《青少年創(chuàng)造力培育法》是一部面向基礎(chǔ)教育階段學(xué)生、教師及家長，系統(tǒng)闡述“創(chuàng)造力可教、可練、必練”的通俗教育讀物。

全書以“萬眾創(chuàng)新”時(shí)代亟需大批原創(chuàng)人才為背景，用華為研發(fā)、日本諾獎(jiǎng)井噴等案例佐證“創(chuàng)造力＝國家核心競爭力”；隨后依次拆解大自然、興趣、閱讀、信息素養(yǎng)、寬容與閑暇等九大“創(chuàng)造力能源”，示范如何把課堂變成研究場、把作業(yè)變成微課題；繼而給出觀察、提問、假設(shè)、驗(yàn)證等一整套“科研方法工具箱”，并推介創(chuàng)客教育、翻轉(zhuǎn)課堂、小微學(xué)校等全球最新教學(xué)形態(tài)，呼應(yīng)喬布斯之問——“IT幾乎改變了所有領(lǐng)域，為何獨(dú)獨(dú)對(duì)學(xué)校教育影響甚微？”。

在【重新認(rèn)識(shí)“教育”“學(xué)習(xí)”】這一章節(jié)中，作者梳理了當(dāng)下中式課堂“標(biāo)準(zhǔn)答案—高密度訓(xùn)練—唯分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)”的流水線邏輯，指出其本質(zhì)是一臺(tái)高效“復(fù)印機(jī)”：學(xué)生越努力復(fù)印，自主性、想象力與創(chuàng)造力便被抹殺得越徹底；借此呼吁把“學(xué)習(xí)”重新定義為“研究”，把“考生”還原成“探究者”，真正實(shí)現(xiàn)從“復(fù)印時(shí)代”到“創(chuàng)想時(shí)代”的范式躍遷。

作者是深圳第二高級(jí)中學(xué)教師劉偉和深圳市教育科學(xué)研究院教研員李睿。

《青少年創(chuàng)造力培育法》第四篇 創(chuàng)造的方法

第四章

空間為什么是彎曲的?

把科學(xué)家的研究方法從他們的頭腦里解放出來，成為大眾研究的有力武器。
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歸納法

牛頓14歲的時(shí)候，家鄉(xiāng)遭受一場暴風(fēng)雨的襲擊。別人都往家里跑，牛頓卻跑到外面研究風(fēng)的力量。他一會(huì)順著風(fēng)跳，一會(huì)逆著風(fēng)跳，看看落地距離有什么不同，然后根據(jù)距離來計(jì)算風(fēng)的力量。他還用棱鏡片把日光分解成不同顏色的光，以便研究各種顏色光的折射性。

牛頓后來成為了人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。他在物理學(xué)、數(shù)學(xué)上都有劃時(shí)代的貢獻(xiàn)，他發(fā)現(xiàn)的三大運(yùn)動(dòng)定律、萬有引力定律，奠定了經(jīng)典物理學(xué)體系的基礎(chǔ)和核心內(nèi)容。他發(fā)明了微積分，奠定了近代高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。他甚至發(fā)明了世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡。做出這么多、這么大貢獻(xiàn)的科學(xué)家，在人類歷史上是極其罕見的。

牛頓為什么能做出如此巨大的貢獻(xiàn)?這與他強(qiáng)烈的好奇心、想象力、獨(dú)特的研究方法都密切相關(guān)。

通過長期的觀察、實(shí)驗(yàn)和思考，牛頓形成了自己獨(dú)特的研究方法：實(shí)驗(yàn)、歸納、創(chuàng)造。具體做法是：根據(jù)小范圍內(nèi)的觀察和實(shí)驗(yàn)，歸納出經(jīng)驗(yàn)定律或經(jīng)驗(yàn)公式，然后不斷用在更大范圍內(nèi)觀察到的物理現(xiàn)象來驗(yàn)證和改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)定律和經(jīng)驗(yàn)公式，最后得到普遍的定律和公式。人們再依據(jù)這些定律和公式來創(chuàng)造性地改造自然。

科學(xué)研究并不神秘，就是用一套方法把觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)整理出秩序，牛頓采用的實(shí)驗(yàn)、歸納、創(chuàng)造就是這樣的方法。

這種以歸納法為特色的研究方法，在科學(xué)史上曾經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用，許多學(xué)科的定律和公式，就是按這種方法發(fā)現(xiàn)的。

愛因斯坦：空間是彎曲的

在1915年前，科學(xué)家們在天文觀測中發(fā)現(xiàn)：水星總不規(guī)規(guī)矩矩地繞太陽轉(zhuǎn)一圈后回到起點(diǎn)，而總要比繞一圈多走一點(diǎn)才結(jié)束旅程，牛頓的萬有引力定律解釋不了這種奇怪的現(xiàn)象。

1915年，愛因斯坦提出了“廣義相對(duì)論”,指出宇宙空間是彎曲的，而微觀的基本粒子在空間中的運(yùn)動(dòng)也遵循這種彎曲的形式。這種驚世駭俗的理論讓全世界的人都大吃一驚，但它卻能解釋水星奇怪的運(yùn)動(dòng)軌跡。

還有光的運(yùn)動(dòng)路線問題。信奉牛頓定律的人們認(rèn)為：由于光不是由物質(zhì)粒子構(gòu)成的，因此光在真空中應(yīng)當(dāng)沿直線運(yùn)動(dòng)，不受引力的影響。但根據(jù)天文觀測，光線經(jīng)過太陽附近時(shí)，會(huì)從直路上發(fā)生偏斜，就好像光是由物質(zhì)粒子構(gòu)成的一樣，會(huì)受到太陽引力的影響而發(fā)生彎曲。信奉牛頓定律的人們認(rèn)為這種偏斜的程度不大，但愛因斯坦指出，光的偏斜將比人們認(rèn)為的大兩倍多。

1919年5月，英國一支觀測隊(duì)在非洲和巴西拍攝了日食的照片，結(jié)果證明光在經(jīng)過太陽附近時(shí)，從直線偏斜到幾乎剛好是愛因斯坦所預(yù)見的程度。1922年的日食照片進(jìn)一步證實(shí)了愛因斯坦的理論是正確的，這個(gè)觀測結(jié)果轟動(dòng)了全世界，愛因斯坦一舉成名。

宇宙空間果真是彎曲的!牛頓定律解釋不了的現(xiàn)象，愛因斯坦的相對(duì)論卻可以解釋，并得到了觀測結(jié)果的證實(shí)。

探索性演繹法

愛因斯坦之所以能提出相對(duì)論，關(guān)鍵是因?yàn)樗捎昧诵碌难芯糠椒ā?/p>

隨著科學(xué)研究范圍的不斷擴(kuò)大，牛頓采用的研究方法漸漸顯得不夠用了。愛因斯坦認(rèn)為：“適用于科學(xué)幼年時(shí)代以歸納為主的方法，正讓位于探索性的演繹法?！边@種探索性演繹法的具體過程是：由經(jīng)驗(yàn)材料作為引導(dǎo)，提出一種思想體系，它一般是在邏輯上從少數(shù)幾個(gè)叫做公理的基本假設(shè)建立起來的，其他定律或公式都是由這幾個(gè)公理推導(dǎo)出來的。對(duì)這個(gè)體系的要求，是能把觀察到的事實(shí)聯(lián)結(jié)在一起，同時(shí)它還具有最大可能的簡單性，即這體系所包含的彼此獨(dú)立的假設(shè)或公理最少。

這種演繹推理的方法，其實(shí)我們在中學(xué)的歐幾里得幾何學(xué)中見到過。歐氏幾何就是一種思想體系，它就是從很少的幾條公理出發(fā)，采用邏輯推理的方法，推出一系列幾何定理，這些定理能把觀察到的幾何現(xiàn)象聯(lián)結(jié)在一起。那幾條公理，就是前人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)而提出的基本假設(shè)。

思想體系是由概念、公理以及邏輯推理方法得到的定律這三部分內(nèi)容構(gòu)成的。

相對(duì)論思想體系的公理便只有兩條，即相對(duì)性原理(任何自然定律對(duì)于一切勻速直線運(yùn)動(dòng)的觀測系統(tǒng)都有相同的形式)和光速不變原理(對(duì)于所有慣性系，光在真空里總以確定的速度傳播)。相對(duì)論的其他定律和公式都是用演繹推理的方法由這兩條公理推導(dǎo)出來的，相對(duì)論思想體系的正確性最終得到了實(shí)際觀測的證實(shí)。

想象力比知識(shí)更重要

應(yīng)當(dāng)怎樣創(chuàng)立新的思想體系?愛因斯坦認(rèn)為研究者的工作可分為兩步，第一步是發(fā)現(xiàn)公理，第二步是用公理按邏輯推理的方法推出其他定律或公式。其中第一步最難，它沒有一般的方法，常常需要科學(xué)家具有異乎尋常的想象力和直覺。所以愛因斯坦強(qiáng)調(diào)：“想象力比知識(shí)更重要?！?/p>

愛因斯坦這種以演繹推理為特色的研究方法對(duì)當(dāng)代高新科技研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，當(dāng)今許多重大科技成果都是采用這種研究方法得到的。

在人文科學(xué)研究中，我國著名學(xué)者胡適曾經(jīng)提出了“大膽假設(shè)，小心求證”的研究方法。具體做法是：首先去閱讀與研究課題相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題或前人還沒研究到、沒有研究透的方面，然后發(fā)揮想象力和直覺的洞察力，大膽提出自己的初步假設(shè)，由于這個(gè)假設(shè)還沒有得到驗(yàn)證，因而只能算“假設(shè)”。然后再進(jìn)一步閱讀和尋找資料和證據(jù)，看它們與假設(shè)是否相符。如果不相符，就調(diào)整和修改假設(shè)，再去驗(yàn)證。如此循環(huán)往復(fù)，最后得到可靠的結(jié)論。我國清代的“乾嘉學(xué)派”就采用了這種方法來考證古籍的真?zhèn)魏脱芯繚h字的變遷。

牛頓的方法側(cè)重于歸納，愛因斯坦的方法側(cè)重于演繹。在當(dāng)今實(shí)際的研究中，往往兩者并用。歸納中有演繹，演繹中有歸納，比如演繹的前提是公理，而公理就是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)歸納并加上想象力提出的。只要我們經(jīng)常實(shí)際參與到課題研究中去，這兩種方法就會(huì)逐漸掌握。

如果科學(xué)家采用的研究方法能普及到大眾中去，成為大眾研究的有力武器，那么發(fā)揮出來的智慧生產(chǎn)力將是驚人的。誰率先掌握了科學(xué)家的研究方法，誰就將在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代成為最有創(chuàng)造力的人。掌握了科學(xué)巨人的研究方法，你就將躍到巨人肩上，就可能成為比巨人站得更高的人，當(dāng)然就可能獲得比一般人更持久的創(chuàng)造力。