高中生物實驗教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略探究

陳有蘭

摘 要：創(chuàng)新是一個民族持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在推動力，而學(xué)校則是一個培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要舞臺。在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師要把培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素質(zhì)作為教學(xué)目標(biāo)，使他們了解生物學(xué)與現(xiàn)實之間的關(guān)系。通過實驗來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，從而保證學(xué)生的全面發(fā)展。因此，這就給高中生物實驗課的教學(xué)提出了更高的要求。基于此，本文首先對高中生物實驗教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的價值及意義進行了簡要分析，其次提出了如何利用生物實驗的顯著優(yōu)勢增強學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造力，并從多種角度提出了相關(guān)的建議。

關(guān)鍵詞：高中生物；實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力

【中圖分類號】G633.91? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? ? ? ? ? ? ?【文章編號】2097-2539（2023）08-0111-03

生物學(xué)是一門涉及生物結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)展規(guī)律的具有重要價值意義的學(xué)科，它是高中眾多課程中一門重要的基礎(chǔ)課。生物課程的學(xué)習(xí)不僅影響著學(xué)生的學(xué)業(yè)成就，也關(guān)系到他們的思想品德和基本素養(yǎng)的提升。高中生物學(xué)實驗教學(xué)是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，應(yīng)充分發(fā)揮實驗教學(xué)直觀性、生動性、啟發(fā)性的作用，以激發(fā)學(xué)生對生物知識的探索欲、求知欲，促進學(xué)生創(chuàng)造性思維的進一步拓展。

1.以生物實驗教學(xué)帶動學(xué)生創(chuàng)新能力增強的重要意義

人在實踐活動中充分運用發(fā)揮創(chuàng)造力，可以創(chuàng)造出新的理論、新的思想。高中生物教學(xué)的教育目標(biāo)之一是要全面提高學(xué)生的創(chuàng)新性，增強其自身創(chuàng)造力，而要達(dá)成這一教育目標(biāo)，教師必須要認(rèn)識到僅僅靠理論講解和知識灌輸是難以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的，還要通過實踐探索來引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)造性發(fā)展，而對高中生物而言，實驗是其實踐中至關(guān)重要的一部分。在教學(xué)過程中，教師要充分認(rèn)識生物學(xué)的理論性、實踐性，積極引導(dǎo)學(xué)生主動參加實驗過程，在實踐中不斷增強自主探索能力，以實驗的實踐帶動理論累計的形式提高學(xué)生的動手能力、知識理解能力及知識運用能力，使學(xué)生能夠在實驗探索中拓展自身的邏輯理論，樹立科學(xué)正確的生物學(xué)觀，并由此產(chǎn)生新的學(xué)習(xí)思路、解題思路和創(chuàng)新性想法。通過不斷優(yōu)化生物學(xué)實驗，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科創(chuàng)新性思維，并將知識融入、服務(wù)于日常生活中。

2.高中生物實驗教學(xué)提升學(xué)生創(chuàng)新能力的有效策略

（1）豐富實驗教學(xué)形式，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

高中生物教師在課堂上要充分調(diào)動學(xué)生對生物的學(xué)習(xí)探究興趣，增強生物課堂的創(chuàng)新性與創(chuàng)造力。在教學(xué)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生主動地進行實驗，讓他們能夠發(fā)現(xiàn)問題并自主探究問題解決路徑。在實驗教學(xué)中，多種教學(xué)方法的應(yīng)用可以有效激發(fā)學(xué)生的實驗興趣。教師可以采取將實驗與生活相結(jié)合的方式。例如，在“還原糖鑒別”這一部分的實驗教學(xué)中，教師可以先向?qū)W生介紹糖尿病的檢驗過程，并將有關(guān)糖尿病的知識引入課堂中，使課本的內(nèi)容更貼近學(xué)生的實際生活。將生物學(xué)理論知識和生活實踐結(jié)合起來，提高學(xué)生對還原糖鑒定實驗的興趣。與此同時，教師也可以針對不同的知識點，提出一些問題，引導(dǎo)學(xué)生在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上進行自主探究和操作，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識。例如，在《細(xì)胞有絲分裂》的實驗教學(xué)中，教師可以先讓學(xué)生思考，在實驗取材的過程中為什么要取在距離根尖約5cm的地方？從植物的其他地方或者2cm處取材可以嗎？以問題啟發(fā)的形式引導(dǎo)同學(xué)開展實驗，這實踐操作的過程中不但能被有趣的實驗現(xiàn)象所吸引，而且能讓他們在實驗操作過程中更好地思考問題，從而促進學(xué)生創(chuàng)新能力的進一步培養(yǎng)。

（2）通過實驗操作培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識

學(xué)生實驗、演示實驗是高中實驗課中的重要環(huán)節(jié)，而按照實驗類型，高中生物教材中的實驗又可分為三種類型：觀察型實驗、探究型實驗以及操作型實驗，實驗課堂的教學(xué)過程中，教師要以啟發(fā)式、引導(dǎo)式的方式輔助學(xué)生開展實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象，探究實驗結(jié)論，以實驗深度理解掌握教材中的生物學(xué)知識，通過實驗開展的方式幫助學(xué)生更好地理解生物知識，進一步培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，促使其養(yǎng)成耐心觀察的良好習(xí)慣，在實驗的學(xué)習(xí)和操作中拓展思維，在分析問題、歸納總結(jié)的過程中不斷提升自身創(chuàng)新能力。生物是一種基于實驗的學(xué)科，要想得到科學(xué)的結(jié)論，就必須要從實驗中歸納出規(guī)律。因此，在教學(xué)中應(yīng)注重教學(xué)的實踐性，把創(chuàng)新意識融入日常的實驗教學(xué)活動，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。生物教師在開展以實驗為手段的教學(xué)時，要根據(jù)現(xiàn)有的實際教學(xué)條件，選用合適的教學(xué)設(shè)備。例如，在“色素的提取與分離”這一實驗中，教師可以啟發(fā)學(xué)生不要用課本上所用的材料，而要利用生菜葉、萵筍葉等一些生活中常見但研究較少的材料作為實驗素材，并鼓勵他們以課本為基礎(chǔ)結(jié)合自己材料的特點，優(yōu)化實驗路徑，創(chuàng)造新的探究過程。學(xué)生通過小組合作，在教師的引導(dǎo)下，可以加深對實驗的理解，從多個視角去思考實驗結(jié)論，從而促進學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

（3）注重實驗結(jié)果的分析歸納，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在高中生物實驗教學(xué)中，除了要注重理論知識、實驗操作等方面的內(nèi)容外，還應(yīng)注重對實驗結(jié)果的分析。在實驗教學(xué)中，如果教師僅僅以學(xué)生順利完成實驗步驟為任務(wù)，忽視了對實驗結(jié)果、實驗誤差的分析、歸納與總結(jié)，學(xué)生會認(rèn)為只要完成了實驗的步驟，實驗就可以結(jié)束了。隨著時間的推移，學(xué)生很難在實踐中增強分析和歸納的能力，拓展自己的生物學(xué)思維。此外，在教學(xué)過程中，教師可以更多地關(guān)注學(xué)生某一實驗現(xiàn)象、實驗過程的分析和實驗結(jié)果的歸納，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在實驗教學(xué)中，要使學(xué)生認(rèn)識到，每一個環(huán)節(jié)和步驟都是相互聯(lián)系、相互補充的。教師要讓學(xué)生從傳統(tǒng)實驗步驟中找出實際的改善方法。學(xué)生在做實驗時，不可避免地會遇到各種各樣的問題，有時甚至?xí)?dǎo)致實驗失敗。例如，在“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁的分離與恢復(fù)”的實驗中，對蔗糖溶液濃度的調(diào)節(jié)，教師可以先讓同學(xué)不依據(jù)教材自行設(shè)置，如設(shè)置20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液，逐步升高溶液濃度，得到不同的試驗條件。教師要及時指導(dǎo)學(xué)生對實驗的結(jié)果進行分析，找出造成這種差異的原因。這種實驗探索既可以提高學(xué)生的自主思維，又可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識，提高其學(xué)習(xí)和探索的創(chuàng)造力。

（4）優(yōu)化實驗方案，拓展學(xué)生創(chuàng)新性思維

由于受到多種因素的制約，高中階段開展生物實驗課往往很難有序組織學(xué)生進行高質(zhì)量的實驗和探索。因此，教師要不斷優(yōu)化完善實驗教學(xué)方案，在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上豐富實驗內(nèi)容，增強學(xué)生的創(chuàng)新實踐意識。通過教學(xué)實踐，使學(xué)生能夠?qū)嶒灢襟E操作與生物學(xué)原理相結(jié)合，不斷豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而達(dá)到提升學(xué)生創(chuàng)新能力的教育目的。在探討“酶的特異性和溫度對酶活性的影響”時，教師可以依據(jù)教材，引導(dǎo)學(xué)生全面掌握實驗?zāi)康摹嶒炘瓌t，并據(jù)此開展相關(guān)的生物實驗。以生活中常見的“加酶洗衣粉”為例，有學(xué)生提出可以改變污染種類，如分別對沾染有油漬、血漬、果汁漬等不同成分的衣物進行實驗操作研究；還有一些學(xué)生建議，可以采用不同種類的洗衣粉開展實驗，如使用復(fù)合酶洗衣粉、單一酶洗衣粉、普通洗衣粉等進行比較，分析酶的種類對其產(chǎn)生的影響。在“溫度對酶活力的影響”的實驗中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生控制水溫這一單一變量。靈活的實驗和探索性教學(xué)可以有效地提高學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ欣谒季S的創(chuàng)新性延伸。

（5）增強學(xué)生自主探究能力，提升其創(chuàng)新意識

傳統(tǒng)的高中生物教育教學(xué)圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，由教師主導(dǎo)，教師只對學(xué)生進行知識的傳授，而組織學(xué)生開展實驗探索的機會很少，這就造成了學(xué)生的實驗意識低下，使學(xué)生在實驗的實踐中不能充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維，從而阻礙他們創(chuàng)造力的提升。就算是教師組織學(xué)生做實驗，也都是教學(xué)動手做、學(xué)生一旁觀看，然后學(xué)生按照教師的講解，模仿教師的示范，很少有獨立的實驗。有時，教師做的實驗太快，實驗過程與講解不能同步進行，使學(xué)生很難記住，經(jīng)常會忘記下一步操作。因此，教師可以利用現(xiàn)在方便快捷的信息技術(shù)，使生物實驗學(xué)習(xí)更為高效化、直觀化，優(yōu)化自主探究過程。例如，在“植物有效成分的提取”這一單元的實驗中，教師可以采用微課演示的形式輔助實驗學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在做實驗之前反復(fù)觀摩，熟悉整個實驗過程，使實驗操作更加規(guī)范。在完成實驗后，教師鼓勵學(xué)生對原有的實驗進行創(chuàng)造性改造，并嘗試改變實驗環(huán)境，再次觀察實驗現(xiàn)象、探究實驗結(jié)論，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目的。另外，教師還可以組織小組實驗比賽，例如“微生物的培養(yǎng)與利用”這一部分的實驗中，由各研究小組自行設(shè)計實驗方案，并根據(jù)實驗現(xiàn)象進行自主探索，總結(jié)歸納并完善實驗結(jié)果。最后教師可以根據(jù)每個小組實驗設(shè)計過程及結(jié)果的科學(xué)性，選擇最有創(chuàng)意的實驗方案，從而促進學(xué)生創(chuàng)造力的提升。

3.關(guān)于在高中生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的建議

（1）加大實驗設(shè)施投入力度，積極引進專業(yè)實驗人員

在全面深化教育改革的背景下，高中生物實驗課教學(xué)也應(yīng)確更高層次的目標(biāo)。當(dāng)前，一些學(xué)校的實驗條件已不能適應(yīng)生物實驗教學(xué)的需要，在此背景下，教師很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。因此，從學(xué)校層面而言，學(xué)校要加大儀器、設(shè)備、實驗藥品等方面的投入力度，為順利開展實驗教學(xué)、創(chuàng)新實驗方法打下堅實基礎(chǔ)。同時，由于一些高中缺少專業(yè)的生物實驗人員，這些工作常常由生物教師擔(dān)任，這在某種程度上制約了生物實驗開展的高效性，使學(xué)生在實驗操作的過程中難以突破固有思維的瓶頸，不利于其創(chuàng)新能力的進一步提高。為了更好地指導(dǎo)學(xué)生進行實驗，學(xué)校必須引進一名專業(yè)的實驗室管理人員，并與生物教師加強配合合作，共同提升學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新創(chuàng)造力。

（2）創(chuàng)新實驗教學(xué)理念

生物教師自身首先要認(rèn)識到生物實驗教學(xué)的重要性，并明確實驗教學(xué)的目的，既要使學(xué)生適應(yīng)高考，又要加強學(xué)生的動手探索能力。在進行實驗的創(chuàng)新與優(yōu)化時，應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生的積極性，以發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題為主要路線，加深學(xué)生對理論知識的認(rèn)識。教師要采取科學(xué)、合理的實驗教學(xué)手段，防止教師在上邊講實驗，學(xué)生在下邊背實驗這一問題發(fā)生，努力創(chuàng)造一個輕松、和諧的實驗環(huán)境。除此之外，實驗教學(xué)的開展應(yīng)充分尊重學(xué)生的主體性，積極轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)理念，使學(xué)生在實踐中認(rèn)識到理論知識的重要作用。同時，要鼓勵學(xué)生將自己的思想融入實驗操作中，而不是只遵循課本上的思維進行實驗，要勇于實踐、探索創(chuàng)新。

（3）優(yōu)化、創(chuàng)新實驗教學(xué)模式

學(xué)生在教師的示范實驗中，可以看到實驗的現(xiàn)象和結(jié)果，加深對實驗的記憶。學(xué)生會根據(jù)課本上的要求，一步步地進行實驗，雖然可以鍛煉他們的實際操作能力，但給人一種“很容易”的感覺，這對學(xué)生的創(chuàng)造力和探索精神的培養(yǎng)是不利的。為此，生物實驗教學(xué)應(yīng)不斷優(yōu)化實驗教學(xué)模式，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生大膽提出問題、大膽創(chuàng)新，讓學(xué)生根據(jù)自己的思路進行實驗準(zhǔn)備、設(shè)計實驗、實施實驗，同時加強學(xué)生的合作水平、動手能力和創(chuàng)造性思維能力。

（4）完善生物實驗評估體系

由于受到應(yīng)試教育觀念的影響，許多生物教師仍以筆試成績來衡量學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)效果，過分強調(diào)考試結(jié)果是否正確。但是，筆試不能對學(xué)生的實驗態(tài)度、動手操作能力進行有效的評估，而且對學(xué)生的主觀評價存在一定的偏頗，甚至?xí)绊懙剿麄兩飳W(xué)習(xí)的自信心。為此，教師應(yīng)進一步完善實驗教學(xué)評估制度，從實驗態(tài)度、實驗操作能力、總結(jié)歸納能力、實驗創(chuàng)新性等方面進行綜合化評估。教師要善于發(fā)掘?qū)W生在實驗中所展示的優(yōu)秀品質(zhì)，并給予肯定與鼓勵，使他們感到教師的認(rèn)同。這種方法既可以有效地激發(fā)學(xué)生的思考，又可以提高他們的求知欲和創(chuàng)造性。

4.結(jié)語

總而言之，高中生物實驗教學(xué)的有序開展既能促進學(xué)生創(chuàng)造性思維的進一步拓展，又能適應(yīng)新課程改革的具體需要，滿足現(xiàn)代教育對學(xué)生素質(zhì)全面發(fā)展的需要。因此，教師要積極采用實驗教學(xué)與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法，增強理論知識應(yīng)用的靈活性與實效性，不斷培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、提升其創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]王清剛.創(chuàng)新高中生物實驗教學(xué) 落實科學(xué)探究素養(yǎng)培養(yǎng)[J].學(xué)周刊，2022（34）.

[2]黃菊，陳啟婷，鄧熔.高中生物基于項目式學(xué)習(xí)的學(xué)生高階思維轉(zhuǎn)化策略[J].考試周刊，2022（41）.

[3]王紅玲.高中生物實驗課教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)：以觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布實驗為例[J].課程教育研究，2019（29）.