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2010年温家宝总理在全国教育工作会议上的讲话给我留下了深刻的印象，其中有一段专门讲的是发展和培养学生的创新思维。我想这是值得我们每一个教育工作者去认真思考的问题。我花了半年的时间仔细研读了中学生物教材以及逻辑学、思维学等相关书籍，下面就针对创新思维谈几点自己的认识。
一、创新思维的初步认识
创新思维又称创造性思维，是人们在面对新问题时一般的思维和方法难以奏效而产生的高级的理性思维。创新思维往往在科研、管理以及经营决策等活动中发挥着巨大的作用。笔者认为，高中阶段是学生一般思维能力的强化和完善阶段，同时也是创新思维的萌芽阶段。两者在其受教育的不同阶段所占的比重关系，可以形象的用图1来说明：
图1的意义：义务教育阶段是学生一般思维的萌芽和发展阶段；高中阶段是一般思维的强化和完善阶段，同时也是创新思维的初步形成阶段；高等教育阶段则是一般思维的巩固阶段，同时也是创新思维的快速发展时期。由此可见，创新思维是一般思维发展到一定阶段才出现的，是建立在逻辑思维、形象思维等一般思维基础上的高级思维形式。
二、创新思维的种类及各自在中学生物教学中的体现
创新思维主要包括：发散思维、收敛思维、反向思维、联想思维、想象思维、类比思维、直觉思维和灵感思维。
1.发散思维和收敛思维
发散思维是从不同的方向和角度，沿不同的途径思考和解决问题的思维形式。表现为不墨守成规，不拘泥于传统，思路不受已有知识和经验的束缚，从前所未有的视角去观察和分析事物，以探求不同的解决问题的方法。
收敛思维是在发散思维的基础上，对不同的发散结果进行逻辑比较和论证，逐一排除相对不理想的结果，得出最佳的问题解决途径的思维过程。发散思维和收敛思维是辩证统一的关系，发散思维体现了思维的广度，而收敛思维则体现了思维的深度。
案例 一位教师在讲“生态系统的能量流动”一课时，是这样引入的：“同学们，假如你坐船去旅游，很不幸，由于船撞到了暗礁就要沉没，船长给了每个人一个小皮筏，一袋玉米，两只活鸡和一桶纯净水，你乘着皮筏飘到了一个荒岛上，为了存活最长的时间以等救援人员的到来，请问你打算先吃鸡还是先吃玉米？希望大家开动脑筋，只要你认为合理的都可以说出来。”
学生一下子就活跃起来了，有的说：“我先让鸡吃了玉米，然后我再吃鸡。”教师点评：“看得出这位同学的想法有道理，因为大家都喜欢吃鸡肉，不喜欢吃干巴巴的玉米。可是这样做够不够经济呢？能不能保证你存活最长时间呢？还值得考虑。”有的说：“那我先吃鸡，再吃玉米吧！”教师点评：“看得出你懂得享受，可是鸡肉吃完了，后面只能啃干巴巴的玉米了。”有的说：“我先把一部分玉米给鸡吃了，然后再边吃玉米边吃鸡。”教师点评：“这位同学综合了前两位同学的想法，既经济，又合理，但真的科学吗？还值得考虑”。这时同学们似乎一头雾水，沉默了片刻终于又有同学说：“我让鸡去吃岛上的虫子，然后我再吃玉米和鸡”。教师点评：“这位同学的思维开阔，这个办法很好。”受到启发后，学生顿时思维开阔。“为什么一定要吃鸡和玉米呢，我可以去海滩上抓鱼吃”“我可以到岛上摘野果子吃”“我可以到海滩上找螃蟹吃”……“看来大家都及时跳出了常规思维的束缚，让自己的思维得到了发散，如果真的将大家置于这种情况下，我相信你们一定能成功生还的。前面让大家讨论了这么多。归根到我们生物上来，还是能量在食物链上的流动问题，下面我们就来学习‘生态系统的能量流动’”。
案例分析 以上案例中学生其实扮演的是发散思维的角色，而教师则是收敛思维的角色。学生发散到各种办法，而教师则收敛到“最经济，最合理”这个核心原则上，最后综合前面所有的发散结果，收敛到食物链上的能量流动问题，从而引入新课。让学生的思维积极性充分调动起来，感受到了思维的乐趣，潜移默化地锻炼了他们发散思维的能力。其实在做题过程中，很多问题尤其是实验设计类题目，都能体现发散思维，这就需要教师能够注意和引导学生去不断地认识和实践。
2.联想思维
联想思维和想象思维是生物学科的灵魂，它们既是学生学习生物学的有效方法，也是教师教学的法宝。联想思维是通过某一事物的现象而想到具有某种联系的另一事物，形成新的事物联系，产生对事物新的认识。但是在联想的过程中必须受内部逻辑的制约，而不是胡思乱想。让学生通过联想而产生对生物学知识的理解，远比靠单纯记忆而获得生物学知识更有效，也更深刻。联想不但可以用于知识的传授，也可以用于情感态度价值观的教育，而用联想进行情感态度价值观的教育，因为有内部逻辑性，有理性，因而更具说服力，更能达到教育的目的。
案例 例如，在讲细胞癌变的时候，一位教师及时抓住机会，对学生进行情感态度价值观的教育。“同学们，人体内的所有细胞都生活在内环境中，它们从内环境中获得自己生长所需要的营养，但是每一个细胞都必须为维持内环境的稳定作出贡献，而且每个细胞都受到监督和约束，只有这样，人体几亿个细胞才能稳定地存活下来，人体这个系统才有了生命的活力。这其实和人类社会是一致的，每个人都从社会中得到自己需要的东西，但每个人都要为维护社会的稳定和发展作出贡献，同时每个人都受到监督，只有这样，我们才能世世代代的生存下去。但是假如人体中出现了癌细胞，它只会从内环境中抢夺营养，而且不受约束，整个内环境都被其肆意破坏，如果不能有效地治疗，用不了多长时间，这个人就会死亡。其实我们所说的坏人，就和人体的癌细胞一样，他们危及别人的安全，破坏社会的安定，如果不能得到法律的制裁，我们的社会就有可能最终像患癌症的病人一样死亡。明白了这个道理，我希望同学们将来都要做一个对社会有所贡献的人，为了自己，也为了他人能够很好的生活。不要像癌细胞那样只知道索取，不知道贡献和回报。”
案例分析 上面案例中教师将人体系统和人类社会这两个原本看似没有联系的事物，通过其共同的属性，即都是长期存在内部稳定的有序系统联在了一起，让学生对自己与社会的关系有了新的认识，情感态度价值观有了理性的提升。这种采用联想思维进行情感态度价值观教育的方法，值得每一位生物教师学习和借鉴。
3.想象思维
想象思维是人们在头脑中改造记忆表象而创造新的想象的思维过程。想象是感觉上升至理性，再上升至理智的中间过程。想象力是创造的源泉。相比其他学科，笔者认为生物学科承担着培养学生想象思维能力的主要任务。因为生物学中的大部分过程都要靠学生通过想象来建构。
例1 培养皿里一个细胞经有丝分裂，1 min后变成两个，2 min后变成4个，1 h后变成
个。如果培养皿起初有4个细胞，经有丝分裂变成个需要多少时间？
这个问题对于有些学生还是比较难的，这时教师可以引导学生在头脑中想象这样一幅画面：一个培养皿和一个钟表放在一起，如图2所示。
分针每走一格，培养皿里的细胞变为原来的一倍。开始时只有一个细胞，1 min后变为两个细胞，2 min后变为4个细胞……直到走完60 min后变为260个。现在培养皿里有4个细胞，相当于从第3min开始计时，那么变为260个，学生自然就会明白应该是58 min了，因为他的头脑里已经有了这个景象，前面的两分钟不算，总共需要的时间自然就是58 min了。
4.类比思维
类比思维是根据两个或两类事物在某些属性上相同或相似，进而推出它们在其他属性上也相同或相似的推理方法。类比思维依赖于逻辑思维。在生物学上关于类比思维的经典案例莫过于“基因在染色体”上这一节内容了。
案例 在讲这节课之前，笔者先在黑板上带领学生一起回顾了孟德尔两大定律，总结出了基因的4个特点，板书如表1所示，然后留下空白，让学生自己回顾上一节课有关减数分裂的知识，将表填写完整。
学生在完成了表格内容后，发现基因和染色体是一样的，即左边的表格内容和右边要求填的一模一样。这时我问道：“同学们，经过上述总结，我们惊奇地发现基因和染色体竟然如此地相像，那么大家推测一下，这能说明什么？”有一位学生小声说：“基因和染色体是同一种物质。”我点评道：“好，这位同学的猜想是基因和染色是同一种物质，那么请大家想一下，人体细胞内染色体只有46条，但是基因却有成千上万个，如果两者是同一种物质，那染色体也应该有成千上万个，而事实并非如此，可见这位同学的猜想不能解释表格中的相似现象。”我又启发道：“大家知道，孟德尔虽然知道了基因的遗传规律，但是他不知道基因到底是什么物质，也不知道基因到底在哪里？如果你是费曼，你了解了减数分裂的过程，又知道了孟德尔的困惑，你能猜想到什么？”这时，终于有学生回答：“基因在染色体上”。我及时地加以肯定，然后做了验证。最后提到费曼其实用的就是类比推理的方法，然后再举了一些非生物学科但是很经典的通过类比思维而产生重大科学发现的例子，让学生进一步地认识这种思维方法。最后提醒学生在实际生活中注意运用类比思维来解决问题。
案例分析 其实这是教材上的内容，我想很多教师都会采用类似的方法来讲授。但笔者认为，这是一个培养学生创新思维的不可多得的材料，所以在把知识传授给学生后，又着重强调了类比思维这一思维方法，并举了一些非生物学科的例子，让学生对该方法产生深刻的印象。
5.反向思维
反向思维又称逆向思维，是从习惯思维的反方向去寻找分析解决问题的途径。
例2 一位农户承包了一个草鱼塘，他想知道鱼塘里究竟有多少条鱼，他该怎么做？
学生在学习了标志重捕法后，按照一般的思维习惯，都能想到：从鱼塘里捕捞几条鱼，然后做上标记，放归鱼塘后，重新捕捞，按照比例估算出鱼塘中鱼的总数。其实，教师还可以引导学生从捕捞的反向即“放入”思考：向鱼塘中放入几条鱼，只要放入的这些鱼与鱼塘里的鱼不同就可以了。
反向思维有时在管理学生和帮助学生方面非常有用。例如，高三冲刺阶段，有的学生发现自己尽管很努力，成绩还是没有提高，心理压力很大，而因心理压力大，就更觉得自己应该努力，如此陷入恶性循环，成绩可能会更不理想。这时教师要及时开导学生，不妨从努力的反方向思考，将学习适当的放一放，轻松几天，可能成绩反而会有所提升。再如，对于不守纪律经常捣乱的学生，教师因为教育开导无效，大多做法往往是对其视而不见，任由其发展。而教育家魏书生的做法则恰恰相反：给这些学生在班级中一定职务，使其才能得以展现，反而收到了很好的效果。魏书生的这种做法就体现了反向思维。
除了以上几种思维以外，创新思维还包括直觉思维和灵感思维。直觉思维和灵感思维是创新思维的高级形式，中学阶段不需要过于强调，因而笔者在此不做过多赘述。
创新思维是建立在大量经验和知识的累积之上，也是建立在逻辑思维、形象思维等一般思维能力的基础上，是一种高级的思维。因此，实践中发展学生的创新思维也有一定的难度，教师必须要在了解学生的基础上，采用灵活适宜的方式，对学生进行不同问题情境下的创新思维的培养和训练。