探求科學創(chuàng)造力的奧秘

在當今不斷變化的世界中，個體的創(chuàng)造力不是一種奢望，而是一種必要，幾乎在生活的所有領域，創(chuàng)造力都是成功的關鍵。創(chuàng)造力可以被視為能力、過程與環(huán)境之間的相互作用，個人或群體通過它產(chǎn)生可感知的產(chǎn)品，該產(chǎn)品在社會環(huán)境中既新穎又有用。

科學是一項創(chuàng)造性的努力，這一觀點無可爭辯，因為科學思想是心靈的創(chuàng)造。正如愛因斯坦所說，物理學的概念是人類智力的自由創(chuàng)造，它不是（雖然表面上看來很像是）單獨地由外在世界所決定的。由此可見，科學創(chuàng)造力是科學教育的核心主題，而創(chuàng)造型人才是最重要的國家資源，也是國家能力發(fā)展的重要支撐。

日常創(chuàng)造力是創(chuàng)造性成就的基礎

多年來我們一直缺乏對科學創(chuàng)造力的關注，同時在拔尖創(chuàng)新人才的早期培養(yǎng)上也存在諸多誤區(qū)，如通過選拔性考試篩選創(chuàng)造型人才，以貫通式培養(yǎng)為名進行跨學段提前招生等。造成這些誤區(qū)的原因在于，我們?nèi)匀蝗狈?chuàng)造力及科學創(chuàng)造力本質(zhì)的理解。創(chuàng)造性的表現(xiàn)意味著產(chǎn)生新的想法或事物。在當今不斷變化的世界中，個體的創(chuàng)造力不是一種奢望，而是一種必要，幾乎在生活的所有領域，創(chuàng)造力都是成功的關鍵。創(chuàng)造力可以被視為能力、過程與環(huán)境之間的相互作用，個人或群體通過它產(chǎn)生可感知的產(chǎn)品，該產(chǎn)品在社會環(huán)境中既新穎又有用。

美國心理學家考夫曼（James C. Kaufman）和他的同事貝格托（Ronald A. Beghetto）提出了創(chuàng)造力4C模型，將創(chuàng)造力分為四個層次。杰出甚至是偉大的創(chuàng)造力（Big—C）是少數(shù)卓越人才所擁有的能力，他們用自己的發(fā)明或作品改變了他們的學科甚至世界。例如，愛因斯坦的相對論、達爾文的進化論、畢加索的《格爾尼卡》、貝多芬的D小調(diào)第九交響曲等。偉大創(chuàng)造力是我們大多數(shù)人都無法企及的。專業(yè)創(chuàng)造力（Pro—C）是任何在創(chuàng)意領域獲得專業(yè)特長的人都可能獲得的，但他們并非一定能達到專業(yè)創(chuàng)造力水平。日常創(chuàng)造力（Little—C）是從人們在日常生活的各種活動中產(chǎn)生創(chuàng)意的角度來定義的，一定程度上能在每個人身上發(fā)現(xiàn)。偉大創(chuàng)造力是創(chuàng)造性成就，而日常創(chuàng)造力是創(chuàng)造性成就的基礎。雛稚創(chuàng)造力（Mini—C）從對經(jīng)驗、行動和事件等的新穎和有創(chuàng)意的個人解釋中體現(xiàn)出來，例如學生尋找?guī)追N不同的方法解決數(shù)學問題。它凸顯了學生在學習新知識時產(chǎn)生獨特和有意義見解的價值。偉大創(chuàng)造力的發(fā)展是罕見的，大多數(shù)創(chuàng)造力都屬于日常創(chuàng)造力類型，它通過結(jié)合已有的想法產(chǎn)生新的解決方案。希望學生表現(xiàn)出具有偉大創(chuàng)造力的科學思維很多時候是不切實際的，日常創(chuàng)造力不僅在大多數(shù)學生的能力范圍內(nèi)，而且引入這種形式的自由思考也可以提高學習過程的有效性和趣味性。我們可以通過鼓勵學生用類似于大多數(shù)現(xiàn)代科學的方式進行工作，以此激發(fā)學生的創(chuàng)造熱情。

將創(chuàng)造力培養(yǎng)納入科學教育進行培養(yǎng)

我們要關注日常學習過程的創(chuàng)造性表現(xiàn)，每個人都有發(fā)展創(chuàng)造力的可能性，而非少數(shù)被標識為“天才”的候選者。即使是“天才”，也必定要通過其創(chuàng)造性的產(chǎn)品來表達，這類產(chǎn)品絕非篩選性考試或競賽的固定答案。提供一個開放、包容和非批評的學校環(huán)境，鼓勵每個人的創(chuàng)意發(fā)揮可能更為有效。

創(chuàng)造力是定義科學本質(zhì)的關鍵因素，科學是一項創(chuàng)造性的努力，涉及想象力和原創(chuàng)思維，令人擔憂的是，人們?nèi)匀蝗狈茖W作為一項創(chuàng)造性事業(yè)的認識，科學更多以“理性思考”而不是創(chuàng)造力的表達者而聞名。因此，學生需要認識在科學努力中所涉及的創(chuàng)造性工作。美國科學促進會的有關項目提出，像發(fā)明假說這樣的探索活動是像寫詩一樣的創(chuàng)造性工作。將創(chuàng)造力納入科學教學的舉措，是發(fā)展科學教育的下一步，這表明培養(yǎng)創(chuàng)造力已經(jīng)成為學?？茖W教育的基本目標之一。

創(chuàng)新是具有特定領域的，科學領域的創(chuàng)造力可能與藝術或文學領域的創(chuàng)造力具有不同的方面。加德納的多元智能理論也暗示，一個有創(chuàng)造力的科學家需要具備高水平的邏輯數(shù)學智能和自然觀察智能，而一個有創(chuàng)造力的政治家則需要強大的語言智能和人際智能。韓國國立全南大學教授樸鐘元提出了一個面向科學教育領域的科學創(chuàng)造力模型，它強調(diào)科學創(chuàng)造力應整合三個關鍵要素以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。一是創(chuàng)造性思維，它涵蓋了多種科學活動中所需的思維技能，包括但不限于發(fā)散思維，產(chǎn)生多樣且新穎的想法；聚合思維，集中多種想法得出最優(yōu)解決方案；聯(lián)想思維，跨越不同領域?qū)ふ腋拍铋g的關聯(lián)。二是科學學科知識，創(chuàng)造力不是脫離具體內(nèi)容的抽象能力，而是依賴于一定的科學知識基礎。這意味著在科學教育中，不僅要教授科學原理，還要鼓勵學生利用所學知識進行創(chuàng)新思考。三是科學探究技能，強調(diào)科學創(chuàng)造力應該在科學探究過程中得以展現(xiàn)和發(fā)展。此模型應當反映出科學探究的全過程，并包含如觀察現(xiàn)象、提出問題、設計實驗、分析數(shù)據(jù)、形成結(jié)論等一系列科學探究技能的培養(yǎng)。

在社會文化環(huán)境中培養(yǎng)創(chuàng)造力

國際上很多研究探討了在科學課堂中培養(yǎng)創(chuàng)造力的具體方法，如創(chuàng)造力的培養(yǎng)以強勁的概念框架為前提，科學學科知識是思維的前提，因此也是創(chuàng)造性思維的前提。學生應盡可能了解科學知識即內(nèi)容知識，科學教育中的創(chuàng)造力是與發(fā)散性或想象性思維緊密相關的。在學?？茖W教育的背景下鼓勵創(chuàng)造力，意味著激勵學生在開放和自由環(huán)境中產(chǎn)生奇思妙想。為了激發(fā)學生的創(chuàng)造力，所有的想法都需要被傾聽，而不是被嘲笑。那些證明曾經(jīng)被認為是瘋狂的想法，最終被科學界所接受的例子舉不勝舉，例如電磁波的長距傳輸、原子的分裂、廣義相對論，等等。

在科學課程和教學中，圖像和可視化應該占據(jù)中心地位，視覺空間思維是科學教育中容易被忽視的一個方面。要關注科學探究中的“審美體驗”，特別是重視“驚奇”體驗。一種審美經(jīng)驗，特別是伴隨驚奇感的審美經(jīng)驗，增加了更深入地參與科學探究和迸發(fā)靈感的可能性。假設性思考未來的事件和可能性即時空距離，遙遠的事件和人即空間距離，是可以納入教學活動的策略?？茖W的社會性指向，為學生提供在社會環(huán)境中互動的機會，激發(fā)富有想象力和發(fā)散性思考的活動。簡言之，在不完全排除個性化活動的情況下，應該在社會文化環(huán)境中培養(yǎng)創(chuàng)造力。這種環(huán)境既包括科學探究文化，也包括學校課堂文化，這兩種文化都可以在培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維方面發(fā)揮作用。

教學過程的兩難是，在遵循一定課程目標和結(jié)構時，如何既能保證達到預期學習效果，又能留有足夠空間讓學生進行創(chuàng)新和即興創(chuàng)作，這是一個亟待解決的矛盾。真正在教學過程中推進學生創(chuàng)造力發(fā)展的方法不是項目化學習一種方法，而是一套方法。

科學創(chuàng)造力的培養(yǎng)依賴于探究性學習。面向“挑戰(zhàn)—應戰(zhàn)”的探究性學習包括五種基本類型：一是基于學科的探究；二是問題式學習，當參與探究時，學生必須理解真實案例的問題表征，并通過反復探究形成解決方案，通過解決沒有標準答案的問題來學習某個主題；三是項目化教學，如何有效地把科學核心概念、科學實踐和學習技術注入課堂，是項目化學習設計的核心挑戰(zhàn)；四是基于設計的學習，包括問題調(diào)整、研究、使命、愿景、概念和產(chǎn)品的反復迭代過程；五是基于挑戰(zhàn)的學習。這五種類型相互補充，揚長補短，構成科學教育中激發(fā)學生科學創(chuàng)造力的有效方法。

（張孝輝單位系華東師范大學教育學部，吳剛系該校教育高等研究院副院長、教授）

《中國教育報》2024年05月16日第8版