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【摘要】以廣東省兩所普通高中的學(xué)生為調(diào)查對象，采用《青少年科學(xué)創(chuàng)造力測驗(yàn)》和《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》，測量中學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力水平、教師的課堂教學(xué)策略實(shí)效以及課堂教學(xué)策略對中學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的影響情況，研究發(fā)現(xiàn)，中學(xué)課堂教學(xué)策略中的教學(xué)動機(jī)策略維度和教學(xué)方法策略維度能夠正向預(yù)測學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力水平。為了優(yōu)化課堂教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的發(fā)展，教師可以通過教學(xué)動機(jī)策略維持學(xué)生認(rèn)知與情感的開放性、制造學(xué)生情感與認(rèn)知的沖突；通過教學(xué)方法策略引導(dǎo)學(xué)生從多個角度發(fā)現(xiàn)和解決問題、訓(xùn)練學(xué)生復(fù)雜的思維過程和想象力、提升學(xué)生解決真實(shí)問題的能力。

【關(guān)鍵詞】課堂教學(xué)策略；科學(xué)創(chuàng)造力；教學(xué)動機(jī)；科學(xué)教育

一、引言

為了提高我國的科技競爭力，《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出，未來人才隊(duì)伍建設(shè)的主要任務(wù)應(yīng)“突出培養(yǎng)造就創(chuàng)新型科技人才”[1]?？茖W(xué)創(chuàng)造力作為創(chuàng)新型科技人才的關(guān)鍵能力，其核心是科學(xué)創(chuàng)造性思維。[2]青少年是創(chuàng)新人才成長的關(guān)鍵階段，胡衛(wèi)平將青少年科學(xué)創(chuàng)造力定義為：青少年根據(jù)一定目的，運(yùn)用已知信息，產(chǎn)生出某種新穎、獨(dú)特、有社會價(jià)值的產(chǎn)品的能力或特性。[3]研究表明，我國青少年的創(chuàng)新素質(zhì)不高，有些方面如創(chuàng)造性產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)動機(jī)、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)行為、創(chuàng)造性人格還有下降的趨勢。[4]為此，研究者們圍繞科學(xué)創(chuàng)造力展開了大量研究，分析了科學(xué)創(chuàng)造力的各種影響因素和培養(yǎng)策略。中小學(xué)階段是學(xué)生求知欲和好奇心最為旺盛的時期，也是培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)造力的起點(diǎn)。20世紀(jì)50年代以來，國際上培養(yǎng)青少年科技創(chuàng)新素質(zhì)主要有4種模式：教學(xué)創(chuàng)新模式、課程創(chuàng)新模式、聯(lián)合培養(yǎng)模式、教師發(fā)展模式。其中，教學(xué)創(chuàng)新是科技創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的主渠道。[5]目前，我國中小學(xué)生主要通過學(xué)校課堂學(xué)習(xí)自然科學(xué)知識，因此課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的重要途徑。有研究表明，學(xué)校的規(guī)章制度、師生關(guān)系、教學(xué)策略、同伴關(guān)系、課堂氣氛、課外活動、硬件設(shè)施及自然條件與學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力都呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)。[6]但由于該研究探討的因素較多，并沒有就課堂教學(xué)策略與科學(xué)創(chuàng)造力的關(guān)系展開深入討論，目前還缺少相關(guān)的實(shí)證研究。哪些策略可以有效促進(jìn)學(xué)生發(fā)展科學(xué)創(chuàng)造力，這是一個值得深入探討的問題。為此，本研究采用《青少年科學(xué)創(chuàng)造力測驗(yàn)》和《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》，測量中學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力水平與教師的課堂教學(xué)策略實(shí)效，研究課堂教學(xué)策略對中學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的影響，并根據(jù)研究結(jié)果為優(yōu)化課堂教學(xué)策略提出相應(yīng)的建議。

二、研究對象與方法

1.研究對象。從廣州市、東莞市各選取一所省級示范性普通高中，每所學(xué)校隨機(jī)選擇高一年級3個班的學(xué)生作為調(diào)查對象。發(fā)放問卷250份，其中，A學(xué)校133人，B學(xué)校108人；男生97人，女生144人?；厥沼行柧?41份，有效回收率為96.4%。2.研究方法。（1）《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》是參考孟迎芳編制的《中學(xué)教師教學(xué)策略量表》[7]和吳瑩瑩編制的《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》[8]改編而成的。具體包括3個維度：①動機(jī)策略：主要指教師在課堂上如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)生的反應(yīng)保持敏感性和批判性；②方法策略：教師在授課過程中具體使用的教學(xué)手段，如是否做到新舊知識聯(lián)系，講授是否清晰、充滿熱情、抓住要點(diǎn)，所提問題是否適合學(xué)生能力水平、有挑戰(zhàn)性，布置的練習(xí)是否恰當(dāng)，是否有助于學(xué)生能力的發(fā)展等；③指導(dǎo)策略：主要指教師能否協(xié)助學(xué)生掌握良好的學(xué)習(xí)策略、學(xué)會學(xué)習(xí)?！吨袑W(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》采用教師自評的方式，將課堂教學(xué)策略分為4個維度：管理策略、動機(jī)策略、方法策略、指導(dǎo)策略。本研究為加強(qiáng)評價(jià)的客觀性，將教師的“自評”改為學(xué)生的“他評”，將《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》改編成感知量表。因此筆者轉(zhuǎn)換了《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》中相關(guān)題項(xiàng)的表述，將“我（教師）是否實(shí)施某種教學(xué)策略”改為“我（學(xué)生）是否感知到某種教學(xué)策略”。考慮到教師的管理策略難以直接被學(xué)生感知，本研究的感知量表刪去了管理策略這一維度，剩余3個維度的界定與原量表一致，題項(xiàng)內(nèi)容僅轉(zhuǎn)換人稱而不改變原意，最終形成《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》。經(jīng)測量，《中學(xué)課堂教學(xué)策略感知量表》信度和效度都較好。量表的內(nèi)部一致性系數(shù)為0.931，其中動機(jī)策略為0.854，方法策略為0.835，指導(dǎo)策略為0.870；驗(yàn)證性因素分析的模型擬合指標(biāo)也都符合要求，x2/df=2.557<3，RMSEA=0.066<0.08，SRMR=0.039<0.05，CFI=0.954>0.90，TLI=0.945>0.90。（2）《青少年科學(xué)創(chuàng)造力測驗(yàn)》本文使用申繼亮、胡衛(wèi)平、林崇德編制的《青少年科學(xué)創(chuàng)造力測驗(yàn)》[9]測查學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力水平。該測驗(yàn)在國內(nèi)被廣泛使用，一共包括7道題，每道題表示1個維度，包括物體應(yīng)用、問題提出、產(chǎn)品改進(jìn)、科學(xué)想象、問題解決、科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)，詳見表1?！肚嗌倌昕茖W(xué)創(chuàng)造力測驗(yàn)》的所有問題均為開放性問題，每個題目的測試時間為6分鐘，從答案的流暢性、靈活性和獨(dú)創(chuàng)性進(jìn)行計(jì)分。流暢性指有效答案的個數(shù)，靈活性指有效答案的類別，獨(dú)創(chuàng)性指有效答案的新穎性。量與評價(jià)使用SPSS22.0進(jìn)行量表的信度與效度分析、共同方法偏差分析、描述性分析、相關(guān)性分析。運(yùn)用R中的lavaan0.6-2程序包進(jìn)行測驗(yàn)的驗(yàn)證性因子分析和結(jié)構(gòu)方程模型分析。本文首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO和Bartlett球形檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：KMO值為0.882，Bartlett值為2513.251，df=231，p<0.001，因此該數(shù)據(jù)適合因素分析。然后采用Harman單因子檢驗(yàn)法，結(jié)果表明：特征值大于1的因子共3個，第1個因子解釋的變異為39.77%，小于臨界標(biāo)準(zhǔn)（40%），可見，本研究不存在明顯的共同方法偏差問題。

三、研究結(jié)果

1.科學(xué)創(chuàng)造力的現(xiàn)狀分析。從表2可以看出，在科學(xué)創(chuàng)造力測試中，物體應(yīng)用和科學(xué)實(shí)驗(yàn)兩個維度的平均得分較高，這與我國近年來新課改強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力有關(guān)。正確使用器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成為許多選拔性考試的考查要點(diǎn)，學(xué)生在這兩個方面加強(qiáng)了訓(xùn)練，相應(yīng)的能力得到一定提升。但是科學(xué)想象和產(chǎn)品改進(jìn)兩個維度的平均得分較低，說明學(xué)生在這兩方面的能力較弱，值得教師關(guān)注。受到考試競爭壓力的影響，為了在有限的時間內(nèi)更快提高學(xué)生的考試成績，中學(xué)課堂普遍重視知識傳授和解題訓(xùn)練，容易忽視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)想象和產(chǎn)品改進(jìn)能力。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)探索科學(xué)創(chuàng)造力的性別差異，結(jié)果表明，男女生在科學(xué)創(chuàng)造力的各維度上均存在一定差異，但沒有達(dá)到顯著水平，說明目前我國高中生科學(xué)創(chuàng)造力水平不存在顯著的性別差異。由表2的標(biāo)準(zhǔn)差可以看到，個體差異較大的維度分別為：物體應(yīng)用、科學(xué)實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)。其原因是這3道題可供學(xué)生自由發(fā)揮的空間較大，學(xué)生所思所想的個性化程度高，容易造成個體間較大的差異。高中生科學(xué)創(chuàng)造力差異較小的維度是產(chǎn)品改進(jìn)和科學(xué)想象，這可能是因?yàn)榇蠖鄬W(xué)生在課堂教學(xué)中未能得到有針對性的訓(xùn)練，學(xué)生在這兩個方面能想到的內(nèi)容偏于大眾化，創(chuàng)新實(shí)踐能力有待提升。2.課堂教學(xué)策略與科學(xué)創(chuàng)造力的相關(guān)性分析。對課堂教學(xué)策略3個維度的均分和科學(xué)創(chuàng)造力的總分進(jìn)行相關(guān)分析。由表3可知，教學(xué)動機(jī)策略、教學(xué)方法策略均與科學(xué)創(chuàng)造力存在顯著的正相關(guān)，而教學(xué)指導(dǎo)策略與學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力雖然存在正向相關(guān)，但并不顯著。教學(xué)指導(dǎo)策略與學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力之所以不存在顯著相關(guān)，是因?yàn)榻虒W(xué)指導(dǎo)策略的使用往往需要因材施教，教師要給予不同類型學(xué)生有差異的指導(dǎo)，從時間上來看，教師的教學(xué)指導(dǎo)策略不容易維持連續(xù)性和系統(tǒng)性。相比之下，教學(xué)動機(jī)策略和教學(xué)方法策略幾乎在每一節(jié)課的教學(xué)中都被使用，教師對這兩種策略的使用非常熟悉，這可能是它們與科學(xué)創(chuàng)造力顯著相關(guān)的原因。3.課堂教學(xué)策略與科學(xué)創(chuàng)造力的結(jié)構(gòu)方程模型。由表3可知，課堂教學(xué)策略中的教學(xué)動機(jī)策略、教學(xué)方法策略與科學(xué)創(chuàng)造力存在顯著正相關(guān)，為了進(jìn)一步探索教學(xué)動機(jī)策略和教學(xué)方法策略對科學(xué)創(chuàng)造力的影響，筆者建立結(jié)構(gòu)方程模型替代多重回歸、通徑分析、因子分析、協(xié)方差分析等方法，清晰分析單項(xiàng)指標(biāo)對總體的作用和單項(xiàng)指標(biāo)間的相互關(guān)系。結(jié)構(gòu)方程模型是一種建立、估計(jì)及檢驗(yàn)因果關(guān)系的方法。結(jié)構(gòu)方程模型既包含可觀測的顯在變量，也可能包含無法直接觀測的潛在變量。假設(shè)教學(xué)動機(jī)策略和教學(xué)方法策略可以正向預(yù)測學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力，筆者以此建立理論模型，運(yùn)行R中的lavaan0.6-2程序包，對理論模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該模型是適用的。為了進(jìn)一步提高模型的擬合度，筆者根據(jù)修正指數(shù)對模型進(jìn)行適當(dāng)修正，得到最終結(jié)構(gòu)方程模型（圖1），這進(jìn)一步驗(yàn)證了教學(xué)動機(jī)策略、教學(xué)方法策略均能正向預(yù)測學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力。擬合指標(biāo)顯示，x2/df=2.777<3，RMSEA=0.070<0.08，SRMR=0.066<0.08，CFI=0.921>0.90，TLI=0.907>0.90，說明結(jié)構(gòu)方程模型擬合得比較理想。圖1中，m1、m2、m3、m4和m5表示的是教學(xué)動機(jī)策略的測量題目，w2、w3、w4、w5和w6表示的是教學(xué)方法策略的測量題目。教學(xué)動機(jī)與教學(xué)方法之間的相關(guān)系數(shù)為0.46，呈現(xiàn)0.001水平的顯著性；教學(xué)動機(jī)策略指向科學(xué)創(chuàng)造力的路徑系數(shù)為0.22，呈現(xiàn)0.01水平的顯著性；教學(xué)方法策略指向科學(xué)創(chuàng)造力的路徑系數(shù)為0.40，呈現(xiàn)0.001水平的顯著性。

四、啟示與建議

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力是21世紀(jì)永恒的教育話題。由于中學(xué)階段學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，學(xué)生缺乏時間和精力參加各種科學(xué)創(chuàng)造活動和課程，故在課堂教學(xué)中潛移默化地發(fā)展科學(xué)創(chuàng)造力至關(guān)重要。本研究表明，教學(xué)動機(jī)策略和教學(xué)方法策略可以顯著預(yù)測學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力，因此，本文結(jié)合中學(xué)理科課程與教材的要求，從教學(xué)動機(jī)策略和教學(xué)方法策略出發(fā)，提出一系列提升學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的建議。瓊菲格爾（Treffinger）的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)模型（MCL）是比較有影響的創(chuàng)造性教學(xué)理論，可以為課堂教學(xué)策略的改進(jìn)提供理論指導(dǎo)。該模型把創(chuàng)造性學(xué)習(xí)過程分為三級：第一級強(qiáng)調(diào)認(rèn)知與情感的開放性，提倡發(fā)現(xiàn)和解決問題的多樣性；第二級強(qiáng)調(diào)復(fù)雜的思維過程、情感與認(rèn)知的沖突、想象力等；第三級要求學(xué)生解決真實(shí)的問題，面對現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)。[5]表4為教學(xué)動機(jī)策略和教學(xué)方法策略對應(yīng)的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)過程層級。1.針對教學(xué)動機(jī)策略。（1）優(yōu)化口語姿態(tài)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知與情感的開放性研究表明，積極情緒狀態(tài)能夠提高創(chuàng)造性科學(xué)問題提出能力，尤其表現(xiàn)在流暢性和靈活性品質(zhì)上，恐懼情緒則對創(chuàng)造性科學(xué)問題提出能力有著顯著的抑制作用。[10]教師積極的口語姿態(tài)其實(shí)就是一種隱性的、關(guān)注學(xué)生內(nèi)心的評價(jià)，是一種可以喚醒學(xué)生自主思考的教學(xué)藝術(shù)。與評價(jià)因此，教師需要調(diào)整自己的口語和姿態(tài)，讓學(xué)生保持在積極情緒狀態(tài)之中。比如，增進(jìn)與學(xué)生的目光交流，在提問時用眼神表達(dá)疑惑，在鼓勵時用目光表達(dá)欣喜和肯定；增進(jìn)與學(xué)生的言語交流，通過控制語音、語調(diào)的起伏來感染學(xué)生。通過友善的、具有一定誘導(dǎo)性的口語姿態(tài)與學(xué)生建立和諧的師生關(guān)系，給學(xué)生心理安全和自由，促進(jìn)學(xué)生開放地、創(chuàng)造性地提出自己的問題。值得注意的是，教師的評價(jià)既要關(guān)注學(xué)生的知識掌握情況，也要留意學(xué)生的情感和態(tài)度。[11]（2）精心設(shè)計(jì)疑問，激發(fā)學(xué)生的好奇心在人教版高中物理、化學(xué)和生物教材（2019年版）中，每一章節(jié)開篇都會拋出一個問題，啟發(fā)學(xué)生思考該節(jié)所學(xué)的內(nèi)容，教師可以據(jù)此精心設(shè)計(jì)疑問，激發(fā)學(xué)生的好奇心。例如，在物理選擇性必修3第三章第三節(jié)“能量守恒定律”這節(jié)課中，教師可先請學(xué)生閱讀一段材料，并拋出一個問題：玩具“飲水小鴨”[12]（圖2）是一架永動機(jī)嗎？這個精心設(shè)計(jì)的疑問可以引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，因?yàn)橛绖訖C(jī)是制造不出來的，而眼前的小鴨似乎又可以永遠(yuǎn)地動下去，這不就違反了能量守恒定律嗎？它的能量來自哪里呢？這些問題情境能有效地激發(fā)學(xué)生的好奇心。與此同時，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行分組討論、辯論，不用急于給出答案，以最大限度地激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心。（3）展示創(chuàng)意產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動機(jī)創(chuàng)造動機(jī)是指激發(fā)和維持個體的創(chuàng)造性活動，并使創(chuàng)造活動朝向一定目標(biāo)的內(nèi)部動力，它是創(chuàng)造力結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。[13]教師可以在課堂上展示相關(guān)的創(chuàng)意產(chǎn)品，引起學(xué)生興趣，激發(fā)他們的創(chuàng)造動機(jī)?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，很多中學(xué)生也成為網(wǎng)購大軍的成員，他們對網(wǎng)購平臺的一些學(xué)習(xí)和生活用品非常感興趣。教師可以根據(jù)學(xué)生的這一心理特點(diǎn)，在課堂上展示各種創(chuàng)意家居“神器”（圖3），請學(xué)生思考這些產(chǎn)品用到了哪些科學(xué)知識和技術(shù)，體現(xiàn)了什么創(chuàng)意，自己是否可以借鑒，鼓勵學(xué)生在日常生活中形成創(chuàng)造的習(xí)慣，樹立創(chuàng)造改變生活的信念。例如，在學(xué)習(xí)“摩擦力”這一節(jié)內(nèi)容時，教師可以展示一款洗碗手套，請學(xué)生思考手套的材料和形狀為什么是這樣設(shè)計(jì)的，是為了達(dá)到什么目的，運(yùn)用了什么科學(xué)原理。學(xué)生看到手套表面的膠粒會聯(lián)想到，洗碗需要一定的摩擦力才可以洗干凈，而手套所用的材料是塑膠，方便人們用完之后進(jìn)行清洗，不像抹布一樣殘留很多污漬。這能引發(fā)學(xué)生不自覺地反思自己在生活中是否也可以制作一些簡單實(shí)用的創(chuàng)意產(chǎn)品。2.針對教學(xué)方法策略。（1）重視科學(xué)探究，提升學(xué)生的問題提出與科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰l(wèi)平在中英青少年科學(xué)創(chuàng)造力的比較研究中發(fā)現(xiàn)，英國科學(xué)教學(xué)相比中國更加重視科學(xué)探究。[14]科學(xué)探究是基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力。[15]科學(xué)探究的各個環(huán)節(jié)可以調(diào)動學(xué)生的發(fā)散思維和輻合思維，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展科學(xué)創(chuàng)造力，比如，從多個角度觀察、提出不同的問題與猜想、設(shè)計(jì)有效而新穎的實(shí)驗(yàn)方案、做出獨(dú)特的解釋、在討論交流期間暢所欲言等。除此之外，培養(yǎng)創(chuàng)造性科學(xué)問題提出能力也是非常重要的，因?yàn)樗前l(fā)展學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的第一步。[16]在科學(xué)探究的問題提出環(huán)節(jié)，教師可以教給學(xué)生創(chuàng)造性提出問題的方法，如假如、列舉、比較、替代、想象、組合、類推等檢查提問法。人教版高中物理、化學(xué)和生物教材（2019年版）中有大量的科學(xué)探究欄目，有一些是學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，有一些是選做拓展實(shí)驗(yàn)，還有一些是開放性的課題研究，教材只提供情境，研究問題的提出和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)都需要學(xué)生自主選擇與操作，這對學(xué)生的發(fā)散思維提出了更高的要求。在科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生做出有別于教材的設(shè)計(jì)，如利用相應(yīng)的傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材，將定性實(shí)驗(yàn)改為定量實(shí)驗(yàn)等。（2）重視學(xué)科交叉融合，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科綜合素養(yǎng)一件創(chuàng)意產(chǎn)品的制作，往往需要綜合運(yùn)用多個學(xué)科知識，所以培育學(xué)科交叉型的科技人才成為我國人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)。學(xué)科交叉、理工融合是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢，也是科學(xué)創(chuàng)造力培養(yǎng)的有效途徑。[5]通過學(xué)科交叉學(xué)習(xí)，學(xué)生可以在大腦中形成“富有彈性”的知識網(wǎng)絡(luò)，為發(fā)展科學(xué)創(chuàng)造力奠定知識基礎(chǔ)。[17]人教版生物必修1（2019年版）的“學(xué)科交叉”欄目（見表5）將化學(xué)“氫原子和氧原子的結(jié)構(gòu)”、物理“比熱容相關(guān)知識”與生物學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行了跨學(xué)科的整合。[18]跨學(xué)科知識整合是指學(xué)習(xí)者從不同學(xué)科視角對與主題相關(guān)的知識進(jìn)行創(chuàng)造性地連接，并進(jìn)行多維度重構(gòu)的心理過程?？鐚W(xué)科知識整合能使學(xué)生突破學(xué)科知識定勢、實(shí)現(xiàn)發(fā)散思維和輻合思維的結(jié)合，對于提高創(chuàng)造性思維水平具有重要作用。[19]跨學(xué)科知識整合的關(guān)鍵在于找到知識整合的焦點(diǎn)，注重學(xué)科間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)行跨學(xué)科問題的設(shè)計(jì)。[20]比如，在生物學(xué)科中，為了理解“水為什么能成為細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑？為什么具有支持生命的獨(dú)特性質(zhì)呢？”，學(xué)生需要了解水分子的原子組成結(jié)構(gòu)，這是化學(xué)研究的范疇；還需要理解水的比熱容，這是物理研究的范疇。在學(xué)科交叉欄目的啟發(fā)下，教師在備課時應(yīng)深入挖掘不同學(xué)科共通的教學(xué)內(nèi)容和要求，從而設(shè)計(jì)出有效的跨學(xué)科問題。（3）利用重大的科技進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)想象能力重大的科技進(jìn)展是激發(fā)學(xué)生科學(xué)想象能力的重要素材。人教版高中理科教材中展示了許多突破性的、令人驚奇的科研成果，如世界上首例體細(xì)胞克隆猴[18]、我國自主研制的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)[21]等素材，能自然地引起學(xué)生的聯(lián)想。但是自發(fā)的聯(lián)想一般是短暫且淺嘗輒止的，教師可以在教學(xué)中停留更多一些時間，請學(xué)生具體想象這些科技進(jìn)展將給人類社會和生活帶來的改變，或者如何進(jìn)行下一步的科研。這些想象看似天馬行空，沒有即時的知識收獲，卻是學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)創(chuàng)造力的靈感來源。（4）利用課外制作等欄目，鍛煉學(xué)生的物體應(yīng)用能力為了提高我國中學(xué)生的動手能力，人教版高中理科教材在課外制作和“做一做”欄目中提供了豐富的主題。比如，利用廢舊物品制作生物膜模型[18]、用手機(jī)測自由落體加速度[21]。廢舊物品和手機(jī)都是生活中常見的物品，學(xué)生在家里就可以動手嘗試。廢品如何重新利用是一個創(chuàng)造性的過程，而手機(jī)在平時主要用于通信和娛樂，當(dāng)學(xué)生量與評價(jià)發(fā)現(xiàn)用手機(jī)傳感器還可以做實(shí)驗(yàn)測自由落體的加速度時，就會意識到生活中常見的物品除了具備常見的功能，還有很多其他可以被創(chuàng)造性利用的功能，而這恰恰是物體應(yīng)用能力的關(guān)鍵。（5）關(guān)注STSE（科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境），促進(jìn)學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品改進(jìn)和問題解決能力有關(guān)研究表明，科技知識是青少年科學(xué)創(chuàng)造力發(fā)展的一個必要條件，但它們之間并不成線性關(guān)系。隨著科技知識量的增加，科技知識對學(xué)生科學(xué)創(chuàng)造力的影響逐漸減小。與科技知識量的積累相比，對科技知識的深度理解以及在真實(shí)情境中的靈活應(yīng)用對科技創(chuàng)新更為重要。[10]人教版高中理科教材中設(shè)置了STSE欄目[21]，就是為了引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境以及它們之間的聯(lián)系，教師可以充分利用這個欄目，觸發(fā)學(xué)生思考當(dāng)前社會生活中存在的問題以及如何通過“產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與改進(jìn)”來解決問題。如圖4所示，人教版物理教材中的STSE欄目引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決各種交通工具帶來的弊端———污染和城市擁擠，并且提供一些可行的思路，如綠色汽車和立體化交通，學(xué)生則需要在已有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步思考如何改進(jìn)綠色汽車。如從能源選用、內(nèi)燃機(jī)效率、廢氣排放等多個角度思考，提出自己的建議?？茖W(xué)教育應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注STSE，提高科學(xué)創(chuàng)造力，學(xué)生作為非專業(yè)人士，所提建議完全可以是粗糙的，只要大膽設(shè)想都是值得鼓勵的。

作者:蔡全勁 熊建文 羅林毅 張健 單位:華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院