（课程与教学论专业论文）中学化学教学中学生创新能力的培养研究.pdf

摘婴 摘要 “创新是民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，一个没有创新能力 的民族难以屹立于世界先进民族之林”。面对国际社会的激烈竞争，我国能否在 新世纪激烈的竞争中立于不败之地，关键取决于我国是否拥有相当数量的人才， 而创新能力是人才所必备的能力。因此，基础教育应面向培养学生的创新能力。 创新能力不同于智力。智力包括记忆力、想象力和思考力等，一般多是先天 具有的素质，但需要后天的开发与锻炼。而创新能力包含了许多非智力因素，如 人的个性、独立性等。一个智商很高的人可以是一个依赖性很强的人，一个没有 坚忍不拔、敢于挑战常规的人，甚至可以是一个个性不完善和懒惰的人。但是， 一个创新能力很强的人，必须是独立性非常强、个性完善的人，必须具备百折不 挠、勇于克服困难的毅力，同时具有很强的记忆力，丰富的想象力、敏锐的观察 力、深刻的思考力和清晰的判断力。所以创新教育、创新能力的培养和传统教育 ( 重视知识和智力的开发) 有着很大的区别。 本文结合中学化学教育的特点，在具体教育理论的指导下，阐述了创新能力 的概念，指出了合理的认知结构是培养学生创新能力的基础，且应以创造性思维 能力的提高为核心。论文详细阐述了认知结构与创新能力的关系，创造性思维的 特征，培养创造性思维能力的方法途径，同时论述了个性品质在创新活动中的重 要作用，指出它是培养学生创新能力的催化剂。 关键词：创新能力认知结构创造性思维个性品质 a b s t r a c t “c r e a t i v i t yt h es o u lo f an a t i o n 。i ti si n c e s s a n tp o w e ro fac o u n t r y sp r o s p e r i t y a n dd e v e l o p m e n t an a t i o nw i t h o u tc r e a t i v i t y i sd i f f i c u l tt os t a n du pa m o n gt h e n a t i o n si nt h ew o r l d ”f a c e dw i t ht h ei n t e m a t i o n a li n t e n s ec o m p e t i t i o n ，w h e t h e ro u r c o u n t r ym a y s t a n di n v i n c i b l ep o s i t i o ni ni n t e n s ec o m p e t i t i o ni nt h en e w c e n t u r yo r n o t m a i n l yr e l yo nt h eq u i t ea m o u n to f t a l e n t s a n dc r e a t i v i t yi san e c e s s i t yo ft a l e n t s t h e r e f o r et h ea i mo f b a s i ce d u c a t i o ns h o u l db ed e v e l o p i n gs t u d e n t sc r e a t i v i t y t h en o t i o no fc r e a t i v i t yd i f f e r sf r o mt h a to fi n t e l l i g e n c e 孙el a t t e rc o n t a i n s m e m o r y , i m a g i n a t i o n ，e l a b o m t i v ef a c u l t ya n ds oo n ，a n da r eo f t e ni n h e r e n tc h a r a c t e r a n dn e e dr a i s i n ga n d t r a i n i n g , w h i l ec r e a t i v i t yc o n t a i n sm a n y o fn o n - i n t e l l e c tf a c t o r s s u c ha s p e r s o n a l i t ya n di n d e p e n d e n c y ap e r s o n 、v i t hh i 曲i qc a nb eap e r s o n d e p e n d i n gu p o n o t h e r st o om u c ha n dl a c k i n g p e r s e v e r a n c et oo v e r c o m ec o n v e n t i o n a l o b s t a c l e s ，a n dt h e r e f o r e ，h em a y b eal a z ym a na n de v e nw o u l dn o tb eap e r s o nw i t h e n d u r a n c et oo v e r c o l t t ev a r i o u sd i f f i c u l t i e s h o w e v e r , ap e r s o nw i t he r e a t i v i t yh a s b e t t e rm e m o r y ，e n r i c h e di m a g i n a t i o n ，a c u t ep e n e t r a t i o n , p r o f o u n de l a h o r a f i v ef a c u l t y a n dc l e a rs e n s e t h e r e f o r e ，e r e a t i v i t ye d u c a t i o nd i f f e r sf r o mt h et r a d i t i o n a le d u c a t i o n i nt h ew a yt h a ti te m p h a s i z e sa t t e n t i o nt ot e a c h i n g k n o w l e d g e a n d r a i s i n gi n t e l l e c t l i n k i n gw i t hc h a r a c t e r i s t i c s o fm i d d l es c h o o lc h e m i c a le d u c a t i o n ，t h i sp a p e r e x p o u n d st h ed e f i n i t i o no fc r e a t i v i t yo nt h eg r o u n do f e d u c a t i o nt h e o r y i tp o i n t so u t t h a tc o g n i t i v es t r u c t u r ei sab a s eo f r a i s i n gs t u d e n t s c r e a t i v i t y , t h a tr a i s i n gc r e a t i v e t h i n k i n gi sac o r ea n dp e r s o n a l i t yi st h ec a t a l y s to fi t t h e nt h i sp a p e re x p o u n d st h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc o g n i t i v es t r u c t u r ea n dt r a i n i n go fs t u d e n t s c r e a t i v i t yi nd e t a i li n c h a p t e r3 i tr e p r e s e n t sc h a r a c t e r i s t i c so fc r e a t i v et h i n k i n g ，m e t h o d sa n dw a y so f t r a i n i n gc r e a t i v et h i n k i n gi nc h a p t e r4a n dt h ef u n c t i o no f p e r s o n a l i t yi nc h a p t e r5 k e yw o r d s ：c r e a t i v i t y ；c o g n i t i v es t r u c t u r e ；c r e a t i v et h i n k i n g ；p e r s o n a l i t y n 广州大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指 导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引 用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。 后果由本人承担。 学位论文作者签名：獬鼹 本人完全意识到本声明的法律 日期：埘年1 月和日 广州大学学位论文版权使用授权书 本入授权广州大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件和磁盘，允许论文搜查阅和借阅。本人授权 广州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：椽驾i 程 导师签名。c - 呵 日期：哒年j 月、日 日期：汹莹年基月知日 始一驻绪论 第一章绪论 1 1 研究意义 创新是人类文明进步的重要推动力量，是民族进步的源泉。人类的发展充满 着新旧交替的历史演变，新旧不断交替才使世界充满生机活力，而导致历史新旧 交替的关键就是人才的创新。正是因为有了超越现状的创新，人才能够不断的发 展自我，超越自我，入类的历史才能在人不断创新推动下继往开来。回顾人类发 展的历史可以知道，创新在人类的进步过程中发挥了极其重要的作用，极大的促 进了人类文明的进程。科学史上的三大发现：能量的守恒和转化定律、进化论、 细胞学说都包含着科学家们艰苦的创造性劳动。很难想象，如果没有创新，人类 的今天会是什么样子。在人类历史上，具有高创造力、勇于创新的人历来因其无 穷的魅力而留名史册，受世人敬仰。爱因斯坦、居里夫人、爱迪生、张衡、李时 珍、牛顿等，都是举世闻名的富于创造力的泰斗，他们的创新，也曾使人类历史 进程为之改写。从一定意义上讲，人的创新精神的弘扬和焕发的程度，标志着一 个时代的文明和进步的程度。一个国家、一个民族，拥有越多的勇于创新、善于 创新的人，这个国家、这个民族就越是兴旺、发达、文明、富强。 在当今的知识经济时代，创新的重要性比任何时候都更为凸显。创新已经成 为一个国家经济发展的源泉、先导，成为一个国家国民经济可持续发展的基石。 对于一个国家而言，拥有持续创新能力和大量的高素质人力资源，意味着已经具 备了发展经济的巨大潜力；缺乏科学储备和创新能力的国家，将失去知识经济带 来的机遇。创新能力已经俨然成为决定一个国家综合国力强弱的重要因素。国际 之间的竞争已经越来越明显的表现为科技和人才的竞争，特别是科技创新能力和 创新人才的竞争。总之，创新是知识经济的生命和源泉。 创新是一种追求卓越的意识，是一种主动发现、积极探索、推陈出新的心理 取向。创新潜能，人皆有之，只是程度不同而已。然而，创新并不是凭空臆造的， 它需要以知识的牢固掌握、准确理解、合理转化、灵活运用为基础和前提，而这 一切又必须以科学的教育为支点。也就是说，虽然创新潜能与生俱来，人皆有之， 但是创新精神和创新能力的生长需要适宜的土壤和环境。 学校开展创新教育就是使整个教育过程被赋予创新的特征，注重创新意识的 第一章绪论 养成，以达到培养创新型人才，实现人的全面发展的目的，从这个意义上讲，创 新教育是一种全方位的改革过程和学生成长过程的教育，即在教育过程中不断诱 导出富有创意的人格特征的教育，也就是面向全体学生的素质教育。今天素质教 育已作为正确的办学思想渗透到学校教育的全部工作之中，并在实践中不断丰富 和发展，创新已成为素质教育的着眼点。培养学生的创新意识和创新能力是实施 素质教育的主要内容。中小学是实施创新教育的基础，作为中学教育组成部分的 化学教育，理应把培养学生的创新能力摆在首要位置。因此如何在化学教学中培 养学生的创新能力是当前学科教育研究中的一个重要课题。 化学科学是- - f - 中心的、实用的、创造性的学科，在培养学生的创新能力方 面具有独特的魅力。化学教学作为学科教学的重要内容之一，在学生创新思维能 力的形成和发展方面具有独特的学科优势。化学与其它学科相比，是一门实验性 很强的学科，某种意义上讲其创造性遥遥领先于其它学科。然而传统的化学教学 偏重于学科知识的传授，相对忽略了创新意识和创新能力的培养；过分的强调了 教学目标的最低层次知识的获得，较少的时间花在较高层次的智力活动上， 忽视了如何让学生创造新的学知识、用知识上面。因此，加强中学化学学科的创 新性教育研究对于推动我国的教育改革有着十分重要的意义。 1 2 文献回顾 我国创新教育的研究热潮是近几年的事，但其发展却经过漫长历程。国外创 新教育研究经过三个发展阶段：第一个阶段是创新能力研究阶段( 1 8 6 9 - 1 9 4 1 年) ，代表人物是英国心理学家高尔顿，他的遗传的天才一书，被认为是创 新思维研究的第一部系统著作。第二阶段是创新能力的开发阶段( 1 9 5 0 一1 9 7 0 年) ，代表人物是美国心理学家吉尔福特，他在1 9 5 0 年发表的创造力一书， 引起理论界的很大震动，创新能力开发的教学实验由此逐步发展。第三阶段是创 新教育实验推广阶段( 1 9 7 0 一至今) 。美国、英国、法国等国家相继开展了以创 新教育为中心的教育改革活动。至目前，全世界有近7 0 个国家和地区正在研究 或推广创新和仓新教育理论。 而在我国，历史上很多著名的人物都强调过创新的重要作用。“善假于物”， 2 第一章绪论 旬况认为前人积累起来的知识是一种工具，在学习中要善于利用前人的知识工 具，这样就能学有所成，学有创新。韩愈提出在学习中，学生要独立思考，勇于 创新。他认为要以古人为师，但不要迷信古人。学习古文不要拘泥于章旬，要“师 其意，不师其辞”，要学习其中的思想方法，要活学，不能尽信书本。他要求做 到“首披目视，口咏其言，心惟其义”，即学习时要在深入思考的基础上，形成 和提出自己的见解；写文章也是如此，既要吸收前人的优秀成果又要反对照搬照 抄。韩愈的教学思想对我们今天提高教学质量，培养会学习、具有创新精神的人 才有重要的参考价值。但是，由于各种社会的、历史的原因，我国的创新教育的 研究尚处于发展阶段。 总的来说，我国的创新教育的发展大致也分为三个阶段。第一个阶段是理论 提出阶段( 1 9 3 0 1 9 7 0 年) 。以陶行知先生倡导的创新教育为代表，他对创造内 容、创造方法等提出了自己的见解和看法。第二个阶段是创新教育部分区域实验 阶段( 1 9 7 0 1 9 9 0 年初) 。1 9 7 9 年上海交通大学开展创造学研究，次年开设了创 造选修课，随后同济大学、复旦大学、中国纺织大学等开办了创造学培训班。1 9 8 3 年成立了中国创造学筹委会、中国创造学教育研究筹委会，1 9 9 4 年中国创造学 会成立。第三个阶段是创新教育全国范围内推行阶段( 1 9 9 0 年初一至今) 。1 9 9 3 年中国教育改革和发展纲要明确指出教育要向提高学生的素质转轨，1 9 9 9 年先后制定了面向2 1 世纪教育振兴行动计划、关于深化教育改革全面推 进素质教育的决定，更加明确的提出要把培养学生创新精神和实践能力作为教 育的重点，1 9 9 9 年9 月“刨新教育研究和实验”开始启动，7 0 0 0 年1 0 月首届“创 新教育研究与实验”学术研究会在山东召开。纵观国内近几年对创新教育理论的 探讨与研究，可以看出，创新能力正愈来愈受到人们的重视。 从查阅到的资料来看，在目前，创新教育的研究主要集中在创新教育的价值 与功能、创新教育的本质、创新教育内容要素，创新教育的培养原则等几个方面。 。关于创新教育的价值与功能，许多学者从知识经济的角度，提出“教育要培 养创新人才以挑战知识经济”( 鲁洁，19 9 8 ) ，“知识经济的国家创新体系呼唤 教育创新”( 范兆雄，1 9 9 8 ) 。有的学者则从面向新世纪，面向未来的角度提出 “为下世纪教育儿童”( 杜时忠，1 9 9 8 ) ，为未来培养人才，呼吁“下决心走创 新之路”：也有人从个体发展的角度提出“创新教育有助于开发学生智力”；还 第一章绪论 有人提出“创新教育是当前教育改革的突破口”( 彭景坤，1 9 9 9 ) ，是“素质教 育的核心内容”( 袁贵仁，1 9 9 9 ) 。 关于创新教育本质的探讨，首先涉及了“创新”与“创造”的争论。有学者 将其争论归结为两种不同的看法，一种看法是将“创新”与“创造”视为同义词， 认为本质上没有区别，都是指通过革新、发明、产生出新的思想、技术和产品； 另一种看法是“创造”是原来没有，通过某种活动产生新的，称为“天之生有”， 而“创新”则是指对现有的东西进行变革，使之成为新东西，因此称之为“有中 生新”，即“新的或重新组合的或再次发现的知识被引入的过程”。对于创新教 育的本质，有作者把它界定为：根据创新原理，以培养学生具有一定得创新意识， 创新思维，创新能力以及创新个性为主要目标得教育理论和方法，使学生在牢固、 系统地掌握学科知识地同时发展他们的创新能力( 朱永新，扬树兵，1 9 9 9 ) ：也 有作者从创造性的角度，将其界定为：凡是有利于受教育者树立创造志向，培养 创造精神，增长创造的才干，训练创造性思维，激发创造热情，开展仓造活动而 进行的教育。 关于创新教育的内容要素，由于对创新内涵的理解存在差异，对创新教育本 质的界定不统一以及分类标准不一致，因而，对创新教育的内容要素也存在差异。 有“三要素论”，即：创新意识、创新精神、创新能力( 郑日昌，2 0 0 1 ) ；有“四 要素论”，即探索精神、综合能力，创造意识和创造能力：有“五要素论”，即： 创新意识、创新精神、创新思维、创新能力和创新人格( 刘宝书，1 9 9 9 ) ：还有 学者从创造与创新等值的角度将其分为创造意识、仓造能力、创造性思维、合理 的知识结构和智能结构。 关于创新的培养的策略或原则，目前研究主要集中在学生创新意识、创新能 力、创新精神等几个方面。有论者就培养学生创新意识提出，除了学校要重视外， 还要建立培养创新意识的良好环境，努力保持学生的好奇心，转变教育思想，改 革课程设置和教学方法，开放右脑( 郭建生，1 9 9 9 ) 。有的论者就培养学生的创 新能力提出了自己的看法，即重视学生个性、独立性的培养，给学生创设有利于 学生创新的环境，重视学生探索精神和发散性思维的培养( 李景华，1 9 9 9 ) 。培 养学生创新精神，有论者认为，要培养学生创新理想，鼓足学生的创新勇气，砥 砺学生的创新意志( 刘宝书，1 9 9 9 ) 。 4 第一章绪论 但是，关于创新教育的体系还不够完整，而且没有真正形成种行之有效的 方法和途径，还只是停留在理论探讨的层面上，在实践的层面上的研究还是比较 少的。就化学学科来说，在化学教学中对创新教育的研究主要涉及的内容大都围 绕实验展开。如有的学者认为在实验教学中应从三个方面培养学生的创造性思维 能力：创设问题情境，开阔思维境界；加强方法教育，引导科学思维：进行创造 性实验教学，增加思维的变通性( 郭君瑞，1 9 9 9 ) 。还有的学者认为“反常”实 验是培养学生创造性思维的好题材，认为“反常”现象的出现制造了挑战的机遇， 抓住这种机遇，重新创设条件，认识未知，合理提出假设，再通过实验验证假设， 让“反常”转变为正常，正是培养学生创造性思维，探索未知进而认识和发现真 理的绝好教材( 寿才明，2 0 0 0 ) 。还有的学者谈到了在化学教学中通过其它途径 进行创新教育，提出了复习课中对学生进行创新教育，是从量变到质变、促成飞 跃，让创新得以升华的重要一环的观点( 翟远杰，2 0 0 0 ) 。 诸如此类的文章还有很多，这里不再一一列举。但是就在化学教学中培养学 生的创新能力的论文是少之又少，所以笔者就以此为题进行调查和探讨，希望能 够在创新能力的培养方面给中学化学教学实践提供一丝帮助。 1 3 资料来源 资料收集是论文写作的基础，笔者检索了创新教育、创新链力培养方面的相 关文献。资料来源有：第一类是网络资源，例如，w w w , b a i d u c o m2 及 w w w g o o g l e e o m 一两大搜索引擎是检索文献资料的主要工具，以及中文电子期刊 资源，包括中国期刊网、维普中文科技期刊全文数据库及入大复印资料；第二类 资料是从广州大学图书馆和青岛市图书馆获得的。 第一章创新能力概述 第二章创新能力概述 创新可以说是人类社会一个真正永恒的主题。毛泽东同志曾经精辟的指出： “人类总是不断发展的，自然界也总是不断发展的，永远不会停止在一个水平上。 因此，人类总是不断的总结经验，有所发现，有所发明，有所创造有所前进”。 无数事实表明，人类社会的发展就是在人类不断创造中实现的。 2 1 创新与创造概念解析 当前，关于创新的口号已不绝于耳，创新教育已经成为我国教育界讨论的热 门话题，关于创新教育的论文也屡见报端。在诸多的文献资料中常常出现创新与 创造，创新能力与创造能力等孪生词汇的交替混用现象，极易造成人们对其认识 的模糊不清。它们是否等同? 如果不是，它们的区别又是什么? 为了认清它们本 质，笔者认为有必要先弄清仓4 新与创造这两个概念的内涵。 创新与创造这两个词汇都早已有之，只不过是在过去创造的提法多，而在今 天创新提法多了而已。二者比较而言，创造一词更为久远，最早出现在圣经 首篇“创世纪”中( 刘道玉，2 0 0 1 ) 。辞海中将创造一词解释为：“首创前所 未有的事物”( 申纪云，1 9 8 9 ) 。现代汉语词典中对创造下的定义是“想出新 方法，建立新理论，做出新的成绩或东西”( 现代汉语词典，1 9 9 6 ) 。因此，从 词源上看，创造是人类的一种特殊实践活动，通过这种活动可以获得新观念、新 理论、新方法和新产品等。同时，它又是相对于原本不存在的事物而言的，其特 点是独创性，人们大都习惯用“无中生有”来描述创造。 创新的概念最早是奥裔美国经济学家熊彼特于1 9 1 2 年在经济发展理论 一书中提出的。创新的英文单词是i n n o v a t i o n ，它的含义是指革新、改进、改良、 改革、刷新等等。从实质上说，创新是相对于已有的事物，它是指对原有的事物 进行改造、重新组合、延伸，从而创造出不同于原来事物的新事物。从应用来看， 创新概念的应用要比创造概念的应用宽广，例如科技创新，教育创新等等。在汉 语新词语词典中创新被解释为“抛弃旧的、创造新的( 记录、局面或成绩等) ” ( 汉语新词语词典，1 9 8 8 ) 。即创新是表明人通过创造性的活动，达到革旧推 新的目的，从实质上说也可谓是革新或改革，并且往往用创造来表征创新。通常 第二章创新能力概述 人们习惯于用“有中生新”来描述创新。 从以上对创新和创造二者的词义分析可以看出，创新和创造是两个含义虽不 完全等同、但又极其相近的概念，二者都是以产生创造性的成果为目的。在通常 的表述上，无论是用无中生有来描述创造，还是用有中生新描述创新，事实上， 世界上绝大多数发明创造都是对原有事物的再次发现和重新组合，产生质变以后 才表现为“前所未有”。任何人都无法脱离自己的经历凭空设想。因此，它们在 本质上没有明显的区别，都是指通过革新、发现、发明产生出新的思想、技术和 产品( 叶平，1 9 9 9 ) 。基于以上的认识，我们可以把创新与创造，创新能力与创 造能力都可以视为同义语，并且可以互相替用。 2 2 创新能力解析 2 2 1 创新能力的概念 通过对创新与创造这二词的辨析，我们不难得知，创新就是抛弃旧的，创造 新的。具体说来，创新的含义，其一是指人的思维活动和实践活动具有创造性， 具有不同于前人或超越自我的独特途径和方法；其二是指活动的产物具有创造 性，同先前的作品相比，具有实质性的进步( z h a n g y i ，2 0 0 4 ) 。由此我们可以从 狭义和广义两个方面来理解创新的含义。狭义的创新，是从全社会范围内来考察 的，是指能导致诞生前所未有的新颖、独特、有突出社会意义的作品的活动和思 维，即发明创造，重大发现等。从这一意义上讲，创新显然是少数人的活动。广 义的创新是指个人从事的活动和思维，只要相对于自己的过去来说是新颖的，独 特的，具有突破性的就是创新。即使相对于全社会来说并非都具有创新性。这种 创新，也可以说是一种个体的小范围的在原有基础上的改进、改造、仿造、综合 和发展( 赵卿敏，2 0 0 2 ) 。正如我国著名的教育家刘佛年先生所提出的：学生只 要在学习的过程中有点新思想、新意识、新观点、新设计、新意图、新作法、新 方法等都可以称得上创新。从这个意义上讲，创新能力是我们每一个人都具备的， 也是可以培养和提高的。 综上所述，所谓创新就是指人在一定的观念指导下，以一种新颖的、独特 的、突破性的方式，通过艰苦、顽强和富有灵感的劳动，发现、改造和更新客体， 使之产生一种新奇的，甚至具有一定社会价值的产品的独特活动( 袁振固，2 0 0 2 ) 。 7 第二章创新能力概述 自然科学需要创新，社会科学也需要创新，科学研究需要创新，管理工作也需要 创新。创新不仅是科技界的事情，更是全民族、全社会的事情。 根据对创新的认识，我们可以把创新能力概括为：人在各种类型的创新活动 中，凭借个性品质的支持，利用已有知识和经验，新颖独特的解决问题，生发出 有价值的新思想、新方法和新成果的能力( 海纳特，1 9 8 1 ) 。创新能力也有狭义 和广义之分，狭义的创新能力是指对于社会的发明创造的能力，也就是说人们通 过自己的思维活动，能够创造出前所未有的新颖的、独特的、具有突破性的有社 会意义的新作品的能力。广义的创新能力是指对于个体、小范围内的仿造、改进 和改造的能力。广义的创新能力是狭义创新能力的基础，狭义创新能力是广义的 创新能力的积累和升华。对于中学生来说，应着重从广义创新能力的角度来培养， 使他们的创新潜能得到开发，为将来实现由广义创新能力向狭义创新能力升华打 下坚实的基础。 2 2 2 创新能力的层次 尽管人人都具有创新能力，但不同的人所进行的创造性活动及所具有的创新 能力却不同。如元素周期表的创立，放射性元索镭的发现，一道化学题目的巧妙、 新颖的解答等，不仅在创新程度上存在巨大的差异，给社会带来的影响也相差甚 远。这种差异就是创新能力不同的层次。那么创新能力的层次是如何划分的昵? 一般认为，创新能力可以分为两个层次，即特殊才能的创新能力和自我实现 的创新能力。前者指科学家、发明家等杰出人物的创新能力，他们的成果对于入 类来说是前所未有的，后者通常是指每个普通人都有的创新能力，其创造成果对 于自己来说是前所未有的。这与前面所谓的狭义创新能力和广义的创新能力是相 吻合的。还有一些教育家认为，应把创新能力分为高、中、初三个层次( y i m i n g ， 2 0 0 4 ) ，高级创新能力是指历史上前所未有的，对人类社会和国家有惊人贡献的 那些重大科学发现的创造者的创新能力；中级创新能力指具有一般社会价值的革 新和创造的创新能力；初级创新能力不涉及社会价值，仅对个体的发展有意义。 并且认为，教育的目的之一就是通过教学中的培养和训练，使学生的初级创新能 力得以发展，并逐渐由量变到质变，向前面两个较高级的创新能力的层次飞跃， 并最终培养出创造型、开拓型人才。笔者认为，这两种分法并无原则上的差别。 第一章创新能山帆述 2 3 创新能力的构成 创新能力作为一种能力是一种综合能力，不仅是一种智力特征，更是一种人 格特征和精神状态以及综合素质的体现( 朱永新，1 9 9 9 ) 。其构成因素极其复杂， 目前关于它的构成问题的论述，可以说是众说纷纭，观点各异。有些学者认为， 创新能力的组成有知识因素，智力因素和个性品质因素( 韦铁，2 0 0 0 ) 。也有一 些学者将创新能力的构成分为相关领域的技能、创造性思维能力、创造技法的运 用能力( 姚燕平，2 0 0 0 ) 。其中相关专业领域的技能是创新能力的基础，但要掌 握这种技能，一个重要的前提就是掌握与此相应的知识，这些知识和技能可以靠 学校教育获得；创造性思维的能力是创新能力的核心，培养创新能力，本质上就 是培养创造性思维的能力；创造技法的运用能力是创新能力的关键要素。 笔者认为，创新能力分为知识因索、创造性思维和个性品质因素较为恰当。 因为与创新能力直接发生关系，并成正相关的是创造性思维能力，而不是智力； 另外，在创造过程中，往往常无定法，一般没有现成的固定的模式，但个性品质 因素在创造过程中发挥的巨大作用是不容忽视的。在这三个因素中，知识因素是 创新能力的基础，创造性思维是创新能力的核心内容，而个性品质因素是创新能 力的重要保证和催化剂。本文正是按照这样一条主线，围绕如何使学生打好基础 知识，如何提高学生的创造性思维能力，以及如何在教学中使学生的个性品质得 到发展并促进创新能力的进一步提高做了一些探讨和尝试。 9 第二章合理的认知结构足创新能力培养的肚地 第三章合理的认知结构是创新能力培养的基础 创新能力的形成、发展有赖于深厚的知识底蕴为基础。众所周知，能力的培 养必须以知识、经验为基础。没有知识，人们的正确观点很难形成，分析问题缺 乏依据，也就不可能进行创造发明。知识可以帮助人们正确认识事物，对存在的 问题提出比较合理的解决思路，寻找比较有效的解决办法，推导出较为客观的结 果，进行全面的验证，最后得出结论。现代心理学研究表明，一个人的知识越丰 富，神经细胞产生的突触也越多，神经传导也越快，知识面广的人具有较高的思 维灵活性和深刻性，具有广阔和深远的想象力( 胡文耕，1 9 9 2 ) 。当然，有了一 定的知识并不等于有了创新能力，创造要求学生突破已有的知识约束，开辟一条 新的道路，创造难以在现有的知识仓库里找到现成的答案。法国的生物学家苏德 贝尔纳说：“构成我们学习的最大障碍是己有的东西，而不是未知的东西”。这就 是说，人们应立足于己有的知识，同时又要克服己有知识的束缚，大胆思考，创 造出新颖独特的见解来。 3 1 提高知识水平的关键是建立合理的认知结构 知识是创新能力的基础，但单纯的知识积累不等于创新能力的提高，这就 向教育提出了一个“应该给学生什么样的知识”以及“怎样给学生知识”的问题。 要最大限度的发挥知识对创新能力的基础功能作用，必须使学生形成一个合理的 认知结构，在此基础上，将知识融会贯通的加以运用，学生创新潜能才能挖掘出 来。由此，我们说合理认知结构是创新能力的培养的基础。认知结构是指一种反 映事物之间稳定联系或关系的内部认识系统，或者说，是某一学习者观念的全部 内容与组织( 章永生，l 9 9 6 ) 。人的认识活动按照一定的顺序形成。发展成对事 物结构的认识后，就形成了认知结构。因此，认知结构是个人化的，是学习者将 学科知识结构在头脑中内化和重组的产物，学习者对知识内化、重组和掌握程度 不同，其认知结构就有很大不同。例如，关于电解质的概念：凡在水溶液里或融 化状态下能够导电的化合物。这里只注意到定义的外延，他的认知结构很可能就 是“化合物一电解质”这样并列对等关系。而全面掌握了定义内涵和外延的学习 者的认知结构将是“化舍物( 电解质、非电解质) ”这样的包容关系。 1 0 第三章台挫的认知结构拦创辫能力培养的基地 一个人的认知结构可以看成是由知识结构，感知结构和思维结构所组成的。 人们要了解世界，认识世界，首先要感知世界，即要通过感觉器官输入信息，信 息一经输入，思维结构就对其进行加工、整理，然后在储存或输出，在感知和思 维过程中，知识结构起着很重要的作用，知识结构不同的人，对同一化学现象或 同一化学问题会有不同的理解。知识结构是思维结构的基础，也是认知结构的基 础，知识结构是人们的认知结构中极为活跃的部分，随着知识信息的不断输入， 知识结构就会不断变化。 可见认知结构是一种多层次、多序列的动态综合体( 皮亚杰，1 9 8 1 ) 。从系 统论和结构学的角度看，结构决定功能，如果一个人的认知结构不合理，就不可 能具有较高的能力，反之，着形成科学合理的认知结构，则不仅具有较高的能力， 还有助于产生新知识。每- - f j 学科都有其基本概念、基本原理、基本规律、基本 思想和基本方法，它们构成一个科学的、系统的、统一规律的整体学科的基 本结构体系，即学科的知识结构。没有学科的知识结构，人无法进行创造性思维， 也就无合理的认知结构可言，所以学科的基本结构正是学生形成合理认知结构的 前提。合理的认知结构的一般特征为：( 1 ) 层次性特征：即内涵向专深方向的发 展，外延向宽广方向发展。( 2 ) 综合性特征：具备这种综合性的认知结构网络无 疑会对知识的掌握和运用发挥整体效应，增强对社会的适应性。( 3 ) 动态性特征： 包括认知结构中各要素的动态调节以及认知结构整体的调节( 李光树，2 0 0 1 ) 。 但是合理的认知结构的形成不能简单的传授，而是依靠学生积极参与知识的 形成过程中，通过分析、综合、抽象和概括等具体的思维过程而实现的。在这方 面我们倾向于布鲁纳的教育思想，并认为只有通过良好的学习方式加以消化吸收 形成的知识，才是构建认知结构的良好材料。大量的教学实践证明，发现法教学 是一种行之有效的教学方式，它能充分调动学生的学习的积极性，主动性，促使 学生积极的进行思维，更有利于学生形成合理的认知结构( 施方良，1 9 9 1 ) 。对 于发现法教学的优点，每位中学教师都应该重视起来，引导学生积极主动学习。 首先，要主动学习。按照布鲁纳的观点，学习是一个认知过程，是学习者主 动的形成认知结构的过程，是主动对进入感官的信息进行选择、转换、存储和应 用。学习是在原有认知结构的基础上产生的，不管采取的形式怎样，个人的学习， 都是通过把新得到的信息和原有的认知结构联系起来，去积极构建新的认知结 第二章台理的认知结构是创新能力培养的摧地 构。 其次，强调对学科的基本结构的学习。正如前面所说，学科基本结构是学生 形成合理认知结构的前提。布鲁纳认为务必要使学生理解学科的基本结构，即概 括化了的基本原理或思想，也就是要求学生以有意义的联系起来的方式去理解事 物的结构。他认为，所有知识都是一种具有层次的结构。人脑的认知结构与教材 的基本结构相结合，会产生强大的学习效益。如果- f q 学科的基本原理弄通了， 则有关这门学科的特殊课题也就不难理解。学科的概括化了的基本思想或原理， 对学生来说，就构成了一种最佳的知识结构。知识的概括水平越高，知识就越容 易被理解和迁移( 昊俊明，王祖浩，1 9 9 6 ) 。总之，掌握学科的基本结构的重要 性在于：( 1 ) 可以使学生更容易理解所学的学科，并从总体上把握知识。( 2 ) 有 利于知识的记忆和再现。( 3 ) 有利于学习的正迁移和进行创造性思维。( 4 ) 有利 于教师的教和学生的学。 再次，通过主动发现式学习形成合理的认知结构。布鲁纳认为，学习的最好 动机是对所学材料的兴趣，而不是奖励竞争之类的外在刺激。这就是布鲁纳的发 现法学习，它的特点是关心学习过程胜于关心学习结果。具体的知识、原理、规 律等让学生自己去探索、去发现，便于学生积极主动参加到学习过程中。学习是 认知结构的组织和重新组织。他既强调已有知识经验的作用，也强调学习材料本 身的内在逻辑结构。布鲁纳认为发现学习的作用有以下几点：( 1 ) 提高智慧的潜 力；( 2 ) 使外来动因变成内在动机；( 3 ) 学会发现；( 4 ) 有助于对所学材料保持 记忆( 布鲁纳，1 9 6 1 ) 。记忆的保持阶段，不仅包括知识在认知结构中的贮存， 更重要的是，包括对知识的组织和加工。只有经过进一步组织和加工的知识，才 能有效的保持。知识在认知结构中被组织、加工的过程，实质上是简化记忆，或 有意义遗忘的过程。尽管有意义遗忘会损失一些知识细节，但却使学习内容系统 化，提高了知识概括性和适用性，形成更加清晰、完整的认知结构。因此，在化 学教学中，我们提倡运用发现法教授化学知识，引导学生主动探究。 发现法教学具有极大的灵活性，可因不同的教学内容和不同的学生而在程序 方面表现不同的特点。实践证明它是一种行之有效的教学方法，下面仅提供一种 可参考的实施步骤： ( 1 ) 由教师根据教学需要和学生想看，想知，想做的学习心理提出学生感 1 2 帮三章合理的认知结构是创新能力培养的基地 兴趣的问题，或把学生置于一定的情境中，使其提出有待问题。 ( 2 ) 把问题分解为若干需要回答的疑问，激发学生探究的欲望和要求，明 确有待发现的目标。 ( 3 ) 提出解决问题的各种可能的假设和答案，指导学生思考推测各种可能 情况。 ( 4 ) 协助学生收集和整理有关资料，尽可能的提供有助于发现的依据。 ( 5 ) 组织学生仔细审查这些资料，从中引出应有的结论。 ( 6 ) 引导学生用分析思维去证实结论，对假设从理论和实验是进行检验， 补充和修改，最后使问题得到解决。 3 2 认知结构构建的制约因素 我们知道创新能力的形成有赖于深厚的知识底蕴，而深厚的知识则需要学生 建立合理的认知结构，否则，创新能力的培养也就无从谈起。要建立合理的认知 结构，我们就必须明确认知结构建构的制约因素。总之，认知结构主要受知识的 类型、知识的表征和知识组织三个方面的制约( 高剑南、王祖浩，2 0 0 1 ) 。 3 2 1 知识的类型 知识的类型广义上可分为三类：陈述性知识、程序性知识和策略性知识( 加 涅，19 9 9 ) 。所谓陈述性知识是指关于自然和社会的事实性知识；程序性知识是 指在一定的条件下可以使用的一系列操作步骤或算法( 合理解决问题的一种操作 程序或指令系统) ，其核心成分是概念和规则的运用；策略性知识是指关于如何 学习和思维的知识。各类知识的特征不同，在构建认知结构时内化层次和力度也 不同。在传统的教学过程中，比较重视陈述性知识和程序性知识，而策略性知识 往往被忽视，从而导致学生的认知结构在知识类型方面存在缺陷，影响了学生对 知识的学习和应用。 3 2 2 知识的表征 表征是指知识或信息以什么样的形式储存在学生的头脑之中，即知识或信息 是如何表示的。研究表明，同一知识可以用不同的方式来表征，即可以用许多不 同的编码形式表征知识。学生在学习教科书中的各种概念和原理时，总要以各种 具体的事实知识、具体的言语运动编码为依托。教师应自觉的运用图片、模型、 笙三翌垒堡塑坠塑竺塑星型! 墼生! ! 至塑茎垫 一 实验和实物，使学生在抽象知识与具体表象之间建立正确有效的联系，形成对知 识的多重编码。知识的表征直接影响到学生对知识的检索、提取和运用。如果学 生认知结构中的知识表征是多维而有序的，则所获得的知识可灵活运用于不同的 情境；如果学生的知识表征不恰当，将会使知识僵化而难于迅速提取和运用，注 入式教学而导致学生的死记硬背是造成知识表征不当的重要因素( 李秉德， 19 9 1 ) 。 3 2 3 知识的组织 知识的组织即是所谓的“图式”，它是由许多相互联系、相互作用并结合成 一个有机整体的系列知识所组成的一种心理结构，它提供了一种使某一概念可 以用具体例子来进行说明和扩充的框架结构。图式学说往往借助人们熟悉的图形 来解释人在认识客观事物时主观上所具有的这种心理结构。对于同一主题，从历 史沿革的角度概括，可以形成“历史图式”；专家学者可以概括出学术性高的“学 习者图式”；而不同水平的学生，则会形成各有特色、不够完备的“学习者图式”、 学生学习随着图式的不断改变和复杂化，能力的发展就达到新的水平。 可以说，知识类型和知识表征是知识组织得以形成并有效运作、发展的前提： 知识组织则是知识类型与知识表征相互锲合构建的一种动态的网络结构，因此， 在学习过程中所追求的构建认知结构的目的方可落到实处。 因此，学生认知结构的构建是一个积极主动的思维过程，而不是被动的接受 和灌输，不能简单的用框架图来描绘。“网络”不是一盘散沙，也不是一团乱麻， 而是一个有清晰逻辑关系的多层次整体，是一个开放的系统。封闭的教学，或注 入式教学而导致的知识结点之间的线性联系，将会导致认知结构的封闭和僵化。 在教学中必须充分发挥学生的主动性，重视问题情境的创设，引导学会通过相互 讨论和交流，把当前学习内容所反映的事物性质和规律尽量与自己已经知道的其 它事物联系，并对这种联系加以认真的思考，达到较深刻的理解；同时又要重视 及时的对知识进行综合整理，以不断提高学生头脑中知识的系统性和概括性水 平，使学生构建一个有序而开放的、灵活的认知结构，促使学生学习能力的形成 和发展( 张庆林，1 9 9 5 ) 。积极的“联系思考”和“综合整理”是构建认知结构 的关键。 第三章合理的认知结构罡创新能力培养的基地 3 3 在化学教学中培养中学生合理认知结构的实践探索 由以上分析可知，学科的知识结构并不等于学生的认知结构，要使前者转化 为后者，需要教师和学生的共同努力。作为教师，要清楚地把握学生的认知结构 的特点，充分发挥教师的主导作用，调动学生学习的积极性，引导学生积极探究， 只有这样才可能培养起学生的合理的认知结构 3 3 1 中学生认知结构的特点 培养中学生合理的认知结构，就必须清楚其认知结构的特点。中学生的认知 结构一般可分为：感知( 获取信息) 理解( 转换信息) 记忆( 储存信息) 应用( 输出信息) ( 张大均，19 9 9 ) 。 感知：是指学生受教师教学内容的启发，有意识、有选择的进行感知，定 向获得感性的知识。其中包括阅读教材，观察实验等学生活动。 理解：是指学生在感知的基础上，通过思维加工，领会和理解获取信息的 过程，使感性知识转化为学生的理性认识，它包括总结、思考等思维活动。 记忆：是指学生将己学到的知识与原有知识形成网络，保存在人脑、电脑、 笔记中，以利于将来的复述、再现。它包括记忆知识、摘录笔记等学习活动。 应用：是指学生利用所学知识解决实际问题，培养创造能力的过程。它包 括解题、创新等知识迁移。 3 3 2 在化