脑科学研究成果对创新的启示课件

第二章

脑科学研究成果对创新的启示第一节

脑科学研究成果概述——脑科学研究成果对创新教育理论的支撑一、人脑的基本结构1．大脑结构概述人脑的形状和表面很像一个核桃仁，脑的平均重量男子为1380克，女子为1250克。脑分为大脑、间脑、小脑和脑干四个部分。大脑占据全脑的70%，分为左右两个半球。两半球之间由大约2亿条神经纤维组成的胼胝体联系着，使两个大脑半球息息相通。大脑的表层部分叫大脑皮层，平均厚度大约2.5毫米，表面有像核桃仁似的褶皱，下凹的是脑沟，隆起的是脑回，如果全部展开，总面积约达2600平方厘米。大脑皮层上面密密麻麻地分布着约145亿个神经细胞。大脑每侧大脑半球按沟裂又分为四叶。额叶主要调节随意运动、语言和书写的功能；顶叶主管感觉、计算、阅读和运动；颞叶主管听觉、味觉和嗅觉，还与记忆有关；枕叶接收和分析视觉信息。

图2－1人类大脑左半球侧面人脑具有层次性：脑可以分为各个不同的部分及各个脑区；每个脑的部分或脑区包含各种神经核团，由不同的细胞层组成；神经细胞之间有许许多多的突触连接；再深入一个层次，就是各种类型的化学物质分子以及离子。

神经系统:◆神经系统由基本元件细胞组成，◆构成脑的基本元件主要是两类细胞，即神经细胞和神经胶质细胞。◆神经细胞又称神经元(neurons)，它们是神经系统的基本单位，也是生理心理活动的基本结构和功能单位。◆神经元常以微米为度量单位，人脑中包含着140～160多亿个神经元。◆神经元是一类灵敏程度很高，具有迅速接收刺激和传导神经冲动能力的细胞，它们具有接收、整合、储存和传递信息的多种功能。神经元形态多样:图2－2几种不同类型的神经元

胶质细胞:神经元的周围，有1000多亿个胶质细胞，是一类较小的细胞，但数量比神经元大得多。神经元实际上处于神经胶质的包围之中，神经胶质与细胞外组分共同构成神经元的微环境，对脑的发育、神经活动的维持、脑细胞损伤后的修复都有重要意义。3．神经元的细胞体、树突、轴突和突触图2－3一个被覆髓鞘的轴突结构示意图1．细胞体2．细胞核3．核仁4．轴突小丘5．轴突6．树突7．朗飞氏节8．许旺氏细胞9．髓鞘10．终扣（钮）

（1）细胞体

神经细胞体内含有细胞核,核内含有染色体,带有DNA,是细胞的一切代谢活动的蓝图。一个正常的神经细胞中,含有几百万蛋白质分子,数十亿个脂质分子、数千亿个RNA(核糖核酸)分子和数万亿个钾(K+)离子。这些许许多多的分子在新陈代谢过程中都是处于高速的分解和合成的状态。细胞质内除含有丰富线粒体、高尔基复合体外、神经元纤维、尼氏体。大脑的工作效率惊人,消耗的能量也大得令人吃惊。只有体重约2%的大脑,却要消耗人体20%的能量,其消耗的营养物质主要是葡萄糖。（3）轴突◆每个神经元只有一个粗细均匀的轴突。◆轴突好像是从细胞体上发出的一根细丝。在结构和功能上分成几个区段的。◆轴突是从细胞体的一个叫做轴突小丘的锥形部分长出来的。是传递信息的神经冲动开始的地方。◆不同神经元，它的轴突的长度不同，短至几微米，长至1米以上。◆轴突的旁枝（亦称侧枝)常常呈直角发出；轴突的末端分支多，形成终末支。◆在细小的分支末梢有一特殊的结构形成突触，是与下一个细胞的连接之处。◆大多数的轴突都有鞘，称为髓鞘。对神经元的神经冲动传导起着绝缘作用。（4）突触神经元与神经元之间不是直接连接的，而在连接处有一段极狭窄的（一般是20nm左右）间隙，这极小的地段被称之为突触（见图2-4(1)(2))。突触是信息传递和整合的关键部位。人脑中的突触占脑与脊髓整个表面积的60～80%，数量有1014～1015个之多。突触分为电突触和化学突触两部分。一个神经元可通过突触影响多个神经元的活动；同时，一个神经元的细胞体或树突通过突触可接受许多个神经元的影响。二、人脑的可塑性1．微观神经元的可塑性人脑的可塑性包括神经元、神经环路和突触的形态结构可塑以及电信号的变化等等。神经元形态结构的可塑性，表现最明显的是树突及其分支形态的改变与数量的增减。树突是可以变化的。

外界信息刺激，可以增加棘刺的数量，提高其质量；没有受到信息刺激，可能萎缩或消失。

树突是神经元的最大信息接收区，对脑内神经微环路与局部神经环路的建立，对中枢神经的信息加工处理都有重要作用；突触是每个神经元与其他神经元的连接的部位，单个的神经细胞不能单独完成某项脑功能，需要各种大大小小的神经环路来实现神经信息的传递和处理任务，因此，树突与突触的可塑性是脑内神经可塑性的核心，直接影响脑功能的变化。◆

人脑在发育早期，神经网络中的树突与突触连接是大大过量的，处于不稳定状态。◆人出生以后，需要通过各种一般信息和特殊信息的刺激，诱发新树突与突触的形成，促进神经环路的修饰。没有用到或不适当的树突与突触将被淘汰而自行消亡。◆一般情况下，婴儿出生后几个月，树突及突触连接大量生长和形成，2～3岁幼儿脑内突触的数目已达到成年人的两倍，11～12岁以后过量的突触开始调整，成年时只有少量的稳定下来。虽然成年期脑内某些部位的树突还会有一些生长变化，但是，一个人大脑中树突与突触可塑的关键期是在婴幼儿及青少年时期。

影响突触可塑性的最重要因素是通过突触部位信息量的多少。只有充分发挥脑的机能作用，增加神经环路的使用频率，才能形成更多的突触。

外界刺激因素对神经网络有修饰作用，人是通过感觉系统接收外界各种信息的。在通常情况下，一般性刺激指人们在生活环境的一般性变化，所引起的各脑区脑内神经的普遍性变化；特异性刺激是指不同的个体在各自生活环境中获得的特殊信息(特异经验)，所引起的某特定脑区的特异性变化。人脑在发育早期，不可能预先形成一些突触连接和神经通路来接收和传递这类特异信息。因此，人们需要通过这类特殊信息的刺激，诱发新突触的形成或促进神经环路的修饰。人们常说的“经历就是财富”，不仅说明了丰富的阅历可以使人们获得多元化的生活体验，同时，还可以刺激大脑中形成更多的不同于他人的突触。

目前，树突棘以及突触的可塑性与脑的高级功能发展之间的关系的研究，已成为现代神经生物学的热门课题。人们在探索如何通过脑力锻炼、加强思维活动或新奇性的环境刺激等，来提高脑内突触连接的使用频率，延长醒觉的持续时间，激活脑内网状结构，增大信息向脑内的输入和储存，这样才有利于智力的发展。2。宏观神经元的可塑性◆人脑神经元的树突与突触等的微观可塑性，宏观表现为脑功能的变化以及精神活动与行为的变化。◆人们在不同的发育时期或不同的年龄阶段，大脑的不同脑区有不同的敏感性，也就是可塑性程度有很大差别。在关键期或敏感期内，脑神经的可塑性最强，这期间，若有良性的环境信息刺激，能使神经传递通路的功能状况和修饰程度得到提高，有利于人的智力与创新能力的提高。◆神经系统结构与功能的可塑性是终身具备的特性，是一种潜在的适应能力，充分认识和发掘人脑的这种特性是智力开发的前提。◆经验依赖性和功能活动依赖性的树突与突触可塑性，是智力开发的理论依据，也是我国基础教育阶段课程改革中为什么要开设综合实践活动等课程的理论依据。图2－5大脑双势理论示意图4．脑功能模块学说按Brodmann提出的大脑皮质机能区定位

图2－6人体脑结构图-脑感觉中枢分区图图2－7Brodmann提出的机能区定位图

手还具有准确的定位能力。特别是指尖的刺激定位非常准确,平均误差仅1毫米左右。而上臂、腰部和背部的刺激定位能力则较差,平均误差约1厘米。手不仅具有刺激定位能力,还能辨别出相隔一定距离同时受刺激的两个点。触觉辨别出两个刺激点的最小距离叫“两点阈”。一般说来,头部和手指的两点阈最小,肩背部和下肢的两点阈最大。

手指具有较高的触压觉感受性。手指频繁地接收各种刺激,在大脑皮质形成了很大的机能定位区(见图2－8)。有人曾估算“大脑控制整个躯干的细胞只相当于手的1/4”，甚至于一个大拇指信息对应在大脑的运动区,相当于一条大腿的5倍。因此，大脑的发育和智能的提高,手指的运动极其重要。大脑从手指得到的感觉信号非常多,给手下达的指令最为频繁。这种通达的“热线”联系,使从手上传来的触觉、热觉、痛觉等信号能既迅速又准确地传到大脑；在大脑的指挥下,手便可以做出千变万化的精细动作来。所以动手也就动了脑，而且是动了右脑，有利于创新思维的培养。（粗线的长度大致表示每一结构的皮质代表区的范围）（仿Penfied等。1950）

脑科学发展道路还很漫长，但可喜的是，目前脑科学研究已经取得了许多重大成果。例如，人脑神经元树突、触突的可塑性，人脑的“双势理论”，人手触摸觉信息对人脑的影响，人脑机能区定位等基本上被科学界公认的成果，已经对人类智力的开发，对教育的改革有了很大启迪和帮助。第二节

创新过程创新思维是人脑在创新过程的思维活动。要了解创新思维，首先要了解创新过程及其规律。一、三个创新实例1．例一：一群创新者对自己创新过程切身体会的描述20世纪70年代初，一批理学家、生物学家、画家和诗人聚集在美国科罗拉多州的埃斯彭(Aspen)，讨论获得创造思维的经验。主持者要求每人描述各自工作中的一个偶然事件，描述他们创造过程和创造思维的切身体会。美国物理学家盖尔曼(M.Gell-Mann)说：“首先，我们已经工作了几天、几周或几个月。我们脑子里装满了研究中所遇到的困难以及试图克服困难的想法。其次，有一段时间继续有意地去思考，毫无用处，就是整天不停地思考也没用；最后，当我们骑自行车、刮胡子或做饭时(或者像我说的发生口误)，关键性的思想突然冒出来了。我们撼动了我们熟悉的常规。”结果为什么会这么出人意料？这些处于心灵深层的原始的心理机制所包含的内涵是什么?百思不得其解而又突然获得答案？它们是否就是创新思维?这些心理机制在创造过程中的价值和意义是什么?怎样在创造实践中充分发挥这些心理机制的作用?这些都是应当关注的问题。2．例二：牛顿发现地心引力的故事1665年至1667年间，牛顿已在思考引力的问题。一天傍晚，他坐在苹果树下乘凉，一个苹果从树上掉了下来。他忽然想到：为什么苹果只向地面落，而不向天上飞呢？他分析了哥白尼的日心说和开普勒的三定律，进而思考行星为何绕着太阳绕而不脱离太阳？行星速度为何距太阳近就快，远就慢？离太阳越远的行星，为何运行周期就越长？牛顿认为它们的根本原因是太阳具有无比巨大的吸引力。经过一系列的实验、观测和演算，牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量密切相关。牛顿进而揭示了宇宙的普遍规律：凡物体都有吸引力。质量越大，吸引力越大；间距越大，吸引力越小。这就是经典力学中著名的“万有引力定律”。苹果从树上掉下来，这样一件司空见惯的小事，怎么会突然激起了牛顿的创新灵感？是偶然，还是必然？

3．例三：莱特兄弟发明飞机的故事莱特兄弟，哥哥叫威尔伯，弟弟叫奥维尔。他们从小就喜欢摆弄一些玩意儿，经常在一起做各种各样的游戏。他们的爷爷是个制作车轮的工匠，屋里有各种各样的工具，兄弟俩把那里当作他们的乐园，经常跑去看爷爷干活。时间一长，他们就模仿着制作一些小玩具。1877年的圣诞节，爸爸也从外地回来，送给了他们一件礼物，是个飞螺旋。爸爸做了表演，只见他先把上面的橡皮筋扭好，一松手，它就发出呜呜的声音，向空中高高地飞去。兄弟俩这才知道，除了鸟、蝴蝶之外，人工制造的东西，也可以飞上天。于是，兄弟俩便把它拆开了，看看它为何能飞上天去。……1908年9月10日这天，天气异常晴朗，飞机飞行的场地周围围满了观看的人们，等待着莱特兄弟飞行。10点左右，弟弟奥维尔驾驶着他们的飞机，在一片欢呼声中，自由自在地飞向天空，两支长长的机翼从空中划过，像展翅飞翔的雄鹰。飞机载了一名勇敢的乘客，在76米的高度飞行了1小时14分钟。当它着陆之后，人们从四面八方围了过来，欢呼雀跃。不久，莱特兄弟在政府的支持下，创办了一家飞行公司，同时开办了飞行学校。从这以后，飞机成了人们又一项先进的运输工具。这是一个跨越了31年的故事，在这个创新过程中，莱特兄弟是怎么想的，怎样做的，怎样成长起来的，很值得深思。创新过程是指个体从开始产生某项创新想法到出现创新产品的一段心智历程。从1896年著名德国生理学家赫尔姆霍兹(H.LF.Helmholtz)的三阶段说至今，许多心理学家都从心理学角度，对创新过程进行了研究，提出各自的见解。二、创新过程1．1926年英国心理学家沃勒斯(G.Wallas)创新活动四阶段论

创新活动四阶段论在全世界享有盛名。沃勒斯认为创新大都经过四个时期:准备期、孕育期、豁朗期、验证期。（1）准备阶段(preparation)产生新构想,必须先熟悉别人的想法。创造者在创造之前,需要了解前人在同类问题上所积累的知识和经验,哪些问题已经解决,哪些问题尚未解决,作深入分析。不仅能从中获得知识,还能获得启示。这样,才可能避免重复前人的劳动,站在新的起点上创新。这个阶段，创造主体已明确要解决的问题，然后围绕这个问题，搜集资料信息，并试图使之概括化和系统化，形成自己的认识，了解问题的性质，把握疑难的关键所在等；同时，开始寻找初步的解决办法。但很难顺利地进行下去，常常出现停滞状态。心理学家划分创新阶段，有时也将创新主体学习有关知识和技能训练等，放在这一阶段内。（2）孕育阶段(incubation)孕育阶段,又称酝酿阶段。这一阶段最大的特点是潜意识的参与。对创新主体来说，需要解决的问题被搁置起来，主体并没有进入创新过程。创新是暂时搁置起来了，但思考则继续在进行。因而，这一阶段也叫做探索和解决问题的潜伏期。

例如，分子生物学创始人之一——沃森在回忆DNA发现过程的《双螺旋》.1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了.例如，玻尔兹曼喜欢古典音乐,爱因斯坦专长小提琴,普朗克钢琴弹得好，对他们在创新孕育期中创新思想的发展有着积极作用。孕育阶段的存在表明,创新是一种有节奏的工作,有行有止,有动有静,有忙有闲,需要恰当协调。那种目不转睛的死读书、马不停蹄的疲劳战,对创新百害而无一利。孕育阶段可能是短暂的,也可能是漫长的,有时甚至延续很多年。在这个时期中,创新者的某方面的创新思维活动仿佛在“冬眠”,等待着“复苏”。一旦孕育成熟,创新的灵感就会脱颖而出。（3）豁朗阶段(illumination)豁朗阶段,也称明朗阶段。进入这一阶段，难解的问题一下豁然开朗。创新主体突然间被特定情境下的某一个特定因素启发，创新意识猛然显现，困扰顿时化解，出现“豁然开朗,一通百通”的境界。这一心理现象，人们通常称之为灵感。这一阶段创新者的情绪发生明显的变化。这种变化是突然出现的，强烈的，给创造主体以极大的快感，欣喜若狂,心理学家称之为“有啦!”现象、“啊哈!’现象。这一阶段称为灵感期或顿悟期。（4）验证阶段(Verification)

这是个体对整个创新过程进行反思，检验解决办法是否正确，是否获得预期成果的验证期。在这个阶段，把抽象的创新设想落实在实践中，提出的解决办法必须详细、具体，可行性强。如果方法设想是对的，创新成果也符合预先的假设，创新活动就算结束，否则，必须全部或部分重新进行。例一中，那群创新者的创新经历是那么惊人的一致。首先，产生了创新的想法（准备期）；但创新的想法与“范式”之间产生了矛盾，一时无法解决（孕育期）；关键性的思想突然产生（豁朗期）；他们撼动了熟悉的常规（验证期）。例二中，最关键的就是牛顿看见树上的苹果掉到地上而突发的地心引力的设想豁朗期，它为牛顿三大定律和万有引力定律的确立立下汗马功劳。但是，之前的准备期、孕育期并不明显。对照说明创新过程的四阶段论

分析例三

主创新过程：莱特兄弟发明飞机历经31年（A-D）。准备阶段(A-B)可能用了13年多，如果把1877年父亲送给莱特兄弟的飞螺旋礼物引发了孩子对飞行器的好奇心开始，到1891年两兄弟制造成功第二架滑翔机称为准备阶段，那么，他们从小作玩具是不是也能够算为准备期？可见“准备期”的概念较为模糊。孕育阶段不明显（似乎没有孕育期）。

用四阶段论分析莱特兄弟发明飞机的创新过程豁朗阶段(B)是一瞬间，滑翔机制造成功后，他们突然产生了一个灵感：“能否制造一种不用风力也能飞行的机器”？后就是验证期(B-C)，从1891年开始设计和制作，到1903第一架飞机发明成功，历时3年多。以后花了约5年的时间，得到美国政府和社会的认可(C－D)。嵌入子创新过程：深入分析就会发现，验证阶段，围绕着用飞机动力问题，形成了一个子发明(E-G)：首先苦苦思索选择什么动力（子孕育期(E-F)）；有一天受停在门前的一辆汽车的启发，激发了“用汽车的发动机来推动飞行”的灵感（子豁朗期(F)）；然后研制出合适的发动机并安装在飞机上（验证期(F-G)）。用四阶段论来说明莱特兄弟发明飞机的创新过程，似乎有些阶段还不太贴切。2．创新过程的“复合嵌套式二阶段论”

根据“原创性是创新的本质属性”可知，任何狭义的创新过程，都应该从“某创新灵感产生”的瞬间开始，直至完成该创新灵感所期待的“创新产品（包括物质产品或精神产品）诞生”的时刻止。而广义的创新过程则是在狭义创新过程的基础上，还要追溯该创新主体是如何成长的；后续创新产品如何在社会上推广运用、产生的效益等。由于广义创新过程的外延不好准确界定，在非特指的情况下，这里所说的创新过程就是狭义的。

创新过程的“复合嵌套式二阶段论”是指，创新过程一般分为创新灵感产生阶段与创新灵感验证阶段，莱特兄弟发明飞机一例就是这样。创新过程的“嵌套式二阶段论”示意图

（1）主创新过程第一阶段EA为创新灵感产生阶段：E开始孕育创新思路，A为创新灵感产生。一般情况下，主创新过程的EA可能极短，甚至没有时间间隔，直接产生创新灵感，即E与A重合。正如莱特兄弟在试制成功第二架滑翔机以后，突然想能否制造一种不用风力也能飞行的机器的问题——产生制造飞机的创新灵感A，由于这个灵感的出现太突然，时间太短暂，致使E与A重合为“EA”点。A是创新灵感产生的一瞬间，时间极短，不把它作为一个时间段。它只是前后创新灵感产生阶段与创新灵感验证阶段的分界点，是创新灵感产生阶段的终点，也是验证阶段的起点。第二阶段AF为创新灵感验证阶段：A的创新灵感一旦产生，紧接着就进入验证期。这个阶段要把抽象模糊的创新灵感转换为语言的表达，然后落在实处，要在具体操作的层面上，提出详细、具体的解决方法，直至创新产品F的诞生。例如，莱特兄弟产生要制造非风力驱动的可以飞行的机器（创新灵感A），到第一架飞机的诞生F，历时3年多(AF)。（2）嵌套式“次创新过程”的级数在一个创新过程不一定是只解决一个简单的创新问题，而是可能在研究某一个创新问题时，会引发出一些新的问题，形成复杂的“复合创新过程结构”。①创新过程中的“次级创新过程”级数m在一个较为复杂的主创新过程中，往往会派生出一些“次级创新过程”。某“次级创新过程”可能又会再派生出“更次级创新过程”……。依此类推，我们把由“主创新过程”派生出的“次级创新过程”称为“一级次创新过程”；由某“一级次创新过程”派生出的“更次级创新过程”称为“二级次创新过程”；由某“二级”派生出的创新过程称为“三级”……；以此来界定创新过程的“级数m”。如图2－10所示，莱特兄弟发明飞机是主创新过程；研究发动机问题是“一级次创新过程”；在研究发动机“一级次创新过程”中可能会派生出研究发动机的壳体、转子等再次级的创新过程“二级次创新过程”；研究转子的次级创新过程中又可能会产生研究转子的缸体、曲轴等更次级创新过程“三级次创新过程”；……当然，也许主创新过程中没有次级的创新过程，即m=0。主创新过程上的“次级创新过程”级数m为自然数，即：m＝0,1,2,3,4,……m：“次级创新过程”的级数②嵌套式“一级次创新过程”例如莱特兄弟造飞机这个“主创新过程”派生出了用什么作动力的问题，围绕着“动力”这个问题，嵌入了一个“一级次创新过程”，如图2－10的“一级次创新过程1”。用“复合嵌套式二阶段论”来分析这个创新过程：第一阶段E1～A1：是“一级次创新过程1”创新灵感产生期，围绕选择什么动力展开，经过冥思苦想而不得结果；创新灵感A1产生的一瞬间：看见门口厅的一辆汽车，突然产生用发动机作动力的灵感；第二个阶段A1～F1是灵感的验证期：从产生用发动机作动力的创新灵感开始，反复研制合适的发动机，直至把发动机装在飞机上实验成功（F1）为止。这个过程是研制飞机主创新过程中的次级创新过程，如图2－10中的“E1～A1～F1”，就像镶嵌在主创新过程“E～A～F”上的一个“套子”。我们称其为嵌套式“一级次创新过程1”。这个创新过程也符合创新过程的二阶段论。（3）某创新过程的“次级创新过程”嵌套数n在复杂的主创新过程中，往往出现很多“一级次创新过程”。例如，关于飞机动力、机翼、操作系统、机身材料等等的创新研制，就出现了多个次级创新过程。如图2－10所示，在主创新过程上形成“一级次创新过程1”、“一级次创新过程2”、……“一级次创新过程n”。“一级次创新过程n”的个数为n，即是在主创新过程上形成了n个“一级次创新过程”嵌套。当然，对于简单的创新过程也可能没有“一级次创新过程”，这种状况的“次级创新过程”嵌套数n为零。同理，在一个复杂的“一级次创新过程”中，也可能会引发出若干个“二级次创新过程”，在“二级次创新过程”上形成n个更次级的“次级创新过程”嵌套。一个简单的“次级创新过程”也可以没有“次级创新过程”，其n=0。可见，在某一创新过程上的嵌套数n为自然数，即：n＝0,1,2,3,4,……n：某“创新过程”的嵌套数当我们把主创新过程中的“次级创新过程”级数m，以及某创新过程上的“次级创新过程”的嵌套数n的值域都界定为“自然数”时，嵌套式“创新过程二阶段论”就不仅适用于复杂创新过程，同时也适合简单创新过程,即适合于所有创新过程。第三节创新思维——思维科学成果对创新教育理论的支撑一、思维思维科学（thoughtsciences）是研究人的意识与大脑、精神与物质、主观与客观的综合性科学。

思维是人脑这种最高级物质的机能,是人脑对客观事物的反映。通俗地说，思维就是动脑筋考虑问题。日本学者仓石精一在《世界大百科事典》上对思维的定义是:思维是关于思和想的事情,也称为思考。

思维科学分为思维科学的基础科学、思维科学的技术科学及思维科学的工程技术3个层次。

其中，思维科学的基础科学是研究人有意识思维的科学，称之为思维学。思维学研究思维活动的基本形式——逻辑思维、形象思维和灵感思维，并通过对这些基本思维活动形式的研究，揭示思维的普遍规律和具体规律。1．逻辑思维

逻辑思维主要指遵循传统形式逻辑规则的思维方式，通常也称它为“抽象思维”。逻辑思维是人脑的一种理性活动，思维主体把感性认识阶段获得的对于事物认识的信息材料抽象成概念，运用概念进行判断，并按一定逻辑关系进行推理，从而产生新的认识。逻辑思维是人们在认识过程中借助于概念、判断、推理反映现实的过程。它用科学的抽象概念与范畴揭示事物的本质，表达认识现实的结果。2．形象思维形象思维（非逻辑思维）,严格地说,它们纯属人们内在的心理活动,比如“联想”、“想象”或“直觉”。从信息加工角度，形象思维运用图像、表象、直感、想象等形式，对研究对象的有关形象信息，以及储存在大脑里的形象信息进行加工（分析、比较、整合、转化等），从形象上认识和把握研究对象的本质和规律。于形象思维是在对客观事物的细部尚未分明的情况下，对整个事物概括的本质的思维，具有不确凿情境的感知思维特点。因此，形象思维是非线性的思维，跳跃的思维，是一种深层次的知觉过程，具有跨越不确定性和非逻辑性。这类心理活动很难用言语的方式来表达。

形象思维具有形象性、非逻辑性、概括性、本质性及想象性等特征.3．灵感思维

◆灵感又称为顿悟。思维学中的“灵感”（inspiration）是人们思维过程中一种特异现象，是人们大脑中突然产生的新想法（newidea）、新主意，突然找到了解决问题的新点子，这种“突然闪现”、“突然找到”和“突然领悟”的思维现象，就是灵感。

◆灵感思维主要是思维主体的潜意识活动，还可能有潜意识与显意识相互作用、相互贯通的理性思维参与。

◆灵感思维是思维主体在显意识状态下，对某个问题长期思索而不得其解，暂时搁置起来，由于某种诱因，在潜意识作用下，忽然得到解决的心理过程。由于“灵感”是突然产生的，因此，它具有突发性，极度不稳定性。

◆灵感思维在很大程度上是潜意识的作用，而潜意识又是一种不自觉的思维活动，思维主体不可控制，所以，灵感思维产生的程序、规则以及思维的要素与过程等都不是被自我意识能清晰地意识到的，具有非自觉性和模糊性。（1）灵感思维的特征由于灵感思维不是在显意识领域遵循常规逻辑推理过程的思维，有其独特品性，表现为长期孕育，突然爆发，具有非预期的突发性；突然而来，悠然而去，难以为人所控制；稍纵即逝，难以再现；多功能多因素的综合性；信息处理的模糊性；反常规的独创性等等。

灵感具有的独创性、突发性、不稳定性、情感性是基本特征。（2）诱捕灵感的途径灵感思维的过程虽然很难控制，但是，诱捕灵感的途径有一定的规律可循，可概括为八个字：

积累、迷恋、松弛、触发。二、创新思维

1．创新过程的“复合嵌套式二阶段论”中的创新思维创新思维是创新过程的思维活动的集合。根据创新过程的“复合嵌套式二阶段论”（如图2－13所示），可以清晰地看到，随着创新过程的推进，创新思维在各个阶段的变化。（1）创新灵感产生阶段的思维活动以莱特兄弟解决飞机动力难题的“一级次创新过程”为例，在创新灵感孕育阶段（E1～A1），要研究除了风力而外，还能用什么作为飞机的动力？这期间，兄弟俩主要是搜集、整理、分析和筛选现成文献资料,对各种动力的设计原理、操作方式进行了解和筛选，并对如果把选中对象安装在飞机上的状况进行推理和想象，这些思维活动运用了概念、判断、推理的逻辑思维基本形式，主要属于有意识的逻辑思维，也有想象等形象思维活动的参与。但是，当各种方案都不理想时，研制陷入困境，只好暂时搁置起来，仍然进行日常工作。有一天，他们不经意地看了停在门前的汽车一眼，在潜意识作用下，突然产生“用汽车发动机做飞机动力”的创新灵感，创新灵感产生阶段结束。

闪念属于灵感思维,体现了“原创性是创新过程的本质属性”的关键点，是判断该过程是否为创新过程的依据。（2）创新灵感验证阶段的思维活动从用发动机做飞机动力的创新灵感产生的一瞬间开始，到第一架飞机研制成功，为了验证灵感的可行性和正确性，必须把灵感转化为可用语言表达的逻辑思维方式，转化为具体可行的设计方案，加以实施，实际验证。在这个过程中，兄弟俩充分运用了概念、判断、推理等逻辑思维，以及直觉、联想、想象、情感等非逻辑思维（形象思维）。

创新灵感的验证阶段，还可能产生若干的“二级次创新过程”。

始终存在着意识与无意识两种心理状态的交织，表现为“紧张”与“松弛”的交替；存在着逻辑思维与非逻辑思维（形象思维）的交叉；都会有创新灵感（创新想法）出现的兴奋点，这便是创新过程分阶段模式研究所提示的创新思维及其本质特征的精要。2．非创新思维与创新思维在解决问题的角度上思维方式的异同从解决问题的过程看，人的思维有非创新思维和创新思维；

从解决问题的思维方式看，有再现思维与创新思维。再现思维方法，它是通过记忆、记忆迁移、信息加工、处理