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用對稱(chēng)性思維培養大學(xué)生創(chuàng )新思維能力-在高校信息管理教學(xué)的運
論文關(guān)鍵詞：對稱(chēng)性思維；創(chuàng )新思維能力
論文摘要：基于對稱(chēng)性原理，探討了在高校信息教學(xué)中如何結合案例，用對稱(chēng)性思維培養學(xué)生創(chuàng )新思維能力的一些方法。
引言
創(chuàng )新是一個(gè)民族的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(fā)達的動(dòng)力�！睹嫦�21世紀振興行動(dòng)計劃》及“跨世紀素質(zhì)教育工程”的一個(gè)重要任務(wù)就是“整體推進(jìn)素質(zhì)教育，全面提高國民素質(zhì)和民族創(chuàng )新能力”。
創(chuàng )新是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展與進(jìn)步的永恒主題與原動(dòng)力。創(chuàng )新始于觀(guān)察，源于問(wèn)題，基于想象。創(chuàng )新源于創(chuàng )造性問(wèn)題。創(chuàng )造性問(wèn)題是具有新穎、獨特而且有科學(xué)意義的間題。一切創(chuàng )造性成果的獲得，都起源于理論上或實(shí)踐中的創(chuàng )造性問(wèn)題。而創(chuàng )造性問(wèn)題的提出，則來(lái)源于創(chuàng )造性思維，這是素質(zhì)教育的基礎。牛頓在蘋(píng)果樹(shù)下看到蘋(píng)果落地，引起了他的思考“為什么蘋(píng)果從樹(shù)上掉下來(lái)，而不飛到天上去”，從而發(fā)現了萬(wàn)有引力定律。這與他本人的創(chuàng )新思維是分不開(kāi)的。牛頓不是發(fā)現蘋(píng)果落地的第一人，而他能夠發(fā)現萬(wàn)有引力的存在，正是由于他擁有創(chuàng )新思維，提出了前面那個(gè)創(chuàng )造性問(wèn)題，并針對這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究而獲得的創(chuàng )造性成果。
現代教育技術(shù)的多媒體和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)似乎無(wú)所不能，但是不能忽視一個(gè)最根本的間題，即學(xué)生創(chuàng )新思維的培養。沒(méi)有創(chuàng )新思維，再現代化的教學(xué)手段難以從根本上提高分析和解決問(wèn)題的能力。我們在利用現代教育技術(shù)的同時(shí)，更要重視學(xué)生創(chuàng )新思維能力的培養。而創(chuàng )新思維和能力的培養中的一個(gè)重要方面就是對稱(chēng)性思維的培養。
1.對稱(chēng)性思維的作用
對稱(chēng)性是客觀(guān)世界的根本規律�？陀^(guān)世界中很多事物都是對稱(chēng)的，比如雪花具有精致的轉動(dòng)對稱(chēng)性，中有無(wú)數的對稱(chēng)圖形、對稱(chēng)矩陣、對稱(chēng)空間和對稱(chēng)變換。對稱(chēng)性是自然界的本質(zhì)屬性。
對稱(chēng)其實(shí)也是進(jìn)行科學(xué)研究和培養創(chuàng )新思維的一種重要方法。
事物的對稱(chēng)性一旦被人們的思維掌握，就成為人們發(fā)現問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決間題的一種具體方法。所謂對稱(chēng)性思維就是指在思考問(wèn)題和解決問(wèn)題時(shí)從事物的對稱(chēng)性方面著(zhù)手去尋找間題答案的一種思維方法。幾何中一道命題的證明，一個(gè)日常問(wèn)題的解決，常常依賴(lài)于兩種對稱(chēng)的思維方法—綜合法與分析法。從前因推出后果，從條件推出結論，用的是綜合法。而從要實(shí)現的目的，推出必須采用的措施;從后果推出前提，用的是分析法。這里舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，從桂林到天津怎么走，直接走是不合適的，這就要使用分析法來(lái)思考，天津離哪里比較近，那個(gè)地方到桂林有哪幾條路線(xiàn)，這樣我們就知道該從哪條路線(xiàn)從桂林到天津了。所以我們常常使用分析法來(lái)解決比較復雜的問(wèn)題。
對稱(chēng)性思維是一種科學(xué)的思維方式，而形象思維與抽象思維、求同思維與求異思維、思維與直覺(jué)思維、收斂思維與發(fā)散思維以及正向思維與逆向思維是對稱(chēng)性思維方法中的典型代表。教師可把這五對思維方法用于教學(xué)之中，啟發(fā)學(xué)生以對稱(chēng)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)分析、研究、解決問(wèn)題，這對培養學(xué)生的對稱(chēng)性思維能力，提高創(chuàng )新能力有很大的幫助。
2.高校信息管理教學(xué)中對稱(chēng)性思維對創(chuàng )新能力的培養
2.1創(chuàng )造性問(wèn)題解決模式
帕尼斯提出創(chuàng )造性問(wèn)題解決的過(guò)程包括下面五個(gè)階段:
(1)發(fā)現事實(shí):包括搜集一切和問(wèn)題有關(guān)的資料。問(wèn)題解決前必須先搜集及審視所有可利用的資料，資料搜集完成之后，應立即開(kāi)始分析并整理。
(2)發(fā)現問(wèn)題:當所有的資料都搜集好，且間題的線(xiàn)索也已呈現時(shí)，發(fā)現間題界定的工作就會(huì )自然顯露出來(lái)。
(3)發(fā)現構想:這是構想的產(chǎn)生和利用。一旦將問(wèn)題適當的界定，也辨認了一切有關(guān)問(wèn)題和問(wèn)題解決的資料之后，這個(gè)工作就演變成構想的產(chǎn)生，和選擇一個(gè)解決問(wèn)題的方式。
(4)發(fā)現解決方案:當提出一系列的構想后，就必須找出最好、最實(shí)際、最合宜的解決問(wèn)題的構想。
(5)接受所發(fā)現的解決方案:這是創(chuàng )造力解決問(wèn)題的過(guò)程中最后一個(gè)步驟。在這一階段，要對解決方案做最后的考慮，以便決定最好的而付諸實(shí)施。
戴維斯認為創(chuàng )造性問(wèn)題解決的模式(CPS Model)是最佳的問(wèn)題解決方案，因為此模式不但是一個(gè)創(chuàng )造性思維的過(guò)程，也最能用來(lái)解決實(shí)際遇到的問(wèn)題。事實(shí)上，CPS模式靈活運用(圖1)可用來(lái)從事下列的活動(dòng):
(1)教導一個(gè)很有效的創(chuàng )造性解題策略。
(2)增進(jìn)對創(chuàng )造過(guò)程的了解。
(3)提供學(xué)生有漸進(jìn)的創(chuàng )造的思維經(jīng)驗。
(4)解決間題。
2.2對稱(chēng)性思維對創(chuàng )新能力的培養
就創(chuàng )造性問(wèn)題解決的模式來(lái)考慮如何利用對稱(chēng)性思維培養學(xué)生的創(chuàng )新能力，實(shí)際上就是在分析、推理、剖解問(wèn)題時(shí)，有意識地運用對稱(chēng)性原理，對問(wèn)題進(jìn)行對稱(chēng)性地分解、設計及提出解決方案，或在一個(gè)尚不明了的案例或不明其正確與否的命題當中，從對稱(chēng)的角度找出問(wèn)題的規律，發(fā)現對稱(chēng)或不對稱(chēng)的條件，進(jìn)行對稱(chēng)破缺探索，進(jìn)而從系統整體上掌握間題或命題的結構，得出解決間題的方法。
比如在信息系統課程教學(xué)中，涉及到關(guān)系的規范化，即三范式。在進(jìn)行關(guān)系規范化時(shí)，由于對屬性之間的關(guān)系把握不準，往往無(wú)法準確的細化。這時(shí)我們不妨運用對稱(chēng)思維化抽象為形象，從身邊找例子來(lái)分析，幫助理解事務(wù)的真相，再化形象為抽象，幫助記憶與提煉。
某公司的職工信息關(guān)系包括(職工號、姓名、級別、工資、學(xué)歷、畢業(yè)時(shí)間)這六項，現在要求將這個(gè)關(guān)系規范為第三范式(3NF)。第一范式是最基本的，其關(guān)系必須進(jìn)一步規范化為第二范式(2NF)。規范方法是:從第一范式中分解出新的關(guān)系，使每個(gè)關(guān)系里都可確定一個(gè)或幾個(gè)屬性作為關(guān)系的主關(guān)鍵字，使該關(guān)系中的其他屬性都完全依賴(lài)于它而定，從而消去非主屬性對主關(guān)鍵字的不完全依賴(lài)性。由此所得的關(guān)系叫做第二范式(2NF)關(guān)系。將2NF進(jìn)一步的規范化就是要消去非主屬性對主關(guān)鍵字的傳遞依賴(lài)性，變?yōu)榈谌妒?3NF)。
3NF就是指這種關(guān)系的所有非主屬性完全依賴(lài)于其主碼，而且它的任何一個(gè)非主屬性都不傳遞依賴(lài)于任何主關(guān)鍵字。那我們就要找出這些屬性之間的函數依賴(lài)關(guān)系。
函數依賴(lài)的概念:在一個(gè)數據結構R中，如果數據元素B的取值依賴(lài)于數據元素A的取值，則稱(chēng)B函數依賴(lài)于A(yíng)。換句話(huà)說(shuō)，A決定B，用‘`A-}B”表示。
傳遞依賴(lài)的概念:假設A.B,C分別是同一個(gè)數據結構R中的三個(gè)數據元素，或分別是R中若干個(gè)數據元素的集合，如果C函數依賴(lài)于B，即B-}C，而B(niǎo)函數依賴(lài)于A(yíng)，即A-}B，那么顯然，C也依賴(lài)于A(yíng)，稱(chēng)這種依賴(lài)關(guān)系為“傳遞依賴(lài)”，即“C傳遞依賴(lài)于A(yíng)"。
在這個(gè)職工信息關(guān)系中，姓名、級別、工資等的取值依賴(lài)于職工號，而畢業(yè)時(shí)間由什么確定還拿不準，這時(shí)就可以在關(guān)系中填充內容來(lái)確定具體的函數依賴(lài)關(guān)系。這樣我們可以得到表l。
從表1我們可以很輕松地得出畢業(yè)時(shí)間是由職工號和學(xué)歷兩個(gè)屬性才能唯一確定這樣一個(gè)結論。即得到了這樣的函數依賴(lài)關(guān)系:
(職工號) →姓名、級別、工資
(職工號，學(xué)歷) →畢業(yè)時(shí)間
那么規范為2NF可得到表2、表3:
分析這兩個(gè)表中是否存在傳遞依賴(lài)關(guān)系，可發(fā)現職工號一級別，級別→工資，從而使:職工號→級別→工資。也就是說(shuō)，表2中雖然級別與工資兩個(gè)屬性完全依賴(lài)于主屬性職工號，但實(shí)際上是工資直接依賴(lài)于級別，由于級別依賴(lài)于職工號而使工資通過(guò)級別的傳遞作用間接依賴(lài)于職工號這個(gè)主屬性。
那么3NF就是將表2的關(guān)系拆開(kāi)為表東表5兩個(gè)關(guān)系，就都是第三范式了。
這樣，將形象思維與抽象思維結合，就能很容易的得出結淪。
闡明一個(gè)結論，可以啟發(fā)學(xué)生當基本條件不變時(shí)，把問(wèn)題放入另外一個(gè)新的對稱(chēng)中，會(huì )得出什么相應的結論?引導學(xué)生在掌握專(zhuān)業(yè)知識的基礎上，利用對稱(chēng)變化過(guò)程中的不變性，將部分系統變量對稱(chēng)的變動(dòng)，從而有所創(chuàng )造。而從思維方向上講，正常思維和逆向思維也是對稱(chēng)的關(guān)系。它在培養訓練學(xué)生創(chuàng )新思維中也有著(zhù)重要的應用。
舉一個(gè)逆向思維的例子，大發(fā)明家愛(ài)迪生調試自己發(fā)明的受話(huà)器時(shí)，用一根短針受話(huà)膜片的振動(dòng)。他發(fā)現，隨著(zhù)話(huà)音的強弱變化，接觸膜片的短針也在有規律地振動(dòng)著(zhù)。愛(ài)迪生依據這一事實(shí)，從反方向作了思考，他想:如果使短鎮振動(dòng)，是不是可以使聲音復原呢?據此，他做了四天四夜的試驗，獲得了成功，并根據這一現象，于1875年8月20日發(fā)明了留聲機。根據聲音可使短針振動(dòng)這一事實(shí)，推想短針震動(dòng)也可以復原聲音，這就是逆向思維。
比如在講復雜巨系統的結構問(wèn)題時(shí)，通常的思路都是由上到下、由里及外地分析;如果由系統的具體功能和其所處的環(huán)境推及其應有的結構，就是逆向思維。再比如在信息系統的教學(xué)中，一項軟件工程的完成需要經(jīng)過(guò)傳統的“需求分析、設計、編程、測試、成品”等一系列過(guò)程，時(shí)問(wèn)周期較長(cháng)，返工現象嚴重。根據對稱(chēng)白勺思維方法，美國工程技術(shù)人員使用另一種研究方法一一反求工程法，便打破了這種思維的局限，并且縮短開(kāi)發(fā)周期，避免了由于返工帶來(lái)的資源浪費。
結論
換一種思維，從事物的對立面來(lái)考慮問(wèn)題，不但可以簡(jiǎn)化問(wèn)題。還可以加速創(chuàng )新成果的產(chǎn)生。對稱(chēng)性思維在創(chuàng )新能力培養上有很重要的作用。
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