特长生精彩案例头脑灵活的“科技迷”张布泽张布泽，被全校师生誉为“小小科技迷”.他制作的“新型电动擦窗器”2005年获得“平顶山市科技创新大赛”一等奖、“河南省第十九届青少年科技创新大赛创新成果”二等奖，并获得在湖南长沙举办的“全国第三届中小学劳技创新大赛”银奖。
张布泽制作“新型电动擦窗器”的起因很简单。一个星期天他妈妈在阳台上擦窗户，弄得身上脏兮兮的，还不时地喊：“儿子帮妈妈拿个凳子！”“帮妈妈洗洗抹布！”让正在看书的张布泽不停地奔跑，他嘟着嘴说：“妈妈，擦个窗户咋这么麻烦？”妈妈说：“这窗户太大，纱窗更不好擦，要是有个既能擦玻璃、又能擦纱窗的工具就好了。”张布泽听了，歪着脑袋想了想说：“改天我给妈妈制作一个机器，让您一按按钮就能擦玻璃！”听了这话，张布泽的妈妈并不在意，这真是说者有意，听者无心。
几天后，张布泽做完家庭作业后，一会在阳台上对着窗户出神，一会儿跑到自己的写字台边的纸上涂涂画画，还不时地翻箱倒柜，把他以前玩过的玩具找出来，在房间堆了一大片。爸爸妈妈很奇怪，说：“儿子，咋又稀罕起以前的玩具啦？”他神秘兮兮地笑笑，也不吭声，坐在地板上，把玩具拆拆、装装。紧接着的几天里，他开始让爸爸给他又是借小钢锯，又是找塑料管子。一个月后的一个晚上，张布泽对爸爸妈妈说：“爸爸妈妈，到我房间里来一下。”正在看电视的爸爸进去一看，呀，儿子弄了一个什么小怪物，在地板上伸着“小手臂”，手臂两端有毛刷子做的“手”.张布泽兴奋地说：“要是再能动起来就好了。”做完家务的妈妈一看，高兴地说：“儿子是在给我找擦窗的助手啊！”至此，张布泽制作“新型电动擦窗器”的构思及原始雏形已正式形成。
张布泽的新颖思路及动手能力，让他的父母很激动，他们开始给儿子找工厂里有经验的师傅，指导儿子制作有实用性的电动擦窗器。在近三个月的时间内，张布泽跟着工人师傅认真学习、不断改进，终于做出了可遥控操作的“新型电动擦窗器”，他一按电钮就能擦玻璃的梦想也得到了实现。现在，张布泽对创新发明更加痴迷了，他每看到一样东西就要想一想：能不能把它改进得更合理、更方便些。当他在媒体上看到煤矿事故频繁发生时，就有了“发明一种逃生设备”的强烈愿望。目前，他正努力学习，刻苦钻研，相信有一天他这个愿望能实现。
张布泽勤于思考、勇于想象、积极动手的习惯，不是一朝一夕形成的，他的成长与其良好的家庭教育密不可分。他的爸爸毕业于郑州大学，现在平顶山市某机关工作，妈妈是光明路小学的一名教师，他们一贯重视对儿子的培养教育，特别是注重张布泽思维力的开发与培养。
张布泽从小就养成了勤于思考的好习惯。除认真学好课堂知识外，他还利用课余时间阅读了大量书籍，如：《中华上下五千年》、《水浒传》、《三国演义》、《百科全书》、《名人传记》等，内容涉及古今中外、天文地理、历史、军事等。他长期坚持写日记、记随笔。二年级读完《中华上下五千年》后，他写了一篇《我看中国历史》，以儿童的眼光，对书中的历史人物进行了分析评价。看完《三国演义》后，撰写了一本《四国演义》，四年级时他又迷上了科幻故事，撰写了科幻小说《太空使命》和《星球大战》。
1.思维力是催生智慧的点金石
思维是人脑对客观事物间接的和概括的认识过程，并且通过这种认识可以把握事物的一般属性和本质属性。
当我们早晨起来推开窗户，看见窗外湿淋淋的地面时，我们往往会这么想：“昨天晚上肯定下雨了！”
当我们抬头看见树枝上一只鸟儿，马上便会想到鸟儿有的一些特点：它会展翅飞去，或叫出声来。
这些心理的推断过程都是思维。
思维过程是人们认识外界事物的一种高级阶段。思维同感觉、知觉等心理过程一样，都是人对客观事物本质的反映，所不同的是思维反映事物的本质特征，并揭示事物与现象之间各种内在联系，具体地说，思维具有间接性和概括性。
思维有间接性。感觉和知觉只能反映直接作用于感觉器官的事物，而思维则总是通过某种媒介来反映客观事实，即借助于已有的知识经验去认识那些没有直接感知过，或根本不可能感知到的事物。
第二次世界大战期间，前苏联某军港停泊着许多苏军舰艇，气氛平和，一片静谥。
突然某个军官报称有紧急军情。原来他发现港湾海面上海鸟明显增加，再看是海底鱼群大量游到海面将海鸟招引来的。
他断定，海底一定有德军潜艇来袭，不然海底鱼群不会上浮。
苏军将领根据这一报告，立即命令所有舰艇离港，继而封锁海港，成功地打击了德军潜艇。
这场海战的成功依靠了苏联军官细微知著的思维判断，他根据海洋鱼群上浮海面，间接地推断出海底有潜艇的情况。
思维还有概括性的特点。感觉与知觉只能反映事物的个别属性或个别的事物，而思维则能形成对外界事物的概括认识。
思维是一种复杂的心理现象，心理学家与哲学家都认为思维是人脑经过长期进化而形成的一种特有机能，并把思维定义为：人脑对客观事物的本质属性和事物之间的内在联系的规律性所做出的概括与间接的反映。
从心理学的角度来说，思维过程是高级的心理过程，它是在人们感觉、知觉、记忆等过程的基础上产生的，而且比这些过程更复杂。思维过程就是通过对感知的表象进行分析、综合，去伪存真，去粗取精，从而把握事物的本质。
人们对客观事物的认识，第一步是接触外界事物，产生感觉、知觉和印象，这属于感性认识阶段；第二步是将综合感觉的材料加以整理和改造，逐渐把握事物的本质、规律，产生认识过程的飞跃，进而构成判断和推理，这属于理性认识阶段。
例如：孩子看见图画里的人物穿着棉袄，这是感知过程，是对图的直接反映。孩子通过看图，知道画里的那个地方很冷，这不是直接感知得出来的，是由于看见人们穿棉袄而推想出来的，是间接的反映。孩子为什么能够从穿棉袄想到天气很冷？这是因为过去曾经有过多次直接经验，天气很冷的时候，人们就要穿上厚衣服，穿上棉袄。把这些经验概括起来，孩子就知道，冷天穿棉袄，穿上棉袄的天气是冷天。由此可见，思维过程有两个基本特点：一是间接，二是概括。
事物的本质和规律性的联系隐含在事物表象的背后，如果没有思维，就不可能反映出事物的本质和规律性的联系。
所以，思维是孩子认识世界、分析问题、解决问题的最重要的工具。如果一个人的思维发展不足，思考力差，就会只看到事物的表象，抓不住本质。
为了提高孩子的思维能力，每一位家长都应该利用一切机会，让孩子透过事物的表面现象，去认识事物的本质。例如，我们可以让孩子观察天上的星星，然后告诉他天上的行星都是按照一定规律运行的。或者通过接电话、打电话，告诉孩子声音信号和电磁信号可以互相转化的道理。
思维力是孩子智力活动的核心，是智力结构的核心，因而思维能力是孩子成才最重要的智力因素。
思维能力对一切人才成长都很重要，尤其是对思想家、理论家、科学家的成长更加重要。
2.克服思维惰性，拓展思维能力
思维是复杂的脑力活动，自然比较艰苦，但我们应当养成喜欢思考的良好习惯。美国发明家爱迪生的实验室里贴着一条雷诺兹爵士的语录：“人总是千方百计地逃避真正艰苦的思考。
在这一句后面，爱迪生加上自己的一句话：”不下决心培养思考习惯的人便失去了生活中的最大乐趣。“把思考看成是生活中的最大乐趣，有了这种热爱的感情和高度的自觉，思维训练就能不断取得成果。
在日常生活和学习过程中，同学们要培养”凡事问一个为什么“的习惯。我国古代大思想家孟子提倡存疑，他认为有疑问的学习才能促进思维能力的发展。为此，他要求学生在学习过程中要有存疑的精神，反对那种没有疑问的学习，他还说：”尽信书，则不如无书。“
例如，在课堂上，老师让学生说明外因通过内因起作用的实例。第一个同学说：”鸡蛋能变小鸡。
老师点了点头，又问：“为什么呢？”第二个同学答完“不知道”后便坐下了。第三个被突然点了名的学生动了一下脑筋后回答说：“因为它是生的。”
显然，第一个同学是对课本的复述，第二个同学是不动脑筋的缄默，第三个同学虽用词不当，但却用自己的思维触及了“生鸡蛋具有生命力”这个相对真理。
在平时学习中，同学们还要培养有条理、有根据的思维习惯。例如，在作为锻炼同学们思维能力的数学课上，不应只是要求自己做的题答案正确，而且要让自己在掌握算理、算法、编题、解题、用简练准确的语言叙述自己思维的过程中，使自己思维的每一步都有条理、有根据，符合逻辑法则。
同学们还应培养自己一问多思的习惯。一问多思有两层意思：一是要求自己有较大的思维广度，不满足对问题已有的一个答案，而是通过多思做到一问多答，一题多解；二是要求自己有一定的思维深度，对问题的思考不能浅尝辄止，不要满足于目前对这一问题的思维结果，而要持之以恒地反复思考，使认识日益深入，直到能抓住问题的本质和关键，获得比较满意的结果为止。
一位数学家说过一段颇发人深省的话：
“拿数学来说，它的推理十分严谨，但是往往掩盖其原始思想。如果仅仅是看懂了推理的过程，还不等于掌握其精神实质。过去我们在学习时，对于数学上的重要概念或定理，在将其含义和推理搞清楚后，还要仔细推敲：前人是如何发现和建立它的？有什么背景？如果我们处于他当时的境地，将要怎样做？定理的证明思想是什么？定理的条件是否都必不可少？结论能否再加强？是否可以举出反例？经过这样一系列的深入思考，认识和理解就会不断加深，对这内容就真正掌握了。”
确实，经过这样深入的思考，不仅可以“真正掌握”知识，而且也有助于克服思维的惰性，从而训练思维能力。
知识和能力是互相促进的关系，丰富的知识无疑会促进思维能力的发展，任何思维都是在一定的知识基础上发展起来的。
比如：同学们要运用比较思维，就必须对所比的两样事物有通盘的了解，并且找出类比事物的类比点；同学们要运用系统化思维，就必须有扎实理解和熟练掌握具体知识点的基础；知识是想象的“翅膀”，“观古今于须臾，抚四海于一瞬”，也只有在掌握了丰富的知识以后才有这个可能。
因此，为了培养思维能力，我们一定要扩大视野，夯实知识基础，提高所掌握知识的质量，使思维成为有源之“水”，有本之“木”.
平时各门学科的学习和训练是锻炼思维的基本途径。此外，可以通过体育锻炼间接地进行思维训练；利用一些游戏活动，提高思维的能力；抓紧阅读、写作、说话、观察、收听广播、观看影视等各种机会，做思维能力的自我锻炼。
3.跳出思维常规，使头脑更灵活
大家都比较喜欢按常规来行动，但在解决问题时，尤其是在解决特殊问题时，反常的做法可能更有用。简单地说，反常就是打破常规。
拿背英语课文为例，同学们一般都是从头往后背。结果前一段背得很熟悉，而后面几段就记得不太熟了，这是因为先学的记得牢。现在同学们可以倒着背，即第一遍先背最后一段，第二遍则从倒数第二段开始。这样，每段课文都有机会作“第一段”，记忆效果就比较好。最后，将课文从头到尾背几次，把顺序和思路整理一下，整篇文章就能够“倒背如流”了。
做数学题时也可用“反常规”思维。一道题用加法算出来与题意不符，不妨用减法试一试，也许就能得到正确答案。
写作文描写冬天时，很多同学都认为冬天扼杀了万物，使人觉得寒冷、不愉快。但有的同学却写出了冬天孕育着生机，寒冷能锻炼意志，让人们感到冬天的可爱和可贵。反常规构思能使同学们的作文耳目一新。
反常规思维在考试中也很有用。一般来说，一类题都有一套常规解法。如果按常规解法无法做出，就说明这道题有特殊之处，这时就应该用反常规思维来寻找“技巧”了。
处理问题时遇到了困难，不妨往不同的方向想一想，对打开思路很有益处，你也会因此而变得越来越聪明。
同学们都知道曹冲称象的故事。他想知道大象的重量，但他不称象却称石头。这是因为那个时候条件有限，没有合适的称量器具可以称那么重的大象。而石头较小且能分开称，就可以由石头的重量推出大象的重量。曹冲的聪明之处，就是他在解决问题时，用了变换对象的方法--用石头代替大象，从而化难为易。
古时候还有个笑话，说的是有个人竖着一根很长的竹竿要进城去。当走到城门口时，发现城门太低，他的竹竿很长，无法进去。这时，另一个人给他出了个主意，让他把竹竿锯断，一节一节地扛进去。那人想变一变进城的方式，但做得很愚蠢。因为将竹竿纵着拿就可以进得城门了，何必费事将竹竿弄断呢？
所以，在解决问题时，不但要能变，而且还要善变。除了能变换对象如曹操称象和变换方法如扛竹竿进城外，还可以变换解决问题的条件。一个皮球掉进了较深的洞里，处理这个问题就需要变换条件。
变则通，通则灵。孙悟空之所以神通广大，就是因为他有七十二变。如遇到蛇，就变成老鹰；在山上为了迷惑对手，就变成一座山神庙。如此做等等被称作随机应变。
4.打破思维定式，让想象自由奋飞
所谓思维定势是指人们按照一种固定了的倾向去反映事物、思考问题的情况。它作为一种特殊的心理准备状态，常常会影响解决问题的方向。在条件不变的情况下，定势可以简化人们的思维程序，从而有利于问题的迅速解决；但在条件变化的情况下，它又可能成为一种僵化的思维模式，引人误入歧途，从而妨碍问题的解决。所以，要注意克服思维定势的干扰。
在考试中，为避免习惯性思维定势的干扰，复查时可多采用逆向检查法和变换方式检查法去复查已做过的试题。逆向检查是从反面一步一步地进行反证，即用减法验证加法，用除法验证乘法等；变换方式检查法则是采用与原来不同的方法来解答试题，如能异途同归，则可以确定原来的答案是正确的。
一位创造学家曾经在他的演讲和著作中，无数次地提到这样一次令他万般感慨的经历：
几年前的一个傍晚，我6岁的儿子放学回家，拿起一只苹果就要切开。但他不是像我们通常那样竖直着切，而是把苹果横躺着切。我刚要提醒他“切错了”，他已经一刀切了下去。
只见儿子放下刀，拿着一半苹果兴奋地朝我喊道：“看，好漂亮的一颗五角星！”我对他这一发现感到很惊奇。我们每个人都吃过苹果，都曾无数次把一只苹果切成两半，但是我们也许并不知道苹果里藏着一颗十分规则的五角星。这次经历之后，我总在心里问：“为什么我没有想过苹果可以横过来切呢？”
“竖着切苹果”是我们每个人都习惯了的，这就是我们常说的思维定势。世界很精彩，我们何不试着把苹果横过来切呢？
有关研究人员曾以“思维的威力与高考”这个问题对升入高校的学生做过一次书面调查。有一位学生在回寄材料中写过这样一段话：
我在高三复习阶段的各类测试中，对理科总是心存畏惧，尤其是每次测试的倒数第二题。其实，现在想来也是有因可寻的，因为老师总是说这道题是个“坎儿”，是压轴的，对于一般学生来说它有难度。我是一般学生，也想老师的话一定有他的道理，而且做过几次，发现也确实如此。渐渐地，我对这道题变得不敢问津起来。这次高考中，倒数第二题又是理科综合类的，我瞥了一眼根本没再去看它。可是，一走出考场我就后悔了，因为好多同学都说那道题一点也不难。思维的枷锁将我套得如此悲惨，这是我的命吧！
这个问题的实质是，学习过程中自我贬抑型思维阻碍了创新活动的顺利进行，并在恶性的自我暗示中形成了令人裹足不前的枷锁。凡戴上了这副枷锁的人，总是认为自己能力低、办不到，而从来不去实际尝试一下。同学们应大胆打破一切条条框框的限制，突破定势思维的障碍，灵活地运用多种思维形式去解决学习中遇到的问题。
5.掌握科学的思维技巧
无论是学习、做事，还是处理问题，掌握正确科学的思维技巧都十分重要。
（1）发散思维--从一点向四方散发开去
假若你独自一人到了某个大城市，要去一个从未去过的地方办事，而且你的目的地在一个相当僻静的路上，连当地人也未必知道，这时的你会怎么办？
你的头脑可能会出现以下几种方法：
向别人问路；买一张本市的地图查找；问交通警察；坐出租汽车；查阅电话号码簿，打电话问明方法。
像这种思维方法就是发散性思维法。它是从同一个思维出发点以探索多种不同答案的思维过程和方法。发散思维的思维方向分散于不同方面，沿着各种不同方向进行思考，它使人的思维趋于灵活、多样，富于变通与创造性。在创造性的思维过程中，发散性的思维是占主导成分的。
（2）聚合思维--广阔的思路聚集成一个焦点
1960年英国某农场养了约十万只小鸡和小鸭，因当时饲料紧张，所以该农场购进了一批霉花生喂养，结果几个月内这些小鸡和小鸭都得癌症死了。1963年，澳大利亚又有人用霉花生喂大白鼠、鱼等，过了些时候，这些动物也遭到同样的结果，在中国也有类似例子的实验。
人们由此推断：吃霉花生是使这些动物致癌身死的原因。后来，人们通过进一步化验研究，发现了霉花生内含有黄曲霉素，而黄曲霉素是致癌物质。在黄曲霉素发现的过程中，人们所运用的思维方式是聚合思维法。聚合思维是一种从不同来源、不同材料、不同方面探索一个正确答案的思维过程和方法。
（3）逆向思维--从改遵圆珠笔说起
圆珠笔是匈牙利人在20世纪40年代前后发明的。它问世后不久，就风靡一时。但是，由于笔珠在书写时受到磨损，用到一定时候就会漏油，以致弄脏纸张，结果很快又出现了销售危机。为解决这个问题，很多人在动脑筋、想办法，他们想问题既然出在笔珠上，就应该在提高笔珠的耐磨性上做文章，但长期也没有解决这个问题。后来，有个名叫中田腾三郎的日本人来了个“反其道而行之”，他不在笔珠上下功夫，而把注意力转移到笔芯上。当时通过统计，他知道了当圆珠笔写到15000字后就会开始漏油，于是他致力于把笔芯中的装油量减少到圆珠笔磨损到开始漏油之前已经用完。油用完了，就换支笔芯，笔可以继续使用，这样终于巧妙地解决了漏油问题。
中田腾三郎解决圆珠笔笔头漏油问题的思路，可以说是“逆向思维”的一个典型例子。
逆向思维，即人们一改习惯的思路，将问题倒过来想一想。
通过逆向思维，往往可使人们想到许多按通常思路所意想不到的东西，无论在科学技术史上，还是在现实生活中，运用逆向思维而取得成功的事例屡见不鲜。
（4）侧向思维--它山之石，可以攻玉
阿基米德在踏入浴缸的一刹那，看见从浴缸边外溢的水。
他思考了一会儿，悟出了其中的道理，用这种方法比较了国王让它检验是否是纯金铸造的皇冠与同等重量的纯金块的体积，结果发现王冠排出的水比金块排出的水多得多，因此断定了王冠里掺入了比黄金轻的银。
阿基米德解开王冠之谜，从思路上说，他运用了侧向思维的方法。
侧向思维，也叫旁通思维，这是从其他事物受到启发，从而产生新设想的一种思维方法。
当一个人对某一个研究目标寻根问底时，他的大脑皮层里会建立一种优势灶或兴奋区域。一旦这种思维受到某个偶然事件启发，就实现了“优势灶”的灵感激发。于是“触类旁通”产生好主意或新设想。
（5）科学思维--揭开蝙蝠之谜
人们早就发现，蝙蝠在黑夜能快速飞行，而又不会撞在障碍物上。科学家为了解开“蝙蝠之谜”，根据已有的知识，提出这样一个猜想：蝙蝠具有很强的视力。根据这个假设，我们推导出一个结论：假若把蝙蝠的眼睛蒙上，它就会撞在障碍物上。
于是科学家设计了一个实验，把蒙上眼睛的蝙蝠放在系有很多铁丝和铃铛的屋子里，结果发现蝙蝠仍能快速飞行而不发生碰撞。后来科学家根据超声波的知识，又想出一个假说：“蝙蝠能在夜里避开障碍物，是由于它能发出一种超声波，而耳朵听到这种超声波遇到障碍物后产生的回声，由此他们又提出一个推论：假若把蝙蝠的耳朵塞严，它就会碰在障碍物上。”
于是科学家又设计了一个实验，他们把塞上耳朵的一些蝙蝠放入房子里，结果这些蝙蝠到处跌跌撞撞，完全失去了躲避障碍物的能力，由此科学家就得出结论：第二个假说是成立的。
这个实例虽然浅显却十分典型，它相当完整地说明了科学思维的方法。
美国哲学家萨默维曾完整地提出了科学思维的五个基本环节：
问题的发现和表达；假说的提出；由假说进行推广，提出一些具体结论；根据观察和实验验证结论；引出结论。
问题的发现和表述--为什么蝙蝠在黑夜里快速飞行而不会撞在障碍物上，这是科学思维方法的起点。为了揭示现象的谜底，根据已有知识，提出多种猜想，建立了具有科学性和推测性的假说。提出的假说能否成立，需要加以验证，但往往难以直接验证，因而在此假说上推导出一个或几个可以通过观察和实验加以直接验证的结论。假若推出的结论与实验结果不符，则假说被推翻，假若相符，就可以说假说没被推翻，但仍需多次验证。科学思维是一种最具创造性的思维，也是最严密的一种思维，纵观科技发展史，绝大多数科学理论与科技发明的提出与产生都沿着这样一条思路进行的。
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