學生創造力行為培養的課堂環境關系研究

中圖分類號：G4 文獻標志碼：A 文章編號：2096-0069（2025）03-0050-0

一、研究背景

《中國教育現代化2035》著重強調了創新能力的重要性。在信息化和智能化時代，創造力被視為人才的關鍵能力之一，學生需要具備創新思維，以適應未來社會的需求。課堂環境作為支持學生的創造力發展的關鍵因素，得到了教育界的廣泛關注。國內外有關創造力研究的理論指出，創造力的發展與表達不僅會受到個體知識經驗和個體特征的影響，環境也起著非常重要的作用[1]。物理實驗課堂提供了一個實踐與探索的環境，有助于學生通過觀察、假設、實驗和驗證來深化對物理概念的理解，從而為學生構建了一個良好的創造性環境。然而，從目前的研究來看，很少有研究者從課堂環境的角度來探討學生的創造力。為此，本研究擬探討課堂環境對學生創造力行為的影響，幫助教師和教育工作者梳理哪些課堂環境因素更有利于激發學生的創造力，從而指導教學實踐和課堂環境的設計。

二、研究目的與問題

研究目的：識別和分析初中物理實驗課堂環境中的哪些因素對學生的創造力行為有顯著影響。通過最小二乘回歸分析法對課堂環境變量進行量化分析，探討課堂環境對學生創造力行為的影響。

研究問題： ① 如何量化物理實驗課堂環境因素對學生創造力行為的影響？ ② 課堂環境因素的哪些特征能激發到學生的創造性思維，進而促進其創造力發展？③ 應從哪些方面構建一個支持學生創造力發展的物理實驗課堂環境？

三、文獻綜述

（一）學生創造力行為的概念

從創造力的社會維度來看，特蕾莎·M.艾曼貝爾（TeresaM.Amabile）[認為創造力是一個個人或群體的創作過程，它涉及在特定社會背景下產生且被人們認為是新穎、原創、有用和適當的結果，并受到一系列個人和環境因素的影響。這是一個被廣為接受的定義。在教育領域中，詹姆斯·C.考夫曼（JamesC.Kaufman）等[]認為創造力可被視為一種創造潛能，并認為是一系列的學生個人特質，這些特質導致產生新的、適當的想法和解決方案。課堂上的創造力是基于學生積極參與課堂活動時的反應，展示了學生基于探究的學習、協作學習和建構主義的過程，也是開展活動時產生的創造性想法或問題解決方案的總和。這些活動包括探索解決科學問題的非傳統方法、設計自然科學實驗、報告科學研究成果、構思原型等，并且體現了學生在課堂上的創造力發展所依托的物理、社會和教學環境。胡衛平等[將具有學科領域特征的創造力定義為產生或可能產生對社會或個人有價值的具有原創性的思想或者產品的能力，將這種具有學科領域特殊性的創造力稱為科學創造力，并以中學生為對象將科學創造力定義為一種智力特質或能力，指其利用現有的信息，按照一定的目的設計出某種具有獨特性和社會或個人價值的產品和想法。

由此可見，研究者對創造力定義的側重點不同，對于創造力的概念未能形成統一的認識。有研究者指出創造力不存在一個標準的定義，對創造力的不同要素的添加和減少，會隨著創造力作用的情景或環境等的變化而存在一定的差異。針對本研究的研究對象和學科的領域特殊性，主要探討的是在初中物理實驗課堂中學生的創造力是什么，結合物理學科特點可以得出的結論是：初中生利用他們的物理學科知識，通過理解物理概念、解決物理問題和設計物理實驗并進行實驗探究，或利用自己的想象力、獨創性制作物理實驗產品，創造出新穎、有用和獨特的科學想法或產品的科學活動，這一系列想法和活動會受到課堂環境的影響。

（二）培養創造力的課堂環境的概念

從上述對創造力定義的不同維度可以看出，人們普遍接受的定義大體都包括了創造力的4個要素：創造性的過程、產品、個人以及環境。有研究者已經提出環境、課堂環境及其活動在培養學生的創造力方面發揮著根本性作用，環境維度影響的是人與周圍環境的相互作用。

范春林等[5認為環境是創造力發展的一個關鍵要素。從物理環境、教學環境和社會心理來論述課堂環境，相對來說較為全面，并關注到課堂環境會影響到教學活動開展的有效性。胡衛平認為具有創造性的課堂環境是師生互動、學生創新能力的培養和創造力人格形成的關鍵，提出課堂環境的構建和教學策略的選擇在中小學生的創造力發展中至關重要。許多研究都有力地證明，提供各種適當的材料、工具和其他資源可以激發學生的創造力。有研究者提出環境包括物理空間的設置和設計、人際關系以及可用的資源和支持[7]。由此可見，教育者在發掘學生的創造力潛能、促進學生的創造力行為發生時，課堂環境發揮著至關重要的影響。

（三）課堂環境與學生創造力行為的關系

有研究者提出，教室環境是一個微系統，青少年在其中不斷地與他人互動并開展日常活動。青少年與課堂環境之間的雙向互動影響著青少年的發展，同伴互動也是關鍵因素。創造性行為互動論模型提出了解釋復雜社會環境中創造性行為的要素，認為課堂環境是影響教學過程和教學質量的物質、社會和心理因素的有機結合，具有良好聲學質量的教室有利于學生集中注意力和參與學習，從而產生創新想法[8

有研究者認為支持型的課堂氛圍包括良好的師生互動、自由空間、積極交流和討論、小組合作，有利于構建和諧的課堂環境，進而促進學生創造力的培養和創造性思維的形成，提升學生思維的流暢性、靈活度和新穎性。

在教學環境方面，卡門·理查德森（CarmenRichardson）等提出培養學生創造力的課堂活動更有可能為學生創造性思維的形成提供足夠的時間，獎勵不尋常的想法，促進學生探究知識、學會提問以及接受錯誤。也有研究者指出要為學生提供發揮創造力的機會，激勵學生在工作中承擔風險[0]。教師的態度和教學策略是決定課堂環境對創造力支持程度的兩個因素，讓學生體會到自主性的教學方式有利于創造力的培養。教師通過提供真實的學習環境，鼓勵學生以具象的方式實施從抽象到真實的過渡策略，促進了學生創造力的發展。教學實踐的設計應考慮到學生的互動和興趣，創造一個學生可以自由參與活動的環境。

在社會心理環境方面，羅伯特·K.索耶（RobertK.Sawyer）等[1]提出教師與學生之間的合作與談判可以促進學生創造力的發展，合作學習方法會進一步促進科學學科的性別平衡，提高學生的創造性思維。基于興趣的學習、鼓勵協作與交流、重視新想法的產生和允許犯錯，有利于學生創造性思維的形成。學生創造力培養的重點是讓學生從被動的接受者轉變為積極的參與者，從而發展創造力和實踐力。

（四）初中物理實驗課堂中創造力培養的環境特點

1.物理實驗課堂與創造力培養之間的關系

（1）物理實驗課堂的特點

從課程性質來看，物理學通過觀察實驗現象、進行實驗探究和邏輯推理等形成系統的研究范式和理論體系。在實驗環境中，動手實踐活動能幫助學生依靠真實的數據找到問題的答案。

（2）物理實驗環境對于學生創造力培養的作用

初中階段是培養學生創造力的重要時期，能夠提高學生的實際操作的能力，使其敢于挑戰和質疑，具備的創造能力[12]。物理實驗為學生提供了一個理想的課堂環境，有利于學生提高實踐能力和創新思維能力，構建了一個能夠促進學生創造力形成的環境。

2.物理實驗課堂中支持學生創造力的課堂環境編碼表

將SCALE作為評估學習環境中的創造力的工具，主要從物理環境、學習氛圍和學習者參與3個維度來識別和測量學習環境支持學生創造活動的方式。在基于科學課堂創造力（ScienceClassroomCreativity，簡稱SCC）的組成模型中，對科學課堂環境的描述包括物理環境和社會文化環境。其中，物理環境包括挑戰性任務、實驗可用的資源、實驗時充足的時間、舒適的空間，社會文化環境包括以交流為導向的氛圍和以合作為導向的氛圍。有學者提出的課堂環境量表包含了教師促進學生探究、參與和合作3大維度。從社會環境結構理論出發，可以認為人類環境的維度由人際交往、個體成長、任務驅動以及系統的保持與變革構成。程黎等[13]提出的教師對中小學中具有創造力的課堂環境測量表，構建了創造性課堂環境的結構，從教師支持、師生交互、領導力、學生合作等多個維度構建了具有創造力的課堂環境。楊俊鋒[14提出了技術支持課堂環境量表，包括表現內容、環境構建、資源搜集、情境創設、技術應用、教師促進、學生加入、科學探究、任務選擇、小組合作等維度。針對本研究的目的和內容，基于以上文獻的相關內容，結合初中物理實驗課堂的特點進行補充和修改，最終形成適合本研究的初中物理實驗環境中支持學生創造力行為的編碼表，如表1所示（見下頁）。

四、研究方法

（一）研究方法

1.課堂觀察法

在本研究中，為了深入理解課堂環境的各個要素對創造力的影響，借助課堂觀察軟件（ObservationforKnowledgeCreation，簡稱OKC），直接觀察師生互動和教學特點，并做詳細的課堂觀察記錄。

2.視頻分析法

在本研究中，通過觀看和分析初中物理實驗精品課視頻內容，借助初中物理實驗課堂環境支持學生創造力行為的編碼表，從視頻中提取定量的數據。

3.最小二乘回歸分析

本研究旨在分析課堂環境各要素對學生創造力行為的影響，在因果模式中要求解釋變量具有干預或者因變量的幾個變量，作回歸分析時，其中每個干預和因變量均由全部自變量解釋。在研究中，主要探討了課堂環境特征分別對創造力行為產生的影響，由多個自變量來解釋每一個因變量。

（二）研究對象

初中物理實驗視頻選擇：初中物理實驗精品課程課例視頻。其選擇依據如下：

1.研究內容的相關性

初中物理實驗精品課程視頻包含了鼓勵學生探究、動手操作、提出問題和解決問題等與創造力相關的教學活動。課堂環境能反映出實際的物理實驗課堂教學情境，包含了物理實驗資源和設備的使用情況、師生互動模式、教師支持方式。

2.視頻的質量和完整性

通過初中物理實驗課堂視頻能清楚、精確地觀察課堂活動和學生行為。視頻是完整的教學流程，包括師生交流和互動環節、實驗操作環節。

3.視頻數量

選取不同主題下的實驗精品課程，除去顯示錯誤的、不可觀看的視頻，統計到的課例共計23個，總時長805分鐘，通過事件采樣（觀察到特定創造力行為時記錄）的方法，采樣點300個。

（三）研究設計

1.研究目標

探討在初中物理實驗中，課堂環境如何影響學生的創造力行為。

2.研究假設

課堂環境特征（WI、W2、W3、W4、E1、E2、E3、E4、T1、T2、T3）對學生創造力行為（S1、S2、S3、S4、S5、S6）均沒有顯著影響。

3.自變量和因變量

（1）自變量：課堂環境特征（實驗材料、自然條件、教室布局、技術整合、對話、合作、挑戰、教師支持、時間靈活、自主學習、新穎活動）。

（2）因變量：創造力行為變化。

4.方法描述

采用最小二乘回歸來分析實驗材料、自然條件、教室布局、技術整合、對話、合作、挑戰、教師支持、時間靈活、自主學習、新穎活動等變量對學生創造力行為表現的影響：

Y=β0+β1W1+β2W2+β3W3+β4W4+β5E1+β6E2+β7E3 +β8E4+β9T1+β10T2+β11T3+?

5.數據編碼與分析流程

量化評分：將評分（ [0～3] ）轉化為數值數據，讓每個維度有對應的數值。數據預處理：檢查數據的完整性，處理缺失值和異常值。

（四）研究結果

1.回歸分析結果

從研究結果來看（見表2），實驗材料對實驗設計、實驗興趣和問題解決存在顯著性影響，自然條件對實驗想法也存在顯著性影響 （plt;0.05） ，拒絕原假設。表明不同的課堂環境自變量對不同的創造力行為因變量呈現顯著性影響 （plt;0.05） 。

2.相關性量化結果

通過課堂環境因素與學生創造力行為的相關性量化結果可知，課堂環境特征與學生創造力行為之間的相關程度存在差異。在11項課堂環境因素中，僅有10% 的課堂環境因素與學生的創造力行為顯著正相關，包括實驗興趣（11項因素中的8項）、實驗想法（11項因素中的5項）、解決問題（11項因素中的5項）、實驗設計（11項因素中的4項）、實驗探究（11項因素中的4項）。這反映出在創造力培養的環境因素設計和構建上，由于主講教師對課堂環境要素的理解不同，導致課堂教學實踐層面存在差異。

（1）在環境因素中，實驗材料與實驗設計、解決問題的相關性最強。實驗材料的種類、材質、形態的多樣性和豐富性會對學生提出有創新性的實驗設計設想和解決問題能力形成強支撐關系。數字技術、材料技術、3D技術都提供了實驗材料的新設計思路。

（2）在環境因素中，教室布局、實驗材料、挑戰與實驗興趣的相關性最強。學生的實驗興趣被激活并轉化為深度學習，需要打破刻板印象的教室布局，將物理實驗帶到真實自然環境中開展；實驗材料的復雜性、挑戰任務的階梯性設置都與學生的長期實驗興趣呈現出強正相關。

（3）在環境因素中，技術整合、對話、合作與實驗想法的相關性最強。基于社會活動理論，個體與技術的互動有可能會影響到個體對物質、空間乃至世界的認知與判斷；對話作為個體學習的重要載體，同樣會激發有創見的實驗想法。

（4）在環境因素中，自主學習和新穎活動與實驗探究的相關性最強。真正的探究源自學習個體自我效能感的實現，故而教師應盡可能充分設計需要學習個體動手、動眼、動心、動腦的有趣、有意義、有難度的主動學習活動，支持其體驗探究。

五．結論

從學習與環境的關系視角出發，通過本研究（見圖1）已經可以明確得出的結論是創造力的培養深植于內涵豐富的實驗全過程，甚至可以說實驗能力就是一種創造力，具體包括實驗設計、實驗探究、實驗想法、試錯修正、實驗興趣、解決問題，而這6項創造力的具體表現又受到課堂學習環境因素的綜合影響。故而，學科教師和教育技術研發人員有必要重新審視課堂學習環境因素的創造力培養價值，尤其是要重視學科實驗學習環境因素作用的充分發揮。在本研究中提出的7個創造力行為表現因素中，試錯修正是一個缺乏設計和重視的創造力要素，而這恰恰又是實施創造性人才培養戰略的關鍵環節，因此，在當下及未來的實驗課程學習環境因素設計中，應給予其高度重視并加強設計。實驗探究雖然在基礎教育學段已被倡導多年，但其成效并不顯著，故而應進一步討論并研究支持實驗探究的環境因素及工作內在機制。與之相對應的是，實驗興趣是已經被充分調動的創造力要素，但是，究竟是什么類型的實驗興趣被調動以及實驗興趣指向何種學習，都還需要長期和更深入的研究。5

參考文獻

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（責任編輯 孫興麗）

Research on the Relationship Between Classroom Environment and the Cultivation of Students'CreativeBehavior

TakingMiddle School PhysicsExperimentClassasan Example

LiRui1，DongYan2，Li Fengyan （1.DepartmetocatialologyolfatiieceolgynalUvesity Yunnan，China; 2.TheResearch InstituteofScience Education，Beijing Normal University，Beijing，China 100875）

Abstract：Thepurpose ofthisstudy wastoexamine the relationship between middle school physics laboratory clasroomenvironmentand studentcreativitybehavior.Least squares regressionanalysiswasutilized in this study to presentthe specific implications of this relationship.Twenty-three video examples of middle school physics laboratoryfineartscourses wereselectedforthestudy，andquantitativedatawerecollectedusingtheclassroom observation method and video analysis method.The resultsof the analysis revealed that： （1） of the11 factors that makeup theclasroom environment，lab materials and teacher emerged as the most significant influences in supporting thecultivationof students'creative behaviors; （2）among the six relevantdependentvariablesofcreative behavior，trial-nd-error correctionandexperimental inquiry havenotyetbeenfullyactivatedbytheelementsof the contemporary clasroomenvironment; （3）theconstructionofaclassroomenvironmentthatbreaks the timeand spaceconstraintsundernatural conditions，orientedtowards dialogueandcollboration，centeredonself-directed learning，andcaiesnovelactiitiesisatypicalfeatureofaclassoomenvironmentthatactivatescreativebehavior.

Key words：Creativity; Classroom environment;Midle shool physics;Laboratory classroom;Least squaresregressionanalysis