高中生物實驗教學中學生創新能力培養策略探究

曾鈴鈴

摘 要：素質教育背景下，教育界要求教師不僅要重視學生的理論知識教授，也要注重學生核心素養的培育。高中生物實驗教學中，教師進行學生創新能力培養，不僅可以滿足時代發展要求，也符合學生全面發展的要求，有助于實現核心素養培育的目的。為此，文章從高中生物實驗教學的角度，對學生創新能力培養提出一些思路與方法，旨在提升學生創新能力培養效果，達成核心素養的教育目標。

關鍵詞：高中生物實驗教學；培養；創新能力

在核心素養背景下，高中教學已經不再局限于傳統教育模式，各科教師開始探索核心素養與學科教學融合育人的路徑。以創新能力培養為例，其是高中生物實驗教學的重點，尤其是一些具有創意性、趣味性的高中生物實驗活動，可以有效培養學生的創新意識，鍛煉學生的創新思維。教師不僅需要基于課程教學目標和內容設計教學方案，還需要從學生創新能力培養的角度設計方案，讓學生在生物實驗課程的學習中逐漸形成敏銳的觀察力、豐富的想象力，實現對學生創新能力的培養目標。從國家發展的角度來看，研究學生創新能力培養具有非常重要的價值，筆者將結合自身教育經驗和一些先進案例，對高中生物實驗教學中學生創新能力培養進行詳細闡述，希望提供給讀者有價值的參考。

一、高中生物實驗教學中學生創新能力培養的必要性及可行性

（一）必要性

1.時代發展的要求。時代在發展，科學技術也日新月異，在高中生物實驗教學中培養學生的創新能力，符合時代發展要求。以往教育都重視學科成績、理論知識的掌握程度，而對能力素養培育重視不夠。雖然學生學科成績屢現高分，但對于社會發展、國家發展來說作用不大。只有始終將創新納入教育的第一要義，不斷推進創新能力培養與學科教學結合，才能助力國家繁榮、民族復興，保障落實“科教興國”戰略。因此，高中生物實驗教學中關注學生創新能力培養尤為重要。

2.教育改革的要求。我國教育一直處于不斷革新、更新的階段，雖然一些好的教育方法與模式有不錯功效，但隨著時代不斷發展，具有實效性的教學方法與模式會不斷出現，這需要教師始終秉持終身教育學習觀念，積極吸納有效的教學方法，積極引入當下教育政策理念，以打造符合教育改革要求的高效課堂。可以說，教育改革過程，對高中學生創新能力培養十分必要。

3.學生全面發展的要求。當下時代競爭激烈，對人才的要求更高，需要人才掌握更多能力與技術，只有這樣才能適應競爭要求。高中生物實驗教學中學生創新能力培養可以突顯學生的主動探究意識，有助于促進高中學生的各方面發展。

4.教師專業化發展的要求。從新時代教育發展來看，對教育工作者提出越來越高的要求，尤其是一些新的教育理念、新的教育技術開始普及與推行，需要教師不斷學習，不斷推進教育模式革新，只有這樣才能滿足新時代教育要求。而高中生物實驗教學中學生創新能力培養可以拓寬教師的育人思路，讓教師能從創新的角度看待教學，有助于提升高中生物實驗教學的成效。

（二）可行性

1.現實可行性。生物學科是人們對生物學研究的知識精華，其中很多生物實驗都是來自眾多生物學家的研究與探索的成果，在高中生物實驗中培養學生的創新能力，有完備的生物實驗流程、生物實驗材料及生物實驗設備的輔助，可以提升高中生物實驗教學的成效，有助于學生創新能力培養。

以“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”相關實驗教學為例，本實驗的目標是讓學生能夠了解高倍顯微鏡的結構，了解各個部分名稱，并能熟練利用高倍顯微鏡觀察細胞。從現實可行性的角度來看，一般的生物實驗室環境就可以滿足學生對相關實驗知識的探究需求，教師只需結合課程目標和培養學生創新能力的目標，設計針對性的教學方案，就可以達成生物實驗的育人效果。比如，在預習階段，教師可以利用現實素材與網絡素材，制作預習視頻課件，主要介紹顯微鏡的結構特點、結構名稱、使用方法以及注意事項等，讓學生在課前就能對顯微鏡有所了解。為了達成培養學生創新能力的目的，教師還可以設計思考型話題，如“如何使用顯微鏡觀察細胞”“你想用顯微鏡觀察哪些細胞”等，以此激發學生對后續實驗課程的興趣，為培養學生創新能力打下基礎。在課程教學環節，由于有了課前的預習準備，學生對顯微鏡方面的知識有了一定的認識，這時候教師就可以直接帶領學生在實驗室進行實驗，包括先讓學生對照課前預習結果流暢說出顯微鏡的各個結構功能，并能說出使用顯微鏡的方法與注意事項。之后教師再配合多媒體教學手段，展示觀看細胞的操作流程，讓學生在小組合作的過程中通過視頻引導觀察細胞。在觀察的過程中，教師可以讓學生從創意、創新的角度對觀察細胞的流程與內容進行優化，并由教師進行評審，以調動學生的學習積極性。課程結束之后，教師可以布置實踐動手任務，讓小組學生模仿顯微鏡的原理制作簡易的顯微鏡，這不僅能增強學生對顯微鏡等器材的了解，也能鍛煉學生的觀察能力、思考能力以及創意能力[1]。

2.理論可行性。近年來，生物科學不斷發展，對人們的生產、生活起到關鍵性作用。我國教育政策中提到在高中生物實驗課程中應倡導探究性學習，引導學生主動參與，樂于探究，勤于動手，逐步培養學生收集和處理科學信息的能力，分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，在這個過程中要突出創新精神和實踐能力的培養。從課標解讀來看，培養學生創新精神和實踐能力是必要的，同時需要扎實的理論根基。

3.應用可行性。生物學科與日常生活息息相關，它關系到學生的衣食住行，可以有效激發學生對相關知識的探索興趣，學生的課堂知識學習很多都可以應用于現實生活，有助于學生創造力的發展。

以“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”相關實驗教學為例，本實驗教學的要點在于幫助學生掌握檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質的實驗原理與方法步驟。從應用可行性的角度考慮，糖類、脂肪和蛋白質在日常食物中比較常見，結合本次實驗培養學生創新能力，可以增強學生學習的積極性，有助于提高學生的創新能力。在課程準備環節，教師需要將本次實驗所用的材料準備好，并結合課程教學目標和創新能力培養目標設計實驗教學方案，幫助學生在實驗探究中逐漸形成創新思維與創新能力。在課程預習環節，教師可以讓學生自行了解生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質方面的知識，并明晰生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質檢測的原理與步驟。在課程教學環節，教師可以基于學生主體性的角度，設計自由實驗方案，提供豆漿、花生等不同實驗材料；紙，滴管，試管，試管架，試管夾，大、小燒杯，小量筒等不同實驗用具；斐林試劑、蘇丹Ⅲ染液、雙縮脲試劑等不同實驗試劑，讓學生以小組合作的方式自由選擇實驗材料、實驗用具以及實驗試劑，并設計具體的探究目標，引導學生利用不同實驗方案進行實驗探究，這不僅可以幫助學生認識斐林試劑和雙縮脲試劑的區別及使用方法，也能提高學生動手實踐能力，鍛煉學生的創新思維，實現學生創新能力的培養。實驗課程結束之后，教師還可以借助作業任務來鞏固培養效果，讓學生記錄實驗過程、分析實驗過程以及總結實驗結果，學習進度較快的學生還可以提出假設來探究對其他實驗材料的實驗結果，這不僅可以加強學生對本課程知識的了解與掌握，同時也能達成人才培育目標[2]。

二、高中生物實驗教學中學生創新能力培養的原則

（一）啟發性原則

啟發性原則是指教師在學生進行生物實驗過程中，從啟發引導的角度幫助學生掌握課程知識點，讓學生可以在啟發引導中自主探究課程知識，不斷地提高分析問題和解決問題的能力，實現培養學生創新能力的目標。

以“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”實驗教學為例，本實驗教學的要點在于幫助學生了解相關實驗原理，掌握使用高倍顯微鏡的方法，并能制作臨時裝片。本次實驗教學，教師可以用啟發性原則培養學生的創新能力，使啟發引導能夠成為學生實效性學習的保障。課程準備階段，教師需要做好實驗準備，包括實驗材料準備、實驗用具準備等，并結合啟發性原則，明確教學方法，以提升學生創新能力的培養效果。課程預習階段，教師可以讓學生回顧之前使用顯微鏡的經歷，明確顯微鏡使用的一些方法與功能，并結合本次實驗內容思考如何用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動。在課程教學環節，實驗流程包括取鏡與安放、對光、低倍與高倍鏡頭觀察、顯微鏡收存、制作臨時裝片等流程，教師可以從啟發性的角度設計流程任務。如選取恰當實驗材料這一探究任務，幫助學生了解不同植物的結構特點；低倍與高倍的觀察任務，讓學生記錄不同倍數下觀察的特點。通過啟發引導可以幫助學生更好地掌握顯微鏡的使用方法，并能在小組合作探究中培養觀察能力、思考能力。之后教師還可以設計創意任務，讓學生制作不同植物的臨時裝片，鍛煉學生動手實踐能力的同時，也能培養學生創意思維，提高學生的創新能力[3]。

（二）因材施教原則

因材施教是指教師根據學生的實際學情，制訂差異性的教學方法，以滿足不同學生的學習要求。高中生物實驗教學中學生創新能力培養過程，由于學生之間存在一定的差異，如果采用相同的教學方法，無疑會影響創新能力的培養效果，不利于學生健康成長。需要教師在設計生物實驗教學方案時遵循因材施教的原則，以提升高中學生創新能力培養效果。

以“探究植物細胞的吸水和失水”相關實驗教學為例，本實驗教學的目標是讓學生在生物實驗中了解植物細胞吸水和失水現象。教師在開展教學之前，需要做好課程教學準備，了解學生現階段的學習情況，為不同學情的學生設計針對性的實驗教學方案，幫助其能夠在生物實驗課程中逐漸提升創新能力。同時，為學生準備實驗所需要的材料及用具。在課程預習環節，教師可以依據因材施教的原則，設計不同難度的預習任務，讓每個學生都能在預習中有所收獲，以此激發學生對后續課程學習及探究興趣。在課程教學環節，教師可將學生按照不同學情劃分小組，并為每個小組布置對應的探究任務。小組實驗探究環節，教師可以從問題情境設計出發，提出思考問題，引導學生舉一反三，在實驗探究與問題思考中逐漸提升創新能力[4]。

三、高中生物實驗教學中培養學生創新能力的方法

（一）趣味教學法

開展趣味教學可以激發學生的探究興趣，使學生在趣味實驗中形成創新意識，養成創新思維，并鍛煉創新能力。

以“綠葉中色素的提取和分離”實驗教學為例，本實驗教學的目標讓學生掌握提取葉綠體中色素的方法，并能通過實驗的方式理解藥劑在實驗中的作用和對實驗結果的影響。在課程教學準備環節，教師需要從趣味教學的角度設計教學方案，并準備好實驗材料與用具，確保后續實驗課程的順利開展。在課程教學環節，教師可以從趣味教學的角度設計教學活動，比如教師可以帶領學生合作進行實驗，在教師引導下，學生可以在實驗中逐漸掌握綠葉中色素的提取和分離方法，同時教師也可以讓小組之間通過合作的方式進行實驗，設計積分制，對每個小組的實驗表現及實驗過程打分，通過這種方式可以激發學生學習的積極性與趣味性。在實驗過程中，教師還可以將教學與現實生活進行聯系，提出一些生活話題激發學生的想象力，以實現培育學生創新能力的目的[5]。

（二）任務教學法

任務教學是指將課程學習目標與內容分解成不同的任務，讓學生能夠在任務驅動中逐漸掌握實驗課程的重難點知識，并提升創新能力。

以“探究環境因素對光合作用強度的影響”實驗教學為例，本實驗教學的目標是學生了解影響光合作用的環境因素。在課程準備環節，教師需要做好課程目標以及內容的分析，設計成不同的學習任務，利用任務驅動的方式提高學生的學習積極性，使其在實驗探究中形成創新意識與創新思維。在課程預習環節，教師可以設計一些思考性話題來引導學生探究，如蔬菜大棚為什么要用透明的薄膜而且要適當通風、冬季溫室種植蔬菜光照不足為何要添加紅藍補光燈等，并讓學生在預習階段回歸以往生物課程中學過的知識，包括光合作用的原理以及影響因素等。通過任務驅動的預習，可以激發學生對課程的預習興趣，這有助于達成本課程的預習目標。在課程教學環節，教師可以結合實驗課程教學目標，設計項目任務，引導學生以小組合作的方式進行探究，幫助學生掌握影響光合作用強度的因素和實驗中變量的控制方法，并能在實驗探究中提升創新能力[6]。

結束語

在新課改教育指導下，高中生物教師必須重視學生創新能力的培養，讓學生能夠在生物課程學習中逐漸形成創新能力，達成核心素養的教育目標。為此，本文提出實驗教學需要遵循啟發性原則、因材施教原則，并結合趣味教學方法、任務教學方法等策略，以提升高中生物課程的教學實效，幫助學生掌握實驗課程知識的同時，也能培養學生的創新能力，助力學生全面發展。

參考文獻

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[2]葉國蓮.淺談高中生物實驗教學中學生創新能力的培養策略[J].當代家庭教育，2023（8）：152-154.

[3]楊銀致.高中生物學實驗教學中學生創新能力培養研究[J].中學課程輔導，2023（3）：111-113.

[4]邊疆.高中生物實驗教學中學生創新能力培養策略探究[J].求知導刊，2022（19）：62-64.

[5]曹麗娜.高中生物學科教學中學生創新能力培養策略探究[J].現代鹽化工，2021，48（5）：181-182.

[6]吳可語.高中生物實驗教學中學生創新能力培養策略探究[J].科學咨詢（教育科研），2021（5）：232-233.