淺析高中生物探究實驗中融合化學知識培養學生創新意識的原則

摘?要：創新意識的培養是創新型人才培養的基礎，鑒于化學知識與生物學科的緊密聯系，從學科核心素養的要求等方面，說明了在高中生物學教學中，適當運用化學知識進行學科交叉為教學服務的重要性;提出在高中生物探究實驗的實際教學中融合化學知識，培養高中學生生物學科創新意識的幾個原則。

關鍵詞：創新意識;高中生物學;探究實驗

一、 創新型人才的培養呼喚創新意識

（一）創新意識是創新型人才培養的基礎

隨著科學技術的迅猛發展，社會生產生活也在不斷發生變化，只有具備終身學習能力的創新型人才才能適應社會的發展。創新意識是一種求新意識，是人們根據需要，引起創造前所未有的事物或觀念的動機，并在創造活動中表現出的意向、愿望和設想，與人的文化素養、興趣愛好、動機等有關，是創新的前提和條件，是創新精神養成的基礎。可見，創新意識的培養至關重要。

（二）高中階段是創新意識培養的關鍵時期

普通高中教育是人生發展的重要階段，是繼義務教育之后，學生邁向社會生活或接受更高層次教育的橋梁，是學生終身發展的基石;以提高學生的綜合能力、發展核心素養為培養目標，使學生學會終身學習、自主發展;培養社會責任感和創新精神等素養，勇于承擔時代賦予的重任。高中生是祖國的未來，承載著民族發展的重任。民族要發展，必須要創新，要具備創新意識，創新意識的有無是決定這個民族能否成為科技強國的關鍵。從年齡特征及身心發展規律來看，高中生已具備一定的認知基礎和學習動機，正是培養創新意識的最佳時機。

二、 創新意識的培養呼喚學科交叉

縱觀歷史長河中的發明與創造，只有具備綜合知識與綜合能力的創新型人才，才能真正做好創新。可見，作為創新起點的創新意識的培養，若能在學科交叉學習中進行，必定能達到更好的培養效果。沒有一門能夠單獨存在的學科，學科之間或多或少存在知識、方法等的交叉。因此，如何利用學科交叉服務教學，幫助學生更好地理解，培養學生的綜合能力與創新意識，迫在眉睫。

通過查閱文獻發現，學者們對于學科交叉的研究重在通過多學科交叉，幫助學生理解所教學科的知識，研究停留在表面。文章擬從深度挖掘，選取與生物學關系最密切的化學，提出利用與化學知識聯系緊密的生物探究實驗，培養學生高中生物學科創新意識的原則，進一步豐富學科交叉研究領域，力求為研究者提供一點借鑒。

三、 通過學科交叉培養創新意識是核心素養培養的要求

（一）生物學與化學聯系緊密

在高中階段，課程設置涵蓋文化、科技等各個領域，其中，生物學、化學與學生的生活關系尤為密切。學習生物學是每個公民不可或缺的教育經歷，其學習成果是公民素養的基本組成。而化學是從原子、分子的水平研究物質的組成、結構、性質及應用的自然科學，是學習生物學的基礎。

1. 生物學在化學的促進下發展

人們常說，生化不分家。一個學科的發展，往往是在其他多學科發展的促進下才得以快速進行，生物學科的發展亦如此。化學水平的高低直接或間接影響生物研究的進程。如在科學家對光合作用的探究過程中，人們是在化學領域發現空氣的組成后，才知道綠色植物在光下吸收的是二氧化碳，呼出的是氧氣，光合作用的研究得以推進。

2. 化學知識在生物教學中應用廣泛

化學知識在生物教學中應用廣泛。如在人教版高中生物必修1學習蛋白質的基本單位——氨基酸時，必須先認識氨基酸的結構，學生如果能事先知道化學課中氨基、羧基等基本的化學官能團，那對氨基酸的結構通式就會變得容易，對于氨基酸的脫水縮合的理解也會容易很多。

化學探究實驗及實驗現象在生物教學中不可或缺。如生物必修1“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗，利用了化學中物質的性質、顯色反應等相關知識;生物選修1現代生物技術專題中，化學實驗與生物技術結合的現象比比皆是，且更注重與生產實踐的結合，如葡萄酒的釀制、泡菜的制作及亞硝酸鹽的檢測、生物有效成分的提取等等。如果學生在學習這些內容時，具備相關的化學知識作為基礎，學生的學習自信心得到加強，學習興趣也會得到更大的激發，有了探究的興趣，學生自主萌發創新意識的概率會大大增加。

（二）生物學學科核心素養

高中生物學學科核心素養，要求學生通過學習，具備生命觀念，學會科學思維、科學探究的思路和方法，能用其探究、解釋生活中的生物學現象，解決實際問題;養成團結協作的習慣，勇于創新;擔當一定的社會責任，積極宣傳關愛生命的觀念，崇尚健康文明的生活方式。在解決實際生產生活問題時，往往需要創新，而要創新，必須先有創新意識，因此，如何進行創新意識的培養對于踐行生物學學科核心素養具有重要意義。

（三）化學學科核心素養

普通高中化學學科的教育，要使學生具備宏觀辨識與微觀辨析能力，通過微觀層面理解結構、性質與應用三者的關系;能用相應的觀點分析物質的化學變化，通過證據推理、建模等解釋化學現象;能提出有意義的問題并進行科學探究，設計并完善實驗方案，學會處理實驗信息，尊重事實與證據，敢于質疑，具備創新意識;樹立嚴謹求實的科學精神，贊賞化學對社會、科技發展的貢獻，具備綠色化學觀念，敢于承擔相應的社會責任。

四、 在高中生物探究實驗中融合化學知識培養生物學科創新意識勢在必行

化學是生物學的基礎，生物學是化學的延伸。兩者的價值主要體現在對生產、生活、社會、環境等的指導作用，這要求學生在實踐中內化學科知識，具備創新能力，而探究實驗是培養科學探究能力與創新能力的重要手段。無論是在高中教育，還是在生產生活、學科的發展中，化學實驗與生物學科密切相關，且高中生物探究實驗是生物學、化學學科交叉的重要表現形式，這使得在高中生物探究實驗中融合化學知識培養學生高中生物學科創新意識成為可能，也是一個重要途徑，勢在必行。

（一）基于化學知識的探究實驗在高中生物教學中占據重要地位

在高中生物課程設置中，實驗占比較大，不可或缺。實驗是學習生物的重要手段，生物學中的實驗類型包括：探究性實驗、驗證性實驗、模型建構實驗、設計性實驗。在探究實驗中，往往貫穿著相應的化學知識，以生物必修1為例，幾乎所有的探究實驗都或多或少跟化學知識相關聯。而探究實驗對于學生理解課本知識、聯系生產生活，培養學生形成科學思維及科學探究能力起關鍵作用，對于創新意識的培養尤為重要。

（二）基于化學知識的探究實驗對于培養學生生物學科創新意識的意義

探究實驗是培養生物學學科核心素養的重要途徑，也是培養學生創新意識的關鍵環節。學生在探究過程中，通過提出問題、做出假設、設計實驗方案、開展實驗、與同學交流討論等環節得出結論，并進一步質疑，再次進行探究。在這些環節中，學生通過親自動手開展實驗，不斷思考、討論、交流，在發展邏輯思維、辯證思維的基礎上，創新意識得以培養與提高。

五、 高中生物探究實驗中融合化學知識培養生物學科創新意識的原則

在高中生物學學科核心素養及創新型綜合人才培養的背景下，高中生物探究實驗中融合化學知識，培養生物學科創新意識應遵循以下原則：

（一）基礎性和適度性原則

高中生物中基于化學知識的探究實驗，是將化學知識應用到生物的探究實驗中，為生物學科探究實驗提供理論依據或實驗原理等，并且在探究過程中，結合化學、生物學知識，做進一步的探究、思考，培養學生的發散性思維，進而培養創新意識。因此，在實際教學中，要以生物學知識為主要內容，化學知識只是作為理論依據或實驗原理、實驗變量等因素開展探究實驗，或在生物教學中攻克難點時，巧妙地穿插化學知識和思維方法，促進生物探究實驗的有效進行，使綜合能力和創新意識的培養達到最好的效果。因此，在探究實驗中進行化學知識的交叉融合要重視基礎，要符合學生的認知規律，控制在學生能接受的知識和能力范圍內。

（二）科學性原則

教師作為教書育人的第一責任人，在探究實驗教學中涉及跨學科的知識時，更要注意各學科知識的科學性。這就要求教師發展終身學習的能力，不僅要與時俱進學好所教學科的知識，也要對其他學科進行學習，特別是跟本學科密切相關的學科，更要進行深入學習，以便在教學中進行學科交叉融合教學時能夠游刃有余。

（三）激發學習興趣原則

“興趣是最好的老師。”在開展探究實驗時，教師應充分應用其中的化學知識使學生意識到學科交叉在學習中的作用，體會學習的樂趣，增強學習的自信心及自豪感。學生的自信心增強了，學習興趣也進一步被激發，主觀能動性得到充分調動，學生就會主動參與探究，真正體現其在教學中的主體地位，教學效果將是事半功倍，綜合能力及創新意識的培養自然也水到渠成。

（四）實用性原則

在教學中，無論運用哪種方法培養學生的綜合能力和創新意識，都要最大限度地發掘教育教學方法，又要把控教育教學方法的實用性，制定好符合課程標準及學科核心素養的教學目標。教師在設計教學方案時，要始終立足于高中生物學學科本身，緊緊圍繞生物學的教學目標開展教學。要注意學科交叉的實用性，根據教學內容，以生物學學科知識為主，適當選擇相應的化學知識來滲透融合，避免為了學科交叉而隨意滲透知識。此外，還要注重與生產生活的聯系，鼓勵學生學以致用，用學到的知識指導生產生活，為社會多做貢獻。

六、 展望

在實際教學中，如何在高中生物探究實驗中融合化學知識培養高中學生生物學科的創新意識，還需要廣大教師結合本校學生的實際，充分運用文章的幾個原則來開展。筆者在后續的研究中也將繼續探索，提出利用高中生物探究實驗培養學生生物學科創新意識的策略，提升學生的創新意識和創新能力，為培養更多的創新型人才而不斷努力奮斗！

參考文獻：

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作者簡介：

顏杏冰，廣西壯族自治區南寧市，南寧市第二十一中學。