“雙新”背景下小學(xué)科學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

【摘 要】創(chuàng)新思維是小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要成分，對其未來的成長和發(fā)展至關(guān)重要。《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》的發(fā)布和對應(yīng)新教材的投入使用，為探討如何在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維提供了新的機遇和挑戰(zhàn)。在此背景下，在培養(yǎng)創(chuàng)新思維的教學(xué)過程中，科學(xué)概念是基礎(chǔ)，探究實踐是關(guān)鍵，思維訓(xùn)練是助力，人格意志是驅(qū)動，學(xué)習(xí)情境是保障。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué) 新課程標準 新教材 創(chuàng)新思維

隨著《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》和《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的發(fā)布，在新課標、新教材（以下簡稱“雙新”）的背景下，重新審視和進一步關(guān)切小學(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，凸顯小學(xué)科學(xué)課程的育人價值，正是當(dāng)前課程與教學(xué)改革發(fā)展的迫切需求。

何為創(chuàng)新思維？創(chuàng)新思維是一種解決問題的有效思維心理過程，既包括直覺思維、靈感思維、頓悟等非邏輯思維形式，也包括邏輯思維和批判思維等思維形式。在新課標中，明確提出科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等，其中創(chuàng)新思維體現(xiàn)在：從不同角度分析、思考問題，提出新穎而有價值的觀點和解決問題的方法。

創(chuàng)新思維作為人的一種核心素養(yǎng)，具有可塑性，應(yīng)貫穿在學(xué)生自主發(fā)展過程當(dāng)中。在“雙新”背景下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要貫徹新課標精神、把握新教材特點，通過科學(xué)概念的建構(gòu)、探究實踐的落實、思維方法的訓(xùn)練、人格意志的增益、學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

一、科學(xué)概念是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)

創(chuàng)新思維的靈感和頓悟不可能是憑空產(chǎn)生的，是要在一定的知識、經(jīng)驗支撐下才有可能產(chǎn)生。從科學(xué)教學(xué)角度看，就是要建立在科學(xué)概念基礎(chǔ)上。具體來說，教師要從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，圍繞13個科學(xué)核心概念和4個跨學(xué)科概念的自主建構(gòu)，逐步形成創(chuàng)新思維的材料基礎(chǔ)、促發(fā)創(chuàng)新思維的產(chǎn)生；同時，還要注意減少經(jīng)驗積累和概念建構(gòu)有可能給學(xué)生帶來的思維定式。因此，教師應(yīng)該關(guān)注三個方面：

（一）從經(jīng)驗積累到概念建構(gòu)

小學(xué)生的生活經(jīng)驗是其獲得知識、建構(gòu)概念的重要基礎(chǔ)，因此，教師在科學(xué)教學(xué)中要從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，把握新教材大單元教學(xué)的結(jié)構(gòu)特點，通過動手動腦幫助學(xué)生自主建構(gòu)科學(xué)概念，為創(chuàng)新思維積累材料基礎(chǔ)。

（二）從核心概念到跨學(xué)科概念

新課標明確提出，小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容圍繞13個核心概念和4個跨學(xué)科概念展開。13個核心概念是學(xué)生在義務(wù)教育階段學(xué)習(xí)掌握的核心內(nèi)容，構(gòu)成學(xué)生創(chuàng)新思維的材料基礎(chǔ)。而4個跨學(xué)科概念則打破學(xué)科領(lǐng)域的界限，幫助學(xué)生從宏觀角度靈活歸納、概括，建構(gòu)上位的概念，避免單一學(xué)科核心概念可能帶來的思維定式。

（三）從科學(xué)概念到科學(xué)觀念

學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中不斷建構(gòu)科學(xué)概念，形成認知結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)，這是對客觀世界形成總體認識的漸進過程，即逐步形成科學(xué)觀念的過程。因此，教師在科學(xué)教學(xué)中，要具備“點—線—面—體”的宏觀意識，促發(fā)學(xué)生在科學(xué)概念聯(lián)結(jié)中形成科學(xué)觀念，激發(fā)創(chuàng)新思維的發(fā)生。

二、探究實踐是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的關(guān)鍵

小學(xué)科學(xué)課程的重要特點是實踐性，學(xué)生思維的發(fā)生與發(fā)展，尤其是創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，離不開探究實踐這一重要載體。因此，教師在科學(xué)教學(xué)中要充分發(fā)揮科學(xué)探究和技術(shù)與工程實踐對學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的關(guān)鍵作用，設(shè)計有利于學(xué)生積極參與、主動實踐、激發(fā)創(chuàng)新的活動，讓學(xué)生親歷“做中學(xué)”“做中研”“做中創(chuàng)”的思維與實踐歷程。

（一）突出科學(xué)探究的問題導(dǎo)向

科學(xué)探究圍繞“是什么”展開學(xué)習(xí)進程，引導(dǎo)學(xué)生動腦動手解決問題，有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。新教材進一步突出了科學(xué)探究活動的問題導(dǎo)向，關(guān)注學(xué)生的自主學(xué)習(xí)需要，更好地激發(fā)學(xué)生的好奇心和想象力，驅(qū)動其創(chuàng)新思維的發(fā)展。因此，教學(xué)的起點應(yīng)當(dāng)是學(xué)生現(xiàn)有知識的空白或?qū)ΜF(xiàn)象的好奇，從而突出科學(xué)探究的問題導(dǎo)向。如此，科學(xué)學(xué)習(xí)因問題而起、因問題而思與行、因問題而表達與合作，在思維層面上是學(xué)生一般邏輯思維和直覺思維、發(fā)散思維、批判思維的自然發(fā)生。

（二）關(guān)切工程實踐的成本要素

技術(shù)與工程實踐圍繞“怎么辦”展開學(xué)習(xí)進程，突出學(xué)生綜合多因素解決實際問題，進一步強調(diào)實踐對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。具體到一項產(chǎn)品的設(shè)計與制作，需要學(xué)生調(diào)用已有知識經(jīng)驗、考量與落實實際操作，本身就是一項融入復(fù)雜性、挑戰(zhàn)性、綜合性的系統(tǒng)工程，必然觸發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。這一過程中，教師可以將側(cè)重點落在工程實踐的成本要素，因為解決實際問題的產(chǎn)品設(shè)計、制作、優(yōu)化，不可回避的重要因素就是產(chǎn)品投入的人力、物力、財力、時間等成本，既涉及單個要素的考量，也涉及多個要素的綜合測算，更加能夠推動學(xué)生在邏輯思維基礎(chǔ)上直覺思維、靈感思維、頓悟等非邏輯思維的運用。

（三）強調(diào)探究實踐的跨學(xué)科性

學(xué)生在探究實踐中不論是解答“是什么”，還是嘗試“怎么辦”，都需要在跨學(xué)科中打開思路、激活創(chuàng)新思維。一方面是強調(diào)跨學(xué)科的知識整合。科學(xué)教學(xué)中的探究實踐，實際上整合了數(shù)學(xué)、語文、信息、藝術(shù)等不同學(xué)科的知識與方法來解決科學(xué)問題，建立了不同領(lǐng)域間的聯(lián)系，為學(xué)生的創(chuàng)新思維提供了豐富素材。另一方面是強調(diào)跨學(xué)科的思維模式。探究實踐鼓勵開放性和多角度思考，跨學(xué)科的多樣性能夠有效地打開學(xué)生思路，破除原有的思維定式，促進思維的原創(chuàng)性和靈活性，為創(chuàng)新思維提供了思維基礎(chǔ)。

三、思維訓(xùn)練是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的助力

創(chuàng)新思維與認知能力的發(fā)展密切相關(guān)，具有可塑性。教師可以針對小學(xué)生的心理特點，有針對性地通過一定的思維技巧訓(xùn)練，幫助他們發(fā)展靈活、開放和原創(chuàng)性的思考方式，促進他們創(chuàng)新思維的發(fā)生與發(fā)展。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中可以嘗試運用的思維訓(xùn)練方法有以下幾種：

頭腦風(fēng)暴。這是一種常見的旨在激發(fā)創(chuàng)新和創(chuàng)造性思維的方法，可以通過學(xué)生的互動來產(chǎn)生大量的想法。教師可以在科學(xué)教學(xué)中針對具體內(nèi)容設(shè)置這樣的環(huán)節(jié)，以期在較短的時間內(nèi)激發(fā)學(xué)生對某一問題產(chǎn)生盡可能多的想法。如科學(xué)探究的提出問題、作出假設(shè)環(huán)節(jié)，技術(shù)與工程實踐的明確問題、設(shè)計方案環(huán)節(jié)，都適合引入頭腦風(fēng)暴。

思維導(dǎo)圖。這是一種圖形化的思考和組織信息的方法，可以幫助學(xué)生更有效地記憶、理解和創(chuàng)造。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，教師可以讓學(xué)生以具體問題或主題為中心，在紙張或白板上，用圖像或關(guān)鍵詞的方式，輔之以不同顏色標記，將他們的理解和想法快速、直觀地表達出來。

SCAMPER技巧。這是一種創(chuàng)造性思維技巧，可以簡單、有效地幫助學(xué)生跳出傳統(tǒng)思維模式，從不同角度探索創(chuàng)新的可能性。即提供一套創(chuàng)造性問題解決框架，包括替代（Substitute）、結(jié)合（Combine）、調(diào)整（Adapt）、修改（Modify）、放大（Put to other uses）、消除（Eliminate）和重新排序（Rearrange）。這樣的思維技巧，可以有效地幫助學(xué)生創(chuàng)造性解決問題，并遷移到更多的領(lǐng)域。

四、人格意志是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的驅(qū)動

從心理學(xué)角度分析，創(chuàng)新思維離不開兩個重要因素—人格特征和意志品質(zhì)，它們是學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展不可忽視的驅(qū)動力。

研究表明，個體具備開放性、冒險性、好奇性、挑戰(zhàn)性的人格特征，能夠更好地發(fā)揮出創(chuàng)造性，這與新課標中態(tài)度責(zé)任的素養(yǎng)目標是一致的。這就要求我們在科學(xué)教學(xué)中，幫助學(xué)生養(yǎng)成好奇善問、敢于質(zhì)疑、大膽實踐、樂于分享的人格品質(zhì)。

具體落實在科學(xué)教學(xué)中，教師可以采取一定的策略，如科學(xué)故事、挑戰(zhàn)任務(wù)、科學(xué)辯論、互動論壇等。科學(xué)故事圍繞科學(xué)主題，貼合學(xué)生喜歡聽故事的特點，以生動有趣的講述、視聽呈現(xiàn)科學(xué)的趣與秘，保持學(xué)生好奇心和求知欲；挑戰(zhàn)任務(wù)可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置一定挑戰(zhàn)性的小任務(wù)，如“誰的泡泡吹得大？”“誰的飛機飛得遠？”等，激勵學(xué)生發(fā)散思維，樂于實踐；科學(xué)辯論可以就學(xué)習(xí)內(nèi)容中出現(xiàn)的容易出現(xiàn)多方觀點的話題，展開微型辯論，如“我們是不應(yīng)該減少使用塑料制品來保護環(huán)境？”“人類活動是不是導(dǎo)致物種滅絕的主要原因？”等話題；互動論壇可以在科學(xué)教室以海報的形式，圍繞學(xué)生近期特別感興趣的話題，讓學(xué)生以一句話板貼的形式表達自己的所見所聞所感，并安排時間讓學(xué)生作進一步詳細敘述，營造良好的互動交流氛圍。

而意志品質(zhì)則是個體創(chuàng)新思維的持續(xù)驅(qū)動力。準備、醞釀、明朗和驗證是創(chuàng)新活動的四個階段，而瞬間的靈感、頓悟往往是建立在漫長的準備和醞釀基礎(chǔ)上的。因此，在科學(xué)教學(xué)中，教師要有意識地加強學(xué)生意志力鍛煉，驅(qū)動學(xué)生持久的自我管理和自我激勵，有效克服各種消極因素，充分調(diào)動各種積極因素。

具體落實在科學(xué)教學(xué)中，教師可以采取一定策略，如長周期科學(xué)活動、小組自我評估等。長周期科學(xué)活動，可以結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容，抓準教材中需要學(xué)生長期觀察、實踐的科學(xué)活動，如觀察月相、種植活動、養(yǎng)殖活動等，計劃好、調(diào)控好、實施好、總結(jié)好，讓每一個學(xué)生在這樣的活動中鍛煉其意志品質(zhì)，激勵其創(chuàng)新點滴；小組自我評估，可以將側(cè)重點落在學(xué)生個體的自我評估上，即在小組合作的實踐活動中，從自我貢獻率的角度激勵其持久的自我管理和自我激勵。

五、學(xué)習(xí)情境是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的保障

創(chuàng)新思維的主體和對象存在于現(xiàn)實世界當(dāng)中，從科學(xué)學(xué)習(xí)角度看，就是學(xué)習(xí)情境，包括學(xué)生所處的日常生活情境、社會生活情境、自然生活情境，以及數(shù)字生活情境。而創(chuàng)新思維支持下的創(chuàng)新活動，本質(zhì)上就是學(xué)生對存在于這些情境中的現(xiàn)象和問題進行思考，從而發(fā)現(xiàn)新問題、提出新方法。

從內(nèi)容角度看，以新課標為本，學(xué)習(xí)情境應(yīng)當(dāng)是在13個科學(xué)核心概念和4個跨學(xué)科概念統(tǒng)領(lǐng)下的，指向?qū)W生個人生活的4種情境，即緊扣學(xué)生置身其中的自我與他人、自我與社會、自我與自然、虛擬與現(xiàn)實的4組關(guān)系，探索科學(xué)問題，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

從形式角度看，教師應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)生周圍物化的情境和活動的情境。物化的情境可以直觀地理解為學(xué)生展開科學(xué)學(xué)習(xí)的具體環(huán)境，除了必要的科學(xué)教室環(huán)境外，教師還應(yīng)放眼室外，發(fā)揮校園物型文化的科學(xué)教育價值，以及校園外科研院所、科技館等專業(yè)學(xué)習(xí)資源的發(fā)掘；活動的情境是從動態(tài)視角出發(fā)，以科學(xué)活動促學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)生與發(fā)展，如科技競賽、科學(xué)節(jié)、科學(xué)戲劇等。

從心理角度看，保障學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)生與發(fā)展的學(xué)習(xí)情境，應(yīng)當(dāng)是寬松的、積極的、人性化的。寬松的情境，有利于個體切換情緒狀態(tài)，獲得意想不到的創(chuàng)新思路；積極的情境，就是在科學(xué)教學(xué)中維持學(xué)生全身心投入、積極思考解決問題的積極的心理狀態(tài)；人性化的情境，則需要教師在科學(xué)教學(xué)中，做到剛?cè)岵纫髮W(xué)生有嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，同時也要允許其在創(chuàng)新道路上出現(xiàn)錯誤與失敗，并輔之以更多的肯定、鼓勵和指導(dǎo)。

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