小学数学教学中学生创新思维和创新能力的培养探究

张海丹

创新即开创、创造，鼓励个体通过系统地观察、实践激发灵感，进而见人之未见、思人之未思，最终产出独一无二的有形化或无形化成果，为相关问题的解决提供支持。在小学数学学科中，推行创新教学机制，能充分发挥其“思维体操”的作用，给予学生开阔、充足的思考空间，让学生有足够的时间探索验证，进而推动观察推理能力、发散思维能力、逻辑判断能力等的发展。

一、在小学数学课堂中培养学生创新思维能力的理论思路

（一）教育学理论基础管窥

教育具有鲜明的社会化属性，其衍生于人类群体的生产、生活活动中，反过来也为社会的进步供应高素质劳动力，因此教育目的应当在一定程度上反映社会期望、引领社会发展。同时，人类在长期历史进程中积淀、形成的文明财产是极为宝贵、富有的，这些无形的瑰宝无法通过遗传实现，必须依托教育教学活动传递，并在传递、继承过程中不断向新领域拓展。这些属性决定了教育中应当渗透和融合创新思维，应当为社会发展、科技创新、产业升级贡献力量。此外，教育还对个体成长、发展产生深刻影响，一切教学组织方式、教学内容、手段均要围绕学生身心特征及规律开展，使学生获得才能、智力及道德等方面的發展。现代社会思想理念交融激荡，新业态衍生速度明显加快，各行业对人才的创新思维、实践能力均提出了更高的要求，在小学数学课堂中融入该类内容，有助于提升学生的核心竞争力，促进其终身化和长远化发展。

（二）心理学理论基础验证

创造力是心理学多元智能理论中极为关键的内容，主要描述个体在认识、行动、意识等层面的倾向和习惯。对于不同个体来说，其自身的创造力水平存在很大差异，通常可以分为五个不同的层次，即表达式、生产式、发明式、革新式创造力以及高深创造力。按创始人泰勒的话说，五个层级中高深创造力最为高级，能够帮助学生更加高效地处理复杂、深奥的材料，但这种高级创造力并不是凭空得来的，而是在低等级创造力基础上逐渐发展、培养起来的，每个人都拥有创造力，后期层级发展差异的关键在于教育干预是否得当和完善。从吉尔福特心理学理论来看，创新思维本质在于对问题的重新认知，创新能力较高的个体在思维品质层面应当具有更加显著的变通性、流畅性特征，要能够举一反三、触类旁通，这与小学数学学科中一题多解的思维模式不谋而合。

（三）脑科学理论基础支撑

大脑是个体获取知识、提升能力的物质前提与基础，早在20世纪70年代，就有无数学者、专家投身到脑科学的研究进程中来，其中较为著名的有“脑部三分模型”“脑部四分构造模型”等，这些学说将人脑分为不同象限，认为各象限担负着不同的统筹职能，象限间相互依存、互为补充。后期该类理论不断发展完善，最终形成了系统的“全脑模型”，创始人赫曼将人脑看作有机整体，认为创新创造应当由各部分协调完成，准备阶段A、B两部分率先运作，对相关材料进行收集和分析，随后右脑调用直觉式、概念式理解能力，对可行的解决方案进行筛选和标注，最终由D部分运作导向领悟阶段。从该理论来看，创新思维和活动应当在不断的实践训练中逐步养成，要让大脑各部分建立紧密联系的意识，数学学科中探索性、逻辑性问题较多，恰巧可以为这种训练提供平台。

二、小学数学教学中学生创新思维及创新能力的培养策略

（一）适时抛出问题链条，引导启迪探究欲望

问题链是数学教学中极为常见的手段模式，主要由多个内容相关、逻辑衔接的问题组合而成，具有“一环套一环”的本质特征，能够在循序渐进、步步深入的基础上给予学生启迪和引导，从而为创新思维的发展指明方向。

常用的问题链类型共有两种：第一种是引入性问题链，通常在导入环节融合呈现，能够充分激活学生已有经验和图式，为其新知建构做好铺垫，从而降低理解难度，开辟创造力发展平台。以“因数和倍数”一课为例，实践中若直接列式讲解，让学生理解因数、倍数之间的关系，学生往往会感到不解，质疑为何不能用别的算式作例。革新环节可以从创新思维培育角度出发，给予学生更多探究的空间，如给出下图内容，鼓励学生对方块进行重组排列，构成边长不一的大长方形，并用数学算式将其表示出来。学生根据所学对素材进行排序搭配，加深理解的同时还能激活学生的创新欲望。

第二种是差异性问题链，这种问题链条中蕴藏着丰富的认知矛盾，其表层结果往往与学生既有知识相悖，容易激发学生的探索欲望，并帮助其畅通创新思维渠道。科学设计该类问题链条，既有助于同化旧知，又有助于汲取新知。以“有趣的平衡”一课为例，教师可以组织学生对“平衡”概念进行初探，使用直尺等质量较为均匀的材料进行试验，并以问题为依托引导学生思考如何达到平衡，待到学生初步发现规律以后，引导学生使用钢笔、中性笔等材料展开探究，抛出新的问题引导其对比和挖掘差异，找到平衡点变化的真正原因。这种冲突化的差异性问题链能够使学生明确“旧有知识也不一定正确”的道理，进而为其质疑、批判精神的发展埋下种子，推动创新思维的培养。

（二）营造民主教学氛围，鼓励批判质疑思维

批判精神、质疑精神在创新能力培养中具有基础性、推进性作用，能够帮助学生找到更多创新思考的立足点，为自主探索及实践提供支撑。传统教学模式中提倡“师道尊严”，将教师、学生摆放在相互割离的位置上，学生必须无条件遵从教师指示，对课程所授内容也不能质疑，这在一定程度上挫伤了学生的创新能力和积极性。因此，教学体系革新环节务必要加快转换步伐，以民主氛围带动思考和表达，给予批判质疑行为更多的鼓励和支持。在日常生活中要着力改变旧有思维模式，以平等的态度对待学生提问，尽可能消除学生胆怯、恐惧的心理，同时还应教会学生正确的质疑思维，要避免“为了提问而提问”的误区，所有问题必然是通过深度思考和探究后总结提出的。

比如，学习“年、月、日”相关知识时，一些学生提出了“数拳法能否倒过来使用？”“四年一闰的规定是从何而来的？”“2月为何只有28或29天？”等问题，此时教师要及时给予这些学生嘉奖和表扬，为其他学生树立良好的榜样模范，推动开放、民主氛围的营造，为批判质疑思维的发展奠定基础。此外，数学课程讲授时，还应适当运用“留白”的艺术，要给学生充分的思考空间和时间，如在“圆锥体积计算”一课中，学生通过试验探究找到了圆柱体积、圆锥体积之间的关系规律，教师可以在此基础上变换材料类型，提供更多底面积不等、高不等的圆柱、圆锥器皿材料，引导学生通过探究发现矛盾冲突，并进一步摸索圆锥体概念公式中易混淆之处，在归纳推理的基础上锻炼创新思维和能力，知晓创新的重要性。

（三）改善小组合作基础，提供思维碰撞平台

合作探究法在现代教育理论中有极为重要的地位，它改变了旧有课堂中过度强调接受学习的困境局面，批判否决了机械训练的错误教学路径，倡导通过自主化的信息搜集和处理、知识探究和验证，达到获取新知的目的，新课改和素质教育推行以来得到了诸多教师、专家的关注和认可。实践环节要做好细节优化，从群体动力理论出发，优化组内合作结构，最大限度地发挥小组支撑推动作用。在成员组织方面要结合个体学科能力、兴趣倾向等比较搭配，坚持组间同质、组内异质的基本原则，使同伴之间形成思维层面、能力层面的互补，中高年龄阶段小组人数通常以4～6人为佳，低年级学生数学素养积累不足，自制能力较差，可以适当减少参与人数，组内民主选举小组长，在轮换制的基础上展开协调工作。

可以适当重构教室内部空间，改变单一“秧田式”结构死板、固化的弊端，改用马蹄状、圆圈状等，中间留出充足的展示空间，方便学生互动交流。组内探究环节还应加强合作意识的渗透，引导学生掌握有效倾听、沟通的技巧，组内出现不同意见时一定要等同伴把话说完，对于批判和质疑也要虚心接受，组内合作中给定的数学任务必须要具备一定的探究意义和价值。如排列组合知识的教学中，可以设计“营养搭配”的合作探究任务，以多媒体教学软件为依托，展示不同食物中营养物质的含量、组成情况，并鼓励学生根据所学制定营养菜单，所选议题贴合学生实际生活，更容易激发学生探索创新的主动性。

（四）运用现代教学技术，降低情境创设难度

丰富的学科知识储备、生活阅历经验等是推动创新的有力工具，没有实践经历作支撑，创新只能成为天马行空、不切实际的幻想。基于此，为学生打通抽象、具象思维链接渠道，改善数学知识与生活脱离的现状是非常有必要的。实践环节要着重挖掘教育教学资源，用模拟真实情境、趣味生动教学激活学生热情，推动学生深度学习并促进其创新能力的发展。以“面积计算”一课为例，教师在讲解完基本的公理公式之后，可以创设“房屋装修”的虚拟情境，引导学生思考想要把一间屋子铺满需要多少块瓷砖，并借助多媒体手段呈现房间具体尺寸，学生沉浸于真实场景之中，所有的探究行为也更加主动和积极。