创新能力是人的能力中最重要、最宝贵，层次最高的一种能力。它包含着多方面的因素，其核心因素是创新思维能力。正如爱因斯坦所说；“人是靠大脑解决一切问题的。”人头脑中的创新思维活动是人的创新实践活动的基础和前提。没有思维的创新就没有行动的创新。1997年诺贝尔物理学奖获得者朱棣文在谈到一个成功者的经验时说：“科学的最高目标是要不断发现新的东西。因此，要想在科学上取得成功，最重要的一点就是要学会用别人不同的思维方式、别人忽略的思维方式来思考问题，也就是说要有一定的创造性。”这就是我们所说的创新思维。
创新思维不会凭空而生，从天而降，也有一定的规律可循。从人类历史上多如繁星、成效卓著的创新事例中，从人们长时期积累的丰富经验中，可以总结出一些富有指导、启发意义的原理原则和具体做法，供人们学习、借鉴和应用。人们的实践也证明，有目的地学一点创新思维方法，对于我们培养的提高自己的创新能力有着事半功倍的效果。这里，我们向同学们介绍一些有关创新思维的方法，以供大家在学习生活中，在今后的工作实践借鉴。
一 “掉转思维方向”——逆向思维法
现在我们日常生活中广泛使用的吸尘器已问世整整一百年了。为了有效地清除令人讨厌的灰尘，人类很早就开始了对除尘设备的研究。人们首先想到的是用“吹“的方法，即采用机器把灰尘吹跑。1901年，在英国伦敦火车站举行了一次公开表演。当“吹尘器”在火车车厢里启动时，灰尘到处飞扬，使人睁不开眼，喘不过气。当时在参观者当中有一个叫郝伯.布斯的技师，他心想：吹尘不行，那么反过来吸尘行不行？他决定试一试。回家后他用手帕蒙住口鼻，趴在地上用嘴猛烈吸气，结果地上的灰尘都被吸到手帕上来了。试验证明，吸尘的方法比起吹尘来要高明得多。于是利用真空负压原理制成的电动吸尘器就在这一年诞生了。布思在发明吸尘器的过程中就是应用了颠倒思维方向法。颠倒思维方向法是发散性思维方法中的一种。发散性思维的特点是富于变通性和灵活性，即在一定条件下，探索者的思维能够机动灵活地转移到各种不同的方向，而颠倒思维方向法就是把思维改变到原来思路相反的方向，所以又有人将之称为逆向思维法。司马光砸缸，这是同学们从小就都知道的著名故事。千百年来，人们一直对司马光砸缸救同伴的故事津津乐道，无不称赞小小司马光表现出来的非凡智慧。其实，司马光砸缸的行为就是颠倒思维方向的结果。因为，无论大人或小孩，一般遇到如何从水缸里救人这样的事，都是从“如何使人离开水”这个方向想，都会理所当然地认为，从水里救人，自然要设法使人离开水，这是一般正常的思维方向。司马光当时肯定也这样想过，但他所处的具体情况让他很快地意识到，在那千均一发的关键时刻，这样的想法已经行不通了。这群个头矮小的小孩子们，无论如何不可能把落水的伙伴从又高又深的大水缸中拉出来，旁边又没有成年人来帮助。怎么办？司马光这时所表现出来的极其罕见、令人惊异的聪明在于，他急中生智瞬息间掉转了思考的方向，想到了“如何使水离开人”。“人离开水”与“水离开人”，殊途同归，效果一样。当司马光头脑中有了“设法让水离开人”这样的与正常思维方向相颠倒的思维方向以后，到用石头砸水缸的具体做法也就不难了。再以天然动物园的创意为例。普通动物园为了游客的安全，都把猛兽关在兽笼里面，让游客隔着铁栏参观，但是这样人们就无法看到野兽在自然条件下生活的情况。怎样才能做到既保证游客的安全，又能让他们看到动物生活的自然状态呢？有些动物园的设计者提出了新颖构想，那就是把动物从兽房里释放到自然环境中去，而把游人关到活动的房子——密封的汽车（或空中的吊车）里游览，使参观者和被参观者的处境来一个对换。这种运用颠倒思维方向法的天然动物园出现后，给游客以置身于天然自然的新鲜感受，从而受到普遍的欢迎。颠倒思维方向法是一种重要的创新思维方法，有着广泛的适用范围和显著的创新作用。特别是如果你思考的是比较复杂的创新性问题，按正常的思路又使你的思考陷入了困境，这时不妨运用把思维方向颠倒过来想一想，也许会使你茅塞顿开，豁然开朗，最终取得某种意想不到的收获。
二 “展开想象的翅膀”——自由创造思维法
所谓自由创造思维法是思维者通过思维活动的自由创造而设想出理想客体达到把握事物本质的思维方法。“自由创造思维法是爱因斯坦提出和倡导的一种科学的创新思维方法。爱因斯坦指出：“事实上，我相信，甚至可以断言：在我们的思维和我们的语言表述中所出的各种概念，从逻辑上看，都是思维的自由创造，它们不能从感觉经验中归纳地得到。”自由创造思维法是科学研究者广泛运用的一种思维方法。前苏联科学家齐奥尔科夫斯基就是运用了自由创造思维方法，展开想象的翅膀，充分发挥想象力，创立了他的星际航行理论，人称“星际航行的先驱者”。
齐奥尔科夫斯基小时候是善于异想天开的孩子，8岁时，他母亲送给他一个大氢气球，这个能在空中自由飘动的小玩艺，引起了他极大的兴趣。他常常聚精会神地仰望天空思索：能否乘坐握气球去航行呢？可是到了10岁时，他因患了猩红热引起并发症，完全失去了听觉。在这种情况下，他以顽强的毅力在科学的道路上攀登，白天到苏联国立最大的图书馆自学，刻苦攻读。晚上他运用自由创造思维方法，尽情地展开想象的翅膀，设想出种种理想客体，来实现飞行的愿望。他想：是否可以制造一个永远悬在天空中的金属气球呢？能否发明一种航行飞行器呢？能否利用地球旋转的能量呢？——有志者，事竟成。早在1883年，他在《自由空间》一文中阐明了宇宙飞船的设计方案。19世纪30年代，他运用自由创造思维方法发挥无比的想象力，撰写了两篇科幻小说，生动地描绘了人类飞向其它行星的前景。1903年，他完成了《利用火箭仪器研究宇宙空间》的论文，并发现了著名的齐奥尔科夫斯基公式——火箭运动公式。他首次提出液体燃料火箭的思想，并设计了世界上第一枚液体火箭发动机的构造示意图。为了提高火箭的质量比，1929年，他发表了《火箭列车》的论文，首次提出了多节火箭的设想。当今，世界各航天大国所发射的宇宙飞船，包括我国最近发射的“神舟”一号、二号宇宙飞船，都是使用多节火箭发射的。他还提出了建立星际太空站的大胆设想，现在这些设想都已经成为人类征服太空的现实。齐奥尔科夫斯基不仅是个聋子，而且是学业上没有受过任何专家教授指导的人，是一个未进过中学和大学的人。因此，当时有很多人把他贬为“无用的空想家”和“狂妄的设计师”。这一切都没有阻挡他探索攀登的步伐和自由的创造思维，在星际航行方面奉献了光辉的一生。在他墓前耸起的高大的纪念碑上隽刻着这样的话：“地球是人类的摇篮，但是人不能永远生活在摇篮里，他们不断地争取着生存世界和空间，起初小心翼翼地穿出大气球，然后就是征服整个太阳系。”
自由创造思维方法在创造人类的文明的活动中，发挥出无与伦比的作用。自由创造思维方法实际上是开发人的想象力并把想象力转化为创新能力的思维工具。因为创新要以想象为先导，没有想象就没有创新心理和创新的意象。如何激发创新意象，这就需要一种思维方法去启动想象的翅膀，让科学创造的想象翅膀发挥出想象力，并把想象力转化为创新能力。实现想象力的开发并向创新能力的转化，这就是自由创造想象思维方法特殊作用的结果。那么，如何开发想象力呢？首先，我们要了解一下，想象有哪些种类？
根据想象有无目的性和自觉性，可以把想象分为无意想象和有意想象。
无意想象是事先无明确目的，不自觉的想象。它常常由客观事物的某些外形特点引起，多发生在注意力不集中或半睡眠状态。它是想象中最简单和最初级的形式。有意想象是有预定目的任务、自觉的想象，它常常是由语言引起并在思维的影响下形成的。有意想象通常又分为再造想象、创造想象和幻想三种类型。自由创造思维方法特别需要的是创造想象力（包括科学幻想力）的开发。
开发想象力，首先要“敢于想”。事生于虑、成于做。科学家告诉我们：“人们‘不可能’做的事，往往不是由于缺乏力量和金钱，而是由于缺乏想象和观念。”人类思维中的无与伦比的想象力，是科学不断进入未知领域的原初动力，所以要敢于异想天开，不怕胡思乱想。其次要“能够想”。想象的火花迸发于丰富的知识矿藏，创造想象尤其需要丰富的知识和经验。人们知识、经验的多少直接影响想象力的深度和广度。所以，我们要拓宽视野，博览群书，扩大知识领域，丰富表象储备，这样才能够产生科学的创造想象。否则，就会想“想”但却想不出，或者“想”得出的却是无用的空想。再次要“善于想”。要打破常规跳出框框想，跳出传统的框框、书本的框框、名言的框框、经验的框框和从众的框框，任想象不受束缚地自由飞翔。要围绕一点，向外发散，朝四面八方想开去，也就是实现幅射思维。让我们展开想象的翅膀，自由创造地思维吧。
三 “三个臭皮匠赛个诸葛亮”——头脑风暴法
头脑风暴法是由美国创造学家奥斯本在1939年提出来的。也称“智力激励法”、“畅谈讨论法”、“集思广益法”等。这种方法具有开放性、启发性、想象性和激励性等特点。具体做法是；选定一个题目，约几个人在一起畅想，发表意见。要求每个人进行发散性思维，努力寻求解决问题的多种办法，越新颖越好。每个人敞开思想的大门，暴露每个人思维的过程，相互启发，通过思维的碰撞，产生新的思想火花，想出新的解决办法。
奥斯本的头脑风暴法这种创新思维方法，实际上与我国民间俗话所说的“三个臭皮匠赛个诸葛亮”是一回事：碰到一个难题，大家你一言我一语，七嘴八舌，七腔八调，拿出好的主意来。头脑风暴法这种方法和形式，能够产生互相激励作用，激发参与者的兴趣和求知欲，促进每个参与者想象力和发散性思维的发展。要使这种方法取得效果，还要注意遵守一定的游戏规则：
一是提倡自由畅谈，任思路到处拓展，随意发挥。想法越古怪越好，因为有时看上去很“荒唐”的设想，但很能可能很有价值，所以要抛开头脑中的框框，甚至要故意去做那些违背传统、逻辑的思考。使这种与传统、逻辑不符的想法对他人产生启发，引发他人思维的火花。二是要畅谈中不得阻挡别人古怪的言论，即使自己认为是错误的、荒诞离奇的发言，也不要去驳斥、嘲笑，要创设一种宽松的气氛，调动每个人思维的积极性。不要说一些“这肯定不行”、“太可笑了”这样的话。只有在这样无拘无束的环境中，才能真正打开每个人思维的闸门。 三是大家所畅谈的解决问题的方案越多越好，韩信点兵，多多益善。在讨论中先不作对错判断，结论留到以后去做。四是要善于利用别人的想法来开拓自己的思路。这是“头脑风暴”的关键。每个人都有要积极地从别人的设想中激发自己的想象力，或补充他人的设想，或将他人的设想合并起来提出新的设想。不要只听别人说，自己的大脑机器不开动，思维不激发，坐享其成，做思想的懒汉。
头脑风暴是一种有助于集思广益的集体思考问题的方法。因为一个人苦思冥想，往往因思路太窄而苦于不得其解。如果几个人对同一问题进行思考，从各自在不同的角度来认识同一个问题，有利于互相激励，产生共振和连锁反应，这对创造思维是一种激发，有利于创新的产生。
头脑风暴法不仅适用于科研攻关和企业的新产品开发，同样也适用于科学文化学习知识的学习。例如解难题，几个同学一起讨论，各抒自见；再如写作文，讨论提纲，修改文章，也可以一起研讨。更重要的是同学们在中学期间就学习、运用这种思维方法，对于以后的走上社会成为创新人才是大有裨益的。
四 “打破砂锅纹（问）到底”——问题探究法。
爱因斯坦说过这样一句话：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个科学上的实验技能而已。而提出新的问题，新的可能，以及从新的角度看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”培根也说过：“如果你从肯定开始，必将以问题告终，如果从问题开始，则将以肯定结束。”我国著名教育家陶行知先生有一句名言：“发明千千万，起点是一问。”由此说明，能够并善于提出问题，深入进入探索研究，是创新发明的基础。著名的数学家希尔伯特就是一个善于提出问题的人，在1900年第二届国际数学家大会上，他作了题为《数学的问题》的报告，一举提出了当时数学领域中的23个重大问题。这些问题，后来被称为“希尔伯特问题”。它们的提出，有力地促进了数学的发展。为此，希尔伯特总结道：“只要一门科学分支能提出大量的问题，它就充满着生命力，而问题缺乏，则预示着独立发展的衰亡或中止。”
两千多年前，伟大的诗人屈原曾面对长空，发出著名的“天问”，他问天问地，问人情伦理，问世道沧桑，问四季变化。尽管他的提问，更多的带有政治、社会以及关注朝政的色彩，但至少说明他善于带着问题思考。从广义上讲，人类正是象屈原一样，在提出问题，解决问题中开拓前进的。
在学习问题上，生疑提问，钻研思考是我国古人治学的传统。我国古代学者历来提倡“学贵有疑”。也就是说学生学习要善于思考，多产生疑问，带着疑问去学习、理解知识，培养自己独立思考问题、追求创新解决问题的方法。质疑问题，善于发现问题，提出问题，是一切创新过程的基础，是富有创新精神的人所必须具备的一种能力，这对于发展创新思维尤为重要。
提问探究，实际上是要在不疑处有疑，就要突破思维定势，不要迷信书本和权威，不要受现成结论和传统观念的束缚，也不要人云亦云。提出问题是深入钻研的前提，怎样提问呢？这就需要具有生疑提问的思维技巧，我们可以从这样几个方面来问：
一是要问原因。每看到一种现象，看到一种事物，我们都有可以生疑提问，问一问产生这种现象或事物的原因是什么？一般说来，事物发展变化总是有因有果，因果是相互联系的。找到了原因，就为解决问题（结果）提供了前提条件。
二是要问结果。由于因果是相联的，所以问原因之后，自然也可以问结果。换言之，在思考问题时，我们要养成一种习惯，即想一想“这么做，会导致什么样的新结果？”在思考时，不要受旧的事物的结果的束缚，要敢于提出新的看法，甚至有时看起来是荒诞的看法，也可能会导致新的有价值的结果。
三是要问规律。因果有联系，是因为事物是由规律所决定的。找到这种联系，就找到了事物发展的规律。所以，通过问规律，也会获得有价值的创造性成果。
四是问发展。事物总是要发展前进的，所以在思考问题时，我们可以大胆假设，当某一情况发生后，其发展趋势会是怎样，这样也有可能导致产生新观念、新设想、新创造。由于受传统教育的影响，我们中国的学生与国外青少年学生相比，只习惯于“答问“，就是回答老师提出的问题；而不善于“提问”，不敢向老师提问质疑，也不会向自己提问质疑。不象国外学生那样，敢于提出各种希奇古怪的问题。亚里士多德曾讲过；“思维是从疑问和惊奇开始的。”我们的老师要把培养学生提问探究的能力作为素质教育的重要内容，我们学生也要敢于标新立异，大胆提问，积极思考，发展自己的创新思维能力和水平。
五 “灵机一动”——灵感思维法。
灵感思维是一种带有突发性、非自觉性的一种创造性的思维活动。通俗的解释就是：某一个想了好长时间没有解决的问题，突然由于受到某一事物的启示，“灵机一动”，一下子想到了一个办法，这种思维方法就是灵感思维。我国导弹之父钱学森指出；“凡是有创造经验的同志都知道，光靠形象思维和抽象思维不能创造、不能突破；要创造要突破得有灵感。”
灵感思维有三个特点：
一是突发性。从灵感的发生来看，它是一种突然发生的思维活动。什么时间灵感会来临，任何人无法估计。德国哲学家费尔巴哈指出；“热情和灵感是不为意志所左右的，是不由钟点来调节的。是不会依照预定的何事和钟点迸发出来的。”著名数学家高斯有一次对一个难题突然获得解答以后说：“像闪电一样，谜一下解开了。我自己也说不清楚什么导线把我原先的知识和使我成功的东西连接起来。”
二是独创性。从灵感思维的结果来看，灵感思维一般都打破了人们的常规思维，把人的知识提高到一个新的高度。这是灵感思维创造性的表现，灵感思维如果失去创造性，就没有存在的价值。
三是非自觉性。灵感思维往往是“有心栽花花不开，无意插柳柳成荫”，而且是不明踪影，一闪而过，来也匆匆，去也匆匆，难以重现。正如大诗人苏东坡的著名诗句所描绘：“作诗火急追亡捕，情景一失永难摹。”
灵感的这种非自觉性，由于带有神秘的色彩，有人认为灵感就是“神感“、是“神灵”。其实这种看法是唯心的。为什么这么说呢？我们来看一看灵感是怎样获得或捕捉的：
激发灵感渠道之一：自发灵感。
所谓自发灵感是指，在对某个问题已进行较长时间的思考，百思不得其解，思考问题的某种答案或启示，有可能某一时刻在头脑中突然闪现。比如，英国发明家辛克莱以发明袖珍电脑和袖珍电视机闻名于世。他在谈到怎样设计出袖珍电视机时说：“我多年来一直在想，怎样才能把显象管的’长尾巴’去掉。有一天，我突然灵机一动，想了个办法--将’长尾巴’ 做成90度弯曲，使它从侧面，而不是从后面发射电子，结果就设计出了厚度只有3厘米的袖珍电视机。“辛克莱是由于“多年一直在想”，所以才会“有一天，我突然灵机一动——”的结果。这说明自发灵感的激发是建立在长时期艰苦思索的基础之上。
激发灵感渠道之二：诱发灵感。
所谓诱发灵感是指，思考者根据自身生理、爱好、习惯等方面的特点，采取某种方式或选择某种场合，有意识地促使所思考的某种答案或启示在头脑中出现。诱发灵感的方式因人而宜，例如，有些人习惯于清晨醒来后故意在床上呆一会，回忆一下一段时间以来日夜思考而尚未得到解决的问题，以求获得某些灵感。德国生理学家赫尔姆霍兹曾这样说过：“我的一些巧妙的设想，不是出现在精神疲倦或伏案工作的时候，面常常是在一夜酣睡这后的清晨。”清晨起床前，用三两分钟时间想一想思考已久尚未解决的难题，，它可以起到给大脑下达指令的作用，既可以促使显思维更加振奋，更有序地活动；同时也能更有力地调动潜思维积极配合显思维思考，以诱发灵感。还有的人是在沐浴时，在听音乐时，在散步时，在夜深人静时，甚至在上厕所、理发时诱发灵感的产生。不管采取哪一种方式，都是大脑积极开动的结果。
激发灵感渠道之三：触发灵感。
所谓触发灵感是指，在对某个问题已进行了较长时间思考的执着探索，这时在接触某些相关或不相关的事物时，这些事物有可能成为“媒介物”或“导火线”，引发思考问题的某种答案或启示在头脑中突然闪现。例如，蚂蚁对房屋、水坝等建筑物的危害极大，人们采取了很多方法灭蚁，效果都不理想。一位21岁的青年农民魏潮洲，有一次在家里偶然看到蚂蚁排成长龙搬运食物。这一景象触动了他，使他顿时想到：能不能用和种高效的药物引诱蚂蚁来觅食，最后达到全巢杀灭它们的目的。这瞬间一念，使他像着魔似地沿着一思路钻研下去，经过一年多时间数百次各种配方的试验，终于试制成功“蚂蚁净”实用无毒药物，获得“中国爱迪生杯金奖“。在这一创新过程中，蚂蚁排成长龙搬运食物的现象成为“导火线”，触发了魏潮洲的灵感。另外，与人交谈讨论，不同的思路、不同的思考方式互相融汇、交叉、碰撞或冲突，也能使思维触发出灵感的火花。我国古语云“水尝无华，相荡乃成涟漪；石本无火，相击而后发光。”就是讲的这个道理。
激发灵感渠道之四：逼发灵感。
所谓逼发灵感是指，在紧急情况下，不可惊慌失措，要镇静思考，以谋求对策。情急能生智，解决面临问题的某种答案或启示，就有可能在头脑中突然闪现。千百年来脍炙人口的《七步诗》：“煮豆燃豆箕，豆在釜中泣，本是同根生，相煎何太急！”就是逼发灵感的结果。被西方誉为创造学之父的美国人奥斯本曾说过“谁被逼到角落里，谁就会有出奇的想象。” 我国也有一句俗话：人是逼出来的。也就是说，各种形式的“逼”，能激发出人的灵感，调动出人最大的潜能。
灵感不喜欢拜访懒惰的人。要得到灵感必须付出艰苦的劳动。钱学森指出：“有一点是肯定的，人不求灵感，灵感也不会来，得灵感的人，总是要经过一长段其它两种思维（抽象和形象思维）的苦苦追求。所以灵感还是人自己可以控制的大脑活动。”比如牛顿，为什么能够从苹果落地的现象产生灵感，从而悟出万有引力定律。他自己的回答是：“我的成就，当归功于精心的思索。”如果没有艰苦的劳动，达不到废寝忘食的地步，灵感不会降临。
培养灵感思维，需要具备以下一些主观条件：
一是要有需进行创新思考的题目。“饱食终日，无所用心”的人，没有什么问题需要思考，自然也不会产生灵感。由于自身的好奇心和求知欲，或者由于客观实践的需要，所产生的创新思考题目，是灵感的“种子”。不播下创新思考的题目，就不可能收获创新灵感之果。
二是要有必需的有关经验和知识作为基础，这是灵感产生的土壤。灵感什么时候在头脑中出现是偶然的，但它产生的原因却是具有必然性。经验和知识是产生灵感的基础。笛卡尔拥有渊博深厚的哲学知识和数学知识，他才可能获得最终导致创立解析几何学的灵感。不可能一个头脑空空的人，能产生多么有价值的灵感。
三是要对问题作较长时间的反复思考。“没有一番寒彻骨，哪有梅花扑鼻香”，灵感是辛勤劳动的结晶，所谓“不思而至”这是灵感出现时的一种假象。德国哲学家黑格尔曾嘲讽过那些以为可以不经艰苦思索就能获得灵感的人：“最大的天才尽管朝朝暮暮躺在青草地上，让微风吹来，眼望着天空，温柔的灵感也始终不会光顾他。”
四是要注意随手记录。灵感常在一闪念间出现，很容易忘记，特别是梦中出现的灵感，更是稍纵即逝。因此随手记录是“捕捉灵感的一个普遍使用的好方法”。文学大师茅盾告诫文学青年：“应当时时刻刻身边有一支笔和一本草簿，无论到哪里，你要竖起耳朵、睁开眼睛，象哨兵似的警觉，把你所见所闻随时记下来。”
