在新课改中怎样培养学生的思维能力和创造能力

四川省平昌中学 周平儒

一、思维能力的培养
思维能力是各种能力的核心。思维包括分析、综合、概括、抽象、推理、想象等过程。应通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的应用等培养思维能力。因此，在学习过程中，不但要学到知识，还要学到科学的思维方法，发展思维能力。
(一)思维的方法
学会思维是学会学习的核心内容。在学习过程中掌握学习方法，最重要的就是要掌握科学的思维方法。
1、系统思维法
发现和掌握系统知识，是学生能力形成的重要途径之一，因为它能提示规律，举一反三，促进知识的迁移。系统化和知识容易转化成能力，这种转化过程是形成系统效应的过程。根据系统论的“整体大于部分之和”的理论，掌握概括化的系统知识所形成的能力就会更有效地解决问题，它比只用零碎的知识去解决问题效率要高得多。
2、逆向思维法
逆向思维是一种开拓思路的方法，这种思维方法常常使你能另辟蹊径，找到解决问题的钥匙。这种方法在科学发现中具有十分重要的意义。同学们在学习中，也要学会逆向思维，善于从反面考虑问题，如有的同学针对“知足者常乐”逆向思维，认为这句“名言”并非绝对正确，它的适用范围是有限的，在物质生活方面“知足者常乐”有一定积极意义，可以教育人保持艰苦朴素的精神，而在学习科学知识方面这话就不一定妥当，学习和探索应当不知足，人生之乐便是在不知足的探索过程中，因此写出一篇《不知足者常乐》，这便是采用逆向思维写出的富有新意的佳作。
3、全息思维法
事物是一个有机的整体。事物的有些部分常常包含着事物整体的主要特征。通过这些能反映整体特征的“全权代表”(称作全息元)而总结出事物必然规律的思维方法就是全息思维法。我们可以从一片落叶而知秋至，从一滴水了解太阳，从一个指纹确定一个人，从一个细胞分析生物体或生物群。掌握全息思维法对同学们提高学习效率，促进学习迁移十分有利。比如同学们学习了一篇典型的记叙文之后，就应该在老师的指导下总结出阅读分析记叙文的一般方法，并运用学到的方法去阅读同类的文章，达到灵活运用的目的。运用这种方法必须选准“全息元”，必须从全息元中分析出本质规律。如若“全息元”未找准，就会出现以偏概全的毛病。
4、让步思维法
让步思维的形式是“如果不是这样，将会……”。这样考虑有三个意义：第一，通过退一步的思考，证明不这样认定将是错误的，从而证明已认定的结论的正确，第二，可能发现已认定的结论不完善。第三，发现既定结论是错误的，以便及时从错误的结论中跳出来。“溴”元素的发现，就是法国青年化学家皮拉德运用让步思维，辗转考虑问题而产生的“杰作”。他在从海藻提取碘中发现一种沉淀的深褐色有味物质。
5、发散思维法
发散思维就是从多角度、多侧面去思考问题。在学习中有意培养自己的发散思维能力，既利于高效地完成当前的学习任务，又为将来创造发明奠定了基础。美学家朱光潜先生在谈到这种思维方法时曾经说过，他在写作时，定了题目以后，围绕这个题目四方八面地想，不拘大小，不问次序，想到一点就用三五个字的小标题写在纸上，一直到当时所想到的意思全记下来为止。这种构思过程采用的就是发散思维方法。
6、顿悟思维法
不经过大脑一步步思考(即逻辑推理)而突如其来的领悟，叫做顿悟思维。同学们在学习过程中，可能有过这样的体验，一道几何题的证明，白天苦思冥想不能解决，一觉醒来。突然想到了解题思路；一篇作文，课堂上绞尽脑汁都无从下笔，后来在草坪上躺着休息时却突然冒出了新颖的构思。只有通过精密的观察，丰富的想象，高度集中的注意，甚至达到迷恋的程度，才有可能对百思不解问题产生突如其来的顿悟。
(二)思维能力的培养
思维能力与学习有着密切的关系。同班同学中学习成绩参差不齐甚至悬殊很大，一个重要原因便是思维能力之间的差异。思维能力并不是一成不变的，而是可以培养和发展。怎样在学习和生活中培养和发展自己的思维能力呢?
1、要了解思维的基本过程
思维的基本过程是分析和综合，也就是说，思维过程是在头脑对感性材料进行分析综合的过程。培养和发展思维能力，首先要掌握和提高分析综合能力。所谓分析，就是把整体分解为若干或若干方面，例如把一个完整的句子分成为主语、谓语、宾语来进行讨论，所谓综合，就是把整体的各个方面或各个部分联系起来考察，例如阅读一篇课文，根据课文各段的大意，归纳出文章的中心思想。分析可以使人了解事物的组成部分和各种属性，综合可以使人了解事物之间以及事物的各种成分、属性之间的关系和联系。人们对事物的认识，都是不断地进行分析和综合的结果。分析和综合是彼此相反的过程，同时又是相互依存的统一体，在任何思维过程中，都包括最初的综合－分析－再综合这三个环节。分析和综合彼此紧密联系，组成了统一的思维过程。因此，同学们在学习中，必须把分析和综合结合在一起加以运用，发展思维能力。例如我们在阅读教材时，要善于按从整体着眼(初步综合)到局部深入(分析)，再到贯通升华(再综合)的思路进行。学习实践表明，只有从整体着眼，阅读才会方向明确，目标具体，不致盲目乱撞，高耗低效；只有局部深入，有分析地阅读，才能学得深入透彻，避免囫囵吞枣，一知半解；阅读之后再综合，融会贯通，才能系统完整地把握，防止断章取义，以偏概全。
2、要掌握思维的基本形式
概念、判断、推理是思维的三种基本形式。概念是客观事物本质属性的反映，它是人们进行思维活动的形式，同时也是思维活动的结果，它是用词来标志的。任何一门科学都是由一系列的概念及其体系组成的。列宁曾说：“自然科学的成果是概念。”因而所谓掌握知识，就是掌握概念及其体系。学习的过程，就是系统地掌握概念的过程。概念形成过程主要是揭示知识内在的本质联系，而应用只是揭示在一定条件下知识的作用。因此我们在学习中只有充分利用自己潜在的智力因素，采用发现学习法，根据对新概念所依托的已有知识，积极观察分析新旧知识的内在联系和所学概念的内涵意义和使用范围。概念不清，往往构成学习的直接障碍，用词不当，有时还会闹出不少笑话来。判断是断定是否，对事物有所肯定或否定。《三国演义》中，马谡失街亭，诸葛亮不得已导演了一出“空城计”。司马懿兵临城下，却见城门大开，诸葛亮端坐在城楼上抚琴弹拨便不敢贸然入城反而引兵退去。诸葛亮为什么敢于在大军压境时演出“空城计”呢?靠的就是准确的判断。他说：“司马料吾生平谨慎，必不弄险。见如此模样，疑有伏兵，所以退去。”一个正确的判断引出了一段千古绝唱。定理、法则、公式、条件、结论等都是同学们在学习中经常与之打交道的。判断也就是运用它们进行思维的方式。推理就是用一个或几个已知的判断推出一个新判断的思维形式。法拉第发现电磁感应定律，从某种意义上说，应当归功于他的推理能力。当1819年奥斯特发现了“电生磁”现象之后，法拉第就立即凭借他丰富的学问功底作出了直接的推断：既然电可以“生磁”，那么，“磁”也必然会生出电来。他对自己尚未经过实验证实的推断深信不疑，经过十年实验，终于发现了电磁感应定律。推理能力的培养，在数理化学习的过程中，具有尤其重要的意义。
3、要优化思维的基本品质
正像人的道德品质有优劣一样，思维的品质也有差异。在问题面前，有人反应迅速、敏捷、灵活、能够立体地多侧面地进行思考，迅速找到解决问题的最佳方案；有人反应迟钝，呆板，思路受到种种束缚，展不开，收不拢。学生思维水平的高低，主要表现在思维的基本品质上。①广阔性。指思维内容广泛，能够调动不同领域的知识和经验来进行思维。思维的广阔性是解决复杂问题所必需的，它与知识广博，经验丰富分不开。②深刻性。就是善于对事物进行细致地分析综合，善于区分事物的主要方面和次要方面，善于透过事物表面现象抓住本质。思维的深刻性与强烈的求知欲紧密联系。在强烈的求知欲的激励和驱使下，在前人思维成果的基础上勇于探索，认真思考，终于有所发现，有所创造。瓦特正是对蒸气冲动壶盖的现象，深思细想，寻根究底，才最终发明了蒸气机的。③敏捷性。是指思考问题和解决问题的速度快。遇到问题，特别是遇到需要立即予以解决的问题，能通过周密思考作出准确判断，迅速找到解决问题的办法。④灵活性。指思维变通流畅，不呆板僵硬。⑤独立性。是指善于独立思考。数学家华罗庚指出：“独立思考能力，对于从事科学研究或其他任何工作，都是十分必要的。”历史上，任何科学上的重大发明创造，都是由于发明才充分发挥了这种独创精神。⑥批判性。它表现为冷静地思考问题，对前人的经验和书本知识，经过认真思考、判断正误，决定取舍，不迷信盲从，人云亦云。亚里士多德是古希腊著名的科学家，他的。两个重量不同的落体，从相同高度落下，速度会不同。的论断，千百年来没有人表示过怀疑。伽利略却对这位科学大师的论断不迷信，不盲从。他当众在比萨斜塔上作了一次公开试验，用两个体积相同，重量不同的铅球，同时从塔上落下，两个铅球同时落地，结果证明了亚里士多德的错误。伽利略根据这试验还发现了“自由落体定律”。
综上所述，要提高思维能力，就要经常用比较法进行学习。首先，在学习每一个新概念时，不但听老师讲解，还要自己进行比较，找出相似的例子，加深认识。第二，学到意义相近的概念、规律时加以比较，从多角度、多方面分析其区别与联系。经常用比较法进行学习，可以学会全面分析问题，从多种事物发现它们的联系、区别和各自特征，使思维的广阔性和深刻性得到提高。
二、创造能力的培养
同学们都一定非常崇敬像毛泽东、周恩来、爱因期坦、爱迪生、沙士比亚、鲁迅等这些世界杰出的人物。也一定期望自己将来能成为政治家、科学家、文学家、各行各业的专家。为了达到这个愿望，我们利用现代教育技术帮助学生去发明、去创造，培养创造能力。创造能力的发展，学生时期主要从三方面去努力，学会创造性的学习、发展创造性思维和让学生自我创造。
(一)学会创造性学习
学习按获得知识的总体方式，可分接受学习法和发现学习法。人类的知识宝库都是通过前人的实践取得，但将这些知识传授给后人，可以通过直接传授，不需要再重复前人走过的路去获取，这样做的优点是知识传授效率高。但是带来的缺点是被动的学习，能力的发展受到局限，特别是创造性能力的发展。因此采用发现法学习，就在体验前人获得知识过程中，增长自己的才干，发展创造力。中学生的学习就该提倡发现法学习，但也不能排除接受法学习，否则学习效率就会太低。
“发现不限于寻求人类尚未知晓的事物，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切步骤”。学生的发现，主要是再发现，即按发现的过程获取学生头脑尚未获得的知识。发现学习，不是去接受现成的结论，而是通过自己的研究、探索得出结论。发现法学习，其过程和方法也与前面介绍的基本学习方法一样，只不过在知识获取、巩固与运用三方面有其特别强调的。发现法获取知识的过程几乎完全和创造过程一样。只不过这是再发现学习，所以在准备、潜伏、顿悟阶段用不着学生自己再花漫长的时期去摸索。可从老师指引、启发和相互议论中不断得出结果。因此发现法学习大致过程可看作是：指出问题—思考与尝试—指点与议论—顿悟—论证或验证。下面以学习杠杆为例，来体验发现式学习。首先学生应在劳动、生活中学会发现问题、提出问题。在劳动中大家常用杠杆，会发现有时省力，有时不省力，甚至还费力，这是为什么?杠杆内含有什么规律?然后，尝试移动支点，看看效果，再想想效果是否与动力点、重力点距支点的距离有关?再量量动力臂、重力臂、动力、重力的大小。同学们讨论一下杠杆省力的问题，从定性逐渐向定量方面讨论，此时老师可能指点大家讨论平衡时力与力臂之间会有些什么联系。可能有些同学受到启发，悟出杠杆原理了。如果还没有悟出道理，老师可以再试试、变变，进一步指点杆称平衡的现象，使大家都悟出关键之点。最后，再用杠杆原理指导多做几次杠杆实验，从而得到验证。
发现法巩固知识，不是只简单的重现知识，而是重视发现知识的过程，重视获得知识的思维过程；归纳总结与其它知识的联系；再想想看看这个知识还有什么值得注意的地方，以及运用这个知识有没有范围局限；最后对这个知识还有什么新的矛盾问题发现或新的体会。我们也以复习杠杆原理为例来学习发现法。先回忆一下获得杠杆原理的思维过程；其次，归纳出杠杆原理纵向与力、力臂知识有联系，横向与斜面等同属简单机械一类；运用它时会发现力臂概念值得注意，是支点到力点方向的垂直距离，而不是支点与力点的距离；最后运用杠杆原理时可以不一定是杆，把这个杆做成圆的也可以，如汽车方向盘，提井水的辘轳也是利用杠杆原理做的。同学们，如果你们这样复习，显然灵活多了，能力会有较大提高。发现法运用知识，就是在运用知识时，会迁移，会灵活用、会变换形式运用、会多角度的运用，还能别出心裁，具有独创性的运用。例如，一般有支点的杆是杠杆、剪刀、杆秤，方向盘、轮轴、辘轳也是杠杆；杠杆可以省力，也可以省时，还可以用来称重物，甚至可以量长度等等。这些平时学习时，主要体现在做练习的方法上。希望同学们，学会一题多解，一题多变，多题一解。进行各种各样的变式练习，从不同方向提问，已知、未知条件的数量和关系发生变化的练习。在学习中，常用发现法学习、巩固、运用知识，学习的能力会大大发展，创造力也会大大发展。
(一)发展创造性思维
创造性思维是在一般思维的基础上发展起来的，它是后天培养与训练的结果。卓别林为此说过一句耐人寻味的话：“和拉提琴或弹钢琴相似，思考也是需要每天练习的。”
1、增强创造性思维的问题意识
牛顿当初坐在苹果树下，看到苹果从树上掉下地，产生了“苹果为什么掉下地面不飞上天”的问题，终于发现万有引力定律。这说明思维必须具备良好的问题意识。创造性思维大都从令人感到奇特事物开始的。因此同学们要具有较强的好奇心，学会发现问题。问题的形成主要有三种：经验性问题、理论性问题、观念性问题。①经验性问题又分两种情况，一是已有经验事实还没有统一的理论说明的一类问题。比如在19世纪，新化学元素一个一个相继被发现后，有人提出各种各样的元素之间是否存在着内在联系?事后才有门捷列夫发现元素周期表。二是现有理论与经验事实之间出现矛盾提出的问题。牛顿力学在微观世界和高速世界运用出现了矛盾，因而提出问题，而后才有量子力学和相对论力学出现。②理论性问题也分两种情况。一是由理论本身逻辑不一致而产生的内部理论问题。比如电磁力的作用，最初人们认为存在一种“以太”的媒质，结果理论与实践出现了矛盾，才产生了电磁场的理论。二是不同理论之间的矛盾冲突而提出的外部理论问题。如达尔文强调世界是不断进化的，而物理中热力学第二定律的熵不增加原理强调世界趋于均衡，不断衰退的。这两种理论的矛盾，如何协调这个问题，终于形成了新的耗散结构理论。③观念性问题，就是科学理论一些长期形成的基础的认识问题与理论的实践发生着重大裂痕时，大胆提出对某种观念与信念的改变，这种观念改变常常引发重大的科学思想革命，如时空观念的改变。牛顿力学时空是静止的，绝对的，然而爱因斯坦提出时空与运动有关，速度增加空间尺寸变短，速度增加时间间隔变慢，从而产生了相对论力学。在学习中，有时会提出问题，并有一定价值，这是创造性思维的第一步。
2、锻炼发散思维克服思维定势影响
学生在平时学习中应养成多向思维习惯。对一个问题进行所有可能途径的思考，甚至从反方向去想。为了有助于培养创造才能，一方面要勤思考，多讨论，多吸收不同的看法、多请教。另一方面就要克服思维定势影响。人的思维往往易受已形成的思维习惯控制，按固定的思维去思考问题，这样思路有无形框框束缚，使思想僵化。思维定势在对某一问题初步认识时，是必须的，有其驾轻就熟的积极作用。但对问题的创新、发展是有害的。克服“思维定势”的方法有：①“反向思考”法。例如一般计算加法和乘法从低位到高位，反向思考就从高位到低位运算，创造一种效率很高的速算法。②拟喻思维法。就是有意识地把熟悉事物当作陌生的现象；对陌生的事物用已经熟悉的知识去思考，这样就易把习惯性思维程序颠倒过来，思路突破常规束缚。③松驰法。把百思不得其解的难题有意识暂时搁起来，中断思维定势，摆脱老框框，往往这时也是触发灵感的好机会。④强制提问法。对任何事物都向自己强制地提出一连串问题：比如是否取消?是否合并?是否用其它办法代替?能否改变结构等等。这样可以帮助你摆脱习惯性思维的桎梏，为你打开崭新的思路。
3、扩大知识面运用补偿思维
广博的知识，是创造性思维的基础，主动向知识宝库索取，尽快掌握更多学科的知识，将有助于抽象、推理、想象、类比、联想等思维过程的实现。但一个人的知识是有限的，要利用其他知识调整和补偿自己在知识结构中的薄弱处和空白点，这就是补偿思维。其办法有两个：一是善于识己所短，避短扬长；二是求教别人与请求帮助。在创造发明史上，运用补偿思维取得成功例子很多。爱迪生、富兰克林等学历低，但有很高的创造力，他们就是善于用其他知识来弥补自己的某些不足。
4、运用自然辩证法指导创造
自然辩证法为科学创造提供最根本、最科学的观点和方法。我们国科学家钱学森在学习了辩证唯物主义后，有相见恨晚的感觉。爱因斯坦对哲学有极大的兴趣，就是从中获取方法、获取创造的指导。
(三)让学生自我创造
创造能力是各种能力的最高境界，在学生主动学习中，让学生自我创造，培养学生自我创造的能力。在课堂教学中，我们要求教师充分挖掘教材中蕴含的创造性因素，让学生学习中外科学家的创造性精神，领略创造发明的奥妙，意识创造发明对社会发展的巨大贡献，培养学生的创造性意识。在课堂教学中，要求教师注重创造性思维能力的培养，在培养学生思维的严密性、逻辑性的同时，重视学生思维的跳跃性、发散性、变通性和创新性的培养。对学生中出现创造性火花，及时给予充分肯定。在学习练习中，适当补充一些创造性问题进行训练，把培养学生创造性思维落实到各个环节。在课堂教学中，要求教师要创设创造性的情景，尽可能多地使用发现式、探究式课堂教学模式进行课堂教学。让学生大胆猜测、联想，并亲自动手操作，亲身体验创造发明过程，培养学生的创造性能力。
(*本文系教育部中央电化教育馆教育技术研究规划课题《利用现代教育技术促进学生自主学习和自主探知研究》的部分研究成果。)