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创意教学的过程旨在培养具有创造力的学生，而创新思维是创造的动力源泉，可以帮助学生适应迅速变化的世界，应对未来挑战。STEM教育为培养创新思维提供了优良的场景，在充分调动全脑思维进行创造性与批判性思维训练的基础上，用新颖和有意义的方式解释经验、行动和事件，改进课堂教学，促进创新思维教育实践持续完善优化。在STEM项目实施环节中，教师可以引导学生学习运用各具特色的思维工具和技术，掌握创新思维的方法，养成创意、创新、创造的心理状态及思维习惯。
学生是如何学习创造力的？有哪些创新思维培养的技法和工具？学生以什么方式展示他的创造潜能？如何评价创新思维教育？如何培养STEM教师？新加坡和国内有哪些值得借鉴的STEM教学案例？《STEM与创新思维》一书带你直面上述问题，解密可教、可学、可实践、可评价的创新思维。
李德威教授，新加坡特许科技学院院长，新加坡联威教育集团总裁，“德威教学法”创始人。主要研究高等教育管理，课程开发，创新教育。曾参与新加坡教育部未来学校项目试点设计，实施创新教育试验室（X-Lab），设计创新课程管理、比赛、评选平台等。
创新思维是指人们有效地参与想法的产生、评价和改进，从而形成原创且有效的解决方案，促进知识提升和想象力有效表达的能力（OECD，2019）。创新思维并非由个人的先天禀赋所决定，可以通过后天训练和教学让人人都获得，学校教育教学中设置有效的学习内容、过程和互动，将为创新思维生长提供土壤。
观察身边的创新案例或富有创造力的人可以发现，创新思维往往有以下主要特征：
①联想性。利用已有的经验或他人的成果，积极寻找事物之间的关系，通过联想举一反三、触类旁通。如鲁班造锯子。
②求异性。关注事物间的客观差异性与特殊性，对日常现象和权威结论敢怀疑和批判，进而有所发现，创造性解决问题。如田忌赛马。③发散性。让思维自由开放，产生丰富多样的方案、办法或假设，进而能独出心裁地解决问题。如牛顿发现万有引力。④逆向性。有意识地从常规思维的反方向去思考问题。如司马光砸缸。⑤综合性。将事物各部分作为一个整体，把握它的本质和规律进行思考。
创新思维首先起步于发现问题。善于提问，坚持追问，敢于打破砂锅问到底是创新思维的重要特征。在不断发问中，思维在各种可能性中展开，然后逐渐聚焦问题产生的原因，直到最终确定真正原因。伴随着问题解决的过程，思维经历多次的发散和聚敛。现象出现时，人们发现问题常常在开动联想生成诸多可能后，再经过逻辑判断、选择收敛聚焦，问题方才不断地定位并进而明晰（见图4-3）。这一过程通常被称为创造性问题解决模式，即CPS模式。五问法在面对问题时通过不断地追问，从而准确地定义问题，为问题解决指明方向。
随着社会化分工越发精细，以及技术门槛不断降低，人们在问题解决过程中越来越需要从技术、人文、艺术及商业等方面综合考虑，设计师面向客户解决问题的思维过程由此就逐步被吸纳融入，并发展成为当下创造性问题解决的主流模式——设计思维。
设计思维强调解决问题要从人的需求出发，多角度地寻求创新解决方案，它既是一种以人为本的创新思维理念，也是一套解决问题的工具和方法的框架。在设计思维解决问题的过程中，各环节都有相应的关键任务、常用的创新思维方法和主要目的，在接下来创新思维的技法和工具部分我们会详细阐述。
人类的大脑是创新思维的生理基础，大脑经过亿万年进化形成左右脑的特定结构，以及后天的学习生活中人与社会、他人的互动，造就了大脑的思维特点。人类在长期的问题解决中也形成了一定的创新思维形式，包括发散和聚敛的状态。理解思维形式的原理，掌握各具特色的创新思维技法，有意识、有目的地开展思维训练，将有助于逐步培养创新思维的意识和习惯，提升创新思维的品质。
创新思维存在于整个设计思维的流程中（见下表），在培养创新思维时有一些行之有效的技巧和工具。教师应了解如何教授学生掌握这些创新思维工具，包括有什么、在哪里用、和谁用以及如何用等问题。
本文节选自《STEM与创新思维》，教育科学出版社2023年7月出版。微信编辑时文章略有修改。（丛书分册陆续出版中，敬请期待！）
来源：教育科学出版社
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