小時或幾天后頓悟, 也可能在沒有外來幫助的情況下永遠(yuǎn)也無法頓悟.

如果能夠通過一些思維策略的引導(dǎo)，幫助個體利用思維策略擺脫定勢束縛；設(shè)法改變原型激活過程中信息的自動加工[11]為可控加工，有序且可控的搜索原型；不再盲目坐等原型自動出現(xiàn)，同時擴(kuò)大原型的搜索范圍，從人腦存儲的有限信息擴(kuò)大到利用互聯(lián)網(wǎng)海量的信息，可以縮短原型獲取的時間；通過教育改變個體對事物的認(rèn)知方式和信息處理方式，使其透過紛繁復(fù)雜現(xiàn)實(shí)事物從原型中甄別、獲取到關(guān)鍵的啟發(fā)信息，就有助于提升個體解決頓悟問題的能力.而可拓學(xué)的基元理論[12]將有助于構(gòu)建系統(tǒng)的信息庫——基元庫，作為頓悟的原型來源.

2 提升頓悟能力的系統(tǒng)方案研究

2.1 創(chuàng)造學(xué)、可拓學(xué)與TRIZ理論簡介

創(chuàng)造學(xué)對人的創(chuàng)造力的研究主要在心理層面上運(yùn)用個人知識建構(gòu)解決問題方案的多種創(chuàng)造技法[12]，但是這些技法更多的依賴人的經(jīng)驗(yàn)、背景知識、心理因素和個人才智，具有很大的隨機(jī)性和偶然性，沒有從根本上解決可催化頓悟提升創(chuàng)造思維能力的問題.

可拓學(xué)是由中國學(xué)者蔡文研究員于1983年提出的一門原創(chuàng)性橫斷學(xué)科，它以形式化的模型，探討事物拓展的可能性以及開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法，并用于解決矛盾問題[13].利用可拓創(chuàng)新方法進(jìn)行系統(tǒng)性發(fā)散、可拓變換、優(yōu)度評價和計算，可以輔助人們的創(chuàng)新活動，構(gòu)建自主創(chuàng)新模型，提高平民化創(chuàng)新的能力[14].但借助可拓學(xué)提升頓悟能力方面還缺乏系統(tǒng)、深入的研究.

TRIZ是發(fā)明問題的解決理論，由前蘇聯(lián)學(xué)者阿奇舒勒于1946始創(chuàng)，提出了技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化8個基本法則、40個技術(shù)矛盾解決原理，針對問題解決的物-場模型，利用全人類知識的物理、化學(xué)、幾何學(xué)等工程學(xué)原理而構(gòu)建的知識庫，提出發(fā)明問題解決算法ARIZ[15].TRIZ理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，獲得最終的理想解.可拓學(xué)與TRIZ相結(jié)合解決矛盾問題已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展[16]，但如何利用這些方法策略引領(lǐng)人產(chǎn)生頓悟仍缺乏系統(tǒng)研究.

目前各個理論的研究往往集中在問題解決的某一層面，在局部特征上有所突破，對如何催化頓悟仍缺乏系統(tǒng)性的整體協(xié)同方案，另外，大多數(shù)研究對信息時代的網(wǎng)絡(luò)特征、內(nèi)涵、豐富的資源等利用不足.如何借助心理學(xué)揭示的認(rèn)知機(jī)制，充分利用信息時代豐富的資源，進(jìn)行頓悟提升方案的系統(tǒng)性設(shè)計，對提高個體的創(chuàng)造力將會是一條新途徑，將成為一個新的研究領(lǐng)域.

2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計

創(chuàng)造學(xué)、可拓學(xué)、解決發(fā)明問題的TRIZ，各自獨(dú)立從不同角度研究如何提升個體的創(chuàng)造性，本文試圖融合這些研究成果, 建構(gòu)系統(tǒng)方案針對頓悟過程中的定勢消除、原型激活和獲得正確的啟發(fā)信息的不同階段分別制定干預(yù)策略，以創(chuàng)造學(xué)方法、可拓變換方法為思維策略的主要來源，融合數(shù)據(jù)挖掘和知識管理等技術(shù)[17-19]，借助互聯(lián)網(wǎng)這一“外腦”，擴(kuò)充原型搜尋的信息源，建立基元庫，通過拓展分析，進(jìn)一步全面認(rèn)識待解決問題；以可拓學(xué)理論和TRIZ為主線，構(gòu)建頓悟問題解決的流程化、形式化框架，形成動態(tài)球形掃描式原型搜尋和關(guān)鍵信息提取模式，從而在一定程度上促頓悟發(fā)生，主要設(shè)計思路如下.

2.2.1 基于拓展分析和可拓變換的定勢突破策略

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，人在解決問題時，總是運(yùn)用多次使用了的程序，習(xí)慣沿著搜索過的方向去搜索，所以產(chǎn)生心理定勢，阻礙著問題的解決.創(chuàng)造學(xué)研究指出思維定勢的表現(xiàn)為思路固定、方法固定、觀念固定、功能固著、結(jié)構(gòu)僵化[20]等.Keane認(rèn)為功能固著是對物體屬性與功能全面表征失敗的結(jié)果既人們儲存物體信息多為主要功能和特性信息沒有或很少儲存弱勢功能和特性[21]，表現(xiàn)為信息不完備.如不加干涉，補(bǔ)足所需信息，僅靠利用松弛神經(jīng)、暫停休息，刻意忘記前面的解題程序等傳統(tǒng)方法，難以自動跳出思維定勢的束縛，以致思維定勢自動清除不可預(yù)期.況且受個體人格特征、情緒狀態(tài)、動機(jī)激發(fā)程度，思維習(xí)慣的影響，個體思維定勢強(qiáng)度具有較大差異.無論是表征轉(zhuǎn)換理論，還是原型啟發(fā)理論均揭示頓悟首先要跳出思維定勢，可拓學(xué)的基元理論為頓悟前的思維定勢破除準(zhǔn)備了充分的信息基礎(chǔ)，可拓變換則提供引導(dǎo)突破思維定式的思維策略.

基元理論認(rèn)為，事物具有可拓展性，一個對象有多個特征，一個特征又可以為多個對象所具有，一個量值也可以為同一對象的多個特征所具有或多個對象的同一特征所具有[13].任何研究對象都不是孤立的，都會與其他對象有著千絲萬縷的聯(lián)系.借助網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的挖掘分析和拓展分析，可以構(gòu)建相對完整的基元庫，從而彌補(bǔ)頓悟所需信息的不足.

根據(jù)事物的可拓展性，變換問題的目標(biāo)、條件、途徑，變換問題所處的時間、空間，對目標(biāo)、條件、可能的解決途徑等進(jìn)行置換、增刪、擴(kuò)縮、組分、復(fù)制等基本變換，借助傳導(dǎo)效應(yīng)，促進(jìn)思維擺脫思維定勢束縛[15]，使目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn).

2.2.2 基于基元庫與知識效應(yīng)庫的原型激活策略

一個認(rèn)知事件之所以能成為頓悟原型，是因?yàn)榕c待解決的問題具有潛在相似性，可能是功能相似、結(jié)構(gòu)相似、原理相似也可能是其他方面的相似，這種相似并非是顯而易見的，值得注意的是在原型激活的心理學(xué)的研究中，個體獲取原型的信息源依賴于其多條信息通道隨機(jī)、隨時收集，其中的信息雜亂無章，因此個體解題中的原型激活如果不加干預(yù)是不可預(yù)期的自動加工過程.

信息掌握程度直接影響原型激活的速度，借助可拓學(xué)基元分析和所建立的基元庫、TRIZ的知識效應(yīng)庫以及互聯(lián)網(wǎng)中動態(tài)出現(xiàn)的海量信息，掌握知識挖掘技術(shù)的個體能夠相對擴(kuò)大原型搜尋范圍，且從漫無目的期待原型自動閃現(xiàn)，到有序、可控進(jìn)行原型搜索.

主要策略為，首先對問題進(jìn)行抽象，做基元分析，事物與關(guān)系的特征、量值遍布在互聯(lián)網(wǎng)上，通過關(guān)鍵詞搜索、聚類等技術(shù)，可以從大量數(shù)據(jù)中抽取出這些特征、量值，構(gòu)建基元庫，為解決頓悟問題提供素材，并不斷通過互聯(lián)網(wǎng)及移動網(wǎng)絡(luò)的信息收集與協(xié)同補(bǔ)充，基元庫將不斷充實(shí)完善.海量的有序的抽象的信息幫助個體擺脫人腦認(rèn)知的局限，擴(kuò)展原型的搜尋范圍.基元庫中的經(jīng)過合理抽象信息，反映事物的本質(zhì)，略去很多干擾信息，借助創(chuàng)造學(xué)提出的類比思維策略及焦點(diǎn)法，快速發(fā)現(xiàn)事物某些屬性的相似性[22]，能在似乎不相關(guān)的事物中找到啟發(fā)原型，進(jìn)一步還可利用TRIZ建構(gòu)的已經(jīng)成熟的知識效應(yīng)庫，TRIZ的40個發(fā)明原理、技術(shù)進(jìn)化的原則.如此，原型激活不再是不可控制和難以預(yù)期的.

2.2.3 基于共軛分析與TRIZ的頓悟啟發(fā)關(guān)鍵信息提取策略

可拓學(xué)在基元分析的基礎(chǔ)上用形式化模型從物質(zhì)性、系統(tǒng)性、動態(tài)性和對立性4個角度分析事物的結(jié)構(gòu)與內(nèi)外關(guān)系，稱之為共軛分析，共軛分析使人們更全面地了解事物的結(jié)構(gòu)和內(nèi)外關(guān)系[13].

在發(fā)明問題解決中，TRIZ理論將發(fā)明問題的類型用48個通用工程參數(shù)的問題概括，一切待解問題都可從48個工程參量代表的沖突類型中，找到對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)解，通過基元的共軛分析，借助39個工程參量，可以排除原型中冗余的干擾信息，快速指向關(guān)鍵信息，獲得啟發(fā),促使頓悟發(fā)生.

2.3 系統(tǒng)化頓悟的流程設(shè)計

綜上所述，頓悟發(fā)生是可以借助方法、策略、工具加速發(fā)生的.系統(tǒng)化的思考流程如下：

(1) 對問題分類，需要頓悟解決的問題，往往包含若干矛盾，其中不相容的矛盾用基元分析——可拓變換嘗試解決；對于對立矛盾，嘗試用可拓創(chuàng)新方法中的轉(zhuǎn)換橋解決[13].若屬于發(fā)明問題首先考慮借助TRIZ理論所提供的工具和方法解決.

(2) 用形式化的語言，對待解問題做基元分析，抽象出物元、事元和關(guān)系元表達(dá)事、物、關(guān)系和問題.

(3) 利用TRIZ的48個工程參量和40條創(chuàng)新原理組成的矛盾矩陣嘗試求解.

(4) 如若無解再利用可拓學(xué)共軛分析從實(shí)部虛部、硬部軟部、正部負(fù)部、顯部潛部等進(jìn)行全方位發(fā)散思考，盡可能多角度從給定問題中提取信息，以利于跳出思維定勢.

(5) 從條件、目標(biāo)出發(fā)，分別對基元、評價準(zhǔn)則、論域(解決問題的時空限制)等進(jìn)行路徑分析，找出切入點(diǎn)[23].

(6) 還可利用利用可拓集合理論[13]和物質(zhì)—場分析方法進(jìn)一步建立模型，借助TRIZ的76種標(biāo)準(zhǔn)解、基元庫、效應(yīng)庫尋求原型獲取啟發(fā)信息.

如此，一步步有序思考，伴隨思維定勢突破、原型激活、關(guān)鍵信息提取、可拓變換，直到問題實(shí)現(xiàn)頓悟解決.使頓悟從偶然到必然.

該方案在多個班級訓(xùn)練，對比，并做了統(tǒng)計顯著性檢驗(yàn)，證明對提升頓悟的必然性有較好的作用.

3 結(jié)論與展望

本文通過系統(tǒng)研究，認(rèn)為導(dǎo)致頓悟無法發(fā)生的根本原因在于缺乏關(guān)鍵的啟發(fā)性信息，而關(guān)鍵信息往往是無法意識到的，一旦意識到該信息則頓悟立即發(fā)生.因此，如何讓關(guān)鍵信息必然出現(xiàn)成為主要因素.可拓學(xué)的基元理論對構(gòu)建系統(tǒng)的頓悟信息庫有良好的指導(dǎo)作用.可拓變換、TRIZ的創(chuàng)新原理與相關(guān)分析、蘊(yùn)含分析、發(fā)散分析及可擴(kuò)分析等相結(jié)合，為頓悟發(fā)生提供了規(guī)律性的基本路徑.教學(xué)實(shí)踐顯示，基于可拓學(xué)、創(chuàng)造學(xué)、TRIZ和互聯(lián)網(wǎng)所構(gòu)建的促進(jìn)頓悟發(fā)生的方法體系，對提升頓悟必然性有一定的效果.多方法協(xié)同的策略有待于進(jìn)一步擴(kuò)大范圍，通過更多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性.

下一步的研究需要進(jìn)一步分析頓悟機(jī)理，會同心理學(xué)、可拓學(xué)、創(chuàng)造學(xué)、TRIZ等領(lǐng)域的研究學(xué)者，設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)，觀察不同人群，面對各類問題運(yùn)用系統(tǒng)方案提升頓悟能力的效果，借助核磁共振對腦活動的觀察，探索對個體進(jìn)行促頓悟發(fā)生方法教育后在解題過程中腦活動的規(guī)律.以期尋得提升創(chuàng)造性思維能力的科學(xué)有效干預(yù)方法，助力創(chuàng)新人才的培養(yǎng).

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Research on the Coordinating Methods to Enhance the Epiphany Ability of University Students

Chen Ai-ling1， Liu Wei2， Li Xing-sen3

(1. Department of Social Sciences, Hebei Chemical & Pharmaceutical College, Shijiazhuang 050026, China; 2. School of Foreign Languages, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)3. Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo 315100, China;

Epiphany is a critical step in the process of creative thinking. However it can only occur accidentally for want of the key heuristic information. With the development of information technology and extenics theory, how to enhance individual epiphany ability and make it a necessity have become a newly-emerging field of study. Based on the epiphany prototype heuristic theory, starting from the three stages of individual epiphany — to break the thinking set, activate prototype and acquire the critical heuristic information, the present paper tries to construct an information model and a route for creative thinking. Assisted by information technology, the paper combines the relevant theories of creatology, extenics and TRIZ, with the basic-element theory and extension transformation method as its basis. Teaching practices have proved that this approach can facilitate breaking the mental set and, to some extent, help make epiphany a certainty.

epiphany ability; Extenics; Creatology; TRIZ; coordinating methods

2014- 11- 10

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71271191)；浙江省教育科學(xué)規(guī)劃研究課題(2014SCG204)；石家莊科學(xué)研究與發(fā)展計劃項(xiàng)目(155790145A)

陳愛玲(1964-)，女，教授，主要研究方向?yàn)閯?chuàng)造學(xué)、TRIZ、可拓創(chuàng)新方法學(xué)與創(chuàng)造力開發(fā).E-mail:daerwenchina@126.com

李興森 (1968-)， 男，教授，主要研究方向?yàn)榭赏貏?chuàng)新方法學(xué)、智能知識管理與數(shù)據(jù)挖掘.E-mail：xingsenli@126.com

10.3969/j.issn.1007- 7162.2015.03.004

C

A

1007-7162(2015)03- 0018- 05