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创造的本质和创造性思维能力的培养
发布时间:2012-04-19 14:53:24 来源:统战部

  当今的中国,追求的是从“中国制造”到“中国创造”的飞跃。因此,社会对高校最大的需求是高素质的学生,尤其是具有一定创造素质的学生。

  中国中等教学的深度、学生的努力程度有目共睹,名牌大学的本科教育也不逊色。但据nature 专辑“中国之声”报道[1-9],中国科研竞争力仍然不足,具体表现在有影响力的文章不多。显然,中国教育所培养的人才,其潜力还没有能很好地发挥出来。

  本文用自然科学的知识证明了一个源于人工智能的关于创造本质的一个猜想,并据此阐述了创造性思维特征。在与中国教育的现状进行比较的基础上,本文提出了提高学创造性思维能力的一些措施。

  1 创造的本质如所周知,人类的思维通常是循着发现问题、分析问题和解决问题这三个步骤进行的。显然,发现问题是第一步。发现问题后,如何分析问题、解决问题,就需要创造性的思维。关于创造性思维的本质,社会科学并没有给出普遍认可的解释,但在计算机的人工智能领域,有一些相对较为合理的解释。其中流传最为广泛的是:创造是一种将“元素”(element)自由、大胆、“反常规”地组合成新奇(novel)且有用的事物的过程[10][11]。上述说法虽然是从人工智能的角度得出的,但自然科学的一些结果显然支持该说法:

  质子、中子和电子组成了一百多种化学元素,后者又组成了成千上百万的有机和无机化合物,这些化合物又构成了包括人类在内的各种事物。因此,任何东西,无论“新”,“旧”,最终都是由一些“旧的”即已知的东西(例如,质子、中子和电子)所组成的,创造物当然也不例外。因此,所谓创造,只能是将一些“旧的”已知事物结合成“新的”未知事物的过程。事实上,分解任何新的、有意义的事物,得到的都是一些旧的元素,该明确无误的事实也有力地证明了任何新的事物都不过是旧元素的组合体。

  然而,由于已知事物可能结合成无数的未知事物,且并不是任何未知的事物都是有意义的,因此,还存在着一个选择和淘汰的过程。换言之,创造是将一些已知事物结合成大量的未知事物、并从中选择有用的结果的过程。该过程通常先在大脑或计算机上进行虚拟,相对成熟后再付诸实施。

  应该说明的是,本文所指的“旧的”已知事物是以整个宇宙为大系统的。换言之,宇宙中任何一些“旧的”已知事物都可能用来结合成“新的”未知事物。事实上,局限于狭小领域的元素的各种组合大多早已被穷尽,因此,创造往往需要从其他领域引入元素,这些元素可能来源于日常生活和自然界,例如,包起帆将圆珠笔原理用于抓斗机;也可能来源于其他学科的已有知识,例如,相对论实际是将纯数学方式用于物理学:将光速不变等事实作为公理,通过数学演绎而得;未来的创造甚至还可能用到源于其他星球的元素。

  2 创造性思维的特点及中国教育的现状根据上述创造的本质和过程可见,善于创造的人必须具有以下特点和素质:

  2.1 具有发现问题、尤其是发现关键性问题的敏锐性和主动性

  发现问题是所有创新的开端,如果放弃了“发现问题”这一环节,那么我们在起跑线上可能就已经输了。文献[3]认为;“很长时间以来中国科学家由于暂时的落后而处于追赶西方发达国家的阶段,很多研究停留在‘外国人能做的中国人也能做到’和‘外国还没有做的,中国不应做’的层面上,而缺乏首创精神。”[3] 我们并不反对“找差距”和“填补空白”等工作的必要性。在一定时期,将有限的资源用在“找差距”和“填补空白”上,可以少走弯路。然而,和原创性工作比较,“找差距”和“填补空白”实际上并不是高层次的,甚至可以说是低层次的。如果中国的科研一直以该模式发展,则必将永远落在他人后面。反映到教育上,中国的教育不很重视培养学生发现问题的能力。中国学生往往善于解决别人已经发现的问题,却不太善于发现存在的大量问题。

  2.2 能掌握丰富的创造元素

  创造需要丰富的元素,因此,知识的广博是十分重要的。例如,搞理工科的人不能仅仅懂得本专业的知识,对其他专业甚至人文哲学也必须较为了解甚至较为精通。知识面狭隘且对专业知识以外的知识不感兴趣的人,由于缺乏丰富的创造元素,是不可能有较强的创造性的。应该指出的是,自然界是一个整体,并没有“专业”之分,因此,分专业、分学科的研究方法仅仅是一种方法而已,并无客观意义。该方法的好处是便于集中注意力,使问题的研究能够较为深入,这也是方法学上近代科学之所以能够较古代哲学更深入地研究世界的原因。但该方法的缺点是把统一的自然界人为地分成各部分,减少了研究人员所掌握的“创造元素”,对创造性思维不利。因此,对于分学科的研究方法,必须清楚其利弊,既要发挥其有利的一面,也要避开其不利的一面。

  2.3具有把元素加以灵活结合的能力

  “创新常发生在截然不同的领域和文化交汇处”[3]。有时,两个似乎并没有直接联系的、分属于不同学科的创造元素的结合,会产生一个全新的思想或学科,这就是所谓的学科交叉和交叉学科。在这一阶段,思维的灵活和大胆是关键。有时,一个近乎荒唐的思想,在加以改造后,也有可能成为一个富于创造性的设想。相反,墨守成规,仅仅用传统的元素和思想方式来考虑问题,是较难做出创新的。在教育方法上, 也“只有少数学校,部分地采用了类似英美鼓励学生的批判性、创新性思维的教学方法。大多数的大学和研究生院仍然强调学生死记硬背、无保留地接受教师或教科书的观点,而不是鼓励学生用创新性思考、多提问题的方法来学习。”[8] 显然,这种教育方法是难以培养创造性思维能力的。

  3 提高学生创造性思维能力的对策

  3.1 培养发现问题的能力科学史是一个问题的不断发现和解决的过程。对于善于发现问题的人,问题是到处存在的。例如,简单地问一个“为什么”,往往就可能发现问题。“苹果为什么落地”和“万有引力的发现”应该是一个很好例子。然而,也有很多人对大量存在的问题视而不见。这其实不过是一个不难改正的思维习惯问题。只要培养良好的思维习惯就可能有事半功倍的效果。为了使学生有更多的机会聚焦于“问题”,在教材的编写上,要对问题的发现和解决这一科学史的发展过程有充分的介绍。对于各学科还没有解决的问题,也要加以充分的介绍。巧妙设计的讨论课或启发式教育也可以把知识的学习本身也变成一个问题的不断发现和解决的过程,有利于创造性思维能力的培养。

  教师不但要有在发现问题的基础上开创全新研究领域的勇气和胆识,而且要有相应的成功经验,从而才能更好地引导学生发现问题、解决问题。

  3.2 拓宽知识面,培养自学能力拓宽学生的知识面,培养学生的自学能力以使其有不断获取元素的能力。要培养学生善于在各学科之间用类比推理为创造积累素材。由于人的精力是有限的,难以在有限的时间内同时精通多门学科,因此培养学生的自学能力更为重要。较强的自学能力可以保证当有必要采用某一学科的某些知识作为创造元素时,能通过自学迅速、有的放矢地掌握这些元素,而不是面对知识的海洋望洋兴叹。较强的自学能力也是学生今后在工作岗位上立于不败之地的重要保证。

  可以在大学课程中寻找一门难度相对较低的课程实施以自学为主的教学法,并予以优惠的学分以提高学生的积极性。一旦学生具有了一定的自学能力,有碍于创造性思维培养的灌输式教育就会自然而然地被打破。

  3.3 组合能力和应用能力的培养元素的组合需要较强的想象、类比能力。

  可以通过文学艺术的创作或创造技法课程的学习来培养学生在这方面的能力。在理工科类教学中,引入一些相对较容易进行的诸如作曲、绘画等艺术创作课程,有助于培养学生的想象力和形象思维能力,从而增加学生的创造能力。这一类艺术创作课程并不要求学生创造出高质量的艺术作品,但至少要求学生能应用想象力和形象思维将各种元素有机地结合起来形成一个新的作品,既学会简单的创造。

  美国的一些大学在上世纪40年代创造学还刚刚起步时就开设了创造技法的课程。据统计,国内外已经从实践中总结出三百多种创造技法[13],迄今为止国内出版的创造学著作、教材也已达450多种[14],但国内大多数学校至今还没有开设创造技法方面的课程。

  将新引入的元素组合到原有体系的过程实际上还是一种知识的应用、整合过程。因此,较强的应用能力也是创造过程所不可或缺的。与学习不同,知识的应用强调的不是知识的系统性而是知识的多科性和综合性,因此,强调知识的应用,有利于培养出具有综合应用能力的学生,而“综合”,其实就是元素的一种组合过程。

  可以设法加强能应用所学知识的教学环节。例如,数模应用、小发明、小制作、小论文、设计性实验等。这些应用性环节应该包含大学层次的多科性、综合性的理论知识。

  参考文献:

  [1] Philip Campbell.致词,Supplement to nature vol. 426, no. 6968 18/25 December 2003,

  [2]蒲慕明.建立中国的科研机构——文化的反思,Supplement to nature vol. 426, no. 6968 18/25 December 2003,A5

  [3]钱肯,钱兆林.中国分子医学的“丝绸之路” ,Supplement to nature vol. 426, no. 6968 18/25 December 2003,A9

  [4]杨向中. 21世纪中国的机遇和挑战∶治疗性克隆、人类胚胎干细胞和相关胚胎生物技术的研究与开发,Supplement to nature vol.426,no.6968 18/25 December 2003A15

  [5]左天觉.科学化农业——2050年的新视野,Supplement to nature vol. 426, no. 6968 18/25 December 2003,A21

  [6]吴仲义,施苏华,张亚平生态学、进化和生物多样性 ,Supplement to nature vol. 426, no.6968 18/25 December 2003,A25

  [7]萧镜如,方瑞贤. 纳米科技和生物技术公司之案例分析,Supplement to nature vol. 426, no.6968 18/25 December 2003,A29

  [8]吴瑞.提高中国科学研究的产出率面临挑战,Supplement to nature vol. 426, no. 6968 18/25 December 2003,A35

  [9]黄诗厚.跟着感觉走 ,Supplement to nature vol. 426, no. 6968 18/25 December 2003, A39

  [10]B.G.Buchanan. Creativity at the Metalevel AAAI-2000 Presidential Address.AI Magazine. Fall 2001:13-28;

  [11]李鸿仪.创造过程的数学模型及其在绘图软件中的应用,上海第二工业大学学报, 1999(2):1-9.

  [12]李鸿仪. 进一步提高民主党派参政议政的创新性,浦江同舟,2003(5).

  [13] 刘仲林:东西方创造教育的特质与会通, http://sts.ustc.edu.cn/artview.php?num=32.

  [14] 刘仲林.中国创造学:“成物”且“成己”[N]. 江淮晨报,2001年7月7日 .

  作者简介: 李鸿仪,(1952年-),男,祖籍浙江宁波市人,自然科学研究员,上海第二工业大学学报常任副主编,九三学社上海市委上海第二工业大学支社主委,九三学社上海市委学习宣传委员会副主任,在化工热力学、数学等方面发表的文章被SCI收录。电子邮件:leehyb@online.sh.cn

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