在中學(xué)生生物創(chuàng)新實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

[摘要]中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是實施素質(zhì)教育的重點，本文闡述了中學(xué)生創(chuàng)新能力的內(nèi)涵，并結(jié)合湖北省青少年創(chuàng)新大賽以及生物競賽中創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐情況，提出中學(xué)生生物創(chuàng)新能力培養(yǎng)的五大策略：打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，創(chuàng)設(shè)和諧民主的教學(xué)氛圍；鼓勵突破常規(guī)大膽質(zhì)疑，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維；加強科學(xué)探究，培養(yǎng)動手能力；提倡課外科技活動，創(chuàng)建科技創(chuàng)新平臺；改進高師人才培養(yǎng)，加強師范生創(chuàng)新教育。

[關(guān)鍵詞]中學(xué)生 生物 創(chuàng)新能力 創(chuàng)新大賽 生物競賽

創(chuàng)新是人類永恒的追求，而教育是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。“以德育為核心，以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力為重點的素質(zhì)教育”是我國當今教育改革與發(fā)展的主潮，而現(xiàn)代社會知識與經(jīng)濟的迅速發(fā)展對素質(zhì)教育所提出的最大要求就是努力培養(yǎng)出具有創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力的新型人才。因此，一系列有關(guān)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐活動正如火如荼地開展著。例如，青少年科技創(chuàng)新大賽、學(xué)科競賽、實驗及研究性學(xué)習等等，這些都是創(chuàng)新能力培養(yǎng)和實施的具體體現(xiàn)。近年來，湖北省在上述的比賽中均取得了優(yōu)異的成績，本文將結(jié)合湖北省青少年創(chuàng)新大賽以及生物競賽的開展情況，提出一些有關(guān)培養(yǎng)中學(xué)生生物創(chuàng)新能力的建議和策略，希望可以為廣大的教師和教研人員提供一些參考和幫助。

一、中學(xué)生創(chuàng)新能力的內(nèi)涵

創(chuàng)新能力，是指主體從事創(chuàng)造出符合社會意義的具有獨創(chuàng)性和革新性的產(chǎn)品所具備的本領(lǐng)或技能。它是由多種要素構(gòu)成的，既包括注意力、觀察力、記憶力、思維力、操作能力以及想象能力等，也包括情緒、意志、興趣、性格等非智力因素。因此，創(chuàng)新能力并不是單純的智力品質(zhì)，更是一種重要的性格特征，是創(chuàng)新主體在創(chuàng)新活動中表現(xiàn)出來的能力整合體，是首創(chuàng)能力和革新能力的統(tǒng)一。中學(xué)生創(chuàng)新能力的內(nèi)涵主要包括以下幾個方面: (1)創(chuàng)新意識。只有樹立創(chuàng)新意識，才能引導(dǎo)中學(xué)生產(chǎn)生強烈的創(chuàng)新動機，樹立創(chuàng)新目標，充分發(fā)揮新潛力和聰明才智。(2)創(chuàng)新思維。指發(fā)明或發(fā)現(xiàn)一種新方式用以處理某種事情或某種事物的思維過程，創(chuàng)新性思維是整個創(chuàng)新活動的智能結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，是創(chuàng)新能力的核心。(3)創(chuàng)新技能。對中學(xué)生來說，創(chuàng)新技能主要包括知識創(chuàng)新能力、新的信息加工能力、動手操作能力以及創(chuàng)新成果的表達能力等。它不僅是一種智力化特征的能力，更是一種人格化特征的能力。(4)創(chuàng)新情感。創(chuàng)新過程并不僅僅是純粹的智力活動過程，還需要以創(chuàng)新情感為動力，如濃厚的興趣、遠大的理想、堅定的信念、誠摯的熱情以及強烈的創(chuàng)新激情等。只有在智力和創(chuàng)新情感雙重因素的作用下，中學(xué)生的創(chuàng)新才能才可能獲得綜合效應(yīng)的能量。中學(xué)生從事創(chuàng)新活動，需要各種能力，但絕不是單憑一種或某幾種能力就能達到創(chuàng)新預(yù)期目標。要使學(xué)生能創(chuàng)造出符合社會意義和個人價值的具有獨特性和革新性的產(chǎn)品，就必須使創(chuàng)新能力的構(gòu)成要素聯(lián)成一個整合體，發(fā)揮主體創(chuàng)新的綜合效應(yīng)。那么我們究竟應(yīng)當如何在實踐活動中加強中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)呢？下面以中學(xué)生生物創(chuàng)新實踐活動為例，具體談一下中學(xué)生生物創(chuàng)新能力培養(yǎng)的策略。

二、中學(xué)生生物創(chuàng)新實踐

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)，研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)，它不僅包含大量的科學(xué)知識，還包括科學(xué)研究的過程和方法，與我們的日常生活聯(lián)系非常的緊密。由于生物學(xué)領(lǐng)域的研究起步較其他學(xué)科晚，它為廣大的學(xué)生及科研人員提供了更為廣闊的研究及創(chuàng)新的空間；同時生物學(xué)知識豐富而有趣，蘊含著大量創(chuàng)新的素材。那么我們究竟應(yīng)當如何認真挖掘和利用這一優(yōu)勢，在中學(xué)生生物創(chuàng)新實踐中努力培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？下面我就以全國青少年科技創(chuàng)新大賽和中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽為例，具體談一下中學(xué)生生物創(chuàng)新實踐活動的開展情況。

1．全國青少年科技創(chuàng)新大賽——搭建科技創(chuàng)新平臺

“全國青少年科技創(chuàng)新大賽（CASTIC）”是一項具有20多年歷史的全國性青少年科技創(chuàng)新成果和科學(xué)探究項目的綜合性科技競賽，是面向在校中小學(xué)生開展的具有示范性和導(dǎo)向性的科技教育活動之一，是目前我國中小學(xué)各類科技活動優(yōu)秀成果集中展示的一種形式。通過帶領(lǐng)學(xué)生參與創(chuàng)新大賽，可以較全面塑造中學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識，增強中學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新技能，使他們早日成為優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才。

首先，在課堂教學(xué)中教師盡可能地創(chuàng)設(shè)寬松、和諧、民主的教學(xué)氛圍，對學(xué)生加強STS（科學(xué)、技術(shù)與社會）教育，介紹生物前沿知識，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，勇于質(zhì)疑，抓住思維中的閃光點，就自己感興趣的并具有社會價值的問題展開自主探究。從而，較好地鍛煉學(xué)生敏銳的科學(xué)眼光。

其次，讓學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館、科技館等資源，廣泛查閱相關(guān)資料，與教師和同學(xué)相互交流討論的基礎(chǔ)上選定研究題目并制定研究方案。這樣，不僅培養(yǎng)學(xué)生獨立收集資料能力，奠定終身學(xué)習的基礎(chǔ)，而且鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習能力，讓他們廣泛閱讀，深入理解文獻，使自己成為該科學(xué)問題的“小專家”；更重要的是鍛煉學(xué)生的團隊合作能力，在小組交流討論中，可以取長補短，相互促進。

接著就是實際的科學(xué)研究，著重培養(yǎng)學(xué)生的“做”的功夫。在這一過程中，積極與大學(xué)實驗室合作，鼓勵學(xué)生走進大學(xué)，學(xué)習各種儀器和設(shè)備的使用，逐步掌握實驗操作技巧，練就過硬的實驗基本功。同時，注重科學(xué)精神的培養(yǎng)，強調(diào)實驗結(jié)果的真實性、準確性和可重復(fù)性，不容許褻瀆科學(xué)的現(xiàn)象出現(xiàn)。這樣，學(xué)生的動手能力、觀察能力、思維力、想象能力等智力因素以及情緒、意志、興趣、性格等非智力因素均得到了一定的提高。

最后，學(xué)生公開匯報自己的研究結(jié)果，與老師和同學(xué)進行討論交流，最終以實物或小論文的形式展示自己的研究成果。

下面以湖北省武漢市第二中學(xué)汪垚同學(xué)的研究成果“應(yīng)用蚯蚓彗星實驗檢測環(huán)境甲醛的生態(tài)毒性”為例來具體闡述一下他的研究過程（見圖1）

2．中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽——培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能

中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽是為了培養(yǎng)和發(fā)掘生物學(xué)科后備人才的重要賽事，此項賽事旨在考察參賽者在生物實驗中的技能和解決生物學(xué)問題的能力，對吸引更多的中學(xué)生學(xué)習生物學(xué)知識，促進生物課外活動的開展，推動生物學(xué)教學(xué)改革等方面都有著積極的作用。近年來生物學(xué)奧林匹克競賽( IBO)理論試題主要是考查選手科學(xué)工作技能、理解和應(yīng)用生物學(xué)知識的能力，單純考識記的試題較少；實驗試題更是趨向于創(chuàng)造性的實驗設(shè)計題，注重考察學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。然而湖北省自92年以來每年舉辦中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽，反映良好，在每一年的國際和國內(nèi)大賽中均取得了非常優(yōu)異成績。那么湖北省是如何在中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽培訓(xùn)中加強學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)呢？

參加生物競賽最主要的是學(xué)生的綜合素質(zhì)，是學(xué)生的智力因素與非智力因素的總和。智力因素主要體現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習能力和學(xué)習方法上，從而決定其反應(yīng)能力及知識技能水平；而非智力因素也非常重要，例如心理承受能力、意志、興趣等。因此，不同的階段教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的具體情況采取不同的培訓(xùn)方法，湖北省開展中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽的培訓(xùn)的具體流程如圖2所示。

首先，中學(xué)生物競賽雖以中學(xué)教材為依據(jù)，但涉及的知識面非常的廣，競賽題量多、靈活性大，因此，指導(dǎo)學(xué)習方法，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力以及分析和解決問題的能力，是提高學(xué)生學(xué)習效果的關(guān)鍵所在。例如，在備戰(zhàn)全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽的深化提高階段，教師可以提供一些閱讀提綱，讓學(xué)生帶著問題閱讀相關(guān)資料，就他們的疑問重點講解；進行自主學(xué)習；教師也可以介紹一些學(xué)習的方法，譬如圖表展示法、聯(lián)想擴充法、對比分解法等。在鞏固應(yīng)用階段，教師應(yīng)當注意引導(dǎo)學(xué)生將生物學(xué)的理論知識與自然、生產(chǎn)、生活實際聯(lián)系起來，譬如學(xué)習完植物的形態(tài)學(xué)以及分類，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生到校園或植物園里觀察植物，這樣一些課堂上的疑難問題就迎刃而解了，學(xué)生也覺得易懂易記。

其次，近年來全國中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽已把實驗放在與理論同等重要的地位上，并且改變原有的呆板、常規(guī)的實驗，增加一些創(chuàng)造性的設(shè)計實驗，因此，培養(yǎng)學(xué)生扎實的實驗技能以及自主創(chuàng)新的能力是競賽取得好成績的一個重要因素。一方面，教師應(yīng)當加強學(xué)生實驗動手能力的培養(yǎng)，特別是一些簡單的常規(guī)操作。例如，徒手切片、花和小型無脊椎動物的解剖、制片、染色、顯微鏡的操作等，要求學(xué)生反復(fù)練習，熟練掌握。另一方面，教師應(yīng)當培養(yǎng)學(xué)生綜合性的實驗設(shè)計的能力，包括懂得實驗設(shè)計的原則（科學(xué)性、可行性、可重復(fù)性）、一般步驟（原理、目的、方法步驟、預(yù)測現(xiàn)象、結(jié)論）、常規(guī)方法（控制變量法、設(shè)計空白對照等）以及一些注意的事項。

三、中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的策略

1．打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，創(chuàng)設(shè)和諧民主的教學(xué)氛圍

要讓課堂教學(xué)成為學(xué)生充分發(fā)揮獨創(chuàng)精神的空間， 就必須為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個寬松的、可以讓思維活躍、暢所欲言的環(huán)境氛圍。因此，教師應(yīng)當轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，打破傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式，積極倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習方式，把學(xué)習的主動權(quán)交給學(xué)生， 使學(xué)生真正成為學(xué)習的主體，創(chuàng)設(shè)和諧民主的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生自學(xué)自悟、質(zhì)疑討論、主動探索。只有這樣，學(xué)生才敢于直言不諱、勇于發(fā)表意見，才能積極主動地參與教學(xué)的全過程，努力探索和思考，以創(chuàng)新的觀念去看待問題、思考問題和解決問題，從而獲取知識、應(yīng)用知識，逐步形成創(chuàng)新能力。

2．鼓勵突破常規(guī)大膽質(zhì)疑，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維

“發(fā)明千千萬，起點是一問”。質(zhì)疑與發(fā)問是創(chuàng)新的根本來源，教師作為實施創(chuàng)新教育的主體，在激發(fā)學(xué)生的好奇心、想象力、旺盛的創(chuàng)造欲望，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力方面，具有無以替代的地位和作用。教師在實施創(chuàng)新教育的過程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，分析和解決問題，鼓勵學(xué)生勇于探索，敢于提出問題，發(fā)表己見，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。只有崇尚科學(xué)精神，以創(chuàng)新為己任，才能不懼失敗，勇于探索；只有敢于大膽向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)，才可能有所發(fā)明創(chuàng)造。

3．加強科學(xué)探究，培養(yǎng)動手能力

生物是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，要豐富學(xué)生的經(jīng)驗和知識，離不開生物實驗，中學(xué)階段生物實驗對于學(xué)生掌握知識、形成能力具有特別重要的意義。特別是設(shè)計性和探究性實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的動手、觀察、實驗、思維和創(chuàng)新能力具有舉足輕重的作用。因此，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主探究，在“發(fā)現(xiàn)問題”、“提出假設(shè)”、“推理”、“驗證”、“得出結(jié)論”、“表達和交流”的過程中體會探究的快樂，培養(yǎng)科學(xué)探究的精神，提高自己的動手和創(chuàng)新能力。

4．提倡課外科技活動，創(chuàng)建科技創(chuàng)新平臺

鼓勵學(xué)生參加全國中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競賽、青少年科技創(chuàng)新大賽、研究性學(xué)習等豐富多彩的課外科技活動，使學(xué)生了解科研工作的流程及方法，鍛煉學(xué)生的動手能力，積累實踐經(jīng)驗，拓展創(chuàng)新思路，不斷增強學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神。

5．改進高師人才培養(yǎng)，加強師范生創(chuàng)新教育

教育是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃，而振興教育的希望在教師。只有高素質(zhì)的教師才可以將創(chuàng)新教育理念融入實際的課堂教學(xué)中，進而培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新能力。高等師范院校是培養(yǎng)未來從事基礎(chǔ)教育師資的搖籃，因此，從理論與實踐上積極探索培養(yǎng)師范院校學(xué)生的創(chuàng)新教育能力的途徑是培養(yǎng)優(yōu)秀生物教師，提升全民創(chuàng)新能力的有效切入點和突破口。我們應(yīng)當改革高師師范生培養(yǎng)方案，幫助師范生樹立創(chuàng)新教育的理念，活化創(chuàng)新知識結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變教法、學(xué)法和考法，培養(yǎng)創(chuàng)新和實踐的教育能力，完成由“傳遞型”向“創(chuàng)造型”的角色的轉(zhuǎn)變。

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基金項目：湖北省教育廳教學(xué)研究項目（編號：20050195）：“高師生物專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)與中學(xué)生生物創(chuàng)新實踐的研究”。

(作者單位：①②③華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院；④湖北武漢市第二中學(xué))