創新能力及其有效教學途徑研究

崔光佐+++徐連榮+++張丹+++徐恩芹

培養創新人才已經成為當今教育的核心任務。我國的中小學義務教育課程標準（以下簡稱“新課標”）明確將創新能力作為教學目標，培養創新能力成為當前教育改革的核心任務。新課標頒布以來，眾多的中小學都加入到創新教育改革的行列，積極探索培養創新能力的教學方式和方法。然而，經過多年的探索，仍然沒有找到有效的途徑，甚至關于什么是創新能力都存在疑惑。

對創造力的研究起始于20世紀50年代吉爾福特就任美國心理學會主席時發表的講話，此后創造力研究成為心理學的一個新的研究領域。吉爾福特認為創造力的核心要素是發散思維。托蘭斯繼承了吉爾福特的成果，并系統地設計了創造力測驗量表，該量表目前仍然是創造力測試常用的量表之一。斯滕伯格從創造性人格的角度提出了創造力投資理論，該理論強調敢于挑戰、勇于承擔風險的人格對創新的作用。

創新力研究有很長的歷史，然而到目前為止還沒有找到一種可行的創造力培養方案，甚至對創造力本身的認識也沒有形成共識。目前的創造力訓練的實驗很多，但從文獻上看，沒有真正成功的案例，沒有案例說明經過創新能力訓練的個體獲得了真正的創造性成果。

基于以上情況，本文首先對創新能力的內涵進行探討和界定，對創新的過程進行綜合分析，以此構建培養創新能力的有效途徑，并結合課堂教學構建培養創新能力的教學模式。

創新能力的內涵探討與界定

關于創新能力內涵，斯滕伯格認為，創造力是一種提出或產出具有新穎性（即獨創性和新異性等）和適切性（即有用的、適合特定需要的）的工作成果的能力。能力是成功完成某項活動所需要的穩定的主觀條件，那么創新能力就是完成創新活動所需要的主觀條件。然而，通常來講，創新不能作為行為的目的，而只能作為達到目的的手段。正像數學中的解題方法，方法本身是通過解決特定的問題而產生的，離開了問題，方法就失去了意義。所謂創造出一種方法，是針對某類未解決的特定問題而言的。因此說，創新作為行為的目的并不合適。另外，如果將創新能力規定為提出或產出新穎性和適切性的工作成果的能力，那么學校教學中很難找到這樣的成果，創新教育就沒有根基。

從外部結果看，創新是產生了一種與眾不同的結果，但是這種與眾不同并不是追求的目標，而是一種手段，其最終目的是解決問特定的問題，或滿足特定的需要，從目的上來說都是為了解決問題而產生的。因此，與眾不同不一定是創新，只有解決了對人們有價值的問題的與眾不同才是創新。從另一方面講，這種與眾不同是在解決特定問題的動機下產生的，解決問題才是創新的源頭和判定依據。

從個體能力的角度看，所謂的創新，首先是在解決者個體的頭腦中不存在現成的解決方案，此時個體要想解決問題，就必須突破自己現有的知識和方法，創造和發現新的解決方案，這種突破已有知識發現新方案的能力才是創新的本質，而且，這種能力與小學生解決一個從未見過問題的能力是一樣的。因此，從個體能力的角度看，培養創新能力就可以通過解決從未見過的問題來逐步培養。基于此，本文將從問題解決的視角對創新能力進行定義。

思維能力是成功解決某類問題所需要的與知識相關的穩定的主觀條件。當一個人面對問題時，大致可以分為三種情況：一是解決過同樣的問題；二是解決過類似的問題；三是從沒有解決過類似的問題。解決第一類問題只需記住并回憶起問題的解決方案即可；解決第二類問題需要對原問題的解決策略或者方法進行修改；但解決第三類問題則需要解決者自己探索、發現解決問題的策略和方法。我們將解決類似問題所需要的思維能力稱為分析性思維能力，而解決從未見過的新異問題所需的思維能力稱為創新思維能力（簡稱“創新能力”）。在此，我們借鑒斯滕伯格關于思維的分類，我們將第一種能力稱為分析性思維能力；第二種能力稱為創造性思維能力（與創新思維能力同義）。

創新過程分析

1. 創新過程

當個體遇到一個新異問題時，一開始毫無頭緒，想盡各種辦法也不能解決，當頭腦中一片茫然時，突然靈光一閃，好像出現了好主意，經過驗證后得出問題的解決方案。每人都體驗過這樣的經歷，這就是創造的過程（當然，將自己創造的方案再與其他人的方案進行比較，如果是獨一無二的，就是創新成果。但是與其他成果比較的過程并不屬于創新能力，這里的創造能力和社會上說的創新能力是等同的）。過程論認為：人的創造性思維的產生和發展，是以發現問題為中心，以解決問題為目標的高級心理活動。華萊士最早提出了創新過程的階段模型，即準備階段、醞釀階段、頓悟階段和驗證階段。

2. 創新能力的雙加工模型

從創新過程的四個階段看，創新能力主要表現為靈感出現，靈感出現的階段稱為豁朗期。心理學的研究表明，頓悟過程主要發生在醞釀階段。頓悟過程中多種思維是并行發生的，而且各種思維的啟動是自發的、無意識的。準備階段的大部分思維活動是分析性思維，是意識活動，而驗證階段也是意識活動。因此，從雙加工的觀點來看，創新過程是由意識加工和無意識加工組成的，且不同的活動之間存在重疊。以下基于雙加工理論對創新的每個階段進行分析。

（1）準備階段，主要工作是激活已有的經驗和知識，分析問題的特征，試圖在已有經驗中發現解決辦法；當對問題內容的分析和操作都不能奏效時，解決者的探索可能會告一段落，停下來，進而轉入醞釀階段。

（2）醞釀階段，緊張的探索活動之后，解決者減少與環境的交互行為以及對問題內容的注視，進入休息階段；此時盡管外部行為進入休息階段，但準備階段的意識內容此時自然進入無意識加工，那些準備階段激活的顯性記憶由于信號衰減轉化為前意識，此時雖然目標性活動貌似停止了，但目的沒有達到，解決者沒有放棄，認知活動仍然在繼續，其中有些內隱記憶被激活，尤其是人格因素，堅定的信念、持之以恒的信心都會導致無意識加工活動的延續，而無意識狀態下開放的思維得以展現，內心本能的力量開始發揮作用，所有以前的經歷得以充分利用，個體的能量得以充分發揮。

（3）豁朗階段，雖然目標可能在無意識和意識之間徘徊，好像被解決者所淡忘，可是一旦與目標相關的內容被激活，或者可能對目標達成有用的內容被激活，這些內容就會馬上被增強，當達到意識水平時，突然感到豁朗。

（4）驗證階段，將剛出現的想法馬上付諸于實施，看是否達到目標。

以上創新能力的作用過程可以用雙加工模型來解釋，如圖1所示。

圖1 創新過程的雙加工模型

3. 創新過程的特征分析

通過上面的分析，我們可以得到關于創新過程的以下特征：

（1）創新過程具有整體性。創新過程雖然可以分為若干階段，每個階段會激活相應的知識和經驗，但是這些階段不是孤立的，是相互交織在一起的，沒有準備就沒有醞釀，沒有醞釀就沒有豁朗。同樣，醞釀過程中可能激活發散思維、邏輯思維、形象思維等，但這種激活是無意識的，是當被激活的相關知識以及行為目標達到下意識水平后靠意志力自發產生的，而不是有意而為的，這種效果是靠單獨的某個成分的訓練無法達到的。

（2）創新過程具有動態性。成功的創新過程需要有行為目標，需要激活已有的知識和經驗，但是這些內容又不能被過分強化，只有這些內容被無意識化才能獲得自由發散的聯想，這種狀態是一種在解決問題的過程中自發形成的，這種無意識狀態不能靠有意識地操作能達到，只能靠自身的素質和人格無意識地產生。

（3）創新結果具有非確定性。創新的結果都不同程度地經歷了準備、醞釀、豁朗、驗證四個階段，然而反之未必成立。這就是創新的非確定性，也是創新的價值所在，越是有意而為，結果越適得其反，只有專注投入、持之以恒才有可能取得創新的成果。

（4）創新過程具有無意識性。從創新的內部過程看，靈感都是在無意識狀態下出現的，創新成果都是出乎意料的。創新雖然需要知識技能（包括方法策略），這些雖然可以有意習得的，但是其發揮作用時卻是處在無意識水平，而個體相關的素質、人格的作用發揮也是無意識的。

創新能力的培養

1. 創新過程的啟示

（1）創新過程的整體性特征表明，創新能力只能作為一個整體來培養，而不能分解成若干要素單獨訓練。創新過程可能用到多種思維，例如發散思維、聚合思維、形象思維、邏輯思維等，這些思維在創新過程中不是單獨分開，而是作為一個整體系統地發揮作用。我們在解決一個挑戰性問題時，不會思考用什么思維和知識，只有全身性投入才有可能想出辦法。（2）創新過程的動態性表明，知識和技能是在下意識狀態下起作用的，然而如何才能保持這種狀態是靠個體自身的素質和人格發揮作用的。這種素質和人格的形成無法通過外力人為地強制實現，這種外力可能還會起反作用。因此，這種素質和人格的形成只能通過個體在解決問題的過程中自主控制和調節，逐漸改進，不斷提升。（3）創新過程的非確定性表明，解決者不能過于重視目標，不能對達到目標限制過于嚴格的條件，尤其是時間條件。（4）創新過程具有無意識性，創新結果的出現也是無意識的，解決者在創新過程中只是專注于不斷分析問題，不斷探索，即便使用到以前的知識技能，也是在無意識水平上發揮作用的。

2. 創新能力培養中的困難

培養創新能力的關鍵是確保學生不斷經歷創新的過程，但是在實際教學中會存在以下困難。

（1）給學生什么樣的問題？如果問題簡單，學生就會利用已有的方法解決，不會經歷醞釀的階段，更不會體驗豁朗；如果問題太難，學生就會陷入困境，解決時間遠遠超出課堂時間。還有的學生已經形成分析性思維方式，遇到困難就會放棄，也不會經歷創新的過程。

（2）教師如何參與？教師指導過多，學生就不會感到困難，就不會體驗醞釀的過程，也就不會體驗豁朗；教師指導過少，學生解決問題需要過長時間，難以在課堂上完成；若留為課后作業，也難保證學生繼續完成，難以讓學生經歷創新過程。

（3）學科知識如何處理？知識技能雖然在創新過程中不占據重要的位置，但它們是創新的必要條件。尤其對于中小學教師來說，知識技能也是重要的教學目標。如果解決問題需要太多的時間，學科知識技能的教學進度就會受到影響。因此，如何在培養創新能力的同時，兼顧知識技能目標也是實際教學中必須解決的問題。

基于新異問題的教學模式（NPIM）

為了解決創新能力培養中存在的問題，更有效地在課堂教學中培養創新能力，我們提煉出了一種基于新異問題的教學模式（簡稱“NPIM”）。

1. 新異問題

為了既讓學生經歷創新過程，又兼顧教學內容，使用的問題要有特定的要求，我們將這樣的問題稱為新異問題。通過大量的實踐，我們總結了新異問題的條件：（1）問題情境貼近學生的生活，選擇學生感興趣的活動；（2）問題活動基于學生的經驗，學生可以動手操作；（3）將教學目標所涵蓋的內容作為問題解決的必要條件；（4）解決該問題的難點和關鍵是應用教學目標的內容；（5）問題對于學生應具有新異性；（6）問題對于學生應具有挑戰性。

問題的新異性是培養學生創新能力的前提。創新能力是解決者遇到問題，而且在自己的經驗中無法找到類似的解決方案時才被激活的，這類問題一定是和解決者以前所解決的問題都不屬于同一類型，而是另一類新的問題。一個問題之所以“新”，有幾種可能性：一是新的情境；二是需要新的解決策略；三是需要新的解決方法；四是需要新的知識；五是需要新的技能。新異問題的挑戰性是學生經歷醞釀和豁朗的必要條件，但是只要問題感興趣，并且能夠利用現有經驗動手操作，就可以對問題進行不斷探索和分析，但又不會馬上發現方案，從而經歷豁朗，頓悟后發現結果。

2. 創新能力的教學模式

創新能力教學就是促進學生充分經歷創新的過程，并以此達到自悟，獲得創新的各種能力。創新能力教學應盡可能多的讓學生自主地解決問題，學生自己解決的越充分，教學的效果就越好。我們在多年從事思維能力教學的過程中總結出了一些比較穩定的步驟（如圖2所示），這些步驟可以有效地幫助教師逐步提高創新能力教學的水平。為了給讀者提供一個完整的過程，圖2不僅包括課堂教學過程，還包括設計過程。

圖2 思維能力的教學模式

3. 創新能力的教學設計

創新能力教學的關鍵是：設計新異問題，然后通過課堂教學促使學生自主解決。具體來說，將創新能力作為目標類型進行教學時，要完成以下五方面的工作：（1）教學內容分析；（2）根據教學內容設計具體的創新能力目標；（3）設計新異問題和教案；（4）課堂教學促進學生經歷創新過程；（5）評價結果，設計問題以檢測是否達到了目標。

4. 創新能力教學目標分類

常用的創新能力可以分為想到、發現和創造；從加工結果的維度，可以將加工對象分為知識、技能、方法、策略和主意。創新能力培養中常用的教學目標類型如表1所示。

表1 常用的創造性思維能力教學目標分類

思維加工

表1所示的目標分類矩陣包含了多種可能的教學目標，但是從人類經驗以及人們的使用習慣看，有些目標類型并不常用。

5. 思維能力教學的啟發策略

啟發是創新能力教學中常用的教學策略。啟發是在學生經過努力，但仍然沒有解決問題時，為了讓學生繼續堅持，完整地體驗新異問題的解決過程，有效地培養學生的創新能力而進行的教學行為。啟發是間接地引導，目的不是讓學生知道要做什么，而是要讓學生自己發現如何做，以此促進學生經歷完整的創新過程，體驗頓悟的愉悅感。另一方面，啟發實際上起著一種替代作用，替代學生解決問題的一部分工作，啟發的目的是培養學生的思考能力和探索能力，因此啟發所替代學生的工作越少越好，啟發應該讓學生盡量多地自己思考，自己探索，通過豁朗發現解決方案。從這個意義上講，啟發應該從盡量深的層次上進行，離解決問題的方案越遠越好，盡量從人格素質方面開始干預，使得學生能夠完整地體驗創新的過程。

實踐與結論

從2010年開始到現在，作者所在的研究團隊先后在北京石景山六一小學（半年）、河北高陽布里小學（半年）、北京門頭溝區的46所中小學（三年）、北京陳經綸中學多所分校、北京第十八中學附屬小學（進行中）、通州小學（進行中）進行了多年的實踐，均收到良好的效果。實驗班學生的思維能力（瑞文量表測驗）、學科成績（統考成績）以及創新能力（新異問題解決）均得到顯著提升。同時，作者所在團隊在進行校內培訓的同時，也面向社會開設實驗班，其中包括來自北大附小、北師大附小、清華附小、翠微小學、中關村一小、中關村二小、北京實驗二小等小學的學生，這些學生的成績、素質、能力都得到顯著提升，受到家長的好評。

本文首先從問題的角度對創新能力進行了界定，對創新的外部過程和內部過程進行了分析，然后提煉了創新能力的四個特征；在此基礎上對創新能力的培養及其存在的困難進行了討論，提出了基于新異問題的創新能力培養模式（NPIM）。同時，NPIM模式也是作者所在的研究團隊經過多年創新能力培養實踐中總結的結果；基于NPIM模式，作者研究團隊已經對多所中小學進行了創新教學的培訓和教學試驗，收到了良好效果；同時，大量面向社會的創新能力實驗班實驗也表明，NPIM模式在培養創新能力方面是有效的。

注：本文為國家社會科學基金規劃教育學一般課題《課堂交互產生學習結果的認知模型與仿真》（BCA100023）的研究成果。