淺析高中生物實驗教學中如何培養學生創新能力

摘 要：生物學科在高中階段占據著重要的地位，因其具有綜合性的學科特點，更注重考核學生的綜合能力。高中生物由理論教學與實驗教學兩部分構成，實驗教學旨在培養學生的科學素養與基本的實驗技能，同時還強調對學生創新能力的培養。本文首先對創新能力的概念與重要性進行簡述，隨后分析了現階段高中生物實驗教學中存在的難點，并以此為基礎探究高中生物實驗教學中培養學生創新能力的有效路徑，助力學生學科核心素養與綜合能力的全面提升。

關鍵詞：高中生物；實驗教學；創新能力

高中生物實驗教學能夠有效幫助學生鞏固理論知識的掌握，同時引導學生在參與實驗教學的過程中體會生物學習的樂趣，激發學生的學習興趣，為培養學生生物學科核心素養奠定基礎。新課標背景下，學生僅掌握生物學科理論知識與實踐能力也是遠遠不夠的，還需要關注對學生創新能力與創新意識的培養，以此確保生物實驗教學活動的開展符合學生的學習與發展需求。

一、學生創新能力的概念簡述

學生的創新能力主要包括學生面對問題時的獨立思考能力、創造性思維能力、知識整合能力等多方面內容，是學生發現、提出、解決問題并創造價值的能力[1]。隨著信息化時代的到來，各個學科教育教學的重要目標之一就是對學生的創新能力進行培養，促使學生即便面對愈發復雜多變的環境，仍能夠有能力持續激發自身的學習潛力，助力學生的長遠健康發展。

首先，觀察力是培養學生創新能力的基礎，通過強化學生的觀察力培養，能夠引導學生用更敏銳的眼光對周邊事物與環境的細微變化進行觀察與捕捉，從而在復雜的問題中發現解決問題的關鍵點。可見，觀察力的培養有助于加深學生對事物的深入理解。

其次，想象力是幫助學生拓展思維、創新觀點的重要技能，能夠促使學生的思維進行發散，從而走向多樣化的思考方向。讓學生敢于嘗試新的思維發展方向，以此實現對學生創新能力的激發，使學生在解決問題的過程中展現出強大的創造性。

再次，組成學生創新能力的還有批判性思維，能夠促使學生有能力對已知的信息進行更深入的分析與評價，從而強化學生辨別問題的能力，讓學生更加全面且準確地解決問題。學生批判性思維的培養為學生的實踐探究與創新創意提供了積極的便利條件。

最后，合作能力是創新項目實施與落實的重中之重，對學生的合作能力進行培養，能夠促使學生有能力與他人進行合作，實現資源信息的共享與互換。通過小組成員的協同努力，以此實現合作探究效果的最大化，在小組成員的努力下一同創造出更多具有創新性的想法。

二、高中生物實驗教學中培養學生創新能力的必要性

（一）有利于為國家整體的發展提供驅動力

新時期背景下，素質教育理念在我國教育教學中的全面落實，促使創新能力已經被納入學生能力培養的核心內容范圍中。高中生物學科作為人才培養的重要載體，同樣應當緊隨時代的發展步伐，將學生創新能力的培養作為教育教學重點目標。高中生物實驗教學中培養學生創新能力有助于引導學生逐漸形成發散性思維，從而實現對學生生物學科核心素養的培養，促使學生發展成為新時期社會所需要的生物人才，為國家整體的發展提供驅動力。

（二）有利于強化學生的科研態度

生物學科本身具有較強的實驗屬性，因此高中生物教學的重要組成部分就是實驗教學，高中生物教學中最常用的直觀教學法主要也是體現在實驗教學過程中。高中生物實驗教學能夠通過啟發學生的認知能力，幫助學生強化并鞏limSnMDuNpGf55unUiDYJw==固生物知識的記憶和理解，促使學生能夠掌握基本的實驗操作技能，有助于對學生的思維能力、實踐能力、觀察能力進行全面培養[2]。此外，高中階段學生的年齡特點決定其正處于實踐能力飛速發展的重要時期，在高中生物實驗教學中培養學生的創新能力，有利于強化學生的科研態度，促使學生在未來的學習生活中對科研一直保持積極的態度，從而為我國科研事業的發展保駕護航。

三、現階段高中生物實驗教學培養學生創新能力存在的問題

（一）教師過于重視理論教學，限制了學生創新能力的提升

高中生物實驗教學中對學生創新能力的培養對教師的教學能力要求更高，教師必須要在有限的課堂教學時間內為學生創造豐富的實踐機會，讓學生能夠通過參與實踐活動強化對知識的理解，使學生的創新能力得到逐步提升。但對高中生物實驗教學現狀進行分析，發現一些教師在開展實驗教學的過程中，仍舊將理論教學作為重點，將教學進度放在首要位置，忽略了在實驗教學中對學生創新能力的有效培養。雖然在實驗教學中能夠實現對學生理論知識掌握的鞏固，但是卻無法促使學生的思維能力得到發展，學生的生物知識認知存在局限性，限制了學生創新能力的提升。

（二）實驗教學缺乏創新性，課程引導效果不佳

現階段，高中生物實驗教學過程中融入了大量的現代化信息技術，為教學活動的開展提供了便利條件，打破了實驗教學內容、形式的限制。教師可以在課堂上將實驗過程通過視頻的形式展現給學生，有助于提升學生的學習效果。信息技術在教育教學中的應用是一把雙刃劍，雖然應用信息技術具有諸多優勢，但是也會導致教師在教學過程中逐漸產生對信息技術的過分依賴。久而久之，實驗教學缺乏創新性，從而導致課程引導效果不佳，學生無法在生物實驗教學中感受創新意識的融入，嚴重阻礙了學生的長遠發展。

（三）教學觀念與教學方法落后，嚴重影響實驗教學實效性

新課改背景下，高中生物教師在實驗教學過程中應當對教學觀念與教學方法進行積極轉變，才能充分突出學生的課堂主體地位[3]。但是現階段，部分教師仍舊采用落后的教學觀念與教學方法，對新課標對高中生物教學提出的要求不夠清晰，沒有強化學生的自主學習能力與探究能力，導致學生無法在實驗教學中獲得思維能力的發展，嚴重影響實驗教學實效性，同時也給學生創新能力的培養造成了重重阻礙。

（四）缺乏跨學科實驗設計，不利于培養學生的綜合性創新能力

高中生物實驗教學與化學、物理等學科之間具有緊密的關聯，現階段絕大多數高中生物教師在進行生物實驗設計時，都沒有考慮跨學科實驗設計的重要性。教師將實驗教學完全局限在生物知識學科本身，缺乏跨學科實驗設計，不利于培養學生的綜合性創新能力。實驗教學設計的局限性，嚴重削弱了學生發現學科間知識關聯性的能力，導致學生缺乏知識的綜合運用能力，從而沒有為學生創新能力的培養奠定堅實的基礎。

四、高中生物實驗教學中培養學生創新能力的有效路徑

（一）積極轉變教師的傳統教育觀念

我國的高中生物教材每經過一段時間都會對其進行重新編制，每版教材的內容都存在一些區別與變化。以人教版2019新版教材為例，其中增加了大量需要學生動手實踐操作的內容，能夠充分體現出高中生物教學政策的變化，致力于培養學生的綜合素養，強調實現學生的自我發展。因此，高中生物教師應當積極轉變教學觀念，從而打破教學觀念對教學行為的限制，將應試教育思想逐漸轉變為綜合性的素質教育觀念，重點培養學生的自主合作探究學習意識與創新能力，確保所有學生都能參與進課堂實驗教學活動中。

以高中生物人教版2019新版必修一“探究植物細胞的吸水和失水”探究實踐為例，本實驗的主要目的就是讓學生對水分進出植物細胞的現象進行了解，同時判斷原生質層與半透膜之間的關系。傳統的實驗教學模式下，是由教師對實驗進行操作，學生只是觀看教師的實驗操作行為，教師還會要求學生將教師的實驗結果記錄下來，但是這樣的教學方法不僅不利于學生掌握相關知識，更會導致學生缺乏學習興趣，不利于實現對學生的核心素養培養目標。基于此，教師應當轉變傳統的教學觀念，應將實驗的基礎原理與操作流程告知學生，要求學生以小組為單位進行實驗，同時鼓勵學生對原有的實驗操作流程進行創新，最后將實驗結果用文字報告、PPT、視頻等形式進行匯報。在自主合作探究實驗的過程中，能夠加深學生對實驗原理的正確理解，還能夠起到對學生創新能力的培養作用，激發學生的學習積極性，促使學生主動對現有的實驗內容進行創新，從而感受生物實驗教學的

魅力。

（二）鼓勵學生開展自主性創新生物實驗項目

高中生物實驗教學中培養學生創新能力的有效路徑之一就是鼓勵學生開展自主性創新生物實驗項目[4]。將生物實驗的設計、開展權力完全交由學生，由學生根據自己的想法展開獨立的實驗設計與實驗探究。學生在自主選擇生物實驗項目的過程中，不僅能夠幫助他們鞏固生物知識點，還能夠對學生發現、提出、解決問題的能力進行有效鍛煉，從而激發學生的科研積極性。

以高中生物人教版2019新版選擇性必修二《人類活動對生態環境的影響》一課為例，教師不僅可以帶領學生對教材內提供的實驗活動進行探究，還要鼓勵學生在教材的基礎上通過自身的發散思維選擇與實驗主題相關的自主實驗項目。基于此，能夠實現對學生實驗設計技能的培養，讓學生有能力將生物知識與現實中的環境問題結合起來，使學生能夠具備更加強烈的環境保護意識。在學生開展自主性創新生物實驗項目的過程中，學生需要對問題進行分析，并制定實驗方案與實驗流程，最后還要對實驗結果數據進行記錄與評估。有利于強化學生的批判性思維培養，促使學生能夠具備獨立思考與解決問題的能力，同時引導學生產生對原有實驗與結果的創新性認知，使學生能夠用已有的知識儲備提出并解決新的問題，實現對學生創新能力的全面培養。

（三）營造良好的生物實驗教學合作探究氛圍

在培養學生創新能力的過程中，營造良好的生物實驗教學合作探究氛圍具有重要的作用，能夠有效激發學生的學習興趣，促使學生積極尋求自主合作探究的契機，引導學生在團隊合作探究的過程中感受生物實驗與生物知識的魅力。同時要確保生物實驗室環境的整潔度，并在實驗室內配備充足的實驗設備，讓學生將專注力放在實驗操作本身上，有利于提高學生的實驗成功率。此外，學校應當盡可能確保實驗室環境的開放性，鼓勵學生利用課余時間進入實驗室進行實驗研究，從而激發學生的求知欲望與探究欲望，為學生創新能力的提升奠定基礎。需要注意的是，雖然將生物實驗室向學生開放，但是為了保證學生的實驗安全性，在進入實驗室前應當向責任教師申請，并在教師的陪同下進行實驗操作[5]。

（四）創新教學方法與教學資源

創新教學方法能夠實現對各類教學資源的最大化利用，基于此，高中生物教師在開展實驗教學活動時，要將關注點放在各種教學資源的有效整合上，從根本上提升高中生物教學的多樣性。通過教師的創新性教學行為對學生創新意識進行激發，逐步實現對學生創新能力的培養目標。

以高中生物人教版2019新版必修一“觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”探究實踐為例，為了讓學生能夠對根尖分生區組織細胞的有絲分裂過程進行準確觀察，教師在實驗教學過程中會先向學生播放與實驗內容相關的視頻，讓學生對有絲分裂過程進行觀察，并在學生觀察的過程中穿插講解相關的知識點，以期達到鞏固學生知識點理解與記憶的效果。雖然這種實驗教學方法較為有效，但是卻沒有體現出高中生物實驗教學與課程體系的創新性，長此以往會打擊學生的學習興趣，從而導致教學效果下降。因此，教師可以通過創新教學方法與整合教學資源的方式激發學生的學習熱情與探究欲望，也可以將生物實驗知識與其他學科知識有機融合起來，并借助創造問題情境的方式為學生的實驗操作探究過程提供指引[6]。在豐富的實驗教學方法下，有效突出了學生的課堂主體地位，最終實現對實驗教學有效性的提升，助力學生創新能力的全面發展。

結束語

總之，高中生物實驗教學中培養學生的創新能力有利于為國家整體的發展提供驅動力，同時有利于強化學生的科研態度?；诖耍咧猩锝處煴仨毩私猬F階段高中生物實驗教學培養學生創新能力存在的問題：教師過于重視理論教學，限制了學生創新能力的提升；實驗教學缺乏創新性，課程引導效果不佳；教學觀念與教學方法落后，嚴重影響實驗教學實效性；缺乏跨學科實驗設計，不利于培養學生的綜合性創新能力。同時，教師在不斷思考學生創新能力的有效培養路徑，通過積極轉變教師的傳統教育觀念，鼓勵學生開展自主性創新生物實驗項目，營造良好的生物實驗教學合作探究氛圍，創新教學方法與教學資源等路徑，達到更加理想的學生創新能力培養與學科核心素養培養目標。

參考文獻

[1]龔正道.如何在高中生物實驗教學中培養學生的創新能力[J].科普童話，2024（3）：72-74.

[2]彭江燕.高中生物實驗教學與學生創新能力的培養[J].科學咨詢，2020（26）：76.

[3]賈正福.高中生物實驗教學中學生創新能力與動手能力的培養[J].高考，2024（4）：101-103.

[4]譚明銳.論高中生物實驗教學中學生創新能力的培養策略[J].文淵（高中版），2024（3）：459-461.

[5]杜雨欣.論高中生物實驗教學中學生創新能力的培養策略[J].高考，2023（31）：21-23.

[6]張小春.高中生物實驗教學培養學生科學探究素養的研究[J].高考，2024（10）：100-102.