在科学教育中培养学生的创新能力

教育部等十八部门下发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》把科学教育提升到一个新的高度：在教育“双减”中做好科学教育加法，激发中小学生好奇心、想象力和探求欲，培养学生科学兴趣。义务教育阶段的科学是一门体现科学本质的综合性基础课程，课程目标是培养学生的核心素养。创新素养是核心素养的一部分，培养学生的创新素养就是培养学生的创新能力。创新素养的内涵主要包括：科学精神、学会学习、实践创新。以传授基本科学知识为手段（载体）的科学课，完全可以成为培养学生创新能力的课程。科学课程与创新能力的结合模式。首先，了解什么是创新能力，做到能把科学教育中涉及创新能力的内容体现出来。根据《创新思维与发明》一书的表述，创新能力是指在创新活动中为了实现创新目的人们必须拥有的能力。创新能力包括：创新意向、创新品质结构；思维层次结构；知识结构；能力结构。创新意向、创新品质结构包括：创新观念意识和创新心态，即创新的价值观、人生观、道德观，创新兴趣，创新胆量，创新决心，创新习惯，质疑能力和批判性思维，克服由于崇信权威而造成的思维定式或思维习惯，突破思维障碍等。思维层次结构包括：思维方式（思维角度、思维方法、思维位置），思维模式（思维样式、思维形式），理念（看法、主意、念头、思想、计划、打算、意见），还有想象力、悟性、跨越思维等。知识结构包括：发明创造知识结构（发明类型、发明选题、发明创造中遇到的问题、专利法、版权法等），专业知识结构（语文、数学、化学、物理、天文、地理等）和学科原理解析、知识来源解析等。能力结构包括：语言表达能力，文字表达能力，发现问题、提出问题、解决问题的能力，应用工具的能力，动手能力，把想法变成现实的能力（制图、制造、实验能力），专业技能，创造知识的能力等。创新意向、创新品质是提升创新思想、创新精神；思维层次是提升思维能力；知识结构是提升专业知识层次，发明创造知识结构是提升发明创造的层次，遇到问题知道怎么解决，从哪些方面解决；能力结构是提升解决创新发明的层次和水平。创新的核心是拥有创新的观念和意识。这是创新的基础，只有认识到自己能创新才能进行创新活动。思维创新是核心，任何创新都是通过思维创新来体现的。知识层次决定了创新的层次。创新的方向是人的思维方向，可以是任何方向，没有限制。可以是知识创新、技术创新，更可以是人们所从事的任何职业、任何行业、任何领域的创新。发明创造只是把思维创新和技术创新结合的一个方面。培养创新能力就是开展创新发明知识教育，同时要指导学生实现两个转变：一是掌握创新发明知识结构后实现由知识到形成创新思想的转变，也就是拥有创新的观念和意识；二是在掌握创新发明知识结构、拥有创新思想的基础上，产生创新成果的转变。只有实现了这两个转变，才能说学生拥有了创新能力。其次，掌握科学教育与创新能力培养的结合方法。在实施科学教育。教授科学知识的时候，要注重以下转变。第一，要改变学生对科学、对创新、对发明的认识。要让学生认识到科学就在身边，创新就在身边，国家发展需要科学，创新发展需要科学，拥有科学的思想、创新的思想。第二，在介绍科学知识的时候，把科学知识做一个分类，哪些是专业知识，哪些是涉及创新发明的知识。让学生掌握专业知识，提升专业知识层次，掌握创新发明的知识结构，提升创新发明知识层次。第三，指导学生探索分析知识的来源、创造知识的方法、探索知识时使用的思维方法，建立创新思维结构。第四，引导学生思考是谁提出的科学问题，也就是教给学生学会发现问题，让学生在掌握发现问题方法的基础上，形成发现问题的习惯。第五，分析发现问题、提出问题、解决问题有多少种方法并掌握。科学教育的教学过程属于