人类智能的本质
人的思考创新精神是以机体素质为基础的。但是，并不是说有了良好的机体素质，就一定能够形成思考创新精神。要形成良好的思考创新精神，还需要具有良好的智能基础，尤其是创新智能基础。
大自然以亘古的力量和漫长的时间孕育、创造出人这个最伟大、最神奇的作品。但是，大自然在创造人、改造人的同时又被人所创造、所改造。人作为大自然的对立物，从诞生的那一刻开始，就以大自然的主人的姿态站立起来，以自己独特的创造智能进行创造活动。一部人类文明史就是人的创造智能的结晶。人类的文明史实质就是人的创造智能的发展史。因此，可以这样说，没有创造活动，便没有人类文明；而没有人的创造智能，便没有人类的创造活动。
人的智能是人认识世界和改造世界的才能和本领。它既是物质长期演化的结果，更是人通过不断的创造实践获得的，因此受社会历史的制约和环境影响。人的遗传提供了智能发展的可能性，环境决定了发展的现实性。
人的智能是人类认识世界和改造世界（包括人类自己在内）的才智和本领。人每天都是在做着各种各样的事情，除了普通的生活活动以外，还要进行认识社会、改造社会，认识自然、改造自然和认识自己、改造自己的学习、实践活动。这些学习、实践活动充分地表现了人所特有的才智和本领。
人的才智和本领包括“智”和“能”两种成分。“智”主要是指人对事物的认识能力；“能”则主要指人的行动能力，也就是能作能为而且富有成效的能力，包括种种技能和正确的习惯等等。这种能力既可以以一种主观的形式存在于人的头脑中，也可以通过人的行动见效于客观。人的“智”和“能”是有机的统一体，两者紧密结合，密不可分。人的学习、实践及语言交往等活动都是“智”和“能”的统一，是人所独有的智能活动。
人的活动是有目的的、自觉的活动，一刻也离不开自己意向的主导。意向是人对待客观事物的一种心理活动。注意、欲念、意图、情绪、意志、理想等都是人的意向活动形式。但意向有积极和消极、恰当和不恰当之分。保持积极的意向、恰当的情绪和顽强的斗志等等，对人的智能的发展和发挥是十分重要的。
人的智能的特点主要是思想，而思想的核心又是思维。可以说，没有思维就没有人的智能，没有创造性思维就没有人的创造活动。
正是因为有了思维，人才能形成这样或那样较复杂的意向，从而主导着人的活动，表现出人所特有的自觉能动性。也正是因为有了思维，人不但可以认识眼前的事物，而且能够总结以往的经验，规划未来的行动。还正是由于有了思维，人才能制造、使用和改进种种工具，突破认识器官和行动器官的限制，大大提高了认识世界和改造世界（包括人类自己）的能力。总之，思维在人的全部智能中处于中心地位，起着关键作用。正是因为有了思维，人的智能才得以远远超出动物而产生质的飞跃，出现了思想、意识，从而使人成为万物之灵。
人类智能的形成
人的智能既是物质长期演化的结果，更是人通过不断的学习、实践获得的。因此，人的智能的发展受社会历史的制约和环境的影响。
首先，人的智能是物质长期演化的结果。人所生活的这个客观世界（包括人自己在内）是由物质构成的，而物质是由低级到高级、由简单到复杂不断发展变化的。地球的形成，生命出现和人类的诞生标志着物质世界发展的三个主要水平。在物质世界发展的三个主要水平中，人是生物演化的最高成果，它的出现使生命展现出最壮丽的一幕，成为物质演化的最大奇迹。
从主体因素上看，人之所以能够获得一切必要的智能，是由于已经具备了必要的物质基础，即肉体器官。这主要是指无与伦比的人脑、神经系统以及灵巧的双手和语言器官。人的一切智能都是在客观事物的作用下，人的智能肉体器官表现出特有活动的结果。
其次，人的智能是通过学习、通过实践获得的。人刚刚在这个世界上诞生的时候，除了啼哭、吸吮等本能和反射性活动外，什么真正的本领都没有。人通过遗传所获得的只是躯体的构造、形态，神经系统特别是大脑和感觉器官等的解剖、生理特点，也就是人的机体素质。在一定的机体素质的基础上，人必须在特定的社会生活中通过学习、亲身实践，才能获得必要的智能。
一个人具有良好的机体素质是非常重要的，它是人的智能发展的生物前提。一个人如果生来就是聋子，绝不会成为音乐家。但人的机体并不就是智能，正如健全的听觉器官并不就是音乐才能一样。机体素质作为人的生物前提，它的作用是有条件的、相对的。人的机体素质的个体差异虽然明显地影响着人的智能的发展，但并不能决定人的智能的发展。决定人的智能发展的方向和水平的，是人的学习和社会生活的经济和文化条件，特别是所受到的教育及个人的生活环境。这些条件不仅决定着人的智能的发展，而且也影响和制约着人脑和其他器官的发展。“狼孩子”的事例就有力地说明，虽然具备了健全的智能器官，但只要脱离了人类社会，就会失去人的特性，没有也不可能具有人的智能。
人的智能的发展受社会历史的制约和环境的影晌。人凭着自身的智能从事各种创造活动，不断促进社会政治经济文化的发展，而一定的社会政治经济结构和文化水平，又反过来制约着人的智能发展的程度和继续发展的可能。
大量的历史事实证明，现代人的智能比古代人高多了。像嫦娥奔月、龙宫探宝这些中国古代的幻想，现在已经变成了现实。这些事实是不是说明现代人的大脑结构比古代人大有改进了呢？
脑科学的研究表明，早在20万年以前，人的大脑就基本上是现在这个样子。因此，人的智能的不断提高主要是由于社会政治经济的发展、科学的进步和文化的提高。如人对自己大脑的认识就是这样。古时候，人并不知道脑是思维的器官。古希腊哲学家亚里士多德就认为负责思想的器官是心脏。随着科学的发展，人才逐步认识到人的心理状态不是受心脏影响，而是和人的大脑密切联系。现在，人对大脑的认识已经进入分子水平，并且正在探索脑的更深、更高的奥秘。
如果没有社会政治、经济、文化的进步和科学技术的日益发达，人的智能的进展显然是不可能的。
由于人总是在一定的社会政治、经济、文化条件下生活，因而社会的重大变革必然对智能的发挥和发展产生深刻的影响。中国春秋战国时期百家争鸣的局面，欧洲的文艺复兴和产业革命，都是当时社会变革的产物。“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞。”伟大的时代，必定产生生气勃勃、思想活跃、智能焕发、大有作为并启发后世的一代伟人。
人的智能的发展既受制于社会政治、经济、文化的条件，同时也受制于环境的影响。因为环境影响着人的生存和生活，人也在不断地影响和改造环境，在与环境的相互作用中发展着自己的智能。
人自从摆脱完全依靠自然为生的状况之后，在生产力还很低下的古代社会，就开始刀耕火种，进行着原始的生产活动，但这种活动对自然环境的改造极为困难和有限。尽管如此，人还是顽强地同自然作斗争，不断改变着生活的环境，同时也在这种活动中发展着聪明才智。中华民族的祖先在亚洲东方的土地上，利用自然、改造自然，不但创造了举世瞩目的四大发明，而且在农业、冶炼、土木工程、建筑、医学、天文、数学、文艺、哲学等各个方面都取得了辉煌的成就。大约两千年前，他们就扬帆出海，东渡扶桑；还修桥筑路，连接四方，从西安直到地中海的著名丝绸之路，沟通了东西方文明。
大量史实证实，中华民族具有高度智能，他们与世界上各民族一起，为人类生存环境的改善做出了应有的贡献。
随着近代工业生产的发展和现代化农业的出现，人对自然界的开发、利用、改造的规模和速度有了突飞猛进的增长。为征服自然而制造的各种工具，补充了肉体器官的某些不足，对过去不能达到的某些自然环境和间接环境进行创造，改造成了与人类密切有关的关联环境和直接环境。沙漠造绿洲，荒石辟果园，天堑变通途，宇宙任驰骋。人的智能不但使环境越来越社会化和人为化，而且还创造出许多自然界原来没有的东西，使人的生存环境扩大了范围，增添了内容，生活越来越丰富多彩。但与此同时，诸如三废污染，大量使用农药造成的生物圈平衡失调，以及战争带来的创伤等等，也使人类赖以生存和发展的环境条件恶化，对人造成不良后果。然而“魔高一尺，道高一丈”，人在认识和克服这些不良环境影响的同时，一定会进一步发挥聪明才智，创造出更美好的新环境。
决定智能发展的因素
人的智能的发展有快有慢、水平有高有低，造成这种差异的原因是什么呢？归结起来，不外乎遗传和环境两种因素。那么，哪一种因素起决定性作用呢？
对这两个问题，不同的人有不同的回答，其中有的观点截然相反。有人认为“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会挖洞”；外国一位心理学家认为“一两的遗传，胜过一吨的教育”。这是百分之百的遗传决定论者。
然而有人却持相反的态度。中国古代学者墨子，看到染丝着色的情况，想起环境对人的作用，慨然说道：“染在青色的缸里就变成青色；染在黄色的缸里就变成黄色；放在哪种染缸里，就变成哪种颜色啊！”近代美国有位行为主义心理学家甚至说：“给我一打健全的儿童，我可以按照不同的要求，用不同的方法，把他们随意培养成医生、律师……或是乞丐、盗贼。”这就是典型的环境决定论者。
当然，也有不少人的看法并不那么极端。
为了解决这个问题，许多科学家耗费了毕生的心血，进行了大量的工作，想要找出有说服力的证据来。
为判定遗传因素对智能发展的影响，许多科学家对同卵生双胞胎进行了科研，从这些双胞胎一出生就进行跟踪观察的实验，研究同样的遗传因素是不是会使他们获得同样的智能。有科学家还进行家庭史的调查，研究上下多少代的一个家庭，由遗传而来的智能方面的共同之处。
为判定环境因素对智能发展的影响，也有许多学者认真研究寄养子的特点，看看寄养的儿童是不是与这个寄养家庭的亲生子女相像；也有学者去寻求科学家的分布与地区的关系，来分析社会和自然环境的差别对科学家出现多少的影响。对狼孩子的研究也很能说明社会和自然环境对人的智能发展的影响。
国外比较常用的一种研究遗传与环境影响的方法，是对各种不同血缘关系的人进行心理测验，然后看看同一类型的成对测试成绩是否相似。这种相似程度用统计上的相关系数表表示。结果表明，同卵双胞胎之间这种相关最为显著，异卵双胞胎次之，没有血缘关系的人之间则相关系数最低。这在一定程度上表明了遗传因素对智能发展的影响。
但与此同时，科学家也发现在同一类人身上由于环境不同，这种相关的程度也会有很大差别。在一起生活和成长的同卵双胞胎相似程度远远高于不在一处生活的同卵双胞胎；而没有血缘关系但在一处生活的两个孩子之间的相似程度，也远远高于既没有血缘关系也不在一地生活的孩子。尽管这类心理测量不见得能完全如实反映人的智能发展的水平，但关于环境和教育在智能发展中的作用还是得到了普遍的承认。
科学技术的发展使人知道了在性细胞的染色体里，含有一定数目的、占一定位置的遗传物质——基因，正是基因决定着下一代的不同性状。通过生物化学的研究，又知道了基因的主要成份是脱氧核糖核酸（DNA），贮藏着遗传信息和密码，使上一代的形态性状得以遗传给下一代。
20世纪80年代以来，美国科学家曾对小白鼠进行了脑化学研究，发现早期经验能使白鼠的脑组织发生变化。生活在丰富环境里的小白鼠脑皮质比较厚、比较重、细胞体增大，脱氧核糖核酸和核糖核酸的比例有了变化，一些脑酶的活动量增高了，学习能力也增强了。这表明环境可能会影响遗传的物质基础。
科学技术的发展将使人对遗传和环境对人的智能影响的认识越来越深刻。现在，更多的专家主张要辩证地看问题，应研究这两种因素的交互作用。或许可以说，遗传提供了发展的可能性，而环境则决定了发展的现实性。
什么是创新智能
创新智能包括智力和能力两个方面，而且这两个方面并不是孤立存在的，而是相辅相成，互为整体的。广大的中小学生要培养思考创新精神，首先就要在生活和学习中不断地发展智力，培养能力。
智力，通俗地说，就是一个人是不是聪明，或者聪明的程度。智力是人认识客观事物，并依据获得的认识，去独立地、灵活地和创造性地做出有效行为反应的心理能力。通常通过注意、观察、记忆、想象、思维和操作的综合表现显现出来，因此，常称这些心理能力为智力因素。
在这个定义中，我们不难看出，它特别强调了智力的特征：独立性、灵活性和创造性。独立性是最根本的，只有具有独立性，才能主动地、不断进取地去认识客观事物，才可能自觉能动地去改造客观事物。灵活性是指在复杂变化的情况下能独立、顺利地分析问题和解决问题，灵活性是智力的直接表现。创造性表现在分析问题和解决问题的过程中，有所突破、有所创新，是智力的最高表现。
能力是指一个人能胜任某项任务的主观条件，是直接影响活动效率，使活动任务顺利完成的最必需的个性心理特点。包含认识能力和实践能力两大部分。能力是一个比智力更为广泛的概念。心理学家往往把智力看作是偏重认识方面的能力，它是从属于能力的，是能力一个组成部分。由于人的认识活动和实践活动是统一的，所以智力和能力是密不可分、互相联系的。两者既相互联系又相互区别，既相互独立又相互渗透。因此，不少学者将智力与能力合二为一，采用了一个大家更为熟悉又便于接受的称谓，称其为智能。
人的能力多种多样，可达120余种。总体分为一般能力和特殊能力两大类。一般能力是指各种活动都需要具备的能力。特殊能力是指某种专业活动中表现出来并保证某种专业活动获得高效率的能力。音乐能力、绘画能力、体育能力、表演能力、作战能力等可视为一般能力的专门化发展。创新是一种特殊的劳动，能力越强，创新所取得的成果也会越大。
从上面的叙述中，我们可以看出，在培养思考创新精神的过程中，实际上就是要发展创新智能。创新智能是指能胜任创新的主观条件，是直接影响创新效率，达到创新目标的个性心理特征。主要有注意力、观察力、记忆力、思维力、想象力和操作力。
广大的中小学生能否在将来的社会中成为创新性人才，在很大程度上与其创新智能有关。因而，要培养广大的中小学生的思考创新精神，很重要的一个方面就是培养和发展他们的创新智能。
思考创新精神与注意力
培养思考创新精神的目的是为了让广大中小学生能够在生活和学习中更好地进行创新活动。而创新活动是在一种高度注意状态下进行的。俄国教育家乌申斯基说过：“注意是我们心灵的唯一门户，意识中的一切，必然都要经过它才能进来。”
注意是心理活动对一定事物的指向集中。在创新活动中，不论是聚精会神地思考问题，还是全神贯注地观察实验结果，创造者的心理活动一定指向集中于创新活动。
注意的两个特点是指向性和集中性。指向性表明人在认识事物的过程中，并非把所能感受到的刺激物都作为自己认识的对象，而是从诸多刺激物中选择具有现实意义的事物。这些选择出来的事物就成为自己认识过程指向的对象。集中性体现了人的心理活动反映某一事物所达到的清晰程度，因为人的认识过程不仅有选择地指向一定对象，而且需要长久地持续指向这个对象，保持认识的清晰、完整。集中就要抑制那些与该对象相对抗的东西。
在注意的时候，大脑皮层产生兴奋过程，巴甫洛夫对此有过一段绘声绘色、颇为精彩的描述：“假如我们可以看穿颅骨，观察一个正在有意识地思想着的人的脑，又假如适当兴奋的地点是可以发光的话，那么，我们可以看到，在大脑表皮上有着一个光点在活跃着，它的边缘是奇幻的、波状的，它的大小与形状经常在变化着，而四周围都是或深或浅的黑影。”
在创新活动中，自始至终都离不开注意力的参与。
第一，创新活动的成功常出现在灵感之后，而产生灵感的条件是对问题进行了一段时间专注的研究，伴之以对解决方法的渴求。专注就是注意力的稳定性。所以说，创新上的突破必须依靠良好的注意力。
第二，创新也要有一定的机遇，如果不注意，创新的机遇就会从你的手指缝中溜掉。在伦琴发现X射线前，至少有好几个人都遇到过X射线作用留下的踪迹，但都由于注意不够或缺乏必要的注意，而失之交臂。伦琴注意到真空管旁被黑纸隔开的氰亚铂酸钡发出荧光，是否有一种人的肉眼看不到的射线存在呢？伦琴把无意中发现的现象转为注意，经过努力，X射线被伦琴首先发现了。
第三，创新是一种极为艰难的事业，不能坚持持续的注意，创新就可能半途而废。有些人已经走到创新成功的门口，在最后成功之前松懈了，放松了注意，创新也就以失败告终了。
第四，创新成果的社会价值，人们往往一时认识不到，这就难于使一项创新造福于人类，也不利于社会对它的承认。这时，创造者要善于运用注意的武器，使人们认识创新成果、承认创新成果。新奇的事物往往能引起注意，创造者要主动地、有意识地用创新成果本身去吸引人们的注意。贝尔发明电话后，开始并没有引起人们的注意，当然也无法显示它的社会价值。贝尔在几经周折之后，用向公众公开表演的方式，引起了人们对这个新鲜“玩意儿”的注意，电话才有可能成为对社会发展有益的工具。如果贝尔当年不运用注意这个武器，电话也许会长时间躺在实验室内，“叮叮铃”地被当作玩具呢！
第五，在创新教育中，要根据课程特点，研究教学艺术，力求使教学内容新颖有趣，使教学方法灵活多样，课堂生动活泼，从而引起受教育者的注意，并训练他们的持续注意力，培养良好的注意品质。不能把创造教育搞成死板的教条来灌输，而应在调动注意的状态下启发诱导，培养浓厚的创新兴趣，在创新教育中要善于调动思维，边学边思考，能动手搞点创新，并把它作为创新教育成果和考核，更能吸引注意力，取得教育效果。这一点不但是针对老师而言的，也是针对广大的家长而说。
从上面的论述中，我们可以看出，良好的注意力能使创造者集中自己的心理活动，提高观察、记忆、想象和思维的效率，可以这样说，善于集中注意力的人，就等于打开了智慧的天窗。所以注意力的培养对开发智力，培养各种能力，提高学习质量，取得创新成果，是必不可少的因素。
既然注意力这么重要，那么，广大的中小学生如何才能获得这种能力呢？它是与生俱来，一成不变的吗？不是。思考创新精神可以培养，注意力当然也可以培养。
兴趣和注意的关系很密切，培养兴趣是形成良好注意力的首要条件。一个缺乏兴趣的人，是很难有良好的注意力的，也无法进行创新活动。
加强意志品质的锻炼，养成因地因时注意的习惯，对自己要有控制能力，上课时就注意听，到图书馆就注意读书。神不守合、懒散疲沓和见异思迁对注意力的培养都是不利的。
要锻炼在不顺利不理想的条件下工作、学习的习惯。青年时代的毛泽东，故意到嘈杂纷乱的城门口读书，就是一种很好的锻炼方法。在正常、安静的条件下，一般人容易保持较好的注意，但在非常环境中，在对自己有引诱性的活动环境下，要保持注意高度集中很难。如果有意去锻炼，久而久之就能提高注意力。
从小事抓起，一点一滴地克服影响注意力的缺点。列宁告诫我们：“要成就一件大事业，必须从小事做起。”他对自己也是这样要求的。青年时代的列宁因组织革命活动，被迫中断了学习，当他移居外地要继续升学时，距考期已经很近了。他集中全部注意力，排除一切干扰和娱乐的诱惑，把自己关进草地上的一间小棚屋里复习功课，终于以优异成绩考上了大学。这种良好的注意习惯伴随了列宁的一生，在他的《哲学笔记》里，不知道批了多少“注意”。
下面，请广大的中小学生来做两个注意力的小测验。
（1）一件东西（小闹钟、钥匙或小玩具等），仔细看30秒，然后闭上眼睛，试着把你对这件东西的印象详细地说出来。如果某些细节你还不清楚，请再看一遍，然后闭上眼睛再说；如此重复，直到把东西说得清楚为止。
（2）准备一张白纸，用7分钟写完1—300这一系列数字。测验前先练习一下，感到书写流利，很有把握后就开始。注意掌握时间，越接近结束速度会越慢，稍放慢就会写不完。一般写到199时每个数不到1秒钟，后面的三位数字书写每个数要超过1秒钟，另外换行书写也需要时间。要求在420秒内准确地写完300个数字。
测验要求：
（1）能看出所写的字，不过分潦草。
（2）写错了不许改，也不许做标记，接着写下去。
（3）到规定时间，如写不完必须停笔。
结果评定：
第一次差错出现在100以前为注意力较差；出现在101—180间为注意力一般；出现在180—240间是注意力较好的；超过240出差错或完全对是注意力优秀。总的差错在7个以上为较差；错4—7个为一般；错2—3个为较好；只错一个为优秀。如果差错在100以前就出现了，但总的差错只有一两次，这种注意力仍是属于较好的。要是到180后才出错，但错得较多，说明这个人易于集中注意力，但很难坚持下去。在规定时间内写不完则说明反应速度慢。将测验情况记录，与以后的测验做比较。
思考创新精神与观察力
观察是一种受思维影响的、系统的、主动的、有意的知觉活动，是有目的的、具有探索性质的知觉。像我们常说的勘察、侦察、调查、考察等大致都属于观察的范围。
由于人们的知识经验、思维方式、职业习惯、个性特点等方面存在着百人百样的差异，人们在观察事物的时候，会出现明显的不同。这种个体差异说明了人们的观察具有不同的类型。了解观察类型，对创新实践有益，更对创新教育和培养创新型人才有十分重要的现实意义。
根据观察的思维特点，心理学家将其分为了分析型、综合型和分析—综合型三种类型。
分析型观察：根据参与观察的思维特点，我们可以知道，分析型观察者特别留心于局部的细节，难以理解事物的整体意义，会在创新中犯“只见树木，不见森林”的毛病。一件创新成果，在它的创新过程中和取得初步成果时，肯定有许多不足，如仅注意细节而不理解它的整体意义，就可能使创新半途而废。
清末，外国人在中国修铁路，是出于侵略、掠夺或商业的目的，当然算不上真正意义的创新。但代表新兴事业的铁路，在中国两次遭到撤除毁灭的命运，并不是清政府抵制侵略，而是出于保守和愚昧，无法对火车做出正确的总体评价。
综合型观察：习惯对事物做出概括性的反映，注意事物的整体和主要部分，但却忽略了事物的局部和细节，并缺乏认真的分析。也就是“只见森林，不见树木”。这种观察也会导致创造的失败。
分析—综合型观察：这种观察既能注意事物的细节详情，又能理解事物的整体意义；既能得出结论，又能说明得出结论的道理。它恰好集中了上述两种类型观察的优点，又弥补亏它们的不足，是三种类型中较好的一种。创造者应努力把自己培养成这种观察类型的人。
根据观察所反映的事物的真实程度，心理学家又将其分为客观型和主观型两种类型。根据反映事物的真实程度，我们又可以知道，客观型的表现是在观察时，很少受自己主观见解或情绪状态的影响。在尚未掌握观察材料之前，不轻易想当然地做出任何结论，因而能够比较真实地、客观地反映事物。这是一种良好的观察类型。
主观型的表现是在观察时，常常受自己主观见解或情绪状态的影响，常用主观设想、体验和已有的结论去观察事物。所以，得出的结论也具有极大的主观性。因此，创造、发现、发明及任何一种突破和创新，都要学会客观观察。当然，培养思考创新精神也离不开这种客观的观察。
为了更好地培养中小学生的观察力，大家必须弄清楚发展观察力的标准和要求，即良好的观察有哪些品质。
观察的条理性，就是要有系统地、有步骤地进行观察。这样可以保证输入的信息是有条理的，这样的信息，便于智力活动对它们加工编码，提高智力活动的速度和正确性。
观察的敏锐性，就是在观察过程中，善于观察到一般人不易发现或容易忽略的那些东西，创造者可贵的独特之处往往就在这里。
观察的精确性，就是观察得仔细确切，不遗漏、不歪曲。
在培养思考创新精神的过程中，观察力起着不可或缺的作用。巴甫洛夫是一个善于创新的人，他深知观察在创新中的重要作用。在他的实验大楼的正面上方，书写着这位生物学家的警句：“观察、观察、再观察。”他说：“应当先学会观察。不学会观察，你就永远当不了科学家。”
爱因斯坦也曾说：“理论之所以能够成立，其根据就在于它同大量的单个观察关联着，而理论的真理性也正在此。”观察是创新的基本手段，不具备良好的观察力，就无法开始创新。创新的过程从本质上讲，是矛盾的转化和统一过程。任何创新都起始于一定的矛盾现象。因为有矛盾的存在，解决矛盾就是创新。在航空发动机火焰稳定燃烧研究上有突出贡献的高歌，他之所以专心研究火焰稳定燃烧，是由于目前世界通用的V形槽火焰稳定器效率低，油耗高，发动机工作状况不理想，甚至导致飞行事故。这一系列问题亟待解决。高歌之所以从沙丘入手研究，是他观察到沙丘有一系列叫人一时无法理解的矛盾存在。观察的任务就在于系统地、全面地、细微地、如实地考察自然事物或社会现象，记录事实，加以概括，为寻找规律、揭露矛盾、分析和解决矛盾提供线索和依据。
在创新的基本要素中，观察占有重要的地位。观察是收集经验、事实、材料的手段。巴甫洛夫认为：“事实就是科学的空气，没有事实，你们永远不能飞腾起来。”而这个观察结果宣布了传统的亚里士多德宇宙论的“死刑”（亚里士多德认为天体是一个坚硬晶莹的壳子）。弟谷的观察材料还提出一个新问题：推动天体运动并保持它们各自位置的原因是什么？这个问题最终导致了万有引力的发现。弟谷的成功应该归功于他的精微的观察。
精确的观察力是富于创造的人的心理特征。达尔文说过：“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其精细观察的能力上，我可能在众人之上。”的确如此，观察细微、注意差异是达尔文的特点。例如，他发现家鸭的翅骨比野鸭的翅骨轻，家养的动物耳朵下垂等现象。他甚至很有兴趣地记录下了他的第一个孩子降生之后的各种表现。他发现了动物和人类在表情动作方面有共同性。正由于达尔文这样大量的科学观察，使他写成了《物种起源》等划时代的名著。若离开了观察，没有大量的材料，达尔文不可能获得成功。
另外，一个人的创新意向，不是凭空产生的，不是关起门来冥思苦想就能获得的。广大中小学生要在哪一方面进行探求，都必须对其进行仔细和全方位的观察。
观察力对思考创新精神的培养如此重要，那么，它是不是也可以培养呢？不同水平的观察力使人的观察活动产生不同的效果，观察力通过观察活动本身是可以培养和提高的。
观察力的培养是一种能力的培养，而能力的提高是有积累性和渐进性特点的，因此，观察力的培养应由易到难，由简单到复杂，由现象到本质。先观察大轮廓，再观察细节；先观察静止物体，再观察变化现象；先观察显著特点、显著变化，再观察不显著特点和微小变化；先讲究观察质量，再提高观察速度，好中求快。
培养观察力不但需要循序渐进，还应及时强化。对观察的结果及时记录、及时评价，有利于激发观察的兴趣、培养正确的观察态度和良好的观察习惯，有利于及时纠正观察中的错误和遗漏、克服粗枝大叶的毛病。及时强化是一种反馈作用过程，当你知觉到某种现象以后，观察并没有结束，还要将这种知觉再回过去经实践检查。看观察正确与否，还要经过一个较长的时期加以检验。
观察力的培养是一种高级能力的培养，与掌握某种知识技能相比，它需要一个更长的培养和锻炼过程。这就需要长期进行观察活动，需要有一定的计划，养成勤于观察的习惯。没有恒心，不坚持长期的观察活动，观察力的发展是有限的。
另外，要学会被动观察的方法。观察，分为两种类型：一种是主动观察，它是有意识安排的；另一种是被动观察，它是一种事先意想不到的观察。当然，要想捕捉到这种事先意想不到的观察的快感，就需要养成良好的观察习惯。一旦养成良好的观察习惯，等时机一到，就会自然而然地获得观察结果了。
思考创新精神与记忆力
记忆是过去认识过的事物或经历过的事情在人脑中的反映。记忆的基本过程是识记、保持、再认和重现。人经历过的事物，都可以经过识记，作为经验在头脑中保持下来，并在一定的条件下，可以得到恢复，这就是再认或重现。
记忆的好坏常常用记忆力来衡量。记忆力是人脑储存和重现过去经验知识的能力。良好的记忆力能迅速记住必要的材料，并能及时正确地回忆，尤其是善于把所学材料与过去已有知识经验融合起来，纳入已有知识系统中，成为自己的精神财富，以便在需要的情况下，从记忆的仓库里检索出来。它是学习、工作乃至创新不可缺少的一种重要的心理品质。
记忆的品质是记忆力好不好的标志。记忆的六种品质，说明了良好记忆在质和量上所应具备的特征。它们是互相联系、彼此促进的。只有同时具备了这些品质的记忆，才能算是真正良好的记忆。
记忆的速度是记忆的敏捷性，能够在较短时间内记住较多的东西。
记忆的持久性是记忆的巩固程度，它的表现是记忆信息长时期保持在头脑里。
记忆的正确性指记忆信息不歪曲、不遗漏、不出错。
记忆的系统性是根据记忆内容体系去系统地记忆，使记忆信息有条有理。
记忆的广阔性是在博学的基础上，记忆有用的多方面的知识。
记忆的备用性是上述几种品质的综合体现，也称灵活性。对于大脑中所储存的信息，在需要时能很快回忆起来。
记忆是创新的重要心理条件，因为记忆是创新所必需的知识的库房，记忆为思维提供了信息。
我们将重点通过联想来谈起记忆与创新活动的关系。
联想是由一事物想到另一事物的心理过程。由当前感知的事物回忆到不在当前的有关事物，或由回忆中的某一事物又想到另一事物等等，可见联想和记忆有关联。客观事物总是相互联系的，具有各种联系的事物，反映在人的头脑中，便形成了各种联想的基础。联想在各种心理活动中具有重要作用，回忆就常常以联想的形式进行。同时，尽可能地形成或利用联想，是促进记忆效果的一种有效方法。
创新需要联想。联想在创新实践中产生，再由新的联想发展到创新目标的实现，这是创新活动的一个完整过程。除此之外，要获得联想，还必须具备良好的记忆力，从而掌握广博的知识。正如科学家泰勒所说：“具有丰富知识和经验的人，比只有一种知识和经验的人更容易产生新的联想和独到的见解。”一个人知识越丰富，产生联想的可能性就越大，因为知识广博，才可将一种或几种科学的理论、方法运用到另一种科学上去，找出研究对象之间的内在联系，才可能在创新上有所突破。
那么，广大的中小学生如何才能提高记忆力，从而进一步培养思考创新精神呢？首先，需要掌握记忆与遗忘的辩证法。
没有遗忘就没有记忆，记忆和遗忘是对立的统一。正是遗忘了一些东西，才保证了更好地记住另一些东西，遗忘促进了记忆。
对信息进行合理的选择是提高记忆的先决条件。越善于选择信息，记忆就越有效。因此，要学会遗忘，至少忘掉下列几点：
要忘掉与创新主攻方向无关的东西，以保证记忆集中在主攻方向上，去攻克主要目标。
要忘掉那些与学习关系不大的琐事，专注于自己的学习。
要忘掉不必记住的信息。有的只要记住特征，可忘掉细节；有的只要记住要点，可忘掉次要的东西；有的只要记住线索，用时去查找，可暂时忘掉具体内容。
要忘掉不必用脑子记的东西，随时把要记的资料制成卡片，分类入档，或分类存入电脑。日积月累，只要手勤，会成为一个很理想的个人脑外记忆库，需用时随时查取，能大大提高学习效率。
在记忆过程中，忘掉要比记住更困难。因此，要想忘掉：一是要主观意向控制，要有毅力；二是要学会忘掉的方法，要做到注意力集中到主要问题上，抑制那些无关的兴奋点。通过长时间不去强化而使其暂时神经联系中断，该忘掉的事就慢慢消退了。爱因斯坦认为知识要灵活运用，而不是死记硬背。他认为有所失，才能有所得。只有善于主动地把某些内容摒之脑外，才能在大脑里留出空间保证那些该记的内容存入脑内，他还提出只有放弃一些死的知识，才能使自己的头脑轻松地去思考，让思维在知识的海洋里遨游。爱因斯坦是根据自己是一个自学能力很强的人的体会说了上述意见，我们不能把爱因斯坦的话生硬地照搬照用。对于正在学习基本知识、打下学业基础的学生来说，记住必要记的东西，是学习所必需的，这一点切不可误解。
其次，要学会灵活运用精确记忆与模糊记忆。记忆不一定必须精确，其实，“精确”与“模糊”各有妙用，这一点，对创新来说也很重要。
创新活动的结果是新奇的、前所未有的。创新活动的特点是应用到的知识面广、过程的随机性强、成功与失败的两极趋势明显。与创新相对的模仿则不同，有现成的成熟知识可以用，模仿过程中所遇到的问题一般有现成经验，模仿只是好一点还是差一点的区别。因此，创新所需的记忆要“精确”与“模糊”相结合，有时甚至更注意模糊记忆。随着科学技术的迅猛发展，知识激增已成为总的趋势，这就形成了知识激增与记忆力有限的矛盾。
在创造活动中，对于那些经常用到的知识和数据，必须精确地记住；而对于那些不经常用到的或比较繁杂的资料，只要大致记下在哪里可以查到即可。前者我们可以把它称为“精确记忆”，后者则可称为“模糊记忆”。说它“模糊”并非概念稀里糊涂，而是因为背不下来；说它“记忆”，是因为在什么地方可以查到，总还是记下来了。所以说，“模糊记忆”是一种涉及面大的方向性、线索性记忆。
在社会上，有成功的创新经验的人并不常是对答如流的“知识篓子”，他往往记住的是所需知识的纲目和印象，凭着它们去找到所需知识。达尔文在总结自己时说过这样一段话，堪称“模糊记忆”的最佳论述：“我有广泛的记忆力，但很模糊。只要含糊地告诉我，我曾观察过或者阅读过同我的结论相反的或者相符的一些东西，就足以使我留意了。过后我大概能想起在什么地方去寻找我的根据。在某种意义上，我的记忆力可以说是坏的，因为我从来不能把一个日期或一行诗记上几天。”
思考创新精神与想象力
什么是想象力？孙悟空和猪八戒就是人类的想象的产物，是人类凭借想象力创造出来的艺术形象。《西游记》中孙悟空为了制服铁扇公主，变成小虫钻进铁扇公主肚子里的情节，就充满了想象。因为人不可能进入另一个人的肚子里。一旦让我们的大脑插上了想象的翅膀，孙悟空在铁扇公主肚子里说话、打拳、翻跟斗，甚至爬到她的嗓子眼儿检查是不是有芭蕉扇的描写，竟那样的惟妙惟肖。
我们没见过兽头人身的人，却见过兽和人，并感知过各种动物的特征。想象就是人脑在过去感知的基础上对所感知过的形象进行加工、改造，创建出新形象的心理过程。
想象是创新的翅膀，这是因为创新活动是从生活中尚未存在的事物进行想象开始的，因此，想象是创造新事物的翅膀。爱因斯坦想象人追上光速时的情景而创造狭义相对论，又在想象人在自由下落的情景中创立广义相对论。他对想象力是推崇备至的：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识的源泉。严格地说，想象力是科学的实在因素。”哲学家康德说得更加明确：“想象力作为一种创造性的认识能力，是一种强大的创造力量，它从实际自然所提供的材料中，创造出第二自然。”
广大的中小学生如何才能激发和培养想象力呢？首先，建立正确的世界观、人生观，培养辩证的思想方法，积累知识和经验，保持和发展好奇心，培养善于捕捉直觉和灵感的本领，陶冶健康而丰富的情绪，培养广泛的兴趣，涉猎多学科领域，游历于文学艺术的百花园，不断丰富自己的语言及其他表达能力，都有助于激发和培养想象力，其中有关的一些内容，我们在前面都不同程度地涉及了，这里只谈谈以下几点。
其次，广大的中小学生应在学习的过程中涉猎多种学科。李政道就说过：“一个科学家，假如你只知道自己搞的那一门，对其他事情一概不知，你的思维怎么能打开呢？因为好多东西都是互相联系、互相启发的。”这不仅是对科学研究说的，任何创新皆如此。而且，这还不仅仅是开阔思路的问题，更重要的是对创新品质和素质的塑造有很好的作用。培根是这样谈的：“历史使人明智，诗歌使人巧慧，数学使人精细，博物学使人深沉，伦理学使人庄重，逻辑与修辞使人善辩。学问变化气质。不独如此，精神上的缺陷没有一种是不能由相当的学问来补救的，就如同肉体上各种病患都有适当的运动来治疗似的。”
其实，中小学生的课程本身就是一个多学科的训练。但是，很多同学都有偏科的现象，这就需要注意了。
再次，广大中小学生，尤其是中学生要提高自己的文学修养、语言能力。这是因为想象是构想新形象的心理过程，而新形象是通过文字、语言来构成并表达的，语言是思维的工具，工具贫乏是无法构筑高耸入云的大厦的。这就需要文学的修养。作家秦牧说过：“我国许多卓越的自然科学家、数学家，都不是重理轻文的人，而是理、文并重的人。他们之中，有些人的文学素养甚至比若干文学工作者还要好”。法国作家雨果颇有见地地说：“人的精神中有三把开启一切的钥匙：数目、文字和音符。认识、思考、梦想全在这里。”这里的“梦想”就是想象。
最后，要学会大胆猜测。爱因斯坦说过，在科学基本关系和概念的创新性选择上，“多少有点像一个人在猜一个设计得很巧妙的字谜”那样。因此，创新中含有猜测。一些创造心理学研究者在分析创新性个性的特征时，也指出其中的一个特征是基于一种冒险精神的科学猜测。
爱因斯坦在大学时代就采用了自由的学习方法，他任教后，对学生的态度也是那样毫无拘束、轻松和随和，曾使一些教授颇感惊讶。其实爱因斯坦的做法是保证他所历来重申的“外在自由”和“内心自由”，他认为，要创造外在自由的条件，以促使学生形成内在自由的思想风格。他呼吁教育界不要扼杀青年人“研究问题的神圣的好奇心”。看来，鼓励创新者的自由思考对培养想象力是十分有利的。科学家普列斯特利指出：“凡是能自由想象并把互不相干的各种观点结合起来的人，就是最勇敢、最有创造性的实验者。”
想象力对于培养思考创新精神既然如此重要，那么，中小学生就应该千方百计地提高自己的想象力。而想象思维能力的提高，必须通过不断实践和训练，成为一种素质。其训练方式有两种：一是一般训练，二是强化训练。
想象思维的一般训练就是个人随时随地都可以进行的自我训练。学习、生活、娱乐的各个方面，都可以成为训练的机会。这种训练与实际学习和生活中不自觉的思维能力的提高有所不同，它是有意识的、自觉的。
例如，在学习中，你可以用质疑的眼光去看待书籍上写的或老师讲的观点、方法，想象用另一种观点、另一种方法，甚至相反的观点、方法会出现什么样的结果？在生活中这种训练更是随处可以进行，你可以想象房间换一种办法布置将会怎样？做饭、炒菜改变原来的程序行不行？也可以想象多种锻炼身体的方法、休息的方式。至于娱乐，其本身就包含了许多想象力的训练，因为只有发挥了想象力，人们才会觉得好玩，也只有比一比谁的想象力更丰富、来得更快，才有趣味性、竞争性。认识到这一点很有意义，因为平常我们只是认为玩就是玩，并没有想到其中有这个道理。
想象思维的强化训练是指在较短时间内，完成大量的有关想象力的训练科目的训练方式。一般是采取教师指导或几个人互相训练的方式进行。强化训练一般又分为再造性想象训练、创造性想象的训练和幻想性想象训练。
再造性想象是根据外部信息的启发，对自己脑内已有记忆表象进行检索的思维活动。我们平时的作业、考试中处理的大量事务，都经常用到再造性想象，所以操作起来都很熟练，不存在什么困难。当然，只满足于再造性想象是远远不够的，但再造性想象毕竟是大量需要的，而且人们只有在此基础上，才有可能进一步发展到创造性想象。这方面的训练可以限制时间，以达到迅速、熟练的效果。
下面有几道练习题，广大中小学生可每题阅读2—3分钟，然后看看你能想象到什么。
（1）由于大气污染，南极上空的臭氧层已形成空洞，并逐渐增大，将使地球上的生命受到紫外线的伤害，对此你能想象出什么情景？
（2）如果我国放松计划生育这一基本国策，到21世纪中叶，我国的经济和社会生活将会出现哪些问题？
（3）现正在研制一种可以进入人体施行手术的微型机器人，你能想象它的工作状态吗？
（4）如果我国西北地区的沙漠和黄土高原全部被森林覆盖，你能描绘出我国北方生态环境的变化吗？
（5）听到别人去“新马泰”旅游回来后的介绍，你能想象出哪些热带风光特点？
（6）计算机能够识别人的语音，根据语音的指挥来运作，但也还有一些没有解决好的问题，你能想象出错的时候会发生什么情况吗？
（7）驾驶汽车时不系安全带，可能发生伤害。假如你是司机，又没有系安全带，在紧急刹车或与其他车辆相撞时会发生什么情景？如果系好了安全带呢？
（8）你能想象原始社会开始时人类“茹毛饮血，钻木取火”的情景吗？
创造性想象是通过对已有记忆表象的加工、改造、重组的思维操作活动，从而产生出的形象。核心是必须有新的形象产生，否则就不能称为创造性想象。也就是说，几乎所有的创新活动都离不开创造性想象，所以，创造性想象的训练是十分重要的。
下面有几道练习题，请广大的学生朋友在给出信息的基础上，大胆想象，形成新的形象，并提出解决问题的方法，并将你的结果记录下来。
（1）想象一下可能存在的“外星人”的外表和动作特征。
（2）常用的洗衣机中，衣物和水同时转动，所以洗涤效果不理想，你能想象出改变这种情况的新的洗涤方式吗？
（3）开发大西部需要改造沙漠，为了使沙漠绿化，你有什么新的设想？
（4）塑料制品废弃后，造成了“白色污染”。你设想一下，有哪些好的解决方法？
（5）大城市汽车的数量增长迅速，交通拥挤的现象越来越严重，除了现有的办法外，你有什么新的办法能较好地解决这一问题吗？
（6）居家防盗是一个人们十分关注的问题，除了安防盗门，你还能想出哪些高招？
（7）假冒伪劣商品很多，防不胜防，你能提出防止假冒伪劣商品的几条新措施吗？
（8）和美国、日本等国相比，我国许多独生子女生活和适应环境的能力很差，你能就此提出几条有效的建议来吗？
创造性想象结果应当是具有新颖性和可行性的。幻想性想象可以看作是创造性想象的一种极端形式，其特点是幻想的结果远远超出了现实的可能性，甚至是很荒谬的，但其中也包含了创新的成分，或者是创新的先导。
从这个意义上说，没有幻想就没有创新。因此，幻想性想象是有益无害的。在进行幻想性训练时，应当大胆地任意想象而不必考虑能否实现。如果想象的结果明显可行，那你的想象很可能就不是幻想。这一点在训练时要特别注意。
以下有几道练习题，请你在明确问题之后，大胆进行想象，不要顾及能不能实现，也不要管你的答案是否完整，只要想到，就用简单的文字记录下来。
（1）由于雨量不均匀，世界上有的地方发生旱灾，同时有的地方却发生洪涝灾害，你有什么办法解决这个问题？
（2）机械加工中大量的工序都是切削，加工过程中损失了相当多的材料，你能否想出不同甚至相反的加工方法，从而大大节约原材料和能源呢？
（3）海洋占了地球面积的70%以上，在人类居住越来越拥挤的情况下，你对海洋有何新的想法？
（4）你对开发新的能源，如太阳能和地热，有什么更有新意的想法？
（5）你想想你家现在的居住条件和环境，你对于未来的住房在舒适程度、节约能源方面有什么更完美的想法？
（6）你可否想象一下，如果自己要用少得多的时间读完从小学到大学的课程，或者用相同的时间就达到博士水平，可以采用哪些更好的接受教育和学习知识的方法呢？
（7）除了现有的使用磁卡之类的方法，你有哪些可以减少甚至取消货币流通的办法？
（8）可以预见的是，在未来的社会里，机器人的使用将会十分普遍，每个人都可能拥有一个以上的机器人助手，那么，你想要什么样的机器人呢？你又将和你的机器人干什么呢？
由于想象力对培养思考创新精神具有非常重大的意义，我们还将在下文中用专章讨论这个问题。
思考创新精神与操作力
人类社会发展史已经证明，人的智能水平的标志之一，是一个人所具有的操作能力。近代科学的研究和实践也指出，人双手绝妙无比的动作和敏锐的感觉，会迁移到思维中去。这是为什么呢？
首先，主要是双手凭借动作和感觉，使思维精确和明确，帮助注意和观察，强化记忆，因此，操作力的培养对人的大脑思维和智力发展有着重要的促进作用。前苏联的教育家苏霍姆林斯基说手的动作“是意识的伟大培育者，是智慧的创造者”，又说“能力和才干”可以看成是“来自他们的指尖”。这说明：通过操作可以提高智能，并使操作力在智能中占有一席之地。
其次，从生理机制上进一步分析，操作技能是通过骨骼肌的运动和与之相应的神经系统的活动来实现的。人体用以进行各种操作活动的骨骼肌有600块，在中枢神经系统的统一调节下，这些肌肉相互配合，完成各种动作。仅人的双手就能做出多达几十亿种动作。而且，人手动作的一些特殊功能，即使世间再灵巧的机械，也无法实现。双手动作时，在脑与手之间，存在着千丝万缕的联系。大脑的创造性区域受到刺激而活跃起来，人的智力也就因手的动作得以发展。因此，苏霍姆林斯基又说：“手使脑得到发展，使它变成创造的、聪明的工具，变成思维的工具和镜子。”
再次，人们一直把属于认识方面的注意、观察、记忆、思维和想象与属于实践方面的操作看作一个整体概念上的智力。常说的“心灵手巧”、“眼明手快”、“闻风而动”等，以及“急中生智”而产生的操作和动作，都说明人们习惯上也把操作力看成是聪明和智慧。
最后，从创新的角度看，“良好的开端是成功的一半”。创意再好，也只是“良好的开端”。创新的成功，必定要通过操作来最终实现。
那么，学生朋友们应该如何来培养自己的操作力呢？操作力是不断形成和发展的，它的形成一般要经过3个阶段：掌握局部动作阶段、初步掌握完整动作阶段和动作协调完善阶段。培养操作力的基本途径是练习。熟能生巧就说明了练习在操作力培养上的作用。
勤奋、苦练、拼命练，固然可喜，但要使练习真正有作用，还必须具备以下条件。不然练习也会事倍功半，甚至完全失败。
首先，要明确练习目的和要求。任何一种练习都有自己特定的目的和要求，童弟周从青年时代起，就目的非常明确地练习剥去细胞外膜的手术。他为了操作准确、迅速，常常长时间坐在显微镜前练习。明确了目的和要求，就有了练习所遵循的方向，并激发了练习的内部动因，有助于效果提高。
其次，要掌握正确的练习方法和有关的原理。练习的效果还在于正确的方法，尽量避免盲目性。在开始练习之前，指导者要讲解正确的操作方法，进行示范，在学习者头脑中留下正确而清晰的印象，这是很关键的。在练习过程中，指导者要加紧监督和检查，把练习者的毛病消灭在萌芽之中，等他们形成某种习惯性痼癖动作后，再来纠正就为时已晚。指导者也应使练习者了解操作原理，不然，练习者就只会重复指导者的操作，自己缺乏来自于理解的主动操作力和创新力。
再次，要及时了解练习的结果。了解练习的结果，及时得到动作的反馈信息，是掌握技能和操作力的重要条件。让练习者自己懂得怎样做得到的是正确结果，怎样会使操作失败，自主地学会操作。这可以提高练习质量，增强自信心和自觉性。
最后，练习的时候，还应该注意要有计划地循序渐进。注意按照操作力形成的3个阶段，有步骤地练习，还要注意因材施教。
综上所述，一个人的思考创新精神，是主体在创造活动中表现出来、发展起来的各种智能的总和，主要是指能产生新设想的创新思维成果的注意力、观察力、记忆力、想象力和操作力。创新思维能力是在智能基础上形成的。所以，思考创新精神的培养和创造力的开发，是丝毫也离不开创新智能的支持的。