多方法协同提升顿悟能力的机制研究

陈爱玲,刘玮,李兴森

(1.河北化工医药职业技术学院 社科部, 河北 石家庄 050026; 2. 北京林业大学 外语学院, 北京 100083;3.浙江大学 宁波理工学院, 浙江 宁波 315100)

多方法协同提升顿悟能力的机制研究

陈爱玲1,刘玮2,李兴森3

(1.河北化工医药职业技术学院 社科部, 河北 石家庄 050026; 2. 北京林业大学 外语学院, 北京 100083;3.浙江大学 宁波理工学院, 浙江 宁波 315100)

顿悟是创造性思维过程中的关键性环节，但顿悟存在偶发性.顿悟无法发生的主要原因在于启发性关键信息的缺失.随着信息技术和可拓学理论的发展，如何提升个体顿悟的必然性能力成为一个新的研究方向.在分析顿悟原型启发理论基础上，以个体顿悟过程3阶段——思维定势破除、原型激活和获取关键性启发信息能力为切入点，协同运用创造学、可拓学与TRIZ的相关理论与方法，借助信息技术，基于可拓学的基元理论和可拓变换方法，构建顿悟的信息模型和思路搜寻路径.教学实践证明，该方法能达到加速思维定势突破，在一定程度上达到提升顿悟必然性的目的.

顿悟能力; 可拓学; 创造学;TRIZ; 方法协同

创造力是个体产生新颖奇特而具有实用价值的观点或产品的能力[1].在创造活动过程中，个体创造性的具体表现是创造性思维，顿悟是创造思维过程中的关键环节，创造思维结果往往依赖顿悟取得.顿悟的实现必须打破已有的思维定势，用新奇的眼光去重新审视眼前的问题，并产生一种新的有效的问题解决方案.我国学者张庆林等人[2]对顿悟的认知机制和脑机制做了深入研究，提出了顿悟的原型启发理论，这一成果为我们研究提升个体顿悟能力提供了方向性指引，藉此本文试图协同可拓学、TRIZ与创造学相关理论，以数据挖掘、知识管理等信息技术为集成手段，通过建构基元库提高个体的信息收集、处理、变换、拓展与挖掘能力，借助拓展分析，可拓变换，促使思维定势突破，形成有利于原型激活和关键信息提取的新型信息处理模式，探索形式化、流程化、大众化提升顿悟能力的系统方法.

1 国内外关于顿悟认知机制的研究现状

1.1 顿悟及其认知机制

创造性思维发生的一个重要特征就是它的突发性[3].当某一问题百思不得其解时，由于某种机遇突然使新思想、新心像浮现出来，立刻使问题迎刃而解,这个过程即是顿悟[4].顿悟是突然地、直觉性地以及清晰地获得问题解决方法的过程[5].顿悟包含3个要素:(1)旧的无效的思路被抛弃(即打破思维定势)；(2)新的有效的问题解决思路的实现(新异联系的形成)[6-7]；(3)会有一种恍然大悟的感觉,伴随着强烈的“ 啊哈 ” 体验[8].近来国外学者有关顿悟的机制研究主要存在两种代表性的观点：

(1)以Simon和Kaplan 为代表的表征转变理论认为，人在解决问题的时候，一般是先对问题按着原问题提示的方式进行表征，并在原问题提示的问题空间中搜索答案，如果问题没有被解决，就需要寻找新的问题表征方式，潜在的可能的新表征方式有很多种，个体需要在meta-level space中搜索一个新的恰当的表征，当一个恰当的表征被搜索，顿悟问题迎刃而解[9].

(2)以Ormerod和Chronicle 为代表的进程监控理论[10]认为，影响顿悟问题解决的因素主要有两个：各种抑制因素连同思维定势的束缚和个体试图寻找其他解决方法的驱动作用.个体会依据将要达到的问题目标状态，确定一些看似有效且必须的内在标准来监控每一种措施的有效性，如果个体认识到所有的措施都不符合内在标准的时候就会出现挫败感，会产生一种内在的驱动力，促使他去解除抑制，寻找其他的解题途径.

这两个理论虽然指出了顿悟的本质，但是都没有揭示顿悟过程中人脑打破思维定势后是如何找到新思路的.就此问题，我国学者张庆林等人提出了顿悟的原型启发理论[4]：从信息加工的角度来看,顿悟过程是一个原型启发的过程.在解决问题的思考过程中，如果能够在大脑中激活恰当的原型及其所包含的启发性信息，那么顿悟就能够发生.这里所谓的原型是指头脑中的对外界事物的主观认知或表征，即能对目前的顿悟问题解决起到启发作用的认知事件.原型中包含了大量的信息,并不是所有的信息都有帮助,只有那些真正能指导和解决当前创造性问题的信息才是关键性的启发信息,如某些原理、方法[2]等等.

由此可见，国内外对顿悟的研究集中于心理学领域主要关注顿悟内涵的界定，顿悟过程人脑的信息加工机制、顿悟的脑机制，但在如何促进顿悟过程、运用思维策略提升顿悟能力的研究方向上还是空白.

1.2 顿悟的原型启发机制对提升顿悟必然性研究的启发

顿悟的原型启发理论揭示，顿悟过程由3阶段构成：定势消除、原型激活和获得正确的启发信息[7].与之相应的跳出思维定势束缚的能力，激活原型能力与获取关键启发信息的能力就可以作为衡量个体顿悟能力的重要指标.顿悟能力有明显的个体差异，一个人可能在遇到问题的几分钟之内顿悟, 也可能在几个小时或几天后顿悟, 也可能在没有外来帮助的情况下永远也无法顿悟.

如果能够通过一些思维策略的引导，帮助个体利用思维策略摆脱定势束缚；设法改变原型激活过程中信息的自动加工[11]为可控加工，有序且可控的搜索原型；不再盲目坐等原型自动出现，同时扩大原型的搜索范围，从人脑存储的有限信息扩大到利用互联网海量的信息，可以缩短原型获取的时间；通过教育改变个体对事物的认知方式和信息处理方式，使其透过纷繁复杂现实事物从原型中甄别、获取到关键的启发信息，就有助于提升个体解决顿悟问题的能力.而可拓学的基元理论[12]将有助于构建系统的信息库——基元库，作为顿悟的原型来源.

2 提升顿悟能力的系统方案研究

2.1 创造学、可拓学与TRIZ理论简介

创造学对人的创造力的研究主要在心理层面上运用个人知识建构解决问题方案的多种创造技法[12]，但是这些技法更多的依赖人的经验、背景知识、心理因素和个人才智，具有很大的随机性和偶然性，没有从根本上解决可催化顿悟提升创造思维能力的问题.

可拓学是由中国学者蔡文研究员于1983年提出的一门原创性横断学科，它以形式化的模型，探讨事物拓展的可能性以及开拓创新的规律与方法，并用于解决矛盾问题[13].利用可拓创新方法进行系统性发散、可拓变换、优度评价和计算，可以辅助人们的创新活动，构建自主创新模型，提高平民化创新的能力[14].但借助可拓学提升顿悟能力方面还缺乏系统、深入的研究.

TRIZ是发明问题的解决理论，由前苏联学者阿奇舒勒于1946始创，提出了技术系统进化8个基本法则、40个技术矛盾解决原理，针对问题解决的物-场模型，利用全人类知识的物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库，提出发明问题解决算法ARIZ[15].TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解.可拓学与TRIZ相结合解决矛盾问题已经取得了一定的进展[16]，但如何利用这些方法策略引领人产生顿悟仍缺乏系统研究.

目前各个理论的研究往往集中在问题解决的某一层面，在局部特征上有所突破，对如何催化顿悟仍缺乏系统性的整体协同方案，另外，大多数研究对信息时代的网络特征、内涵、丰富的资源等利用不足.如何借助心理学揭示的认知机制，充分利用信息时代丰富的资源，进行顿悟提升方案的系统性设计，对提高个体的创造力将会是一条新途径，将成为一个新的研究领域.

2.2 系统方案设计

创造学、可拓学、解决发明问题的TRIZ，各自独立从不同角度研究如何提升个体的创造性，本文试图融合这些研究成果, 建构系统方案针对顿悟过程中的定势消除、原型激活和获得正确的启发信息的不同阶段分别制定干预策略，以创造学方法、可拓变换方法为思维策略的主要来源，融合数据挖掘和知识管理等技术[17-19]，借助互联网这一“外脑”，扩充原型搜寻的信息源，建立基元库，通过拓展分析，进一步全面认识待解决问题；以可拓学理论和TRIZ为主线，构建顿悟问题解决的流程化、形式化框架，形成动态球形扫描式原型搜寻和关键信息提取模式，从而在一定程度上促顿悟发生，主要设计思路如下.

2.2.1 基于拓展分析和可拓变换的定势突破策略

认知心理学认为，人在解决问题时，总是运用多次使用了的程序，习惯沿着搜索过的方向去搜索，所以产生心理定势，阻碍着问题的解决.创造学研究指出思维定势的表现为思路固定、方法固定、观念固定、功能固着、结构僵化[20]等.Keane认为功能固着是对物体属性与功能全面表征失败的结果既人们储存物体信息多为主要功能和特性信息没有或很少储存弱势功能和特性[21]，表现为信息不完备.如不加干涉，补足所需信息，仅靠利用松弛神经、暂停休息，刻意忘记前面的解题程序等传统方法，难以自动跳出思维定势的束缚，以致思维定势自动清除不可预期.况且受个体人格特征、情绪状态、动机激发程度，思维习惯的影响，个体思维定势强度具有较大差异.无论是表征转换理论，还是原型启发理论均揭示顿悟首先要跳出思维定势，可拓学的基元理论为顿悟前的思维定势破除准备了充分的信息基础，可拓变换则提供引导突破思维定式的思维策略.

基元理论认为，事物具有可拓展性，一个对象有多个特征，一个特征又可以为多个对象所具有，一个量值也可以为同一对象的多个特征所具有或多个对象的同一特征所具有[13].任何研究对象都不是孤立的，都会与其他对象有着千丝万缕的联系.借助网络大数据的挖掘分析和拓展分析，可以构建相对完整的基元库，从而弥补顿悟所需信息的不足.

根据事物的可拓展性，变换问题的目标、条件、途径，变换问题所处的时间、空间，对目标、条件、可能的解决途径等进行置换、增删、扩缩、组分、复制等基本变换，借助传导效应，促进思维摆脱思维定势束缚[15]，使目标得以实现.

2.2.2 基于基元库与知识效应库的原型激活策略

一个认知事件之所以能成为顿悟原型，是因为与待解决的问题具有潜在相似性，可能是功能相似、结构相似、原理相似也可能是其他方面的相似，这种相似并非是显而易见的，值得注意的是在原型激活的心理学的研究中，个体获取原型的信息源依赖于其多条信息通道随机、随时收集，其中的信息杂乱无章，因此个体解题中的原型激活如果不加干预是不可预期的自动加工过程.

信息掌握程度直接影响原型激活的速度，借助可拓学基元分析和所建立的基元库、TRIZ的知识效应库以及互联网中动态出现的海量信息，掌握知识挖掘技术的个体能够相对扩大原型搜寻范围，且从漫无目的期待原型自动闪现，到有序、可控进行原型搜索.

主要策略为，首先对问题进行抽象，做基元分析，事物与关系的特征、量值遍布在互联网上，通过关键词搜索、聚类等技术，可以从大量数据中抽取出这些特征、量值，构建基元库，为解决顿悟问题提供素材，并不断通过互联网及移动网络的信息收集与协同补充，基元库将不断充实完善.海量的有序的抽象的信息帮助个体摆脱人脑认知的局限，扩展原型的搜寻范围.基元库中的经过合理抽象信息，反映事物的本质，略去很多干扰信息，借助创造学提出的类比思维策略及焦点法，快速发现事物某些属性的相似性[22]，能在似乎不相关的事物中找到启发原型，进一步还可利用TRIZ建构的已经成熟的知识效应库，TRIZ的40个发明原理、技术进化的原则.如此，原型激活不再是不可控制和难以预期的.

2.2.3 基于共轭分析与TRIZ的顿悟启发关键信息提取策略

可拓学在基元分析的基础上用形式化模型从物质性、系统性、动态性和对立性4个角度分析事物的结构与内外关系，称之为共轭分析，共轭分析使人们更全面地了解事物的结构和内外关系[13].

在发明问题解决中，TRIZ理论将发明问题的类型用48个通用工程参数的问题概括，一切待解问题都可从48个工程参量代表的冲突类型中，找到对应的标准解，通过基元的共轭分析，借助39个工程参量，可以排除原型中冗余的干扰信息，快速指向关键信息，获得启发,促使顿悟发生.

2.3 系统化顿悟的流程设计

综上所述，顿悟发生是可以借助方法、策略、工具加速发生的.系统化的思考流程如下：

(1) 对问题分类，需要顿悟解决的问题，往往包含若干矛盾，其中不相容的矛盾用基元分析——可拓变换尝试解决；对于对立矛盾，尝试用可拓创新方法中的转换桥解决[13].若属于发明问题首先考虑借助TRIZ理论所提供的工具和方法解决.

(2) 用形式化的语言，对待解问题做基元分析，抽象出物元、事元和关系元表达事、物、关系和问题.

(3) 利用TRIZ的48个工程参量和40条创新原理组成的矛盾矩阵尝试求解.

(4) 如若无解再利用可拓学共轭分析从实部虚部、硬部软部、正部负部、显部潜部等进行全方位发散思考，尽可能多角度从给定问题中提取信息，以利于跳出思维定势.

(5) 从条件、目标出发，分别对基元、评价准则、论域(解决问题的时空限制)等进行路径分析，找出切入点[23].

(6) 还可利用利用可拓集合理论[13]和物质—场分析方法进一步建立模型，借助TRIZ的76种标准解、基元库、效应库寻求原型获取启发信息.

如此，一步步有序思考，伴随思维定势突破、原型激活、关键信息提取、可拓变换，直到问题实现顿悟解决.使顿悟从偶然到必然.

该方案在多个班级训练，对比，并做了统计显著性检验，证明对提升顿悟的必然性有较好的作用.

3 结论与展望

本文通过系统研究，认为导致顿悟无法发生的根本原因在于缺乏关键的启发性信息，而关键信息往往是无法意识到的，一旦意识到该信息则顿悟立即发生.因此，如何让关键信息必然出现成为主要因素.可拓学的基元理论对构建系统的顿悟信息库有良好的指导作用.可拓变换、TRIZ的创新原理与相关分析、蕴含分析、发散分析及可扩分析等相结合，为顿悟发生提供了规律性的基本路径.教学实践显示，基于可拓学、创造学、TRIZ和互联网所构建的促进顿悟发生的方法体系，对提升顿悟必然性有一定的效果.多方法协同的策略有待于进一步扩大范围，通过更多实验验证其有效性.

下一步的研究需要进一步分析顿悟机理，会同心理学、可拓学、创造学、TRIZ等领域的研究学者，设计对比实验，观察不同人群，面对各类问题运用系统方案提升顿悟能力的效果，借助核磁共振对脑活动的观察，探索对个体进行促顿悟发生方法教育后在解题过程中脑活动的规律.以期寻得提升创造性思维能力的科学有效干预方法，助力创新人才的培养.

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Research on the Coordinating Methods to Enhance the Epiphany Ability of University Students

Chen Ai-ling1， Liu Wei2， Li Xing-sen3

(1. Department of Social Sciences, Hebei Chemical & Pharmaceutical College, Shijiazhuang 050026, China; 2. School of Foreign Languages, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)3. Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo 315100, China;

Epiphany is a critical step in the process of creative thinking. However it can only occur accidentally for want of the key heuristic information. With the development of information technology and extenics theory, how to enhance individual epiphany ability and make it a necessity have become a newly-emerging field of study. Based on the epiphany prototype heuristic theory, starting from the three stages of individual epiphany — to break the thinking set, activate prototype and acquire the critical heuristic information, the present paper tries to construct an information model and a route for creative thinking. Assisted by information technology, the paper combines the relevant theories of creatology, extenics and TRIZ, with the basic-element theory and extension transformation method as its basis. Teaching practices have proved that this approach can facilitate breaking the mental set and, to some extent, help make epiphany a certainty.

epiphany ability; Extenics; Creatology; TRIZ; coordinating methods

2014- 11- 10

国家自然科学基金资助项目(71271191)；浙江省教育科学规划研究课题(2014SCG204)；石家庄科学研究与发展计划项目(155790145A)

陈爱玲(1964-)，女，教授，主要研究方向为创造学、TRIZ、可拓创新方法学与创造力开发.E-mail:daerwenchina@126.com

李兴森 (1968-)， 男，教授，主要研究方向为可拓创新方法学、智能知识管理与数据挖掘.E-mail：xingsenli@126.com

10.3969/j.issn.1007- 7162.2015.03.004

C

A

1007-7162(2015)03- 0018- 05