探求科學(xué)創(chuàng)造力的奧秘

在當(dāng)今不斷變化的世界中，個體的創(chuàng)造力不是一種奢望，而是一種必要，幾乎在生活的所有領(lǐng)域，創(chuàng)造力都是成功的關(guān)鍵。創(chuàng)造力可以被視為能力、過程與環(huán)境之間的相互作用，個人或群體通過它產(chǎn)生可感知的產(chǎn)品，該產(chǎn)品在社會環(huán)境中既新穎又有用。

科學(xué)是一項創(chuàng)造性的努力，這一觀點無可爭辯，因為科學(xué)思想是心靈的創(chuàng)造。正如愛因斯坦所說，物理學(xué)的概念是人類智力的自由創(chuàng)造，它不是（雖然表面上看來很像是）單獨地由外在世界所決定的。由此可見，科學(xué)創(chuàng)造力是科學(xué)教育的核心主題，而創(chuàng)造型人才是最重要的國家資源，也是國家能力發(fā)展的重要支撐。

日常創(chuàng)造力是創(chuàng)造性成就的基礎(chǔ)

多年來我們一直缺乏對科學(xué)創(chuàng)造力的關(guān)注，同時在拔尖創(chuàng)新人才的早期培養(yǎng)上也存在諸多誤區(qū)，如通過選拔性考試篩選創(chuàng)造型人才，以貫通式培養(yǎng)為名進行跨學(xué)段提前招生等。造成這些誤區(qū)的原因在于，我們?nèi)匀蝗狈?chuàng)造力及科學(xué)創(chuàng)造力本質(zhì)的理解。創(chuàng)造性的表現(xiàn)意味著產(chǎn)生新的想法或事物。在當(dāng)今不斷變化的世界中，個體的創(chuàng)造力不是一種奢望，而是一種必要，幾乎在生活的所有領(lǐng)域，創(chuàng)造力都是成功的關(guān)鍵。創(chuàng)造力可以被視為能力、過程與環(huán)境之間的相互作用，個人或群體通過它產(chǎn)生可感知的產(chǎn)品，該產(chǎn)品在社會環(huán)境中既新穎又有用。

美國心理學(xué)家考夫曼（James C. Kaufman）和他的同事貝格托（Ronald A. Beghetto）提出了創(chuàng)造力4C模型，將創(chuàng)造力分為四個層次。杰出甚至是偉大的創(chuàng)造力（Big—C）是少數(shù)卓越人才所擁有的能力，他們用自己的發(fā)明或作品改變了他們的學(xué)科甚至世界。例如，愛因斯坦的相對論、達(dá)爾文的進化論、畢加索的《格爾尼卡》、貝多芬的D小調(diào)第九交響曲等。偉大創(chuàng)造力是我們大多數(shù)人都無法企及的。專業(yè)創(chuàng)造力（Pro—C）是任何在創(chuàng)意領(lǐng)域獲得專業(yè)特長的人都可能獲得的，但他們并非一定能達(dá)到專業(yè)創(chuàng)造力水平。日常創(chuàng)造力（Little—C）是從人們在日常生活的各種活動中產(chǎn)生創(chuàng)意的角度來定義的，一定程度上能在每個人身上發(fā)現(xiàn)。偉大創(chuàng)造力是創(chuàng)造性成就，而日常創(chuàng)造力是創(chuàng)造性成就的基礎(chǔ)。雛稚創(chuàng)造力（Mini—C）從對經(jīng)驗、行動和事件等的新穎和有創(chuàng)意的個人解釋中體現(xiàn)出來，例如學(xué)生尋找?guī)追N不同的方法解決數(shù)學(xué)問題。它凸顯了學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時產(chǎn)生獨特和有意義見解的價值。偉大創(chuàng)造力的發(fā)展是罕見的，大多數(shù)創(chuàng)造力都屬于日常創(chuàng)造力類型，它通過結(jié)合已有的想法產(chǎn)生新的解決方案。希望學(xué)生表現(xiàn)出具有偉大創(chuàng)造力的科學(xué)思維很多時候是不切實際的，日常創(chuàng)造力不僅在大多數(shù)學(xué)生的能力范圍內(nèi)，而且引入這種形式的自由思考也可以提高學(xué)習(xí)過程的有效性和趣味性。我們可以通過鼓勵學(xué)生用類似于大多數(shù)現(xiàn)代科學(xué)的方式進行工作，以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造熱情。

將創(chuàng)造力培養(yǎng)納入科學(xué)教育進行培養(yǎng)

我們要關(guān)注日常學(xué)習(xí)過程的創(chuàng)造性表現(xiàn)，每個人都有發(fā)展創(chuàng)造力的可能性，而非少數(shù)被標(biāo)識為“天才”的候選者。即使是“天才”，也必定要通過其創(chuàng)造性的產(chǎn)品來表達(dá)，這類產(chǎn)品絕非篩選性考試或競賽的固定答案。提供一個開放、包容和非批評的學(xué)校環(huán)境，鼓勵每個人的創(chuàng)意發(fā)揮可能更為有效。

創(chuàng)造力是定義科學(xué)本質(zhì)的關(guān)鍵因素，科學(xué)是一項創(chuàng)造性的努力，涉及想象力和原創(chuàng)思維，令人擔(dān)憂的是，人們?nèi)匀蝗狈茖W(xué)作為一項創(chuàng)造性事業(yè)的認(rèn)識，科學(xué)更多以“理性思考”而不是創(chuàng)造力的表達(dá)者而聞名。因此，學(xué)生需要認(rèn)識在科學(xué)努力中所涉及的創(chuàng)造性工作。美國科學(xué)促進會的有關(guān)項目提出，像發(fā)明假說這樣的探索活動是像寫詩一樣的創(chuàng)造性工作。將創(chuàng)造力納入科學(xué)教學(xué)的舉措，是發(fā)展科學(xué)教育的下一步，這表明培養(yǎng)創(chuàng)造力已經(jīng)成為學(xué)?？茖W(xué)教育的基本目標(biāo)之一。

創(chuàng)新是具有特定領(lǐng)域的，科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)造力可能與藝術(shù)或文學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)造力具有不同的方面。加德納的多元智能理論也暗示，一個有創(chuàng)造力的科學(xué)家需要具備高水平的邏輯數(shù)學(xué)智能和自然觀察智能，而一個有創(chuàng)造力的政治家則需要強大的語言智能和人際智能。韓國國立全南大學(xué)教授樸鐘元提出了一個面向科學(xué)教育領(lǐng)域的科學(xué)創(chuàng)造力模型，它強調(diào)科學(xué)創(chuàng)造力應(yīng)整合三個關(guān)鍵要素以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。一是創(chuàng)造性思維，它涵蓋了多種科學(xué)活動中所需的思維技能，包括但不限于發(fā)散思維，產(chǎn)生多樣且新穎的想法；聚合思維，集中多種想法得出最優(yōu)解決方案；聯(lián)想思維，跨越不同領(lǐng)域?qū)ふ腋拍铋g的關(guān)聯(lián)。二是科學(xué)學(xué)科知識，創(chuàng)造力不是脫離具體內(nèi)容的抽象能力，而是依賴于一定的科學(xué)知識基礎(chǔ)。這意味著在科學(xué)教育中，不僅要教授科學(xué)原理，還要鼓勵學(xué)生利用所學(xué)知識進行創(chuàng)新思考。三是科學(xué)探究技能，強調(diào)科學(xué)創(chuàng)造力應(yīng)該在科學(xué)探究過程中得以展現(xiàn)和發(fā)展。此模型應(yīng)當(dāng)反映出科學(xué)探究的全過程，并包含如觀察現(xiàn)象、提出問題、設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)、形成結(jié)論等一系列科學(xué)探究技能的培養(yǎng)。

在社會文化環(huán)境中培養(yǎng)創(chuàng)造力

國際上很多研究探討了在科學(xué)課堂中培養(yǎng)創(chuàng)造力的具體方法，如創(chuàng)造力的培養(yǎng)以強勁的概念框架為前提，科學(xué)學(xué)科知識是思維的前提，因此也是創(chuàng)造性思維的前提。學(xué)生應(yīng)盡可能了解科學(xué)知識即內(nèi)容知識，科學(xué)教育中的創(chuàng)造力是與發(fā)散性或想象性思維緊密相關(guān)的。在學(xué)?？茖W(xué)教育的背景下鼓勵創(chuàng)造力，意味著激勵學(xué)生在開放和自由環(huán)境中產(chǎn)生奇思妙想。為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，所有的想法都需要被傾聽，而不是被嘲笑。那些證明曾經(jīng)被認(rèn)為是瘋狂的想法，最終被科學(xué)界所接受的例子舉不勝舉，例如電磁波的長距傳輸、原子的分裂、廣義相對論，等等。

在科學(xué)課程和教學(xué)中，圖像和可視化應(yīng)該占據(jù)中心地位，視覺空間思維是科學(xué)教育中容易被忽視的一個方面。要關(guān)注科學(xué)探究中的“審美體驗”，特別是重視“驚奇”體驗。一種審美經(jīng)驗，特別是伴隨驚奇感的審美經(jīng)驗，增加了更深入地參與科學(xué)探究和迸發(fā)靈感的可能性。假設(shè)性思考未來的事件和可能性即時空距離，遙遠(yuǎn)的事件和人即空間距離，是可以納入教學(xué)活動的策略?？茖W(xué)的社會性指向，為學(xué)生提供在社會環(huán)境中互動的機會，激發(fā)富有想象力和發(fā)散性思考的活動。簡言之，在不完全排除個性化活動的情況下，應(yīng)該在社會文化環(huán)境中培養(yǎng)創(chuàng)造力。這種環(huán)境既包括科學(xué)探究文化，也包括學(xué)校課堂文化，這兩種文化都可以在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維方面發(fā)揮作用。

教學(xué)過程的兩難是，在遵循一定課程目標(biāo)和結(jié)構(gòu)時，如何既能保證達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)效果，又能留有足夠空間讓學(xué)生進行創(chuàng)新和即興創(chuàng)作，這是一個亟待解決的矛盾。真正在教學(xué)過程中推進學(xué)生創(chuàng)造力發(fā)展的方法不是項目化學(xué)習(xí)一種方法，而是一套方法。

科學(xué)創(chuàng)造力的培養(yǎng)依賴于探究性學(xué)習(xí)。面向“挑戰(zhàn)—應(yīng)戰(zhàn)”的探究性學(xué)習(xí)包括五種基本類型：一是基于學(xué)科的探究；二是問題式學(xué)習(xí)，當(dāng)參與探究時，學(xué)生必須理解真實案例的問題表征，并通過反復(fù)探究形成解決方案，通過解決沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題來學(xué)習(xí)某個主題；三是項目化教學(xué)，如何有效地把科學(xué)核心概念、科學(xué)實踐和學(xué)習(xí)技術(shù)注入課堂，是項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的核心挑戰(zhàn)；四是基于設(shè)計的學(xué)習(xí)，包括問題調(diào)整、研究、使命、愿景、概念和產(chǎn)品的反復(fù)迭代過程；五是基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)。這五種類型相互補充，揚長補短，構(gòu)成科學(xué)教育中激發(fā)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的有效方法。

（張孝輝單位系華東師范大學(xué)教育學(xué)部，吳剛系該校教育高等研究院副院長、教授）

《中國教育報》2024年05月16日第8版