淺談在科學探究中培養創新思維論文

摘要：培養創新能力的關鍵在於培養創新思維，長期以來人們一直在探求培養創新思維的有效途徑。科學探究是新課程改革中出現的亮點，可喜的是科學探究竟是培養學生的創新思維的一種有效途徑。本文在介紹了創新思維的同時，精心設計了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：創新思維 科學探究 整合思維 發散思維 直覺思維

創造和創新的核心是創新思維，因爲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。但是，我國長期以來從小學以致大學的教育教學方法過於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，主要目的之一就是要培養學生的創新思維，爲創新教育開啟了一個突破口，那麼究竟如何充分發揮科學探究的優勢來培養創新思維呢？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，在一個創設的學習環境中，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，讓學生親歷探究的全過程，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，從而可以能動地獲得對科學的理解。透過科學探究活動，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。可以逐步形成好觀察、好提問、好探究的心理傾向；進而形成善於質疑，勤于思考，樂於表達思想、交流成果，並且樂於嘗試創造創新活動，在自主探究中獲取新知並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、創新的慾望和能力。

高中物理課程標準指出，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］。

創新思維是一種很複雜的思維形式，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並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，就是對客觀事物的直接判斷或抉擇，一眼看出或猜出問題的關鍵所在，體現了思維的“概括化”、“簡縮化”、“語言化”或“內化”，想象性思維等［3］。

發散思維是創新思維的基礎，它主要包括：①流暢性思維，能夠出現若干可能的構想和答案；②變通性思維，以不同的分類或方式去思考，能夠從某一思想轉換到另一思想，或者以另一種不同的新方式去看某一個問題；③獨創性思維，即思維的過程、方法或思維的產品具有新穎性、獨特性；④精緻性思維，在原來的構想或基本觀念上添加新的觀念，增加有趣的細節和組成相關概念羣。

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：做出正確的選擇或者決策，併力求在最短時間內解決問題。科學探究需要“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，並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，對蒐集的諸多數據進行分析處理，並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，並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，並吸取經驗，從經歷的過程中獲取新知識並用來解決新問題，透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“串並聯電路的電壓關係”，首先要根據實驗目的，制定試驗計劃、研究試驗步驟，設計出電路圖，決定選用的元件和儀器，包括燈泡的型號、電源功率等，都需要依據相關知識來做出合適選擇。對於所得電壓，電流要進行數據處理，要儘量減小誤差，最後得出初步結論。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、精緻性思維等。在“提出問題”過程中，儘可能多的發現問題可以培養流暢性思維；從不同於一般的角度來發現問題可以培養變通性思維；選擇一個比較新穎的、與衆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鍊和培養。在“猜想與假設”過程中，儘可能多的提出一些解決問題的方法和假設，並且要儘快地提出猜想和假設，這樣就會很好的鍛鍊和培養流暢性思維；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於獨創性思維的培養。在“制定計劃與設計實驗”過程中，要根據目的和現實條件，儘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，能夠在儘量短的時間裏尋找出新的方案，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衆不同，角度更加新穎，獨闢蹊徑，則就會使獨創性思維受到鍛鍊培養。當進行“實驗與收集證據”時，爲了培養流暢性思維可以儘量多的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，這就需要迅速的轉變思路，轉向其它的思路，這樣是有利於培養思維的變通性；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，高效率的補充豐富自己原有的知識體系有利於精緻性思維能力的增長。“分析與論證”過程中當嘗試着得出的某個結論荒謬不符合實際時，要及時轉換思路，去試着得出其它符合實際的結論，這樣的操作有利於變通性思維的鍛鍊；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，這樣正有利於精緻性思維的培養。在“評估”的過程中，注意探究中還沒有解決的矛盾，儘可能的發現一些新問題，並且儘可能迅速的提出新方案，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，要儘快的提出新方案，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，這是培養精緻性思維的最佳環節。在“交流與合作”中，要敢於提出新的看法，觀點，要敢於突破常規的思路來看待問題，這可是培養獨創性思維的最佳時機。

（三）直覺思維的培養

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。在“提出問題”過程中，使發現問題的時間儘量縮短；在“猜想與假設”過程中，對問題的解決方案迅速做出判斷，並且能根據客觀條件迅速而且大膽對實驗結果做出預測，這些刻意採取的措施都是對直覺思維的培養。例如，在研究物理學中“電磁感應現象”中，可以引導學生根據“電能生磁”的知識基礎大膽猜想“磁能生電”的結論，然後再設計實驗來進行驗證。

（四）想象思維的培養

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“猜想與假設”過程中，可以根據現有的條件或者現象，對實驗或者問題的答案進行想象，想象其可能出現的各種情況來做出預測。在“制定計劃與設計實驗”過程中，要在大腦中時刻想象實際操作中可能會出現的情況或者需要注意的問題，還要想象到相關因素的參與干擾，以便使計劃和實驗設計更加嚴密，以及儘量的減少意外情況的發生。在“分析與論證”中，對造成實驗或者活動結果的原因進行想象，以做出更加合理的解釋和更加準確的描述。這些都有利於想象性思維的培養。

四、結束語

科學探究是一種創新活動，是推動創新思維的一種強烈和穩定的動力源泉，也是創新教育的關鍵環節。在實際的教育教學活動中，要充分運用科學探究的方式，採用科學探究的內容，學會發現新問題，發現新思路，形成科學的創新思維培養模式。

參考文獻：[1]徐方瞿．創新與創造教育[M]．上海教育出版社，2001

[2]閻金鐸，田世昆，胡衛平．物理思維論[M]．廣西教育出版社，1999