第二章 创新思维的基本素质第二章 创新思维的基本素质

第 维• 第一节 思维定势

• 第二节 偏见思维第二节 偏见思维

• 第三节 想象

事例1：“钱思公被愚弄” ——出自欧阳修的《日知录》

• 富有的钱思公生性节俭。他有好几个儿子，尽管他们一个个都已经长大了 除了逢年过节之外 很难得到一点零花个都已经长大了，除了逢年过节之外，很难得到 点零花钱。钱思公有一个用珊瑚雕刻成的很精致的笔架，是他心爱的东西。平时总是放在书桌上，每天他都要观赏一番。要是哪一天笔架不见了，他就会心绪不宁、坐卧不安，然后就会悬赏一万枚钱寻找这个笔架。

• 他的几个宝贝儿子很快就摸准了这一点。如果谁缺钱花了，谁就会偷偷把笔架藏起来，等钱思公悬赏一万枚钱寻找的时候 就拿出来说是从外面的小偷那里追查回来的 于的时候，就拿出来说是从外面的小偷那里追查回来的，于是就能得到一万枚钱的赏金。过上一段时间，如果又有哪个儿子没钱花了，就又会这样加法炮制一番。个儿子没钱花了，就又会这样加法炮制 番。

• 这样的事，在钱思公家里，一年至少要发生六七次。在叙述完这件事以后，欧阳修发表感慨说：钱思公纯洁无暇的品德令人赞叹，可惜他常被不孝的儿子们愚弄。

• 钱思公为什么常会被这样不孝的儿子们愚弄呢?从他的思想上来找原因，这主要是因弄呢 从他 来找原 是

为他心爱的珊瑚笔架一次又一次地失而复得 在他的头脑中已逐渐形成了一个无形得，在他的头脑中已逐渐形成了 个无形的框框：“我的这个笔架很值钱，外面的小偷总想把它偷走 只要我悬赏 万枚钱小偷总想把它偷走。只要我悬赏一万枚钱，我的儿子就能把它找回来。”钱思公头脑里的这个“无形的框框”就是思维科学中所讲的思维定势。

思维训练1：由两个1所能排列成的 大的数是多少？

由 个由三个1所能排列成的 大的数是多少？

由四个1所能排列成的 大的数是多少？由四个1所能排列成的 大的数是多少？

… …

个 排 大 数• 由3个2所能排列成的 大的数是多少？

11^11 = 285311670611.0

1.何谓思维定势

它指人们在观察 分析 解决问题的过程它指人们在观察、分析、解决问题的过程中思维的某种倾向性，或者说是人们长期形成的某种习惯思维动向 “惯性思维”

当 个人在思想上形成了某种思维定势 就好像在

某种习惯思维动向——“惯性思维”

• 当一个人在思想上形成了某种思维定势，就好像在头脑中筑起了一条思考某一类问题的惯性轨道。有了它 再思考同类或相似问题的时候 思考活动就了它，再思考同类或相似问题的时候，思考活动就会凭着一种惯性在轨道上自然而然地往下滑。

• 思维定势的有利之处：思维定势的有利之处：

• （1）思维定势有利于常规思考：

• 日常工作和生活中的作用：它可以使我们高速度、高质量日常工作和生活中的作用：它可以使我们高速度、高质量地解决各个方面的大量问题。举个小例子，早上穿好衣服下床，有了思维定势，你就不必每天都去摇头晃脑地思考一番：我是该先穿鞋后穿抹呢?还是该先穿抹后穿鞋?

• 学习知识：它有助于举一反三、触类旁通，高效率地理解和解答学 中碰到的问题 在学校里 老师常常会鼓励学和解答学习中碰到的问题。在学校里，老师常常会鼓励学生淮确迅速地形成种种学习上的思维定势的这种有利作用。

• 专业领域中：在思考同类或相似问题的时候，能省去许多摸索、试探的步骤，能不专家能很快就找到解决本专业问摸索、试探的步骤，能不专家能很快就找到解决本专业问题的有效办法。走或少走弯路，这样就既可以缩短思考的时间，减少精力的耗费，又可以提高思考的质量和成功率。其重要原因之一，就在于他们的头脑中已形成了关于本专业问题的大量的思维定势。

• 思考一类问题所形成的思维定势，对这样的创新思考则常会起 种 束缚 会常会起一种妨碍和束缚的作用。它会使人陷在旧的思考程

序和模式的无形框框中，难以进行新的探索和尝试，因而也就难以产生新的设想也就难以产生新的设想。

• 一个长期习惯于按思维定势考虑问题，很少进行创新思考的人 久而久之 往往会把很多本来大不相同的问题 也的人，久而久之，往往会把很多本来大不相同的问题，也因为它们之间的某些相似之处，而看成是同一类问题，用相同的办法去解决。这样，自然就会碰壁，自然就会白费精力。

• 法国的养蚕业在19世纪中期曾一度陷入了一场可法国的养蚕业在 世纪中期曾 度陷入了 场可

怕的危机；快要结茧的蚕，身上长出一粒粒像胡椒面一样的小斑点，然后便一批批地萎缩死去。椒面 样的小斑点，然后便 批批地萎缩死去。这种蚕疽延续了20年时间，法国的养蚕业日益濒

临毁灭的境地。法国政府应广大蚕农的要求，先临毁灭的境地。法国政府应广大蚕农的要求，先后请了不少对昆虫深有研究的专家来商量如何对付此事，其中还包括请了大名鼎鼎的昆虫学家法付此事，其中还包括请了大名鼎鼎的昆虫学家法布尔。专家们根据自己积累的知识和经验，提出了不少长期以来对付此类现象行之有效的办法，了不少长期以来对付此类现象行之有效的办法，比如用煤油的气味去熏蚕吃的桑叶；将硫磺、木炭灰、甚至烟灰撤在蚕的身上，等等。尽管这一炭灰、甚至烟灰撤在蚕的身上，等等 尽管这

类的办法采用了不少，还是没有什么效果。

• 后来在1865年秋，法国政府又请来了化学家巴斯德

斯德 虫学 窍 他毫 掩饰自 缺 关。巴斯德对昆虫学一窍不通，他毫不掩饰自己缺乏关于昆虫方面的知识，虚心地向法布尔请教。经过对病蚕的反复 察 他 为蚕疽很 能与蚕身上的小 点蚕的反复观察，他认为蚕疽很可能与蚕身上的小斑点有关。他将病蚕和健康蚕分别加水磨成浆，然后放在显微镜 仔细察看 他发 病蚕的表皮和内部组织显微镜下仔细察看。他发现，病蚕的表皮和内部组织里有一种棕色的微粒，这是一种椭圆形的细菌。健康的蚕身上却没有 斯德意识到 蚕瘟 是这种传染的蚕身上却没有。巴斯德意识到，蚕瘟正是这种传染性细菌引起的。他在分析了蚕生长发育的各个阶段的特点以后认为 必须在蚕蛾产卵的阶段就采取措施特点以后认为，必须在蚕蛾产卵的阶段就采取措施。他采取的措施是：将每一个蚕蛾产的卵都隔离开，凡是在显微镜下发现有那种椭圆形细菌的都立即烧掉是在显微镜下发现有那种椭圆形细菌的都立即烧掉；没有那种细菌的则保留下来作为蚕种。蚕农们按照巴斯德的这种做法 经过六年的努力 终于消灭了蚕瘟斯德的这种做法，经过六年的努力，终于消灭了蚕瘟，使法国的养蚕业又呈现出了蓬勃发展的生机。

• 法布尔得知巴斯德制服了蚕瘟的消息后大为吃惊。他既对自己只是沿用一套老办法为吃惊 他既对自 只是沿用 套老办法殊觉遗憾；也对巴斯德这位昆虫学的门外汉竞然完成了这一创举深感钦佩 后来法汉竞然完成了这 创举深感钦佩。后来法布尔曾发表感想说：“巴斯德真是个了不起的承认 无所知的榜样 看来 开始起的承认一无所知的榜样……看来，开始

时对某个问题一无所知，是解决这个问题的 想起点的理想起点。”

有 位心理学家说过 “只会使用锤子的人 总是把 切• 有一位心理学家说过：“只会使用锤子的人，总是把一切问题都看成是钉子。”

• 在一个问题上形成了思维定势 时间越长 重复的次数越• 在一个问题上形成了思维定势，时间越长，重复的次数越多，它对人的创新思考的束缚作用就会越强。要摆脱和突破它的束缚也就越加困难，越加需要作出更多更大的努力破它的束缚也就越加困难，越加需要作出更多更大的努力。

• 归纳起来说，思维定势的作用具有二重性。思维定势是一把双刃剑，一方面，它有利于常规思考；另一方面，它不利于创新思考。这后一方面，就是我们所讲的创新思考要“跳出框框想”的客观根据“跳出框框想”的客观根据。

思维定势来自心理学上研究的心理定势。这种心理现

象 早是由德国心理学家缪勒发现的 他提出 在人的意象 早是由德国心理学家缪勒发现的。他提出，在人的意识中出现过的观念，有一种在意识中再重复出现的趋势。

他曾经通过大量的实验来证明心理定势的存在。比如，让一个人连续10次到15次手里拿两个重量完全相等的球，然让 个人连续10次到15次手里拿两个重量完全相等的球，然

后再让他拿两个重量有差别的球，他也会感知为完全相等。反过来也一样。

心理学上一般把心理定势解释为“是过去的感知影响当前的感知。”思维现象也属于心理现象，思维定势也可以解释为“是过去的思维影响现在的思维”。

2.思维定势的形成原因思维定势的形成原因

思维定势来源于传统、经验、书本知识、名人名言、

事例1 电扇的颜色

思维定势来源于传统、经验、书本知识、名人名言、自设前提等。

事例1：电扇的颜色

日本东芝电器电扇滞销

改变电扇颜色：由黑色改为浅色 热销改变电扇颜色：由黑色改为浅色 热销

黑色电扇成为 种传统 种惯例 成为 种源远流长 根深蒂因的黑色电扇成为一种传统、一种惯例，成为一种源远流长、根深蒂因的思维定势，严重地阻碍和束缚了人们在电扇设计和制造上的创新思考。

2.思维定势的形成原因思维定势的形成原因

思维定势来源于传统、经验、书本知识、名人名言、自设前提等。自设前提等。

思维定势可以分为经验（传统）定势、书本定势及权威定势三个方面。

（一）经验定势（ ）经验定势

• 一位公安局长在茶馆里与一位老头下棋。正下到难分难解之时，跑来了一位小孩，小孩下到难分难解之时 跑来了 位小孩 小孩着急地对公安局长说：“你爸爸和我爸爸吵起来了 ”老头问：“这孩子是你的什么人起来了。 老头问： 这孩子是你的什么人?”公安局长答道：“是我的儿子。”

请问 这两个吵架的人与公安局长是什么关请问：这两个吵架的人与公安局长是什么关系?

。

• 答案：公安局长是女的，吵架的一个是她的答案 公安局长是女的，吵架的 个是她的丈夫即小孩的爸爸；另一个是他的爸爸即小孩的外公。孩的外公。

• 为什么我们刚刚把他们之间的相关想得很庞杂 为 安 长 茶馆 与杂呢？因为“公安局长”、“茶馆”、“与老头下棋”这些形容，使我们从以往的经验头 棋判决出发，为公安局长预先设定一个男性身份，这样就把容易的题目想的很庞杂了。份，这样就把容易的题目想的很庞杂了。

• 这种根据以往的经验设定的心理形态和惯性的思想活动就是经验定势 人们凭据以往的的思想活动就是经验定势。人们凭据以往的常识和经验堆集，慢慢造成一种判决事物的思想习性和稳定倾向，从而造成“经验定势”。

• 经验的用处：因为拥有了某方面的经验，才能有条不紊的处理种种事情：才能有条 紊 种种事情

– 品烟大师拿着香烟一看一吸，就知道它的产地和品种；和品种；

– 老农抓起一把土一撇一看，就知道它适合种什么庄稼么庄稼；

– 老工人一听机器运转的声音，就知道什么地方出了毛病出了毛病。

• 这些都与他们的丰富经验分不开。

• 经验又有很大的局限性，过分依赖经验，就会形成固有的思维模式，使大脑失去想就会形成固有的思维模式 使大脑失去想象力，往往会误入歧途。

• 案例一 三国演义的空城计• 案例一：三国演义的空城计。

• 案例二：保加利亚叛逃者马尔科夫之死。

黑色电扇成为 种传统 种惯例 成为 种源远流长 根深蒂因的黑色电扇成为一种传统、一种惯例，成为一种源远流长、根深蒂因的思维定势，严重地阻碍和束缚了人们在电扇设计和制造上的创新思考。

事例1 电扇的颜色事例1：电扇的颜色

日本东芝电器电扇滞销

改变电扇颜色：由黑色改为浅色 热销改变电扇颜色：由黑色改为浅色 热销

黑色电扇成为 种传统 种惯例 成为 种源远流长 根深蒂因的黑色电扇成为一种传统、一种惯例，成为一种源远流长、根深蒂因的思维定势，严重地阻碍和束缚了人们在电扇设计和制造上的创新思考。

事例1：东芝电器公司的电扇颜色事例1：东芝电器公司的电扇颜色

• 日本的东芝电器公司1952年前后曾一度积压了大量的电扇卖不出去。7万多名职工为了打开销路，费尽心机地想了

不少办法 依然进展不大 有 天 个小职员向公司领不少办法，依然进展不大。有一天，一个小职员向公司领导人提出了改变电扇颜色的建议。当时全世界的电扇都是黑色的 东芝公司生产的电扇也是这样 这个小职员建议黑色的，东芝公司生产的电扇也是这样。这个小职员建议把黑色改为浅色。这一建议引起了公司领导人的重视。经过研究，公司采纳了这个建议。第二年夏天，东芝公司推出了一批浅蓝色电扇，大受顾客欢迎，市场上还掀起了一阵抢购热潮，几个月之内就卖出了几十万台。从此以后，在日本 以及在全世界 电扇就不再是板起 副统 的黑在日本，以及在全世界，电扇就不再是板起—副统一的黑色面孔了。

• 这一事例具有很强的启发意义 只是改变了一下颜色 就• 这 事例具有很强的启发意义。只是改变了 下颜色，就开发出了一种面貌一新、大大畅销、竞使整个公司因此而度过了难关的新产品。这一改变颜色的设想，其经济效益度过了难关的新产品 这 改变颜色的设想，其经济效益和社会效益何等巨大：而提出这一设想，既不需要渊博的科学知识，也不需要有丰富的商业经验，为什么东芝公司其他的几万名职工就没人想到 没入提出来呢?为什么日其他的几万名职工就没人想到，没入提出来呢?为什么日

本以及其他国家的成千上万的电器公司，在以往长达几十年的时间里 竞都没人想到 没人提出来呢?年的时间里，竞都没人想到、没人提出来呢?

• 这主要是因为，自有电扇以来，它的颜色就是黑色的。虽

然谁也没有作过这样的规定，而它在漫长的时间里已逐渐然谁也没有作过这样的规定，而它在漫长的时间里已逐渐形成为一种惯例、一种传统，似乎电扇都只能是黑色的，不是黑色的就不成其为电扇。这样的惯例，这样的传统，反映在人们的头脑中，便成为一种源远流长、根深蒂因的思维定势，严重地阻碍和束缚了人们在电扇设计和制造上的创新思考的创新思考。

验 在科 究中• 经验定势在科学研究中的误区：

– 李比希与溴的发现失之交臂；李比希与溴的发现失之交臂；• 1825 年22 岁的李比希从海藻提取碘时，发现母液中出现蓝色, 说明

母液有碘化物。第二天一早李比希发现这蓝色溶液上层还有少量棕色液层 当时还没有发现溴元素 他根据经验断定这是氯与碘生成的化液层。当时还没有发现溴元素, 他根据经验断定这是氯与碘生成的化合物氯化碘, 于是在一标签上写上“氯化碘”, 贴在这瓶盛有棕色液体的试剂瓶上就不了了之。

• 同年，位法国青年大学生兼药学专校实验室助手巴拉尔, 他做这个实

验时，意识到这可能是一种未知的新元素，从中发现了“溴”。他写了一篇名为《海藻中的新元素的报告》, 通过法国科学院审查委员会了 篇名为《海藻中的新元素的报告》, 通过法国科学院审查委员会审议, 将报告发表在《理化会志》上, 委员会还指出:“溴的发现, 在化学上确是一项重要收获, 它给了巴拉尔在科学事业上应有的光荣地位。

希看 篇 简直 法 静• 当李比希看到这篇报告后, 简直无法平静, 懊悔不已。报告中所做的实验、所描述的懊悔不已 报告中所做的实验 所描述的现象一年前他不也曾经做过和看到过吗? 主观武断使他错过了一个发现新元素的机会观武断使他错过了 个发现新元素的机会, 这真令人捶胸顿足。为了永生不忘这一深刻的教训 他特地把这张“氯化碘”的标签刻的教训, 他特地把这张“氯化碘”的标签揭下来, 仔细地保存起来,并把那个“错误之

柜”放在大厅中中央，从而告诫自己：突破经验定势，捕捉发现的机会。

科学史上的重大发现与科学家的年龄：科学史上的重大发现与科学家的年龄：

爱 斯坦 岁提出狭义相对论 岁提出广义相对• 爱因斯坦 26岁提出狭义相对论，36岁提出广义相对论；

• 爱迪生29岁发明留声机，31岁发明电灯；

• 居里夫人31岁发现钍、钚、镭的放射性，获诺贝尔居里夫人31岁发现钍、钚、镭的放射性，获诺贝尔奖，第二次诺贝尔奖 46岁；

• 牛顿和莱布尼兹 发明微积分 分别是22岁和28岁；• 牛顿和莱布尼兹 发明微积分，分别是22岁和28岁；

• 贝尔29岁发明电话；

伽利略 以前就开始向传统的亚里士多德挑战 并• 伽利略20以前就开始向传统的亚里士多德挑战，并发表自由落体学说。

• 西门子19岁发明电镀术；

• 等等

• 诺贝尔奖获得者得奖后，科研条件、社会影响力均有很大提高，为他们再度获奖 创造了更加有利

的条件，为什么，至今为止，六百多位获奖者中，仅有居里夫人、鲍林、巴丁和桑格四位科学家两度获奖两度获奖？？？

• 获奖者的大脑为经验定势所束缚而墨守成规，失去了创新的能力。

事例2：“埃及军队突破巴列夫防线”事例 埃及军队突破 列夫防线

1973年第四次中东战争爆发前，埃及军队连续进行了多次军事调动和演习 10月6日 当埃及军队进行第了多次军事调动和演习。 10月6日，当埃及军队进行第23次大规模军事调动向苏伊士运河方向集结时，以色列

军方领导人根据以往的经验 以为不过是又一次军事演军方领导人根据以往的经验，以为不过是又一次军事演习罢了，一点未作战斗准备，甚至还放假让官兵们去过犹太人的“赎罪日”节犹太人的 赎罪日 节。结果，埃及军队突然向以色列发起进攻 一举以色列发起进攻， 举攻破以色列耗资2亿多美元修筑起来的“巴列夫防线”修筑起来的 巴列夫防线 ，获得了震惊世界的辉煌战果。(狼来了的故事)

今天的巴列夫防线已成为埃及重要的旅游景点

(狼来了的故事)

书本定势（权威定势）

事例1：苏联将人造卫星送上天

瓶颈：火箭的推动力不够，摆脱不了地心的引力

美苏双方的专家根据长时间以来的实践经验，都是设法增加所串联

的火箭数量，以不断增强推动力。尽管火箭的数量己增加了不少，但还是解决不了问题是解决不了问题。

苏联的一位青年科学家，摆脱了不断增加串联火箭的思路。提出了新的设想：只串联上面的两个火箭，下面的火箭改为用20个发动机并联 。

经过严密的计算、论证和实践检验，这个办法终于获得成功。因为这样一

来，火箭的初始动力和速度一下子就大大地增强了，就达到了足以摆脱地心引来 火箭的初始动力和速度 下子就大大 增强了 就 到了足以摆脱 引力的程度。从而使苏联抢在美国之前，1957年，首先将人造卫星送上了蓝天。

事例2：微晶玻璃的问世

一天，斯托凯正在实验室做热处理试验。按工艺规程要求，热处理时加热温度为玻璃软化温度以下50～100，保温时间为1～2小时。斯托凯把一

块玻璃放入自动控制温度的电炉中，将温度控制仪上的加热温度调整为600。这种温度控制仪的工作原理是：一旦炉温超过设定的温度，比方说600，它会自动切断电源，停止加热；而当温度下降到低于600时说600，它会自动切断电源，停止加热；而当温度下降到低于600时，又自动接通电源。这样一会儿断电一会儿通电，就把炉温保持在600左右。

现在 斯托凯一切准备就绪 他关上炉门 接通电源 电炉开始升温 突现在，斯托凯 切准备就绪，他关上炉门，接通电源，电炉开始升温。突然，传来一阵急促的电话铃声，原来是通知他立即去开会。按照实验室规定，电炉在加热时工作人员不能离开岗位，但斯托凯想，反正有温度控制仪 就明知故犯地离开实验室去开会了 当他重返实验室时 不禁大吃仪，就明知故犯地离开实验室去开会了。当他重返实验室时，不禁大吃一惊，控制仪失灵，炉内温度早已升到900，真是糟糕透顶。不仅实验失败，而且熔融玻璃会粘住炉膛，损坏电阻丝，后果十分严重。

斯托凯非常懊恼 赶紧打 炉门 意外的事情发生了 玻璃没有熔融 还斯托凯非常懊恼，赶紧打开炉门，意外的事情发生了：玻璃没有熔融，还是直挺挺地躺在炉内，但已面目全非，样子有点像不透明的瓷砖，用钳子夹起来不是软绵绵的而是硬邦邦的，敲打起来还会发出像金属样的声音。

这块玻璃究竟发生了什么变化？经过仔细的研究和反复试验，斯托凯在显微镜下观察到：这块玻璃中析出了大量的微小晶体，这就是后来大名鼎鼎的微晶玻璃。

事例3：天王星的发现

天文工作者勒莫尼亚在1750年到1769年间，曾先后12次观察到了天王星。而有关天文学著作却认定，土星是太阳系边缘的行星 这 书本知识牢牢地束缚了勒莫尼亚 使他始终边缘的行星。这一书本知识牢牢地束缚了勒莫尼亚，使他始终未能认识到，他所发现的这颗星也是太阳系的行星之一。直到十几年后，才 终由英国天文学家威廉·赫歇尔于1781年加以认定

天王星的发现者、英国天文学家威廉·赫歇耳认定。

事 爱 生 泡 体• 事例4：爱迪生与助手测量灯泡的体积

爱迪生与助手测量灯泡的体积爱迪生与助手测量灯泡的体积

爱 生 著名的发 家 有 次 他在繁忙的 作中• 爱迪生是著名的发明家，有一次，他在繁忙的工作中，要求他的助手帮助他测量一只灯泡的体积。可是半天过去了他的助手还是没能完成任务 于是 他亲自跑到助手的，他的助手还是没能完成任务。于是，他亲自跑到助手的

实验室去，发现他的助手正忙着研究灯泡的形状，进行着各种复杂的计算，桌上是一张图纸：将灯泡分割成各种形各种复杂的计算，桌上是 张图纸：将灯泡分割成各种形状的，记录着各种已经测量过的数据。“我就快完成任务了，”助手自豪地对爱迪生说，“只要测量完这一组 后的数据 ” 爱迪生微笑着看看助手 “你很努力啊 可的数据！” 爱迪生微笑着看看助手：“你很努力啊！可

是，你能有比较简单方便的方法吗？我想很快就知道它的

体积！” 两种方法？？？体积！”。 两种方法？？？

事例5：高频放大管的研制

• 20世纪50年代初，美国某军事科研部门在研制一种高频放大

管的时候 科技人员都被高频率放大能不能使用玻璃管的问管的时候，科技人员都被高频率放大能不能使用玻璃管的问题难住了，研制工作迟迟没有进展。后来，由发明家贝利负责的研制小组承担了这一任务。上级主管部门在给贝利小组布置这一任务时，鉴于以往的研制情况，同时还下达了一个指示：不许查阅有关书籍。经过贝利小组的顽强努力，终于制成了 种高达1000个计算单位的高频放大管制成了一种高达1000个计算单位的高频放大管。

• 在完成了任务以后，研制小组的科技人员都想弄清：为什么上级要下达不准查书的指示?查阅了有关书籍后 他们全都上级要下达不准查书的指示?查阅了有关书籍后，他们全都

大吃一惊，原来书上明明白白地写着：如果采用玻璃管，高频放大的极限频率是25个计算单位。“25”与“1000”，这频放大的极限频率是 5个计算单位。 5 与 000 ，这个差距有多大!后来，贝利对此发表感想说：“如果我们当时

查了书，一定会对研制这样的高频放大管产生怀疑，就会没有信 去研制了有信心去研制了。”

年 物 美 物• 荣获1979年诺贝尔物理学奖的美国物理学

家温伯格，曾说过以下这样一段很值得青家温伯格 曾说过以下这样 段很值得青少年认真思考的话：“不要安于书本上给你的答案 要去尝试下一步 尝试发现有你的答案，要去尝试下 步，尝试发现有什么与书本上不同的东西。这种素质可能比智力更重要 它往往成为 好的学生与比智力更重要，它往往成为 好的学生与次好的学生的分水岭。”

树 鸟 被猎 枪• 树上10只鸟，被猎人用枪打死一只，还剩几只鸟？几只鸟

都 有 其余 被枪 跑• 一只都没有了，其余9只被枪声吓跑了；

• 还剩一只，因为他是这只死鸟的妈妈；还剩 只，因为他是这只死鸟的妈妈；

• 还剩9只，因为猎人用的是无声枪；

• 还剩9只，因为那9只都是聋子；

• 来了无数只 都是来向猎人抗议的；• 来了无数只，都是来向猎人抗议的；

• …..• 碰到问题时，应当尽量多想一想一些与众不同的答案，多进行这样的训练，有助于不同的答案，多进行这样的训练，有助于我们的大脑摆脱书本定势的束缚。

3.克服思维定势的训练

功能固着的克服

功能固着 是指个体在解决问题时往往只看到某种事物的通常功能功能固着：是指个体在解决问题时往往只看到某种事物的通常功能，而看不到它其他方面可能有的功能。这是人们长期以来形成的对某些事

物的功能或用途的固定看法。

事例1：双绳问题

心理学家梅尔要求被试把两根从天花板上垂下来的绳子系住，但两根绳子相距很远，无法把他们同时抓住。房间里有一把椅子和一把钳子事例1：双绳问题 间里有 把椅子和 把钳子。

事例2：蜡烛问题事例 蜡烛问题

桌子上有一盒图钉、一盒火柴和桌子上有 盒图钉、 盒火柴和一根蜡烛，心理学家登克尔要求被试把一根蜡烛固定在门上面。

创造性问题的解答往往取决于在问题情境中用

新的方式来表征物体的能力，即发现物体新的功用新的方式来表征物体的能力，即发现物体新的功用的能力。

• 只需用火柴把蜡烛点燃，然后用图钉把空火柴盒固定在墙上，再用蜡油把蜡烛粘在火柴盒固定在墙 再用蜡油把蜡烛粘在火柴上

• 训练：寻求旧事物的新功能拓展法

列举铅笔的功能• ——列举铅笔的功能

• ——砖块的用途砖块的用途

• ——吹风机的用途

字• “写字、绘画。”

“铅笔可以作武器戳人、作支撑物……”“铅笔可以当礼物、装饰物、玩具 ”铅笔可以当礼物、装饰物、玩具……“铅笔可以用作容器、数字符号、砝码

”……”

“无数的铅笔可以盖房子、铺道路、创作艺术景观艺术景观……”

1.写字 2.无聊的时候可以咬着玩 3.可以当筷子 4.可以画直线 5.可以画漫画 6.立起来可以当水平计 7.穿进墙里可以挂衣服 8.可以当螺丝刀拧向里凹的六角螺丝 9.可以当燃料 11.可以放在手里转 俗称转笔 12.可以节省钢笔 用铅笔当然省了 13.因为绝缘 可以用来碰电门 14.可以扎起来编个圈带起来 15.铅笔可以用来临摹 好擦 16.铅笔的芯磨成粉后可作润滑粉 17.可以申请专利 第一个发明的人 18.削下的木屑可以做成装饰画 19.还有种眼线笔 20.还可以做记号 21.炭素铅笔可以用来当正负极 22.有种水溶性铅笔可以当染料 23.可以让人发明卷笔刀 24.可能让人团结 一捆铅笔不容易被折断 25.可以画机械图 26.可以把一张白张涂黑 27.小BYBY哭时可以放进个盒子里摇 哄他 28.可以把芯拿出来吹泡泡 29.笔芯有润滑作用 比如锁头 30.可以当钉子钻眼 31.手拿不到的东西可以拿铅笔帮忙 32.生气的时候可以发泄 33.折断了用尖的地方可以抠牙 35.可拿 帮忙 气 时候 发 折断了用尖 方 抠牙以扎在键盘里固定一个键 36.可以让小朋友用来学习加减法一根一根的查 37.鞋底卡个石子可以用铅笔拨出来 38.可以把两个不太重的东西插进去连接起来39.一头削尖了可以对着泡沫练飞镖 40.戒烟的时候可以叼个铅笔想成烟抽 41.头削尖了可以对着泡沫练飞镖 戒烟的时候可以叼个铅笔想成烟抽可以用铅笔尖把透明胶布分成两段 当剪子用 42.可以演示长城的巨大石头是怎么运上去的 43.可以当竹蜻蜓游戏下面的杆 44.可以当书签 看到哪页夹里面45.两支铅笔一端固定可以当圆规 46.可以当轮盘 平面转几圈指到谁算谁狠 4745.两支铅笔 端固定可以当圆规 46.可以当轮盘 平面转几圈指到谁算谁狠 47搭积木48当格尺画横线用 49野外遇险，可以抽掉笔芯当吸管喝岩缝里的泉水50将笔身雕刻镂空，可以做成工艺品 51若干根铅笔一起烧 可以把土豆煮熟52把铅笔截成一段一段的，抽去笔芯，拴上绳子，可以做成风铃、门帘等等52把铅笔截成 段 段的，抽去笔芯，拴上绳子，可以做成风铃、门帘等等53画上刻度可以当尺子

铅笔的发明

铅笔的发明铅笔的发明

1564年，一阵狂风吹倒了英国坎伯兰郡1564年，一阵狂风吹倒了英国坎伯兰郡波罗谷附近的一棵大树，树根蟠结处露出了一大堆墨色的矿物质 石墨。一大堆墨色的矿物质 — 石墨。

当地的牧羊人发现了石墨的一项用途 — 在当地的牧羊人发现了石墨的一项用途 — 在

羊身上画记号。

不久，有眼光的城里人把石墨矿石切成细条在伦敦市场上出售，店主和商人都用它给货在伦敦市场上出售，店主和商人都用它给货物作记号，所以叫作“打印石”。

这种“原始的铅笔”画出的印痕粗黑清晰。

铅笔的发明铅笔的发明

1761年 德国化学家法贝尔将石墨矿石研磨1761年，德国化学家法贝尔将石墨矿石研磨

成粉末，用水冲洗去杂质，获得了纯净的石墨粉 经过种种试验后发现 在石墨中掺入墨粉，经过种种试验后发现，在石墨中掺入硫磺、锑和树脂，加热凝固后压制成的一根根“铅笔”，硬度合适，书写流畅，也不容易弄脏手，在这种铅笔外面裹上纸卷后，就易弄脏手，在这种铅笔外面裹上纸卷后，就可以拿到商店出售了。

铅笔的发明铅笔的发明

1789年 法国化学家兼发明家孔特在石墨1789年，法国化学家兼发明家孔特在石墨

中掺入一些粘土，这种混合物变成了世界上好的画笔 在石墨中加入不同性能的粘土好的画笔，在石墨中加入不同性能的粘土，

便可得到“硬铅”与“软铅”。

铅笔的发明铅笔的发明

1812年 美国马萨诸塞州的一位木匠兼修补1812年，美国马萨诸塞州的 位木匠兼修补匠威廉·门罗制做出第一支现代铅笔。

日本人早川德次在1915年发明了一种能够把铅笔芯反复推出的铅笔铅笔芯反复推出的铅笔。

现在多达300多种的铅笔世界令人眼花缭乱。现在多 多种的铅笔 界令人 花缭乱

• 训练：寻求旧事物的新功能拓展法• 训练：寻求旧事物的新功能拓展法

• ——列举铅笔的功能

• ——砖块的用途

1、当教具，红色的长方体，还可以把它切割成数个小正方体，既能方便教学，又能让学生体会数学源于生活，而又高于生活！2、把它敲碎了可当红色粉笔用。3、可以当美术课或艺术课雕刻的原料，现成的红色，都不用染了！4、下雨时放在水洼里垫脚，可防止鞋子让雨水泡。5、下雨时实在找不着遮雨的东西，可把砖头顶

头顶，虽然不能阻止雨把你淋成落汤鸡，但能保护你的头发局部地区不让雨淋湿！6 炎炎夏日 实在没东西可遮阳 把砖头顶头顶 可起到 定的避暑作用！76、炎炎夏日，实在没东西可遮阳，把砖头顶头顶，可起到一定的避暑作用！7、酷暑难耐而又别无他法时当扇子扇风，既能凉快又能锻炼腕力和臂力！ 8、睡觉时可当枕头。 9、休息时当凳子。10、盖房子！11、铺路！12、切割成各种形状的小块 让孩子当积木玩！ 13 当锤子钉钉子 14 磨粉了可当颜料用来画画 15小块，让孩子当积木玩！ 13、当锤子钉钉子。14、磨粉了可当颜料用来画画．15、盖房子是在砖头上系根绳子从高处垂下来当垂锥，用来找直或找平！．16、搞成碎砖头垫路上的坑！17、打个孔，系条绳子，作物理实验时的钟摆。18、老百姓用它搭炉灶！ 19 当哑铃锻炼 省钱又开心！20 身高不够时当垫脚砖拿东西或用它搭炉灶！ 19、当哑铃锻炼，省钱又开心！20、身高不够时当垫脚砖拿东西或看墙内/墙外的风情！21、可以用它当惊堂木，比木头硬多了！ 22、老百姓上坟时用来压坟头纸！23、可当砚台. 24、可做为一种记重单位，买卖都西以后都不论多少斤了 都论砖！哥们 你体重多少砖了？25 立在太阳下来判断时间和方少斤了，都论砖！哥们，你体重多少砖了？25、立在太阳下来判断时间和方位． 26、桌子凳子床不平时当脚垫。27、当尺子比着画直线。28、画画时用来压住画纸，虽然不太美观！29、刮风时压住可防止东西被吹走。30、把砖头磨尖了，当刀具用！31、把砖头磨平了绑上木头当铲子用！32、在特殊环境里摆在特殊的当刀具用！31、把砖头磨平了绑上木头当铲子用！32、在特殊环境里摆在特殊的地方当作特殊的标记！33、代替铅球和铁饼，上体育课比赛扔砖头，看谁扔得远！34、丈量长度时做为标准，也是论砖，这桌子有几砖长，几砖宽！你身高几砖？35、武器! 路遇歹徒可以用来防身或行侠仗义，心有歹念，可以用它来行凶伤人！武器 路 歹徒可以用来防身或行侠仗义 有歹念 可以用它来行凶伤人36、小时候玩“电报”游戏，画一圆圈，里边放一砖头，捉迷藏用。 37、用老虎

凳行刑时的工具，电视里经常用这样的镜头来显示我革命者的大无畏精神，当然偶尔也有个把人经不住考验成了叛徒！

• 训练：寻求旧事物的新功能拓展法

列举铅笔的功能• ——列举铅笔的功能

• ——砖块的用途砖块的用途

• ——吹风机的用途（作业，找出至少10种）

• 吹头发；吹湿的衣服；头发定型；保健作用；吹胶卷；做冷风机；

• 1 家用电器受潮时，可用其吹干。2 冬季食用油冷凝倒不出时，电吹风对准油瓶口加热 可使食用油迅速溶解 3 邮票发霉 用电吹风驱潮十分有效瓶口加热，可使食用油迅速溶解。3 邮票发霉，用电吹风驱潮十分有效。

• 4 眼镜不合适时，电吹风吹几分钟后，可用手轻轻整形。5 用电吹风向冰箱里面吹热气，可缩短冰箱的化霜时间。6 洗完瓶子，电吹风吹一下，会很快干燥。

倘若是细口长颈瓶，可用一个长颈漏斗，把热风吹入瓶底，形成热空气循环，也会很快吹干。7 冬季鞋潮湿，对准鞋内吹，即可干。

• 8 多雨天气，照相机使用后，可先用吹风机将盒内吹干。待冷却后，再将照相机8 多雨天气，照相机使用后，可先用吹风机将盒内吹干。待冷却后，再将照相机置入，可防止照相机镜头发霉。9 电冰箱的塑料封条不平整时，用电吹风在曲折处加热。稍微用力较平，压在玻璃板下冷却后，即平整挺直，密封性能良好。10受潮的饼干 会失去原有的松脆 可口的风味 若用电吹风对其吹一阵热风 冷受潮的饼干，会失去原有的松脆，可口的风味。若用电吹风对其吹一阵热风，冷却后，即能恢复。11 梅雨季节，对家中的贵重物品如书画，磁带等，用电吹风对其进行驱潮，防霉处理，是十分有效，而且非常必要的。12 在家电维修中，

诊断 排除因热现象而产生的故障时 电吹风机可根据需要 随时加热 帮助诊诊断，排除因热现象而产生的故障时，电吹风机可根据需要，随时加热，帮助诊断。13 用木炭做火锅燃料时，可用电吹风机助燃。14 圆珠笔芯不出油时，只要用电吹风机对其吹几秒钟热气，就可使用了。15 炉火不旺时，电吹风能起鼓风机作用。16 受潮的电子表，将后盖打开，取出电池，用电吹风低档，吹几分钟。间隔几分钟再吹。反复几次，即可吹潮。17 急等吹的衣服，上有污染。可局部洗涤后，用电吹风吹干，能即刻吹用。18 将电吹风开到 高档，对着蚂蚁经常出没之处吹风，可消灭蚂蚁。19礼物盒上的价格标签，用电熨斗熨一熨，就可以很轻松的揭下来。

功能附着与重新定义功能附着与重新定义• 收思维定势的影响，我们往往习惯于将某些功能附着在某收思维定势的影响，我们往往习惯于将某些功能附着在某

些事物上。比如想改进清洁牙齿的方法，往往只会根据经验，将思维局限在“牙刷”这一框框中，这样便把超声波洁齿的方法排除在外了；同样说道牙刷，往往只看到它是用来刷牙的，看不到他的其他功能。而重新定义有助于我们开阔思路 摆脱思维定势的束缚们开阔思路，摆脱思维定势的束缚。

常用的表达 重新定义后的表达

设计 条船设计一条船

设计一只捕鼠夹

设计螺母和螺丝设计螺母和螺丝

设计一把剃刀

设计一个加热器

设计一个眼镜盒子

常用的表达 重新定义后的表达常用的表达 重新定义后的表达

设计一条船 设计一个漂浮物

设计一只捕鼠夹 如何消灭老鼠

设计螺母和螺丝 如何将两个以上的物体紧固设计螺母和螺丝 如何将两个以上的物体紧固

设计一把剃刀 如何刮掉胡子

设计 个加热器 如何取暖设计一个加热器 如何取暖

设计一个眼镜盒子 如何保护盒携带眼镜

结构僵化的克服

结构僵化：指个体凭经验对事物形成一个基本看法，并在此基础上认识新问题。

事例1：哥伦布竖鸡蛋

“鸡蛋壳当然不能打破啦”自设前提

事例2 放红枣的智力测验题事例2：放红枣的智力测验题

将 个红枣放入摆在桌上的 个同样大小的碗里 要求每个将20个红枣放入摆在桌上的三个同样大小的碗里，要求每个碗里的红枣都是单数。问：红枣该怎么放?

“这三个碗当然是并列地放在桌上。”认为不可能解答

可以解答: “把其中的两个碗叠起来”可以解答:

训练一：用六根火柴试试能否摆出彼此相连的四个等边三角形？的四个等边三角形？

现在很多人买了房后要装修 那么装修的时候呢 在卫生• 现在很多人买了房后要装修，那么装修的时候呢，在卫生

• 间、厨房可能要铺地砖，一块一块四边形的。

• 题目：罗马教庭气势恢弘，它也在装修，地面要用地砖。但地面的地砖啊，成千上万块，每一块之间都要严丝合缝每一块都一样的大小 每一块都一样的形状 但是每一，每一块都一样的大小，每一块都一样的形状，但是每一

块都是五边形的。请问，应该怎么拼装?

训练二：亚当斯教授给出的“九点连线”智力题：一张纸上等距离画了三行三列共9个圆点，请一笔画

出四条能穿过所有9个点的线。少需要几条直线将他们连接起来？

〇 〇 〇〇 〇 〇

〇 〇 〇

〇 〇 〇〇 〇 〇

延伸思考:能用更少的线连接九点吗？

下面是10岁的彼琪儿做了这道题以后写给亚当斯教授的一封信。下面是10岁的彼琪儿做了这道题以后写给亚当斯教授的 封信。

亲爱的詹姆斯·L·亚当斯教授：

我父亲和我做了那“九点连线”测验题，我父亲说有人发现了能用一条直线连接的方法。我也设法做成了，不用折叠，但我用的是一条很粗的线，因为并没有说做题时不能用 条大粗线没有说做题时不能用一条大粗线。

另：实际上你还需一只很粗的笔。

你忠实的：

贝基·彼琪儿

将 起来 个 条直线• 将纸折叠起来，使9个点位于同一条直线上，用笔戳穿，就等于用一条线将9个点连接用 戳穿 就等 用 条线将 个点 接起来了。

• 将9个黑点剪下来串在一根直线上• 将9个黑点剪下来串在一根直线上。

解决结构僵化的方法是如何适当扩大问题解解决结构僵化的方法是如何适当扩大问题解

决界定的范围。问题所限定的范围越宽松，思维创新的天地就越广阔创新的天地就越广阔。

事例3：“黄鼠狼给鸡拜年没安好心”事例3： 黄鼠狼给鸡拜年没安好心

“黄鼠狼是不是鸡的死对头？”

上海华东师范大学生物系的一位老师决定通过科学实验查查这条谚语的真实性

实验一，他解剖了1000多只黄鼠狼的胃。发现黄鼠狼的主要食物是老鼠 ，还吃各种各样的害虫 从未发现过有鸡肉 鸡骨或各样的害虫，从未发现过有鸡肉、鸡骨或鸡毛的残余物。

实验二 他多次把黄鼠狼和鸡关在 个笼实验二，他多次把黄鼠狼和鸡关在一个笼子里。黄鼠狼不仅不会向鸡发起进攻，把鸡吃掉，而且它们还会相处得很融洽，互不相扰不相扰 。

例外，黄鼠狼饿极了。

谚语名言不可不信，也不可全信，更不可迷信 。

温水煮青蛙的故事事例6：

温水煮青蛙的故事

“温水煮青蛙”来源于19世纪末美国康奈尔大学科学家做过的著名“• “温水煮青蛙”来源于19世纪末美国康奈尔大学科学家做过的著名“

青蛙实验”。科学家将青蛙投入已经煮沸的开水中时，青蛙因受不了突而其来的的高温刺激立即奋力从开水中跳出来得以成功逃生。同样是水煮青蛙实验。当科研人员把青蛙先放入装着冷水的容器中，然后再加热。结果就不一样了。青蛙反倒因为开始时水温的舒适而水中中悠然自得。直至发现无法忍高温时，已经心有余而力不足了。被活生悠然自得。直至发现无法忍高温时，已经心有余而力不足了。被活生生的在热水中热死。

• “温水煮蛙”道出了从量变到质变的原理，说明的是在一个安逸的环境中 人容易被周围的环境所迷惑 终导致消沉 放纵和堕落的环境中，人容易被周围的环境所迷惑， 终导致消沉、放纵和堕落。由于这个过程是一点一点的变化，让人在不易察觉中完成了整个蜕变，待醒悟过来却为时已晚。相反，如果将人突然从“天堂”扔到“地狱” 由于落差极大 人的反应也非常强烈 从而迅速做出选择地狱”，由于落差极大，人的反应也非常强烈，从而迅速做出选择，不至于 终都不知道自己是怎么死的。

要“跳出框框想”• 要“跳出框框想”：

–审视传统

–检验书本

–鉴别经验鉴别经验

–琢磨名言

慎对从众–慎对从众

–警惕麻木

–排除自设

强烈的创新意识和创新敏感是创新思维的基础，应克服见怪

不怪的麻木心理 对自然奥秘 世界万物保持高度的好奇心不怪的麻木心理，对自然奥秘、世界万物保持高度的好奇心。

第二节 偏见思维—影响创新思维的另一因素

1 经验偏见1.经验偏见

2 位置偏见2.位置偏见

3.利益偏见

偏见思维 影响思维的另 因素偏见思维——影响思维的另一因素

• 第一 经验偏见• 第 ，经验偏见

日本人的视觉实验

• 结论：不要轻易给别人下判断！

我们很容易犯经验主义错误 认为看到的• 我们很容易犯经验主义错误，认为看到的再加上自己的推测就是事实，这就是主观臆断臆断。

•• 观察者对观察对象进行观察的时候，我们主观的各种各样的经验 知识 文化 阶主观的各种各样的经验、知识、文化、阶级、民族、宗教、立场，以及两者之间的特殊关系（比如经济关系、利益关系、从属关系），都会影响到我们的判断。所以属关系），都会影响到我们的判断。所以我们在日常生活、工作中，不要轻易给别人下判断人下判断。

• 比如说，你和你的某个同学，某个舍友，你们两个人的关比如说，你和你的某个同学，某个舍友，你们两个人的关系比较复杂，没有协调好。于是找了个周末，坐在一起喝了一下午茶，谈妥了，摊开了，和解了，当然很开心，感觉像心里一堵石头搬开了。可是第二天，你一看到他，他用图上的那种表情对着你。你心想：“什么意思嘛？昨天不是讲的好好的嘛 你怎么今天又 副臭脸对着我？”呯不是讲的好好的嘛，你怎么今天又一副臭脸对着我？”呯，门一摔出去了，你也不买账。你把门关的山响，他正喝茶呢，也琢磨：“什么玩意儿？昨天不是说的蛮好，今天茶呢，也琢磨： 什么玩意儿？昨天不是说的蛮好，今天一见面就把门使劲一摔，又跟我示威啊？行，你要继续想耗，谁怕谁啊？”

•• 其实，他只是不太舒服，所以脸上表情不太自然。可你就

做出他是不友好的判断。因为过去的经验、过去的交往告诉你，这小子跟你又不好了。

你过去的知识 过去的经验决定 你的 维方式• 你过去的知识、过去的经验决定了你的思维方式，你的思维方式决定了你看人的角度，你看人的角度决定了你对人的判断你看人的角度决定了你对人的判断，你对人的判断又决定了你对人的态度，你对人的态度 影响了别人对你的反馈你对人的态度又影响了别人对你的反馈，而别人的反馈又进一步确认了你一开始的那个判断。

2 位置偏见2.位置偏见

• 有一天吃晚饭时，贝贝望着天花板上的电灯，给全家人提出了一个问题：给 家 个问题

• “假如忽然没有电了，会发生什么事情？”在化工厂工作的爸爸• 在化工厂工作的爸爸

• 善于持家的妈妈，

当医生的大哥• 当医生的大哥

• 当秘书的二姐，

超级球迷的三哥• 超级球迷的三哥，

• 热恋中的四姐，

2 位置偏见2.位置偏见

• 你亲眼看到的是事实吗？事实

• 屁股指挥脑袋屁股指挥脑袋

恐惧的渔夫恐惧的渔夫

哪根线长，长多少？

法 唯物主义大哲学家 德 发誓 全世 所有宣• 法国唯物主义大哲学家狄德罗：“我发誓，全世界所有宣称自己看见鬼的人，都是预先就怕鬼的人。”

心中有鬼才能看到鬼• 心中有鬼才能看到鬼

• 美国著名心理学家弗洛姆讲过这样一句话：“人们的各种思想 各种观念 各种逻辑 各种语言 各种宗教 所有思想、各种观念、各种逻辑、各种语言、各种宗教，所有的一切都已经形成了一个网状系统。这个网状系统就像一个漏斗，凡是能够穿过这些网的（那些偏见的网的）个漏斗，凡是能够穿过这些网的（那些偏见的网的）

• 信息，才能被你的经验所观察到，否则你看都看不到。”

度古老的抓 术 做 个很大的 的箱 放• 印度古老的抓猴术：人们做一个很大的透明的箱子，里面放了很多大桃子，然后在箱子上挖一个很小的洞。猴子把手伸进去了 等它伸进去抓住一个大桃子以后拿不出来了 猴子进去了。等它伸进去抓住一个大桃子以后拿不出来了。猴子它拼命地拽，但就是拿不出来。躲在远处的人一看，猴子上当了，于是赶紧奔过来。猴子一看人来了，逃呀。但逃不掉当了，于是赶紧奔过来 猴子 看人来了，逃呀 但逃不掉啊。很多猴子就这样子被逮住了。

3. 利益偏见

白璧微瑕

第三节 想象第三节 想象

1 想象与创新思维从思维的角度，想象属于形象思维，形象思维与抽象思维

1.想象与创新思维

相比，形象思维对创新思考的贡献更大。

事例1：龙的形象

象

鹰爪 虾须

牛眼鹿角——“组合想象”

鱼鳞 马脸

牛眼鹿角

虎嘴

蛇身

虎嘴

狮头

2.想象的特点和作用

特点：超时空性，强烈的活跃性。

作用：想象不是艺术家的专利，是科学家认识世界、

事例1：原子结构模型 “充填想象”

作用 象不是 术家的专利 是科学家认识 界探索世界的工具。

事例1：原子结构模型—— 充填想象

1.道尔顿原子模型 实心球模型1.道尔顿原子模型（1803年）

汤姆生原 模型

实心球模型

瓜模型2.汤姆生原子模型（1897年）

西瓜模型

3.卢瑟福原子模型年）

行星绕太阳模型（1911年）

4 玻尔原子模型 分层模型4.玻尔原子模型（1913年）

分层模型

5.电子云模型（1927年—1935年）

电子云模型

事例2.科幻小说大师凡尔纳的想象——“预示想象”（ 163）

凡尔纳是19世纪法国著名的科幻小说和冒险小说作家，被誉为“现代科学幻想小说之父”， 作品有《海底两万里、》、《地心游记》、《80天环

（p163）

幻想小说之父 ， 作品有《海底两万里、》、《地心游记》、《80天环

游地球》等。他的很多作品后来都被拍成电影，而在他作品中的许多设想，比如直升飞机、雷达、导弹、潜水艇、坦克、太空旅行等，在今天也变成了现实成了现实。

想象 特• 凡尔纳想象的特点：

– 敢于进行海阔天空的想象敢于进行海阔天空的想象

– 善于只定性不定量的方法自己的想象。

1861年，凡尔纳小说里描绘想象：美国的佛罗里达1861年，凡尔纳小说里描绘想象：美国的佛罗里达

州将设立一个火箭发射站，从这里发射出飞往月球的火箭。他还具体描绘了飞行员在宇宙飞船里失重的情景。刚好在一百年以后的1961年，美国真的在佛罗里达州发

射了人类的第一艘载人宇宙飞船，而且宇航员的失重等许多情景 就像凡尔纳在书中通过想象所描绘的 样许多情景，就像凡尔纳在书中通过想象所描绘的一样。

第二次世界大战初期，德国人制造的潜水艇，与凡尔

纳小说中所描绘的相差无几。第一个把宇宙火箭送上天纳小说中所描绘的相差无几。第 个把宇宙火箭送上天空的俄国科学家齐奥尔科夫斯基，也是从凡尔纳的科幻小说《从地球到月球》里得到启示的。

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

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澳大利亚悉尼科技大学的科学家日前宣布，他们开发出了一种厚度和纸相当、强度比钢还高的石墨烯复合材料，有望在汽车制造、还高的石墨烯复合材料，有望在汽车制造、航空工业、电子以及光学等领域引发革命性变革变革。

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通过合成法和热加工法对石墨进行提纯和过滤，进而将其制成像纸一样薄的薄片。这种石墨烯纸（GP）在微观上呈单层六角形碳石 烯纸 在微观 单层六角形碳

素晶格结构，具有独特的热学、电学和机械性能 与普通钢材相比 石墨烯纸在重量上性能。与普通钢材相比，石墨烯纸在重量上要轻6倍，密度上小5到6倍，硬度上大2倍，抗拉强度大10倍 抗弯刚度大13倍抗拉强度大10倍，抗弯刚度大13倍。

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

认识石墨烯

英国曼彻斯特大学科学家盖姆和诺沃肖罗夫因英国曼彻斯特大学科学家盖姆和诺沃肖罗夫因发明石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖。

康斯坦丁·诺沃肖罗夫

安德烈·盖姆（Andre Geim）

康斯坦丁 诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

认识石墨烯1、密度：提取石墨烯中的一个正六边形碳环作为结构单元1、密度：提取石墨烯中的 个正六边形碳环作为结构单元（图1），由于每个碳原子仅有1/3属于这个六边形，因此一个结构单元中的碳原子数为2。六边形的面积为0.052 nm2。由此可计算出石墨烯的面密度为0.77 mg/m2。假设有一张面积为1 m2的石墨烯吊床，其质量仅为0.77 mg。

图1 石墨烯吊床

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

认识石墨烯2、透光性和颜色：石墨烯的可见光透过率为97 7%，且与2、透光性和颜色：石墨烯的可见光透过率为97.7%，且与

波长无关。因此自由悬浮的石墨烯是高度透明且无色（无味）的。

图1 石墨烯吊床

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

认识石墨烯3、强度：石墨烯的强度极限（抗拉强度）为42 N/m。如3、强度：石墨烯的强度极限（抗拉强度）为42 N/m。如果钢具有同石墨烯一样的厚度（~0.335 nm），则可推算出其二维强度极限为0.084~0.40 N/m。由此，理想石墨烯

如果用石墨烯做一个蹦床 会是

的强度约为普通钢的100倍。面积为1 m2的石墨烯层片可承受4 kg的质量。前面提到的那张吊床不仅是近乎透明的，

还可以承受 只猫的重量 而这张吊床的重量仅和猫的

个蹦床，会是怎样一个情形呢？

还可以承受一只猫的重量。而这张吊床的重量仅和猫的一根胡须的重量相当。美国机械工程师杰弗雷·基萨教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度：美国机械工程师杰弗雷 基萨教授用 种形象的方法解释了石墨烯的强度：

如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上，然后试图用一支铅笔戳穿它，那么需要一头大象站在铅笔上，才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

认识石墨烯4、电导率：石墨烯的面电阻约为31 Ω/sq。这表明面积为14、电导率：石墨烯的面电阻约为31 Ω/sq。这表明面积为1 m2的石墨烯吊床的电阻仅为31 Ω。5、热导率：是室温下铜的热导率的10倍多。

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

认识石墨烯安徒生童话中那两个骗子臆造出来的“皇帝的新衣”也完安徒生童话中那两个骗子臆造出来的 皇帝的新衣 也完全可以由石墨烯来制成（图2），不仅防雨防风防灰尘，还抗辐射防静电。

图2 石墨烯与 “皇帝的新衣”

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想象空间:日常生活中，石墨烯可以用在什么地方？么地方？•魔术师定然超喜欢石墨烯，因为电和热可以传递于“无形” “空中悬浮”也变得简单异常于 无形 ， 空中悬浮 也变得简单异常。

•液体可在手中任意变形而不四散 设想你用石墨•液体可在手中任意变形而不四散，设想你用石墨烯做饮料的包装带，在饮用时是怎样的感觉。

•或许石墨烯可以用来传达密文，如果把石墨烯看作一张纸 用什么方法才能在上面留下“字作一张纸，用什么方法才能在上面留下 字迹”？

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

获得石墨烯科学家在20世纪40年代就对类似石墨烯的结构进科学家在20世纪40年代就对类似石墨烯的结构进

行过理论研究，但在此后很长时间里，制取单层石墨烯的努力一直没有成功 有人认为这样的二石墨烯的努力 直没有成功，有人认为这样的二维材料是不可能在常温下稳定存在的。2004年10月 发表在美国《科学》杂志上的一篇2004年10月，发表在美国《科学》杂志上的 篇

论文推翻了这种认知。在英国曼彻斯特大学工作的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫 用普通胶的安德烈 盖姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫，用普通胶带完成了他们的“魔术”。

新发明新创造新发明新创造－新型石墨烯材料薄如纸硬如钢新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

获得石墨烯看上去非常简单 一点儿也不高科技的方法 并不看上去非常简单、 点儿也不高科技的方法，并不是他们的首创。在此之前就有人试过，但没能辨识出单层石墨烯出单层石墨烯。

盖姆和诺沃肖洛夫把剥离下来的薄片放在氧化硅基板上 光的干涉效应使薄片在显微镜下呈现彩色条板上，光的干涉效应使薄片在显微镜下呈现彩色条纹，就像油膜在水面上产生的效果。利用这种效应，他们观察到了单层石墨烯 就这样 第一种二维晶他们观察到了单层石墨烯。就这样，第 种二维晶体材料正式出现了。

结束语• 一天，某公司总经理叮嘱全体员工—谁也不要走进八楼那个没有挂门牌

的房间。但他没有解释。员工都习惯于服从，谁也没去那个房间。

• 一个月后 公司招聘了一批新员工 总经理对新员工又一次进行了叮嘱• 个月后，公司招聘了 批新员工，总经理对新员工又 次进行了叮嘱。这时一个年轻人在下面小声嘀咕：为什么？总经理满脸严肃地说“不为什么”！不解萦绕在年轻人的心中，好奇心驱使他非要看个究竟。而别人的善意提醒更激起他的兴趣。他来到那个房间。轻轻叩门，没有反应 再轻轻 推 虚掩的门开了 不大的房间只摆了 张桌子 桌子上应，再轻轻一推，虚掩的门开了。不大的房间只摆了一张桌子，桌子上只放了一张纸牌，上面写着：把纸牌送给总经理。年轻人十分困惑地拿起那个已经沾满灰尘的纸牌，走出房间。不顾众人的劝阻，直接来到总经理的办公室，当他把那个纸牌交给总经理手上时，总经理一脸笑容地经理的办公室，当他把那个纸牌交给总经理手上时，总经理 脸笑容地宣布了一项令人震惊的结果—从现在开始，你被任命为销售部经理。“就因为我把纸牌拿来？年轻人不解地追问。”没错，我已经等了快半年了，相信你能胜任这份工作。”那个年轻人果然不负厚望，把销售部经营得红红火火。事后，总经理向众人解释：这位年轻人不为条条框框所束缚，勇于走进禁区，这正是一个富有开拓精神的成功者应具备的良好品质。

各位 你准备好了吗？如果你想成为那个年轻人 就展开你的思维各位，你准备好了吗？如果你想成为那个年轻人，就展开你的思维—你的想象的翅膀，天马行空，无拘无束，展现在你面前的将是那无限美丽的天空！

以创新精神对待新事物，破除思想僵化，打

破旧观念、旧框框的束缚，不断进取，不断开拓破旧观念、旧框框的束缚，不断进取，不断开拓新局面。

有 富 想象力• 发明人要有丰富的想象力！

• 请设计一种新型的风扇！请设计 种新型的风扇！

实例：

１、无叶片风扇

英国发明家詹姆士·戴森 近推出了一款新发明——无叶片风扇，它能产生神奇的凉风，由于没有叶片，不会覆盖尘土，或者伤到好奇儿童的手指。凉风 由于没有叶片 不会覆 或者伤到好奇儿 的手指

实例：

2、不需要鞋底的新型鞋子——“魔吉拖”

伦敦设计师朱利安·海克斯设计了一双没有底板的鞋子伦敦设计师朱利安 海克斯设计了 双没有底板的鞋子

实例：

3、不走的手表

• 训练：寻求旧事物的新功能拓展法

列举铅笔的功能• ——列举铅笔的功能

• ——砖块的用途砖块的用途

• ——吹风机的用途（作业，找出至少10种）

• 吹头发；吹湿的衣服；头发定型；保健作用(关节炎的治疗)；吹胶卷；做冷风机；

• 1 家用电器受潮时 可用其吹干 2 冬季食用油冷凝倒不出时 电吹风对准油• 1 家用电器受潮时，可用其吹干。2 冬季食用油冷凝倒不出时，电吹风对准油瓶口加热，可使食用油迅速溶解。3 邮票发霉，用电吹风驱潮十分有效。

• 4 眼镜不合适时，电吹风吹几分钟后，可用手轻轻整形。5 用电吹风向冰箱里面吹热气，可缩短冰箱的化霜时间。6 洗完瓶子，电吹风吹一下，会很快干燥。

倘若是细口长颈瓶，可用一个长颈漏斗，把热风吹入瓶底，形成热空气循环，也会很快吹干。7 冬季鞋潮湿，对准鞋内吹，即可干。会很快吹干 冬季鞋潮 对准鞋内吹 即可干

• 8 多雨天气，照相机使用后，可先用吹风机将盒内吹干。待冷却后，再将照相机置入，可防止照相机镜头发霉。9 电冰箱的塑料封条不平整时，用电吹风在曲折处加热 稍微用力较平 压在玻璃板下冷却后 即平整挺直 密封性能良好 10处加热。稍微用力较平，压在玻璃板下冷却后，即平整挺直，密封性能良好。10受潮的饼干，会失去原有的松脆，可口的风味。若用电吹风对其吹一阵热风，冷却后，即能恢复。11 梅雨季节，对家中的贵重物品如书画，磁带等，用电吹风对其进行驱潮 防霉处理 是十分有效 而且非常必要的 12 在家电维修中对其进行驱潮，防霉处理，是十分有效，而且非常必要的。12 在家电维修中，

诊断，排除因热现象而产生的故障时，电吹风机可根据需要，随时加热，帮助诊断。13 用木炭做火锅燃料时，可用电吹风机助燃。14 圆珠笔芯不出油时，只要用电吹风机对其吹几秒钟热气，就可使用了。15 炉火不旺时，电吹风能起鼓风机作用。16 受潮的电子表，将后盖打开，取出电池，用电吹风低档，吹几分钟。间隔几分钟再吹。反复几次，即可吹潮。17 急等吹的衣服，上有污染。可局部洗涤后，用电吹风吹干，能即刻吹用。18 将电吹风开到 高档，对着蚂蚁经常出没之处吹风，可消灭蚂蚁。19礼物盒上的价格标签，用电熨斗熨一熨，就可以很轻松的揭下来。