培养创新能力的要素.pps

创新教育简明教程 制作：孟现柱 第五章 创新教育的培养要素 培养创新能力有四 个要素：培养创新 意识、培养问题意 识、学习研究方法 和加强科研训练。 第一节 意识 人的活动都是在一定动机支配下进行的 。一个人根据社会和个人生活发展的需 要引起某种创造动机、表现出来的创造 意向和愿望就是创新意识。 创新意识是人们进行创造性活动的出发 点和内在动力。因此，进行创新教育首 先要激发学生的创造动机，培养学生的 创新意识。 一、培养创新意识 创造力本身是智力发展的结果。一定的智力发 展水平是创造力的必要条件。但是智商高的却 不一定有高创造。托兰斯以小学生为对象进行 了两种测验，结果发现高智力组与高创造组的 相关度仅仅为0.1。推孟等人利用40年的时间 追踪研究了1000名高智商者的发展情况，结果 发现其中很少有高创造才能的。吉尔福特对智 商在70140的中小学生中进行了创造性测验 ，最后发现：智力高的不一定有高创造力。 一、培养创新意识 为什么高智商没有高创造能力呢？原来人的活 动都是在一定动机驱使下进行的，一个人根据 社会和个人发展的需要引起某种动机、表现出 来的意向和愿望就是人的意识。人如果有某种 意识，人就会在意识的驱使下主动进行某种活 动，人如果没有某种意识，人就不会主动进行 某种活动，创造性活动也不例外，它必须靠人 的创新意识去驱使，创新意识是人们进行创造 性活动的出发点和内在动力，因此,要培养学生 的创新能力首先必须培养学生的创新意识。而 要培养学生的创新意识，必须消除学生的惧怕 心理、培养学生的责任心、使命感。 （一）消除惧怕心理，树立创造信心 调查显示：很多人对创造发明都存在惧 怕心理，因此要培养创新意识，首先就 要消除惧怕心理，树立创造信心。这就 要认识到：创造并不是极少数人的天赋 ，每个人都可以搞发明创造，凡是前人 没有做过、想过的事，如果想到了、做 到了就是创造，在生活中遇到的不称心 的、不顺手的、不满意的事想办法改进 了就是发明。 （二）培养责任心、使命感，激发创新意识 我们知道许多科学家都是为了祖国的富 强或为了人类的进步才走上发明创造道 路的。由此可见，强烈的责任心、使命 感和爱国信念能够激发创新意识。学习 科学家、发明家的事迹，可以培养责任 心、使命感和爱国信念，进而激发创新 意识。 二、树立问题意识 寻找研究课题 “学起于思，思源于疑”，创造发明过程总是从发现问题 开始，又在解决问题中得到发展。1999年严建兵指出 ：由于片面的理解，在问题解决中，学生总是被要求 去解决别人提出的问题，在问题解决过程中学生的主 体地位没有得到体现，从而不可避免地处于被动地位 ，于是提出“问题提出”的口号。文章指出要培养学生的 创新能力，应该重视问题的提出，只有教育学生自己 发现问题，才能主动地探索未知领域，寻找客观真理 ，成为发现者，爱因斯坦也说：“提出一个问题往往比 解决一个问题更重要”，“而提出新的问题，新的可能性 ，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想 象力，而且标志着科学的真正进步”。可见，树立问题 意识的重要性。 （一）培养敢于质疑、打破成规的勇气 要培养问题意识首先要培养学生的质疑精神，“ 发明千千万，起点是疑问”，只有质疑才能推动 学生不断地带着疑问去思考、去研究。但是传 统具有强大的惯性力，并且随着岁月的修正， 一天比一天更加合乎情理，从而更容易变为发 明创造的顽敌，大凡新的发明创造都是对习惯 和传统的改动和反对。因此搞发明创造时要敢 于打破成规，不要为过去的认识束缚，具有提 出问题的勇气和习惯。 （二）培养扑捉思想火花的习惯 要培养问题意识还应该善于扑捉思想火花。因 为在无意之中可能会出现突如其来的新观点、 新方法，一般说来它是想象的产物，是思维过 程中稍纵即逝的火花，每一个火花都可能是一 个发明创造，及时扑捉思想火花并把它记录下 来，进行思维加工与实践检验就有可能取得很 有价值的收获。例如：俄国化学家门捷列夫， 在科研之余，玩扑克时，突然有了一个新观点 ，便信手拣起桌上的旧信封，把它记在信封的 背面，由此发现了化学元素周期表。 （三）培养钻研问题的毅力 培养问题意识还应该对某些问题抓住不放，有 意志，有决心，非想出个办法不可，具有坚忍 不拔地解决问题的毅力。例如：1820年，奥斯 特发现电流的磁效应后，人们自然地想到既然 电能生磁，反过来，磁能不能生电呢？不少物 理学家都开始研究这个问题，但都没得到预期 结果，而英国物理学家法拉第凭借坚强的毅力 ，抓住这个问题不放，经过十年的不懈努力， 发现了电磁感应现象。 （四）培养学生敢于质疑、打破过去框框的 勇气 传统具有强大的惯性力，并且随着岁月 的修正，一天比一天更合乎情理，从而 更容易变为发明创造的顽敌，研究发现 ，大凡新的发明创造都是对习惯和传统 的改动和反对。只有打破过去框框，不 为过去的认识束缚，才能创新。 （五）培养学生正确对待异常现象的意识 历史上很多创造发明、科学发现都是和异常现 象联系在一起的，1865年英国皇家科学院学生 柏琴，从煤油中提炼奎宁失败，结果得到了一 种脏的粘液，但柏琴却对此发生了兴趣，结果 发现了“苯胺紫”。1889年冯梅林和明可夫斯基 给狗切除了胰脏，意外发现狗尿招来了苍蝇， 引起了他们的研究兴趣，发现了胰控制着糖的 代谢。二战时期，英国雷达站发现了莫名其妙 的电噪声干扰，引起了人们的探索，导致了后 来的射电天文学的创立。由此可见异常现象是 创造发明和科学发现的先导、线索、生长点。 在教学中，要教育学生不放过异常现象，培养 学生敏锐的观察力。 三、学习研究方法 培养任何一种能力都离不开方法。笛卡 尔曾指出：“最有价值的知识是方法的知 识。”方法是前人经过许多探索逐渐总结 出来的行之有效的经验，加强创造方法 的教育，能够最快地促进学生创造能力 的提高，故有人把方法比喻为过河的“桥” 或“船”。 研究方法就是关于方法的知识，就是研究科学 问题时所采用的思维方法或实验手段。研究方 法不研究科研成果本身，而是专门研究科研成 果是怎样被研究出来的。例如，它不是研究狭 义相对论，而是研究爱因斯坦在研究狭义相对 论时用了哪些思维方法或实验手段。 （一）加强创新方法的教育，训练学生 的创造技法 学习研究方法大重要性1945年，心理学家戴维斯（D. R. Davies）曾利用学习射箭做过发现和指导的比较研究，在实验中 ，被试被分成两组。甲组（指导组）受到详细的指导，教给他们 如何站立，如何握弓，如何放箭，即教给他们射箭的方法；乙组 （发现组）未受详细指导，自行尝试。经过18次练习，指导组射 中率为65%，尝试组为45%。1972年麦伦洪（J. E. Manachan）又 做了类似的比较研究，他要求发现组更多注意姿势、计划和评价 自己的技术，即自己总结射箭方法，以此来提高发现法的效果， 即使如此，指导组的成绩仍然高于发现组，分析表明：发现组的 学生总结的是笨拙的技术方法。通过学习研究方法，可以掌握切 实可行的研究方法；借鉴前人的经验；受到启发。 有大量的证据表明，一些诺贝尔获得者，常常是由另一些诺贝尔 获得者或其他“科学精英”训练出来的。朱可曼的研究发现：在92 个诺贝尔获得者中有48人曾经在其他的诺贝尔获得者手下做过研 究生或资历较浅的实验员，受到过他们研究的熏陶。 由此可见传授研究方法对提高创造发明能力很重要。 “最有价值 的知识是方法的知识” 。 （一）加强创新方法的教育，训练学生 的创造技法 加强研究方法的学习，能够最快地促进创造能力的提 高。1939年，美国通用电气公司为了提高 职工的创造能力，首创了“创造工程”这门 课，结果使职工的创造能力提高了3倍。 由此可见加强创造方法的教育，能够最 快地促进学生创造能力的提高，方法是 前人经过许多探索逐渐总结出来的行之 有效的经验。因此在教学过程中应该突 出方法的教育。这可在课堂教学、课后 练习题、课后阅读以及小实验时渗透创 造技法训练。 （二）注重创造性思维，加强创新能力的培 养 如何培养学生的创造力，虽然不一定套 用具体的教学方法，但是却不能离开一 个基本的原则：即指导学生遇到问题时 多独立思考提出超常的观念。当然，超 常观念未必胜过平常或传统观念，也未 必能保证问题解决或创造，但必须承认 ，平常或传统观念是不足以应对困难问 题而出现创造的，只有提出超常观念， 才可能突破困难问题出现创造。怎样才 能提出超常观念呢？ （1）教育学生脱离常态，从意外的角度去思 考问题 教材要注意培养学生突破定型思考的习惯，教 育学生对问题既可以从正面去思考，又可以从 侧面去思考，一味故守一种方法，就可能走进 死胡同，碰壁失败。而突破思维习惯，变换思 维角度，独辟蹊径，迂回绕道，脱离常态，从 意外的角度去思考问题，则会得到成功。例如 ：教学直流电路的动态分析时，教师可让 学生通过以不变电阻的电压、电流来求可变电 阻的电压、电流的训练来引导学生突破思维习 惯，变换思维角度。 （ （2）培养学生的四种能力 引导学生透过 现象看本质 任何定理、定律的发现都离不开观察问题、提 出问题、分析问题以及运用所学知识来解决问 题的能力，因此，教学过程中要注重以上四种 能力的培养，借以引导学生透过现象看本质， 将感性知识上升为理性知识。例如：讲授玻 耳原子理论对氢光谱的解释时，可以利用“历 史上巴耳末公式对玻耳原子理论的提出起了很 大的作用，玻耳正是看到公式中的n才产生了 轨道量子化的想法。”的事实，教育学生“善于 从表面现象发现其内在本质”。 （3）教给学生一定的研究方法 在教学中要注意给学生总结一定的研究 方法，引导学生学会研究，“扶”着学生先 学会走路。例如：牛顿推导万有引力定 律的研究方法可以概括为：由表入里、 利用资料、换位思考、验证结论、合理 推广五部分。 （4）注意培养学生的想象力 想象是人脑对已储存的表象加工改造成 新形象的过程，是再创造新形象的过程 。根据陶明报的研究，想象在创新教育 中的作用有三： A想象可以直接激发并转化为个体的创 新思维。 B想象可以催生创新方法。 C想象训练有助于创新品格的培养。 A想象可以直接激发并转化为个体的创新思 维 创新的实质是对现实的超越，而超越现实又是 一切想象的共同特征。想象对创新思维的激发 作用是微妙的，刺激而又是明显的。首先想象 能够提供创新思维赖以产生的热情。法国学者 李博说：“创造性想象的所有一切形式都包含感 情因素”。其次，有些想象的成分还可以转化为 创新思维的内容。比如科学家如果没有对原子 内部的想象，就很难提出现代的原子模型理论 。古人陆机在文赋中要求作者突破身观局 限，遐想到天上、地下、远古和当今。这正是 我国古代文人辈出，词曲缤纷的一个重要原因 。假如人类失去了想象能力，就等于失去了创 新思维，而失去了创新思维的支撑的科学既没 有普遍的解释能力，也没有对未来的预测能力 。 B想象可以催生创新方法 很多研究成果的创新是从研究方法的变 革开始突破的。19世纪有机苯的存在已 经得到公认，但化学家就是找不到苯的 分子结构式，德国化学家凯库勒为了寻 找答案达到着迷状态，一天坐车回家， 由于过度劳累，迷迷糊糊进入幻想状态 ，他发现自己所设想的苯分子正在翩翩 起舞，其中一个分子结构式忽然变成了 蛇，这蛇首尾相衔，成了一个环。在此 启发下，他终于画出了能够合理解释苯 分子化学性质的环状分子结构。 C想象训练有助于创新品格的培养 创新品格是指创新的思维方式、思维状态、思维水平、思维风格 的总和。钱学森认为：想象可以很好地弥补逻辑思维活动中分析 、推理的不足。想象不但可以增加形象思维的可感受性，还可以 开拓思维领域，增大其表现丰度；想象中的非理性因子不但可以 激发灵感思维，而且有时其本身就是人的灵感的重要来源。爱因 斯坦说：“当接受感觉印象时出现记忆形象，这不是思维。当这样 一些形象形成一个系列时，其中某一个形象引起另一个形象时， 这还不是思维。可是当某一个形象在许多这样的系列中反复出现 时，它就成为这种系列中的一个起支配作用的元素，因为它把那 些本身没有联系的系列联系了起来。”这就是由经验产生联想然后 产生假设或推理的过程。想象在影响个体思维方法和思维状态的 过程中，也影响着个体的思维水平和思维风格。而善于不断地结 合实践进行想象则可以促成个人的创新品格。在创新过程中要注 意把握好想象的“度”。这就要求掌握好两个基本原则：一要和实 践相结合，既求实又求新。二要和理性判断力相结合，合理的想 象只有跟科学的判断力相结合才能发挥作用。 四、加强科研训练和思维训练 只有在游泳中才能学会游泳，任何新的 能力的培养都离不开多次练习，如果要 达到得心应手必须经过多次练习，随着 练习次数的增多，能力会逐步提高，沈 德立等人对4名中学生学习通过镜画仪画 六角星进行了研究，发现成绩与练习的 关系是：开始进步较快；中间有一 个明显的、停顿期（高原期）；后期 进步较慢；总的趋势是进步的。 四、加强科研训练 毕晓白、张志文曾经在19981999年度抽取已受过一 年科学探究能力训练的北京迎风中学初二年级全体学 生和未受过科学探究能力训练的首都师范大学生物系 的全体大四学生进行对比测试，考察他们科学探究能 力的差异性。结果显示：迎风中学初二年级最好班学 生的测试成绩已经高于大四学生，而且差异非常显