创新能力培养的学理机制与4C教学模式建构
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关键词：创新能力培养；4C 教学模式；大概念；聚类思想；归纳思维；深度学习
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-5195（2021）04-0020-13 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.04.003
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国内亦有诸多学者针对创新能力的概念和内涵 开展了研究，主要涵盖创造性的过程、创造性的产 品、创造性的个人、创造性的环境、创造性的思维 品质等 5 个方面。相比国外，国内有关创新能力的 研究主要围绕上述 5 个方面中的某个或某几个侧面 展开。例如，何克抗教授团队将“创造性过程” “创造性产品”和“创造性个性特征”结合起来， 将中小学生的创新能力定义为：在学习学科知识、 解决学习和社会生活实践的问题过程中，力图以新 颖和独特的方式明确要解决的问题空间、获取信 息、分析加工和转换信息、储存信息、应用和监控 调节信息，从而达到产生或可能产生出某种具有社 会和个人价值的成果，并加以传递、展示、评价和 反思提升这些信息的智能品质（李文光等，2002）。 又如，胡卫平将“创造性品质”与“创造性过 程”“创造性产品”相结合提出了青少年科学创造 力的结构模型。其中，创造性的过程包括“想象” 和“思维”两个因子，创造性的品质包含“流畅 性”“灵活性”和“独创性”三个因子，创造性的 产品包含“技术产品”“科学知识”“科学现象” 和“科学问题”四个因子（胡卫平，2003）。
面对信息时代和知识社会的挑战，世界各国纷 纷把科技创新和创新人才培养提升到国家战略层 面。例如，日本陆续出台了 5 期《科学技术基本计 划》；美国先后发布了《科学与国家利益》和《技 术与国家利益》两份报告；德国联邦政府和各州批 准了“顶尖科研资助项目”以及《研究和创新协
定》（林崇德，2018）。这些发达国家都力求通过实施 创新发展战略来提升国家综合实力。作为发展中国 家，我国也在顶层设计层面做了很多部署。例如， 中共中央、国务院于 2016 年 5 月印发《国家创新驱 动发展战略纲要》，提出要让创新成为引领发展的 第一动力，要推动教育创新，改革人才培养模式， 把科学精神、创新思维、创造能力和社会责任感的 培养贯穿教育全过程；2017 年国务院印发的《国家 教育事业发展“十三五”规划》再次明确指出，培 养学生创新创业精神与能力，要从中小学做起，注 重激发学生学习兴趣、科学兴趣和创新意识，加强 科学方法的训练，逐步培养学生逻辑思维与辩证思 维的能力；2019 年中共中央、国务院印发《中国教 育现代化 2035》，强调要创新人才培养方式，推行 启发式、探究式、参与式、合作式等教学方式以及 走班制、选课制等教学组织模式，培养学生创新精 神与实践能力；2020 年中共中央发布的《中共中央 关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和 二〇三五年远景目标的建议》，提出要激发人才创 新活力，加强创新型、应用型、技能型人才培养。
钟柏昌,刘晓凡
理论 创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构 经纬 现代远程教育研究,2021,33(4)
特征的描述逐步趋同，即强调新颖性、独特性与价 值性（周志凤等，2000）。概言之，对于创新行为表达 输出的描述，既可以侧重表达输出的结果，即创新 性产品（Rhodes，1961）；也可以侧重表达输出所具 备的特点，即流畅性、灵活性和独创性等特征品质 （Torrance，1990）；还可以侧重表达输出的过程，即 通过怎样的途径生成创新性产品（Amabile，1983）。
通过分析以上学者对创新能力的内涵描述，我 们还发现“创新”与“创造”的混用现象。因此， 在正式界定创新能力前，有必要对这两组概念予以 说明。创造与创新分别指向创造或创新的行为与过 程，而创造力和创新能力指向的是人具备创造或创 新的内在素养。《现代汉语词典》对“创造”的解 释是“想出新方法、建立新理论、做出新的成绩或 者东西”（中国社会科学院语言研究所词典编辑室， 2017）；对“创新”的定义是“作为动词是抛开旧 的，创造新的；作为名词是创造性或者新意”（中 国社会科学院语言研究所词典编辑室，2017）。创造和创 新作为人的主体行为，从词性层面来看，两者的区 别在于，前者要求“首创前所未有之物”，而后者 侧重于革新。有研究者认为，创造主要涉及个体内 部的认知过程，而创新主要代表个体在工作场所的 社会化过程（Rank et al.，2004）。还有研究者认为， 创造和创新有许多重叠和相似之处，不需要进行明 确区分（林崇德，2009；Anderson et al.，2014）。本研究 采用后一种观点，即认同创造和创新在词意上存在 一定的区分，但“同”远大于“异”，故可视作一 组同义词。创造力和创新能力的区分亦是如此。然 而，因涉及不同学者观点的引用，为行文方便，本 文不得不根据语境的变化，混合使用这些术语，而 在笔者个人观点的描述上则主要采用“创新”“创 新性”“创新能力”等术语。
尽管目前对创新能力的定义众说纷纭，但越来 越多的学者主张从“结果”和“过程”的双重导向 来看待创新能力的表现形式，即强调创新能力不仅 仅表现为产生了新颖且有价值的结果，也表现为个 体投入到那些以产生创新性成果为目的的活动 （Drazin et al.，1999）。此外，研究者们对创新性产品
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基于此，本文较认可的观点是将创新能力定义 为：个体在学习科学知识、解决科学问题和科学创 造活动中，根据一定目的，运用一切已知信息，产 生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的产品的 智力品质或能力（俞国良，1999）。显然，这一定义 将创造性的环境、创造性的过程、创造性的产品和 创造性的个人四方面有机地结合起来，并强调创新 能力是一种智力品质，即具有流畅性、灵活性和独 创性。这里的产品是指以某种形式存在的思维成 果，它既可以是一种新概念、新理论，也可以是一 项新技术、新产品、新服务。依此观点，创新或创
钟柏昌,刘晓凡
理论 创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构 经纬 现代远程教育研究,2021,33(4)
创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构
□钟柏昌 刘晓凡
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摘要：学生创新能力的培养于国家发展、社会繁荣和个体成长均具有重要意义。然而，当前功利化的教育环 境并不利于学生创新能力的培养，集中体现为“窄口径”与“高要求”之间的矛盾突出。学生创新能力的培养应 以大概念、聚类思想、深度学习和归纳思维等为理论基础，其学理机制体现在：大概念是居于课程核心位置的抽 象概念，是支撑创新能力的基石；聚类思想强调解决某一类问题的过程和方法，为大概念提取奠定扎实基础，旨 在实现学习的迁移应用；深度学习是形成专家知识结构的关键，有助于创新能力的提升；归纳思维是引导学生从 聚类学习走向深度学习的关键，旨在促使学生在思维训练中完成概念提取与内化。在该学理机制的指导下，面向 创新能力培养的教学模式应以大概念为基石，由“聚类教学（C1）→概念提取（C2）→关联内化（C3）→迁移 创新（C4）”四个层层递进的环节推进，最终指向创新能力培养，即所谓 4C 教学模式（或金字塔模型）。该模式 有助于学生在“情境化→去情境化→情境化”的学习阶梯中不断提升自身的创新能力，在其实施过程中应该特别 注意课程内容重组、教学过程重构以及教学评估革新等方面的复杂性带给教师的挑战。
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钟柏昌,刘晓凡
创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构 理论 现代远程教育研究,2021,33(4) 经纬
然而，在当前以应试教育为主流的环境中，泛 功利化的思想使课堂变成了“容器式”教学，不利 于学生创新能力的培养（李森等，2008）。随着教学 改革的开展，课堂教学出现了不少新的组织形式， 但绝大多数的课堂并没有发生深层次的实质变化。 如何培养适应时代发展的创新型人才，支撑创新时 代的变革，是教育界面对的重大挑战，需要开展持 续的探索。对此，有学者提出要从改革教学模式入 手，形成有利于学生创新精神和创新能力养成的教 学模式（刘学忠，2008）。在此背景下，本文尝试在 聚类教学、大概念、深度学习等教育理念指导下， 构建面向中小学生创新能力培养的教学模式，以促 进创新人才的培养。
二、创新能力的内涵辨析及其培养模式
1.创新能力的内涵 由于理论依据、判断标准、研究方法和重点的差 异，国外学者采用不同方式来界定创新能力的概念内 涵。早在 20 世纪 50 年代，吉尔福特（Guilford）在 《美国心理学家》杂志发表《创造力》一文，从此 开创了学界长达 70 年关于创造力的研究。吉尔福特 认为创造性思维的主要表现就是发散性思维，并将 创造性思维划分为三大范畴：流畅性（Fluency）， 即想法的多样性，方法灵活，反应迅速；变通性 （Flexibility），即思维活跃，触类旁通，不受定势影 响 ； 原 创 性 （Originality）， 即 创 造 出 不 寻 常 、 全 新、独特构想的能力（Guilford，1950）。可以说，吉 尔福特的这篇论文奠定了学界关于创造力研究的基 础。随后，托兰斯（Torrance）在吉尔福特的发散性 思维理论基础上，增加了敏感性（Sensitivity）的特 征。他认为，创造力是一种过程，首先需要察觉问 题、缺陷、不和谐因素等，进而找出症结，在寻求 解决方案的过程中，作出假设或推测，并通过试验 验证或修正假设，最终公布结果（Torrance，1990）。 此后，流畅性、变通性、原创性、敏感性这四大特 征成为创造力界定和测量的基本依据。此外，由于 创造过程的观察和个人特征的评价极具复杂性，相 比之下，产品导向的评价方式更具直接性（Amabile， 1982）。因此，阿玛贝尔（Amabile）认为创造力是对 一项开放性任务作出新颖而恰当的反应，进而形成 产品或解决方案的能力（Amabile，2011）。 我国的创新教育是在创造教育的基础上提出 的。陶行知先生是创造教育的倡导者，他认为创造
是教育之本，是一个民族生生不息的活力，是一个 民族文化中的精髓（熊贤君，1999）。20 世纪 90 年代 以前，研究者大多研究“创造”，而极少涉及“创 新”。1998 年 5 月，时任国家主席江泽民在北京大 学百年校庆上提出关于“一个国家的发展关键在于 创新”的著名讲话，由此“创新”问题受到广泛重 视，“创新”研究迅速形成一股潮流。随后，1999 年 6 月召开的第三次全国教育工作会议正式提出 “创新教育”一词，此次会议通过并颁布的《中共 中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育 的决定》强调培养学生创新精神和实践能力。进入 新世纪以来，能否培养出大批具有知识创新和技术 创新精神的人才被视为提升国家综合国力、实现科 技创新的关键要点（王磊，1999）。整体而言，我国 对创新能力的关注也是随着科学技术进步对经济和 社会发展的巨大推动而不断发展的。
基金项目：2021 年度华南师范大学哲学社会科学重大培育项目“促进学生创新能力培养的跨学科教育模式 研究”（ZDPY2104）。
作者简介：钟柏昌，博士，教授，博士生导师，华南师范大学教育信息技术学院（广东广州 510631）；刘 晓凡，硕士研究生，华南师范大学教育信息技术学院（广东广州 510631）。
一、创新能力培养的时代价值
“创新能力”作为 21 世纪人才所应具备的关键 特征，受到世界各国高度关注。美国“21 世纪技能 联盟”提出指向 21 世纪不可或缺的三套技能包括学 习与创新技能、数字素养技能和职业与生活技能 （贺巍等，2011）。《中国学生发展核心素养总体框 架》中将实践创新纳为 6 项核心素养之一，旨在培 养学生在日常活动、问题解决、适应挑战等方面的 实践能力和创新意识（林崇德，2016）。此外，联合国 教科文组织（UNESCO）发布的《全民教育全球监 测报告》、欧盟的“八大核心素养”、澳大利亚的 《墨尔本宣言》以及日本的“21 世纪型能力”，无一 不重视学习者的创新能力培养（胡小勇等，2018）。
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-5195（2021）04-0020-13 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.04.003
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国内亦有诸多学者针对创新能力的概念和内涵 开展了研究，主要涵盖创造性的过程、创造性的产 品、创造性的个人、创造性的环境、创造性的思维 品质等 5 个方面。相比国外，国内有关创新能力的 研究主要围绕上述 5 个方面中的某个或某几个侧面 展开。例如，何克抗教授团队将“创造性过程” “创造性产品”和“创造性个性特征”结合起来， 将中小学生的创新能力定义为：在学习学科知识、 解决学习和社会生活实践的问题过程中，力图以新 颖和独特的方式明确要解决的问题空间、获取信 息、分析加工和转换信息、储存信息、应用和监控 调节信息，从而达到产生或可能产生出某种具有社 会和个人价值的成果，并加以传递、展示、评价和 反思提升这些信息的智能品质（李文光等，2002）。 又如，胡卫平将“创造性品质”与“创造性过 程”“创造性产品”相结合提出了青少年科学创造 力的结构模型。其中，创造性的过程包括“想象” 和“思维”两个因子，创造性的品质包含“流畅 性”“灵活性”和“独创性”三个因子，创造性的 产品包含“技术产品”“科学知识”“科学现象” 和“科学问题”四个因子（胡卫平，2003）。
面对信息时代和知识社会的挑战，世界各国纷 纷把科技创新和创新人才培养提升到国家战略层 面。例如，日本陆续出台了 5 期《科学技术基本计 划》；美国先后发布了《科学与国家利益》和《技 术与国家利益》两份报告；德国联邦政府和各州批 准了“顶尖科研资助项目”以及《研究和创新协
定》（林崇德，2018）。这些发达国家都力求通过实施 创新发展战略来提升国家综合实力。作为发展中国 家，我国也在顶层设计层面做了很多部署。例如， 中共中央、国务院于 2016 年 5 月印发《国家创新驱 动发展战略纲要》，提出要让创新成为引领发展的 第一动力，要推动教育创新，改革人才培养模式， 把科学精神、创新思维、创造能力和社会责任感的 培养贯穿教育全过程；2017 年国务院印发的《国家 教育事业发展“十三五”规划》再次明确指出，培 养学生创新创业精神与能力，要从中小学做起，注 重激发学生学习兴趣、科学兴趣和创新意识，加强 科学方法的训练，逐步培养学生逻辑思维与辩证思 维的能力；2019 年中共中央、国务院印发《中国教 育现代化 2035》，强调要创新人才培养方式，推行 启发式、探究式、参与式、合作式等教学方式以及 走班制、选课制等教学组织模式，培养学生创新精 神与实践能力；2020 年中共中央发布的《中共中央 关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和 二〇三五年远景目标的建议》，提出要激发人才创 新活力，加强创新型、应用型、技能型人才培养。
钟柏昌,刘晓凡
理论 创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构 经纬 现代远程教育研究,2021,33(4)
特征的描述逐步趋同，即强调新颖性、独特性与价 值性（周志凤等，2000）。概言之，对于创新行为表达 输出的描述，既可以侧重表达输出的结果，即创新 性产品（Rhodes，1961）；也可以侧重表达输出所具 备的特点，即流畅性、灵活性和独创性等特征品质 （Torrance，1990）；还可以侧重表达输出的过程，即 通过怎样的途径生成创新性产品（Amabile，1983）。
通过分析以上学者对创新能力的内涵描述，我 们还发现“创新”与“创造”的混用现象。因此， 在正式界定创新能力前，有必要对这两组概念予以 说明。创造与创新分别指向创造或创新的行为与过 程，而创造力和创新能力指向的是人具备创造或创 新的内在素养。《现代汉语词典》对“创造”的解 释是“想出新方法、建立新理论、做出新的成绩或 者东西”（中国社会科学院语言研究所词典编辑室， 2017）；对“创新”的定义是“作为动词是抛开旧 的，创造新的；作为名词是创造性或者新意”（中 国社会科学院语言研究所词典编辑室，2017）。创造和创 新作为人的主体行为，从词性层面来看，两者的区 别在于，前者要求“首创前所未有之物”，而后者 侧重于革新。有研究者认为，创造主要涉及个体内 部的认知过程，而创新主要代表个体在工作场所的 社会化过程（Rank et al.，2004）。还有研究者认为， 创造和创新有许多重叠和相似之处，不需要进行明 确区分（林崇德，2009；Anderson et al.，2014）。本研究 采用后一种观点，即认同创造和创新在词意上存在 一定的区分，但“同”远大于“异”，故可视作一 组同义词。创造力和创新能力的区分亦是如此。然 而，因涉及不同学者观点的引用，为行文方便，本 文不得不根据语境的变化，混合使用这些术语，而 在笔者个人观点的描述上则主要采用“创新”“创 新性”“创新能力”等术语。
尽管目前对创新能力的定义众说纷纭，但越来 越多的学者主张从“结果”和“过程”的双重导向 来看待创新能力的表现形式，即强调创新能力不仅 仅表现为产生了新颖且有价值的结果，也表现为个 体投入到那些以产生创新性成果为目的的活动 （Drazin et al.，1999）。此外，研究者们对创新性产品
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基于此，本文较认可的观点是将创新能力定义 为：个体在学习科学知识、解决科学问题和科学创 造活动中，根据一定目的，运用一切已知信息，产 生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的产品的 智力品质或能力（俞国良，1999）。显然，这一定义 将创造性的环境、创造性的过程、创造性的产品和 创造性的个人四方面有机地结合起来，并强调创新 能力是一种智力品质，即具有流畅性、灵活性和独 创性。这里的产品是指以某种形式存在的思维成 果，它既可以是一种新概念、新理论，也可以是一 项新技术、新产品、新服务。依此观点，创新或创
钟柏昌,刘晓凡
理论 创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构 经纬 现代远程教育研究,2021,33(4)
创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构
□钟柏昌 刘晓凡
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摘要：学生创新能力的培养于国家发展、社会繁荣和个体成长均具有重要意义。然而，当前功利化的教育环 境并不利于学生创新能力的培养，集中体现为“窄口径”与“高要求”之间的矛盾突出。学生创新能力的培养应 以大概念、聚类思想、深度学习和归纳思维等为理论基础，其学理机制体现在：大概念是居于课程核心位置的抽 象概念，是支撑创新能力的基石；聚类思想强调解决某一类问题的过程和方法，为大概念提取奠定扎实基础，旨 在实现学习的迁移应用；深度学习是形成专家知识结构的关键，有助于创新能力的提升；归纳思维是引导学生从 聚类学习走向深度学习的关键，旨在促使学生在思维训练中完成概念提取与内化。在该学理机制的指导下，面向 创新能力培养的教学模式应以大概念为基石，由“聚类教学（C1）→概念提取（C2）→关联内化（C3）→迁移 创新（C4）”四个层层递进的环节推进，最终指向创新能力培养，即所谓 4C 教学模式（或金字塔模型）。该模式 有助于学生在“情境化→去情境化→情境化”的学习阶梯中不断提升自身的创新能力，在其实施过程中应该特别 注意课程内容重组、教学过程重构以及教学评估革新等方面的复杂性带给教师的挑战。
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钟柏昌,刘晓凡
创新能力培养的学理机制与 4C 教学模式建构 理论 现代远程教育研究,2021,33(4) 经纬
然而，在当前以应试教育为主流的环境中，泛 功利化的思想使课堂变成了“容器式”教学，不利 于学生创新能力的培养（李森等，2008）。随着教学 改革的开展，课堂教学出现了不少新的组织形式， 但绝大多数的课堂并没有发生深层次的实质变化。 如何培养适应时代发展的创新型人才，支撑创新时 代的变革，是教育界面对的重大挑战，需要开展持 续的探索。对此，有学者提出要从改革教学模式入 手，形成有利于学生创新精神和创新能力养成的教 学模式（刘学忠，2008）。在此背景下，本文尝试在 聚类教学、大概念、深度学习等教育理念指导下， 构建面向中小学生创新能力培养的教学模式，以促 进创新人才的培养。
二、创新能力的内涵辨析及其培养模式
1.创新能力的内涵 由于理论依据、判断标准、研究方法和重点的差 异，国外学者采用不同方式来界定创新能力的概念内 涵。早在 20 世纪 50 年代，吉尔福特（Guilford）在 《美国心理学家》杂志发表《创造力》一文，从此 开创了学界长达 70 年关于创造力的研究。吉尔福特 认为创造性思维的主要表现就是发散性思维，并将 创造性思维划分为三大范畴：流畅性（Fluency）， 即想法的多样性，方法灵活，反应迅速；变通性 （Flexibility），即思维活跃，触类旁通，不受定势影 响 ； 原 创 性 （Originality）， 即 创 造 出 不 寻 常 、 全 新、独特构想的能力（Guilford，1950）。可以说，吉 尔福特的这篇论文奠定了学界关于创造力研究的基 础。随后，托兰斯（Torrance）在吉尔福特的发散性 思维理论基础上，增加了敏感性（Sensitivity）的特 征。他认为，创造力是一种过程，首先需要察觉问 题、缺陷、不和谐因素等，进而找出症结，在寻求 解决方案的过程中，作出假设或推测，并通过试验 验证或修正假设，最终公布结果（Torrance，1990）。 此后，流畅性、变通性、原创性、敏感性这四大特 征成为创造力界定和测量的基本依据。此外，由于 创造过程的观察和个人特征的评价极具复杂性，相 比之下，产品导向的评价方式更具直接性（Amabile， 1982）。因此，阿玛贝尔（Amabile）认为创造力是对 一项开放性任务作出新颖而恰当的反应，进而形成 产品或解决方案的能力（Amabile，2011）。 我国的创新教育是在创造教育的基础上提出 的。陶行知先生是创造教育的倡导者，他认为创造
是教育之本，是一个民族生生不息的活力，是一个 民族文化中的精髓（熊贤君，1999）。20 世纪 90 年代 以前，研究者大多研究“创造”，而极少涉及“创 新”。1998 年 5 月，时任国家主席江泽民在北京大 学百年校庆上提出关于“一个国家的发展关键在于 创新”的著名讲话，由此“创新”问题受到广泛重 视，“创新”研究迅速形成一股潮流。随后，1999 年 6 月召开的第三次全国教育工作会议正式提出 “创新教育”一词，此次会议通过并颁布的《中共 中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育 的决定》强调培养学生创新精神和实践能力。进入 新世纪以来，能否培养出大批具有知识创新和技术 创新精神的人才被视为提升国家综合国力、实现科 技创新的关键要点（王磊，1999）。整体而言，我国 对创新能力的关注也是随着科学技术进步对经济和 社会发展的巨大推动而不断发展的。
基金项目：2021 年度华南师范大学哲学社会科学重大培育项目“促进学生创新能力培养的跨学科教育模式 研究”（ZDPY2104）。
作者简介：钟柏昌，博士，教授，博士生导师，华南师范大学教育信息技术学院（广东广州 510631）；刘 晓凡，硕士研究生，华南师范大学教育信息技术学院（广东广州 510631）。
一、创新能力培养的时代价值
“创新能力”作为 21 世纪人才所应具备的关键 特征，受到世界各国高度关注。美国“21 世纪技能 联盟”提出指向 21 世纪不可或缺的三套技能包括学 习与创新技能、数字素养技能和职业与生活技能 （贺巍等，2011）。《中国学生发展核心素养总体框 架》中将实践创新纳为 6 项核心素养之一，旨在培 养学生在日常活动、问题解决、适应挑战等方面的 实践能力和创新意识（林崇德，2016）。此外，联合国 教科文组织（UNESCO）发布的《全民教育全球监 测报告》、欧盟的“八大核心素养”、澳大利亚的 《墨尔本宣言》以及日本的“21 世纪型能力”，无一 不重视学习者的创新能力培养（胡小勇等，2018）。