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【編號:284,國級,國內范圍發行, 湖南師范大學主辦,在《中學生理化報·高二生物版》2005年9月23日11版上刊登。2005年9月在北京K12育教信息產業集團主辦的《K12全國中小學教育教學網》上發表。2005年10月在廣東省汕頭市教育局主辦的《中小學電教網》上發表。2005年11月在福建省廈門市同安區教育局主辦的《51中小學教育資源網》上發表。2005年11月在湖南省教育廳主辦的《中國教育資源網》上發表。2005年11月在云南省蒙自縣教育局主辦的《無憂教學資源網》上發表。2005年11月在江西省南昌市中華教育資源網主辦的《中華教育資源網》上發表。2005年11月在山東省濟南市卓越教育資源網站主辦的《卓越教育資源網》上發表。】
“鬼斧神工”是驚嘆天公造化之偉大,“巧奪天工”則是贊美人類創造能力之無窮。每一位中學生都蘊藏著強大的創造潛力,若有意識地培養自己的創造品質、發展自己的創造能力,再學會一些創造技法,一定能在創造方面有所成效。
一、加減法
在原有的事物上加減一些東西,可能創造出一些嶄新的東西來。
及獲獎情況簡介:
【編號:284,國級,國內范圍發行, 湖南師范大學主辦,在《中學生理化報·高二生物版》2005年9月23日11版上刊登。2005年9月在北京K12育教信息產業集團主辦的《K12全國中小學教育教學網》上發表。2005年10月在廣東省汕頭市教育局主辦的《中小學電教網》上發表。2005年11月在福建省廈門市同安區教育局主辦的《51中小學教育資源網》上發表。2005年11月在湖南省教育廳主辦的《中國教育資源網》上發表。2005年11月在云南省蒙自縣教育局主辦的《無憂教學資源網》上發表。2005年11月在江西省南昌市中華教育資源網主辦的《中華教育資源網》上發表。2005年11月在山東省濟南市卓越教育資源網站主辦的《卓越教育資源網》上發表。】
“鬼斧神工”是驚嘆天公造化之偉大,“巧奪天工”則是贊美人類創造能力之無窮。每一位中學生都蘊藏著強大的創造潛力,若有意識地培養自己的創造品質、發展自己的創造能力,再學會一些創造技法,一定能在創造方面有所成效。
一、加減法
在原有的事物上加減一些東西,可能創造出一些嶄新的東西來。例如圓珠筆桿上加一個裁紙的刀或者一個小梳子,這樣就成了多用筆。又如在歌曲的錄音帶或錄像帶上,把歌聲減去只留伴奏聲,就成了大家喜愛的卡拉OK帶。
二、擴縮法
在原有的事物上擴大或縮小一些什么,變為創新的又一事物。例如雨傘要手來撐,特別是抱小孩的母親在雨天感到打傘很不方便,因此有人想到把帽沿擴大,就創造出“帽傘”。又如磁帶錄音機錄放音樂是比較方便的,但攜帶不是很方便,于是有人想到縮一縮,把收錄音機做成“隨身聽”,很受人們歡迎,風靡全球。
三、改變法
把原來的事物,改變一下形狀、顏色、音響、味道、氣味,以及功能等等,也會創造出新事物。例如棉花是白色的,有人就想到培育有色棉花。又如電子鐘表發明以后,有人想到制造報時鐘表,也有把鐘表外形改一改,變成精致的裝飾鐘表。再如,以前餅干總是甜的,現在就創新了,有咸的,有麻辣的,還有怪味的。再說錄放機改進一下,功能變成了重復放、跟讀等功能,就變成語言機。
四、缺點改進法
對現有的事物,找出它的缺點,改進缺點就創造出新的事物來。一把傘將各種缺點改進,每改進一種,就是一種新產品。雨傘顏色單調,大都是黑色,許多放在一起不易區別,容易拿錯,改為多種顏色和圖案。雨傘太長,不易收藏和攜帶,改為折疊式。為了擋住迎面吹來的雨,傘布遮住了視線,容易撞到別人,改傘布為透明塑料。拿東西撐傘不方便,做成自動傘。打傘時再拿東西不方便,改做帽傘,上車收傘時,雨水會滴落到別人或自己腳上,在傘頂上裝個“儲水器”。雨夜打傘行路,車輛不容易看到你,會發生危險,在傘柄上裝上只電筒。
五、聯想遷移法
把某件事物的原理,遷移運用到另一些事物上去,采取觸類旁通的辦法。例如河蚌由于砂礫刺傷而生出珍珠,有人依此而創造出人工培育方法。有人把這種方法聯想到培養人工“牛黃”。“牛黃”是牛膽的結石,于是通過外科手術在牛膽中接種異物,果真得到人工“牛黃”。又如有人發現老鼠掉進氟化碳溶液里淹不死,研究其原因,原來氟化碳能溶解氧氣和二氧化碳氣,于是有人就聯想到這與血液輸氧氣和二氧化碳的紅血球一樣,于是利用氟化碳制成“人造血”。
六、反面求索法
有時某一創造,正面思索得不出好結果,以至不可能得出結果,從反面思索還會有所創造。“司馬光砸缸”的故事是家喻戶曉。一個小朋友從假山上掉進大水缸里,不馬上救他,他會被水淹死。其他小孩只從正面思考,救他出來,可人小力小,叫大人又來不及,沒有辦法只好哭。但是司馬光卻能反面思考,人救不出來,就放水吧,于是砸缸放水,小孩得救。另外大家常碰見圓珠筆漏油的問題。許多廠家研究過漏油的原因,主要是圓珠磨損后產生較大的縫隙漏油。很多廠家就從正面想法用耐磨的圓珠,結果裝圓珠的套也要磨損,反正得不到解決。但是有人就反面想,磨損不可避免,一般寫上25000字磨損漏油,干脆把筆芯改小,改寫20000字左右換筆芯就行了。再有“吸塵器”的發明,實際上是“吹塵器”反過來的事例。最初打掃清潔的工具是“吹塵器”,結果塵土飛揚,反而不衛生。反過來變成“吸塵器”效果就非常好。
七、仿效摸擬法
仿造某一事物來創造出新的事物的辦法,特別是“仿生學”在創造上發揮了極大的作用。飛機的翅膀就是仿造老鷹的翅膀。模仿鷂能垂直起飛降落的功能就制出鷂式垂直起落飛機。模仿海豚造出快速潛艇。模仿乒乓球運動員打出的各種性能、角度的球型,制造出乒乓球發射機。魯班發明的鋸子,也是模仿茅草邊的小齒。模仿烏龜殼的結構,而發明耐壓的“薄殼結構”的大屋頂。不但生物有許多可模仿的,就是人類自己創造出來的事物,也可以模仿。例如模仿玩具竹蜻蜓制造出直升飛機。模仿心理醫生對精神患者談話方法,創造出“暗示教學法”等等。
八、代替法
地址:______________________________??????????????????????????
郵編:______________________________
乙方(被委托人):__________________
地址:______________________________
一.乙方受甲方委托代為辦理名稱為__________的發明創造,向中國專利局提出申請,以及該申請在審查程序中的全部事宜,至收到該案的審查結案通知。該案的后續程序的處理事宜由雙方另行協商。
二.甲方應乙方確認以下事項:
1.委托乙方代為辦理:
? 發明專利申請??實用新型專利申請??外觀設計專利申請
? 并在申請時同時要求:提出實審請求 遞交提前公開聲明 請求費用減緩
2.提供所需要的資料:________________________________________
3.著錄事項:
???發明創造名稱:______________________________????????????????????????????????
???發明人姓名:______________________________
?? ①申請人姓名(名稱):____________________
??? 申請人地址:____________________?郵編:____________________??????
?? ②申請人姓名(名稱):____________________
??? 申請人地址:____________________?郵編:____________________??????
?? ③申請人姓名(名稱):____________________
??? 申請人地址:____________________?郵編:____________________
??? 委托聯系人:____________________?郵編:____________________??????
??? 電話號碼:____________________ 傳真:____________________
??? e-mail:____________________ 其它:____________________
4.支付下列費用
費用類別
費(含工本費)
加急費申請費(代收)
實審費(代收)
制圖、照相費
印刷費(代收)
年、登、印費(代收)
發明專利
實用新型
外觀設計
三.如果甲方的地址、聯系人或通訊方式變更,應及時通知乙方,否則由于有關通知不能送達甲方而產生的后果由甲方負責。
???
甲方:(簽字)_____________
_______年_______月_______日
由于誠實勤勞真材實料,他們的涼皮店很快就火爆起來:很多排隊吃完涼皮意猶未盡者,還要再買上兩碗提回家去……
面對絡繹不絕的顧客,如何增加產量滿足需求的問題,擺在了小夫妻面前。
勤于思考的朱守華,做出了延長加工時間的決定。
于是,他們每天下午三點鐘丈夫提前回家做和面、洗面和生火的準備工作,留下媳婦打理店面下班回家做飯晚餐加工涼皮。
勞動時間延長和強度的加大,使得小兩口十分辛苦。
堅持到年底,經過盤算收入確實增加不少,然而小兩口的身體更瘦了、皮膚更黑了,抬頭紋也悄悄地爬上了朱守華的額頭。最要命的是,由于承擔了更多的臟活、重活、累活和苦活的朱守華,先是腰肌勞損,后來發展到了腰椎間盤突出—彎腰起身十分困難。
病痛的折磨,讓朱守華既痛苦又無奈。
一時間,生產怎么辦、店面銷售與顧客怎么辦、生活怎么辦的問題縈繞心頭,讓朱守華茶飯不思夜不能寐……
突發奇想 行成于思
在痛苦無奈與夜不成寐交織,令朱守華心亂如麻的時刻,一個將生鐵圓鍋改為鐵皮長方形蒸煮箱,減輕勞動強度、提高生產效率、增加產量、提高質量的大膽設想在朱守華的腦海里形成了。
2005年春節過后,朱守華滿懷深情地對妻子說:“秀芳,幾年來你跟著我吃了不少苦,受了很多罪。今天我既要感謝你,還要讓你原諒我。之所以讓你原諒我,是因為:我決定從今年起,要讓你少受苦,還能多掙錢!”之后,他把推遲開門營業休養身體,等他造出長方形蒸煮箱減輕勞動強度、提高產量與質量的計劃,告訴了妻子。
得到妻子支持的朱守華,畫圖紙、買材料、找作坊,很快制作出了一次能夠盛放兩個涼皮蒸煮盤的長方形蒸煮箱。
蒸煮箱做好后,他倆經過把連體箱蓋改為單開蓋、把一次能盛兩個蒸煮盤的蒸煮箱改為能盛三個、后來又改為能盛四個蒸煮盤的蒸煮箱的反復試驗,終于取得了—開門營業比上年晚一個月,但產量、銷量與收入卻增長了四倍還多的成績。
開拓視野 大膽改造
生產方式改變之后,產量增加了,質量也相對提高。但火小時速度太慢,火大時,稍不注意早了不熟,晚了氣泡太大,質地太硬口感差。
經過冥思苦想,朱守華認識到:僅僅是讓蒸煮器具材質和形狀改變,而鍋、爐分離、蒸煮盤進出方式、操控手段也沒有簡化和改變,說明沒有科技含量的簡單改造,是很難滿足增產又要保證質量需求的。
為此,2006年大年初三剛過,朱守華便南下廣州進行考察。考察中他有幸見到了一種履帶式涼皮生產機。雖然,他也看到了機器存在的諸多缺陷。但與自己方形蒸煮鍋相比而言,還是要先進得多,于是果斷地花4萬多元買回了那臺涼皮機。
涼皮機買回家調試時,他才發現機器的毛病比他看到的更多更嚴重—從原料進入口進去的是雪白面漿,由出料口出來的不是精抖的涼皮,而是讓人痛心流淚的垃圾。
花大價錢買來的涼皮機不能用,怎么辦?
勇于克難的朱守華,決心對這臺涼皮機進行徹底改造。他廢寢忘食地反復閱讀使用說明書、端詳拆卸,對機器進行了全面研究。
半個月中,他把涼皮機上的電器設備、鏈條、齒輪、皮帶、插銷拆卸組裝了數十遍,其中還把諸多粗糙、轉動不靈活的零件進行了加工替換。
經過改造,機器的運轉雖然比原來順暢多了,但原材料依然浪費嚴重、出成率低,涼皮質量也沒有多大提高。特別是潮濕環境中工作的機器故障頻出,排除故障既費時又費錢。
面對頻繁的故障和難以改進的機器性能,以及不爭氣的產品,捶胸頓足的朱守華,好幾回在機器旁從中午直坐到黃昏……
天道酬勤 鐵杵成針
盡管加工改造不如意,但數十次的拆卸、組裝與零件替換,卻讓朱守華積累了經驗、轉變了思維,找到了突破方向的同時,發現了開發涼皮機的潛在價值,而且看到了廣闊的市場前景。
于是他在把長方形蒸煮箱水煮氣蒸與機器氣蒸、機械傳送涼皮與手動端拿蒸煮盤比較鑒別的基礎上,不僅發現了各自的優、缺點,而且找到了兩者結合辦法—改變蒸煮工藝,增加機械性能、實行電子溫壓控制。
經過千折百回的試驗、對比,目標更加明確、信心更堅定、思路更成熟的朱守華,2008年春天再次起航。
首先,他精心計算,在有經驗的朋友指導下,設計、繪制出了制作涼皮機的圖紙。
其次,斥資購買了大量的材料和設備,經過反復制造試驗、拆解修改、逐一突破技術難關后,終于在2008年8月19日,成功地制造出了首臺集朱守華汗水心血與智慧,具有操作簡單、省時省力、節能高效、維護簡單、產量倍增、性能穩定、能加工多種傳統特色食品和質量上乘具有優勢的專利產品多功能涼皮機,一舉使傳統的手工工藝變成了半機械化,使得機器的簡約與產品的質量,走在了全國同類產品的前列。
朱守華發明涼皮機的消息不脛而走之后,隨著詢問者和提出購買意愿者的日益增多,在將產品推向市場之前,朱守華首先想到的是如何有效地保護購買者的權益與自己的知識產權,以及有力地打擊不法者的仿冒造假。
為此,2009年5月17日,他在向國家知識產權局提交了專利申請的同時,向阿拉善盟工商行政管理局申請注冊成立了阿拉善盟公牛科技開發公司,并在2010年2月3日取得專利的同時,得到了7項專利保護。
取得專利,有效發揮了保護經營者利益與自己的知識產權、打擊不法仿冒造假者的作用。但涼皮機的銷量增長和推廣速度卻很慢。
為此,他親自深入到全國各地購買者中進行跟蹤服務、調查了解,意外地發現:買回涼皮機的客戶,為了保護經營利益,不僅不向詢問者加以介紹,甚者還砸掉銘牌封鎖信息。
客戶的做法,雖然保護了他們的權益,但卻阻礙了涼皮機的銷量增長和推廣速度。
為打破經營者封鎖信息的壁壘,朱守華想出既安置產品銘牌,又噴印公司名稱電話號碼、安置高成本鋼板材質的公牛圖標的辦法,為提高銷量,加快推廣速度發揮了積極作用。
登高望遠 不斷創新
取得專利以及阿拉善、內蒙古報紙、電臺和電視的宣傳報道,特別是知名度較高的《科技創新與品牌》雜志對產品的認可宣傳,加之中央電視臺“我愛發明”欄目《涼皮桑拿記》的深度報道,在為朱守華套上層層光環的同時,也為他的涼皮機走向全國插上了騰飛的翅膀。
在光環閃耀和他發明的涼皮機遍布大面八方飄洋越海遠赴海南面前,朱守華深知:要想立于不敗之地,就必須在保證機器質量的基礎上,登高望遠,根據市場變化和需求不斷創新。
于是他緊跟銷售的腳步,產品銷到哪里就跟蹤服務到哪里,并在向客戶答疑解惑、排除故障的同時,了解和研究市場變化的趨勢,探討對策。
關鍵詞:重復授權 同樣的發明創造 保護范圍 慣用技術手段
中圖分類號:D923 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)09(c)-0227-01
在專利制度中,禁止重復授權是一項重要基本原則,即同樣的發明創造只能授予一項專利權。專利審查的實際操作過程中,正確判斷是否屬于“相同的發明創造”是避免重復授權的關鍵。審查中對“相同的發明創造”的認定原則應當是站在本領域技術人員的高度,分析權利要求的保護范圍是否相同。筆者根據審查實際,分析了屬于“同樣的發明創造”的幾種情形,并提出了改進建議。
1 同樣的發明創造的相關規定
專利權的基本含義是權利人禁止他人未經其許可實施其發明創造的權利。因此,對于同樣的發明創造,即使有兩個以上的申請人分別提出了專利申請,并且都符合授予專利權的條件,也不能都授予專利權,否則在多項專利權之間就會發生沖突。這就是“禁止重復授權原則”。顯然,禁止重復授權是專利制度的基本原則。在專利法第九條中就明確規定“同樣的發明創造只能授予一項專利權”。為了避免重復授權,在判斷是否為同樣的發明創造時,應當將兩件發明或者實用新型專利申請或專利的權利要求書的內容進行比較。判斷時,如果一件專利申請或專利的一項權利要求與另一件專利申請或專利的某一項權利要求完全相同,應當認為它們是同樣的發明創造。
2 實踐中對同樣的發明創造的判斷
判斷是否屬于“同樣的發明創造”就是判斷權利要求的保護范圍是否相同。在審查實踐中,容易認定是:權利要求內容完全相同的情況。但是更多的情況是權利要求文字表述不完全相同,這時如何判斷是否屬于“同樣的發明創造”一直是審查中的難點,需要明確的一點是判斷“同樣的發明創造的”的主體應該是本領域的技術人員,也就是要站在本領域技術人員的角度,分析權利要求的保護范圍是否相同。
(1)兩項產品權利要求相比,區別僅在于采用不同的用途來限定其主題。
[案例1]
申請1的權利要求:一種用于雙門冰箱的磁性冰箱貼。
申請2的權利要求:一種用于三門冰箱的磁性冰箱貼。
分析:申請1、2權利要求的區別在于產品的用途不同,根據審查指南的規定,通常情況下,在確定權利要求的保護范圍時,權利要求中的所有特征均應當予以考慮,而每一個特征的實際限定作用應當最終體現在該權利要求所要求保護的主題上。對于主題名稱中含有用途限定的產品權利要求,其中的用途限定在確定該產品權利要求的保護范圍時應當予以考慮,但其實際的限定作用取決于對所要求保護的產品本身帶來何種影響。對于用途權利要求應當考慮權利要求的用途特征是否隱含了要求保護的產品具有某種特定結構和/或組成。如果該用途由產品本身固有的特性決定,而且用途特征沒有隱含產品在結構和/或組成上發生改變,則該用途特征限定的產品權利要求相對于對比文件的產品不具有新穎性。①
就本案例中的兩項權利要求而言,區別僅在于產品的用途不同,但是用途的不同并沒有使冰箱貼的形狀或構造發生變化,因此,該用途限定沒有隱含權利要求請求保護的產品在結構和/或組成上發生變化,二者實際保護了相同的技術方案,屬于同樣的發明創造。
(2)兩項權利要求相比,存在描述方式不同的技術特征。
[案例2]
申請1的權利要求:一種電機轉子鐵心,所述鐵心由釹鐵硼永磁體制成。
申請2的權利要求:一種電機轉子鐵心,所述鐵心由釹鐵硼永磁合金制成,所述釹鐵硼永磁合金具有四方晶體結構并且主相是Nd2Fe14B金屬間化合物。
分析:上述兩個申請僅從文字內容來看,完全不同,申請1的權利要求中記載的技術特征為“釹鐵硼永磁體”,而申請2的權利要求中記載的技術特征為“具有四方晶體結構并且主相是Nd2Fe14B金屬間化合物的釹鐵硼永磁合金”,但是分析是否屬于“同樣的發明創造”必須站在本領域技術人員的角度,在本領域所謂“釹鐵硼磁體”即指主相是Nd2Fe14B金屬間化合物,并且具有四方晶體結構。也就是說申請1、2描述方式不同的技術特征實際上完全相同的,因此,申請1、2的權利要求的技術方案實質上是相同的,屬于同樣的發明創造。
(3)兩項權利要求相比,其中一項權利要求增加了技術特征。
[案例3]
申請1的權利要求:一種多功能手術刀,包括刀柄和刀體,其特征在于:刀體上設有無菌致密棉,刀柄上設有表示長度的刻度。
申請2的權利要求:一種多功能手術刀,包括刀柄和刀體,其特征在于:刀體上設有無菌致密棉,刀柄上設有表示長度的刻度,方便在手術中對刀口長度的測量。
分析:申請2的權利要求與申請1的權利要求相比,增加了效果特征“方便在手術中對刀口長度的測量”,但顯然可見其聲稱的效果僅僅是依賴于與申請1的權利要求記載的相同結構實現的,具有這種效果特征并不意味著該裝置有所改變,即這種效果特征沒有對權利要求的技術方案產生限定作用,這兩項權利要求屬于同樣的發明創造。
(4)兩項權利要求相比,區別僅在于慣用手段的直接替換。
[案例4]
申請1的權利要求:一種裝置,由A、B、C組成,A與B用螺栓固定連接。
申請2的權利要求:一種裝置,由A、B、C組成,A與B用螺釘固定連接。
分析:該類申請僅是對權利要求中的某個特征進行了慣用手段的簡單替換,在目前的審查中這種情況不屬于同樣的發明創造,即在“同樣的發明創造”的判斷中不考慮慣用手段直接替換的情況。
在審查實踐中,就遇到部分申請人在同日將權利要求中的個別技術特征用慣用技術手段直接替換后大量申請專利,根據目前的審查標準,這樣的申請并不屬于“同樣的發明創造”。但是若將此類申請授權,會導致大量保護范圍實質相同的專利存在,這只是增加了專利的數量,卻不利于專利質量的提升,與鼓勵發明創造的專利法的立法宗旨相違背。因此,筆者建議可以將新穎性審查中“慣用手段的直接替換”的標準引入“同樣的發明創造”的判斷中。
3 建議與結語
在判斷是否屬于“同樣的發明創造”時,應當站在本領域技術人員的角度分析兩項權利要求請求保護的范圍是否相同。尤其是對于權利要求文字內容不完全相同的情況的產品權利要求,應當分析描述的不同是否導致產品的形狀和/或構造等發生變化,若未導致產品的形狀和/或構造發生變化的,可以仍定為“同樣的發明創造”;而且筆者建議將“慣用手段的直接替換”引入“同樣的發明創造”的判斷中,這樣才能進一步提高專利授權質量,更加符合專利法的立法宗旨。
參考文獻
[1] 國家知識產權局條法司.《專利法》第三次修改導讀[M].知識產權出版社,2010.
[2] 中華人民共和國國家知識產權局.審查操作規程實審審查分冊[M].知識產權出版社,2011.
[3] 中華人民共和國國家知識產權局.審查指南[M].知識產權出版社,2010.
[4] 孫平.重復授權審查標準的思考[J].電子知識產權,2010(4):58-63.
1、題目。應能概括整個論文最重要的內容,言簡意賅,引人注目,一般不宜超過20個字。
2、論文摘要和關鍵詞。
論文摘要應闡述學位論文的主要觀點。說明本論文的目的、研究方法、成果和結論。盡可能保留原論文的基本信息,突出論文的創造性成果和新見解。而不應是各章節標題的簡單羅列。摘要以500字左右為宜。
關鍵詞是能反映論文主旨最關鍵的詞句,一般3-5個。
3、目錄。既是論文的提綱,也是論文組成部分的小標題,應標注相應頁碼。
4、引言(或序言)。內容應包括本研究領域的國內外現狀,本論文所要解決的問題及這項研究工作在經濟建設、科技進步和社會發展等方面的理論意義與實用價值。
5、正文。是畢業論文的主體。
6、結論。論文結論要求明確、精煉、完整,應闡明自己的創造性成果或新見解,以及在本領域的意義。
7、參考文獻和注釋。按論文中所引用文獻或注釋編號的順序列在論文正文之后,參考文獻之前。圖表或數據必須注明來源和出處。
中學生發明創造的思維培養
摘要:中學生的創新理論與時間的研究對于提高整體公民的科學文化素養以及創新能力有很重要的意義。作為創新的核心內容,創造性思維是指利用新方法、新技術去解決新問題的過程。創造性思維在整個發明創造過程中是不可或缺的重要部分。無論在理論上還是實踐上,在培養中學生發明創造過程中都需要注重創造性思維的培養。本文通過大量的調查以及文獻參考,找出在理論與實踐上中學生發明創造過程中需要注意的內容,并且為中學生創造性思維的培養提供一些建議。
關鍵詞:中學生發明創造;創造性思維
創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力。在一定程度上來說創新與國家的前途以及命運息息相關。中華民族自古以來就是一個創新型的民族,從古代的四大發明到近代的原子彈、氫彈的研制成功等等,這些發明在一定程度上推動了人類文明的進步。小到一個企業大到一個國家,如果沒有創新將會永遠沒有進步,只能被淘汰。中學生作為一個民族的新鮮血液,他們的整體素質與能力是一個時代的印記。創新思維的培養不僅僅是在理論上的解讀還有實踐中的挖掘。
一、中學生創造性思維的發展特點
1.創造性思維主要是通過自己固有知識的重新搭配組合,使用不同的方法以及程序對問題進行新的解讀,從而形成一種新的思維方式。創新性思維在解決現實問題的過程中昀能體現,其固有的四種基本品質為:變通性、獨創性、流暢性以及精致性。但是從一般評價角度來說更側重發散思維的維度以及處理問題結果的獨特性。
思維的流暢性與獨特性是衡量創造水平的關鍵指標。通過調查發現,從思維的流暢性來說中學男女生的發展曲線都差不多,但是男生創造性思維的流暢性不斷上升,但在初三到高三基本是停滯的;而女生在初中和高中的前兩年發展較快,但是高三有明顯下降趨勢。但是總體來說男生的創造思維的流暢性高于女生。
從思維的靈活性來看,初中發展緩慢高中發展迅速。男生的靈活性在同時間點上均高于女生。中學生的創造性思維在高中時達到昀高,之后會逐漸遞減。而從精致性上來看,初中階段緩慢上升,高中幾乎不變,男女發展曲線基本相似[1]。
2.影響中學生創造性思維發展的因素父母以及家庭方面對于中學生創造性思維的影響很重要。根據研究表明,父母的學歷水平越高或從事較高的社會地位的職業,其子女的創造性思維在靈活性以及獨創性方面顯著于其他職業的子女;受到較早家庭教育的學生與沒有受到良好教育的學生在獨創性方面有明顯的差異;一般生活在郊區以及縣城里面的學生在創造性思維的沉思性方面優于生活在城市里面的孩子。
學校在中學生的創造性思維的培養中也起到了很大的作用。一般具有好人緣以及威望的學生,他們的獨創性高于其他學生;具有影響力的學生在靈活性方面高于其他學生;每天睡覺平均七個小時的學生在獨創性方面高于睡覺六個小時的學生。其他例如學習方式、學習環境也會對其產生影響,但是不很顯著。
社會因素也會對中學生的創造性思維產生影響。經濟比較發達的地區,中學生的創造性思維發展高于偏遠的山區;其次傳統觀念以及語言的使用也會對其造成很重要的影響。
二、中學生發明創造的理論研究
創造性學習是對整個傳統學生學習方式的一次更新,隨著對創造性學習的不斷全面解讀,不斷找到其存在的理論支持。在《創新學習論》中龔春燕闡述了創新性學習的重要作用,它不僅是人類生存與發展的基礎,還是不斷推進素質教育的重要內容;不僅是學習的核心需求還是一個國家未來需要的人才的首要素質。隨后龔春燕又從四個方面對創造性學習提供了理論上的支持。從哲學的角度上來講,創新是人的本質所在,不論是哪個國家其發展教育事業的昀高目的就是為了培養出更多的創新型人才;從教育學的角度來說,一切教育發展都需要創新作為支撐,不論在教育的哪個階段都需要教育創新精神以及創新思維;從心理學的角度來看,創造性思維為創造性學習提供了堅強的理論支持;從生理學的角度來說,隨著當代腦部科學研究的不斷發展更是為創造性學習提供了先天的物質基礎。
有一種后現代知識觀指出,作為教書育人的主體,教師在看待學生時不應該把他們看作是什么都不懂的認知主體以及匱乏知識需要很長時間去積累的主體,而應該是具有一定的知識與能力并且可以迅速提升的一種主體以及與科學家、教育家一樣擁有自己的知識,但是需要不斷發展原有知識的人。在對待知識時,教師不應該把知識僅僅看作是一種“客觀的”“絕對的”知識,而應是一種具有價值性與社會性并且可以通過創新去完善擴充的知識[2]。
還有一種是主體性教育,主體性教育是指“通過對現階段社會的發展分析,總結出目前以及未來一個階段中社會需要的人才類型以及教育現代化的需求,教育者通過采用創造性的方式引導以及啟發受教育者潛在的教育需求,創造出一種文明、和諧、輕松的教育環境,從而通過有組織、有目的的規劃把學生培養成具有創造性、自主性的新型社會主體。核心思想就是把人作為一切活動的主體,尤其是在受教育中的學生。對于在受教育中的學生確保其在教育活動中的主體地位,從而不斷促進學生的不斷學習與發展。但是也存在一個問題就是強調學生是主體為一回事,在受教育過程中教育者是否承認是另一回事。很多的教育者在傳統的教育思想影響下不會將學生視為教育的主體而是客體,這樣就不利于學生的創造性思維的培養,也不能調動學生的學習積極性。
三、中學生發明創造的實踐應用
中學生在發明創造過程中需要遵循一個程序,即;觀察—想象—設計—繪圖—制作—實驗。
一切的發明創造都是源于觀察,達爾文曾經說道“我沒有過人的機智與理解能力,我唯獨有的只是對那些不經意的事物的觀察能力。”因此在中學生中進行一些小發明創造首先需要對其進行細微的觀察。例如一個再普通不過的蜂巢引起了馬拉爾琪的關注,經過不斷地觀察發現其仰角平均109度28分,銳角平均70度32分,這一發現對于建筑學有很大影響;古代的故事魯班發明了鋸也是在平時不經意間被樹葉劃破手指而突發奇想;再如莫尼埃從觀察樹根中得到啟示發明了混凝土[3]。
在創新過程中聯想也是很重要的,從觀察到的事物聯想到其他相關聯的事物。例如:蜂巢墻就是通過深入觀察蜂巢而建造出來的;通過袋鼠以及母親抱孩子的情景發明出了袋鼠衣。
再者就是設計,任何事物都有優缺點,通過篩選,去掉那些不能付諸于實踐的聯想,把復雜問題簡單化。明確目標,分解目標從而形成思路設計方案。
對自己所設計的事物進行繪圖制作,在過程中遇到不懂的地方及時向老師請教。
作品完成后要經過反復的實驗,要有耐心,因為任何東西都不是一蹴而就的。各個環節都不能忽視,從細節做起,才能形成昀有價值的創造。
參考文獻
[1]張廣斌.中學生創造性思維發展特點及其影響因素研究.
2.我國學者在國外期間作出的發明創造,若根據所在國的專利法及有關規定,明顯屬于職務發明創造的,經報使館科技處核實后,可按照所在國的法律規定,由我國學者在外工作所在的單位申請專利。
若非明顯屬于職務發明創造的情況,應力爭我方的專利申請權或共同申請權;必要時使館科技處應及早同國內有關主管部門聯系,酌定處理辦法。
3.若明顯屬于非職務發明創造的,應報使館科技處酌定其經濟意義等情況,準其直接在國外申請專利。然后根據情況辦理國內申請或向第三國申請專利。申請所需要的外匯,原則上在國外自行解決,確有困難,可以和國內派出部門聯系解決或向中國專利局申請專利基金。
4.在國外取得的專利權,應根據中國專利法及實施細則的有關規定、確定其歸屬問題。
5.中外科技合作項目中,中方人員在國外作出的發明創造,除另有協議外,申請專利的權利屬于中方人員的國內派出單位;并可根據情況,報使館科技處,準其直接在國外申請專利或先在國內申請專利。
關鍵詞 創造發明;頓悟;原型啟發;腦機制
分類號 B842
1 國內外頓悟腦機制研究現狀
創造性是人類文明的源泉(Dietrich&Kanso,2010)。創造性思維發生的一個重要特征就是它的突然性(Dietrich,2004),所以頓悟成為心理學的一個重要研究領域。頓悟被認為是突然地、直覺性地以及清晰地獲得問題解決方法的過程(Bowden,Jung-Beeman,Fleck,&Kounios,2005)。它包含三個要素:一是舊的無效的思路被拋棄(即打破思維定勢);二是新的有效的問題解決思路的實現(新異聯系的形成)(羅勁,2004);三是會有一種恍然大悟的感覺,伴隨著強烈的“啊哈”體驗(Bowden&Jung-Beeman,2007;Bowden et al.,2005)。這三個要素是判斷頓悟是否發生的標準。
隨著認知神經科學的興起和發展,研究者們(Lavric,Forstmeier,&Rippon,2000;Luo&Niki,2003;Luo,Niki,&Phillips,2004)開創性的使用腦電(electroencephalogram EEG/event-related potential ERP)以及功能性磁共振成像(functionalmagnetic resonance imaging fMRI)技術對頓悟問題進行考察,這為探索頓悟的腦機制提供了較為直接的方法,同時也掀起了國內外研究頓悟腦機制的熱潮。
1.1國內頓悟腦機制研究
國內,研究者們基本以fMRI與ERP為技術手段,而且在實驗材料上也表現出了很大程度上的相似性,采用謎語或與漢字生成有關的任務。
1.1.1fMRI研究
羅勁等人首先采用傳統的謎語作為實驗材料,通過向被試呈現標準答案來“催化”頓悟的過程(Luo&Niki,2003;Luo et al.,2004;羅勁,2004),結果發現前扣帶回(anterior cingulate cortex,ACC)、左腹外側前額葉(left ventral lateral prefrontal cortex,LVLPFC)、以及海馬(hippocampus)等腦區參與了頓悟問題解決過程。其中,他們2003年在Hippocampus雜志上報告的結果是第一項有關人類頓悟過程的腦成像研究(羅勁和張秀玲,2006)。隨后,他們(Luo,Niki,&Knoblich,2006)采用漢字組塊破解任務進一步對頓悟問題進行探討,發現早期的知覺過程對問題解決有至關重要的作用。
最近,邱江和張慶林等(2010)采用字謎作為實驗材料,在“學習一測試”范式下通過提供啟發信息探討了被試主動獲取答案的頓悟過程,發現楔前葉(precuneus)、左側額下/中回(left inferior/middle frontal gyrus)、枕葉下回(inferior occipital gyrus)和小腦(cerebellum)等腦區參與了頓悟過程。在該研究基礎上,田芳等人(Tian et al.,2011)進一步分析了測試字謎謎面出現之前的準備狀態對頓悟問題解決影響的腦機制,發現左側額中廠前回(left middle/medial frontal gyms)、左顳中/上回(left middle/superior temporal gyrus)、右小腦(right cerebellum)以及左側中央后回(left postcentral gyrus)等腦區參與了對頓悟問題正確解決的準備狀態。
1.1.2ERP研究
在答案催化頓悟范式下,買小琴等人(Mal,Luo,Wu,&Luo,2004)同樣以謎語作為實驗材料,首先考察了謎語問題解決中答案呈現后的腦內時程動態變化,發現答案呈現以后,“有頓悟”比“無頓悟”誘發了一個更加負性的ERP成分(N380),他們認為該成分可能反映了頓悟問題解決過程中思維定勢的打破。類似于買小琴等的研究范式,邱江等人(2006)也采用呈現答案催化頓悟的方式,考察了字謎問題解決過程中頓悟的腦內時程動態變化,發現“有頓悟”和“不理解”比“無頓悟”誘發了一個更加負性的ERP成分(N320)。研究者認為該負成分反映了新舊思路之間的認知沖突。最近,沈汪兵等人(2011)采用同樣的催化頓悟范式,考察了三字字謎問題解決中謎底所誘發頓悟的時間進程以及半球差異,結果發現謎底出現后,“有頓悟”和“不理解”比“無頓悟”誘發了一個更負的ERP成分(N380),,研究者認為N380可能反映了頓悟中舍棄強外顯意義而選擇弱內在隱喻意義的認知抉擇過程,而且右半球在“頓悟”中表現出優勢效應。
在“學習-測試”范式下,邱江和張慶林等人以字謎為實驗材料,開展了一系列有關字謎問題解決過程中謎面出現后的腦內時程動態變化研究。例如,邱江和張慶林(2007)首先操縱了兩個實驗條件,一類是“真配對”條件,即學習字謎的解決方法可以用以測試字謎的解決;一類是“再認”條件,即學習字謎和測試字謎是一樣的,發現測試字謎謎面呈現后的300~350ms和600~700ms內,“猜中”比“再認”分別誘發出一個更負的ERP成分(N350)和一個更正的ERP成分。隨后,邱江等人(Qiu et al.,2008b)除了考察“真配對”條件外,還操縱了一類“假配對”條件,即學習字謎和測試字謎之間沒有解決方法上的共通性,結果發現成功解決字謎比沒有解決的情況在測試字謎謎面呈現后的200~600ms內誘發了一個更加的ERP成分(P200-600),在1500-2000ms和2000-2500ms內誘發了更負ERP成分(N1500-2000和N2000-2500)。在該研究(Qiu et al.,2008b)基礎上,他們(Qiu,Li,Jou,Wu,&Zhang,2008a)進一步分析了
謎面出現之前的準備狀態對頓悟問題解決的影響的ERP效應,結果發現測試字謎在謎面出現之前的1000到-800ms內,成功解決字謎比沒有解決的情況誘發了一個更正的ERP成分。最近,羅俊龍等人(Luo et al.,2011)又進一步細化出了三個實驗條件,一類是表面相似性條件,學習字謎和測試字謎在謎面上有相同的文字;一類是結構相似性條件,學習字謎和測試字謎在謎面上沒有相同的文字;一類是簡單的基線條件,學習字謎和測試字謎都是簡單字謎任務,結果發現測試字謎謎面出現后的300~500ms以及1000~1300ms內結構相似性比表面相似性均誘發了更負的ERP成分,900~1700ms內表面相似和結構相似均比基線條件誘發更正的ERP成分。
此外,一些研究者或從不同角度或用其他范式或以新的漢字生成任務為頓悟問題對頓悟的腦機制進行了考察。例如,唐曉晨等(2009)利用漢字組塊破解任務和ERP技術從蔡格尼克效應的角度探討了大腦左右半球在問題求解失敗以及關鍵提示信息出現兩階段的腦內時程動態變化,結果發現問題求解失敗在右半球誘發了更大的P150成分;對于沒解決的問題在提示信息出現后也在右半球有明顯分布。還例如,王婷等(Wang et al.,2009)在沒有任何提示信息下直接呈現字謎的謎面讓被試進行問題解決,他們主要考察了謎面出現后的腦內動態時程變化,發現在額中部頓悟問題比常規問題誘發了更負的ERP成分(N300-800和N1200-1500);在頂枕部頓悟問題比常規問題誘發了更正的ERP成分(P300-800和P1200-1500)。再例如,類似Aziz-Zadeh等(Aziz-Zadeh,Kaplan,&Iacoboni,2009)使用的變位字謎任務(anagrams,例如由幾個顛倒順序的字母“oxmia”來生成一個單詞“axiom”),張猛等(Zhang,Tian,Wu,Liao,&Qiu,2011)以漢字為實驗材料(如,由“愍”生成“想”)讓被試報告在問題解決過程中是通過頓悟還是搜索得到的答案,結果發現頓悟答案比搜索答案誘發了更正的ERP成分(P200-600和P640-780)。
1.2國外頓悟腦機制研究
國外,有關頓悟腦機制研究的技術手段上較國內更具多樣性。除了fMRI和ERP外,EEG以及PET(positron emission tomography)也被研究者用于探討頓悟的大腦奧秘。在實驗材料上,國外研究采用了不盡一致的頓悟性問題,這些問題之間甚至缺乏可比性。
1.2.1腦成像研究(fMRI和PET)
Jung-Beeman和Bowden等人(Bowden&Jung-Beeman,2007;Bowden et al.,2005;Jung-Beeman et al.,2004)一直致力于揭示頓悟的大腦機制。他們(Jung-Beeman et al.,2004)利用fMRI技術考察了被試頓悟性地解決遠距離聯想任務(例如,呈現pine、crab、sauce三個詞,要求被試找到一個詞使其與任意一個能組合成常見的新詞)的神經活動。結果發現,頓悟激活的腦區主要位于右半球前顳上回(right hemisphere anterior superior temporal gyrus)。因此Jung-Beeman等認為,右側前顳區負責在原本不相關的信息之間建立新的聯系。
不過,在一系列其他研究中,研究者們發現大腦的雙側不同腦區均參與了頓悟性的問題解決過程。例如,Rose等(Rose,Haider,&Buchel,2005;Rose,Haider,Weiller,&Buchel,2002)采用fMRI技術對減數字任務(Number Reduction Task)的探討;Starchenko等(2003)采用PET技術對不同詞(12個)用其他詞進行連接任務的探討;Kounios等(2006)采用fMRI技術進一步對遠距離聯想任務的探討;Aziz-Zadeh等(2009)采用單試次fMRI技術對變位字謎(anagrams)的探討;Bechtereva等(2004)采用PET技術對遠語義距離詞(16個)編故事以及不同詞(12個)用其他詞進行連接任務的探討等。
1.2.2EEG/ERP研究
采用EEG/ERP對頓悟進行研究,最早可追溯到Lavric等(2000)對經典的頓悟問題(例如,蠟燭和雙繩問題)的探討,結果發現分析性問題(四卡問題)比頓悟問題在頭皮的前部誘發了更正的P300成分,據此,研究者認為頓悟問題解決較少依賴計劃以及工作記憶。此后,研究者們利用EEG/ERP技術展開對該領域不同實驗任務的探索。例如,Danko等(2003)采用EEG對不同詞連接性的頓悟問題(同Starchenko et al.,2003)進行了探討,結果發現頓悟問題在前額區域的各個頻段表現出了較低的一致性,頂區和額區的α事件同步性降低,而在顳區增強。Lang等(2006)利用EEG/ERP對減數字任務(同Rose et al.,2005,2002)也進行了考察,發現相對于沒有成功解決的被試而言,成功解決的被試誘發了更大的ERP成分(如:N1、P3a、P3b以及slow positive wave)。Kounios等(2008)采用變位字謎(4-5顛倒順序的字母來生成一個字)作為頓悟問題,發現右下額皮層和顳前區表現出來更大的α波、β波以及丫波與頓悟策略有關。
此外,在一系列以遠距離聯想任務為頓悟問題的研究中,研究者們采用EEG技術也對頓悟進行了較為深入的揭示。例如,在Jung-Beeman等(2004)的研究中,他們實際上是把EEG和fMRI相結合來對頓悟進行探討,其中EEG分析顯示在頓悟前的0.3秒于右半球前顳上回誘發出一個突然發生的高頻γ波。隨后,Kounios等(2006)進一步發現,較無頓悟情況,頓悟情況在額中區、顳區、軀體感覺區以及右下額皮層等表現出了更小的α波。Sandkuhler和Bhattacharya(2008)深入考察了頓悟問題解決過程中四個特征的神經機制,即進入問題的僵局、重組問題、深入理解以及突然獲得答案,結果表明重組情況下右顳區表現出了更大的α波,而右前額區表現出了更小的α波。γ波效應反映了選擇性注意以及無意識獲得解決方法的過程。
綜上所述,由于頓悟活動本身的復雜性,采用不同的實驗范式及創造性問題、使用采用不同的技術手段,頓悟的腦機制的研究結果就會出現很大的差異,有時會相互矛盾(Dietrich&Kanso,2010)。
2 理論框架
根據認知心理學的觀點(王娃,汪安圣,1992),問題解決就是利用各種算子(手段)來改變問題的初始狀態,逐步達到目標狀態。問題解決可以分
為常規問題解決與創造性問題解決。常規問題解決中,個體可以通過回憶已有知識經驗把問題由初始狀態順利轉化為目標狀態。然而,創造性問題中,很難搜索到有效算子(手段)使初始狀態成功地轉化為目標狀態。這樣一來,個體在沒有啟發信息的提供下,很容易進入錯誤的問題空間,并可能產生定勢,使問題解決百思不得其解。如果受到原型的啟發,就可以運用原型中所包含的啟發信息,使問題空間的搜索從算法式轉變為高效率的啟發式搜索,從而促進問題的快速解決。
許多創造發明者在面對百思不解的“科學難題”的時候,往往不經意間從一個表面上無關的事物中獲得啟發,獲得靈感,而忽然間找到解決問題的新思路(頓悟)。靈感是如何閃現的,為什么創造發明者能夠“獨具慧眼”從表面上無關的事物中獲得啟發,一直是一個令人感興趣的課題。根據對創造性思維所進行的深入研究和思考,張慶林等人基于科學界關于“原型啟發”催化頓悟產生的普遍事例(王極盛,1981),提出了頓悟問題解決的“原型啟發”理論(張慶林,邱江,曹貴康,2004)。該理論認為,在解決頓悟問題的過程中,如果能夠在大腦中激活恰當的原型及其所包含的“啟發信息”,那么頓悟就能夠發生。頓悟的“原型啟發”包含兩個加工階段:第一階段是“原型激活”,即想到對眼前問題有啟發作用的某個已知事物(原型);第二階段是原型中的“關鍵啟發信息利用”,即想到原型中所隱含的某個關鍵信息(如原理、規則、方法等)對眼前問題的解決有啟發作用(田燕,羅俊龍,李文福,邱江,張慶林,2011)。從中國的“魯班從帶鋸齒邊的茅草中得到啟發而發明鋸子”的傳說,到“瓦特從沸騰的開水壺蓋上受到啟發而發明蒸汽機”的經典故事,都說明“原型啟發”在頓悟中的重要地位。該理論自提出以后,先后得到一系列行為實驗的初步檢驗(張慶林,邱江,2005;曹貴康,楊東,張慶林,2006;任國防,邱江,曹貴康,張慶林,2007;吳真真,邱江,張慶林,2008),并且原型啟發的兩個加工階段“原型激活”和“關鍵啟發信息利用”也被證明是存在的。
原型啟發理論認為:(1)問題解決者之所以能夠從表面上無關的原型事物中獲得啟發信息,是因為人腦具有一種“自動響應機制”,即,問題解決者在不經意間偶然遇到表面上無關的原型事物時,頭腦中的“科學難題”會自動激活,因此很容易將原型事物中所包含的啟發信息運用于“科學難題”解決(獲得靈感),從而換用高效率的啟發式搜索;(2)高創造性者之所以能夠“獨具慧眼”,是因為他們在“大腦自動響應機制”上具有一定的優勢。
“大腦自動響應機制”是如何實現的?其可能的工作原理是什么?原型啟發理論假設,問題解決者在遇到表面上無關的原型事物的時候,之所以能夠自動激活“科學難題”(參見下文‘3研究構想’中所舉實例),是由于問題解決者對原型的表征和對問題的表征兩者之間包含了相同的語義:當問題解決者遇到表面上無關的原型事物時,如果對原型的表征建立了一個特定的“構造一功能”連結(如,蝦殼的“環狀連接”是“構造”,“既堅硬又可以彎曲”是“功能”),并且對科學問題的表征也已經建立了一個“構造?一功能目標”的表征(如,“宇航服如何構造”就是一個“構造?”表征,“既堅硬又可以彎曲”則是“功能目標”的表征),那么,二者在語義表征上存在的共同成分就會導致一種“自動響應”,類似于物理上的共振現象。也就是說,問題解決者在遇到表面上無關的原型事物的時候之所以能夠自動激活“科學難題”,是因為問題解決者對原型表征中所包含的特定語義激活了“問題表征”中的共同語義成分,并因此激活了整個“問題表征”,因此可以在工作記憶中同時加工“原型”和“問題”,兩者聯系在一起的結果是問題解決者能夠從原型的“構造”中獲得啟發信息而解決“問題”中的“構造?一功能目標”表征中的“構造”的缺失。
由于“原型”和“問題”之間具有共同的語義成分,這意味著在原型啟發過程中兩者之間有共同的腦細胞群激活,因此“原型”和“問題”之間在fMRI上應該記錄到某個(或某些)腦區的激活強度有顯著的相關。
高創造性者為什么能夠更加“獨具慧眼”?原型啟發理論的假設是:第一,高創造性者對“科學難題”具有更高的“孜孜不倦”的追求,即具有更強的“蔡格尼克效應”。蔡格尼克效應表明,人們對于那些未能完成的任務的記憶有時會比對已完成任務的記憶更好(Zeigarnik,1927)。而個體對問題的孜孜不倦的追求會導致對問題的感受性提高(激活的閾限降低),因此更容易在面對原型的時候激活“科學難題”。而這種感受性的高低與個體的“創造性人格特征”的高低有關。課題組已經發現,《威廉姆斯創造性傾向》量表的得分與原型啟發測量分數顯著相關(朱海雪等,刊印中)。第二,由于高創造性者對“科學難題”的“孜孜不倦”的追求導致對問題表征的“興奮性”的提高,并無意之中影響對表面上無關的原型事物的表征。例如,如果沒有宇航服問題的“構造?-功能目標”的表征的“啟動效應”,被試對蝦子也不會形成“環狀連接”與“既堅硬又可以彎曲”的連結(一種“構造一功能”式的表征)。課題組已經發現“先問題一后原型”的實驗條件下原型啟發的測試分數顯著高于“先原型,后問題”的條件,出現了“位置效應”(朱海雪等,刊印中),并在進一步的fMRI研究中發現了問題表征對原型表征的“啟動效應”的腦區(另文發表)。第三,從邏輯上講,是原型表征影響問題表征,還是問題表征影響原型表征?其實兩者之間不是單純的因果關系,“大腦自動響應機制”是一種并行加工。高創造性者似乎更善于進行這種并行加工(或許在單純的因果關系的推理方面,高創造性者與低創造性者并沒有顯著的差別),這一觀點有待進一步檢驗。第四,高創造性者更善于洞察問題的關鍵所在,更善于將紛繁復雜的問題簡約成“構造?一功能目標”的表征,并形成一個問題圖式。正是由于“構造?-功能目標”表征的存在,高創造性者才更容易對原型的表征產生“啟動效應”,也更容易在共同語義基礎上形成“自動響應”。
3 研究構想
在以往創造性問題的研究中,如裝缸問題、九點問題、火柴問題,蠟燭問題,雙繩問題等都為數不多,并且這些問題的性質、特征、復雜程度等也都各不相同,不具備等值性。字謎、謎語、遠距離聯想以及變位字謎等作為實驗材料雖然解決了數量問題從而能夠進行腦機制研究,但歸結到一點,這些材料都還停留在非科學問題(例如,知識貧乏問題)上,帶有人工性問題的特點。利用這些問題雖然能在實驗室的條件下對高級認知活動進行研究,也能對額外變量進行很好地控制,但其生態效度往往不高。作為與現實生活中密切相關的創造性思維的產生不能脫離對實際問題的研究。因此,在已有研究的基礎上進一步探討更為符合創造性思維產生過程的科學性實際問題的
頓悟機制,成了一個很迫切、又很困難的任務。
實際上,朱丹等(2011)已經成功編制了《創造發明實驗問題材料庫》,而且該庫經過了一系列的參數測試(正確率、反應時、難度系數、啟發量等)和多項認知實驗的檢驗。例如,田燕等人(2011)考察了原型表征對科學問題解決過程中的啟發效應的影響。
該庫共篩選出84個測試題目,都是在各個學科領域內收集到的最新的創造發明的實例。這些問題都很難,難在人們容易從常規的知識出發產生思維障礙,但是一旦獲得某種原型啟發,靈感就會忽然降臨。因此,這些問題都具備了頓悟問題的基本特征:第一,在沒有原型啟發的條件下這些題目都很難以解決(容易產生問題表征的錯誤和思維定勢的限制);第二,在獲取原型啟發之后一般都會“豁然開朗”,問題很快得到解決(思維定勢被打破,形成恰當的問題表征并進入正確的問題空間,原型與問題之間的“新異聯系”得以形成);第三,找到答案之后會產生恍然大悟的感覺和愉悅的情緒體驗(“啊哈”體驗)。
下面是84個測試題目的一個實例:
科學問題:中國神六航天飛船上天之前,科學家們被宇航服的設計難住了。宇航員出艙時候穿的宇航服,既要有一定的堅硬度能夠承受氣壓,又要能夠自由彎曲,便于宇航員出艙操作。怎樣使宇航服既有硬度又能自由彎曲呢?
原型:煮熟的蝦子,其身體部分的外殼,既堅硬又可以彎曲。
參考答案:將宇航服需要自由彎曲的部位做成蝦子外殼的樣子。
這84個測試問題,涉及生物、物理、化學等學科領域,每一個測試問題都“一對一”地配備一個“原型事件”(共84個不同的原型)。
此外,本研究還編制了40個常規性問題(用作實驗中的基線條件),例如魯班從帶齒邊的茅草中得到啟發而發明鋸子的經典例子。該類問題與新近創造發明問題最大的區別在于,這些例子是人們都知道的常識性例子,在沒有原型啟發的條件下可以通過已有的知識經驗進行解決。
本項目將在已有研究的基礎上,以頓悟的“原型啟發”為理論框架,以《創造發明實驗問題材料庫》為實驗材料,以fMRI和ERP作為記錄手段,系統探討創造發明問題解決中原型啟發催化頓悟發生的認知和神經機制,例如,原型激活和啟發信息利用的腦機制、問題意識下靈感捕捉的腦機制以及原型知識表征、動機與情緒狀態、大腦工作狀態等因素對原型啟發影響的腦機制。根據理論框架,本項目擬解決以下幾個關鍵的科學問題:
第一,按照頓悟的原型啟發理論,原型激活是自動加工,而原型中所包含的啟發信息的利用過程是控制加工,如何將這兩者分離,是一個難題。本項目分別采用“一對一”、“多對多”和“群對群”的“原型學習一問題測試”范式,有效地對兩種加工機制實行有效的分離。
第二,如國內學者羅勁指出(羅勁,張秀玲,2006;邱江,張慶林,2011),頓悟問題本身的特殊性(頓悟發生的時間不可預期和復雜性)以及認知神經技術特殊要求(采用足夠多的心理事件進行疊加)會導致個體可能在遇到問題的幾分鐘之內頓悟,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也不會頓悟。基于這種情況,我們主要探討“原型啟發”催化創造發明中頓悟這一種重要思維方式。這樣一來,我們就可以通過提供原型(包含啟發信息)幫助被試在實驗要求的時間內采用啟發式搜索從而很快產生頓悟,使被試在實驗中“數十次地”重演科學家發明過程中的頓悟思維,并進行fMRI和ERP的數據采集和分析。
第三,由于創造發明中的頓悟屬于“知識豐富領域”的問題,所以被試的“已有知識”這一無關變量成為實驗控制的難題。本項目采用“原型知識學習”這一控制措施,確保被試都具備創造發明中的頓悟問題解決所需要的啟發性知識,并具有同樣的“新近性”和“預熱程度”。同時,即使“原型知識學習”條件相同,不同的人在不同場合下,導致的對原型知識的表征是不相同的,這將導致原型啟發的效果和機制各不相同,本項目將原型表征設定為自變量,加以有效操縱,深入揭示“原型表征”如何影響原型啟發的認知和神經機制。
第四,由于創造發明中的頓悟,往往是在“不經意”中發生的,正如醞釀效應的許多行為研究所揭示的那樣,所以在腦成像的研究中難以真正捕捉這樣的“不經意”記錄機會(而且需要“數十次地”重復記錄)。本項目將動機、情緒以及“大腦工作狀態”等作為自變量加以操縱,以揭示創造發明中頓悟發生的條件及其認知神經機制。
3.1研究一:創造發明中原型激活與啟發信息利用的腦機制
如上所述,以字謎為實驗材料,在頓悟的“原型啟發”的腦機制研究方面,本項目組在“學習一測試”范式下取得了一系列成果(Qiu et al.,2010;Qiu et al.,2008b),主要得到了以下研究結論:原型啟發促發頓悟主要涉及原型激活和關鍵啟發信息提取,在大腦激活上主要與楔前葉有關,在ERP指標上主要與P200-600成分有關。研究一首先以《創造發明實驗問題材料庫》為實驗材料,分別采用“一對一”和“群對群”的“原型學習一問題測試”范式,利用fMRI作為技術手段,記錄分析創造發明中頓悟的原型啟發的大腦激活狀態。“一對一”范式(一個原型配對一個測試問題),具有“類比遷移”的特點,被試可以直接對原型中的隱含的關鍵信息進行提取,那么該范式下可以直接對“關鍵信息提取”的腦機制進行揭示。而“群對群”范式下,如何從眾多的原型中激活與之對應的信息涉及到的認知過程,可能首先是某一原型的自動激活(原型激活),進而才是對原型中啟發信息的利用。這樣一來,通過比較“群對群”范式和“一對一”范式的腦機制的差別,可以揭示“原型自動激活”的這一腦機制。此外,采用“5對5”的“原型學習-問題測試”范式,利用ERP作為技術手段,進一步記錄分析“原型激活”以及“啟發信息利用”的腦內動態時程變化過程,具體而言:
實驗1采用“一對一”范式:即先讓被試學習一個原型(學習階段),然后再讓被試解決與之對應的一個創造發明問題(測試階段)。對正確解決創造發明問題和常規問題的思考過程的fMRI數據進行對比分析。
實驗2采用“群對群”范式:第一天被試在行為實驗室里學習完70個原型材料(40個創造發明的原型材料,30個常規問題的原型材料),第二天被試進入磁共振實驗室去解決隨機呈現的創造發明問題與常規問題(測試階段),問題出現順序隨機化。
實驗3采用“5對5”范式:即先讓被試學習5個原型(學習階段),測試階段隨機呈現與之對應的5個問題。對正確解決創造發明問題和常規問題的思考過程的ERP數據進行對比分析。可以在一定程度上揭示“原型激活”以及“啟發信息利用”的ERP效應。
3.2研究二:創造發明中問題意識下靈感捕捉的腦機制
蔡格尼克效應反映了人們對未完成任務的注意保持。創造發明中的頓悟往往是在對問題的孜
孜不倦的追求中忽然出現的,靈感往往青睞那些有準備的頭腦,所以當人們面臨原型事件的時候,只有在頭腦中存在一個問題(問題意識),才能夠有效激活原型并解決問題。如上提到,唐曉晨等(2009)已經從蔡格尼克效應的角度對頓悟的神經機制進行了探討,但關于這方面的研究還有待進一步深入。因此,研究二將操縱“問題意識”,以fMRI作為技術手段,探索“問題意識”下靈感捕捉的腦機制。具體為:
實驗4采用“群對群”范式:不同的是采用“先呈現問題一后呈現原型”的實驗程序。第一天被試在行為實驗室里試著解決40個創造發明問題(根據前期建庫研究,我們預期在沒有原型啟發的條件下這些題目都很難以解決,這樣就使被試產生了類似于“蔡格尼克效應”的“問題保持意識”),第二天被試在磁共振掃描儀里被隨機呈現80個原型,其中40個原型對應于前一天沒有解決出來的40個問題(預期很多會產生靈感捕捉),另外40個原型與之前的問題無關(預期較少會產生靈感捕捉,作為一種基線條件),被試的任務即當原型出現之后思考當前的原型信息可以用來幫助解決之前40個問題的哪一個。通過靈感捕捉條件與基線條件進行比較,可以探索“問題意識”下靈感捕捉的腦機制。
3.3研究三:創造發明中原型表征對原型啟發影響的腦機制
創造發明中的頓悟問題屬于“知識豐富領域”問題,涉及到如何表征原型知識才有助于“原型激活”并將原型所包含的啟發性知識運用到問題解決之中。田燕等(2011)以《創造發明實驗問題材料庫》為實驗材料的研究發現,被試在學習原型的時候,呈現原型的方式不同(加入能夠突出原型的科學原理的標識或突出原型形象的插圖),結果表明標識和插圖在問題解決上存在顯著交互作用,反映出原型啟發的思維過程是復雜的,表現出靈活性、經濟性的特點。因此,研究三將以田燕等(2011)研究為基礎,在原型學習階段中對“原型表征”進行操縱,以fMRI作為技術手段,探測原型表征的差異對創造發明頓悟中原型啟發效應影響的腦機制。具體為:
實驗5類似于實驗4,采用“先呈現問題,后呈現原型”的“9對9”實驗程序。不同之處在于,問題和原型呈現階段都進行掃描。本實驗下,自變量為原型學習階段呈現原型方式的不同(是否加入能夠突出原型的科學原理的“標題”和是否加入能夠突出原型形象的“插圖”),統計分析“標題”和“插圖”兩個自變量在問題解決上的主效應和交互作用(行為指標)及其腦區激活上的主效應和交互作用(fMRI指標),以考察“原型的形象思維”和“科學原理的抽象概括”在原型啟發中的不同作用機制。
實驗6采用與實驗5基本相同的實驗范式,不同之處是:原型學習階段呈現原型方式(自變量)的處理改變為,“是否突出原型材料中體現科學原理的文字”(加黑處理)和“原型材料與創造發明問題材料兩者之間是否有顯著的共同文字”,結果的處理同樣是統計分析兩種處理條件下行為指標和fMRI指標上的主效應和交互作用,以考察問題與原型之間“文字上的表面相同”和“科學原理上的深層語義相同”在原型啟發中的不同作用機制。
3.4研究四:動機與情緒對創造發明中的原型啟發效應的影響
由于靈感往往是在“不經意”中發生的,是在“散焦注意”(而不是集中注意)的情況下發生的,所以,過強的動機和過強烈的情緒狀態,可能不利于頓悟的發生。李亞丹等(2012)以字謎為材料,采用“原型學習,問題測試”范式,考察不同競爭水平(高、中、低競爭強度和無競爭)情境下誘發的情緒效價(積極、中性和消極)對頓悟中的原型啟發的影響,結果發現競爭水平以及誘發的情緒對字謎問題解決中的原型啟發有顯著影響,并且二者之間存在交互作用。以李亞丹等(2012)研究為基礎,研究四將操縱動機和情緒,以fMRI作為技術手段,探測動機與情緒狀態對創造發明中原型啟發效應影響的認知與神經機制。
實驗7采用與實驗5基本相同的實驗范式,操縱動機的性質(內部動機與外部動機)和動機的強度,探測動機對創造發明中原型啟發效應影響的認知與神經機制。擬采用不同強度的鼓勵作為內部動機的激發手段,以不同額度的獎金的作為外部動機的激發手段。
實驗8采用與實驗5基本相同的實驗范式,操縱情緒的效價、喚醒度、強度,探測情緒對創造發明中原型啟發效應影響的認知與神經機制。擬使用經中科院心理所改編后的國際情緒圖片系統,選取愉悅度、喚醒度、強度不同的圖片作為情緒誘發材料。
3.5研究五:大腦工作狀態對創造發明中的原型啟發效應的影響
動機與情緒的影響,或許是通過對大腦工作狀態的影響而間接發生作用的。研究五在研究四之外,將更直接研究大腦的工作狀態對創造發明中原型啟發的影響。操縱大腦工作狀態(如,不同的疲勞狀態、入靜放松狀態、催眠狀態、飲酒的麻痹狀態等),以fMRI作為技術手段,探討大腦的不同狀態對創造發明中原型啟發效應影響的認知和神經機制。
采用與研究四基本一致的“群對群”范式,研究大腦不同工作狀態對創造發明頓悟中原型啟發影響的腦機制。例如:
實驗9通過對有午睡習慣的被試是否“剝奪午睡”的控制來操縱大腦的疲倦程度,以研究大腦疲倦程度對創造發明中原型啟發效應影響的神經機制。
此外,在以上五個研究的基礎上,本項目還將從“特殊腦損傷病人的驗證研究”等角度展開進一步的深入探討。
4 小結
現實生活中,人們通常是在對問題百思不得其解情況下遇到某一啟發信息后產生對該問題的解決方法。因此,研究二和研究三下采用的“先呈現問題一后呈現原型”范式更符合創造性思維產生的過程(朱海雪,羅俊龍,楊春娟,邱江,張慶林,印刷中)。而研究一下,采用“一對一”和“群對群”的“原型學習一問題測試”范式,則是對以字謎為實驗材料所揭示的楔前葉等腦區在原型啟發過程扮演重要作用結果的驗證。
【關鍵詞】語文教學;對話策略;創造潛能
對話既是一種哲學思想,也是一種教學策略。作為一種教學策略,還可以再進行一些申述。對話方法最有利于發展學生的真正意義上的思維,而不是僅僅靠復述書本答案或教師的講解內容可以完成學習任務;教師和學生一起進入思維,樹立了一種典范,對學生提高思維品質起到促進作用。
一、對話理論使語文教學凸現一定的特點
首先,對話理論視野中的語文教學,是師生共同構建、共同創造的過程,真誠和愛是有效教學的前提與基礎。這里的愛包含了師生之間真誠、積極的情感,同時也意味著對他人的責任,因而語文教學過程中應該是真正意義上的心靈對話過程。在這過程中消解了教師權威地位,確立了師生之間人格的平等。從而減輕了傳統的權威角色帶給教師的緊張感,也給予了學生最大的自由空間,促進個體的發展與成熟。師生彼此之間能夠相互敞開、相互接納,在對話過程中不斷融合。
案例(1)我在教魯迅《故鄉》一文時,先讓學生通讀課文,然后以問題導入對話:“小說中的‘我’這次回故鄉時的感覺如何?”我的教案準備的標準答案是“感受到故鄉的蕭條、冷落,正和‘我’的悲涼心情一樣。”但一位學生的回答卻是:“我認為小說中‘我’此次回故鄉最深切的感受是故鄉變了。”于是我就改變了既定的教學步驟,以一個“變”字為對話的切入點,引導學生進行討論,學生分別從故鄉的人變了、景變了,人與人之間的感情變了展開對話,這堂課我放下了權威的架子,因勢力利導,與學生平等對話,大大拓展了學生思維的自由空間,促進了學生個體的發展。
其次,語文教學應該充滿肯定與贊譽。對話理論認為信任是開展良好教育的前提,“離開了對人的信任,對話就無可避免地退化成家長式的鬧劇”。面對教學中產生的問題,要求教學雙方表達真實、具體的觀念或想法,并且要言行一致,只有在此基礎上展開交流與對話,才能構建成教學的基本內容,促進教學的順利開展。同時,對語文教學中出現的問題,語文教師與學生應該對探索與解答抱有熱切的期盼,這樣的對話過程才會促進意義的生成。
案例(2)有位教師教學《軍神》,在研究“為什么沃克醫生說遇到的是一塊會說話的鋼板,是一位軍神”時,一名男生說:“他在手術臺上十分堅強”,雙手緊緊地抓住身下的白布,再從沃克醫生“雙手顫抖,汗珠滾滾”可以看出是一塊“鋼板”、是“軍神”。老師及時評價肯定:“你不僅抓住了自己的表現,還從其他人的表現中感受到的堅強,非常全面。從你剛才激動的話語中,我相信你這個男子漢也被我們的軍神感染了。”這時一名女生說:“從“居然”這個詞中我們知道越來越用勁,最后竟把床單撕破了,從中可看出他的堅強。”老師又加以評價:“你真是個細心的女孩,從一個詞可以看出當時的痛苦。如果你是在場的女護士,相信你看到這個動作一定會心疼不忍和萬分擔心!”這個老師針對性的評論既肯定了對文章理解的正確,又根據不同的性別滲透人文品質的塑造。這個教師針對學生正確理解的肯定和贊譽,使不同的學生,甚至同一個學生回答了不同的問題得到的都是不同的而又恰當的賞識的語言,這種對話使學生對探索與解答抱有熱切的期盼。而老師獨特的贊美也促成了對話的動力。
再次,語文教學應充滿創新與追求。對話具有內在的未完成性與自由開放性。教學中的交流與對話,其最終目的不是說服與壓制,而是在不斷匯聚、融合的過程中形成新的意義。教師與學生通過真誠溝通、相互融合,在充滿愛、信任與希望的合作情境中不斷完善或發展師生的認識。參與對話的每一種觀點都代表著獨特的存在,同時對話本身也拒絕陳腐與雷同,因此不斷追求與力圖創新是對話理論對語文教學的基本訴求。
案例(3)有的教師在《項鏈》一課教學中作了為小說續寫結尾的設計:瑪蒂爾德從友人那里得知自己花十年辛苦還債卻是為了一個假項鏈,后來怎樣了?學生的交流可謂五花八門,而創造性思維的能力得到了鍛煉。教師要重視學生的非理性特點,尤其是瞬間或偶然迸發出的“靈光乍現”式的創造性思維活動,有意識地通過討論、對話激發學生的想象、聯想、發散性思維,甚至允許學生“突發奇想”。這才是語文教學中對話所追求的目的。
二、對話理論體現·貫徹于現實的語文教學需要一定的過程
首先,教師權威的消解不是一蹴而就的,教師有時該悄然引退。如果教師始終作為只是權威、文化先知的角色參與到教學活動中,學生很難以獨立的姿態積極參與對話,傳統的課堂教學,教師往往以權威學術者的姿態主宰課堂,幾乎霸占了學生的話語權,掠奪了學生的思考權,絕大多數的學生幾乎成了聽眾。師生之間的關系主要表現為主宰者與被主宰著、傳授者與接受者、塑造者與被塑造者的主客體關系,使得師生之間的對話只停留在語言形式上,而不是深入到彼此之間的精神領域。而要打破這一僵局,平等、民主就成了課堂教學中展開對話的第一要義。學生與教師一樣,在人格上是獨立的,每一個學生都有著自己豐富的內心世界和獨特的感情表達方式,都需要教師的理解與尊重。長期以來,各種因素使得師生之間總有一定的心里距離,課堂教學中的學生總是有些拘謹。因此,要“對話”,就必須營造一個寬松的環境,讓學生敢于說真話,教師不要以審視的眼光去看待學生,多一份理解與尊重。這樣,學生才會獲得心理上的安全感,建立起作為對話的自信,才會敢于說真話表達出內心的真實想法,也只有這樣,才會喚起學生學習的強烈欲望,而這正是對話的最好動力。
其次,學生參與對話需要一定的基礎和條件,對話理論要求師生對于所討論的話題不僅具有初步的理解,而且需要擁有獨立的觀念與看法。在語文教學過程中,如果學生沒有具備一定的知識儲備與認識水平,對于問題的思考處于感性層次,這就需要教師幫助、引導,否則學生就不可能積極參與。
案例(4)我在教學杜甫《羌村三首》其三,學生對第一句“雞群正亂叫”未必了解,我就為他們提供了作詩的具體背景,即詩人經過安史之亂的顛沛流離后終于得以與家人團圓,故對鄉村和平安寧的景象特別敏感,這樣就幫助學生理解了詩人當時的真切感受,由已知引向未知,這就為對話提供了一個平臺。
最后,對話并不意味著無序與混亂。在一定的情境中,主流觀念或標準的缺乏將有可能把教學中的對話淪為單純的辯駁與爭吵。
案例(5)有位教師為了體現討論,對話的新理念,模仿特級教師支玉恒的教法教學《只有一個地球》。學生初讀課文后,教師問學生:“此時你心中有什么滋味?是不是覺得酸酸的、甜甜的、苦苦的?”結果,學生起來回答時,一會兒說酸,一會兒說甜,一會兒說苦。雜亂無序。學生說到哪兒,教師跟到哪兒,對教學無組織,對學生不引導,使聽課的學生和教師如墜云里霧中,這絕不是真正意義上的討論、對話,也無法體現學生和教師在課堂中各自地位的內涵,教師既不能牽著學生鼻子走,也不能被學生牽著鼻子走。尊重,不等于遷就,提倡對論不等于亂說。教師應是學生的領隊,當學生遇到疑問時,教師要引導他們去想;當學生的思路狹窄時,教師要啟發他們拓寬;當學生迷途時,教師要把他們引上正路;當學生無路可走時,教師要引導他們鋪路架橋;當學生“山重水復疑無路”時,教師要引導他們步入“柳暗花明又一村”佳境。
三、對話教學過程中應注意的問題
對話教學過程是思想碰撞和心靈交流的動態過程。它需要問題和干擾的出現。在這里,問題和干擾不但不是教學的消極因素,恰恰相反,它是對話得以發生和進行的必要條件。所以在實施對話教學過程中應注意避免幾種情況:
一是設法回避問題和干擾的發生,讓學生被動地接受預設的對課文的確定解釋。
二是不能容忍學生對課文產生看似荒唐,其實是富有想象力的想法。
三是教師應避免呆板的、生硬的、機械的提問而導致課堂氣氛的沉悶。
【關鍵詞】發散思維;創造力;初中生;干預實驗研究
中圖分類號:B842.3 文獻標識碼:A 文章編號:1000-6729(2007)03-00169-04
創造力是指人在解決問題時,在創造性個性的激勵下,對信息進行發散思維加工,經過流暢性、變通性、獨特性而產生新穎且具有價值成果的能力。 對于創造力的研究,許多學者的共識是創造性思維和創造性個性是構成創造力的重要成分,而創造性思維的核心是發散思維。發散思維也稱求異思維或輻射思維,是對同一個問題探討不同的、特異的解決方案的思維過程和思維方法[1]。
南錫(Nancy)等人在總結211項研究成果(1972)并計算各種能力的遺傳決定系數、環境決定系數中發現,發散思維的遺傳決定系數為0.22,是最小的一個,提示發散思維能力是最容易接受環境的影響而發展的[1]。吉爾福特(Guilford)在研究智力的三維結構模型時,對創造力所涉及的思維能力進行了實證研究,指出訓練人的發散思維能力是培養創造力的一種方法[2]。心理學家瑪麗.米克把這一理論最早應用于實際建立了智力結構研究所,編制了許多提高學生能力的練習[3]。美國的西德尼.帕納斯及其助手以大學生為研究對象,開設了二年的研究,結果學生的創造能力有顯著的提高[4]。沈德立等人對中學生進行發散思維訓練,探討培養中學生創造力的可行性及有效措施[5]。李孝忠根據吉爾福特智力三維模型開發了中學生創造性個性測驗、學生發散思維測驗[6]。張向葵等采用國內修訂的托倫斯圖形創造力測驗對閱讀障礙兒童的創造力特征進行研究[7]。
本文以吉爾福度模型為指導在探討制約個性創造行為的心理因素的基礎上,構建了以認知能力為基礎,以創造性個性和發散思維為中心內容的多維度、多層次的培養目標,探討發散思維訓練對創造性個性和創造性思維的影響,探索培養創造力的有效途徑。
1 對象與方法
1.1對象 選取長春市東北師大附屬實驗學校(重點)初中一年級兩個班,其中一個為實驗班(n=62),另一個是對照班(n=57)。實驗班與對照班學生的性別、年齡、一般智力和學習成績無顯著差異,兩個班級教師的性別、年齡、教齡和學歷基本相似。
1.2 干預方法
以吉爾福特模型[2]為指導,編制發散思維訓練材料。根據24種能力內容的性質分為四組,按由易到難的原則安排:6種視覺內容的發散思維能力安排在最前面,其次是6種語義內容的發散思維能力訓練內容,再次是6種符號內容的發散思維能力訓練內容,6種行為內容的發散思維能力訓練內容安排在最后。并編制了訓練手冊供教師使用,訓練手冊向教師介紹了練習題目的編制原則,列出了練習題目及參考答案,規定了基本教學模式,說明了教師應注意的事項。由東北師大心理系一名研究生使用發散思維訓練手冊,按24種不同內容的訓練活動順序對實驗班學生進行每周一課時發散思維訓練,培養學生的發散思維、輔合思維和創造性個性等品質,為期一年,對照班不進行訓練。訓練課模式采取教師指導下的自學討論,包括呈現問題、自學思考、小組或班級討論、引導發散和評價等環節。對實驗教師采用自學“訓練手冊”和邊干邊學的方式進行培訓,并輔以與其他實驗點教師相互聽課、經驗交流、教學觀摩等,以保證實驗教師正確理解與實施實驗方案,有效地落實訓練活動。在實驗開始前、后使用創造性思維(TTCT)[1]、發散思維測驗[1]和創造性個性測驗[1]對兩班學生施測。
1.3工具
1.3.1托倫斯創造思維測驗[1]
托倫斯創造思維測驗(TTCT)[1]以美國明尼蘇達大學教育系主任托倫斯1966年編制的托倫斯創造思維測驗(TTCT)為原型。該測驗(由東北師范大學心理系李孝忠修訂)由言語創造思維測驗、圖形創造思維測驗及詞創造思維測驗構成,本研究僅采用了圖形創造思維測驗部分。該部分又由構造圖形(簡稱:第一部分)、完成圖形(簡稱:第二部分)和建造圖形(簡稱:第三部分)三部分組成。其中第一部分是以一個曲邊圖形為圖形的一部分畫一幅畫或一個物體;第二部分要求被試在給定的十個未完成圖形上加任意的線條,使之成為一個完整而有趣的圖畫;第三部分要求被試在給定的三十對平行豎線內、線上或線外加任意的線條,使之成為一幅畫或一個物體。該測量的創造力維度為:①流暢性(迅速產生大量意念和見解);②獨特性(產生新穎獨特、別有見地的見解);③標題抽象性(產生點明主題,概括圖形內容的見解);④精細性(反應的詳細和特殊性);⑤抗過早閉合性(不是立刻用直線或曲線來封閉為完成的圖形)。該量表經過7000多人的測試,表明有良好的信度,其信度值為0.86。
1.3.2中學生創造性個性測驗[1]
采用東北師大心理系李孝忠教授“八五”期間編制的中學生創造性個性測驗。該測驗包括獨立性、自信心、好奇心、冒險敢為、表達欲、想象幻想、敏感性、幽默感8個分測驗。重測信度0.88,分半信度為0.83,同質性信度為0.83。當把8個分測驗的測試數據與另外6個語義發散思維的測試數據放在一起進行斜交旋轉的因素分析時,結果8個創造性個性測驗集中在一個因素軸上,另6個測驗集中在另一個因素軸上,提示其結構效度良好。
1.3.3學生發散思維測驗[1]
該測驗由東北師大心理系李孝忠教授“八五”期間編制。根據美國心理學家吉爾福特的研究,發散思維能力具有多維度、多層次的特點。發散思維能力測驗包括符號發散思維、語義發散思維和行為發散三個內容維度;思維流暢性、變通性和獨特性是發散思維的一連串加工過程中的不同層次和水平。流暢性是單位時間內發散項目的數量;變通性是單位時間內發散項目的種類;獨特性是單位時間內新穎獨特的發散項目[2]。包括符號發散思維、語義發散思維、行為發散思維三個分測驗。全測驗的信度系數為0.81,符號、語義和行為三個分測驗的信度系數分別為0.80、0.70和0.73。對119名被試的測試數據進行統計分析表明,符號與語義的相關系數為0.33,符號與行為的相關系數為0.38,語義與行為的相關系數為0.53,三個分測驗的數據中含有一個共同因素,即發散思維能力,證明測驗的結構效度良好。
符號發散思維、語義發散思維和行為發散思維三個分測驗成績按五個等級評分,每道題目的答案在10個以上記4分;答案在6個以上記3分;答案在2-6個記2分;答案2個以下記1分;答案是零則記0分。還可以根據思維流暢、變通性和獨特性統計不同層次的發散思維得分。發散項目為流暢性得分,發散項目的種類為變通性得分,超出一般學生所能想到的答案,作為獨特性得分。如語義發散思維測驗中的一個題目:請你在2分鐘之內寫出與“休息”意義相近的詞,越多越好。一個學生寫出聽音樂、打盹、稍息、散心、長眠、閑談、放松、靜止不動、催眠、看電影、溜冰、養精蓄銳、以逸待勞、退休、郊外度假15個答案。其發散項目為15,答案超過10個,則語義發散思維得分為4分,流暢性得分為15分;發散項目的種類為同義詞、近義詞、轉義詞、成語、其他等5種,則變通性得分為5分;催眠是超出一般學生所能想到的,所以看作獨特性。如果一種答案頗有新意,在同一年級中只有5%的人答出,可記2分;如果某種答案很有特色,在同一年級中只有10%的人答出,則記1分;如果答出某種答案的人數很多,超過10%,那么獨特則記0分。最后采用標準分,可以得到符號發散、語義發散、行為發散、流暢性、變通性和獨特性不同內容不同層次的發散思維得分。
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1.4統計方法 采用t檢驗。
2結果
2.1實驗班與對照班創造性思維、創造性個性和發散性思維測驗前測和后測成績比較
表1 實驗班與對照班學生創造性思維、創造性個性和發散性思維測驗評分比較(x±s)
指標訓練前實驗班(N=62)對照班(N=57)t值P值
訓練后實驗班(N=62)對照班(N=57)t值P值
表1顯示訓練前兩班學生的創造性個性、 創造性思維測驗評分差異均無顯著性。訓練后,創造性個性的獨立性、冒險敢為和表達欲評分實驗班高于對照班;創造性思維測驗的流暢性、獨特性、標題抽象性評分實驗班高于對照班。創造性個性和創造性思維的總評分實驗班高于對照班。
2.2訓練前后實驗班與對照班學生發散思維測驗評分比較
表1顯示訓練前兩班學生發散性思維測驗各指標評分差異均無顯著性,訓練后實驗班評分高于對照班。對發散性思維能力的不同內容、不同層次進行分析,發現符號發散、語義發散、行為發散、流暢性、變通性和獨特性六個方面,實驗班評分均高于對照班。
3討論
3.1發散思維訓練對初中生創造性思維的影響
本研究表明,經過發散思維訓練,實驗班的創造性思維測驗評分高于對照班,說明發散思維訓練對提高學生創造性思維能力有效,與西德尼、帕斯及其助手的研究結果一致[4]。吉爾福特曾指出,發散思維具有流暢性、變通性和獨立性。它在創造性地解決問題時起著核心作用。而南錫(Nancy)的研究則指出,發散思維能力最容易受環境教育的影響而不斷發展[1]。因此,學生在接受了發散思維訓練之后,首先發展了發散思維的能力,繼而提高了創造性思維的測試成績。此外,為期一年的思維訓練不僅使學生的發散思維能力得到了鍛煉與提高,而且也很可能使他們在解決問題時形成了一種良好的思維習慣,力求獲得新穎獨特的答案或找到更具創新性的解決途徑,在思維流暢性、獨特性和標題抽象性方面有較大提高。而在精細性和抗過早閉合性方面沒有顯著提高,可能是由于發散思維訓練沒有與學科教學聯系有關,有待于在創造力培養方面做進一步的研究。
3.2發散思維訓練對初中生創造性個性的影響