青少年创新思维培养：实施路径与案例解析

李九彬　李佳颖

本期文章选自2019年举办的第27届全国青少年科技辅导员论文征集活动中的一等奖获奖论文。本届论文征集活动主题为“科技教育与青少年创新思维培养”。

摘要：本文结合西南大学附中的创新教育，从青少年创新思维培养的视角，提出教师开发课程和学生开展研究课题相结合的实践路径，构建由支撑系统、驯动系统和实施系统3大系统的推进思路。以指导学生开展自然笔记实践为例，展示了创新思维培养实践的4个实施过程，并提出实施创新教育的建议，为中学实施创新教育提供参考。

关键词：创新思维;青少年培养;创新教育;自然笔记

2017年9月，教育部印发《中小学综合实践活动课程指导纲要》，为中学如何推进创新教育提供了参考依据。作为综合实践活动四大板块之一的考察探究，主要是以研究性学习的形式展开，即学生“基于自身兴趣，在教师的指导下，从自然、社会和学生自身生活中选择和确定研究主题，在观察、记录和思考中，主动获取知识，分析并解决问题”。西南大学附属中学校创新教育历史悠久，成果丰硕，研究性学习成果多媒体展示活动已举办了16届。自2013年以来，每年都会有300余个学生小课题产生，培养了一大批具创新思维的科技创新后备人才。本文以此为基础，梳理青少年创新思维培养的实施路径，并以自然笔记活动为例展示落地操作方式，供大家参考。

一、创新教育与创新思维

创新包括创造力和创新动机两个基本要素，创造力包括知识、思维方式和创新意识;创新动机包括需求動机和兴趣动机，其中思维方式是创造力的核心要素。培养青少年的创新能力需要实施创新教育，需要激发学生的创新动机，传播科学知识，训练思维能力，培养创新意识，根据多年经验，可以通过教师开发课程和学生开展研究课题的方式进行。根据多年实践经验总结得出，青少年创新思维培养的推进以学生为主体，依靠支撑系统、驱动系统和实施系统，由宏观到微观，从策略到具体实施（图l）。

（1）支撑系统从立德树人的目

标出发，整合各种社会资源，在政策和环境允许的条件下，结合学校的办学理念，开发具体的创新教育资源和平台，教师既有指导学生的作用，同时也与学生一起成长。

（2）驱动系统大部分学生需要

兴趣驱动，创新能力较强的通过开展项目驱动，而创新拔尖人才需要竞争驱动，3种驱动环环相扣、逐步提升，利于不同层次学生的个性化成长。

（3）实施系统通过面向全体学生的各种活动，一部分学生的课题研究和赛事推进，将创新思维培养落实到不同学生身上，将创新教育做细做实。

二、创新思维培养实践——以自然笔记为例

“天地玄黄，宇宙洪荒;日月盈昃，

辰宿列张;寒来暑往，秋收冬藏;闰余成岁，律吕调阳;云腾致雨，露结为霜。”中国传统蒙学经典《千字文》一开篇就展示了古人对自然万象的观察、思考和总结。收集和描述自然界奇迹是人类的一种传统，也是历法体系和各类自然科学体系建立的基础。我们要想了解自然万物之美，须密切观察探索和亲身体悟，自然笔记是极好的途径，这种倡导回归自然、发现自然的活动，现已风靡全国，对少年儿童可以起到科学启蒙的作用。

1.打破思维藩篱——自然笔记的内涵

什么是自然？自然笔记记什么？由于定势思维和历史经验所限，这个问题会困扰很多师生，多数人会回答“自然就是动植物”“自然笔记就是画动植物”。而创新思维首先就要打破思维藩篱，从更科学、广阔的视野认识。

其实，自然的范畴要远大于动物和植物，按照自然地理学的观点，自然是指地球上的自然环境，包括岩石圈、大气圈、水圈和生物圈（包含大气圈的底部、岩石圈的上部、水圈的大部）四大圈层。所以，自然笔记选材不仅仅局限动植物，应该涵盖更广阔的天地万物，如地形地貌、气与气候、江河湖海泉、天象、微生物等。

2.注重思维品质——自然笔记的三重境界

如何做好一篇自然笔记？如何展现科学的奥秘？在做自然笔记的过程中，要关注细节，保护好奇心和兴趣，将思维的闪光点抓住并记录下来。我认为要能够在自然中发现问题、研究问题和解决问题，可分为三重境界。

第一重境界：发现问题一“观宇宙之大，察品类之盛”，注重观察和描述。作为旁观者，认真观察并记录自然万物的特点和奇妙之处。

第二重境界：研究问题一“游天地之美，析万物之理”，注重亲历和解释。作为体验者，采用实地考察、实验等科学方法，尝试揭示原因或规律。

第三重境界：解决问题一“究天人之际，通古今之变”，注重联系和创新。作为共情者，在更宏大的时空背景下，透视自然现象和人类活动之间的关系，反思人的行为，以达成人地协调。

这三重境界虽有先垢，但并无轻重，每一项做到极致，都是精彩的作品。

3.尝试思维发散——一个水池的自然笔记

我校至诚广场有一个小池塘，面积大约20平方米，中央有假山，是学生每天上学放学的必经之地。我鼓励学生围绕身边的事物和现象开展自然笔记活动，先后有3个学生围绕小池塘从不同视角进行了创作，都展现了良好的创新思维。

（1）外来物种人侵校园虽然没有太多的文字描述发现的过程，但学生思考得很深远，上升到人类如何应对外来入侵物种的问题上，并提出了自己的想法，而科学最终的目的在于解决问题，所以作者的自然笔记难能可贵（图2）。

（2）就算是一个小小的池塘，它也是一个浓缩的大自然爱因斯坦说，“提出问题比解决问题更重要”，通过短短1个小时的观察，学生提出了这么多有意思的疑问，涉及植物和动物的形态及分类，而且充满了童真童趣，科学的种子已在作者心中萌发（图3）。

（3）一个水池的自述学生花了1年的时间探究池水颜色变绿的问题，而且每一步都提出了自己的观察结论和猜想，最后通过咨询教师和查阅文献资料得出了结论。这篇自然笔记中，科学的研究方法得以贯穿始终（图4）。

4.完善创新方式——自然笔记与科学相遇

小小一个池塘，产生了3篇各有特色的优秀自然笔记，而优秀的原因正是对科学问题进行不同角度的研究。自然笔记并不复杂，科学发现也不神秘，透过自然笔记，可以对孩子进行科学启蒙。一篇好的自然笔记，需要观察者怀着一颗童心，融人自然，感知自然，体悟自然;要抱着探索自然奥秘的态度，像科学家一样发现问题，思考问题;要不间断投入较长的时间，观察自然的变化，在变化中寻找现象背后隐藏的规律;要综合运用多种媒介呈现，调动五官感知，用文字、绘画、实物等多角度表达自己与自然的对话。

从自然笔记出发，关于这个小池塘的科学故事还在延续，科普文章《神龟虽寿，犹有竟时》已经发表于《江河》杂志，系统梳理了和龟相关的科学研究，向更多人传播科学知识。

关于小池塘还可以进一步开展一些小研究：

●从水圈的角度，可以使用科学仪器对池塘中的水质进行监测，探究降水与池水水质之间的关系，可以探究藻类繁殖与水质的关系等。

●从生物圈的角度，可以探究池塘中的群落生态系统，食物链、食物网是怎样的，以及不同节气和季节的变化。以龟为例，池中有鸟龟、红耳龟、黄耳龜还有杂交龟，探究种间互助和竞争关系等。

●从岩石圈的角度，池塘中央的假山主要岩石为石灰岩，探究其在雨水和生物的作用下，风化和侵蚀的速率，探究其和水质的关系等。

●从大气圈的角度，可以进行池塘上空及周边的空气温度、湿度和气压三气象要素监测，探究这种人造水体对小气候的影响，并与以前气候统计数据进行比较分析等。

科学无处不在，自然就在身边，只要抱着一颗好奇心，用发现的眼光探索，每个人都会有意想不到的惊喜。

三、创新思维培养建议

1.打破思维禁锢，丰富创新的维度一方面，创新思维是广义存在的，而不应该仅仅只局限在所谓的理科学科。从学校、教师到学生，多学科、多维度、多层次推进，突破学科性质的限制，更加注重创新思维能力的提升。另一方面，现有的对于科技创新的内涵是约定俗成的，其覆盖范围、内容呈现、表现形式都可以进行不断的创新与突破。

2.扎实知识基础，支撑科学的思维知识是创新思维的基础，创新思维也有助于知识的应用及知识的体系化。知识虽然是零散的内容，但是能够在一定程度上决定创新思维的广度和深度。要不断引导学生有意义学习、深度学习、自主学习，为创新思维的培育提供充足的智力支撑。

3.身边问题入手，平凡中寻找突破要引导学生学习对生活有用的科学、对终身发展有用的科学，就要引导他们关注身边的现象和问题，从自己的兴趣和能出发，做力所能及的研究。运用发散思维可以使青少年围绕所探究问题，沿不同方向思考、探索，重组眼前的事实和记忆中的知识，产生新的独特信息，获得解决问题的多种方案。

4.注重过程记录，成果提炼和推广创新思维培养要在实践中进行。研究性学习是“做中学”理论的生动体现，在行动中育人是其主要式，所以要引导学生学会观察，记录研究的每个细节，并用图、文、影、音多种方式记录，在整理中不断提炼自己的观点，并形成深度提炼的研究成果，通过开设讲座、参加比赛、媒体宣传等平台使研究成果被更多认知，得到最大的社会效益，进而培育科学思维习惯，提高对周围世界的科学认知和创新实践能力。

参考文献

[1]李九彬，贾雪，罗键，中学生研究性学习常见问题浅析一以西南大学附属中学为例.科学咨询（教育科研），2017（2）

[2]张万琼.为学生提供丰富而可选择的教育——记西南大学附属中学“缤纷教育”.人民教育，2014（12）

[3]张万国，刘其宪，中学创新人才培养的实现路径——西南大学附属中学的改革实践。教师教育学报，2014（12）

作者简介

李九彬，西南大学附属中学校，信息技术中心副主任，电子信箱：460634329@qq.com;李佳颖，西南大学地理科学学院，2016级。

点评

本文基于实践经验讨论青少年创新思维的培养，以支撑、驱动与实施3个维度为切入点，阐释了创新思维的实施路径;进一步以指导学生开展自然笔记实践为例，展示了创新思维培养的实施过程，提出了创新思维培养的建议，对一线教师的教学实践具有一定参考借鉴价值。如果作者能够对创新思维、创新教育等概念的内涵及其关系作出具体解读，在自然笔记实践案例的分析中突出展示其指向创新思维培养的设计架构和指导策略，则本文的应用价值会更加突出。

——高潇怡（中国青少年科技辅导员协会常务理事，北京师范大学教育学部课程与教学研究院副院长，教授，博士生导师。第27届全国青少年科技辅导员论文征集活动评审委员会主任委员）