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浅谈科学发现的心理要素对中学物理教学的启示
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【关键词】科学发现 心理要素 物理教学
【摘要】本文通过分析科学发现的心理要素，探讨其对中学物理教学中利用心理因素提高学生的学习效率、培养创造性的启示。
国际科学教育改革关注学生像科学家一样“做”科学，随着课程改革的不断推进我国科学教育也开始注重学生体验科学发现的过程，经历过程中的心理活动。分析科学发现的心理要素会给中学物理教学带来一定的启示。
一、科学发现中的创造力
科学发现是一种创造。王极盛在《科学创造心理学》中将“科学创造按照发现事实还是创造出产物划分为发现和发明”。他认为，“科学家创立新的学说、新的理论，属于高水平的创造性活动”。
科学发现作为高水平创造性活动，需要具有创造力。创造力又来源于需要和动机，而人的动机又受到人格的影响。
阻碍创造的原因。罗伯特·奥尔森归纳为“习惯、时间、恐惧失败、急于求成、难于从事有目的的智力活动、难于分辨解决方案的优劣、怕被别人批评等”。
罗伯特·奥尔森认为“创造力较强的人，具有强烈的动机和较高的能力，这种能力包括：分辨出有价值的问题、确定真正的问题、开放观念寻求答案、运用判断及直觉来寻找答案、使解决办法转变成有用的结果、运用潜意识思考等”。
Feist的研究认为“科学创造人才在认知上具有开放、灵活的特征;在人格上具有支配的、傲慢的、敌意的、自信的、自主的、内向的、动机强的、有抱负的特征”。
王极盛比较了创造型科学家与一般科学工作者的特征，认为在智力因素方面，科学创造人才具有更高水平的思维能力、独立思考、分析能力、联想能力、判断能力、记忆力、想象力、思维综合能力、思维灵活性以及观察力。在非智力因素方面，科学创造人才在事业心、勤奋、兴趣、责任心、求知欲、进取心、意志、自信心、意志顽强性、情绪稳定方面表现得更好。
在中学物理教学中培养学生的创造力可以从以下几方面入手：激励学生的成就动机;让学生从思想上独立，独创性的解决问题;鼓励学生在独立解决问题的过程中保持灵活的思维、大胆的怀疑和联想;启发学生思考多种解决问题的方案，判断方案的优劣;鼓励学生亲手实验;培养学生坚定的意志力，和稳定的情绪。
二、科学发现的动机与人格
吉尔福德认为“具有种种必备能力的个体，能否能产生举有创造性质的结果，不仅取决于是否具有创造力，还取决于动机和性格特征”。
马斯洛在《动机与人格》中认为，“科学家的动机也产生于需要，其中不仅包含认知的需要和好奇心，更强调了人们追求共同的、持久的理解和解释，以及使事物系统化的欲望”。同时他也指出“其他任何人类的需要都可以成为涉足科学、从事或者深入研究科学的原始动机”。
同样考虑到科学家自身和社会等因素的还有建构主义者，他们否认科学是描述大自然的，认为科学理论作为科学家的发现不是纯粹客观的。建构主义者卡琳诺尔·塞蒂纳把科学研究定义为建构性的，认为“科学创新或发现是一个定向过程的结果，是有意图的定向研究的结果。因为科学家进行研究时已经有关于科学研究的知识：他们知道什么是科学问题，他们知道问题的解决方案，他们知道该研究哪些地方、该忽视哪些地方。正是这些有关科学研究的知识引导着科学家进行科学发现、获得创新性的结果”。
中学物理教学中分析学生的动机与人格能够培养学生的兴趣、意志力，提高学生的学习效率。同时便于教师对学生动机和人格进行适当的引导和培养。可以通过挖掘学生在生活中的困惑，明确问题和需要;确定其中的关键因素，建立物理模型;用物理知识帮助学生解释现象、解决问题。
三、科学发现的洞察力
卜晓勇，毛加兴通过对DNA分子结构发现案例的梳理，探讨科学发现过程中一些重要的因素。认为“强烈的兴趣与执着的追求、敏锐的洞察力等要素是现代科学做出重大发现所必备的”。
从无意识到有意识。吉尔福德提到，“对问题具有敏感新的一种可供选择的观念，涉及到对所遇到的奇特的、不同寻常的或令人困惑的事情的觉察”。
洞察力要求透过现象看本质。阿瑞提认为，“许多科学发现就是从以前认为不相同或没联系的事情之间找到一个共同的特征或联系。但是观察到的现象当然是不够的”。
阿瑞提把发现过程分为原发过程、继发过程和第三级过程。他认为，“科学家观察到某些现象作出的反应并不是对刺激物作出的反应，而是对一种新等级作出反应(这一等级包括：具体指出一种共同特性;并不是用原发过程的方式把这些具有共同特性的事物同一起来;认识到它们属于一种未曾想到的继发等级过程)”。而这种包含了分析和判断，透过现象看本质的观察力，正是洞察力。
在物理教学中洞察力对学生的学习也是至关重要的，物理学科的抽象性要求学生能够有意识地建立物理模型解决问题，确立事物及其因素之间的本质联系。教师应该提供学生大量的信息和材料;培养学生对有效信息的敏感性;要求学生对事物进行分析和判断。
四、科学发现的想象力
高尔顿在一份研究中报告了他发明的词汇联想测试，他观察到，许多联想单词是从他自己的经验中得来的，而别人是不太可能跟他产生同样的联想的，这个发现有极重要的价值。
罗伯特·奥尔森认为“延缓判断及批评是一种技巧，鼓励尽可能多地提出构想，哪怕是荒诞和愚蠢的”。判断可使想象力保持在正确的轨道上，想象力则刺激和启发判断。
袁维新在《科学发现的多元解读》中认为，“科学发现是创造性思维的过程，其作用必须通过逻辑的与非逻辑的思维形式具体地体现出来，其中尤其是通过诱导创造性思维的精华部分——灵感、想象、与直觉发挥作用而曲折地体现出来。创造性思维的成果是既存知识的重组，在知识重组的创造性思维过程中，一个很重要的机制是二元联想，即两个思想或理念，原来是无关的，最后被连结成为相关，而产生创造性”。