在科學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

陳明泉

教育部等十八部門下發(fā)的《關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》把科學(xué)教育提升到一個新的高度：在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法，激發(fā)中小學(xué)生好奇心、想象力和探求欲，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣。

義務(wù)教育階段的科學(xué)是一門體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程，課程目標是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。創(chuàng)新素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的一部分，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)涵主要包括：科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新。以傳授基本科學(xué)知識為手段（載體）的科學(xué)課，完全可以成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的課程。

科學(xué)課程與創(chuàng)新能力的結(jié)合模式。

首先，了解什么是創(chuàng)新能力，做到能把科學(xué)教育中涉及創(chuàng)新能力的內(nèi)容體現(xiàn)出來。

根據(jù)《創(chuàng)新思維與發(fā)明》一書的表述，創(chuàng)新能力是指在創(chuàng)新活動中為了實現(xiàn)創(chuàng)新目的人們必須擁有的能力。

創(chuàng)新能力包括：創(chuàng)新意向、創(chuàng)新品質(zhì)結(jié)構(gòu)；思維層次結(jié)構(gòu)；知識結(jié)構(gòu)；能力結(jié)構(gòu)。

創(chuàng)新意向、創(chuàng)新品質(zhì)結(jié)構(gòu)包括：創(chuàng)新觀念意識和創(chuàng)新心態(tài)，即創(chuàng)新的價值觀、人生觀、道德觀，創(chuàng)新興趣，創(chuàng)新膽量，創(chuàng)新決心，創(chuàng)新習(xí)慣，質(zhì)疑能力和批判性思維，克服由于崇信權(quán)威而造成的思維定式或思維習(xí)慣，突破思維障礙等。

思維層次結(jié)構(gòu)包括：思維方式（思維角度、思維方法、思維位置），思維模式（思維樣式、思維形式），理念（看法、主意、念頭、思想、計劃、打算、意見），還有想象力、悟性、跨越思維等。

知識結(jié)構(gòu)包括：發(fā)明創(chuàng)造知識結(jié)構(gòu)（發(fā)明類型、發(fā)明選題、發(fā)明創(chuàng)造中遇到的問題、專利法、版權(quán)法等），專業(yè)知識結(jié)構(gòu)（語文、數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、天文、地理等）和學(xué)科原理解析、知識來源解析等。

能力結(jié)構(gòu)包括：語言表達能力，文字表達能力，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力，應(yīng)用工具的能力，動手能力，把想法變成現(xiàn)實的能力（制圖、制造、實驗?zāi)芰Γ?，專業(yè)技能，創(chuàng)造知識的能力等。

創(chuàng)新意向、創(chuàng)新品質(zhì)是提升創(chuàng)新思想、創(chuàng)新精神；思維層次是提升思維能力；知識結(jié)構(gòu)是提升專業(yè)知識層次，發(fā)明創(chuàng)造知識結(jié)構(gòu)是提升發(fā)明創(chuàng)造的層次，遇到問題知道怎么解決，從哪些方面解決；能力結(jié)構(gòu)是提升解決創(chuàng)新發(fā)明的層次和水平。

創(chuàng)新的核心是擁有創(chuàng)新的觀念和意識。這是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，只有認識到自己能創(chuàng)新才能進行創(chuàng)新活動。思維創(chuàng)新是核心，任何創(chuàng)新都是通過思維創(chuàng)新來體現(xiàn)的。知識層次決定了創(chuàng)新的層次。創(chuàng)新的方向是人的思維方向，可以是任何方向，沒有限制。可以是知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新，更可以是人們所從事的任何職業(yè)、任何行業(yè)、任何領(lǐng)域的創(chuàng)新。發(fā)明創(chuàng)造只是把思維創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新結(jié)合的一個方面。

培養(yǎng)創(chuàng)新能力就是開展創(chuàng)新發(fā)明知識教育，同時要指導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)變：一是掌握創(chuàng)新發(fā)明知識結(jié)構(gòu)后實現(xiàn)由知識到形成創(chuàng)新思想的轉(zhuǎn)變，也就是擁有創(chuàng)新的觀念和意識；二是在掌握創(chuàng)新發(fā)明知識結(jié)構(gòu)、擁有創(chuàng)新思想的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)變。只有實現(xiàn)了這兩個轉(zhuǎn)變，才能說學(xué)生擁有了創(chuàng)新能力。

其次，掌握科學(xué)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的結(jié)合方法。

在實施科學(xué)教育。教授科學(xué)知識的時候，要注重以下轉(zhuǎn)變。

第一，要改變學(xué)生對科學(xué)、對創(chuàng)新、對發(fā)明的認識。要讓學(xué)生認識到科學(xué)就在身邊，創(chuàng)新就在身邊，國家發(fā)展需要科學(xué)，創(chuàng)新發(fā)展需要科學(xué)，擁有科學(xué)的思想、創(chuàng)新的思想。

第二，在介紹科學(xué)知識的時候，把科學(xué)知識做一個分類，哪些是專業(yè)知識，哪些是涉及創(chuàng)新發(fā)明的知識。讓學(xué)生掌握專業(yè)知識，提升專業(yè)知識層次，掌握創(chuàng)新發(fā)明的知識結(jié)構(gòu)，提升創(chuàng)新發(fā)明知識層次。

第三，指導(dǎo)學(xué)生探索分析知識的來源、創(chuàng)造知識的方法、探索知識時使用的思維方法，建立創(chuàng)新思維結(jié)構(gòu)。

第四，引導(dǎo)學(xué)生思考是誰提出的科學(xué)問題，也就是教給學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生在掌握發(fā)現(xiàn)問題方法的基礎(chǔ)上，形成發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣。

第五，分析發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題有多少種方法并掌握。

科學(xué)教育的教學(xué)過程屬于知識的傳授過程，也屬于探究過程。學(xué)生掌握了知識，掌握了探究的過程，掌握了探究過程中的知識、思維，學(xué)會了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的方法，才算擁有了創(chuàng)新能力。

實現(xiàn)了以上結(jié)合，科學(xué)教育就完成了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標。