创新能力及其有效教学途径研究

崔光佐+++徐连荣+++张丹+++徐恩芹

培养创新人才已经成为当今教育的核心任务。我国的中小学义务教育课程标准（以下简称“新课标”）明确将创新能力作为教学目标，培养创新能力成为当前教育改革的核心任务。新课标颁布以来，众多的中小学都加入到创新教育改革的行列，积极探索培养创新能力的教学方式和方法。然而，经过多年的探索，仍然没有找到有效的途径，甚至关于什么是创新能力都存在疑惑。

对创造力的研究起始于20世纪50年代吉尔福特就任美国心理学会主席时发表的讲话，此后创造力研究成为心理学的一个新的研究领域。吉尔福特认为创造力的核心要素是发散思维。托兰斯继承了吉尔福特的成果，并系统地设计了创造力测验量表，该量表目前仍然是创造力测试常用的量表之一。斯滕伯格从创造性人格的角度提出了创造力投资理论，该理论强调敢于挑战、勇于承担风险的人格对创新的作用。

创新力研究有很长的历史，然而到目前为止还没有找到一种可行的创造力培养方案，甚至对创造力本身的认识也没有形成共识。目前的创造力训练的实验很多，但从文献上看，没有真正成功的案例，没有案例说明经过创新能力训练的个体获得了真正的创造性成果。

基于以上情况，本文首先对创新能力的内涵进行探讨和界定，对创新的过程进行综合分析，以此构建培养创新能力的有效途径，并结合课堂教学构建培养创新能力的教学模式。

创新能力的内涵探讨与界定

关于创新能力内涵，斯滕伯格认为，创造力是一种提出或产出具有新颖性（即独创性和新异性等）和适切性（即有用的、适合特定需要的）的工作成果的能力。能力是成功完成某项活动所需要的稳定的主观条件，那么创新能力就是完成创新活动所需要的主观条件。然而，通常来讲，创新不能作为行为的目的，而只能作为达到目的的手段。正像数学中的解题方法，方法本身是通过解决特定的问题而产生的，离开了问题，方法就失去了意义。所谓创造出一种方法，是针对某类未解决的特定问题而言的。因此说，创新作为行为的目的并不合适。另外，如果将创新能力规定为提出或产出新颖性和适切性的工作成果的能力，那么学校教学中很难找到这样的成果，创新教育就没有根基。

从外部结果看，创新是产生了一种与众不同的结果，但是这种与众不同并不是追求的目标，而是一种手段，其最终目的是解决问特定的问题，或满足特定的需要，从目的上来说都是为了解决问题而产生的。因此，与众不同不一定是创新，只有解决了对人们有价值的问题的与众不同才是创新。从另一方面讲，这种与众不同是在解决特定问题的动机下产生的，解决问题才是创新的源头和判定依据。

从个体能力的角度看，所谓的创新，首先是在解决者个体的头脑中不存在现成的解决方案，此时个体要想解决问题，就必须突破自己现有的知识和方法，创造和发现新的解决方案，这种突破已有知识发现新方案的能力才是创新的本质，而且，这种能力与小学生解决一个从未见过问题的能力是一样的。因此，从个体能力的角度看，培养创新能力就可以通过解决从未见过的问题来逐步培养。基于此，本文将从问题解决的视角对创新能力进行定义。

思维能力是成功解决某类问题所需要的与知识相关的稳定的主观条件。当一个人面对问题时，大致可以分为三种情况：一是解决过同样的问题；二是解决过类似的问题；三是从没有解决过类似的问题。解决第一类问题只需记住并回忆起问题的解决方案即可；解决第二类问题需要对原问题的解决策略或者方法进行修改；但解决第三类问题则需要解决者自己探索、发现解决问题的策略和方法。我们将解决类似问题所需要的思维能力称为分析性思维能力，而解决从未见过的新异问题所需的思维能力称为创新思维能力（简称“创新能力”）。在此，我们借鉴斯滕伯格关于思维的分类，我们将第一种能力称为分析性思维能力；第二种能力称为创造性思维能力（与创新思维能力同义）。

创新过程分析

1. 创新过程

当个体遇到一个新异问题时，一开始毫无头绪，想尽各种办法也不能解决，当头脑中一片茫然时，突然灵光一闪，好像出现了好主意，经过验证后得出问题的解决方案。每人都体验过这样的经历，这就是创造的过程（当然，将自己创造的方案再与其他人的方案进行比较，如果是独一无二的，就是创新成果。但是与其他成果比较的过程并不属于创新能力，这里的创造能力和社会上说的创新能力是等同的）。过程论认为：人的创造性思维的产生和发展，是以发现问题为中心，以解决问题为目标的高级心理活动。华莱士最早提出了创新过程的阶段模型，即准备阶段、酝酿阶段、顿悟阶段和验证阶段。

2. 创新能力的双加工模型

从创新过程的四个阶段看，创新能力主要表现为灵感出现，灵感出现的阶段称为豁朗期。心理学的研究表明，顿悟过程主要发生在酝酿阶段。顿悟过程中多种思维是并行发生的，而且各种思维的启动是自发的、无意识的。准备阶段的大部分思维活动是分析性思维，是意识活动，而验证阶段也是意识活动。因此，从双加工的观点来看，创新过程是由意识加工和无意识加工组成的，且不同的活动之间存在重叠。以下基于双加工理论对创新的每个阶段进行分析。

（1）准备阶段，主要工作是激活已有的经验和知识，分析问题的特征，试图在已有经验中发现解决办法；当对问题内容的分析和操作都不能奏效时，解决者的探索可能会告一段落，停下来，进而转入酝酿阶段。

（2）酝酿阶段，紧张的探索活动之后，解决者减少与环境的交互行为以及对问题内容的注视，进入休息阶段；此时尽管外部行为进入休息阶段，但准备阶段的意识内容此时自然进入无意识加工，那些准备阶段激活的显性记忆由于信号衰减转化为前意识，此时虽然目标性活动貌似停止了，但目的没有达到，解决者没有放弃，认知活动仍然在继续，其中有些内隐记忆被激活，尤其是人格因素，坚定的信念、持之以恒的信心都会导致无意识加工活动的延续，而无意识状态下开放的思维得以展现，内心本能的力量开始发挥作用，所有以前的经历得以充分利用，个体的能量得以充分发挥。

（3）豁朗阶段，虽然目标可能在无意识和意识之间徘徊，好像被解决者所淡忘，可是一旦与目标相关的内容被激活，或者可能对目标达成有用的内容被激活，这些内容就会马上被增强，当达到意识水平时，突然感到豁朗。

（4）验证阶段，将刚出现的想法马上付诸于实施，看是否达到目标。

以上创新能力的作用过程可以用双加工模型来解释，如图1所示。

图1 创新过程的双加工模型

3. 创新过程的特征分析

通过上面的分析，我们可以得到关于创新过程的以下特征：

（1）创新过程具有整体性。创新过程虽然可以分为若干阶段，每个阶段会激活相应的知识和经验，但是这些阶段不是孤立的，是相互交织在一起的，没有准备就没有酝酿，没有酝酿就没有豁朗。同样，酝酿过程中可能激活发散思维、逻辑思维、形象思维等，但这种激活是无意识的，是当被激活的相关知识以及行为目标达到下意识水平后靠意志力自发产生的，而不是有意而为的，这种效果是靠单独的某个成分的训练无法达到的。

（2）创新过程具有动态性。成功的创新过程需要有行为目标，需要激活已有的知识和经验，但是这些内容又不能被过分强化，只有这些内容被无意识化才能获得自由发散的联想，这种状态是一种在解决问题的过程中自发形成的，这种无意识状态不能靠有意识地操作能达到，只能靠自身的素质和人格无意识地产生。

（3）创新结果具有非确定性。创新的结果都不同程度地经历了准备、酝酿、豁朗、验证四个阶段，然而反之未必成立。这就是创新的非确定性，也是创新的价值所在，越是有意而为，结果越适得其反，只有专注投入、持之以恒才有可能取得创新的成果。

（4）创新过程具有无意识性。从创新的内部过程看，灵感都是在无意识状态下出现的，创新成果都是出乎意料的。创新虽然需要知识技能（包括方法策略），这些虽然可以有意习得的，但是其发挥作用时却是处在无意识水平，而个体相关的素质、人格的作用发挥也是无意识的。

创新能力的培养

1. 创新过程的启示

（1）创新过程的整体性特征表明，创新能力只能作为一个整体来培养，而不能分解成若干要素单独训练。创新过程可能用到多种思维，例如发散思维、聚合思维、形象思维、逻辑思维等，这些思维在创新过程中不是单独分开，而是作为一个整体系统地发挥作用。我们在解决一个挑战性问题时，不会思考用什么思维和知识，只有全身性投入才有可能想出办法。（2）创新过程的动态性表明，知识和技能是在下意识状态下起作用的，然而如何才能保持这种状态是靠个体自身的素质和人格发挥作用的。这种素质和人格的形成无法通过外力人为地强制实现，这种外力可能还会起反作用。因此，这种素质和人格的形成只能通过个体在解决问题的过程中自主控制和调节，逐渐改进，不断提升。（3）创新过程的非确定性表明，解决者不能过于重视目标，不能对达到目标限制过于严格的条件，尤其是时间条件。（4）创新过程具有无意识性，创新结果的出现也是无意识的，解决者在创新过程中只是专注于不断分析问题，不断探索，即便使用到以前的知识技能，也是在无意识水平上发挥作用的。

2. 创新能力培养中的困难

培养创新能力的关键是确保学生不断经历创新的过程，但是在实际教学中会存在以下困难。

（1）给学生什么样的问题？如果问题简单，学生就会利用已有的方法解决，不会经历酝酿的阶段，更不会体验豁朗；如果问题太难，学生就会陷入困境，解决时间远远超出课堂时间。还有的学生已经形成分析性思维方式，遇到困难就会放弃，也不会经历创新的过程。

（2）教师如何参与？教师指导过多，学生就不会感到困难，就不会体验酝酿的过程，也就不会体验豁朗；教师指导过少，学生解决问题需要过长时间，难以在课堂上完成；若留为课后作业，也难保证学生继续完成，难以让学生经历创新过程。

（3）学科知识如何处理？知识技能虽然在创新过程中不占据重要的位置，但它们是创新的必要条件。尤其对于中小学教师来说，知识技能也是重要的教学目标。如果解决问题需要太多的时间，学科知识技能的教学进度就会受到影响。因此，如何在培养创新能力的同时，兼顾知识技能目标也是实际教学中必须解决的问题。

基于新异问题的教学模式（NPIM）

为了解决创新能力培养中存在的问题，更有效地在课堂教学中培养创新能力，我们提炼出了一种基于新异问题的教学模式（简称“NPIM”）。

1. 新异问题

为了既让学生经历创新过程，又兼顾教学内容，使用的问题要有特定的要求，我们将这样的问题称为新异问题。通过大量的实践，我们总结了新异问题的条件：（1）问题情境贴近学生的生活，选择学生感兴趣的活动；（2）问题活动基于学生的经验，学生可以动手操作；（3）将教学目标所涵盖的内容作为问题解决的必要条件；（4）解决该问题的难点和关键是应用教学目标的内容；（5）问题对于学生应具有新异性；（6）问题对于学生应具有挑战性。

问题的新异性是培养学生创新能力的前提。创新能力是解决者遇到问题，而且在自己的经验中无法找到类似的解决方案时才被激活的，这类问题一定是和解决者以前所解决的问题都不属于同一类型，而是另一类新的问题。一个问题之所以“新”，有几种可能性：一是新的情境；二是需要新的解决策略；三是需要新的解决方法；四是需要新的知识；五是需要新的技能。新异问题的挑战性是学生经历酝酿和豁朗的必要条件，但是只要问题感兴趣，并且能够利用现有经验动手操作，就可以对问题进行不断探索和分析，但又不会马上发现方案，从而经历豁朗，顿悟后发现结果。

2. 创新能力的教学模式

创新能力教学就是促进学生充分经历创新的过程，并以此达到自悟，获得创新的各种能力。创新能力教学应尽可能多的让学生自主地解决问题，学生自己解决的越充分，教学的效果就越好。我们在多年从事思维能力教学的过程中总结出了一些比较稳定的步骤（如图2所示），这些步骤可以有效地帮助教师逐步提高创新能力教学的水平。为了给读者提供一个完整的过程，图2不仅包括课堂教学过程，还包括设计过程。

图2 思维能力的教学模式

3. 创新能力的教学设计

创新能力教学的关键是：设计新异问题，然后通过课堂教学促使学生自主解决。具体来说，将创新能力作为目标类型进行教学时，要完成以下五方面的工作：（1）教学内容分析；（2）根据教学内容设计具体的创新能力目标；（3）设计新异问题和教案；（4）课堂教学促进学生经历创新过程；（5）评价结果，设计问题以检测是否达到了目标。

4. 创新能力教学目标分类

常用的创新能力可以分为想到、发现和创造；从加工结果的维度，可以将加工对象分为知识、技能、方法、策略和主意。创新能力培养中常用的教学目标类型如表1所示。

表1 常用的创造性思维能力教学目标分类

思维加工

表1所示的目标分类矩阵包含了多种可能的教学目标，但是从人类经验以及人们的使用习惯看，有些目标类型并不常用。

5. 思维能力教学的启发策略

启发是创新能力教学中常用的教学策略。启发是在学生经过努力，但仍然没有解决问题时，为了让学生继续坚持，完整地体验新异问题的解决过程，有效地培养学生的创新能力而进行的教学行为。启发是间接地引导，目的不是让学生知道要做什么，而是要让学生自己发现如何做，以此促进学生经历完整的创新过程，体验顿悟的愉悦感。另一方面，启发实际上起着一种替代作用，替代学生解决问题的一部分工作，启发的目的是培养学生的思考能力和探索能力，因此启发所替代学生的工作越少越好，启发应该让学生尽量多地自己思考，自己探索，通过豁朗发现解决方案。从这个意义上讲，启发应该从尽量深的层次上进行，离解决问题的方案越远越好，尽量从人格素质方面开始干预，使得学生能够完整地体验创新的过程。

实践与结论

从2010年开始到现在，作者所在的研究团队先后在北京石景山六一小学（半年）、河北高阳布里小学（半年）、北京门头沟区的46所中小学（三年）、北京陈经纶中学多所分校、北京第十八中学附属小学（进行中）、通州小学（进行中）进行了多年的实践，均收到良好的效果。实验班学生的思维能力（瑞文量表测验）、学科成绩（统考成绩）以及创新能力（新异问题解决）均得到显著提升。同时，作者所在团队在进行校内培训的同时，也面向社会开设实验班，其中包括来自北大附小、北师大附小、清华附小、翠微小学、中关村一小、中关村二小、北京实验二小等小学的学生，这些学生的成绩、素质、能力都得到显著提升，受到家长的好评。

本文首先从问题的角度对创新能力进行了界定，对创新的外部过程和内部过程进行了分析，然后提炼了创新能力的四个特征；在此基础上对创新能力的培养及其存在的困难进行了讨论，提出了基于新异问题的创新能力培养模式（NPIM）。同时，NPIM模式也是作者所在的研究团队经过多年创新能力培养实践中总结的结果；基于NPIM模式，作者研究团队已经对多所中小学进行了创新教学的培训和教学试验，收到了良好效果；同时，大量面向社会的创新能力实验班实验也表明，NPIM模式在培养创新能力方面是有效的。

注：本文为国家社会科学基金规划教育学一般课题《课堂交互产生学习结果的认知模型与仿真》（BCA100023）的研究成果。