数学教育与创造力培养,本文主要内容关键词为:创造力论文,数学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
斯蒂夫·乔布斯离开了我们的世界,留下了他的那句名言:“活着就是为了改变世界”。乔布斯的离世让世人为之动容、为之感叹。英国首相卡梅伦盛赞乔布斯,他说:“乔布斯是一位创意奇才。他将会被大家深深怀念。”联合国秘书长潘基文发表声明说:“乔布斯不同于任何人,他能见人所未见……是一个真正具有全球影响力的人。”法国总统萨科齐说:“乔布斯是这个时代的标志性人物,他充满灵感,不断创新,是一位伟大的企业家和发明家,也是数码革命的领军人物。”乔布斯的离去不禁让我们想到另一位伟人——中国的钱学森先生。
钱学森先生在弥留之际发出了疑问:“为什么我们的大学总是培养不出杰出人才?”何谓杰出人才呢?我想钱老有他正确的衡量标尺。钱老对自己在加州理工学院的学习经历记忆犹新,他说:“整个学校的精神就是创新。在这里,你必须想别人没有想到的东西,说别人没有说过的话。”[1]“科学精神最重要的就是创新。”[2]从钱老的回忆中不难看出,他所指的杰出人才就是像乔布斯一样的创新人才。我国政府已充分认识到创新人才对于国家发展、社会进步的重要性。2006年1月9日,国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,反复强调,要建设创新型国家,其基础就是要培养创新人才。
一、创新人才教育与培养
培养创新杰出人才,只是大学的任务吗?梁启超先生说过:“少年智则国智,少年富则国富,少年强则国强。”少年是祖国的希望和未来,是最能代表一个国家的符号。然而,2009年国际评估组织对世界21个国家的调查显示,中国孩子的计算能力排名世界第一,想象力排名倒数第一,创造力排名倒数第五。中国的孩子在大学之前,他们的创造力就已经远远落后于大多数国家的孩子了。为什么中国孩子的创造力比国外孩子的创造力有显著差异呢?这种差异是在什么时间段出现的?会不会在小学时期呢?为此,我们做了两项研究。
研究一,采用国际通用的Torrance创造力图形测验,对北京市某重点小学二、四、六年级学生(共194人)的创造力水平进行横向比较,看小学生的创造能力的变化趋势是怎样的。
由图1中可以看出,小学四年级学生的创造力与二年级学生的创造力水平相同,但在小学六年级学生中却出现了大幅的下降,下降了11.8分,几乎下降了一半。
研究二,采用的是目前国际上最权威的Williams创造力倾向量表,对北京市某重点学校的小学一年级和初中一年级学生进行创造力倾向的对照研究。
研究发现,初中一年级学生在冒险性、好奇心、想象力以及挑战性上均显著低于小学一年级的学生。
通过上述两个研究,我们不难发现,创造力,无论是创造能力还是创造倾向,在小学阶段后期就已然衰减。所以,创造力培养对于中学而言,不是为时尚早,而是迫在眉睫。
实际上,世界各国近年来都普遍重视并开展“创造教育”。例如,美国于1989年发表了题为《美国人应有的科学素养》,其中突出“技术教育”,目的是为了提高国家的技术创新能力和竞争能力。日本1996年7月提出《21世纪日本教育的发展方向》,其中指出教育改革要点:首先要求设计教育思想,促使教育观、人才观的转变;其次要求“轻松愉快”,强调发展个性、自主学习,将“尊重每个孩子独特的个性并使之自由发展”作为教育的基本原则,强调理科教育重在培养科学素养,培养创造性人才。我国政府也非常重视创新人才的培养,并将其提升到了战略性的高度。胡锦涛总书记深刻指出,“世界范围的综合国力竞争,归根到底就是人才特别是创新人才的竞争。”北京师范大学现代教育技术研究所何克抗教授在《现代教育技术与创新人才培养》一书中明确指出,培养创新人才的核心是培养创造性思维,即创造力培养。
二、创造力的基本概念
何谓创造力?1967年,美国心理学家吉尔福特在对创造力进行详尽的因素分析基础上,提出了“智力三维结构”模型。吉尔福特认为,人类智力应由三个维度的多种因素组成:
第一维是指智力的内容,包括图形、符号、语义和行为等四种;
第二维是指智力的操作,包括认知、记忆、发散思维、聚合思维和评价等五种;
第三维是指智力的产物,包括单元、类别、关系、系统、转化和蕴涵等六种。
吉尔福特认为,创造性思维的核心就是“发散思维”。他认为,发散思维具有三个主要特征:
流畅性(fluency):在短时间内能连续地表达出的观念和设想的数量;
灵活性(flexibility):能从不同角度、不同方向灵活地思考问题;
独创性(originality):具有与众不同的想法和独出心裁的解决问题思路。
三、数学教育与创造力培养的关系
创造力培养与数学教育有什么关系呢?实际上,数学是培养学生创造力的重要工具。首先,数学是一门基础学科,它在培养学生的创造力方面责无旁贷。第二,数学在创造力培养上举重若轻。培根说:“数学是思维的体操。”波莱尔也说:“数学是一门艺术,因为它主要是思维的创造,是智慧与创造的艺术。”数学知识的系统性、抽象性、多样性,解题方法的多重性、灵活性、技巧性等在培养学生的创造力上具有重要的作用和价值。简而言之,数学本身就是对思维最好的训练方式。
四、数学教育中如何培养学生创造力
虽然数学对于学生的创造力培养意义重大,但是传统数学教育,乃至整个传统教育都存在一些弊端阻碍了学生创造力的发展。这些弊端主要有以下几个方面:
1.重“教”而轻“学”,学生的主体地位得不到重视。
2.功利化教学,强调知识结果而忽视知识过程,知识常常是“横空出世”。
3.强调数量而忽视质量,数学教育=大量的训练,深深的题海。
4.强调理论而忽视实践,应用题的教学、数学建模的教学非常薄弱。
传统数学学习对学生知识的掌握有比较明显的优势,比如学生擅长考试,但也有明显劣势,具体表现为以下两点:
一是由于知识主要是靠记忆获取,所学知识是不灵活的,较难迁移。思维得不到训练,知识难于发展成能力。
二是“题海战术”使学生不堪重负,对学习失去兴趣,出现大量的数学学习困难学生。
传统数学学习的弊端在很大程度上束缚了学生的创新精神、创新能力以及问题解决能力的发展。如何消除弊端去培养和提升学生的创造力呢?
首先,提高教师的培养创造力的意识,树立正确的学生观。
人们常常会认为,听话的孩子才是好学生。研究发现,将智力超常和创造力超常的学生放在一起,老师普遍对智力超常的学生评价更高。这种观念不利于教师培养学生的创造力。特别是对于敢提出问题的学生,教师应该转变观念,不要高高在上,面对学生的“挑战”而产生“心理防御”,即使学生是对的,但有悖于你的思路,你也不愿意去认同,甚至强硬地矛以否定,这样,学生的创造力很可能就被扼杀在萌芽之中。正确的做法应该是:让自己俯下身来,鼓励学生质疑、挑战自己,勇于承认自己可能在某些方面不如学生。
第二,要提高学生的成绩与兴趣,就必须把课堂还给学生,指导学生自主学习。
要学生学会自主学习的第一步,就是教师指导学生拥有自己的学习个性,打破当前学生千篇一律的学习模式。学习个性即学生拥有自己的学习思路、方法、过程,学生可以超前学习、滞后学习、选择学习进度、确定阶段学习目标,只要在一定时期内完成学校规定的学习进度即可。
教师要鼓励学生进行学习自我规划,指导学生进行学习自我设计,督导学生自主学习的进程。如,教师可以通过个性化的个别检测,了解学生的学习情况,从而进行更好的跟踪指导。
第三,尽可能让学生把数学知识与数学史,尤其是数学发现史联系起来。
日本记忆心理学家高木重朗指出,一切记忆都始于形象。通过故事,可以让一些抽象的数学公式变成生动的形象。因此,可以让学生多阅读一些浅显的有关数学史和数学家的书籍,让学生从中领会数学学习的激情和欢乐,并由此逐步学会自学和有主题的探究。
第四,少硬性作业,多软性作业。
传统作业是硬性作业,经常是做课本上和辅导书上的习题,或是完成试卷。而软性作业是没有固定的作业模式,学生所做的作业大都是不一样的,每个人有各自的作业特点。
比如布置这样的作业:请大家归纳整理等差数列解题方法、其一般思路和常见生活中的应用。通过这样的作业,学生会自己去总结和复习巩固等差数列这一部分的知识,掌握得比较好的学生可以少花时间在作业上,掌握得慢的学生可以慢慢地巩固和复习这部分知识。这样,学生不必通过做大量重复的题目来掌握等差数列,留给学生大量时间来完成自己的个性化学习。作业的检查是通过分组讨论的方式公开进行,每位学生将自己的总结成果与大家分享,通过交流,可汲取所有同学的总结成果。最后,教师将所有方法进行汇总,分析优缺点,讲解难点、重点,指出独特、关键之处。
第五,改变传统教学模式。
传统的数学教学往往偏爱“归纳、演绎”而轻视“建模、创新”。其实数学教学的科学链为:基本背景-基础知识-基本技能-基本应用。我们在教学中不能“掐头,去尾,烧中段”,既要重视对“数学建模”过程中的问题提出的基本背景进行分析,又要重视“数学建模”中数学基础知识和基本技能的灵活转化和应用(即数学是怎样回到实践中去的),还要重视接受实践的检验,在实践中不断拓广和发展。当然,在转化实践的过程中,需要注重情境的现实性和有效性,既贴近生活又与学生密切相关。这样,能让学生更深刻地体会数学与实际生活的密切联系;同时,让学生初步学会根据实际情况,灵活选择相关信息解决问题,培养学生思维的灵活性。
在教学教育中,教师还需要灵活运用以下教学方法,以激发学生的创造性思维。
1.开放式教学,培养思维的独立性
采用以学生独立活动为主的开放式教学形式,是培养学生思维独立性的主要手段。现代心理学的研究表明:成功的教学依赖于师生的相互信任。具体做法为:对一些定理、法则和公式的推导,学生能够做的,尽可能让他们自己去做;学生虽一时不能完全由自己做出,但在教师的指导下是可以胜任的,也不要教师一手包办。最大限度地调动学生的积极性,使他们学会独立获得知识、独立发现问题和独立解决问题的能力。在新课程新理念中特别强调这一点。
2.启发式教学,培养思维的灵活性
数学教学实质上是数学思维活动的教学。启发式教学就是教师根据学生认识事物的规律,通过周密设计教学手段,充分调动学生的学习自觉性,引导他们针对问题,积极思维,解决问题。伟大的苏格拉底并不把自己看作一个教师,而是看作一个帮助别人产生他们自己想法的“助产士”。
3.讨论式教学,培养思维的批判性与深刻性
思维的批判性,表现在善于根据客观标准,从实际出发,细心权衡一切意见,从而明辨是非。具有思维批判的人,能够严格地评价自己和他人的思维,并能检查出自己和他人论点的正误。教学中依据青少年好胜性强,喜欢怀疑、争辩,敢于发表意见的特点,组织对有争议的问题进行鉴别讨论,对隐蔽的错误进行辨误、驳谬,会收到很好的效果。
4.探索式教学,培养思维的独创性
美国心理学家布鲁纳曾指出:“探索是教学的生命线”。勇于探索的精神是创造思维的前提,可以说,没有探索,就没有创造。思维的创造性对学生来说,主要是指在学习过程中,善于独立地思索和分析,表现出不依常规、不循规蹈矩、用新颖的求异思想和方法解答问题,获得他未曾有过的结论。例如,教师多出一题多解的题型,鼓励学生用尽可能多、尽可能简单的方法来解同一道题。我们要让孩子由以往的“自古华山一条路”的单一解题思维,变成“条条道路通罗马”的多途径解题的思维。
5在培养直觉思维的过程中使学生获得创造性
直觉思维是一种预感。在解题教学中,教师应鼓励学生大胆说出这种预感,不要急于追问预感的根据是什么,让学生充分阐述他们的估计和预见,并给予适当的评价和肯定。这样有助于培养学生的创造性思维能力。