創新能力是人的能力中最重要、最寶貴，層次最高的一種能力。它包含着多方面的因素，其核心因素是創新思維能力。正如愛因斯坦所説；“人是靠大腦解決一切問題的。”人頭腦中的創新思維活動是人的創新實踐活動的基礎和前提。沒有思維的創新就沒有行動的創新。1997年諾貝爾物理學獎獲得者朱棣文在談到一個成功者的經驗時説：“科學的最高目標是要不斷髮現新的東西。因此，要想在科學上取得成功，最重要的一點就是要學會用別人不同的思維方式、別人忽略的思維方式來思考問題，也就是説要有一定的創造性。”這就是我們所説的創新思維。
創新思維不會憑空而生，從天而降，也有一定的規律可循。從人類歷史上多如繁星、成效卓著的創新事例中，從人們長時期積累的豐富經驗中，可以總結出一些富有指導、啟發意義的原理原則和具體做法，供人們學習、借鑑和應用。人們的實踐也證明，有目的地學一點創新思維方法，對於我們培養的提高自己的創新能力有着事半功倍的效果。這裏，我們向同學們介紹一些有關創新思維的方法，以供大家在學習生活中，在今後的工作實踐借鑑。
一 “掉轉思維方向”——逆向思維法
現在我們日常生活中廣泛使用的吸塵器已問世整整一百年了。為了有效地清除令人討厭的灰塵，人類很早就開始了對除塵設備的研究。人們首先想到的是用“吹“的方法，即採用機器把灰塵吹跑。1901年，在英國倫敦火車站舉行了一次公開表演。當“吹塵器”在火車車廂裏啟動時，灰塵到處飛揚，使人睜不開眼，喘不過氣。當時在參觀者當中有一個叫郝伯.布斯的技師，他心想：吹塵不行，那麼反過來吸塵行不行？他決定試一試。回家後他用手帕矇住口鼻，趴在地上用嘴猛烈吸氣，結果地上的灰塵都被吸到手帕上來了。試驗證明，吸塵的方法比起吹塵來要高明得多。於是利用真空負壓原理製成的電動吸塵器就在這一年誕生了。布思在發明吸塵器的過程中就是應用了顛倒思維方向法。顛倒思維方向法是發散性思維方法中的一種。發散性思維的特點是富於變通性和靈活性，即在一定條件下，探索者的思維能夠機動靈活地轉移到各種不同的方向，而顛倒思維方向法就是把思維改變到原來思路相反的方向，所以又有人將之稱為逆向思維法。司馬光砸缸，這是同學們從小就都知道的著名故事。千百年來，人們一直對司馬光砸缸救同伴的故事津津樂道，無不稱讚小小司馬光表現出來的非凡智慧。其實，司馬光砸缸的行為就是顛倒思維方向的結果。因為，無論大人或小孩，一般遇到如何從水缸裏救人這樣的事，都是從“如何使人離開水”這個方向想，都會理所當然地認為，從水裏救人，自然要設法使人離開水，這是一般正常的思維方向。司馬光當時肯定也這樣想過，但他所處的具體情況讓他很快地意識到，在那千均一發的關鍵時刻，這樣的想法已經行不通了。這羣個頭矮小的小孩子們，無論如何不可能把落水的夥伴從又高又深的大水缸中拉出來，旁邊又沒有成年人來幫助。怎麼辦？司馬光這時所表現出來的極其罕見、令人驚異的聰明在於，他急中生智瞬息間掉轉了思考的方向，想到了“如何使水離開人”。“人離開水”與“水離開人”，殊途同歸，效果一樣。當司馬光頭腦中有了“設法讓水離開人”這樣的與正常思維方向相顛倒的思維方向以後，到用石頭砸水缸的具體做法也就不難了。再以天然動物園的創意為例。普通動物園為了遊客的安全，都把猛獸關在獸籠裏面，讓遊客隔着鐵欄參觀，但是這樣人們就無法看到野獸在自然條件下生活的情況。怎樣才能做到既保證遊客的安全，又能讓他們看到動物生活的自然狀態呢？有些動物園的設計者提出了新穎構想，那就是把動物從獸房裏釋放到自然環境中去，而把遊人關到活動的房子——密封的汽車（或空中的吊車）裏遊覽，使參觀者和被參觀者的處境來一個對換。這種運用顛倒思維方向法的天然動物園出現後，給遊客以置身於天然自然的新鮮感受，從而受到普遍的歡迎。顛倒思維方向法是一種重要的創新思維方法，有着廣泛的適用範圍和顯著的創新作用。特別是如果你思考的是比較複雜的創新性問題，按正常的思路又使你的思考陷入了困境，這時不妨運用把思維方向顛倒過來想一想，也許會使你茅塞頓開，豁然開朗，最終取得某種意想不到的收穫。
二 “展開想象的翅膀”——自由創造思維法
所謂自由創造思維法是思維者通過思維活動的自由創造而設想出理想客體達到把握事物本質的思維方法。“自由創造思維法是愛因斯坦提出和倡導的一種科學的創新思維方法。愛因斯坦指出：“事實上，我相信，甚至可以斷言：在我們的思維和我們的語言表述中所出的各種概念，從邏輯上看，都是思維的自由創造，它們不能從感覺經驗中歸納地得到。”自由創造思維法是科學研究者廣泛運用的一種思維方法。前蘇聯科學家齊奧爾科夫斯基就是運用了自由創造思維方法，展開想象的翅膀，充分發揮想象力，創立了他的星際航行理論，人稱“星際航行的先驅者”。
齊奧爾科夫斯基小時候是善於異想天開的孩子，8歲時，他母親送給他一個大氫氣球，這個能在空中自由飄動的小玩藝，引起了他極大的興趣。他常常聚精會神地仰望天空思索：能否乘坐握氣球去航行呢？可是到了10歲時，他因患了猩紅熱引起併發症，完全失去了聽覺。在這種情況下，他以頑強的毅力在科學的道路上攀登，白天到蘇聯國立最大的圖書館自學，刻苦攻讀。晚上他運用自由創造思維方法，盡情地展開想象的翅膀，設想出種種理想客體，來實現飛行的願望。他想：是否可以製造一個永遠懸在天空中的金屬氣球呢？能否發明一種航行飛行器呢？能否利用地球旋轉的能量呢？——有志者，事竟成。早在1883年，他在《自由空間》一文中闡明瞭宇宙飛船的設計方案。19世紀30年代，他運用自由創造思維方法發揮無比的想象力，撰寫了兩篇科幻小説，生動地描繪了人類飛向其它行星的前景。1903年，他完成了《利用火箭儀器研究宇宙空間》的論文，並發現了著名的齊奧爾科夫斯基公式——火箭運動公式。他首次提出液體燃料火箭的思想，並設計了世界上第一枚液體火箭發動機的構造示意圖。為了提高火箭的質量比，1929年，他發表了《火箭列車》的論文，首次提出了多節火箭的設想。當今，世界各航天大國所發射的宇宙飛船，包括我國最近發射的“神舟”一號、二號宇宙飛船，都是使用多節火箭發射的。他還提出了建立星際太空站的大膽設想，現在這些設想都已經成為人類征服太空的現實。齊奧爾科夫斯基不僅是個聾子，而且是學業上沒有受過任何專家教授指導的人，是一個未進過中學和大學的人。因此，當時有很多人把他貶為“無用的空想家”和“狂妄的設計師”。這一切都沒有阻擋他探索攀登的步伐和自由的創造思維，在星際航行方面奉獻了光輝的一生。在他墓前聳起的高大的紀念碑上雋刻着這樣的話：“地球是人類的搖籃，但是人不能永遠生活在搖籃裏，他們不斷地爭取着生存世界和空間，起初小心翼翼地穿出大氣球，然後就是征服整個太陽系。”
自由創造思維方法在創造人類的文明的活動中，發揮出無與倫比的作用。自由創造思維方法實際上是開發人的想象力並把想象力轉化為創新能力的思維工具。因為創新要以想象為先導，沒有想象就沒有創新心理和創新的意象。如何激發創新意象，這就需要一種思維方法去啟動想象的翅膀，讓科學創造的想象翅膀發揮出想象力，並把想象力轉化為創新能力。實現想象力的開發並向創新能力的轉化，這就是自由創造想象思維方法特殊作用的結果。那麼，如何開發想象力呢？首先，我們要了解一下，想象有哪些種類？
根據想象有無目的性和自覺性，可以把想象分為無意想象和有意想象。
無意想象是事先無明確目的，不自覺的想象。它常常由客觀事物的某些外形特點引起，多發生在注意力不集中或半睡眠狀態。它是想象中最簡單和最初級的形式。有意想象是有預定目的任務、自覺的想象，它常常是由語言引起並在思維的影響下形成的。有意想象通常又分為再造想象、創造想象和幻想三種類型。自由創造思維方法特別需要的是創造想象力（包括科學幻想力）的開發。
開發想象力，首先要“敢於想”。事生於慮、成於做。科學家告訴我們：“人們‘不可能’做的事，往往不是由於缺乏力量和金錢，而是由於缺乏想象和觀念。”人類思維中的無與倫比的想象力，是科學不斷進入未知領域的原初動力，所以要敢於異想天開，不怕胡思亂想。其次要“能夠想”。想象的火花迸發於豐富的知識礦藏，創造想象尤其需要豐富的知識和經驗。人們知識、經驗的多少直接影響想象力的深度和廣度。所以，我們要拓寬視野，博覽羣書，擴大知識領域，豐富表象儲備，這樣才能夠產生科學的創造想象。否則，就會想“想”但卻想不出，或者“想”得出的卻是無用的空想。再次要“善於想”。要打破常規跳出框框想，跳出傳統的框框、書本的框框、名言的框框、經驗的框框和從眾的框框，任想象不受束縛地自由飛翔。要圍繞一點，向外發散，朝四面八方想開去，也就是實現幅射思維。讓我們展開想象的翅膀，自由創造地思維吧。
三 “三個臭皮匠賽個諸葛亮”——頭腦風暴法
頭腦風暴法是由美國創造學家奧斯本在1939年提出來的。也稱“智力激勵法”、“暢談討論法”、“集思廣益法”等。這種方法具有開放性、啟發性、想象性和激勵性等特點。具體做法是；選定一個題目，約幾個人在一起暢想，發表意見。要求每個人進行發散性思維，努力尋求解決問題的多種辦法，越新穎越好。每個人敞開思想的大門，暴露每個人思維的過程，相互啟發，通過思維的碰撞，產生新的思想火花，想出新的解決辦法。
奧斯本的頭腦風暴法這種創新思維方法，實際上與我國民間俗話所説的“三個臭皮匠賽個諸葛亮”是一回事：碰到一個難題，大家你一言我一語，七嘴八舌，七腔八調，拿出好的主意來。頭腦風暴法這種方法和形式，能夠產生互相激勵作用，激發參與者的興趣和求知慾，促進每個參與者想象力和發散性思維的發展。要使這種方法取得效果，還要注意遵守一定的遊戲規則：
一是提倡自由暢談，任思路到處拓展，隨意發揮。想法越古怪越好，因為有時看上去很“荒唐”的設想，但很能可能很有價值，所以要拋開頭腦中的框框，甚至要故意去做那些違背傳統、邏輯的思考。使這種與傳統、邏輯不符的想法對他人產生啟發，引發他人思維的火花。二是要暢談中不得阻擋別人古怪的言論，即使自己認為是錯誤的、荒誕離奇的發言，也不要去駁斥、嘲笑，要創設一種寬鬆的氣氛，調動每個人思維的積極性。不要説一些“這肯定不行”、“太可笑了”這樣的話。只有在這樣無拘無束的環境中，才能真正打開每個人思維的閘門。 三是大家所暢談的解決問題的方案越多越好，韓信點兵，多多益善。在討論中先不作對錯判斷，結論留到以後去做。四是要善於利用別人的想法來開拓自己的思路。這是“頭腦風暴”的關鍵。每個人都有要積極地從別人的設想中激發自己的想象力，或補充他人的設想，或將他人的設想合併起來提出新的設想。不要只聽別人説，自己的大腦機器不開動，思維不激發，坐享其成，做思想的懶漢。
頭腦風暴是一種有助於集思廣益的集體思考問題的方法。因為一個人苦思冥想，往往因思路太窄而苦於不得其解。如果幾個人對同一問題進行思考，從各自在不同的角度來認識同一個問題，有利於互相激勵，產生共振和連鎖反應，這對創造思維是一種激發，有利於創新的產生。
頭腦風暴法不僅適用於科研攻關和企業的新產品開發，同樣也適用於科學文化學習知識的學習。例如解難題，幾個同學一起討論，各抒自見；再如寫作文，討論提綱，修改文章，也可以一起研討。更重要的是同學們在中學期間就學習、運用這種思維方法，對於以後的走上社會成為創新人才是大有裨益的。
四 “打破砂鍋紋（問）到底”——問題探究法。
愛因斯坦説過這樣一句話：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅是一個科學上的實驗技能而已。而提出新的問題，新的可能，以及從新的角度看舊的問題，卻需要有創造性的想象力，而且標誌着科學的真正進步。”培根也説過：“如果你從肯定開始，必將以問題告終，如果從問題開始，則將以肯定結束。”我國著名教育家陶行知先生有一句名言：“發明千千萬，起點是一問。”由此説明，能夠並善於提出問題，深入進入探索研究，是創新發明的基礎。著名的數學家希爾伯特就是一個善於提出問題的人，在1900年第二屆國際數學家大會上，他作了題為《數學的問題》的報告，一舉提出了當時數學領域中的23個重大問題。這些問題，後來被稱為“希爾伯特問題”。它們的提出，有力地促進了數學的發展。為此，希爾伯特總結道：“只要一門科學分支能提出大量的問題，它就充滿着生命力，而問題缺乏，則預示着獨立發展的衰亡或中止。”
兩千多年前，偉大的詩人屈原曾面對長空，發出著名的“天問”，他問天問地，問人情倫理，問世道滄桑，問四季變化。儘管他的提問，更多的帶有政治、社會以及關注朝政的色彩，但至少説明他善於帶着問題思考。從廣義上講，人類正是象屈原一樣，在提出問題，解決問題中開拓前進的。
在學習問題上，生疑提問，鑽研思考是我國古人治學的傳統。我國古代學者歷來提倡“學貴有疑”。也就是説學生學習要善於思考，多產生疑問，帶着疑問去學習、理解知識，培養自己獨立思考問題、追求創新解決問題的方法。質疑問題，善於發現問題，提出問題，是一切創新過程的基礎，是富有創新精神的人所必須具備的一種能力，這對於發展創新思維尤為重要。
提問探究，實際上是要在不疑處有疑，就要突破思維定勢，不要迷信書本和權威，不要受現成結論和傳統觀念的束縛，也不要人云亦云。提出問題是深入鑽研的前提，怎樣提問呢？這就需要具有生疑提問的思維技巧，我們可以從這樣幾個方面來問：
一是要問原因。每看到一種現象，看到一種事物，我們都有可以生疑提問，問一問產生這種現象或事物的原因是什麼？一般説來，事物發展變化總是有因有果，因果是相互聯繫的。找到了原因，就為解決問題（結果）提供了前提條件。
二是要問結果。由於因果是相聯的，所以問原因之後，自然也可以問結果。換言之，在思考問題時，我們要養成一種習慣，即想一想“這麼做，會導致什麼樣的新結果？”在思考時，不要受舊的事物的結果的束縛，要敢於提出新的看法，甚至有時看起來是荒誕的看法，也可能會導致新的有價值的結果。
三是要問規律。因果有聯繫，是因為事物是由規律所決定的。找到這種聯繫，就找到了事物發展的規律。所以，通過問規律，也會獲得有價值的創造性成果。
四是問發展。事物總是要發展前進的，所以在思考問題時，我們可以大膽假設，當某一情況發生後，其發展趨勢會是怎樣，這樣也有可能導致產生新觀念、新設想、新創造。由於受傳統教育的影響，我們中國的學生與國外青少年學生相比，只習慣於“答問“，就是回答老師提出的問題；而不善於“提問”，不敢向老師提問質疑，也不會向自己提問質疑。不象國外學生那樣，敢於提出各種希奇古怪的問題。亞里士多德曾講過；“思維是從疑問和驚奇開始的。”我們的老師要把培養學生提問探究的能力作為素質教育的重要內容，我們學生也要敢於標新立異，大膽提問，積極思考，發展自己的創新思維能力和水平。
五 “靈機一動”——靈感思維法。
靈感思維是一種帶有突發性、非自覺性的一種創造性的思維活動。通俗的解釋就是：某一個想了好長時間沒有解決的問題，突然由於受到某一事物的啟示，“靈機一動”，一下子想到了一個辦法，這種思維方法就是靈感思維。我國導彈之父錢學森指出；“凡是有創造經驗的同志都知道，光靠形象思維和抽象思維不能創造、不能突破；要創造要突破得有靈感。”
靈感思維有三個特點：
一是突發性。從靈感的發生來看，它是一種突然發生的思維活動。什麼時間靈感會來臨，任何人無法估計。德國哲學家費爾巴哈指出；“熱情和靈感是不為意志所左右的，是不由鐘點來調節的。是不會依照預定的何事和鐘點迸發出來的。”著名數學家高斯有一次對一個難題突然獲得解答以後説：“像閃電一樣，謎一下解開了。我自己也説不清楚什麼導線把我原先的知識和使我成功的東西連接起來。”
二是獨創性。從靈感思維的結果來看，靈感思維一般都打破了人們的常規思維，把人的知識提高到一個新的高度。這是靈感思維創造性的表現，靈感思維如果失去創造性，就沒有存在的價值。
三是非自覺性。靈感思維往往是“有心栽花花不開，無意插柳柳成蔭”，而且是不明蹤影，一閃而過，來也匆匆，去也匆匆，難以重現。正如大詩人蘇東坡的著名詩句所描繪：“作詩火急追亡捕，情景一失永難摹。”
靈感的這種非自覺性，由於帶有神祕的色彩，有人認為靈感就是“神感“、是“神靈”。其實這種看法是唯心的。為什麼這麼説呢？我們來看一看靈感是怎樣獲得或捕捉的：
激發靈感渠道之一：自發靈感。
所謂自發靈感是指，在對某個問題已進行較長時間的思考，百思不得其解，思考問題的某種答案或啟示，有可能某一時刻在頭腦中突然閃現。比如，英國發明家辛克萊以發明袖珍電腦和袖珍電視機聞名於世。他在談到怎樣設計出袖珍電視機時説：“我多年來一直在想，怎樣才能把顯象管的’長尾巴’去掉。有一天，我突然靈機一動，想了個辦法--將’長尾巴’ 做成90度彎曲，使它從側面，而不是從後面發射電子，結果就設計出了厚度只有3釐米的袖珍電視機。“辛克萊是由於“多年一直在想”，所以才會“有一天，我突然靈機一動——”的結果。這説明自發靈感的激發是建立在長時期艱苦思索的基礎之上。
激發靈感渠道之二：誘發靈感。
所謂誘發靈感是指，思考者根據自身生理、愛好、習慣等方面的特點，採取某種方式或選擇某種場合，有意識地促使所思考的某種答案或啟示在頭腦中出現。誘發靈感的方式因人而宜，例如，有些人習慣於清晨醒來後故意在牀上呆一會，回憶一下一段時間以來日夜思考而尚未得到解決的問題，以求獲得某些靈感。德國生理學家赫爾姆霍茲曾這樣説過：“我的一些巧妙的設想，不是出現在精神疲倦或伏案工作的時候，面常常是在一夜酣睡這後的清晨。”清晨起牀前，用三兩分鐘時間想一想思考已久尚未解決的難題，，它可以起到給大腦下達指令的作用，既可以促使顯思維更加振奮，更有序地活動；同時也能更有力地調動潛思維積極配合顯思維思考，以誘發靈感。還有的人是在沐浴時，在聽音樂時，在散步時，在夜深人靜時，甚至在上廁所、理髮時誘發靈感的產生。不管採取哪一種方式，都是大腦積極開動的結果。
激發靈感渠道之三：觸發靈感。
所謂觸發靈感是指，在對某個問題已進行了較長時間思考的執着探索，這時在接觸某些相關或不相關的事物時，這些事物有可能成為“媒介物”或“導火線”，引發思考問題的某種答案或啟示在頭腦中突然閃現。例如，螞蟻對房屋、水壩等建築物的危害極大，人們採取了很多方法滅蟻，效果都不理想。一位21歲的青年農民魏潮洲，有一次在家裏偶然看到螞蟻排成長龍搬運食物。這一景象觸動了他，使他頓時想到：能不能用和種高效的藥物引誘螞蟻來覓食，最後達到全巢殺滅它們的目的。這瞬間一念，使他像着魔似地沿着一思路鑽研下去，經過一年多時間數百次各種配方的試驗，終於試製成功“螞蟻淨”實用無毒藥物，獲得“中國愛迪生杯金獎“。在這一創新過程中，螞蟻排成長龍搬運食物的現象成為“導火線”，觸發了魏潮洲的靈感。另外，與人交談討論，不同的思路、不同的思考方式互相融匯、交叉、碰撞或衝突，也能使思維觸發出靈感的火花。我國古語云“水嘗無華，相蕩乃成漣漪；石本無火，相擊而後發光。”就是講的這個道理。
激發靈感渠道之四：逼發靈感。
所謂逼發靈感是指，在緊急情況下，不可驚慌失措，要鎮靜思考，以謀求對策。情急能生智，解決面臨問題的某種答案或啟示，就有可能在頭腦中突然閃現。千百年來膾炙人口的《七步詩》：“煮豆燃豆箕，豆在釜中泣，本是同根生，相煎何太急！”就是逼發靈感的結果。被西方譽為創造學之父的美國人奧斯本曾説過“誰被逼到角落裏，誰就會有出奇的想象。” 我國也有一句俗話：人是逼出來的。也就是説，各種形式的“逼”，能激發出人的靈感，調動出人最大的潛能。
靈感不喜歡拜訪懶惰的人。要得到靈感必須付出艱苦的勞動。錢學森指出：“有一點是肯定的，人不求靈感，靈感也不會來，得靈感的人，總是要經過一長段其它兩種思維（抽象和形象思維）的苦苦追求。所以靈感還是人自己可以控制的大腦活動。”比如牛頓，為什麼能夠從蘋果落地的現象產生靈感，從而悟出萬有引力定律。他自己的回答是：“我的成就，當歸功於精心的思索。”如果沒有艱苦的勞動，達不到廢寢忘食的地步，靈感不會降臨。
培養靈感思維，需要具備以下一些主觀條件：
一是要有需進行創新思考的題目。“飽食終日，無所用心”的人，沒有什麼問題需要思考，自然也不會產生靈感。由於自身的好奇心和求知慾，或者由於客觀實踐的需要，所產生的創新思考題目，是靈感的“種子”。不播下創新思考的題目，就不可能收穫創新靈感之果。
二是要有必需的有關經驗和知識作為基礎，這是靈感產生的土壤。靈感什麼時候在頭腦中出現是偶然的，但它產生的原因卻是具有必然性。經驗和知識是產生靈感的基礎。笛卡爾擁有淵博深厚的哲學知識和數學知識，他才可能獲得最終導致創立解析幾何學的靈感。不可能一個頭腦空空的人，能產生多麼有價值的靈感。
三是要對問題作較長時間的反覆思考。“沒有一番寒徹骨，哪有梅花撲鼻香”，靈感是辛勤勞動的結晶，所謂“不思而至”這是靈感出現時的一種假象。德國哲學家黑格爾曾嘲諷過那些以為可以不經艱苦思索就能獲得靈感的人：“最大的天才儘管朝朝暮暮躺在青草地上，讓微風吹來，眼望着天空，温柔的靈感也始終不會光顧他。”
四是要注意隨手記錄。靈感常在一閃念間出現，很容易忘記，特別是夢中出現的靈感，更是稍縱即逝。因此隨手記錄是“捕捉靈感的一個普遍使用的好方法”。文學大師茅盾告誡文學青年：“應當時時刻刻身邊有一支筆和一本草簿，無論到哪裏，你要豎起耳朵、睜開眼睛，象哨兵似的警覺，把你所見所聞隨時記下來。”
