假說與我們要討論的直覺有什麼關係呢?量子論的創始人普朗克說:每一種假說都是想象力發揮作用的產物,而想象力又是通過直覺發揮作用的,科學上的假說是直覺發揮作用的產物。由此可見,直覺在科學研究、科學發展上的重要意義。那麼,什麼是直覺呢?
美國認知科學家西蒙認為:直覺是一種不經有意識的推理而了解事物的能力或行為,是對事物、現象的敏銳的觀察及總體的把握。
直覺是怎樣產生的呢?
直覺是當人們對某種事物深入地進行觀察,獲得多次以至極為豐富的積累(表象、經驗)時,在此基礎上抓住事物的本質特征和內在聯係,認識上產生的一種飛躍(不是必然的),是對事物敏銳而深入的洞察,直接的本質理解和綜合的整體判斷。因此,直覺思維能同時分析、處理大量的數據,並迅速做出判斷,可突破一般思維常規,跳過某些階段,直接識別事物或獲得最終結果。
(四)直覺思維的特點
直覺思維又是什麼呢?直覺思維是人類思維的基本形式之一,它以反映事物之間關係的表象作為思維材料,由於具有整體性、跳躍性,往往比邏輯思維更適合於探索和創新的需求。實際上,創造性活動中關鍵性的突破往往依靠直覺思維而非邏輯思維。人在思考問題時,如果沒有經曆明確的邏輯步驟,沒有明確的過程意識,獲得結論憑的就是直覺,用到的就是直覺思維。直覺思維具有以下特點。
1直覺思維是對事物之間關係的整體把握
1984年,美國科學家用激光轟擊石墨,在石墨的蒸氣中發現了一些奇怪的碳原子簇堆積在一起,與金剛石、石墨不同,實驗確定它是由60個碳原子組成的。這麼大的分子且非常穩定,它的結構是怎樣的呢?當時人們通過試驗推測,這種分子可能具有某種球狀結構,且高度對稱,60個碳原子完全一樣。據克羅托回憶說,他本人對美國建築師富勒的作品非常著迷,富勒曾設計了加拿大蒙特利爾萬國博覽會的美國展館的圓頂建築。它的構架就是一個三十二麵體,由五邊形和六邊形組成,這種建築設計不僅具有穩定性,而且體現了對稱美,給克羅托留下了深刻的印象。一個偶然的機會,他見到了這座建築的球頂模型。由一大堆骨架構成了20個正六邊形和12個正五邊形,呈一定弧度一個接一個地排列,最終成為一個球體。克羅托教授呆呆地望著這隻籠子似的模型,仿佛看到那60個碳原子乖乖地——跳到那些五邊形的頂點上,12個五邊形正好有60個頂點,一個大膽的設想在他的腦子裏形成了。
今天我們分析結構假說的提出、發現,科學發現史上的直覺,並不局限在某一學科內,克羅托教授由建築模型聯想到分子模型,抓住了球頂建築和00分子結構的共同特征一穩定且對稱,看到了表麵互不相關的事實之間的內在聯係,體現出一種高度發展的直覺思維能力。
1直覺思維是瞬間的、快速的判斷
氧氣的發現者瑞典化學家舍勒是一位傑出的化學發現者。他除了發現氧氣和氯、錳兩種元素外,還有氰化氫、氟化氫、砷化氫、硫化氫、亞硝酸、砷酸、鉬酸、鎢酸等,以及草酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、乳酸等有機酸類,乳糖和乙醛等。此外,他還在確定物質的成分、改進製備方法等方麵取得許多成果。奧斯特瓦爾德曾說過:舍勒能夠在各種化學現象中判斷出哪一點是最重要的特點,進而洞察出什麼構成了它的原因,然後再施展出魔術師般的眼光和手法把它從中取出來。舍勒在實驗方麵並未受過專門訓練,這反而成為他的一個有利條件。他從小就積累了很多動手實驗的經驗,因此一般實驗家認為是違背常規或在理論上認為不可能的時候,往往會踟躇不前,而舍勒則毫不猶豫,思維不受限製,從而就可以充分解放思想,施展才能。實際上這就是直覺在發揮作用,舍勒從許多次實驗中積累的豐富經驗,在潛意識中指導他的行動。
有一項對創造性思維的調査表明,回答問卷的化學家中認為他們經常或偶然得到無意識直覺的幫助,由此可見,直覺對於科學發現的重要意義。
在科學技術飛速發展的今天,培養有創新意識、有創新能力的跨世紀的人才,已成為教育的重中之重。直覺思維作為創造性思維的一個方麵,它的培養應滲透在每一節課的教學過程中。(五)在化學教學中培養直覺思維的一些嚐試和體會1發掘教材,在課堂教學中培養直覺思維結合課堂教學內容,講解化學史(訓練內容選材不局限於課內)。英國近代實驗科學的始祖培根說:讀史可以明智。在教學中加入一些相關的化學史,介紹某一物質的發現,某一理論的提出時,可以鼓勵學生作大膽的“猜想”,訓練他們在短期內同時分析處理大量數據並做出判斷的能力,有利於突破思維的限製,直接獲得最終的結果。然後再反過來進行分析、推理,有利於學生對知識的透徹的理解,也鍛煉了應用已學知識解決實際問題的能力。
例如講到最初合成聚乙烯時,給學生講述:在一次實驗事故中,反應裝置漏氣了,於是中途修容器,又補充反應物,結果竟然得到了聚乙烯。許多次嚴謹的試驗都失敗了,為什麼一次漏氣事故卻成功了?這時提出問題讓學生猜測。為什麼?有的學生就想到,漏氣過程中混進了某些雜質,引發或催化了這個反應。
在講到元素周期律和周期表時,可以詳細向學生介紹周期律的發現和周期表的推斷過程,將門捷列夫的思維過程展示給學生。在當時元素化合物的教學中,尚未發現統一的規律,因此元素化合物的教學由於元素及其化合物種類的繁多而顯得雜亂99無章。門捷列夫試圖找出元素、物質之間的某些統一性,他將很多物質的原子量、各種性質(包括顏色、密度、導電性、導熱性等)都寫在一張張小卡片上,反複排列,尋找它們之間的相似之處,經過無數次比較,終於所有的事實都指向了兩點:原子量與物質的性質,它們之間有著千絲萬縷的聯係。在長期思考的基礎上,門捷列夫的直覺敏銳地抓住了原子量與物質性質之間的關係,提出了偉大的、劃時代的發現。
在應用化學史訓練直覺思維的同時,向學生介紹科學思想,滲透科學精神,使一些好學生能夠有所領悟,這是很有意義的。讓學生注意積累豐富的表象。化學是一門實驗學科,在課堂上應提醒學生注意觀察常見物質的顏色、狀態,對於那些重要的實驗現象、重要的實驗裝置、一些分子的模型應該讓學生反複看,增強對常見物質的識別能力,這樣,在練習中可根據題目的描述直接反映出是什麼物質。
如果學生對書上演示實驗的裝置理解得很清楚,就能迅速判斷出這是鈉與水反應實驗的變形,而很多考生在考場上由於看不懂裝置而放棄了這道題。
在生活中的觀察同樣重要。前麵提到,很多發現是觸類旁通的。培養學生良好的觀察品質,注意觀察生活中的化學現象,對於他們的學習是非常有益的。
在課堂教學中,幫助學生對所學的知識進行比較、歸類。在做過同樣多的練習之後,有些學生做題能力明顯強於其他人,拿到一道題,基本上就有思路,知道如何下手去做,有時我們說這些學生有“題感”。我們認為,“題感”也是一種直覺,它是在解題過程中有意識地將題目內容、知識點、題目類型進行對比,從中悟出的一種思路、一種方法、一種洞察力。這類學生有一個共性:很清楚題目考察的內容是什麼,對問題的本質有清楚的認識,在變化了的情境中仍能抓住它的本質,發現它們的相似之處。教師在課堂教學中應注意在習題課上避免逐題講解的做法,而是盡量采取專題講座的方法,將同一類型的題目歸為一類,按照由淺入深、循序漸進的原則,讓學生自己體會一類問題的內在聯係,將其進行對比,從中悟出解題的思路。
例如下圖的實驗裝置圖,題目告訴你這是兩套裝置,分別用於製取鐵的氧化物和“引火鐵”,讓你判斷哪套裝置分別發生哪個反應,並回答有關問題。很多學生第一次看到這個裝置圖,根本看不明白,但也有些學生一眼就看出來:右邊的裝置是用於製取“引火鐵”的裝置。這種快速判斷建立在對於氣體綜合實驗思路的透徹理解的基礎上,雖然裝置的外形發生了變化,但其本質仍相同。