浅议脑科学与创造性思维的培养

创造性思维——顾名思义就是摆脱原有的思维习惯，产生新思想。它需要综合使用多种思维方式：发散性思维、聚合式思维，直觉思维、形象思维、抽象思维、逻辑思维、辩证思维……大脑在经过一系列分析、归纳、类比、推断之后终于产生了新的认知，就像“淘尽黄沙始得金”一样珍贵耀眼。

创造性思维是人脑的重要功能，需要大脑左右半球的共同参与，美国加利福尼亚大学生物系的斯佩里教授通过对裂脑人和动物的大量实验指出：大脑左右半球具有分工。左半球主要负责逻辑、理解、记忆、时间、语言、排列、分类、书写等，思维方式具有连续性、严密性和机械性。右半球主要负责空间记忆、直觉、情感、身体协调、美术、音乐节奏、想象、灵感、顿悟等，思维方式具有无序性、跳跃性、直觉性。

创造性思维是逻辑思维与直觉思维交织碰撞的产物，该过程中大脑左右半球充分交换信息、协调活动。

纵观科学史，许多著名科学家热爱艺术和文学，例如爱因斯坦是出色的小提琴演奏家、普朗克是优秀的钢琴师，达•芬奇更是通晓绘画、建筑、数学、物理、生物等多领域的全能型代表。

教学实践中要培养学生的创造性思维，必须合理设置课程种类和时段，交替进行德智体美劳学习以及综合实践活动，促进大脑左右半球的平衡发展，以及左右半球之间的信息交换。

类比是创造性思维常用的一种思维方式，兼有逻辑推理和联想的过程，鲁班看到有锋利细齿的茅草而发明了锯子，阿基米德在洗澡时看到水溢出澡盆而悟出鉴定王冠的方法。我们平时玩的填字游戏或填图游戏也需要通过类比找到答案，比如abc→abd，那么ijk→？大多数人会回答ijl，即最后一个字母往后推一位。该类比的过程包括对新知识的同化和对旧知识的再认。

类比任务可以设计得更为复杂，脑科学的研究发现，当类比任务难度较大时，大脑的双侧额叶皮层被显著地激活。

额叶皮层与创造性思维关系最密切，这里是大脑皮层最高级的部位，与思维决策、共情作用、道德、协调沟通、自我控制等脑功能密切相关，并与其他皮层及皮层下区域具有广泛的联系。脑电实验和功能性磁共振实验发现，额叶皮层的激活有利于创造性思维的产生，但是高强度激活状态下反而不利于创造性思维的产生。

现实生活中，苦思冥想往往适得其反，而在心无杂念、平静笃定的状态下更容易豁然开悟、创意频出。这从另一个方面说明，创造性思维需要多个脑区的共同工作，而不是单个脑区的超负荷运转。

教学过程中，如果教师独断专行，或对学生提出过高的要求，学生就会产生害怕心理，神经处于高度紧张状态，难以进行创造性思维；如果教师善于创设宽松自由的学习氛围，给学生足够的心理安全和心理自由，就可以释放其潜能，促进创造性思维的发挥。

就认知层面而言，创造性思维通常面对特定任务或特定问题，思考者通过整合工作记忆中的相关经验知识，不断地加以分析、比较、推理从而对当前的认知加以更新。

创造力强的人士通常具备更强的选择性注意能力和延迟思维中断的能力。前者表现在他们更关注事物的内在属性而非表面特征，后者表现在他们并不满足于给约定俗成的解决方案，而是会继续思考其他可能的解决方案，不断加以优化来提高解决方案的有效性。

根据这一理论，培养学生的创造性思维主要通过3个途径：

（1）加强获得信息的能力，以及对已有信息保持明智的、富有洞察力的知觉，能从记忆中筛选和调取有用信息。

（2）在思考问题的过程中，能够有针对性地、高度灵活地运用信息之间的联系。

（3）保留并完善新异的想法，哪怕粗看起来有点异想天开或者不合常识，也许就蕴藏着闪亮的灵感。

目前脑科学对创造性思维的原理还在探索之中，心理学和教育学多采用量表对创造性思维的能力加以评估。

例如威廉斯创造性倾向测试量表从冒险性、好奇心、想象力和挑战性这四个维度评价个体的创造性思维能力。由经济合作与发展组织（OECD）开发的国际学生评估项目（PISA）2021创造性思维测评从文字表达、视觉表达、社会知识创造和问题解决、科学知识创造和问题解决4个内容维度考查学生在生成多样化的想法、生成创造性的想法、评估和改进想法3个能力维度上的表现。

教育工作者可以参照这些工具，结合学科特点设计教学方案，加强对学生创造性思维的培养。

人脑具有高度可塑性，而儿童青少年时期是可塑性最强的时期。如果在儿童青少年时期采取填鸭式教育，疏于对创造性思维、批判性思维等科学思维能力进行培养和开发，他们的科学思维能力和创新能力就会受到很大的制约。

每个人的特长是不同的，意味着脑发育的状况也不完全一致。脑科学家需要收集更多的中小学生脑发育的数据并分析规律，深入了解脑的功能结构与思维能力之间的相关性，以便循序渐进、把握关键期、因材施教。

创造性思维不仅在科学研究中发挥重要作用，在日常生活中也无处不在。语言交流、日程规划、任务执行等都需要以求真务实的心态不断精进，每一天才不会是过去一天的翻版。愿这项功能伴随我们终生，在时间的洗濯下日新月异，开创未来。

作者 王欣 华中师范大学副教授

中国神经科学学会科普与继续教育委员会委员

[1] Geake, J.G. and Hansen, P. Neural correlates of intelligence as revealed by fMRI of fluid analogies. NeuroImage, 2005, 26(2): 555-564

[2]严丹,任山章.PISA2021创造性思维能力模型在生物学教学评价中的应用[J].生物学教学,2022(1): 19-21.

[3] OECD. PISA2021 Creative Thinking Framework: Third Draft[R]. Paris: OECD Publishing, 2019.