创新是国家的核心竞争力，而创新后备人才的培养是一项复杂的系统工程。创新后备人才有哪些必备特征？如何基于必备特征不断优化、改善我们的教育教学？
本文中，现代教学技术教育部重点实验室主任胡卫平教授系统分析了创新后备人才的四项必备特征，并在此基础上提供了对应的培养措施，为一线教育人立足课改要求，实施有效教学，培养创新人才提供了参考。
阅读本文，你将收获以下内容：
※ 创新后备人才有哪些必备特征？
※ 如何基于这些必备特征优化教育教学？
21世纪以来，党中央、国务院高度重视创新后备人才的培养，以支撑经济和社会的发展。当前，新一轮科技革命、产业革命和教育革命加速发展，世界创新格局深度调整，大国博弈日趋激烈，此类人才的培养也是各国教育重视的部分。
要培养创新人才，我们必须知道创新后备人才有哪些特征。我与团队经过总结与研究发现，创新后备人才必备的特征包含四个维度：第一个维度是知识，第二个维度是思维，第三个维度是动机，第四个维度是人格。
▲创新后备人才必备特征模型结构图
知识的层面包括了广博和精深两个维度。创新后备人才不仅要能够对知识进行深度的理解，还要具有广博的知识，形成合理的知识结构。
从思维的层面来讲，包括基本思维与高阶思维两个方面。基本的思维指的是抽象思维、形象思维、直觉思维；高阶思维指的是批判性思维和创造性思维。在这个模型结构中，左半边都是思维，标志着思维是创新后备人才最核心的特征。
第三个维度是动机维度。动机包括内在动机和成就动机两个方面。
最后一个维度是创新人格。不同专家经过多年的研究提出不同的创新人格特点，我们经过概括和总结之后，大体上包含了八个方面。
接下来，我将以创新人才的四个核心特质展开具体分析，并为学校、教师开展课程教学提供一些可参考的启示。
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知识特征及其启示
首先，知识是创新的前提，创新后备人才的知识特征主要体现在广博和精深两个方面：
一是具有较广博的知识基础和合理的知识结构；
二是对知识有深度的理解，掌握学科和跨学科的思想方法，并善于用这些知识和方法解决真实情境中的复杂问题。
这也是为什么说在教学中必须要发展学生深度学习的思维，只有深度思维才有可能开展深度学习，只有通过深度的学习，才有可能是使学生对知识有深度的理解。因此，我们需要由思维型教学来促进学生的深度学习，让学生掌握学科和跨学科的思想方法。
这同样也是我们提倡开展“学思维”活动课程的原因，该课程中有很多的思维方法，这些方法可以帮助教师在学科教学中让学生掌握这些思维方法，训练学生思维的品质，提高学生思维的能力。
从知识的特征来看，创新需要提升教学的综合性
从知识的形成过程来看，知识的形成包括四个过程：知识的感知与提取，知识的加工与理解，知识的应用与迁移和知识的理解与建构。从知识的形成机制来讲，首先需要情境创设，第二要实践活动，第三要积极思维。
其中，实践活动是知识形成的基本途径，积极思维或者说深度思维是知识形成的核心要素，而创新是主体对知识经验或者是思维材料高度概括后集中而系统的迁移。所以创新离不开知识，知识是创新的前提和基础。
什么样的知识结构有利于学生创造力的发展？经过我们的研究发现，高语义灵活性的个体呈现出更丰富的大脑功能连接模式，高创造性个体的语义网络表现出比低创造性个体更高的联通性和更短的距离。
这就说明具有多学科、跨学科，具有广博知识结构的一个人创造性会更强，也进一步说明，在教学过程中综合性的课程更有利于学生创造力的发展。
▲有关于知识特征的脑科学研究
在科学领域，大部分国家和地区，特别是发达国家和地区在初中阶段都设立的是综合课程，目前浙江也用的是综合课程，因此浙江学生的发展相对于其他省份来讲有着比较显著的差异，所以我们要加强课程的综合性。
在本次的课程改革中，综合性是特点之一，综合性也是这次我们国家义务教育课程改革过程中非常重要的一个方向。
本次的课程改革中，关于综合性涉及到三个层次，第一个层次是基于核心概念组织教学。不同的学科说法是不一样的，有些学科是任务群，有些学科是大概念，有些学科的核心概念，有些学科叫主题。
从我个人的角度来讲，我更倾向于用核心概念来表达。因为核心概念可以反映学科中所有概念规律的主干与核心，尽管大概念在国际上和核心概念是一样的意思，但是用汉语表现出来，大概念就是大和小的问题，“大”不一定代表“核心”。
实际上在所有的学科的教学过程中，我们都要梳理学科的核心概念是什么。通俗来讲，核心概念就是学科的基本概念、基本规律、基本原理结构化后，反映学科的核心内容、核心思想，并且能够进阶的概念。由于不同学科的表述方式不一样，所以教师需要基于学科分析其中最核心的知识是什么。
比如说语文用的是任务群，但是任务群本身并不代表核心的知识，它是一个活动，所以教师要去分析知识，把学科的核心知识与任务群活动有机的建构联系，才能够真正的使得学生对知识有深度理解。
综合性的第二个层次是跨学科综合实践活动，有的学科叫跨学科主题，但是我所理解的跨学科主题是以实践为主的综合实践活动。课改综合的第三个层次是构建综合课程。
因此，基于知识的特点，结合课改的方向，我们需要探索基于核心概念的大单元教学，开展主题化、项目式的学习，同时加强知识间内在的联系。要落实这些要求，学校教研活动的组织就要有所改变，需要建立一些跨学科的教研组织。
从本次课程改革的视角来讲是强调综合的，从创新人才的培养来讲也要强调综合。因此，本次的课程方案和课程标准有利于培养创新人才。从学科的视角来说，九门学科中有六门学科提到综合性，六门学科提到实践性，再次强调了在所有学科的学习过程中要强化综合性。
▲2022版各学科义教课标课程性质
以数学学科的建模为例，建模是一个从真实情景转化成数学模型的一个过程，实际上也是一个物理的过程，以往是科学领域要做的工作，现在在数学里边也要培养。所以数学离不开科学，数学学科也有一定的综合性。
总的来说，综合性是所有的学科都会强调的，因此教师要在教学中要加强综合性。来使学生有广博的知识结构。
从教学过程来看，创新需要基于核心概念组织单元教学
从核心概念的层面来说，要理解学科的核心概念和跨学科的概念。学科的核心概念可以用核心知识来表示，而有一些学科并没有提出学科的核心知识，这就需要学校与教师下点功夫来整理学科核心概念。
跨学科概念是从不同学科领域抽象概括出来的共同的、重要的概念，它联系着不同的学科领域，关联多个学科的概念。
以科学学科为例，科学有13个学科核心概念，4个跨学科概念，以往物质科学领域、生命科学领域、地球宇宙科学和技术工程是完全分离的，本次课标中用虚线进行分隔和表示，实际上我们企图打通这些领域。
所以大家在教学过程中一定要从跨领域的视角来看学科的核心概念，并通过学科核心概念的学习来实现跨学科概念的理解。
▲2022版义教科学课标核心概念图
再看数学学科，其中数与代数、图形与几何、统计与概率这三个部分在小学和初中都有涉及，这实际上就是数学的核心概念，或者是数学中的核心知识，可以从小学进阶到初中再进阶到高中，甚至可以进阶到大学。
数学与科学学科相对来说都比较好理解，英语学科就相对困难一点，本次新课标中主要提出了语言知识、文化知识、主题、语篇、语言技能、学习策略六个方面。其中的主题包括人与自然、人与社会、人与自我，为教师提供了活动设计和课程内容设计的视角，但主题并不能代表核心的知识。
实际上英语的核心知识是语言知识、文化知识和语言技能，尤其特别强调语篇。用语篇带动与整合语言与知识的学习，我觉得是完全可以的。
从语文学科的视角来说，语文的核心素养是文化自信、语言运用、思维能力与审美创造，但学段目标又是识字与写字、阅读与鉴赏、表达与交流、梳理与探究四个方面，因为我们的教学目标就是要培养学生的素养，而课标只提供了四个高维度的培养目标，所以教师在语文教学中需要考虑不同的学段各个维度需要培养到什么样的程度。
就思维能力来讲，教师要思考到底一二年级要培养学生哪些思维能力，培养到什么水平？三四年级培养哪些思维能力，培养到什么水平？以此类推。教师需要在理解课程标准的基础上补充、探究与总结课标没有的部分，否则素养就没法有效的培养起来。
语文学科的课程内容包括主题与载体、内容组织与呈现两个方面。其中主题与载体也是一个课程设计的视角，不是知识本身；而在内容组织与呈现方面，课标没说内容是什么，所以大家要去分析到底语文的内容包含哪些方面。
实际上我理解的语文和英语是特别相关的，在语文学科里实际上也包含了语言知识、语音词汇、语法、语篇等内容，因此语文的内容和英语的内容应该是基本相关的。
综上，语文学科的教师在教学时一要加强分析核心素养的进阶，第二就是加强课程内容的分析，否则整个语文学习最后会变成一个活动，而没有学内容。
我认为语文和英语学科的教师可以从三个方面来思考教学的设计。
第一是从语言文字的视角，语文和英语学科都包含字、词、句、篇，都有语音、词汇、修辞、语法、语篇等要素。
其次是语言文化的视角，比如说从不同的领域，例如历史、文学、科学、哲学等等，也可以从传统文化、革命文化、社会主义先进文化、外国文化等不同的文化的视角来讲。
第三，我们要考虑到听说读写。从这三个视角考虑它的知识内容，当然最核心的是语言和文字。
▲语文与英语学科教学设计/核心概念参考图
再回到知识与创新的关系，知识是创新的基础，离开知识创新就无法进行，因此我们在学习任何一个学科的时候都需要学习学科的核心知识。只有学核心知识，才能够使得我们在教学过程中实现学生的深度理解。
从创新人才的培养角度来讲，我们要构建基于核心概念的单元教学。在这个过程中，我们需要理解核心概念的内涵与功能、制定核心概念的教学规划、制定单元的教学规划，然后再制定课时的教学规划并进行实施。
▲基于核心概念的单元教学设计流程图
总体来说，关于知识的特征及其启示这一层面，我们首先要强化综合性，其次在学科里要基于核心概念实施单元整体教学，使得学生在过程中发展深度思维，达到深度的理解。
要让学生达到深度理解，还需要实践，学生要在实践的过程中加强思维，在实践和思维的过程中融入知识的学习过程，同时知识的应用过程也是实践和思维的过程。
如果从教学的过程来讲，我们要强调学科实践。而学科实践是学科知识、学科思想方法、思维方式以及学科的实践活动有机整合在一起的过程。
从教学的内容来讲，要重视学科的核心概念和跨学科概念的学习；从学科核心概念的视角或者核心知识的视角来组织内容，实施结构化学习；最后要注重跨学科，注重不同学科之间的联系。
2
思维特征及其启示
创造性思维是创新人才最核心的特征
首先，我们要理解什么是思维。思维就是人脑对客观事物的间接的和概括的反应，思维有基本的形式和高阶的形式，基本的形式包含抽象思维和形象思维。
我们在研究过程中还提出了直觉思维，直觉思维是以概念和表象结合而成的、具有整体功能的知识组块为思维材料而进行的思维。在创新后备人才的必备特征里，提出抽象思维与形象思维，没有提直觉思维，因为直觉思维是抽象思维和形象思维的一个整合。
思维的第二个形式是高阶思维形式，国际上研究高阶思维大体上认为有以下五个方面：
问题解决
批判性思维
创造性思维
决策思维
元认知
▲思维的高阶形式
我们通过研究，提取出来两个最关键的要素——批判性思维和创造性思维。所以，我们可以说高阶思维就包括了批判性思维和创造性思维这两种典型的高阶思维形式，其他的思维形式可以认为是批判性思维和创造性思维的有机整合。
其中，批判性思维就是指基于证据与逻辑提出自己的观点。随着互联网的不断发展，在网络上发表言论的人越来越多，能够基于证据与逻辑提出自己的观点，而不是说凭感性、情绪来提出观点，这一点对我们的公民是特别重要的。
因此批判性思维不仅仅是创新人才必备的特征，实际上是作为一个公民都必须具备的素养，否则我们会从极端走向另外一个极端。
创造性思维就是能够产生新颖而有价值的产品的一种能力。我们培养创新人才，当中最核心、最重要的就是创造性思维，也是创新人才与一般人才最重要的一个区分点，创造性思维是创新人才最核心的特征。
培养思维能力的三个维度与两个途径
理解了思维的基本形式之后，我们要考虑怎样培养学生的思维能力。关于这一点，我们提出了一个思维能力三维立体结构模型，包含以下三个维度：
第一个维度X是思维的内容；
第二个维度Y是思维的方法；
第三个维度Z是思维的品质。
▲思维能力的三维立体结构模型
这三个维度是完成思维活动所具有的心理特征，也就是说一个人思维能力的高低取决于这三个维度，思维能力三维立体结构模型中每一个小方体的体积就是创新思维能力的一个基本要素。这个模型提示我们在教学过程中，要让学生掌握思维方法，同时训练学生思维的品质，这也是培养学生思维能力最可操作的办法。
目前，有两种途径来培养学生思维能力。
第一个途径是“学思维”活动课程，该课程就是基于这个模型来开设的。“学思维”活动课程设计是基于思维方法外显、以思维方法为主线设计的一个课程。从内容上来讲，它涵盖了日常生活、艺术、社会、数学、语文、科学等领域，涵盖15种基本的思维能力和创造性的思维能力。我们既可以通过课程来训练学生的基本的思维能力，也可以训练学生综合思维能力。
基础性思维能力包含形象思维等常规思维方法外，还包含创造性思维的一些基本的方法。比如说重组思维、发散思维、臻美思维、突破定式等。在思维型教学五大原理中包含迁移应用，迁移思维实际上也是一种创造性思维，每一节课我们也都要使用迁移的方法。
新课改强调劳动教育，不仅要培养学生劳动的能力，实际上还要培养学生劳动的习惯，还得培养他劳动的观念。“学思维”活动课程中有一课叫做“炒菜的学问”，这一课主要让学生掌握顺序观察的方法。通过这一课的学习，既能够培养他的劳动能力、观念、习惯，同时我们也培养了学生顺序观察的能力。
▲“学思维”活动课程《炒菜的学问》
教师如果教过“学思维”活动课程，在学科教学中的教学水平会有质的提升，教师完全可以用“学思维”活动课程中观察的方法迁移教授其他学科的课程。
人教版语文学科中有《菜园里》这一课，本课中有很多蔬菜，如果学生都没有观察过豆椒、黄瓜、茄子、萝卜等蔬菜的话，那他就无法分析每样蔬菜的特点。因此在语文学科的学习中，实际上需要让学生去观察事物，再去描写事物。
▲人教版语文《菜园里》课本
“学思维”活动课程能够提升教师专业能力的第二个原因，是该课程不同于学科教学，学科教学中多长时间要完成多少内容的教学是有规定的，但是在“学思维”活动课程中没有要求，因此教师可以把重要的精力放在如何培养学生的思维能力上，为教师实施思维型教学搭建了一个台阶。教师通过“学思维”活动课程掌握了思维型教学的基本方法以后再迁移到学科中去，就能够比较有效的提高教师自身的专业能力。
▲“学思维”活动课程促进创造力发展的可塑性机制
另外一个途径就是基于学科教学培养学生的思维能力。在这个途径中，首先在教学过程中需要让学生掌握思维的方法。掌握思维的方法的前提条件，是我们每位老师能够明确不同内容涉及到了哪些思维方法，以及每一个思维方法怎么去培养。
比如在一学期中的教研活动中，教师可以研究各个学科分别有哪些思维方法，这些思维方法在某一个具体内容中如何反映，这种方法怎么样教给学生，以及怎么样在课堂教学中渗透这些方法。这样就能够有效提高学生的思维能力，提高考试成绩，提高学生创新素质。
在课堂教学中除了重视思维方法之外，我们还要训练学生思维的品质。
思维的品质包含深刻性、灵活性、批判性、敏捷性和独创性五个方面。从深刻性来讲，反映了思维的抽象程度和逻辑水平，反映了思维的深度、广度和难度。具体表现为以下五个方面：
善于深入地、逻辑清晰地思考问题，把握事物的本质和规律，而不被表象、假象所迷惑；
善于开展系统的、全面的思维活动；
善于从整体上用联系的观点认识事物，进行严密的推理论证；
善于深入地钻研问题，从繁杂的表面现象中抓住事物的本质和核心，正确地预测事物的进程和后果；
善于借助较为深厚的积淀洞察事物，透过现象认识本质、总结规律、切中实质。
第二个品质是思维的灵活性，也就是思维的灵活程度。灵活性表示可以从不同的方面、不同的角度来思考问题。反映在思维的起点、过程灵活，“概括—迁移”能力强，善于组合分析，伸缩性大等等。
第三是批判性思维，即基于证据和逻辑提出自己的观点。批判性思维有五个特点：
第一，遇到事情要进行分析；
第二，遇到事情要有策略；
第三，要全面分析；
第四，要有独立性；
最后一点，是要正确地分析。
思维的第四个品质是敏捷性。敏捷性指的是既准确又快，要在正确的基础上体现速度性。
最后一个品质是独创性，独创性就是创造性思维，指的是能独立思考和创造出有社会或个人价值的具有新颖性成分的智力品质。
在教学过程中我们要让学生掌握方法，训练以上五个思维品质，进而培养学生思维能力，并且能够与每一个学科领域、与日常生活相结合。
3
动机特征及其启示
内部动机的培养有利于学生创造力的发展
动机的来源可以分为内部动机和外部动机两个层面。
内部动机主要包括了好奇心和兴趣，外部动机主要是关注外在的奖励、认同和指导。从动机来源来讲，我们需要培养的是内部动机而不是外部动机。
经过我们多年的研究，得出了一个结论，内部动机有利于学生创造力的发展，外部动机不能促进学生创造力的发展，外部动机需要把它转化为内部动机才能起到一定的积极效果。但是总体上来讲，我们要培养学生的内部动机。
不仅是培养创新人才要培养内在动机，我们平时的学习也需要培养学生的内在动机。考试成绩的好坏取决于学生想不想学、会不会学和会不会想，其中想不想学就是内部动机问题。
本轮的课程改革也特别重视激发学生的动机。新课程方案的目标在“有本领”中提到了“乐学善学，勤于思考，保持好奇心与求职欲，形成良好的学习习惯”，这就是学习动机问题。
同时，在教学改革中，提到要“加强知识学习与学生经验、现实生活、社会实践的联系，注重真实情境的创设”，注重真实情境创设的其中一个原因就是能够激发学生动机。
从各个学科的课程标准来看，语文学科强调“有好奇心和求知欲”，强调“建设开放性的学习空间，激发学生探究问题、解决问题的兴趣和热情”；
数学学科提到“在真实情境中提出能引发学生思考的数学问题，问题提出应引发学生认知冲突、激发学生学习动机，促进学生积极探究”，还谈到“利用信息技术对文本、图像、声音、动画等进行综合处理，丰富教学场景，激发学生学习数学的兴趣和探究新知的欲望”。
在我们科学里边，提到“创设教学情境，提出有价值的问题，引发认知冲突，激发探究动机，激发学生自主参与、动手动脑、经历探究的过程”。
可以看出，从这些课程标准的写作来讲，不仅强调了要重视激发学生的内在动机，还特别强调兴趣与好奇心，同时也给出了激发动机的一个方法，就是创设情境，产生认知冲突与问题，以及要有信息技术的支撑等等。
内在动机包括了好奇心与兴趣。
好奇心是人的一种本能，是人类进行探索性和创造性活动时需要具备的重要心理特征，是对探索新事物、挑战不确定性事件的一个强烈渴望，任何一个要做到从零到一突破的专家，必须要有强烈的好奇心。
好奇心实际上是与生俱来的，我们强调的是通过学校的教育教学活动不断激发学生的好奇心，不断地让学生去探索新的事物。我们现在做研究工作的一些人不是依靠内在动机，而是依靠外在的功利性，这也是我们国家取得较少重大研究与突破的原因之一。因此，要培养创新人才就必须让学生保持好奇心。
第二，要培养学生的兴趣。兴趣实际上分成两个层次，一个是感性，一个是理性。感性兴趣又包括两个层级，一个是直觉兴趣，一个是操作兴趣。直觉兴趣指的是他看到什么觉得好玩，这是最低层次的兴趣。第二个层级指的是想动一动、想操作，即操作兴趣。
在教学中，我们要让学生保持直觉兴趣，同时发展操作兴趣。在感性兴趣的基础上进一步的让学生有理性的兴趣，也就是因果兴趣和理论兴趣。在义务教育阶段要达到理性的兴趣有一定的难度，但是在义务教育阶段达到因果兴趣是没有问题的。
在学生的兴趣发展阶段，学生的兴趣实际上是有下降趋势的，特别是直觉兴趣和操作兴趣。孩子在上学之前这两个兴趣是比较高的，但是在上学之后就呈现下降趋势，因此我们要引起足够的重视。
激发内在动机与转化外在动机的基本策略
如何激发学生的内在动机？在思维型教学理论中，有一个基本的原理是动机激发。就是在一定的情境下，利用诱因使已形成的需要由潜在状态变为活动状态，形成对目标活动的积极性。思维型教学理论强调在教学过程中通过创设良好的教学情境、设置适当的问题激发学生内在的学习动机。
外在的动机怎样转化为内在的动机？针对这个问题，我提出了一个动机的整合模型。从抽象性的维度来讲，我们需要从情境动机到领域动机再到一般动机；从自主性的维度来讲，我们需要从外在动机让学生过渡到内在动机。
因此，教学中的每一节课所创设的情境都要重视，从每一个活动的设计出发，让学生在情境中产生内在的动机。
▲动机的整合模型
从内在动机的激发的机制来讲，因为内在动机产生于需要，情境影响着动机，品质又决定了动机，基于此，我们提出了三个激发动机的策略：
激发学习需要，
创设良好情境，
形成记忆的品质。
▲内在动机的激发机制
在教学过程中，激发动机要作为一个目标，要贯穿教学的全过程，同时想办法把外在动机转化成内在动机。当然一开始外在的动机不是绝对不要，但是我们要想办法强化内在的动机，让外在的动机转化为内在的动机。
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人格特征及其启示
经过整合和研究，我们发现创新后备人才的人格特征包括以下八个方面：
勤奋努力、冒险精神、意志坚强、独立自信，这四个方面倾向于非智力因素；
思维开放、想象丰富、质疑品格、容忍模糊则侧重于智力因素。
在教学过程中怎么样来培养学生的人格特征？主要有以下几点：
保证学生积极的情绪，营造一个宽松、民主、平等、和谐的师生关系；
鼓励独立思考、大胆质疑、敢于异想天开,挑战权威；
突破常规的氛围，促进发展的有效评价，创造积极向上的文化，使学生树立自信和自尊,形成自主、独立的人格特点,产生克服困难的意志等等。
从创设情境的角度来讲，有课堂情境、班级情境、学校情境和社会情境。我们保证不了社会情境，但是我们可以创设有利于学生发展的课堂、班级和学校情境。
这里可以分成两个维度，首先从物质和认知的视角来看，良好的学习情境可以提供学生学习的物质条件、思维材料，支撑学生感知事物、发现问题，支撑学生主动探究、合作交流、应用迁移与实践创新。
▲创设情境与人格特征培养
从这个层面来说，我们要思考学校有没有提供给学生自由活动与探索的空间，有没有开展教育的相关设施、相关的一些活动等等。除了保证物质层面的支撑，在精神层面和政策层面也需要提供支持。
第二个维度是文化和非认知，这里我们要思考学校是一种什么样的文化氛围，是不是有一个民主、自由、宽容、合作的文化氛围？如果说学生不能独立思考，必须按标准答案去作答，这种文化可能不利于学生的发展。我们的思想意识、舆论导向、心理素质、人际关系等方面，都要有利于学生发展，使学生敢于冒险、有好奇心、勇于挑战。
作者 | 胡卫平
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