初中生物實驗探究教學培養學生創新能力的實踐探索

摘 要：在教育改革與科技創新的大背景下，文章深入剖析了初中生物實驗探究教學對于培養學生創新能力的必要性，通過創設問題情境、鼓勵自主設計實驗、實施開放實驗項目、組織小組合作探究以及引入前沿拓展實驗等策略，激發學生的創新思維，培養創新能力。實踐結果表明，該策略不僅極大地提升了學生對生物學科的學習興趣與實驗操作技能，還顯著促進了其綜合素養與創新能力的全方位提升。

關鍵詞：實驗探究教學；創新能力；培養策略；初中生物

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2025）14-0143-03

收稿日期：2025-02-15

作者簡介：桑梅萍，本科，中學一級教師，從事初中生物教學研究。

隨著科技的飛速發展和社會的不斷進步，創新能力已逐漸成為衡量個人綜合素質和社會競爭力的重要指標。初中階段是學生創新能力培養的重要時期，而生物實驗探究教學作為科學教育的重要組成部分，對于培養學生的創新能力具有獨特的優勢。基于此，文章對初中生物實驗探究教學進行了深入的實踐探索，以期為教育改革提供有益的參考和借鑒。

1 初中生物實驗探究教學培養學生創新能力的必要性

1.1 適應教育改革的需要

初中生物實驗探究教學作為教育改革的重要組成部分，其培養學生創新能力的必要性日益凸顯。傳統的教學方式往往側重于知識的傳授和記憶，忽視了對學生創新思維和解決問題能力的培養。而實驗探究教學則截然不同，它倡導學生在實踐中學習，鼓勵學生通過動手操作、細致觀察、深入分析以及積極討論、交流等多元化方式，激發探索未知的欲望。同時使學生學會獨立思考，勇于直面挑戰，積極尋求解決方案，從而在不斷實踐中逐步構建個人的知識體系與能力體系。初中生物實驗探究教學在培養學生創新能力方面的實踐，不僅緊密貼合了當前教育改革所倡導的“以學生為中心，強化實踐能力與創新精神培養”的核心理念，更為培養適應未來社會發展需求的高素質人才開辟了新的路徑。

1.2 促進學生的全面發展

學生的全面發展是教育的重要目標之一，而創新能力作為其中的重要因素，對于促進學生的全面發展具有不可替代的作用。初中生物實驗探究教學通過創設豐富的實驗情境，讓學生在實踐中感受科學的魅力，激發對生物學科的興趣和熱愛。在實驗過程中，學生需要運用所學知識解決實際問題，這不僅加深了他們對知識的理解和掌握，還培養了他們的觀察力、分析力、判斷力和創造力。同時，小組合作探究的學習方式也促進了學生之間的交流與合作，培養了他們的團隊合作精神和溝通能力。這些能力和素養的提升，為學生的全面發展奠定了堅實的基礎，使他們能夠在未來的學習與生活中更加自信地應對各種挑戰[1]。因此，初中生物實驗探究教學在促進學生全面發展方面，具有不可替代的價值和意義。

2 初中生物實驗探究教學培養學生創新能力的實踐策略

2.1 創設實驗問題情境，激發創新思維

在“創設實驗問題情境，激發創新思維”這一策略的實施中，初中生物教師可以通過精心設計貼近學生生活、富有趣味性和挑戰性的問題情境，引導學生主動思考，激發他們的創新思維[2]。以人教版七年級上冊“綠色植物與生物圈的水循環”內容為例，教師可以設計實驗問題情境：同學們，我們都知道植物通過葉進行光合作用，但你們是否想過，植物是如何從根部吸收水分，并將這些水分運輸到葉中，最終又以水蒸氣的形式釋放到空氣中的呢？假設我們是一個小小植物學家，現在手中有一株嫩綠的盆栽植物和一些簡單的實驗器材（如透明塑料袋、膠帶、尺子、計時器），你們能設計一個實驗來觀察并解釋這個過程嗎？

這樣的問題情境使學生立即被帶入了一個充滿好奇和探索欲的情境中，他們開始思考水分在植物體內的運輸路徑，并嘗試用所學知識和已有實驗器材設計實驗。有的學生會想到用透明塑料袋罩住植物的枝葉部分，觀察是否有水珠形成或水蒸氣凝結；有的學生會用尺子測量植物在一段時間內的生長變化，以此來推斷水分對植物生長的影響；還有的學生可能會考慮設計對照實驗，探究不同環境條件下（如光照、溫度）植物水分蒸發的差異。這樣的實驗問題情境不僅激發了學生的創新思維，還促使他們主動運用所學知識解決問題，培養了他們的實驗設計和探究能力。

2.2 鼓勵自主設計實驗，培養創新能力

在實施“鼓勵自主設計實驗，培養創新能力”的策略時，教師應成為學生學習的引導者和合作伙伴，通過創設開放且具有探索性的學習環境，激發學生的好奇心與創造力[3]。以人教版七年級上冊“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”內容為例，教師可以先引導學生回顧光合作用的基本概念與過程，然后通過展示不同光照條件下植物生長狀態的對比圖片或視頻，引發學生思考：光照強度如何影響植物的光合作用效率？接著，不給出實驗方案，鼓勵學生分組討論，自主設計實驗來驗證該假設。

在設計過程中，教師應提供必要的指導，如實驗變量的控制（如設置不同光照強度的實驗組與對照組）、觀察指標的選擇（如葉片顏色、植物生長速度或氧氣釋放量）、實驗步驟的合理性等，但不限制學生的具體思路。學生可能會提出使用不同功率的燈泡模擬不同光照強度，或使用光合作用速率測定儀等創新方法。在實驗實施階段，教師可以鼓勵學生動手操作、記錄數據、觀察現象，并嘗試解釋實驗結果；在實驗結束后，還可以組織學生進行成果展示與交流，分享實驗設計思路、遇到的問題及解決方案，鼓勵學生相互評價，進而形成批判性思維和創造性思維。實踐過程中，學生不僅加深了對光合作用原理的理解，更重要的是，他們學會了如何提出問題、設計實驗、收集數據、分析結論，從而有效培養了創新能力。

2.3 實施開放實驗項目，拓展創新空間

在初中生物實驗探究教學中，實施開放實驗項目以拓展學生的創新空間，是提升學生創新能力的重要策略。該策略旨在打破傳統實驗的束縛，鼓勵學生主動探索、自主設計實驗，從而培養其創新思維和實踐能力[4]。具體實施時，教師可結合生物教材的相關內容，設計一系列開放性的實驗項目。以人教版八年級上冊中的“保護生物的多樣性”內容為例，教師可以引導學生走出課堂，進行實地考察或社區調研，如組織學生到附近的自然保護區、濕地公園或城市綠地，觀察并記錄不同種類生物的生存狀況及其生態環境。在考察過程中，教師可以鼓勵學生提出自己的觀察問題和研究假設，如哪些環境因素對某物種的多樣性影響最大？人類活動如何影響生物多樣性的變化？

回到實驗室后，教師可以根據收集到的數據，設計一系列開放性的實驗項目，讓學生自由選擇感興趣的方向進行深入探究。在實驗過程中，教師應注重培養學生的獨立思考和團隊合作能力，鼓勵他們勇于嘗試新方法，敢于質疑傳統觀念。通過參與開放實驗項目，學生不僅能夠深入理解生物多樣性的重要性及其保護方法，還能在實踐中鍛煉自己的創新思維和解決問題的能力，從而不斷拓展自己的創新空間。

2.4 組織小組合作探究，激發創新火花

在初中生物實驗探究教學中，組織小組合作探究是激發學生創新火花的有效策略。該策略的實施，不僅促進了學生間的互動與合作，還極大地提升了他們的創新能力和團隊協作能力[5]。以人教版七年級上冊中的“植物細胞”內容為例，教師可以布置一個綜合性的探究任務，如“設計并制作一個能夠清晰展示植物細胞結構的模型”。隨后，教師可以根據學生的學習能力和興趣，將學生分成若干小組，每組4～6人，確保組內成員能夠優勢互補，共同完成任務。

接下來，各小組需制定探究計劃，包括選擇哪些植物樣本、采用何種觀察方法（如顯微鏡觀察）、如何記錄觀察結果等。在此過程中，教師應充分激發學生的創造力，鼓勵他們嘗試新穎的實驗方案，如探索不同染色劑對細胞結構可見性的提升效果，或利用數字顯微鏡技術實現更精細地觀察。在小組探究過程中，教師應扮演引導者和支持者的角色，鼓勵學生積極討論、分享發現，并引導他們從多個角度思考問題。當小組遇到難題時，教師可以適時提供線索或建議，但避免直接給出答案，以激發學生的自主探索和創新能力。最終，各小組需整理匯總探究成果，并準備詳盡的匯報展示。在探究過程中，教師應鼓勵其他小組積極提問與點評，營造一個開放、活躍的交流氛圍。通過小組合作探究活動，學生不僅能夠深刻掌握“植物細胞”的相關知識，還能在合作與交流的碰撞中激發創新的火花，同時培養問題解決能力和團隊合作精神。

2.5 引入前沿拓展實驗，深化創新實踐

在“引入前沿拓展實驗，深化創新實踐”策略的實施中，初中生物教師應積極關注生物學領域的最新研究成果與技術進展，結合生物教材的內容，設計并引入一系列前沿拓展實驗。例如，在人教版八年級下冊中，當講到“生物的遺傳與變異”內容時，教師可以引入基于CRISPR-Cas9技術的簡易模擬實驗，讓學生初步了解該革命性基因編輯工具的工作原理。

具體實施時，教師可以先通過多媒體展示CRISPR-Cas9技術的視頻資料或圖文介紹，引發學生的興趣和好奇心。隨后，利用模擬試劑或模型，設計一個簡化的實驗流程，讓學生模擬“切割”DNA片段并“粘貼”新基因的過程。雖然實際操作中不涉及真實的基因編輯，但模擬實驗能夠讓學生直觀感受到基因科技的魅力，激發他們探索未知、創新實踐的熱情。在實驗過程中，教師應鼓勵學生提出自己的假設和疑問，引導他們通過小組討論或查閱資料尋找答案。同時，教師還可以設置開放性問題，如CRISPR-Cas9技術可能帶來哪些社會倫理問題？以促進學生深入思考，培養其批判性思維和創新能力。通過前沿拓展實驗，學生不僅能夠加深對生物學基礎知識的理解，還能拓寬視野，了解科技前沿動態，激發對生物科學的濃厚興趣，從而在創新實踐的道路上邁出堅實的一步。

3 結束語

綜上所述，本文通過對初中生物實驗探究教學在培養學生創新能力方面的實踐探索，總結了一系列切實可行的教學策略。這些策略不僅成功激發了學生的學習興趣和探究熱情，還顯著促進了他們創新思維和創新能力的發展。同時，策略的實施也有效提升了學生的綜合素質和團隊協作能力，為他們未來的學習生涯和人生道路奠定了堅實的基礎。因此，初中生物教師應積極轉變教學觀念，不斷探索并應用新的教學方法和手段，以更加開放和創新的方式，為學生的全面發展創造更加優越的條件。

參考文獻：

［1］竇琦。初中生物實驗教學中創新思維培養[J]。文理導航，2023（11）：28-30。

[2] 許秋紅。核心素養視域下的初中生物教學探索[J]。新課程研究，2023（S1）：97-99。

[3] 鄭圣英。創新能力在初中生物實驗探究教學中的培養策略[J]。新智慧，2020（26）：121，124。

[4] 黃建新。初中生物實驗中培育學生創新能力的教學策略[J]。吉林教育，2023（12）：60-62。

[5] 鐘漢蘭。初中生物實驗教學中學生創新能力的培養[J]。中學教學參考，2021（9）：58-59。

［責任編輯：孫美齊］