在中學(xué)生生物創(chuàng)新實(shí)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(shí)施素質(zhì)教育的重點(diǎn)，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(jìng)賽中創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)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(lì)突破常規(guī)大膽質(zhì)疑，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新思維；加強(qiáng)科學(xué)探究，培養(yǎng)動(dòng)手能力；提倡課外科技活動(dòng)，創(chuàng)建科技創(chuàng)新平臺(tái)；改進(jìn)高師人才培養(yǎng)，加強(qiáng)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(jìng)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(shí)踐能力為重點(diǎn)的素質(zhì)教育”是我國(guó)當(dāng)今教育改革與發(fā)展的主潮，而現(xiàn)代社會(huì)知識(shí)與經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展對(duì)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(shí)踐活動(dòng)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(jìng)賽、實(shí)驗(yàn)及研究性學(xué)習(xí)等等，這些都是創(chuàng)新能力培養(yǎng)和實(shí)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(jī)，本文將結(jié)合湖北省青少年創(chuàng)新大賽以及生物競(jìng)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(huì)意義的具有獨(dú)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(dòng)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(gè)方面: (1)創(chuàng)新意識(shí)。只有樹立創(chuàng)新意識(shí)，才能引導(dǎo)中學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，樹立創(chuàng)新目標(biāo)，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(gè)創(chuàng)新活動(dòng)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(duì)中學(xué)生來說，創(chuàng)新技能主要包括知識(shí)創(chuàng)新能力、新的信息加工能力、動(dòng)手操作能力以及創(chuàng)新成果的表達(dá)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(dòng)過程，還需要以創(chuàng)新情感為動(dòng)力，如濃厚的興趣、遠(yuǎn)大的理想、堅(jiān)定的信念、誠(chéng)摯的熱情以及強(qiáng)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(dòng)，需要各種能力，但絕不是單憑一種或某幾種能力就能達(dá)到創(chuàng)新預(yù)期目標(biāo)。要使學(xué)生能創(chuàng)造出符合社會(huì)意義和個(gè)人價(jià)值的具有獨(dú)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(gè)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(dāng)如何在實(shí)踐活動(dòng)中加強(qiáng)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(shí)踐活動(dòng)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(shí)踐

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它不僅包含大量的科學(xué)知識(shí)，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(shí)生物學(xué)知識(shí)豐富而有趣，蘊(yùn)含著大量創(chuàng)新的素材。那么我們究竟應(yīng)當(dāng)如何認(rèn)真挖掘和利用這一優(yōu)勢(shì)，在中學(xué)生生物創(chuàng)新實(shí)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(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽和中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽為例，具體談一下中學(xué)生生物創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的開展情況。

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

“全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽（CASTIC）”是一項(xiàng)具有20多年歷史的全國(guó)性青少年科技創(chuàng)新成果和科學(xué)探究項(xiàng)目的綜合性科技競(jìng)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(dòng)之一，是目前我國(guó)中小學(xué)各類科技活動(dòng)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(shí)，增強(qiáng)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?cè)缛粘蔀閮?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(duì)學(xué)生加強(qiáng)STS（科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)）教育，介紹生物前沿知識(shí)，鼓勵(lì)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(diǎn)，就自己感興趣的并具有社會(huì)價(jià)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(dú)立收集資料能力，奠定終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，而且鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓他們廣泛閱讀，深入理解文獻(xiàn)，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(tuán)隊(duì)合作能力，在小組交流討論中，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互促進(jìn)。

接著就是實(shí)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(shí)驗(yàn)室合作，鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)大學(xué)，學(xué)習(xí)各種儀器和設(shè)備的使用，逐步掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧，練就過硬的實(shí)驗(yàn)基本功。同時(shí)，注重科學(xué)精神的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性、準(zhǔn)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(dòng)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(bào)自己的研究結(jié)果，與老師和同學(xué)進(jìn)行討論交流，最終以實(shí)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(shí)驗(yàn)檢測(cè)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(jìng)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(jìng)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(xiàng)賽事旨在考察參賽者在生物實(shí)驗(yàn)中的技能和解決生物學(xué)問題的能力，對(duì)吸引更多的中學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，促進(jìn)生物課外活動(dòng)的開展，推動(dòng)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(jìng)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(shí)的能力，單純考識(shí)記的試題較少；實(shí)驗(yàn)試題更是趨向于創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，注重考察學(xué)生的動(dòng)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(jìng)賽，反映良好，在每一年的國(guó)際和國(guó)內(nèi)大賽中均取得了非常優(yōu)異成績(jī)。那么湖北省是如何在中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽培訓(xùn)中加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)呢？

參加生物競(jìng)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(xí)能力和學(xué)習(xí)方法上，從而決定其反應(yīng)能力及知識(shí)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(jìng)賽的培訓(xùn)的具體流程如圖2所示。

首先，中學(xué)生物競(jìng)賽雖以中學(xué)教材為依據(jù)，但涉及的知識(shí)面非常的廣，競(jìng)賽題量多、靈活性大，因此，指導(dǎo)學(xué)習(xí)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(xí)效果的關(guān)鍵所在。例如，在備戰(zhàn)全國(guó)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(diǎn)講解；進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；教師也可以介紹一些學(xué)習(xí)的方法，譬如圖表展示法、聯(lián)想擴(kuò)充法、對(duì)比分解法等。在鞏固應(yīng)用階段，教師應(yīng)當(dāng)注意引導(dǎo)學(xué)生將生物學(xué)的理論知識(shí)與自然、生產(chǎn)、生活實(shí)際聯(lián)系起來，譬如學(xué)習(xí)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(guó)中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽已把實(shí)驗(yàn)放在與理論同等重要的地位上，并且改變?cè)械拇舭濉⒊Ｒ?guī)的實(shí)驗(yàn)，增加一些創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，因此，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能以及自主創(chuàng)新的能力是競(jìng)賽取得好成績(jī)的一個(gè)重要因素。一方面，教師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的培養(yǎng)，特別是一些簡(jiǎn)單的常規(guī)操作。例如，徒手切片、花和小型無脊椎動(dòng)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(xí)，熟練掌握。另一方面，教師應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生綜合性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，包括懂得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(cè)現(xiàn)象、結(jié)論）、常規(guī)方法（控制變量法、設(shè)計(jì)空白對(duì)照等）以及一些注意的事項(xiàng)。

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(dú)創(chuàng)精神的空間， 就必須為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)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(dāng)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(xí)方式，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生， 使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)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(dòng)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(dòng)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(shí)、應(yīng)用知識(shí)，逐步形成創(chuàng)新能力。

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

“發(fā)明千千萬，起點(diǎn)是一問”。質(zhì)疑與發(fā)問是創(chuàng)新的根本來源，教師作為實(shí)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(shí)施創(chuàng)新教育的過程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，分析和解決問題，鼓勵(lì)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(shí)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(qiáng)科學(xué)探究，培養(yǎng)動(dòng)手能力

生物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，要豐富學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，離不開生物實(shí)驗(yàn)，中學(xué)階段生物實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)、形成能力具有特別重要的意義。特別是設(shè)計(jì)性和探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、觀察、實(shí)驗(yàn)、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(yàn)證”、“得出結(jié)論”、“表達(dá)和交流”的過程中體會(huì)探究的快樂，培養(yǎng)科學(xué)探究的精神，提高自己的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。

4．提倡課外科技活動(dòng)，創(chuàng)建科技創(chuàng)新平臺(tái)

鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽、青少年科技創(chuàng)新大賽、研究性學(xué)習(xí)等豐富多彩的課外科技活動(dòng)，使學(xué)生了解科研工作的流程及方法，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，拓展創(chuàng)新思路，不斷增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

5．改進(jìn)高師人才培養(yǎng)，加強(qiáng)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(shí)際的課堂教學(xué)中，進(jìn)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(shí)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(diǎn)和突破口。我們應(yīng)當(dāng)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(shí)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變教法、學(xué)法和考法，培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)踐的教育能力，完成由“傳遞型”向“創(chuàng)造型”的角色的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳開燕.高校教師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內(nèi)涵與途徑[J].教育評(píng)論.

[2]彭澄亞.生物奧林匹克競(jìng)賽選手培訓(xùn)策略淺談.中學(xué)生物教學(xué)[J]，2003，(4):31-32.

[3]科技競(jìng)賽網(wǎng)[DB/OL].

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳教學(xué)研究項(xiàng)目（編號(hào)：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(shí)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))