四字诀训练创新思维

　　如果说一个妙点子是开启科技创新的源泉，那么创新思维就是点亮妙点子的火花。

　　创新思维是人类开拓认识新领域、新成果的思维活动。在学生不同学习阶段有目的地进行创造性思维方法训练，不但能启迪学生的思维，点燃创新火花，还能使学生掌握科技创新的方法。本人从事科技创新教育多年，就不同学习阶段如何进行创造性思维方法的训练略加阐述。

　　联

　　想象力是获取知识的“动力”，而由此及彼的联想常能拓宽学生的视野，启发他们的思维，使创造的火花照亮科技发明的道路。

　　例如，现在家用的苍蝇拍就是运用联想而诞生的。家蝇是一种令人讨厌的小动物，但是人们似乎对它带来的疾病问题漠不关心。1905年，塞缪尔克拉姆宾博士放下手头正在研究的消灭家蝇工作，受邀去看球赛。在第八局的后半场，比分持平，这时轮到本地球队击球，观众大叫“用劲打”，另外一些则高呼“重拍”，突然间，塞缪尔克拉姆宾就把球拍与苍蝇联系在一起，苍蝇拍也由此诞生。

　　我校一学生在学习“物体微小形变”后运用联想，发明了“振动发电式桥梁竖向形变监测装置”，该作品还获得2012年湖南省第三十三届青少年科技创新大赛一等奖，受到了湖南大学国家重点实验室主任、著名振动专家陈政高教授的高度肯定。所以说，“联”是一种重要的创造性思维活动，作为科技辅导老师要有目的地训练学生的联想思维。

　　化

　　转化思维是创造思维的核心，所谓“化”，即化繁为简、化异为同、化多为少，善于把一般的问题转化为特殊问题、抽象问题转化为形象问题、综合性问题转化为单一问题、未知问题转化为已知问题。

　　如我校学生在设计振动发电式桥梁竖向形变监测装置的过程中，首先完成的是固定式桥梁监测装置，通过反复试验，发现固定式设计只能定点测试，且长期固定在桥下，测点有限。能否让它移动，随意测量大桥的任意地方呢？

　　有了这个设想后，学生认为这似乎与自己掌握的知识相离甚远，要想完成会很困难。于是我引导学生梳理了研发思路：只要把装置化大为小，让它能灵敏地监测桥面的振动，将振动能量转化为电能，即可达到目的。

　　通过几个月的探索，学生设计了好几个方案，经过不断优化，最终选用了“磁体同极相斥、异极相吸”的简单原理———“悬浮永磁体”，发明了“移动式桥梁竖向形变监测装置”。

　　将遇到的问题一一化解，在科技创新学习中也必不可少。

　　猜

　　没有大胆的猜想，就做不出伟大的发明。科技创新过程中，需要我们在“猜想法”的指导下，预设、猜测、顿悟，让灵感像闪电般在脑海划过。

　　我校“内分离自救式潜艇逃生装置”曾获全国第三届劳技创新作品大赛金奖，它的诞生就缘于学生的大胆猜想。该作品的作者是一位军事迷，通过文献查找，他发现潜艇失事大部分原因是潜艇动力出了问题。一旦潜艇动力出了故障，该怎样逃生？他大胆猜想，在潜艇没有动力的前提下，运用马德堡半球原理，结合数学知识，采用负压方式，发明了不需要外在动力的“内分离自救式潜艇逃生装置”。

　　反

　　“反其道而行之”，在科技创新过程中，逆向思维不可缺少，直接发明不行，可以考虑间接处理，探求可能性。在发明史中，也有不少因逆向思维而成功的例子。

　　电子反粒子（正电子）的发现源于一个奇怪方程的解。1928年，英国物理学家狄拉克创立了一个描写单个电子的方程，取得了很大成功，但同时也遇到了一个不小的麻烦，那就是该方程有两个能量解。

　　一个是正解，另一个是负能解。能量总是正的，怎么可能是负的呢？这些负能态在物理上无法解释，所以人们说这个方程遇到了“负能困难”。为了克服这一困难，狄拉克抛开旧有观念的束缚，创造性地提出了“空穴假设”，认为电子和正电子是同时产生、同时湮灭的。对于这个理论，科学家们始终将信将疑，直到1932年，美国物理学家安德森和密立枢在研究一种来自遥远的宇宙射线时，才证实了狄拉克两年前的预言。

　　目光转回到现在，抽油烟机早已成为厨房电器中必不可少的帮手，如何让抽油烟机不沾油？我国的抽油烟机厂家为此绞尽脑汁，绝对不沾油不可能做到，所以用户每间隔一段时间就要清洗一次。而美国一位发明家却反向思考，发明了一种专门能吸附油污的纸，只要将其贴在抽油烟机的内壁上，油污就能被纸吸收。用户只需定期更换吸油纸，就能保证抽油烟机干净如初。

　　在长期的科技教育实践中，我不断探索、总结，利用“联、化、猜、反”四字诀训练学生进行“创造性思维方法”的训练，取得了一定的成效，也希望与同仁们共勉，一起为科技创新教育助力腾飞。

　　文 中南大学附属中学 蒋银生