淺談在科學(xué)探究中培養(yǎng)創(chuàng)新思維

淺談在科學(xué)探究中培養(yǎng)創(chuàng)新思維

摘要：培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵在于培養(yǎng)創(chuàng)新思維，長(zhǎng)期以來(lái)人們一直在探求培養(yǎng)創(chuàng)新思維的有效途徑。科學(xué)探究是新課程改革中出現(xiàn)的亮點(diǎn)，可喜的是科學(xué)探究竟是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的一種有效途徑。本文在介紹了創(chuàng)新思維的同時(shí)，精心設(shè)計(jì)了在科學(xué)探究組成的諸要素中培養(yǎng)創(chuàng)新思維的策略，希望會(huì)在教學(xué)實(shí)踐收到滿意的效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新思維科學(xué)探究整合思維發(fā)散思維直覺(jué)思維

創(chuàng)造和創(chuàng)新的核心是創(chuàng)新思維，因?yàn)閯?chuàng)造性結(jié)果主要是創(chuàng)新思維的產(chǎn)物，因此培養(yǎng)創(chuàng)新思維是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵［1］。但是，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)從小學(xué)以致大學(xué)的教育教學(xué)方法過(guò)于機(jī)械模式化和書(shū)本格式化，嚴(yán)重影響了對(duì)人的思維的培養(yǎng)，尤其是對(duì)創(chuàng)新思維的訓(xùn)練與挖掘。新一輪基礎(chǔ)教育課程改革提出了科學(xué)探究，主要目的之一就是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，為創(chuàng)新教育打開(kāi)了一個(gè)突破口，那么究竟如何充分發(fā)揮科學(xué)探究的優(yōu)勢(shì)來(lái)培養(yǎng)創(chuàng)新思維呢？這是一個(gè)很值得探討的問(wèn)題。

一、科學(xué)探究及其要素

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》指出：科學(xué)探究不僅是一種學(xué)習(xí)內(nèi)容，而且是一種學(xué)習(xí)方式。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在一個(gè)創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，從日常生活、自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象中，針對(duì)某一個(gè)需要解決的實(shí)際問(wèn)題展開(kāi)，讓學(xué)生親歷探究的全過(guò)程，以解決問(wèn)題和表達(dá)、交流結(jié)果。這一過(guò)程中可以把科學(xué)知識(shí)與觀察、推理和思維結(jié)合起來(lái)，從而可以能動(dòng)地獲得對(duì)科學(xué)的理解。通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)，對(duì)科學(xué)探究的手段、使用證據(jù)的規(guī)則、形成問(wèn)題的方式、提出解釋的方法等一系列問(wèn)題有了親身的體驗(yàn)，而不僅僅是聽(tīng)到或記住有關(guān)的知識(shí)或結(jié)論。可以逐步形成好觀察、好提問(wèn)、好探究的心理傾向；進(jìn)而形成善于質(zhì)疑，勤于思考，樂(lè)于表達(dá)思想、交流成果，并且樂(lè)于嘗試創(chuàng)造創(chuàng)新活動(dòng)，在自主探究中獲取新知并形成良好的心理品質(zhì)，最終形成較持久的科學(xué)探究的興趣和較強(qiáng)的實(shí)踐、探索、創(chuàng)新的欲望和能力。

高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出，科學(xué)探究的構(gòu)成要素包括提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。新知的獲取、能力的培養(yǎng)主要是融入這些要素之中，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)當(dāng)然也不例外。

二、創(chuàng)新思維及其組成

創(chuàng)新思維是人們?cè)趯W(xué)習(xí)、生活、工作或問(wèn)題解決過(guò)程所表現(xiàn)出來(lái)的能夠產(chǎn)生新穎獨(dú)創(chuàng)性產(chǎn)品與觀念的一種思維方式。提高創(chuàng)新能力的根本是提高創(chuàng)新思維，是進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練［2］。

創(chuàng)新思維是一種很復(fù)雜的思維形式，其基本操作因素是整合思維和發(fā)散思維。整合思維是指在思維的過(guò)程中針對(duì)需要解決的問(wèn)題，重新組織過(guò)去所得的若干觀念并找出唯一正確的答案，是創(chuàng)新思維中求同的形式，是創(chuàng)新思維不可缺少的前提。發(fā)散思維是指在思維過(guò)程中針對(duì)問(wèn)題將我們所得到的若干觀念加以重新組合，從而找到多個(gè)可能的答案、解決方案、結(jié)論或假說(shuō)的思維形式，它是創(chuàng)新思維中求異的形式，是創(chuàng)新思維的本質(zhì)或基礎(chǔ)。創(chuàng)新思維的重要組成部分還包括：直覺(jué)思維，就是對(duì)客觀事物的直接判斷或抉擇，一眼看出或猜出問(wèn)題的關(guān)鍵所在，體現(xiàn)了思維的“概括化”、“簡(jiǎn)縮化”、“語(yǔ)言化”或“內(nèi)化”，想象性思維等［3］。

發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，它主要包括：①流暢性思維，能夠出現(xiàn)若干可能的構(gòu)想和答案；②變通性思維，以不同的分類(lèi)或方式去思考，能夠從某一思想轉(zhuǎn)換到另一思想，或者以另一種不同的新方式去看某一個(gè)問(wèn)題；③獨(dú)創(chuàng)性思維，即思維的過(guò)程、方法或思維的產(chǎn)品具有新穎性、獨(dú)特性；④精致性思維，在原來(lái)的構(gòu)想或基本觀念上添加新的觀念，增加有趣的細(xì)節(jié)和組成相關(guān)概念群。

三、在科學(xué)探究中培養(yǎng)創(chuàng)新思維

思維是從問(wèn)題開(kāi)始的，科學(xué)探究是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程，也是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的過(guò)程。

整合思維的培養(yǎng)

整合思維所追求的目標(biāo)是：做出正確的選擇或者決策，并力求在最短時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題?？茖W(xué)探究需要“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”，要根據(jù)探究的目的和已有條件，選擇正確的方案，并且整合已有的知識(shí)概念來(lái)選擇需要的裝置和器材，這正是一個(gè)整合思維的過(guò)程。在“分析與論證”過(guò)程中，對(duì)搜集的諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并且要求根據(jù)所觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)等進(jìn)行高效率的整合思維，得出正確合理的結(jié)論，并排除干擾因素求取唯一正確的結(jié)論。在“評(píng)估”過(guò)程中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題制定解決方案，并吸取經(jīng)驗(yàn)，從經(jīng)歷的過(guò)程中獲取新知識(shí)并用來(lái)解決新問(wèn)題，通過(guò)不斷改進(jìn)找到最佳的途徑，這些都是在整合思維中進(jìn)行的。例如設(shè)計(jì)試驗(yàn)探究“串并聯(lián)電路的電壓關(guān)系”，首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，制定試?yàn)計(jì)劃、研究試驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)出電路圖，決定選用的元件和儀器，包括燈泡的型號(hào)、電源功率等，都需要依據(jù)相關(guān)知識(shí)來(lái)做出合適選擇。對(duì)于所得電壓，電流要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，要盡量減小誤差，最后得出初步結(jié)論。在“評(píng)估”時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程進(jìn)行檢驗(yàn)、修正、評(píng)價(jià)等，整個(gè)過(guò)程也就是訓(xùn)練整合思維的過(guò)程。

發(fā)散思維的培養(yǎng)

發(fā)散性思維包括流暢性思維、變通性思維、獨(dú)創(chuàng)性思維、精致性思維等。在“提出問(wèn)題”過(guò)程中，盡可能多的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以培養(yǎng)流暢性思維；從不同于一般的角度來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以培養(yǎng)變通性思維；選擇一個(gè)比較新穎的、與眾不同的角度來(lái)提出問(wèn)題，就可以使獨(dú)創(chuàng)性思維得到更好的鍛煉和培養(yǎng)。在“猜想與假設(shè)”過(guò)程中，盡可能多的提出一些解決問(wèn)題的方法和假設(shè)，并且要盡快地提出猜想和假設(shè)，這樣就會(huì)很好的鍛煉和培養(yǎng)流暢性思維；而且如果假設(shè)和猜想的角度很新穎，預(yù)測(cè)的方式很獨(dú)到則有利于獨(dú)創(chuàng)性思維的培養(yǎng)。在“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”過(guò)程中，要根據(jù)目的和現(xiàn)實(shí)條件，盡可能多和快地提供活動(dòng)方案，來(lái)培養(yǎng)流暢性思維；當(dāng)一種方案不符合條件和目的時(shí)，能夠在盡量短的時(shí)間里尋找出新的方案，則可以使思維的變通性得到培養(yǎng)；如果設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)或者方案方法與眾不同，角度更加新穎，獨(dú)辟蹊徑，則就會(huì)使獨(dú)創(chuàng)性思維受到鍛煉培養(yǎng)。當(dāng)進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)”時(shí)，為了培養(yǎng)流暢性思維可以盡量多的而且以最快的速度來(lái)提出具體的操作方式；當(dāng)然在此過(guò)程中，難免會(huì)有一些實(shí)驗(yàn)方式或者收集到的數(shù)據(jù)不適合整個(gè)過(guò)程的需要，這就需要迅速的轉(zhuǎn)變思路，轉(zhuǎn)向其它的思路，這樣是有利于培養(yǎng)思維的變通性；實(shí)際的實(shí)驗(yàn)或者證據(jù)的收集，會(huì)使活動(dòng)者的見(jiàn)識(shí)拓寬，知識(shí)增長(zhǎng)，高效率的補(bǔ)充豐富自己原有的知識(shí)體系有利于精致性思維能力的增長(zhǎng)?！胺治雠c論證”過(guò)程中當(dāng)嘗試著得出的某個(gè)結(jié)論荒謬不符合實(shí)際時(shí)，要及時(shí)轉(zhuǎn)換思路，去試著得出其它符合實(shí)際的結(jié)論，這樣的操作有利于變通性思維的鍛煉；對(duì)分析論證的認(rèn)識(shí)，會(huì)使原有的認(rèn)識(shí)得到充分的補(bǔ)充，引申對(duì)事物的看法，這樣正有利于精致性思維的培養(yǎng)。在“評(píng)估”的過(guò)程中，注意探究中還沒(méi)有解決的矛盾，盡可能的發(fā)現(xiàn)一些新問(wèn)題，并且盡可能迅速的提出新方案，這樣就培養(yǎng)了思維的流暢性；而當(dāng)發(fā)現(xiàn)原來(lái)的實(shí)驗(yàn)方案效率不高時(shí)，要盡快的提出新方案，不要總是對(duì)舊的方案迷惑不解，這樣就同時(shí)培養(yǎng)了變通性思維和獨(dú)創(chuàng)性思維；在吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的過(guò)程中，就是對(duì)已有的認(rèn)識(shí)體系的補(bǔ)充，這是培養(yǎng)精致性思維的最佳環(huán)節(jié)。在“交流與合作”中，要敢于提出新的看法，觀點(diǎn)，要敢于突破常規(guī)的思路來(lái)看待問(wèn)題，這可是培養(yǎng)獨(dú)創(chuàng)性思維的最佳時(shí)機(jī)。

直覺(jué)思維的培養(yǎng)

直覺(jué)思維是對(duì)客觀事物的直接判斷或抉擇，猜出問(wèn)題的關(guān)鍵所在。在“提出問(wèn)題”過(guò)程中，使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)間盡量縮短；在“猜想與假設(shè)”過(guò)程中，對(duì)問(wèn)題的解決方案迅速做出判斷，并且能根據(jù)客觀條件迅速而且大膽對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出預(yù)測(cè)，這些刻意采取的措施都是對(duì)直覺(jué)思維的培養(yǎng)。例如，在研究物理學(xué)中“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”中，可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)“電能生磁”的知識(shí)基礎(chǔ)大膽猜想“磁能生電”的結(jié)論，然后再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。

想象思維的培養(yǎng)

想象性思維是對(duì)已有的表現(xiàn)進(jìn)行加工改造而創(chuàng)造新形象的過(guò)程。在“猜想與假設(shè)”過(guò)程中，可以根據(jù)現(xiàn)有的條件或者現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)或者問(wèn)題的答案進(jìn)行想象，想象其可能出現(xiàn)的各種情況來(lái)做出預(yù)測(cè)。在“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”過(guò)程中，要在大腦中時(shí)刻想象實(shí)際操作中可能會(huì)出現(xiàn)的情況或者需要注意的問(wèn)題，還要想象到相關(guān)因素的參與干擾，以便使計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加嚴(yán)密，以及盡量的減少意外情況的發(fā)生。在“分析與論證”中，對(duì)造成實(shí)驗(yàn)或者活動(dòng)結(jié)果的原因進(jìn)行想象，以做出更加合理的解釋和更加準(zhǔn)確的描述。這些都有利于想象性思維的培養(yǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)探究是一種創(chuàng)新活動(dòng)，是推動(dòng)創(chuàng)新思維的一種強(qiáng)烈和穩(wěn)定的動(dòng)力源