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淺談科學發現的心理要素對中學物理教學的啟示
【論文關鍵詞】科學發現 心理要素 物理教學
【論文摘要】本文通過分析科學發現的心理要素，探討其對中學物理教學中利用心理因素提高學生的學習效率、培養創造性的啟示。
國際科學教育改革關注學生像科學家一樣“做”科學，隨著課程改革的不斷推進我國科學教育也開始注重學生體驗科學發現的過程，經歷過程中的心理活動。分析科學發現的心理要素會給中學物理教學帶來一定的啟示。
一、科學發現中的創造力
科學發現是一種創造。王極盛在《科學創造心理學》中將“科學創造按照發現事實還是創造出產物劃分為發現和發明”。他認為，“科學家創立新的學說、新的理論，屬于高水平的創造性活動”。
科學發現作為高水平創造性活動，需要具有創造力。創造力又來源于需要和動機，而人的動機又受到人格的影響。
阻礙創造的原因。羅伯特·奧爾森歸納為“習慣、時間、恐懼失敗、急于求成、難于從事有目的的智力活動、難于分辨解決方案的優劣、怕被別人批評等”。
羅伯特·奧爾森認為“創造力較強的人，具有強烈的動機和較高的能力，這種能力包括：分辨出有價值的問題、確定真正的問題、開放觀念尋求答案、運用判斷及直覺來尋找答案、使解決辦法轉變成有用的結果、運用潛意識思考等”。
Feist的研究認為“科學創造人才在認知上具有開放、靈活的特征；在人格上具有支配的、傲慢的、敵意的、自信的、自主的、內向的、動機強的、有抱負的特征”。
王極盛比較了創造型科學家與一般科學工作者的特征，認為在智力因素方面，科學創造人才具有更高水平的思維能力、獨立思考、分析能力、聯想能力、判斷能力、記憶力、想象力、思維綜合能力、思維靈活性以及觀察力。在非智力因素方面，科學創造人才在事業心、勤奮、興趣、責任心、求知欲、進取心、意志、自信心、意志頑強性、情緒穩定方面表現得更好。
在中學物理教學中培養學生的創造力可以從以下幾方面入手：激勵學生的成就動機；讓學生從思想上獨立，獨創性的解決問題；鼓勵學生在獨立解決問題的過程中保持靈活的思維、大膽的懷疑和聯想；啟發學生思考多種解決問題的方案，判斷方案的優劣；鼓勵學生親手實驗；培養學生堅定的意志力，和穩定的情緒。
二、科學發現的動機與人格
吉爾福德認為“具有種種必備能力的個體，能否能產生舉有創造性質的結果，不僅取決于是否具有創造力，還取決于動機和性格特征”。
馬斯洛在《動機與人格》中認為，“科學家的動機也產生于需要，其中不僅包含認知的需要和好奇心，更強調了人們追求共同的、持久的理解和解釋，以及使事物系統化的欲望”。同時他也指出“其他任何人類的需要都可以成為涉足科學、從事或者深入研究科學的原始動機”。
同樣考慮到科學家自身和社會等因素的還有建構主義者，他們否認科學是描述大自然的，認為科學理論作為科學家的發現不是純粹客觀的。建構主義者卡琳諾爾·塞蒂納把科學研究定義為建構性的，認為“科學創新或發現是一個定向過程的結果，是有意圖的定向研究的結果。因為科學家進行研究時已經有關于科學研究的知識：他們知道什么是科學問題，他們知道問題的解決方案，他們知道該研究哪些地方、該忽視哪些地方。正是這些有關科學研究的知識引導著科學家進行科學發現、獲得創新性的結果”。
中學物理教學中分析學生的動機與人格能夠培養學生的興趣、意志力，提高學生的學習效率。同時便于教師對學生動機和人格進行適當的引導和培養。可以通過挖掘學生在生活中的困惑，明確問題和需要；確定其中的關鍵因素，建立物理模型；用物理知識幫助學生解釋現象、解決問題。
三、科學發現的洞察力
卜曉勇，毛加興通過對DNA分子結構發現案例的梳理，探討科學發現過程中一些重要的因素。認為“強烈的興趣與執著的追求、敏銳的洞察力等要素是現代科學做出重大發現所必備的”。
從無意識到有意識。吉爾福德提到，“對問題具有敏感新的一種可供選擇的觀念，涉及到對所遇到的奇特的、不同尋常的或令人困惑的事情的覺察”。
洞察力要求透過現象看本質。阿瑞提認為，“許多科學發現就是從以前認為不相同或沒聯系的事情之間找到一個共同的特征或聯系。但是觀察到的現象當然是不夠的”。
阿瑞提把發現過程分為原發過程、繼發過程和第三級過程。他認為，“科學家觀察到某些現象作出的反應并不是對刺激物作出的反應，而是對一種新等級作出反應（這一等級包括：具體指出一種共同特性；并不是用原發過程的方式把這些具有共同特性的事物同一起來；認識到它們屬于一種未曾想到的繼發等級過程）”。而這種包含了分析和判斷，透過現象看本質的觀察力，正是洞察力。
在物理教學中洞察力對學生的學習也是至關重要的，物理學科的抽象性要求學生能夠有意識地建立物理模型解決問題，確立事物及其因素之間的本質聯系。教師應該提供學生大量的信息和材料；培養學生對有效信息的敏感性；要求學生對事物進行分析和判斷。
四、科學發現的想象力
高爾頓在一份研究中報告了他發明的詞匯聯想測試，他觀察到，許多聯想單詞是從他自己的經驗中得來的，而別人是不太可能跟他產生同樣的聯想的，這個發現有極重要的價值。
羅伯特·奧爾森認為“延緩判斷及批評是一種技巧，鼓勵盡可能多地提出構想，哪怕是荒誕和愚蠢的”。判斷可使想象力保持在正確的軌道上，想象力則刺激和啟發判斷。
袁維新在《科學發現的多元解讀》中認為，“科學發現是創造性思維的過程，其作用必須通過邏輯的與非邏輯的思維形式具體地體現出來，其中尤其是通過誘導創造性思維的精華部分——靈感、想象、與直覺發揮作用而曲折地體現出來。創造性思維的成果是既存知識的重組，在知識重組的創造性思維過程中，一個很重要的機制是二元聯想，即兩個思想或理念，原來是無關的，最后被連結成為相關，而產生創造性”。
為了激發學生的想象力，可以讓學生盡可能多的提出構想和假設；延緩學生對解決問題方案是判斷或取舍；鼓勵學生進行二元聯想。
綜上所述，分析科學發現過程的心理要素對中學物理教學有著一定的啟示意義。利用創造中的心理要素對學生進行培養，是提高提高教學效率，培養學生創造性才的重要途徑之一。
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