利用低成本實驗提高學生創新能力的高中生物教學策略研究

李金風

（山東省招遠市第二中學，山東 招遠）

生物學是一門理論與實驗并重的學科，高中生物實驗教學不僅能夠幫助學生掌握生物學概念，理解和鞏固生物學知識，提高學生分析和解決問題的能力，還有助于培養學生的科研素質和創新能力。但高中生物中的很多實驗因成本過高或操作復雜等原因導致學生無法參與，只能觀摩教師進行實驗操作，無法發揮實驗教學的功效。低成本實驗具有新奇有趣、價廉簡明、易取材、易制作、內涵豐富等特點，在激發學生的學習興趣、培養學生的思維和能力、探究性教學等方面有獨特功效。因此，在高中生物教學中合理運用低成本實驗，對提高學生的創新能力有重要意義。

一、利用新奇有趣的低成本實驗激發學生對實驗的興趣

興趣是最好的老師，只有讓學生對實驗產生興趣，學生才會積極動手進行實驗操作，在實驗中獲得理論知識的鞏固和創新能力的提高。高中生物教學中涉及學生實驗的實驗材料、試劑和操作步驟都是固定的，學生只需按部就班完成實驗操作即可，學生根本不需要任何思考過程，這種機械、枯燥的操作很難引起學生的興趣。低成本實驗具有新奇有趣的特點，新穎的實驗材料、試劑和開放性的操作能夠激發學生對實驗的興趣，使學生能夠通過自己的思考完成實驗操作，加深對實驗的理解，培養學生的創新能力，如在涉及“洋蔥根尖的培養”的高中生物實驗中，引導學生采用沙培法等教材之外的培養方法，激發學生的實驗熱情；在“滲透作用”這一實驗中，讓學生自己尋找動物膀胱膜的替代品，并驗證替代品是否符合實驗要求，培養學生的動手能力和創新能力。

二、利用價廉簡明的低成本實驗培養學生設計實驗方案的能力

科學合理的實驗方案是進行實驗的前提和基礎，在高中生物實驗教學中引導學生設計實驗方案，有利于學生創新能力的提高，而設計實驗方案需要學生具備一定的探究能力和思維能力。高中生物教學中涉及的很多實驗材料昂貴且實驗過程復雜，而實驗經費和學生的探究、思維能力有限，很難設計出實驗方案。低成本實驗具有價廉簡明的特點，實驗材料容易選取且實驗過程比較簡單，大大降低了實驗方案的設計難度，使學生能夠利用自身有限的知識和能力完成實驗方案的設計，促進其創新能力的提高，如在學習了酶的相關知識后，讓學生利用加酶洗衣粉自主設計驗證酶的影響因素的實驗方案，廉價的加酶洗衣粉和改變單一變量的簡明性使該實驗方案的設計難度大大降低；在學習了生長素的生理作用后，讓學生利用常見植物設計驗證生長素生理作用的實驗方案，常見的植物和植物完全一側生長的實驗現象使學生更容易完成實驗方案設計，提高自身的創新能力。

三、利用易取材、易制作的低成本實驗培養學生創建實驗的能力

學生創新能力的提高直接體現在創建實驗的能力上，只有自主創建新型實驗，才能將創新思維應用于實際，真正提高創新能力。高中生物教學中涉及很多驗證性實驗，這類實驗在進行操作前學生就已經知道了結果，所要做的就是觀察實驗結果是否與預定結果相符，沒有給學生提供探究實驗的理論背景和設計方法的機會，不利于學生創新能力的提高。有些驗證性實驗是易取材、易制作的低成本實驗，完全有條件轉化為探究性實驗，將設問改為疑問，把學生的注意力從實驗結果轉移到實驗思路和方法上，讓學生自主創建實驗去探究實驗結果，進而提高學生的創新能力，如在“觀察植物細胞質壁分離和復原”這一實驗中，將原本驗證“30%的蔗糖溶液可以分離植物細胞壁”這一結論的實驗改為探究能夠促使植物細胞壁分離的蔗糖溶液的濃度，該實驗中植物和蔗糖易獲得，改變蔗糖溶液的操作很簡單，所以可進行多次探究實驗，進而提升學生的探究能力和創新能力。

四、利用內涵豐富的低成本實驗拓展學生的創新思維

學生具備創新思維是培養其創新能力的前提條件，故創新思維的拓展對學生創新能力的提高至關重要。高中生物教學中涉及的實驗都有明確的實驗目標，整個實驗都圍繞實驗目標進行，而忽略了實驗中除實驗目標之外的內涵，限制了學生創新思維的拓展。低成本實驗具有內涵豐富的特點，同時具備多種內涵，引導學生對這類實驗進行分析有助于學生創新思維的拓展，如在“用顯微鏡觀察多種多樣的細胞”這一實驗中，在“充分掌握顯微鏡的操作”這一實驗目標的基礎上增加另一個實驗目標，即“觀察、對比各種細胞”，使學生具備操作顯微鏡和辨別細胞類型的能力，拓展學生的創新思維。

總之，利用低成本實驗的特點可以激發學生對實驗的興趣，培養學生設計實驗方案和創建實驗的能力，拓展學生的創新思維，進而有效提高學生的創新能力。