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文檔簡(jiǎn)介
1、創(chuàng)造發(fā)明史上有關(guān)“原型啟發(fā)”促發(fā)頓悟發(fā)生的事例十分普遍,從“魯班受帶齒邊的茅草啟發(fā)發(fā)明鋸子”的經(jīng)典故事,到“瓦特受沸騰的開水壺啟發(fā)發(fā)明蒸汽機(jī)”的傳說(shuō),都表明“原型啟發(fā)”促發(fā)頓悟是創(chuàng)造發(fā)明的一種重要思維方式?;谶@一過(guò)程而提出的頓悟“原型啟發(fā)”理論認(rèn)為,“原型的自動(dòng)激活”以及“關(guān)鍵啟發(fā)信息利用”是促發(fā)頓悟的關(guān)鍵。然而,由于頓悟思維過(guò)程的復(fù)雜性,國(guó)內(nèi)外關(guān)于頓悟思維腦機(jī)制(包括原型啟發(fā)促發(fā)頓悟)的研究還停留在非創(chuàng)造發(fā)明問(wèn)題解決的研究上。依據(jù)科
2、學(xué)家運(yùn)用原型啟發(fā)而成功進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明的最新實(shí)例,本研究編制了《創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題材料庫(kù)》,并以功能性磁共振成像(fMRI)和事件相關(guān)電位(ERP)作為技術(shù)手段系統(tǒng)地探討了原型啟發(fā)催化創(chuàng)造發(fā)明中頓悟思維發(fā)生的神經(jīng)機(jī)制。
首先,以頓悟的“原型啟發(fā)”理論為框架,研究一通過(guò)3個(gè)行為實(shí)驗(yàn)有步驟的建立了一個(gè)擁有多項(xiàng)指標(biāo)并可用于研究頓悟思維機(jī)制的《創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題材料庫(kù)》。具體而言:實(shí)驗(yàn)1按啟發(fā)式思維、新穎性以及通俗易懂三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從創(chuàng)造發(fā)明的
3、各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)收集科學(xué)家運(yùn)用原型啟發(fā)而成功進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的最新實(shí)例36個(gè)。實(shí)驗(yàn)2采用《威廉姆斯創(chuàng)造性傾向測(cè)驗(yàn)》量表對(duì)實(shí)驗(yàn)1收集到的創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題作為頓悟思維研究材料的有效性進(jìn)行了檢驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)3進(jìn)一步豐富完善實(shí)驗(yàn)材料,建立了一個(gè)擁有84個(gè)測(cè)試題目的《創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題材料庫(kù)》。該材料庫(kù)不僅在編制和測(cè)驗(yàn)的過(guò)程中采用嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),而且作為頓悟思維測(cè)驗(yàn)的有效性還受到來(lái)自《威廉姆斯創(chuàng)造性傾向測(cè)驗(yàn)》量表的佐證。因此,該材料庫(kù)的建立為
4、創(chuàng)造發(fā)明中原型啟發(fā)促發(fā)頓悟的認(rèn)知機(jī)制研究提供了可靠的研究工具,同時(shí)還滿足了該認(rèn)知過(guò)程下神經(jīng)機(jī)制研究對(duì)題目疊加次數(shù)的要求。
隨后,以《創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題材料庫(kù)》為實(shí)驗(yàn)材料,在“先原型學(xué)習(xí)-后問(wèn)題測(cè)試”范式下,研究二采用fMRI和ERP技術(shù)通過(guò)3個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題解決中原型啟發(fā)促發(fā)頓悟的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行了考察。具體而言:實(shí)驗(yàn)4采用fMRI技術(shù),在“一對(duì)一”范式下(即先讓被試學(xué)習(xí)一個(gè)原型,然后再讓被試解決與之對(duì)應(yīng)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題)
5、,通過(guò)正確解決創(chuàng)造發(fā)明問(wèn)題和常規(guī)問(wèn)題的思考過(guò)程的fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,直接對(duì)“關(guān)鍵啟發(fā)信息利用”的腦機(jī)制進(jìn)行揭示?,F(xiàn)實(shí)生活中,頓悟思維的產(chǎn)生之所以困難,是因?yàn)槿藗儗?duì)“原型”容易“視而不見(jiàn)”,而“一對(duì)一學(xué)習(xí)測(cè)試”范式(一個(gè)原型配對(duì)一個(gè)測(cè)試問(wèn)題),具有“類比遷移”的特點(diǎn)(把原型中的啟發(fā)信息遷移到問(wèn)題空間里),因?yàn)椴淮嬖谠妥詣?dòng)激活的機(jī)制,所以創(chuàng)造性不高,因此有必要進(jìn)行生態(tài)學(xué)效度更高的研究范式。以fMRI為技術(shù)手段,實(shí)驗(yàn)5采用“群對(duì)群學(xué)習(xí)
6、測(cè)試”范式:即被試首先(第一天)在行為實(shí)驗(yàn)室里學(xué)習(xí)完65個(gè)原型材料(36個(gè)創(chuàng)造發(fā)明問(wèn)題的原型材料,29個(gè)常規(guī)問(wèn)題的原型材料),隨后(第二天)進(jìn)入磁共振實(shí)驗(yàn)室去解決隨機(jī)呈現(xiàn)的問(wèn)題(包括創(chuàng)造發(fā)明問(wèn)題與常規(guī)問(wèn)題)。該范式下當(dāng)個(gè)體面臨某一問(wèn)題時(shí),如何從眾多的原型中激活與之對(duì)應(yīng)的信息涉及到的認(rèn)知過(guò)程可能首先是某一原型的自動(dòng)激活,進(jìn)而才是對(duì)原型中啟發(fā)信息的利用。這樣一來(lái),通過(guò)比較“群對(duì)群”范式和“一對(duì)一”范式的腦機(jī)制差異,可以間接揭示“原型自動(dòng)激活
7、”的這一腦機(jī)制。實(shí)驗(yàn)4和5結(jié)果表明,創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題解決中原型啟發(fā)促發(fā)頓悟下的“原型自動(dòng)激活”與楔前葉以及后扣帶回有關(guān),可能反映了從記憶中自動(dòng)提取信息的認(rèn)知過(guò)程;“關(guān)鍵啟發(fā)信息利用”與舌回的激活有關(guān),可能反映了把所激活原型的啟發(fā)信息遷移到當(dāng)前問(wèn)題空間形成新穎方案的過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)4和5的基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)6采用ERP技術(shù),在“五對(duì)五學(xué)習(xí)測(cè)試”范式下(即先讓被試學(xué)習(xí)5個(gè)原型,測(cè)試階段隨機(jī)呈現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的5個(gè)問(wèn)題),對(duì)正確解決創(chuàng)造發(fā)明問(wèn)題和常規(guī)問(wèn)題的思
8、考過(guò)程的ERP成分進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),P300成分可能參與了原型自動(dòng)激活過(guò)程,N400以及晚期負(fù)成分可能與對(duì)原型中關(guān)鍵信息進(jìn)行語(yǔ)義加工整合的過(guò)程有關(guān)。
現(xiàn)實(shí)生活中,人們通常是在對(duì)問(wèn)題百思不得其解情況下遇到某一啟發(fā)信息(表面上看起來(lái)無(wú)關(guān)的事物)后產(chǎn)生對(duì)該問(wèn)題的解決方法。頓悟性靈感往往青睞那些有準(zhǔn)備的頭腦,所以當(dāng)人們面臨原型事件的時(shí)候,只有在頭腦中存在一個(gè)問(wèn)題意識(shí),才能夠有效激活原型并解決問(wèn)題。因此,研究三以fMRI為技術(shù)
9、手段,在“群對(duì)群”范式下通過(guò)實(shí)驗(yàn)7采用“先問(wèn)題-后原型”的順序探討了問(wèn)題意識(shí)下創(chuàng)造發(fā)明中原型啟發(fā)促發(fā)頓悟的腦機(jī)制。該實(shí)驗(yàn)下:被試首先(第一天)在行為實(shí)驗(yàn)室里試著解決42個(gè)創(chuàng)造發(fā)明問(wèn)題(根據(jù)前期建庫(kù)研究,預(yù)期在沒(méi)有原型啟發(fā)的條件下這些題目都很難以解決,這樣就使被試產(chǎn)生了問(wèn)題意識(shí)),隨后(第二天)在磁共振掃描儀里隨機(jī)呈現(xiàn)84個(gè)原型,其中42個(gè)原型對(duì)應(yīng)于前面的42個(gè)問(wèn)題(預(yù)期很多會(huì)產(chǎn)生靈感捕捉),另外42個(gè)原型與前面的問(wèn)題無(wú)關(guān)(預(yù)期較少會(huì)產(chǎn)生
10、靈感捕捉,作為一種基線條件)。通過(guò)靈感捕捉條件與基線條件進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn),楔前葉、顳中回以及額中回與問(wèn)題意識(shí)下原型啟發(fā)促發(fā)頓悟思維發(fā)生的認(rèn)知活動(dòng)有關(guān)。其中楔前葉被認(rèn)為是負(fù)責(zé)由原型材料自動(dòng)激活某一問(wèn)題的認(rèn)知功能,額中回可能與新異聯(lián)系形成有關(guān),顳中回可能與語(yǔ)義加工有關(guān)。
綜合本研究下的7個(gè)實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)論如下:第一,《創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題材料庫(kù)》可以為原型啟發(fā)促發(fā)頓悟的認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制研究提供可靠有效的實(shí)驗(yàn)材料;第二,P300成分
11、可能參與了原型啟發(fā)促發(fā)頓悟中的原型自動(dòng)激活過(guò)程,N400成分以及晚期負(fù)成分可能參與了對(duì)原型中關(guān)鍵信息進(jìn)行語(yǔ)義加工整合的過(guò)程;第三,原型中的啟發(fā)信息與問(wèn)題空間聯(lián)系形成新穎方案的過(guò)程機(jī)制,可能受到“先原型后問(wèn)題”與“先問(wèn)題后原型”不同范式的調(diào)節(jié);第四,創(chuàng)造發(fā)明實(shí)驗(yàn)問(wèn)題解決下原型啟發(fā)促發(fā)頓悟中最具創(chuàng)造性的過(guò)程(原型自動(dòng)激活)可能與楔前葉有關(guān);第五,原型或問(wèn)題的自動(dòng)激活機(jī)制可能是由于原型和問(wèn)題存在共同語(yǔ)義成分的共振所導(dǎo)致。這些發(fā)現(xiàn)相信對(duì)理解人類
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