
发散思维是什么呢?发散思维亦称扩散思维、辐射思维,发散思维是多向的、立体的和开放型的思维。下面是我为大家带来的关于如何训练发散思维的内容,希望你们喜欢。
发散思维的训练方法
发散思维亦称扩散思维、辐射思维,是指在创造和解决问题的思考过程中,从已有的信息出发,尽可能向各个方向扩展,不受已知的或现存的方式、方法、规则和范畴的约束,并且从这种扩散、辐射和求异式的思考中,求得多种不同的解决办法,衍生出各种不同的结果。这种思路好比自行车车轮一样,许多辐条以车轴为中心沿径向向外辐射。发散思维是多向的、立体的和开放型的思维。
1. 发挥想象力
德国著名的哲学家黑格尔说过:“创造性思维需要有丰富的想象。”
一位老师在课堂上给同学们出了一道有趣的题目“砖都有哪些用处?”,要求同学们尽可能想得多一些,想得远一些。马上有的同学想到了砖可以造房子、垒鸡舍、修长城。有的同学想到古代人们把砖刻成建筑上的工艺品。有一位同学的回答很有意思,他说砖可以用来打坏人。从发散性思维的角度来看,这位同学的回答应该得高分,因为他把砖和武器联系在一起了。
一位妈妈从市场上买回一条活鱼,女儿走过来看妈妈杀鱼,妈妈看似无意地问女儿:“你想怎么吃?”“煎着吃!”女儿不假思索地回答。妈妈又问:“还能怎么吃?”“油炸!”“除了这两种,还可以怎么吃?”女儿想了想:“烧鱼汤。”妈妈穷追不舍:“你还能想出几种吃法吗?” 女儿眼睛盯着天花板,仔细想了想,终于又想出了几种:“还可以蒸、醋熘、或者吃生鱼片。”妈妈还要女儿继续想,这回,女儿思考了半天才答道:“还可以腌咸鱼、晒鱼干吃。”妈妈首先夸奖女儿聪明,然后又提醒女儿:“一条鱼还可以有两种吃法,比如,鱼头烧汤、鱼身煎,或者一鱼三吃、四吃,是不是?你喜欢怎么吃,咱们就怎么做。”女儿点点头:“妈,我想用鱼头烧豆腐,鱼身子煎着吃。”
妈妈和女儿的这一番对话,实际上就是在对孩子进行发散性思维训练。
培养学生的创造性既要靠老师,也要靠家长。要善于从教学和生活中捕捉能激发学生创造欲望、为他们提供一个能充分发挥想象力的空间与契机,让他们也有机会“异想天开”,心驰神往。要知道,奇思妙想是产生创造力的不竭源泉。
在寻求“唯一正确答案”的影响下,学生往往是受教育越多,思维越单一,想象力也越有限。这就要求教师要充分挖掘教材的潜在因素,在课堂上启发学生,展开丰富合理的想象,对作品进行再创造。
2. 淡化标准答案,鼓励多向思维
学习知识要不惟书、不惟上、不迷信老师和家长、不轻信他人。应倡导让学生提出与教材、与老师不同的见解,鼓励学生敢于和同学、和老师争辩。
单向思维大多是低水平的发散,多向思维才是高质量的思维。只有在思维时尽可能多地给自己提一些“假如…”、“假定…”、“否则…”之类的问题,才能强迫自己换另一个角度去思考,想自己或别人未想过的问题。
老师在教学中要多表扬、少批评,让学生建立自信,承认自我,同时鼓励学生求新。训练学生沿着新方向、新途径去思考新问题,弃旧图新、超越已知,寻求首创性的思维。
有一篇题为 《一切为了考试》的中学生作文,记述了一个“奇怪的梦”:
“记不清是哪天晚上,我做了一个奇怪的梦:
四面楚歌,十面埋伏,真是莫名惊诧。
一元二次方程的判别式是什么?
茅盾原名?——教科书上写着:沈雁冰——老师说是沈德鸿,无所适从。
烈日当空。氢氧化铝分子式。蚊子叮在脖子上,啪!电视节目是《血的锁链》,父亲不让看电视。春眠不觉晓,多困啊!又是可恶的二元二次方程式,监考老师严峻的脸。一张53分的数学试卷,我吓得大哭…
氢原子只有一个电子,我只有一个脑子,怎么塞得下这么多的化学方程式。宪法为什么是国家根本大法? 一切为了考试。”
文章生动而形象地再现了一个中学生的梦境。这是一个中学生在殚精竭虑的拼挣和无奈时的呐喊。作者将强烈的创新意识,大胆的思维方式引进作文,思想信马由缰,纵横驰骋,内容腾挪闪错,时空交替变换,意境奇幻诡谲,传神地表现了一个中学生临考前不胜重负的心理,读后发人深思。
3. 打破常规、弱化思维定势是培养学生创造力的前提
法国生物学家贝尔纳说过:妨碍学习的最大障碍,并不是未知的东西,而是已知的东西。
有一道智力测验题,“用什么方法能使冰最快地变成水?”一般人往往回答要用加热、太阳晒的方法,答案却是“去掉两点水”。这就超出人们的想象了。
而思维定势能使学生在处理熟悉的问题时驾轻就熟,得心应手,并使问题圆满解决。所以用来应付现在的考试相当有效。但在需要开拓创新时,思维定势就会变成“思维枷锁”,阻碍新思维、新方法的构建,也阻碍新知识的吸收。因此,思维定势与创新教育是互相矛盾的。“创”与“造”两方面是有机结合起来的,“创”就是打破常规,“造”就是在此基础上生产出有价值、有意义的东西来。因此,首先要鼓励学生的“创”,如果把“创”扼杀在摇篮里,何谈还有“造”呢?
4. 大胆质疑
明代哲学家陈献章说过:“前辈谓学贵有疑,小疑则小进,大疑则大进。”质疑能力的培养对启发学生的思维发展和创新意识具有重要作用。质疑常常是培养创新思维的突破口。
孟子说:“尽信书不如无书”。书本上的东西,不一定都是全对的。真理有其绝对性,又有其相对性,任何一篇文章都有其可推敲之处,鼓励学生大胆怀疑书本,引导学生发表独特见解,这是提升学生创新能力的重要一环。 在质疑过程中,学生创造性地学,教师创造性地教。质疑能将机械性记忆变为理解性记忆,让学生尝到学习、创造的乐趣。
反省思维是一种冷静的自我反省,是对自己原有的思考和结论采取批判的态度并不断给予完善的过程。这实际上是一种良好的自我教育,是学生学会创新思维的重要途径。
5. 学会反向思维
反向思维也叫逆向思维。它是朝着与认识事物相反的方向去思考问题,从而提出不同凡响的超常见解的思维方式。反向思维不受旧观念束缚,积极突破常规,标新立异,表现出积极探索的创造性。其次,反向思维不满足于“人云亦云”,不迷恋于传统看法。但是反向思维并不违背生活实际。
我国生产抽油烟机的厂家都在如何能“不粘油”上下功夫,但绝对不粘油是做不到的,用户每隔半年左右还得清洗一次抽油烟机。美国有一位发明家却从相反方向去考虑问题,他发明了一种专门能吸附油污的纸,贴在抽油烟机的内壁上,油污就被纸吸收,用户只需定期更换吸油纸,就能保证抽油烟机干净如初。这就是反向思维的典型实例。
20世纪50年代,世界各国都在研究制造晶体管的原料——锗。其中的关键技术是将锗提炼得非常纯。诺贝尔奖获得者、日本的著名的半导体专家江崎和助手在长期试验中,无论怎样仔细 *** 作,总免不了混入一些杂质,严重影响了晶体管参数的一致性。有一次,他突然想,假如采用相反的 *** 作过程,有意地添加少量杂质,结果会是怎样呢?经过试验,当锗的纯度降低到原先一半时,一种性能优良的半导体材料终于诞生了。这是反向思维的又一成功事例。
美国朗讯公司的贝尔实验室,是一个令人肃然起敬的名字!那里培养了11位诺贝尔奖获得者,产生了改变世界的十大发明。很多理工科毕业生把进入贝尔实验室工作看做是一种无尚的光荣。贝尔实验室作为世界一流的研发机构,它有什么特点呢?在贝尔实验室创办人塑像下镌刻着下面一段话:“有时需要离开常走的大道,潜入森林,你就肯定会发现前所未有的东西”。
让我们也常常潜入“森林”,另辟蹊径,去发现、去领略那前人从未见过的奇丽风光吧,这时,你就可以欢呼:“啊,这片天地是我首先发现的,大家都来看吧!”
如何培养发散思维能力?
(1)推陈出新训练法
当看到、听到或者接触到一件事情、一种事物时,应当尽可能赋予它们的新的性质,摆脱旧有方法束缚,运用新观点、新方法、新结论,反映出独创性,按照这个思路对学生进行思维方法训练,往往能收到推陈出新的结果。
(2)聚合抽象训练法
把所有感知到的对象依据一定的标准“聚合”起来,显示出它们的共性和本质,这能增强学生的创造性思维活动。这个训练方法首先要对感知材料形成总体轮廓认识,从感觉上发现十分突出的特点其次要从感觉到共性问题中肢解分析,形成若干分析群,进而抽象出本质特征再次,要对抽象出来的事物本质进行概括性描述,最后形成具有指导意义的理性成果。
(3)循序渐进训练法
这个训练法对学生的思维很有裨益,能增强领导者的分析思维能力和预见能力,能够保证领导者事先对某个设想进行严密的思考,在思维上借助于逻辑推理的形式,把结果推导出来。
(4)生疑提问训练法
此训练法是对事物或过去一直被人认为是正确的东西或某种固定的思考模式敢于并且善于或提出新观点和新建议,并能运用各种证据,证明新结论的正确性。这也标志着一个学生创新能力的高低。训练方法是:首先,每当观察到一件事物或现象时,无论是初次还是多次接触,都要问“为什么”,并且养成习惯其次,每当遇到工作中的问题时,尽可能地寻求自身运动的规律性,或从不同角度、不同方向变换观察同一问题,以免被知觉假象所迷惑。
(5)集思广益训练法
此训练法是一个组织起来的团体中,借助思维大家彼此交流,集中众多人的集体智慧,广泛吸收有益意见,从而达到思维能力的提高。此法有利于研究成果的形成,还具有潜在的培养学生的研究能力的作用。因为,当一些富个性的学生聚集在一起,由于各人的起点、观察问题角度不同,研究方式、分析问题的水平的不同,产生种.种不同观点和解决问题的办法。通过比较、对照、切磋,这之间就会有意无意地学习到对方思考问题的方法,从而使自己的思维能力得到潜移默化的改进。
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高温、高硬、高强是结构材料开发的永恒主题,纳米结构材料的硬度(或强度)与粒径成反比(符合Hall-Retch关系式)。材料晶粒的细化及高密度界面的存在,必将对纳米材料的力学性能产生很大的影响。在纳米材料中位错密度非常低,位错滑移和增殖采取Frand-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以在纳米材料中位错的滑移和增殖不会发生,此即纳米晶强化效应。
2 光学性能
纳米粒子的粒径(10~100nm)小于光波的波长,因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下,可得到易吸收光的黑色金属超微粒子,称为金属黑,这与金属在真空镀膜时形成的高反射率光泽面成强烈对比。由于量子尺寸效应,纳米半导体微粒的吸收光泽普遍存在蓝移现象,纳米材料因其光吸收率大的特色,可应用于红外线感测器材料。此外,TiO2超细或纳米粒子还可用于抗紫外线用品。
块状金属具有各自的特征颜色,但当其晶粒尺寸减小到纳米量级时,所有金属便都呈黑色,且粒径越小,颜色越深,即纳米晶粒的吸光能力越强。纳米晶粒的吸光过程还受其能级分离的量子尺寸效应和晶粒及其表面上电荷分布的影响。由于纳米材料的电子往往凝集成很窄的能带,因而造成窄的吸收带。半导体硅是一种间接带隙半导体材料,通常情况下发光效率很弱,但当硅晶粒尺寸减小到5nm及以下时,其能带结构发生了变化,带边向高能带迁移,观察到了很强的可见发射。4nm以下的Ge晶粒也可发生很强的可见光发射。
3 电学性能
由于纳米材料晶界上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导,金属向绝缘体转变,在磁场中材料电阻的减小非常明显。电学性能发生奇异的变化,是由于电子在纳米材料中的传输过程受到空间维度的约束从而呈现出量子限域效应。在纳米颗粒内,或者在一根非常细的短金属线内,由于颗粒内的电子运动受到限制,电子动能或能量被量子化了。结果表现出当金属颗粒的两端加上电压,电压合适时,金属颗粒导电;而电压不合适时金属颗粒不导电。这样一来,原本在宏观世界内奉为经典的欧姆定律在纳米世界内不再成立了。金属银会失去了典型金属特征;纳米二氧化硅比典型的粗晶二氧化硅的电阻下降了几个数量级;常态下电阻较小的金属到了纳米级电阻会增大,电阻温度系数下降甚至出现负数;原来绝缘体的氧化物到了纳米级,电阻却反而下降,变成了半导体或导电体。纳米材料的电学性能决定于其结构。如随着纳米碳管结构参数的不同,纳米碳管可以是金属性的、半导体性的。
4 磁学性能
当晶粒尺寸减小到纳米级时,晶粒之间的铁磁相互作用开始对材料的宏观磁性有重要的影响。
纳米颗粒由于尺寸超细,一般为单畴颗粒,其技术磁化过程由晶粒的磁各向异性和晶粒间的磁相互作用所决定。纳米晶粒的磁各向异性与晶粒的形状、晶体结构、内应力以及晶粒表面的原子有关,与粗晶粒材料有着显著的区别,表现出明显的小尺寸效应。
5 热学性能
由于纳米材料界面原子排列比较混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱,因此纳米材料的比热和膨胀系数都大于同类粗晶和非晶材料的值。如金属银界面热膨胀系数是晶内热膨胀系数的2.1倍;纳米铅的比热比多晶态铅增加25%~50%;纳米铜的热膨胀系数比普通铜大好几倍;晶粒尺寸为8nm的纳米铜的自扩散系数比普通铜大1019倍。
6 烧结性能
纳米材料不同于块状材料是由于其表面积相对增大,也就是超微粒子的表面占据在部分的结构空间,该结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键(结)合,同时因粒径细小而提供大表面的活性原子。
纳米材料中有大量的界面,这些界面为原子提供了短程扩散途径。高的扩散率对蠕变、超塑性等力学性能有明显的影响,同时可以在较低的温度对材料进行有效的掺杂,也可以在较低的温度下使不混溶的金属形成新的合金相;纳米材料的高扩散率,可使其在较低的温度下被烧结。如12nmTiO2在不添加任何烧结剂的情况下,可以在低于常规烧结温度400~600℃下烧结;普通钨粉需在3000℃高温下才能烧结,而掺入0.1%~0.5%的纳米镍粉后,烧结温度可降到1200~1311℃;纳米SiC的烧结温度从2000℃降到1300℃。很多研究表明,烧结温度降低是纳米材料的共性。纳米材料中由于每一粒子组成原子少,表面原子处于不安定状态,使其表面晶格震动的振幅较大,所以具有较高的表面能量,造成超微粒子特有的热性质,也就是造成熔点下降,同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结,而成为良好的烧结促进材料。
7 纳米陶瓷的超塑性能
超塑性是指材料在断裂前能产生很大的伸长量的性能。这种现象通常发生在经历中等温度(≈0.5Tm),中等至较低的应变速率条件下的细晶材料中,主要是由晶界及原子的扩散率起作用引起的。一般陶瓷材料属脆性材料,它们在断裂前的形变率很小。科学家们发现,随着粒径的减小,纳米TiO2和Zn0陶瓷的形变率敏感度明显提高。纳米CaF2和TiO2纳米陶瓷在常温下具有很好的韧性和延展性能。据国外资料报道,纳米CaF2和TiO2纳米陶瓷在80~180℃内可产生100%的塑性变形,且烧结温度降低,能在比大晶粒低600℃的温度下达到类似于普通陶瓷的硬度.
当物质尺寸度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有109倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。
当小颗粒进入纳米级时,其本身和由它构成的纳米固体主要有如下四个方面的效应。
1 体积效应(小尺寸效应)
当粒径减小到一定值时,纳米材料的许多物性都与颗粒尺寸有敏感的依赖关系,表现出奇异的小尺寸效应或量子尺寸效应。例如,对于粗晶状态下难以发光的半导体Si、Ge等,当其粒径减小到纳米量级时会表现出明显的可见光发光现象,并且随着粒径的进一步减小,发光强度逐渐增强,发光光谱逐渐蓝移。又如,在纳米磁性材料中,随着晶粒尺寸的减小,样品的磁有序状态将发生本质的变化,粗晶状态下为铁磁性的材料,当颗粒尺寸小于某一临界值时可以转变为超顺磁状态,当金属颗粒减小到纳米量级时,电导率已降得非常低,这时原来的良导体实际上会转变成绝缘体。这种现象称为尺寸诱导的金属--绝缘体转变。
2 表面与界面效应
粒子的尺寸越小,表面积越大。纳米材料中位于表面的原子占相当大的比例,随着粒径的减小,引起表面原子数迅速增加。如粒径为10nm时,比表面积为90m2/g;粒径为5nm时,比表面积为180m2/g;粒径小到2nm时,比表面积猛增到450m2/g。这样高的比表面,使处于表面的原子数越来越多,使其表面能、表面结合能迅速增加致使它表现出很高的粒子化学性。利用纳米材料的这一特性可制得具有高的催化活性和产物选择性的催化剂。
纳米材料的许多物性主要是由表(界)面决定的。例如,纳米材料具有非常高的扩散系数。如纳米固体Cu中的自扩散系数比晶格扩散系数高14~20个数量级,也比传统的双晶晶界中的扩散系数高2~4个数量级。这样高的扩散系数主要应归因于纳米材料中存在的大量界面。从结构上来说,纳米晶界的原子密度很低,大量的界面为原子扩散提供了高密度的短程快扩散。普通陶瓷只有在1000℃以上,应变速率小于10-4/s时才能表现出塑性,而许多纳米陶瓷在室温下就可以发生塑性变形。
3 量子尺寸效应
量子尺寸效应在微电子学和光电子学中一直占有显赫的地位。粒子的尺寸降到一定值时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级,吸收光谱阈值向短波方向移动。这种现象称为量子尺寸效应。1993年,美国贝尔实验室在硒化镉中发现,随着粒子尺寸的减小,发光的颜色从红色变成绿色进而变成蓝色,有人把这种发光带或吸收带由长波长移向短波长的现象称为"蓝移"。1963年日本科学家久保(Kubo)给量子尺寸效应下了如下定义;当粒子尺寸下降到最低值时,费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级现象。
4 宏观量子隧道效应
微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。用此概念可定性地解释超细镍微粒在低温下继续保持超顺磁性。科学工作者通过实验证实了在低温下确实存在磁的宏观量子隧道效应。这一效应与量子尺寸效应一起,确定了微电子器件进一步微型化的极限,也限定了采用磁带磁盘进行信息储存的最短时间。
由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使纳米粒子之间、纳米粒子与其它粒子之间的相互作用异常强烈。从而使纳米材料具有一系列的特殊的光、电、热、力学性能和吸附、催化、烧结等性能。
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