青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)：實(shí)施路徑與案例解析

李九彬　李佳穎

本期文章選自2019年舉辦的第27屆全國青少年科技輔導(dǎo)員論文征集活動中的一等獎獲獎?wù)撐摹１緦谜撐恼骷顒又黝}為“科技教育與青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)”。

摘要：本文結(jié)合西南大學(xué)附中的創(chuàng)新教育，從青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)的視角，提出教師開發(fā)課程和學(xué)生開展研究課題相結(jié)合的實(shí)踐路徑，構(gòu)建由支撐系統(tǒng)、馴動系統(tǒng)和實(shí)施系統(tǒng)3大系統(tǒng)的推進(jìn)思路。以指導(dǎo)學(xué)生開展自然筆記實(shí)踐為例，展示了創(chuàng)新思維培養(yǎng)實(shí)踐的4個實(shí)施過程，并提出實(shí)施創(chuàng)新教育的建議，為中學(xué)實(shí)施創(chuàng)新教育提供參考。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新思維;青少年培養(yǎng);創(chuàng)新教育;自然筆記

2017年9月，教育部印發(fā)《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動課程指導(dǎo)綱要》，為中學(xué)如何推進(jìn)創(chuàng)新教育提供了參考依據(jù)。作為綜合實(shí)踐活動四大板塊之一的考察探究，主要是以研究性學(xué)習(xí)的形式展開，即學(xué)生“基于自身興趣，在教師的指導(dǎo)下，從自然、社會和學(xué)生自身生活中選擇和確定研究主題，在觀察、記錄和思考中，主動獲取知識，分析并解決問題”。西南大學(xué)附屬中學(xué)校創(chuàng)新教育歷史悠久，成果豐碩，研究性學(xué)習(xí)成果多媒體展示活動已舉辦了16屆。自2013年以來，每年都會有300余個學(xué)生小課題產(chǎn)生，培養(yǎng)了一大批具創(chuàng)新思維的科技創(chuàng)新后備人才。本文以此為基礎(chǔ)，梳理青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)的實(shí)施路徑，并以自然筆記活動為例展示落地操作方式，供大家參考。

一、創(chuàng)新教育與創(chuàng)新思維

創(chuàng)新包括創(chuàng)造力和創(chuàng)新動機(jī)兩個基本要素，創(chuàng)造力包括知識、思維方式和創(chuàng)新意識;創(chuàng)新動機(jī)包括需求動機(jī)和興趣動機(jī)，其中思維方式是創(chuàng)造力的核心要素。培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新能力需要實(shí)施創(chuàng)新教育，需要激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動機(jī)，傳播科學(xué)知識，訓(xùn)練思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，根據(jù)多年經(jīng)驗，可以通過教師開發(fā)課程和學(xué)生開展研究課題的方式進(jìn)行。根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗總結(jié)得出，青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)的推進(jìn)以學(xué)生為主體，依靠支撐系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和實(shí)施系統(tǒng)，由宏觀到微觀，從策略到具體實(shí)施（圖l）。

（1）支撐系統(tǒng)從立德樹人的目

標(biāo)出發(fā)，整合各種社會資源，在政策和環(huán)境允許的條件下，結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)理念，開發(fā)具體的創(chuàng)新教育資源和平臺，教師既有指導(dǎo)學(xué)生的作用，同時也與學(xué)生一起成長。

（2）驅(qū)動系統(tǒng)大部分學(xué)生需要

興趣驅(qū)動，創(chuàng)新能力較強(qiáng)的通過開展項目驅(qū)動，而創(chuàng)新拔尖人才需要競爭驅(qū)動，3種驅(qū)動環(huán)環(huán)相扣、逐步提升，利于不同層次學(xué)生的個性化成長。

（3）實(shí)施系統(tǒng)通過面向全體學(xué)生的各種活動，一部分學(xué)生的課題研究和賽事推進(jìn)，將創(chuàng)新思維培養(yǎng)落實(shí)到不同學(xué)生身上，將創(chuàng)新教育做細(xì)做實(shí)。

二、創(chuàng)新思維培養(yǎng)實(shí)踐——以自然筆記為例

“天地玄黃，宇宙洪荒;日月盈昃，

辰宿列張;寒來暑往，秋收冬藏;閏余成歲，律呂調(diào)陽;云騰致雨，露結(jié)為霜。”中國傳統(tǒng)蒙學(xué)經(jīng)典《千字文》一開篇就展示了古人對自然萬象的觀察、思考和總結(jié)。收集和描述自然界奇跡是人類的一種傳統(tǒng)，也是歷法體系和各類自然科學(xué)體系建立的基礎(chǔ)。我們要想了解自然萬物之美，須密切觀察探索和親身體悟，自然筆記是極好的途徑，這種倡導(dǎo)回歸自然、發(fā)現(xiàn)自然的活動，現(xiàn)已風(fēng)靡全國，對少年兒童可以起到科學(xué)啟蒙的作用。

1.打破思維藩籬——自然筆記的內(nèi)涵

什么是自然？自然筆記記什么？由于定勢思維和歷史經(jīng)驗所限，這個問題會困擾很多師生，多數(shù)人會回答“自然就是動植物”“自然筆記就是畫動植物”。而創(chuàng)新思維首先就要打破思維藩籬，從更科學(xué)、廣闊的視野認(rèn)識。

其實(shí)，自然的范疇要遠(yuǎn)大于動物和植物，按照自然地理學(xué)的觀點(diǎn)，自然是指地球上的自然環(huán)境，包括巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈（包含大氣圈的底部、巖石圈的上部、水圈的大部）四大圈層。所以，自然筆記選材不僅僅局限動植物，應(yīng)該涵蓋更廣闊的天地萬物，如地形地貌、氣與氣候、江河湖海泉、天象、微生物等。

2.注重思維品質(zhì)——自然筆記的三重境界

如何做好一篇自然筆記？如何展現(xiàn)科學(xué)的奧秘？在做自然筆記的過程中，要關(guān)注細(xì)節(jié)，保護(hù)好奇心和興趣，將思維的閃光點(diǎn)抓住并記錄下來。我認(rèn)為要能夠在自然中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，可分為三重境界。

第一重境界：發(fā)現(xiàn)問題一“觀宇宙之大，察品類之盛”，注重觀察和描述。作為旁觀者，認(rèn)真觀察并記錄自然萬物的特點(diǎn)和奇妙之處。

第二重境界：研究問題一“游天地之美，析萬物之理”，注重親歷和解釋。作為體驗者，采用實(shí)地考察、實(shí)驗等科學(xué)方法，嘗試揭示原因或規(guī)律。

第三重境界：解決問題一“究天人之際，通古今之變”，注重聯(lián)系和創(chuàng)新。作為共情者，在更宏大的時空背景下，透視自然現(xiàn)象和人類活動之間的關(guān)系，反思人的行為，以達(dá)成人地協(xié)調(diào)。

這三重境界雖有先垢，但并無輕重，每一項做到極致，都是精彩的作品。

3.嘗試思維發(fā)散——一個水池的自然筆記

我校至誠廣場有一個小池塘，面積大約20平方米，中央有假山，是學(xué)生每天上學(xué)放學(xué)的必經(jīng)之地。我鼓勵學(xué)生圍繞身邊的事物和現(xiàn)象開展自然筆記活動，先后有3個學(xué)生圍繞小池塘從不同視角進(jìn)行了創(chuàng)作，都展現(xiàn)了良好的創(chuàng)新思維。

（1）外來物種人侵校園雖然沒有太多的文字描述發(fā)現(xiàn)的過程，但學(xué)生思考得很深遠(yuǎn)，上升到人類如何應(yīng)對外來入侵物種的問題上，并提出了自己的想法，而科學(xué)最終的目的在于解決問題，所以作者的自然筆記難能可貴（圖2）。

（2）就算是一個小小的池塘，它也是一個濃縮的大自然愛因斯坦說，“提出問題比解決問題更重要”，通過短短1個小時的觀察，學(xué)生提出了這么多有意思的疑問，涉及植物和動物的形態(tài)及分類，而且充滿了童真童趣，科學(xué)的種子已在作者心中萌發(fā)（圖3）。

（3）一個水池的自述學(xué)生花了1年的時間探究池水顏色變綠的問題，而且每一步都提出了自己的觀察結(jié)論和猜想，最后通過咨詢教師和查閱文獻(xiàn)資料得出了結(jié)論。這篇自然筆記中，科學(xué)的研究方法得以貫穿始終（圖4）。

4.完善創(chuàng)新方式——自然筆記與科學(xué)相遇

小小一個池塘，產(chǎn)生了3篇各有特色的優(yōu)秀自然筆記，而優(yōu)秀的原因正是對科學(xué)問題進(jìn)行不同角度的研究。自然筆記并不復(fù)雜，科學(xué)發(fā)現(xiàn)也不神秘，透過自然筆記，可以對孩子進(jìn)行科學(xué)啟蒙。一篇好的自然筆記，需要觀察者懷著一顆童心，融人自然，感知自然，體悟自然;要抱著探索自然奧秘的態(tài)度，像科學(xué)家一樣發(fā)現(xiàn)問題，思考問題;要不間斷投入較長的時間，觀察自然的變化，在變化中尋找現(xiàn)象背后隱藏的規(guī)律;要綜合運(yùn)用多種媒介呈現(xiàn)，調(diào)動五官感知，用文字、繪畫、實(shí)物等多角度表達(dá)自己與自然的對話。

從自然筆記出發(fā)，關(guān)于這個小池塘的科學(xué)故事還在延續(xù)，科普文章《神龜雖壽，猶有竟時》已經(jīng)發(fā)表于《江河》雜志，系統(tǒng)梳理了和龜相關(guān)的科學(xué)研究，向更多人傳播科學(xué)知識。

關(guān)于小池塘還可以進(jìn)一步開展一些小研究：

●從水圈的角度，可以使用科學(xué)儀器對池塘中的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，探究降水與池水水質(zhì)之間的關(guān)系，可以探究藻類繁殖與水質(zhì)的關(guān)系等。

●從生物圈的角度，可以探究池塘中的群落生態(tài)系統(tǒng)，食物鏈、食物網(wǎng)是怎樣的，以及不同節(jié)氣和季節(jié)的變化。以龜為例，池中有鳥龜、紅耳龜、黃耳龜還有雜交龜，探究種間互助和競爭關(guān)系等。

●從巖石圈的角度，池塘中央的假山主要巖石為石灰?guī)r，探究其在雨水和生物的作用下，風(fēng)化和侵蝕的速率，探究其和水質(zhì)的關(guān)系等。

●從大氣圈的角度，可以進(jìn)行池塘上空及周邊的空氣溫度、濕度和氣壓三氣象要素監(jiān)測，探究這種人造水體對小氣候的影響，并與以前氣候統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析等。

科學(xué)無處不在，自然就在身邊，只要抱著一顆好奇心，用發(fā)現(xiàn)的眼光探索，每個人都會有意想不到的驚喜。

三、創(chuàng)新思維培養(yǎng)建議

1.打破思維禁錮，豐富創(chuàng)新的維度一方面，創(chuàng)新思維是廣義存在的，而不應(yīng)該僅僅只局限在所謂的理科學(xué)科。從學(xué)校、教師到學(xué)生，多學(xué)科、多維度、多層次推進(jìn)，突破學(xué)科性質(zhì)的限制，更加注重創(chuàng)新思維能力的提升。另一方面，現(xiàn)有的對于科技創(chuàng)新的內(nèi)涵是約定俗成的，其覆蓋范圍、內(nèi)容呈現(xiàn)、表現(xiàn)形式都可以進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與突破。

2.扎實(shí)知識基礎(chǔ)，支撐科學(xué)的思維知識是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，創(chuàng)新思維也有助于知識的應(yīng)用及知識的體系化。知識雖然是零散的內(nèi)容，但是能夠在一定程度上決定創(chuàng)新思維的廣度和深度。要不斷引導(dǎo)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，為創(chuàng)新思維的培育提供充足的智力支撐。

3.身邊問題入手，平凡中尋找突破要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)對生活有用的科學(xué)、對終身發(fā)展有用的科學(xué)，就要引導(dǎo)他們關(guān)注身邊的現(xiàn)象和問題，從自己的興趣和能出發(fā)，做力所能及的研究。運(yùn)用發(fā)散思維可以使青少年圍繞所探究問題，沿不同方向思考、探索，重組眼前的事實(shí)和記憶中的知識，產(chǎn)生新的獨(dú)特信息，獲得解決問題的多種方案。

4.注重過程記錄，成果提煉和推廣創(chuàng)新思維培養(yǎng)要在實(shí)踐中進(jìn)行。研究性學(xué)習(xí)是“做中學(xué)”理論的生動體現(xiàn)，在行動中育人是其主要式，所以要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察，記錄研究的每個細(xì)節(jié)，并用圖、文、影、音多種方式記錄，在整理中不斷提煉自己的觀點(diǎn)，并形成深度提煉的研究成果，通過開設(shè)講座、參加比賽、媒體宣傳等平臺使研究成果被更多認(rèn)知，得到最大的社會效益，進(jìn)而培育科學(xué)思維習(xí)慣，提高對周圍世界的科學(xué)認(rèn)知和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)

[1]李九彬，賈雪，羅鍵，中學(xué)生研究性學(xué)習(xí)常見問題淺析一以西南大學(xué)附屬中學(xué)為例.科學(xué)咨詢（教育科研），2017（2）

[2]張萬瓊.為學(xué)生提供豐富而可選擇的教育——記西南大學(xué)附屬中學(xué)“繽紛教育”.人民教育，2014（12）

[3]張萬國，劉其憲，中學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)現(xiàn)路徑——西南大學(xué)附屬中學(xué)的改革實(shí)踐。教師教育學(xué)報，2014（12）

作者簡介

李九彬，西南大學(xué)附屬中學(xué)校，信息技術(shù)中心副主任，電子信箱：460634329@qq.com;李佳穎，西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，2016級。

點(diǎn)評

本文基于實(shí)踐經(jīng)驗討論青少年創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，以支撐、驅(qū)動與實(shí)施3個維度為切入點(diǎn)，闡釋了創(chuàng)新思維的實(shí)施路徑;進(jìn)一步以指導(dǎo)學(xué)生開展自然筆記實(shí)踐為例，展示了創(chuàng)新思維培養(yǎng)的實(shí)施過程，提出了創(chuàng)新思維培養(yǎng)的建議，對一線教師的教學(xué)實(shí)踐具有一定參考借鑒價值。如果作者能夠?qū)?chuàng)新思維、創(chuàng)新教育等概念的內(nèi)涵及其關(guān)系作出具體解讀，在自然筆記實(shí)踐案例的分析中突出展示其指向創(chuàng)新思維培養(yǎng)的設(shè)計架構(gòu)和指導(dǎo)策略，則本文的應(yīng)用價值會更加突出。

——高瀟怡（中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會常務(wù)理事，北京師范大學(xué)教育學(xué)部課程與教學(xué)研究院副院長，教授，博士生導(dǎo)師。第27屆全國青少年科技輔導(dǎo)員論文征集活動評審委員會主任委員）