科學探究與創新思維的培養

摘 要： 培養創新能力的關鍵在于培養創新思維，而科學探究是培養學生的創新思維的一種有效途徑，是新課程改革中出現的亮點。本文提出了如何在科學探究組成的諸要素中培養創新思維的策略，希望會在教學實踐收到滿意的效果。

關鍵詞： 科學探究 創新思維 整合思維 發散思維

創造和創新的核心是創新思維，因為創造性結果主要是創新思維的產物，因此培養創新思維是培養創新能力的關鍵。［１］但是，我國長期以來的教育教學方法過于機械模式化和書本格式化，嚴重影響了對人的思維的培養，尤其是對創新思維的訓練與挖掘。新一輪基礎教育課程改革提出了科學探究，主要目的之一就是培養學生的創新思維，為創新教育打開一個突破口，那么究竟如何充分發揮科學探究的優勢培養創新思維呢？這是一個很值得探

討的問題。

一、科學探究及其要素

《基礎教育課程改革綱要》指出：科學探究不僅是一種學習內容，而且是一種學習方式。學生在教師的指導下，在創造的學習環境中，從日常生活、自然現象和社會現象中，針對某一個需要解決的實際問題展開，親歷探究的全過程，以解決問題和表達、交流結果。這一過程中可以把科學知識與觀察、推理和思維結合起來，從而可以使學生能動地獲得對科學的理解。通過科學探究活動，學生對科學探究的手段、使用證據的規則、形成問題的方式、提出解釋的方法等一系列問題有了親身的體驗，而不僅僅是聽到或記住有關的知識或結論?？梢灾鸩叫纬珊糜^察、好提問、好探究的心理傾向，進而形成善于質疑，勤于思考，樂于表達思想、交流成果，并且樂于嘗試創造創新活動，在自主探究中獲取新知并形成良好的心理品質，最終形成較持久的科學探究的興趣和較強的實踐、探索、創新的欲望和能力。

物理新課程標準指出，科學探究的構成要素包括提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。新知的獲取、能力的培養主要是融入這些要素之中，創新思維的培養當然也不例外。

二、創新思維及其組成

創新思維是人們在學習、生活、工作或問題解決過程所表現出來的能夠產生新穎獨創性產品與觀念的一種思維方式。提高創新能力的根本是提高創新思維，是進行創新思維的培養和訓練。［２］

創新思維是一種很復雜的思維形式，其基本操作因素是整合思維和發散思維。整合思維是指在思維的過程中針對需要解決的問題，重新組織過去所得的若干觀念并找出唯一正確的答案，是創新思維中求同的形式，是創新思維不可缺少的前提。發散思維是指在思維過程中針對問題將我們所得到的若干觀念加以重新組合，從而找到多個可能的答案、解決方案、結論或假說的思維形式，它是創新思維中求異的形式，是創新思維的本質或基礎。創新思維的重要組成部分還包括：直覺思維、想象思維等。［３］

三、在科學探究中培養創新思維

思維是從問題開始的，科學探究是發現問題和解決問題的過程，也是培養創新思維的過程。

（一）整合思維的培養

整合思維所追求的目標是：作出正確的選擇或者決策，并力求在最短時間內解決問題?？茖W探究需要“制定計劃與設計實驗”，要根據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概念來選擇需要的裝置和器材，這正是一個整合思維的過程。在“分析與論證”過程中，對搜集的諸多數據進行分析處理，并且要求根據所觀察到的現象和數據等進行高效率的整合思維，得出正確合理的結論，并排除干擾因素，求取唯一正確的結論。在“評估”過程中，對發現的新問題制定解決方案，并吸取經驗，從經歷的過程中獲取新知識并用來解決新問題，通過不斷改進找到最佳的途徑，這些都是在整合思維中進行的。例如設計試驗探究“串并聯電路的電壓關系”，首先要根據實驗目的，制定試驗計劃，研究試驗步驟，設計電路圖，決定選用的元件和儀器，包括燈泡的型號、電源功率等，這些都需要依據相關知識作出合適選擇。對于所得電壓、電流要進行數據處理，要盡量減小誤差，最后得出初步結論。在“評估”時，對實驗的操作過程進行檢驗、修正、評價等，整個過程也就是訓練整合思維的過程。

（二）發散思維的培養

發散性思維包括流暢性思維、變通性思維、獨創性思維、精致性思維等。在“提出問題”過程中，盡可能多地發現問題可以培養流暢性思維；從不同于一般的角度發現問題可以培養變通性思維；選擇一個比較新穎的、與眾不同的角度來提出問題，就可以使獨創性思維得到更好的鍛煉和培養。在“猜想與假設”過程中，盡可能多地提出一些解決問題的方法和假設，并且要盡快地提出猜想和假設，這樣就會很好地鍛煉和培養流暢性思維；而且如果假設和猜想的角度很新穎，預測的方式很獨到則有利于獨創性思維的培養。在“制定計劃與設計實驗”過程中，要根據目的和現實條件，盡可能多和快地提供活動方案，來培養流暢性思維；當一種方案不符合條件和目的時，能夠在盡量短的時間里尋找出新的方案，則可以使思維的變通性得到培養；如果設計的實驗或者方案方法與眾不同，角度更加新穎，獨辟蹊徑，則會使獨創性思維受到鍛煉培養。當進行“實驗與收集證據”時，為了培養流暢性思維可以盡量多地而且以最快的速度來提出具體的操作方式；當然在此過程中，難免會有一些實驗方式或者收集到的數據不適合整個過程的需要，這就需要迅速地轉變思路，轉向其它的思路，這樣有利于培養思維的變通性；實際的實驗或者證據的收集，會使活動者的見識拓寬，知識增長，高效率地補充豐富自己原有的知識體系，有利于精致性思維能力的增長?！胺治雠c論證”過程中當嘗試著得出的某個結論荒謬不符合實際時，要及時轉換思路，試著得出其它符合實際的結論，這樣的操作有利于變通性思維的鍛煉；對分析論證的認識，會使原有的認識得到充分的補充，引申對事物的看法，這樣正有利于精致性思維的培養。在“評估”的過程中，注意探究中還沒有解決的矛盾，盡可能地發現一些新問題，并且盡可能迅速地提出新方案，這樣就培養了思維的流暢性；而當發現原來的實驗方案效率不高時，要盡快地提出新方案，不要總是對舊的方案迷惑不解，這樣就同時培養了變通性思維和獨創性思維；在吸取經驗教訓的過程中，就是對已有的認識體系的補充，這是培養精致性思維的最佳環節。在“交流與合作”中，要敢于提出新的看法、觀點，要敢于突破常規的思路來看待問題，這是培養獨創性思維的最佳時機。

另外，直覺思維是對客觀事物的直接判斷或抉擇，猜出問題的關鍵所在。想象性思維是對已有的表現進行加工改造而創造新形象的過程。在科學探究中不可忽視直覺思維和想象思維的培養。要將直覺思維和想象思維的培養融于整合思維和發散思維的培養過程中，才能收到事半功倍的效果。

總之，科學探究是一種創新活動，是推動創新思維的動力源泉，也是創新教育的關鍵環節。在教育教學活動中，要充分運用科學探究的方式，使學生在科學探究中，學會發現新問題、新思路，形成科學的創新思維培養模式。

參考文獻：

［1］蘇富忠.思維科學［M］.黑龍江人民出版社，2002.

［2］徐方瞿.創新與創造教育［M］.上海教育出版社，2001.

［3］閻金鐸，田世昆，胡衛平.物理思維論［M］.廣西教育出版社，1999.