大學生創新訓練計劃中“迷思概念”和“創造性思維”的分析

[摘 要]培養大學生的創新實踐能力是我國全面推進素質教育的重要內容。而一個無法回避的問題就是如何改變學生的“迷思概念”。本文總結了大學生創新訓練計劃中“迷思概念”的特點，分析了其發生的機制，提出了解決途徑。引導學生從“迷思概念”向“創造性思維”轉變，為大學生科研活動提供一些參考。

[關鍵詞]迷思概念 創造性思維 概念轉變 大學教育

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）14-0045-03

為了幫助創新型人才更快出爐，同濟大學于2006年啟動了大學生創新訓練計劃（Student Innovation Training Program，簡稱SITP）。目的是使本科生盡早接受科研訓練、盡早熟悉企業、了解社會實際，掌握基本的科學研究方法和手段，培養大學生嚴謹的科學態度、創新意識和團隊合作精神，從而提高大學生的研究創新能力和綜合實踐能力。而“迷思概念”往往在大學生的科研活動中起到負面作用。所謂“迷思概念”是指一個人或者一群人依據自身經驗所形成的一種自認為合理的概念，它是基于日常經驗對事物或者現象做出的解釋，這種解釋往往與科學概念相背。在科研中把有悖于科學概念的“迷思概念”轉變為“創造性思維”，應是實現SITP的目標的一條重要途徑。

一、大學生科研活動中“迷思概念”的含義和特點

李雁冰詳細地介紹了“迷思概念”在科學教育中的特點。在SITP中，以化學學科為例，本科生的“迷思概念”主要來源對所學專業知識的片面理解、教學或者傳媒的誤導，與科學教育中的迷思概念具有共同的特點，但是也有特殊的表現，例如：

（一）獨立性

許多“迷思概念”具有相當的獨立性，屬于個人私有。例如，個別同學認為“水蒸發之后就消失了；化學反應就是產生不可逆的變化的反應”等。甚至相同的問題不同的人會有不同的“迷思概念”。這些都是因為迷思概念將外在信息通過自己的加工進行解釋，用自己的經驗建構自己的理論，所以其概念具有相當的獨立性質。

（二）普遍性

即使對于一些基本的科學常識，許多人都存在迷思概念。例如，下面幾個描述經常很多老師和學生不能給出正確的答案：“凝固和沸騰是一種化學反應”、“水具有溶解鹽的力量”、“熔化和溶解是同樣的”、“化學鍵能夠儲存能量”、“水蒸氣分子比冰分子要輕”、“酸堿混合得到中性的溶液”、“打開化學鍵釋放能量”等。

（三）隱蔽性

在科研活動中，學生的迷思概念（來源于生活，學習，文獻，導師講解，實驗室組會，周圍觀察等）一般不會明顯地顯露出來，但是在解決科研中遇到的實際問題時卻往往自動地去運用迷思概念。比如，剛開始做實驗的同學往往以第一次的成功作為范本，如果實驗現象等出現差異就認為失敗，而指導教師卻很難幫助學生發現此類問題。

（四）易變性

迷思概念在剛開始科研活動的同學中體現出明顯的易變性，容易出現也容易被糾正。針對易變性，正是科研工作的主要內容之一，使學生能夠形成正確的科研理念，是創新性思維的重要起點。

（五）異質性

失敗的實驗往往預示著不一樣的珍貴結果，“迷思概念”中也可能閃耀“創造性思維”的光芒。學生們做SITP的目標明確，以實現目標為成功的標準，忽略了科研最根本意義在于對未知世界的探索。反映出學生經驗的褊狹或者思維的簡化，創造性思維要跳出迷思概念的誤區。例如，有人認為“電腦病毒可以通過電源線傳播”，因此關機后必須拔下電源，這個迷思概念里面蘊含著高壓線中傳輸弱電流信號的可能。由此看來，理解并判斷迷思概念的不同意義和價值在科研活動中對創造性思維是有幫助的。

二、 SITP中“迷思概念”的發生機制

大學生創新訓練計劃中的本科生主要是大二到大四的學生，基本上剛開始接觸專業課或者是尚未學習部分專業課，到實驗室這個陌生環境之后，很多事物都是新鮮的。這為“迷思概念”發生提供了豐富的土壤。究其原因，可以大致歸納為以下幾個方面：

（一）初高中階段“迷思概念”的延續

很多研究表明，高中生最經常發生迷思概念的學習部分包括化學反應中化學平衡以及化學鍵的概念。例如，學生普遍存有與化學鍵相關的迷思概念：“分子是由獨立的原子組成”、“只有兩種化學鍵，即共價鍵和離子鍵，其他的都只是力，并不是嚴格意義上的鍵”、“極性共價鍵化合物中有帶電物質”等。這些高中生經常發生的迷思概念因為缺少改正的契機，往往在大學生中也同樣容易出現。

（二）實踐中得到錯誤的示范

大學生的實踐教學主要是基礎實驗，教學目的是為了加深課堂知識的理解。基礎實驗主要是驗證實驗，鍛煉學生的動手能力和實驗技能。這類實驗成功率極高，涉及的知識面較窄。因此，“化學實驗很簡單”、“化學實驗非常復雜”、“科學與技術是同樣的”等迷思概念矛盾地存在于很多同學思考中。因為缺乏必要的設計性或者綜合性實驗訓練，開始SITP的大學生經常迷信于自己在實驗室初期見到的各種操作等就是最標準的操作或實驗手段，而且這類迷思概念還具有傳播性，往往被當成正確的方法教給下一位同學。這些在實踐中得到的錯誤示范因為不會造成大的問題，往往被老師忽略，形成根深蒂固的概念。

（三）文獻和資料的誤導

“文獻中報道的都是正確的”，“我按文獻做實驗結果重復不出來，所以文獻錯了”這兩個迷思概念非常普遍。學生閱讀文獻數量有限并且固執于文獻的方法，迷信文獻和迷信專家使學生花費大量時間和精力去證實文獻中已經證明過的結論，難以脫離理論教學的束縛。

（四）教學的誤導

教師在指導學生時也會是一些“迷思概念”的起因。因為時機或者時間因素，教師通常把大量應該注意的事項或者問題在較短的時間內教授給學生，而學生由于基礎知識等原因，不能夠徹底或者完整地理解相關知識。一旦在其頭腦中留下一些似是而非概念，往往轉化為迷思概念。

（五）社會風氣的誤導

現代大學生生活在信息爆炸的時代，互聯網、電視、報紙雜志等成為“迷思概念”產生和傳播的重要途徑。“讀書無用”、“大學畢業就是失業”、“上學不如打工”等概念也嚴重束縛了學生的思想。學生缺少對于科研的執著和熱情，參與SITP是為了學分或者獎勵，從出發點上就是錯誤的。

“迷思概念”一經形成之后，往往根深蒂固地存在于大學生頭腦之中，并形成相對固定的信念。對于培養創新型人才會產生諸多不利的影響。如果“迷思概念”形成程序性知識，它在科學教學中將很難進行概念轉變。針對以上幾種可能導致“迷思概念”產生的原因，在計劃實行過程中，學校和導師應該根據學生的特點等進行相應的理念性或者概念性的轉變，將學生認知結構中的“迷思概念”向科學概念甚至科學發展觀概念轉變，從“迷思概念”向“創造性思維”轉變。

三、觀念轉變：從“迷思概念”到“創造性思維”

科學研究應該面對的是未知世界，是對未知的探索。創新性思維的缺失往往導致大學生創新行動的參與者不能得到必要的鍛煉，經常屬于實踐性質的綜合性實驗，而這不是這個行動的初衷。那么，如何掌握并轉變學生的“迷思概念”？如何培養“創造性思維”？結合以前的研究，可以從幾個層面進行嘗試：

（一）學校教育層面：首先要破除“讀書無用論”等迷思概念，進行以創造性思維為目的的教學改革

首先，強調智力和思維的重要性，而不是不停地加強基礎知識傳授。智力是以思維為核心，而知識不是思維，它們是兩個概念。愛因斯坦說：“想象力比知識更重要，想象力是科學研究中的實在因素。”其次，打破學生在思維方法上的形式邏輯依賴性。在科研中，過于重視形式邏輯往往導致只重視結論。但是科學的發現并不僅僅是靠推理創造出來，而需要發現問題、開拓思維、突破傳統概念框架，運用聯想和想象觸發靈感、解決問題，引導學生創造性思維和能力的培養。最后，應該破除傳統思維的束縛，加強科學史的教育。破除學生面對科研問題時不愛鉆研、不善存疑、不會分析、不勤動腦筋等頑疾。

（二）實驗室層面

大學生接受新事物的能力應該是最高的。即使“迷思概念”再頑固，遇到真知灼見時也應該能夠被科學概念轉變。可以從幾個方面來加強培養。首先是導師，應該以最前沿的科研成果作為課題的研究方向，通過訪談和安排學生撰寫實驗計劃等發現學生在面對課題時可能有的“迷思概念”，并從“迷思概念”出發，引導學生在思考過程中體現出來的思維閃光點的進一步認識與深入思考，從而啟發其“創造性思維”。其次是周圍環境，大學生進入實驗室后，進入了以導師和研究生為主的科研環境。細致認真的學生能夠在無形中破除很多固有的“迷思概念”，改變對科研活動的看法，并在所掌握的理論知識基礎上發展出新的能力。最后是組會或者學術會議，讓大學生理解和掌握科學研究的基本思路和基本方法，接受新知識與新技能，“他山之石，可以攻玉”，借鑒與吸收是快速掌握知識的法門。

（三）個人層面

興趣是最好的老師，“迷思概念”也是一種概念，如果學生帶著問題走入實驗室，那么一個個迷思概念將被自己轉換為科學概念。首先，依賴大量資料和文獻的閱讀，通過分析比較，應該能夠破除“文獻都是正確的”這類迷思概念，能夠以批判和發展的眼光分析和解讀文獻；第二，就是撰寫研究計劃，要求能夠跳出文獻的窠臼，發展出有創造性的新思想或者新實驗。這個過程應該有導師的參與，指出不足與可能的方向。但是不應該越俎代庖，應該以鍛煉學生的思維習慣為主；第三，在于做報告，通過學生親口講出自己的思路與具體的實驗思想，進一步改變其固有觀念；最后，在于動手，想得再多也不如實踐，在具體實驗過程中，把先前的一切構想變成現實。

四、結語

大學生創新訓練計劃的開展與研究生科研活動完全不同，不能以撰寫論文為目標，其重心應該在于基礎知識的掌握與創造性思維的培養方面，不是把研究生教育提前到本科階段，而是鍛煉大學生的思維能力。筆者認為其關鍵在于破除大學生中固有的對于科研問題的“迷思概念”，正確地處理“迷思概念”和“創新性思維”之間的矛盾。通過大學生的科研實踐活動，力爭培養出具有創新能力和實際動手能力的、全面發展的人才。

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[責任編輯：雷 艷]