人们探索求知的精神，是科学技术赖以产生、发展的精神力量。日出日落，花开花谢，从基本粒子到宇宙星系，大自然绚丽多彩、千变万化的现象，隐藏着多少奥秘。它激发了人们的好奇心和探索其中奥秘的欲望，吸引着无数科学家、工程技术人员为它献出毕生的精力。一部科技史，是人们探索自然的历史。青年学生要学点科技史，以汲取人类探索自然的精神力量。19世纪末，有线电报线路已遍布欧美，能不能不用线路发送信号，而且这信号能被收到并被解读呢？这是当时最有名望的科学家也不敢想的事。然而，年仅20岁的马可尼就幻想着，有朝一日通过空间从世界的一端向另一端发送无线电信号。他阅读了所有他能找到的有关电的这门新领域发展过程中的资料，进行了各种各样电的实验，耐心地观察和记录其效果，采用行之有效的，淘汰不起作用的，失败了再试验，一步一步地跃进。他不断地改进发送能力，从自己家楼顶的一端到另一端，从楼顶到楼下，由他哥哥手捧着接收机，每天走到越来越远的地方，从田野到山丘，从这个山丘走到另一座山丘。呕心沥血，苦苦求索，三年后他成功了。
注重动手实践能力
一、实践能力的重要性
辩证唯物主义认识论认为，人的认识运动的第一阶段，是由感性认识上升到理性认识。外界信息通过感官到达于思维，通过思维了解事物的本质及其内在规律性联系，也就是达到理性认识。然而，“如果只到理性认识为止，那么还只说到问题的一半。而且对于马克思主义的哲学来说，还只说到非十分重要的那一半。马克思主义的哲学认为十分重要的问题，不在于懂得了客观世界的规律性，因而能解释世界，而在于拿了这种对于客观规律性的认识去能动地改造世界。”所以，认识运动的第二阶段，从理性认识到实践，是一个更加重要的阶段。学生的学习是一种特殊的认识活动，通过观察、阅读、听讲，从感知到达思维，理解和掌握了所学知识，就是从感性认识到理性认识；然后运用所学知识，通过练习、解答问题、实验、制作、调查研究以及各种人际活动，运用到实际中去，培养读、写、算、操作、交往等各种实践能力。学习知识的根本目的是为了应用，尤其是创造性地运用知识。可见，知识的运用，各种实践能力的培养，是学习过程更加重要的阶段。
我们再来分析一下科学研究与技术发明的过程。即：
基础研究——应用研究——开发研究
从基础研究到开发研究是一个大的认识运动，其中基础研究是研究、发现规律，是对客观世界的认识，属于认识的理性阶段；而应用研究、开发研究是把科学原理用来解决实际问题，改造客观世界，属于社会实践。从历史上看，这个过程在20世纪初以前一般由两代人来完成。如电机原理的发现（1831年）到发电机的诞生（1872年），中间经历了41年。而从20世纪初到20世纪中叶，这种进程大约为10年，到20世纪下半叶，则缩短到5年。如提出无线移动通讯的设想为1974年，到发明移动电话系统为1978年，其间隔仅为4年。从基础研究到技术开发的过程缩短到5至10年，意味着什么呢？就是告诉我们科学发现到技术发明可以在一个人手中完成，这就大大加快了技术发明的进程；这也告诉我们，当今从事科技工作，既要善于搞理论研究、科学发现，又要具备技术开发的实践能力。从这里我们清楚地看到知识的运用和实践能力的重要性。
二、动手能力，动手与动脑
人的社会实践活动是多方面的，社会实际生活的一切领域都是社会的人所参与的，有生产实践活动，有社会政治生活，科学和艺术活动，其中人类的生产活动是最基本的实践活动。因此，在各种实践能力中，动手操作能力是基本的实践能力。所谓动手能力是根据一定目的通过双手及运用工具，改变客观实物的状态、形状、结构、功能的实践能力（技能）。如生产操作、实验、建筑、雕塑、栽培、饲养等。
动手与动脑有什么关系？马克思说：劳动过程结束时得到的结果，在这过程开始时就已经在劳动者的表象中存在着，即已观念地存在着。人们在动手劳动时，他头脑中先有一个目标，即他要生产制作的产品的目标。这个目标或来自图纸、样品，或是他头脑中想像的产物。这个目标以表象的形式存在操作者的头脑中。通过动手操作，一步步地接近目标。每一步操作，在头脑中产生一个新的表象，它与目标进行比较后获得反馈信息，接着按照反馈信息进行下一个操作，直到达到目标的要求。这时，头脑中的表象，在知觉中起到一种整合性的作用，它不仅有助于人们识别客体（无论是静止的，还是运动的），也使人们能预测事件的结果。表象的整合、类比就是思维的加工，使我们能抓住事物的特征和它的本质，达到识别客体或预测目标的目的，是一种形象思维活动。
动手过程中不仅有视觉的刺激，也有触觉、肢体感觉的参与。脑科学理论认为：“个体的外部空间受大脑的双通道视、触神经元所支配，该神经元位于前额叶6区下部、顶叶的7b区及彀核，上面每个部位都有细胞对触觉和视觉刺激进行反应。”这种神经元既可感受视觉，又可感受触觉，在视觉、触觉两种表象积累基础上，触觉就能完成原来由视、触两种表象完成的动作。这就是为什么动手操作达到一定熟练之后，人们可以不用视觉只凭触觉或肢体感觉来完成动作所要达到的目标。例如，一个对武器熟悉的士兵，蒙着眼睛可以熟练地把所需的武器装配起来。“疱丁解牛”讲的是古代梁惠王的厨师（疱丁），宰牛三年以后，目无全牛，只凭触觉宰割牛的故事。体育运动技术的形成也是这样。运动员的技术训练开始依据示范动作来进行，这时主要用视觉。经过多次练习，当运动员找到正确动作的肢体感觉以后，他便可根据这种感觉纠正练习中多余的或错误的动作，使技术达到完善的地步。这就说明在技能形成过程中，思维起着重要的作用，其中有视觉表象参与，也有动觉表象的参与。
这就是动手与动脑的关系。动手与动脑是相互促进的。动作的精细，促进思维向细致发展；思维的细致发展，又促进手的精巧。由于形象思维是没有语言的，动手过程中的思维活动有时是无意识的。因此，人们容易忽视思维的作用，只注意动手训练。而忽视动脑的训练，不善于把动手训练与思维训练结合起来。那么，动手过程中如何有目的地发展思维呢？
第一，深入细致的观察。人的有目的有计划深入细致的观察是一种思维活动。通过观察多角度地准确地掌握目标的特征，精确地把握目标，才能练就精巧的手。罗丹是大雕塑家，他同雨果是同时代人，在创作作品《雨果》时，罗丹说：“我细心观察这位伟大诗人。我试把他的形象深印在我的记忆中，然后急急忙忙回到玻璃房里，将我刚才所见的固定在泥土上。但是跑回来的时候，我的印象往往减弱了，以至到桌板前面，简直不敢动一下雕刻刀，我又决然回到诗人身边。”
第二，把经验类化。人们在种种操作过程中，不断积累了丰富的经验（表象），要使这些表象不是杂乱无章的堆积，就要运用类比的思维方法。善于把制作的成果与目标比较，把现在的成果与过去的比较，把自己的与他人的比较，把这一类与另一类相比较，等等。这种类比有无意的、不自觉的，更多的是有意的、自觉的比较。如有的自觉地强化记忆，有的建立分类档案，有的进行个案研究等。经过类比思维活动，头脑中的表象是分门别类的，形成了类化的经验。这种类化了的经验，如同概括化了的知识一样，能产生迁移。越是基本的类型，越能产生广泛的迁移。这就是通常所说的“触类旁通”、“熟能生巧”。
第三，开展想像，进行创新。有了丰富的类化了的经验，形象思维发展了。这时如能根据需要，开展联想与想像，对已有的经验（表象）进行加工改造，人们就能创新，创造出各种过去未曾有过的新颖的、有价值的成果（产品）来。
因此，通过观察、类比、想像、创新的思维活动，就能达到“心灵手巧”的境地。实践中常常有这种情况，工人在工厂生产，农民在地里种地、栽培果木，医生为病人做手术……他们在做着同样的工作，日复一日，年复一年，他们中有的成了“生产能手”、“种田状元”、“专家”，有的依然如故。这是为什么？两者的区别关键在思维。他们在各自岗位上，同样动手操作，而那些善于积极思维．工作精益求精的人，则成为能者。这就说明，思维对于动手是何等的重要。
传统教育理论由于忽视了形象思维，把技能分为智力技能和动作技能，把劳动技能、动手技能一般地视为与智力没有直接联系，认为动作技能主要是借助于骨骼、肌肉和相应的神经机构实现的。这种认为动手技能是非智力的，与思维没有直接联系的观点是不确切的。它使人们不能正确地掌握各种动作技能的实质，这是我们教育上重理论轻实践、重知识轻技能的一个重要原因。
■附：创新思维个案分析
先不要问“为什么”
霍尔生于1855年，卒于1938年。他大学毕业后，在美国北部的缅因当了2年中学教员。于1877年考入霍普金斯的研究生院，跟着罗兰教授攻读物理。在罗兰开设的课程中，麦克斯韦的《电磁学》被指定为教科书。在学习这本书过程中，霍尔对麦克斯韦的一段论述产生了怀疑。
麦克斯韦在书中这样写道：在导线中流动的电流本身完全不受附近磁铁或其他电流的影响……霍尔读书非常认真，极少为权威和书本所束缚。他读到上述那句话时，凭直觉感到似乎和普通的物理知识相矛盾。不久，他又读了瑞典物理学家埃德隆德教授的一篇文章，文中明确地假定：“电流受磁电的作用，恰如载流导线受磁铁的作用一样。”
在发现两个学术权威的论点也不一致之后，霍尔更加相信自己的直觉。他又去请教罗兰教授，罗兰教授告诉他，他也曾怀疑过麦克斯韦论断的正确性，也曾经匆忙地做过一个实验，想来检验谁是谁非，可惜没有成功。罗兰教授鼓励霍尔想办法解开这个谜。
霍尔全身心地投入到新的实验中，终于发现通过金箔条的电流在磁场里产生一个电势，其方向与电流和磁场垂直。这一发现就是今天有名的“霍尔效应”。当时霍尔将此发现公布于世年仅24岁。新闻界将霍尔的成功誉为“过去50年中电学方面最重要的发现”。当记者问霍尔当年为什么怀疑麦克斯韦的论断时，霍尔说，先不要问“为什么”，直觉是不管“为什么”的。英国物理学家卢瑟福也有类似的经历。
卢瑟福在思考α射线的本质时，有一天，忽然想到，如果α射线的本质是氦原子核流的话，它的性质便很容易说明。虽然已是深夜，他却立即抓起电话，叫醒了他的助手索第，一口气把自己的想法告诉了他。深更半夜索第被喊了起来，电话里传来的又是个没头没脑的设想，索第便有点不高兴，于是他反问：“为什么？”卢瑟福的回答却是“理由嘛，还没有，只是个感觉。”
后来，通过实验，证明卢瑟福的感觉的确是真理，由此卢瑟福建立了他的理论体系（1902年），去说明他感觉出来的真理。1908年，卢瑟福因此获得了诺贝尔奖。
在创造的过程中，结论和发明的事物常常是以“灵感”的形式首先凭空闪现在创造者的脑海中，发明发现往往是结构或设想在先，而理论或实际做法是后补上去的。不妨武断地说，按理论推是推不出像样的创造成果来的，虽然创造的成果也都合理。这一点和人们常理解的顺序恰恰相反，所以这种非逻辑的现象既是新奇的、偶然的，又是令人费解的。
在发明创造过程中，呼唤直觉，先不要问“为什么”也是极为重要的一个问题。
与问题一起漂流
李四光家乡的河道边，有一块巨石，由于硕大无朋，成为乡里小朋友攀爬玩耍的好去处。一天晚上，李四光爬上巨石躺在上面数星星，忽然想到大人们“星星落地为陨石”的说法，“我屁股下面的这块大石头是不是星星落下的陨石呢”，李四光忽然有了这样一个念头。
带着这个问题，李四光由小学升入了中学，最后离开家乡考进了北京大学地质专业。李四光最后终于弄清了家乡那块巨石的来龙去脉，那块巨石不是陨石，而是一块冰川漂砾。这个时候，李四光已成为北京大学地质系的高材生了。
李四光不止一次谈到他人生的选择和那块巨石的关系。他说，巨石是我人生悟到的第一个谜，带着这个谜我走进了地质世界。所以，我的第一位地质老师就是那块大石头。
在创造和思维的世界里，问题是老师、是机遇、是同行者。带着问题漂流，常常会把你引领到人生的高地。
人类幻想着有一天自己也能像鸟儿那样在天空中飞翔，这个问题伴随着人类一起长大。在中国汉代，有人把用羽毛制成的翅膀，缚在身上，然后从高处往下跳，结果向前滑翔了几百步远。在中世纪时期的英国，有人制造了一个巨大的风筝，并让他的女儿坐在风筝上，然后用马车拖着风筝向前跑，跑着跑着。这架载人的风筝就飞上了天，带给人们一片欢呼。到了1783年，人们开始了热气球升天表演。当时用以升空的热气球直径约有30米，气球下吊了一个笼子，笼子里放了一头绵羊、一只公鸡和一只鸭子。几个月后又进行了气球载人飞行，那次表演获得了很大成功。这样，气球就成了第一个让人类实现飞向蓝天梦想的飞行器。
人类飞翔的梦想并没有就此止步。因为乘坐气球在空中飞行，是一项冒险活动。大家又梦想制造一种比较安全的飞行器。
1852年，有两个瑞士人设计了一种外形像鱼的飞行器，取名为飞艇。但是飞艇飞的极慢，并没有多大的实际意义。直到20世纪初，莱特兄弟发明的“飞行者”飞机在美国试飞成功，“飞行者”成功地升高3米，飞行时间12秒，飞行距离35米。这虽然是个很可怜的纪录，但它却是人类第一次在空中真正展开翅膀，人们从此不再羡慕空中的飞鸟，反而对他们不辞劳苦地南来北往表示同情。
伴随着航空航天技术的飞速发展，人类跨入二十一世纪。我们制造的航天飞机，已经能够自由起飞，宇航员可以在太空工作几年的时间，但是人类仍不满足，又有人提出了建设太空城市的设想，让大众百姓也能跃上太空，饱览宇宙风光。
一位人才学家曾经说过这样的话：“凡是为人类贡献过创造之果的人，他们浑身上上下下的口袋里装的都是问题，他们的口袋几乎永远也没有空闲过，因为一个问题解决了，新的问题又被他们装进了口袋。”你的口袋装满了问题吗？和问题一起漂流，其乐无穷，大家一起来吧！
打破砂锅问到底
问题是思维和创造的母亲。
人，一般是遇着了问题，才会作深入认真的思考。抓住问题，善于打破砂锅问到底，是一种培养创造性思维的重要方法。