论实验活动中研究生创造性思维能力的培养——科学哲学的视角

朱荣贤

(淮阴师范学院 马克思主义学院，江苏 淮安 223001)



论实验活动中研究生创造性思维能力的培养
——科学哲学的视角

朱荣贤

(淮阴师范学院 马克思主义学院，江苏 淮安 223001)

当前，培养创新型人才已成为教育工作者的重要职责之一。文章从科学哲学的视角探讨了实验活动中研究生创造性思维能力的培养问题，给出了实验教学中提高研究生创造性思维能力的若干建议：培养学生“有条件的怀疑”精神；教育学生正确对待实验中的“机遇”；引导学生辩证对待实验对于理论的“验证性”；训练学生运用非逻辑思维方法进行科学思维的能力。

创造性思维；创造力；非逻辑思维；实验

前言

习近平同志曾指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭源泉，也是中华民族最鲜明的民族禀赋。”他在阐述“十三五”五大发展理念时，同样将“创新”放在经济社会发展实践的重要位置(置于各大理念之首)。对于创新之艰难与不足，人们体会尤深：“诺贝尔奖稀缺”的事实至今仍困扰着我们，“钱学森之问”仍时时拷问着我们。对于如何创新，人们的探索一刻也没有停留。然而，多年的努力与实践表明，一个国家、地区乃至个体创新能力的提升，需要经历艰难的奋斗过程，同时，创新能力的提升问题的确是个系统性工程，它注定需要人们多视角的探索、多维度的努力，“创新实践，人们一直在路上”。

当前，进行创新创造，制订激励性的政策、创设有利于创新的文化氛围等固然重要，但同样毋庸置疑的是，创新型人才的培养一定是获得创新性成果、建设创新型国家的基础，因之，培养高素质的创新型人才便成了我们教育工作者的重要职责之一。然而遗憾的是，对于创新型人才的培养，虽然我们“付出”了许多，但摆在我们面前的现实是：中国许多学生的创新能力远远逊于许多国外同龄群体。如在2010年DI(destination imagination的简称，原意是“目的地想象”，现为头脑创新思维竞赛的简称)创新思维全球赛上，中国派出了23支代表队200多名选手参赛，最好的一支参赛队成绩仅为第六名。带队老师曾这样感叹：很多中国学生把时间花在应对考试解题上，鲜有时间接受思维能力的训练。在西安比赛期间，DI中国区总裁肖力在谈到中国选手参加全球赛不尽如人意的成绩时也曾感慨：“中国学生的知识、能力并不比国外学生差，只是平时缺少创新思维的训练。说到底，还是受应试教育的束缚。”如上的感慨与叹息必然地“催生”出这样的问题：我们教育工作者如何实实在在地培养创新型人才，而不是流于“乌托邦”式的口号？

一般而言，创新型人才的培养，主体创新能力的锻造是关键。不仅如此，从创新活动过程看，创新实践的发生、良好预期的获得，同样要求创新主体有能动的创新意识和良好的创新能力。而从心理学与发生学的角度看，人的创新意识和能力的强弱则又与人的创造性思维活动能力高低密切关联。

研究生是创新型人才的主体或后备军，鉴于研究生阶段的学生已经有了一定的知识(特别是自然科学知识)积淀和世界观基础，因而在研究生阶段对学生进行现实的(而非抽象意义上的)创新精神与创新能力的培养十分重要。前已述及，创新型人才的培养是个系统工程，任何关于创新型人才培养维度的探究都将有助于我国创新型人才队伍的建设。实验是重要的科学研究活动，是培养个体思维习惯、能力的重要实践活动。有鉴于此，笔者现从科学哲学的视角，探讨实验活动中研究生创造性思维能力的培养问题，希冀对我国创新性人才培养及创新型国家建设有所裨益。

一、创造力与创造性思维

创造力是主体获致创新性成果的基础。所谓创造力，是指特定主体在创造活动中表现出来、发展起来的各种能力的总和。创造力的形成和强弱，与主体内蕴的知识素养以及智力水平息息相关。有人曾形象地将知识、智力、创造力分别比喻为树的根系、树干、枝叶与花蕾，根系(知识)支撑树干(智力)，树干支撑枝叶与花蕾(创造力)。可见，知识和智力以递进方式构成主体创造力的基础和必要条件。

学者甘自恒[1]认为，从思维与实践两大领域分，创造力可分为两类，即产生新设想的创造性思维能力以及能产生新成果的创造性技能。显然，创造性思维能力是主体创造力的重要构成与标志，不仅如此，鉴于“思维比之于行动具有先导性”，笔者认为，对于主体创造力培养而言，培养创造性思维能力比之于后者更为重要、根本。

对于研究生特别是理工类研究生而言，他们普遍地具备了“知识”与“智力”两个创造力形成的基础，培养其创造力，关键在于如何养成其创造性人格，特别是如何提高其创造性思维能力。

创造性思维是创新主体进行创造活动的基础，特别在现代科学不再主要依靠生活与技术经验的时代(古代科学成果的诞生很多是直接建立在生活与技术经验基础上的)，它是人们获致创新性成果的重要前提。所谓创造性思维，是指思维主体突破传统的逻辑通道和思维习惯，以新的方式解决前人未解决问题的思维过程和方法，它是人类创造活动的灵魂和核心。

创造性思维，从形式看有两种形态，一是以逻辑思维为主的创造性思维形式。这种思维形式内在具有的演绎外推、归纳推理、类比推理等逻辑推理形式使科技领域产生了不少创造性的发现。如：亚当斯和勒维列运用数理逻辑方法对海王星的预言，麦克斯韦关于电磁波的预言等等无不是以演绎外推为主的创造性思维导致重大发现的例证。第二种则是以非逻辑思维形式即形象思维、直觉、灵感等为主的创造性思维形式。20世纪相对论、量子力学两大物理学革命成果的获得历程以及其他诸多重大科学发现等无不表明：非逻辑思维形式在现代科学发现中扮演着并将长期扮演着至关重要的角色。事实上，随着高端科学沿量子阶梯[注]向两端发展即在宏观层面探索宇宙起源，在微观层面探索生命奥秘与微观粒子存在规律，经验科学时代盛行的理性主义的思维模式已不能包罗性地适应科技创造的需要，作为创造性思维形式之一的非逻辑思维已成为科学发现的重要源泉。有人甚至预言，古希腊盛行的直觉思辨思维模式或将被重新启用，科学创造的思维模式将实现一种“辩证的复归”。其实，爱因斯坦、玻恩、玻尔、丁肇中等著名科学家早就多次疾呼重视直觉思维、灵感等非逻辑思维形式在科学创造中的作用。爱因斯坦在论及科学发现成功之奥秘时不无感慨地说：“要通过这些定律，并没有逻辑的道路，只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉，才能得到这些定律”。丁肇中在评价计算机之父图林时也认为：“图林杰出的开创性和惊人的直觉洞察力，使他的很多思想由于超出当时人们的理解能力而一度默默无闻，结果弄得二三十年后一些人的独立研究成果似乎不过是在证明他的思想的超时代程度[2]。”

总之，创造性思维能力是创新主体获致创新成果的基础，在研究生学习阶段，适时、多层面地培养学生的创造思维能力是教育工作者不可却让的职责。基于此，结合实验教学的特点，在下文中，笔者将就如何在实验活动中培养研究生的创造性思维能力问题进行中观层面的探讨。

二、实验活动中研究生创造性思维能力培养的要领探析

从实验的本意而言，“实验方法是人们根据一定的科学研究目的，运用一定的物质手段，在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的方法[5]”。就科学发现的获得过程而言，实验方法的目的在于验证假说，从而获得创新性理论成果。在研究生学习阶段，虽然平时实验的主要目的不在于获得科学发现(在平时的大多数情况下，研究生阶段实验活动的目的主要在于通过对已有理论的实验验证，强化对已有真理性认知的理解，打牢未来创新的基础)，但我们同样应注意研究生创造性思维能力的培养问题，唯如此，才能培育同学们可贵的创造性人格，孕育良好的创造潜能。“思维意识是行动的先导”，笔者现主要就思想自觉及意识能力训练层面对如何在实验活动中加强研究生创造性思维意识教育问题进行探讨。

1．培养一种精神

这种精神即“有条件的怀疑精神”。美国科学社会学家默顿曾对科学共同体的基本行为规范和精神气质作过概述，“有条件的怀疑精神”是其关注的重要方面。他认为，科学家决不应不经任何分析批判而盲目接受任何东西。当然这种怀疑不是怀疑一切，而应遵循一定的规范。事实上，任何科学理论与发现均是特定情境与具体条件的“产物”，知识往往有其不确定性的一面，在改变情境、越出边界的情况下，知识的真理性往往不再是永恒，怀疑，往往意味着新发现的开始。科学技术发展的历史也告诉人们，许多科学发现与理论创新正是在“合理怀疑”中诞生的。哥白尼对托勒密地心说的质疑，伽利略对亚里士多德重力理论的怀疑，维萨里对盖伦医学体系的“背叛”无不说明这一点。因此，研究生学习阶段，教师应注重对学生“有条件的怀疑”精神的培养，培育创新的“土壤”。如在实验中，如果学生所得的实验结果与理论结果不一致，老师不应惯常性地认为甚至责怪学生的实验程序有问题，而应引导学生进行合理怀疑，并通过多次严格而致密的实验去验证怀疑，虽然，在多数情况下，这种怀疑是“枉然一场”，这种“枉然”的努力学生们也往往难以认同，但通过多次“执着”的“质疑—证疑”过程，显然培养了学生难得的、作为创造性主体必须具备的“有条件的怀疑”的精神。

2．善待一种“敌人”

前苏联生物学家李森科曾言：“偶然性是科学的敌人。”这里的“敌人”即科学实践中的“机遇”或“偶然性”。在科学实践过程中，由于意外的事件导致科学上的新发现，称为机遇。机遇是相对于原来预定的研究计划和目的而言的，其最大的特点就是意外性。这种意外性一般包括两类情形，其一，意外的解题思路：意外的偶然的发现可能会使遇到的难题迎刃而解；其二，意外的事物与现象：本来是为了研究某一事物，但在实践的过程中却意外地发现了另一事物。这两种机遇的区别在于，一种是加快了研究的进程并达到预期的目的；另一种是离开了原来的方向和目的，进入了新的研究领域，获得了原来预想不到的成果。通常，后者比前者具有更大价值，它是获致创新成果的重要源泉，相对而言，在实验活动领域中，这种“机遇”“青睐”人们的几率也是最大的。机遇产生的客观根据在于自然界本身就是偶然性和必然性的辩证统一：偶然性以必然性为支柱，必然性通过偶然性为自己开辟道路。因而，当偶然现象出现的时候，人们如果能善于捕捉它，进一步揭示其背后的必然性，便有可能获致新的科学发现。例如，在化学领域，在伦琴发现X射线之前，已有不少人偶然碰到过与它有关的现象，1879年英国物理学家克鲁克斯、1892年德国人勒纳德等都曾先后发现在克鲁克斯管附近的密封照片被感光现象，但他们对它都没有引起重视，使他们错过了碰到鼻尖的真理。与此相反，1895年11月8日晚，伦琴在做阴极射线实验时意外发现到一种新射线，这种新射线不仅可传播到2米之外(已知的阴极射线一般只能在空气中传播几厘米)，并且可以穿透肌肉在感光材料上显示出骨骼的轮廓，甚至能穿透十几毫米厚的铝板。面对这一奇异的偶然现象，伦琴选择了“抓住”并“追踪不放”，最终发现了这种未知射线。X射线的发现揭开了20世纪物理学革命的序幕。

因此，在实验活动中，我们应引导学生辩证看待意外或偶然出现的结果，善待那种所谓的“科学的敌人”，帮助他们理解这种“敌人”往往是获得科学发现的难得“机遇”。甚至，老师可以刻意“设计”可能导致意外结果的实验程序，顺势向学生灌输正确对待“机遇”的意识，并对异常现象进行实践“追问”，以培养其创造性思维能力。

3．引导学生辩证对待实验对于理论的“验证性”

前文已述，在平时的大多数情况下，研究生培养阶段的实验为验证性实验，鉴于这种实验的特点与特殊性，包括许多老师与同学在内，实验主体往往把实验结果与理论预演结果的一致性作为实验成功的目标，在事实层面，许多老师、同学也确实得到了“满意的”结果。但同样不可否认的是，在特定情况下，少数实验结果可能并不支持相关理论。此时，老师应引导学生辩证看待实验对于理论的验证性问题，因为这将有助于培养学生严谨求精的科研精神、有条件的怀疑精神、辩证思维的素养，而这些恰恰又是创造意识不可或缺的重要组分。

一般而言，当实验结果与理论结果相悖时，教师应引导学生认真重复进行实验。科学理论具有可复核性，实验结果与理论的不一致不一定是理论错了，极有可能是人们实验设计不合理、实验仪器缺乏精确性、主体观察不仔细等原因所致。1906年，德国物理学家考夫曼通过对高速电子质量观测实验来检验狭义相对论理论，结果得出了负结果，没有发现电子质量随速度增加而增加现象，著名科学家彭加勒也曾因此实验而怀疑相对论。结果，直到十年后，法国两位大物理学家揭示出考夫曼实验装置有缺陷，这一矛盾才得以解决。但是，当多次实验仍然不能证实理论预见时，我们应鼓励学生大胆寻找背后的原因，包括对理论的质疑。因为，任何科学理论都是在一定的历史条件下产生、被检验的，某一理论在当时被检验正确，但随着实践与检验水平的提升，原理论的缺陷极有可能被暴露，而此时恰恰是人们获得创新性发现的良机。

需要指出的是，对理论的怀疑同样应遵循辩证性法则。科学理论具有很强的结构性，它往往包含许多背景理论和辅助性原理，因此，当实验不能证实理论预见时，又不一定是主要理论错了，有可能是背景理论和辅助性原理出现了问题。一句话，教育工作者应努力使同学们明白，以实验去验证理论，其中充满了太多的辩证性，每一次辩证性的思考都有可能为我们提供获致新发现的契机。

4．训练学生运用非逻辑思维方法进行科学思维的能力

近代以来，逻辑思维一直被人们视为科学思维的惟一或主体类型。然而，思维科学的发展趋势和科学发展的历程无不表明，非逻辑思维方法在科学发现中同样起着重要的作用，它们与归纳、演绎等逻辑思维方法一道构成了完整的科学思维体系。尤其是，前已述及，随着高端科学沿量子阶梯向两端发展，科学研究的对象愈加远离人们的经验世界，经验科学时代盛行的理性主义的思维模式已不能包罗性地适应科学发现、技术创造的需要，非逻辑思维已成为导致科技创造的重要源泉。鉴于研究生以前阶段学生思维训练的特点与实际，即主要以逻辑思维方法训练为主，以及非逻辑思维方法在科学发现中的重要作用，笔者认为，培养研究生创造性思维能力，如何有效利用实验阵地训练研究生运用非逻辑思维进行科学思维的能力是个不应回避的问题。

非逻辑思维方法主要包括形象思维和直觉思维两种。形象思维是指在形象地反映事物具体形态的感性认识基础上，通过意向、联想和想象来揭示事物本质或规律的思维形式。直觉思维则是指主体不受某种固定的逻辑规则约束而对客观事物作出极其迅速的综合判断和对其本质进行直接领悟与理解的思维方式。纵观科学发展的历史，许多重大科学发现与理论成果正是人们运用非逻辑思维方法的“意外收获”。卢瑟福的原子结构模型系通过对太阳系的恒星与行星结构关系的联想所得；化学家凯库勒通过梦的触发得到了苯结构简式之真谛；核物理学家费米在解释石蜡(他本来打算使用铅块的)引起银急增的放射强度时，正是在思维中勾画了中子与氢原子核质子发生碰撞的图景，运用直觉的判断，提出了“慢中子效应”理论……正是基于此，许多科学家对于非逻辑思维方法的作用大家赞赏。居里夫人对镭元素的预测被劳厄称赞为“以直觉的预感击中了正确的目标”；玻恩认为“实验物理的全部伟大发现都是来源于一些人的直觉[4]。”形象思维与直觉思维方法在使用中有个共同的特点，即感性直观的触发加联想与想象，而实验正为人们提供了满足的条件，虽然我们在研究生阶段或许难以通过这种方法获得重大发现，但这种作为创造活动之基础的思维意识却是万万不可少的。为此，在实验活动中，教师应关注如下问题：

(1)消除使用非逻辑思维方法的主体误区。实践表明，形象思维与直觉思维是人的一种普遍的心理现象，是人类的一种基本思维方式。然而在大多数人的心中存在着这样的思想误区，即认为只有大科学家、艺术家才有运用如上非逻辑思维方式获得创新性突破的能力。事实上，非逻辑思维作为人的一种普遍的心理现象，一种基本的思维方式，贯穿于人类生活的各个方面，延伸于创造活动的所有领域，它们为任何正常的个体所具有，而非为少数天才人物所独占。这一点不但有其生理基础方面的依据，而且也不断地为我们的生活实践所证实，如：在指挥员对战场形势的判断中，在公安人员对罪犯的识别中，在老专家对问题的初步看法中经常存在着直觉思维的影子。在实验教学中向学生灌输此思想的目的在于能使广大学生形成在潜意识中使用非逻辑思维方式进行思想的自觉，以在更广泛的意义上理解实验活动的意义、科学对待实验中出现的“机遇”与偶然现象。

(2)发挥实验活动优势，训练学生运用非逻辑思维方法进行科学思维的能力。实验具有直观、感性的特点，实验中运用的模型、表现出的现象等极易触发人的联想与想象。在实验活动中，教师应尽可能引导学生运用实验手段，通过模型、现象等丰富学生的感性认识，合理引导学生进行联想和想象，以使学生能自愿自觉地进入一个全新的思维天地即非逻辑思维方法园地，进而提升其创新思维能力。

(3)及时探究、验证非逻辑思维成果，在旧认识与新认识之间的“深渊”上架起“逻辑的桥梁”。在实验活动中，一旦有学生运用非逻辑思维方法获得了“思想火花”(它往往表现为理论假说)，教师应及时引导学生运用所学理论进行探究、验证。这不仅因为非逻辑思维成果具有“稍纵即逝”的特点，更重要的在于，形象、直觉思维成果尚不等于真理，它与旧认识及未来真理(假如后来被确证为真的话)尚隔着一条沟壑，在思想探索取得初步结果之后，必须对思维成果进行核验、理性加工。即使是最卓越的想象力、直觉和灵感，其认识成果也必须经过逻辑的加工，找到其逻辑的依据，否则，思维成果就无真理性可言，创新也遂落于空谈。

结语

上文，笔者探讨了实验活动中研究生创造性思维能力培养及提升问题，目的在于使广大教育工作者注重青年学生创造性思维能力培养问题。研究生创造性思维能力的培养是个复杂而系统的过程，它需要人们多角度的思考与努力，本文仅从实验教学的角度对其进行了一定层面的探讨，笔者认为，人们尚可以从心理学、人体学、创造学等视角进行更为全面的探究，但愿本文能对其他领域学者起引玉之作用，以共同构筑创新性人才培养的基础。

理念形态的存在要变为现实的存在，必须以人的实践活动为中介。本文所述的提高研究生创造性思维能力的若干建议与做法只是理论层面的探讨，如何将其运用于培养实践，以实现我们培养创新型人才的目标，同样是值得关注与探讨的。

(责任编辑：夏璐)

[1]甘自恒.创造学原理和方法[M].北京:科学出版社,2003：72.

[2]丁肇中.在探索中[J].中国青年，1981(6)：14—15.

[3]教育部社会科学研究与艺术教育司.自然辩证法概论[M].北京：高等教育出版社，1991：125.

[4]梁国钊.诺贝尔奖获得者论科学思想、科学方法与科学精神[M].北京:科学技术出版社,2001：103.

注：量子阶梯，原本指由区分微观世界物质范围的阶梯状的范围标准构成的层次阶梯，主要由原子范围、核的范围、亚核范围三个阶梯层次构成，后引申为人们把握客观世界的范围尺度。

On the Cultivation of Graduate Students’ Creative Thinking During Experimental Activities——A Perspective of Scientific Philosophy

ZHU Rong-xian

(School of Marxism, Huaiyin Normal University, Huai'an 223001 China)

Currently, cultivating innovative talents has constituted one of the important responsibilities of the educators. The paper probes into the cultivation of the students’ creative thinking aloility during the experimental teaching from the perspective of scientific philosophy, and puts forward some suggestions to raise the students’ creative thinking during the experimental teaching: cultivating the students’ spirit of conditional skepticism; proper treatment of opportunities in the experiment; dialectical treatment of the verifiability of experiment for its theory; application of non-logical thinking method in scientific thinking.

creative thinking, creativity, non-logical thinking, experiment

朱荣贤(1967-)，男，江苏淮安人，哲学博士，副教授，研究方向为科学技术哲学。

2016-09-10

2016-11-06

G643

A

1671-9719(2016)12-0081-05