二、發現問題的方法
發現問題,尤其是發現複雜而深奧的問題,沒有標準方法,但有一些啟發性、協助性的發現方法。了解這些方法,利用問題之間的隸屬關係、同一關係、交叉關係、生成關係、相似關係、對立關係等有助於發現問題。比較典型的方法有如下幾種:
1.直覺認識法
從直覺中發現問題,作為一種方法提出似乎有些牽強,但是在實踐活動中確實有這樣的機遇,而且不容忽視。
1892 年9 月,瑞利在英國《自然》雜誌上發表的一篇短文中寫道:
“我用兩種方法製得的氮氣密度不一樣。雖然這兩個密度隻相差千分之五,
但是仍然超出了實驗的誤差範圍。對此,我頗有懷疑。希望讀者提供寶貴意見。
第一種方法:讓空氣通過燒得紅熱的裝滿銅屑的試管,氧與銅化合,剩
下了氮。這種氮的密度為1.2572 克/ 升,稱為氮Ⅰ。
第二種方法:讓氧、氮混合通過催化劑,生成水和氮氣。這種氮的密度
為1.2508 克/ 升,稱為氮Ⅱ。
二者密度相差0.0064 克/ 升”
請讀者注意,這是在“空氣中隻有氧和氮”的觀念下,提出來的矛盾!
麵對這種矛盾,化學家拉姆賽推測說,氮Ⅰ比氮Ⅱ重的原因,是氮Ⅰ中
含有某些比重較大的氣體。氮Ⅰ是從空氣中製取的,所以,空氣中除了氧和
氮之外,還有未知的氣體。
為了證實這種推測,拉姆賽讓氮Ⅰ通過赤熱的鎂屑,氮與鎂生成氮化鎂,
氮耗盡後,剩下一種氣體。它的體積是氮Ⅰ的1/80,密度是氫的20 倍。
後來根據光譜和其他實驗得知,它是由氫、氦、氖等許多氣體組成的混
合氣體。這就是大氣中除氧和氮以外的氣體的發現過程。化學家拉姆賽,正
是根據瑞利提出的問題,經過實驗最終取得新發現的。
從事細菌學研究的英國科學家弗萊明在1928年某天上班時,忽然發現在
葡萄球菌的培養器皿中,有一小塊如土碴一般的塵埃物,培養液受到破壞。
通常的處理方法是,清除汙染,重新培養。弗萊明則不然。他並不輕易放過
這個現象,認真地加以觀察,進而發現“土碴”周圍的球菌不僅沒有生長,
而且變成一滴滴露水的樣子,於是他反複思考這“土碴”為什麼對球菌有特
殊的抑製作用?“土碴”裏麵究竟含有什麼東西?最後他終於從中分離出一
種能抑製球菌生長的抗生素——青黴素。後來根據這項發現,人們研製成一
種新藥——青黴素針劑,用於醫學臨床,對於球菌感染引起的疾病有特殊療效。
有人估計,青黴素的發現使全人類的平均壽命延長了10歲。要是有人對現在
世界上三大疾病——心髒病、高血壓和癌症發明某種特效藥,人類平均壽命
也不過延長10 年。
兩個例子說明,直覺中的疑問,可能就是問題之所在,忽略這些問題,
也可能造成終生的遺憾。比如日本科學家古在由直,早在弗萊明之前發現這
種現象,卻輕易地棄之一旁,失去了大好的機會。
從直覺中直接發現問題(特別是一些日常工作中的問題)的概率還是很
高的。有些雖然不能直接成為問題,但卻是發現問題的重要線索,經過分析
找出問題之所在也是發現問題的一種較好的方法。從直覺中發現問題的基礎
·第六章.問題及問題的發現·
是有豐富的知識與經驗的積累,隨時保持問題意識和運用跟蹤追跡的方法,最終確定問題。
2.經驗歸納法
經驗歸納法在發現事實問題、經驗問題、描述性問題是什麼問題以及理論與事實的關係方麵有重要作用。我們既可以通過經驗現象進行觀察、實驗、比較、分析抽象、概括,逐漸地發現問題,也可以運用典型歸納法洞察問題的內在聯係,發現問題的機理與矛盾所在,既可以運用同步求異法來尋找差異和區別,乃至對立與衝突,也可以運用求同法來尋找相似與統一。
3.原理演繹法
原理演繹法在發現常規問題與理論內部的矛盾問題、理論係統之間的矛盾問題以及理論與事實之間的不一致問題等方麵,起著重要作用。從基本問題到應用問題,從理論的發明建構到檢驗,從檢驗到調整、修正、發展這些過程,都離不開演繹法。
4.類比移植法
類比移植法,就是根據已形成規律、理論、事實的一些事物或已解決的問題,發現相似、相近事物或現象中存在的可供研究的問題。通過類比移植法可以發現常規問題、域內或域外問題、應用問題與理論問題;也可以發現結構問題、邊緣問題乃至中心問題和核心問題。比如人與計算機的類比領域,通過類比可以提出一係列可供研究的問題。如怎樣使計算機像人一樣思維?計算機能否模擬人的心理過程?計算機能否實現情感互動?
5.反向提問法
反向提問法是針對原來的問題運用反向思維提出相反的問題。比如風扇對空氣的作用問題,其反向問題則是空氣對風扇的阻力問題,這恰好涉及汽車為減少風阻的造型問題。
6.假設構想法
假設構想法是在虛擬條件下,構想在理想狀態下或在可能世界中會出現什麼情況,會發生什麼問題。後文中提到的假想模型問題均屬此類問題。
7.相關提問法
相關提問法是指從已有的問題或理論觀點出發,根據問題的結構關係或理論的邏輯關係以及問題和發展過程提出其他問題。比如,根據模糊理論提出模糊數學問題、模糊理論在管理與工程設計優化中的應用問題等。
8.功能求索法
無論是公認的科學理論與成熟的應用技術,還是已有的具體事物,都是以滿足人類改造自然、構建人工自然、改善人類生活品質的需求為存在的基礎和前提。滿足需求的根本要素是現實存在事物(科學的、技術的、產品的等)自身所具有的功能。隨著科學與社會的發展對“新生事物的需求——功能”與日俱增,從對新事物功能需求中發現問題也就成為普遍直觀的方法。
功能——需求來源於現實科學研究、生產與生活實踐中存在的必然現象,為相關大多數人所共識,矛盾焦點突出,問題明顯也易於發現。其具體方法是:首先,確定需求矛盾;其次,明確要求目標,確立需求功能;再次,解析功能本質(原理、技術、材料等),突出矛盾焦點;最後,確定問題實質。
應用功能求索法可以與上述其他方法有機結合起來,可以收到更為直觀、有效的成果。
功能求索法不僅可以拓展、深化已有理論、技術的應用範疇,也可對發展新理論、新技術提供引導。
比如隨著世界人口老齡化,居家養老已成為一個重要問題。目前,雖有輔助生活機器人問世,但仍需設定程序的預控,而無法愉悅老人的情感生活和主動發現需求與突發危機,並采取相應的處理方法。要實現上述功能,關鍵就是實現機器人人性化問題,也即對人腦功能的全模擬問題。
·第七章.創造、創新實踐活動·