小学科学教学中学生的创造性学习和创造能力培养——基于隐性知识论的视角

叶宝生， 曹温庆

(首都师范大学 初等教育学院， 北京 100048)

一、问题的提出

培养学生的创造能力处于现代教育的中心地位。布鲁姆在认知领域教育目标分类学中将知识分为事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识四个维度，同时又将各知识维度按认知过程(能力)区分为记忆(回忆)、理解、应用、分析、评价和创造一共六个类别[1]。教育目标就是知识某个维度与某个认知过程维度的交叉点，也就是教育目标是对知识类别和所达到认知过程程度的表述。显然，创造性认知能力是最高阶的能力。如何在学科教学中达到创造性学习从而培养学生的创造能力？科学是非常具有创造性的研究领域，但针对小学生在小学科学学科教学中培养其创造能力却非常欠缺。有些小学科学教师在实践层面进行学生创造能力的培养，又主要关注的是教学形式和教学氛围，缺乏深入的理论支撑和具体的行动策略。具有丰富的创造思想和创造思维的科学学科，如何针对小学生进行创造能力培养，也就是在小学科学教学中培养学生的创造能力和创新思维，成为一个重要问题。本文依据隐性知识及其显隐知识转化理论，分析小学科学教学中如何进行创造性学习和创造能力培养。

二、知识的转化和知识的创造

知识为主体与环境相互作用而获得的信息及其组织。储存于个体内，即为个体的知识；储存于个体外，即为人类的知识。储存于个体外的人类知识是以语言文字、公式图表等方式记录在各种书籍中，是明确表达出的知识形态。而储存于个体内的个体知识，有些是可以明确以文字或语言的方式表达出来，但有些却难以言表。这样，基于是否能够清晰表达出来，知识就区分为两种，即显性知识和隐性知识。

隐性知识之间、显性知识之间、隐性知识和显性知识之间是可以相互转化的。竹内宏高、野中郁次郎认为新知识是通过隐性知识与显性知识之间的相互作用而创造出来的。他们把四种转化过程分别称为共同化、联接化、表出化和内在化[2]。

共同化是从隐性知识到隐性知识，是透过直接体验分享和创造隐性知识。共同化通过分享经验创造，诸如情感态度、做事方式、精神信仰和技能之类隐性知识的过程，是个体可以从他人那里不经语言直接获得隐性知识。学徒工与师父一同工作，不用语言，而凭借观察模仿和练习便可学得技艺。获得隐性知识的关键是体验。

联接化是从显性知识到显性知识，是将各种概念综合为知识体系的过程。这种知识创造模式包括将不同的显性知识彼此结合，通过对显性知识的整理、增添、结合和分类等方式，重新构造既有信息，可以催生新知识。在学校里，通过正规教育和培训的形式所进行的知识创造通常采用这种模式。

表出化是从隐性知识到显性知识，是将隐性知识表述为显性概念的过程。采用比喻、类比、概念、假设或模型等形式将隐性知识明示化，是知识创造的精髓。当我们试图对一个意图进行概念化时，大多借助语言和图形来表示其含义。书写和绘图是将隐性知识转化为可以表述知识的方式。比喻、类比、概念、假设或模型是隐性知识转化为显性表达的不同层次。如说明地球是球形的：亚里士多德通过观察月食，发现地球遮挡阳光在月球上的投影总是圆形的，联想球体在任何角度的光照下都是形成圆形的阴影，类比判断出地球形状是球体。如何表示物体运动的快慢？可以看同时出发位置移动距离长或距离相同看所用时间，若距离和时间都不相同，但通过距离与时间的比值可以表示物体运动的快慢，这样建立了速度概念。速度数值越大，运动越快。将隐性的物体运动快慢转化为显性的速度数值进行表达。再如学习海洋上水蒸发、云团移动、高原降水、地表径流源源不断流动，通过将各个水转化和运动过程联系在一起，构建出地球上海陆水循环的模型，这个想象创造出的模型可以图示出来。可以看到生活中用比喻、类比创造新知识比较多。在科学上，主要用概念、假设和模型将隐性的体验转化为显性知识。在知识转换的四种模式中，因为表出化从隐性知识中创造出新的显性知识，所以它对知识创造至关重要。

内在化是显性知识到隐性知识，是在实践中学习和获取新的隐性知识。内在化是使显性知识体现到隐性知识之上的过程，这个过程与“做中学”有着密切的关系。经过共同化、表出化和联接化三个过程的体验，以共有心智能力或技术诀窍的形式内化到个体的隐性知识基础内，这些体验此时变成了有价值的心智素养。

人类知识是通过隐性知识与显性知识之间的社会化、相互作用而创造和扩展出来的，称这种相互作用为知识转换。应当注意的是，知识转换是一个发生在个体之间，而又不局限于个人自身的社会化过程。知识创造始于共同化，从此开启转换的四种模式，形成一个螺旋。知识经过四种模式转化放大，不断发展。

三、创造力的隐性知识特征

创造能力指独立的以新的模式和程序去掌握和运用知识、技能并善于发现新原理、形成新技能、发明新方法、产生新思想与新产品成果的能力。有创造力的人往往能超脱具体的知觉情景、思维定式、传统观念和习惯势力的束缚。创造力作为内在能力，具有综合性特征。创造力是由敏锐的观察能力、缜密的逻辑思维能力、直觉思维能力和丰富的联想能力所构成。说明创造力不是单一特质的一种能力，而是各种能力集成的结果。创造力的实现，或说创造想法出现的瞬间，表现为直觉、灵感、顿悟，是创造者本人也无法表述清楚的。创造瞬间又不依赖逻辑推理，很难分析和批判。说明创造力具有隐性知识特征。必须强调，在创造思想或方法出现的瞬间是跳跃性的，但在创造之前是逻辑的作用，逻辑推导遇到阻碍才会产生新想法或新观念，而创造结果被肯定，又需要逻辑论证。像爱因斯坦发现的质能方程，是由于在核裂变过程出现质量亏损。基于能量守恒，质量亏损，必有对应能量产生。由此推出放出的能量与质量的关系，即亏损的质量与速度的平方的乘积就是放出的能量。这是逻辑推导的过程。但速度是什么值？爱因斯坦直接取光速！这是直觉。质能方程是否成立？再通过核裂变过程中测出的亏损质量和放出的辐射能量与通过质能方程计算结果进行验证，实测结果与计算结果是吻合的，证明质能方程成立。这又是逻辑实证。

在科学创造活动中，任何一项问题从提出到解决都需要知觉、记忆、学习与思维等多种认知成分的参与，其中就包括对隐性知识的内隐认知与对显性知识的外显认知。内隐认知是指个体意识不到的认知活动，比如直觉、顿悟等心理现象都以无意识加工为主，可以归类为内隐认知的思维方式。这种认知隐性知识的思维有助于个体开发创造力并且完成创造性工作。创造力具有隐性知识的特征，而隐性知识与创造力之间的联系在于：通过个体间的隐性知识共享，而后实现隐性知识的转移、转化以及分享，即隐性知识显性化的过程，从而推动知识创造的过程。隐性知识的转化使得知识逐渐显性化出来，便于学生理解掌握与创新。因此，教师在教学过程中把握好隐性知识的转化，使隐性知识显性化，才能更好地激发学生创造力。隐性知识与个体经验有很大的关系，是个体从经验中学习的能力和应用经验，是创造性活动的源泉和关键。可以说，学习中的经验和判断力，发现问题和解决问题的能力，掌握行业技能和行业秘密，以及决策时所具有的洞察力和前瞻性都是隐性知识的直接体现[3]。

四、小学生的创造力水平

创造能力包含独特性和有价值性两个基本特征，其具有两层含义，一是指人具有创造力表现在提供了对整个社会来说具有独特性和社会意义的创造成果；二是指对创造者来说具有独特性和价值性的认识成果[4]。说明创造力的表现水平是分层次的。

斯腾伯格将创造力的两种水平称为创造力两个层面，一个是社会层面，一个是个人层面[5]。他所主张的每个人都具有创造力，这个创造力可以认为是个人层面的创造力。个人层面的创造力属于个体创造，它对个人来说是一种创造，但对社会来说还达不到创造的标准。而从创造的角度来说，当个体的创造被社会承认时，就是我们通常所说意义上的创造。而没被社会承认的，不能叫作社会意义上的创造，但是个人的创造。

小学生的创造力基本属于个人层面的创造力。小学生在科学课上所产生的相对自己本身来说的新颖的想法，或者按照自己的想法所做的实验过程，对于社会来说，都不算是真正意义上的创造力，但这些都是小学生个人层面的创造力。在目前对创造力的研究中，创造力的理论已经足够丰富，但创造力的培养上可操作性不是太强。教师不知道学生怎样的思想行为算得上是创造力的表现，因此也没有办法提出针对性的教学策略和作出相应的指导。这主要是因为教师关注的是创造力的第一个层面，即社会层面，认为只有被社会承认的，或者学生产生出了与其他学生完全不同的想法时，才能称得上这个学生有创造力。在教育教学过程中，教师不能仅仅局限于社会层面的创造力，更需要看重的是个人层面的创造力。在对学生进行培育这个视角下，创造力本身的意义在于首先培养了个人的创造力。此时不要仅仅关注学生是否创造出了社会层面新的、没见过的东西，首先需要肯定的就是个体层面的创造力。由于教育是为学生的未来做准备，因此在学生有了创造意识之后，有了知识、经验、能力、态度、技巧等素养之后，通过积累这些素养，他们才能在日后继续创造出社会承认的创造，也就是培养出了社会层面上所认可的创造力。因此，在学生阶段主要是培养学生的个人创造能力，隐含的是未来的社会创造。学生做出对其本身来说是新的东西的时候，这就是一种创造力的表现。如：根据实际桥的形象和提供的材料搭建一座桥。学生用所提供的材料进行拼接，最终完成桥的模型搭建。由于与实际桥的建造方法与使用的材料完全不同，整个过程学生要根据实际桥的形象、结合所具有的材料和加工方法，在大脑中想象出需要搭建的桥的形象，再进行搭建。因此完成这个模型属于这个学生个人创造力的表现。

从个人层面的创造力来讲，小学生时时刻刻都在创造，只要在课堂中给出合适的机会，让学生主动思考，他们就能创造。斯腾伯格所认为的每个人都有创造力对于教育意味着：首先有个人层面的创造力，而这种个人层面的创造力是为了达到在未来能具有的并最终能表现出社会意义上的创造力。

五、创造性学习与创造力培养

个体的创造力不是在真空中实现的，而总是以一定的学科及领域为依托。学科具有文化传递与创新参照两种作用。一方面，它将特定文化的活动规则和知识传递给个体，使之成为具有特定知识背景的人，并为个体的创造活动提供知识和信息的基础；另一方面，它还作为个体创造活动的背景而存在，个体产生的创新或创造性认识是针对该专业原有的知识状态而言的，在此，学科就成为创造新颖性的参照点与背景。小学科学同样作为一个学科依托，小学生既要学习科学文化知识，又要在科学活动的背景下进行基于自己生活中获得的科学认识的知识创新和创造性学习。

我们从知识创造的螺旋来看，共同化是从隐性知识到隐性知识、内在化是从显性知识到隐性知识，它们的学习结果都是内隐的，难于观察。而联接化是从显性知识到显性知识、表出化是从隐性知识到显性知识，其学习结果是外显的，具有可观察的表征。因此，这里只关注联接化和表出化过程学生的创造表现。由于认知是知识的获取和应用，又区别为知识获取中的创造性学习和知识应用过程的创造力表现。

(一)创造性学习及其特征

创造性学习的表现或说表征形式，也就是创造的形态，是将已知的知识要素组成内在一致的新整体或新的功能性整体，也包括学习的方法在新情境中的应用和创新新方法。学生必须使用多个来源的要素，把他们整合成为一个新颖的、与自己先前的知识相关的结构模型，创造的结果是一个新产品，即能够看得见内容比原来材料更为丰富的知识。

如何培养小学生的创造性学习能力？一是将已有知识联接形成新知识。学生将所学知识进行逻辑化重新组合，形成新知识。这个创造过程是联接化。如学生学习某个单元或主题知识后，自己根据各概念的逻辑关系，构建出树状逻辑图、泡状概念图、模块结构图等。二是将形象特征抽象化创造新知识。对科学事物或变化过程进行科学观察，将呈现的各种形象进行抽象概括创造出新概念或新认识。科学探究过程就是面对各种科学形象，进行形象思维，获得抽象认识，对抽象认识进行概括，获得更抽象的结论。学生自己或者在教师指导下，经历科学探究获得新知识的过程就是集体或个体的知识创新。这个过程是表出化，获得新的科学概念或规律，就是将对自然世界的隐性体验创造出显性知识的过程。如“土壤”的教学，通过调动学生已有经验和观察，发现土壤里有什么(土壤中有植物的根，有小动物，有动植物尸体、空气、水等)和土壤成分的区别(支持植物生长的要素是土壤基质、腐殖质、空气和水)。通过设计实验，发现土壤基质的作用是固着植物和提供矿物质；土壤中水分是植物吸收水分(特别是含于其中的各种微量元素)的源泉；空气是微生物活动形成腐殖质和根呼吸的重要物质。这样获得对土壤的认识，是通过观察实验将科学现象具有的内涵进行抽象概括而获得的显性表达，属于创新性知识，也是学生小组和个人创造力的表现。

(二)创造力表现及其培养

知识的应用，常常表现为程序性知识。程序性知识是关于如何做“某事”的知识，需要遵循的一系列操作步骤(心智的和动作的)。在小学科学课程中，这种程序性知识具体体现在科学认识过程和技术活动过程的方法性知识。科学方面包括科学观察实验方法(如放大法、转化法、对比法、黑箱法、理想外推法等)和科学思维方法(如归纳法、演绎法、类比法)[6]。技术方面包括技术设计方法(如结构设计和流程设计方法)[7]、技术思维方法(如表象类比法、表象改造法、意象表达法、具象表达法)[8]和工程思维方法(如系统化方法、模块法、协调法)。

这种情况下，创造力的表征形式：

一是科学方法在新的情境中的应用。如固体“热胀冷缩”，可以用铜球穿铜环的对比法，也可以用电路连通的转化法，还可以用轮轴旋转放大法。由于固体热膨胀系数很小，其体积随温度变化很小。证实固体热胀冷缩，可以采用不同的实验方法。图1所示为对比法，即铜球室温下可以恰好穿过铜环，铜球加热后被铜环托住，冷却后又可穿过。铜球体积变化看不出来，但通过加热前后的对比，可以知觉体积的变化。图2所示为放大法，即铜棒加热后，会由于摩擦力使大头针滚动，大头针上所附轻小纸制指针发生偏转。大头针相当于轴，轴的微小滚动，其上固定的指针可以有较大幅度的偏转。虽然看不到铜棒伸长，但通过指针偏转，判断铜棒体积变化。图3所示是将靠得很近两根铜棒连接在一个闭合电路中，当加热铜棒，会看到电路中小灯泡被点亮。闭合电路的通、断，反映出铜棒的受热膨胀和冷却缩短。这是将看不到的固体体积变化，转化为电路导通与否反映出来。同样是证明固体的热胀冷缩，设计出不同的实验方法，是创造力的表现。

二是技术设计中创造的新形象。如“制作太阳能热水器”，学生要根据所给材料，依据实际太阳能热水器形式和功能，会选择黑色物质或涂料制作热水器。根据经验或计算纬度确定倾角，根据东南西北方向确定热水器面朝向(北半球正午阳光照射过来的方向是南，因此热水器面板方向朝南，而面板与地面的倾角是使正午阳光直射面板)。最后制作出的模型，是完全与实际存在的热水器不一样的人工物，是学生个人创造的表现。

图1 对比法

图2 放大法

图3 电路法

在教学中，要分阶段、分程度逐步进行创造力培养。首先要清晰明确地学习科学观察实验方法、技术设计方法和技术思维方法，学生模仿学习阶段是非常重要的阶段，是学生创造性地应用的基础。其次是要有一个指导、帮助的过程，教师要与学生一起讨论，引导学生将已有的方法应用到新领域的科学或技术活动中。最后针对具体内容，学生能够自己选择和确定研究方法，解决新问题。教师要有意识地循序渐进地通过整个教学过程，培养小学生的创造能力。▲