高中生物实验教学中学生?创新能力培养策略探究

2022-05-30边疆

求知导刊 2022年19期

摘要：创新是一个国家不断发展的动力，而学校是培养创新人才的重要平台。在高中生物教学中，教师应借助实验教学来培养学生的创新能力，以此为学生的良好发展提供保障。文章主要探究了在高中生物实验教学中培养学生创新能力的策略。

关键词：高中生物;实验教学;创新能力;培养

作者简介：边疆（1984—），男，安徽省滁州市滁州中学。

生物学科是高中教育中重要的基础课程之一，是对生物结构、功能和发展规律进行研究的学科。生物学习不仅会影响学生的学习成绩和素养，还会对学生思想道德观念的发展产生直接影响。在高中生物教学中，生物实验教学是极为关键的内容，高中生物教师要借助生物实验教学激发学生的学习欲望，并鼓励学生开展实验创新，培养学生的自主创新能力。

一、在高中生物实验教学中培养学生创新能力的意义

人在实践过程中发挥创新能力，就能不断发展出新理论、新思想。要想在高中生物教学中全面培养学生的创新能力和创新思维，教师就要充分意识到，单纯的理论讲解、知识灌输是不够的，还应借助实践探究引导学生发展创新能力。教师要看到生物学科的理论性、实践性，引导学生积极参与实验活动，在实验中进行自主探究，从而更好地获取生物知识，实现对学生动手操作能力、知识理解能力和知识应用能力的培养[1]。这样学生就能在实验探究中获得新的思路和见解，从而产生新的思想和观念。学生在生物实验过程中逐步养成创新意识，并将其应用于生活的各个方面，能有效促进自身综合能力的发展。

二、利用高中生物实验教学培养学生创新能力的策略

（一）借助多样化教学方式培养学生的创新能力

高中生物教师在教学时应激发学生的学习兴趣，使其主动提升自身的创新能力。教师需要引导学生积极参与实验操作，使学生在实验中发现和解决问题。在实验教学中，为了调动学生的积极性，教师可以采取多样化的教学方式来吸引学生的注意力。教师可采用生活化教学。如在教学“还原糖鉴定”实验时，教师可以为学生介绍糖尿病的检测流程，并引入糖尿病的相关知识，将教材知识与学生的生活实际结合起来。生物理论知识与生活实际相结合可以增强学生学习还原糖鉴定实验的热情。

教师还可以为学生设置相应的教学问题，让学生带着问题进行实验探究和操作，促使学生在问题思考中提升学习兴趣，激活学生的创造思维[2]。如在教学“细胞有丝分裂”实验时，教师可以让学生思考：为什么实验操作中要在植物根尖5 cm处取材？为什么不取植物的其他部位？学生带着问题进行实验探究，不仅会被有趣的实验操作吸引，还可以在实验中更好地思考问题，并借助实验探究问题的答案，这有助于学生创造力的发展。

（二）借助生物实验操作培养学生的创新能力

高中生物教材的主要实验内容包括学生实验、演示实验等，这些实验又分为操作型实验、探究型实验以及观察型实验，教师在课堂上要引导学生进行实验操作、探究、观察，在课堂上利用实验验证科学研究结果，这样不仅能帮助学生学习生物知识，还可以培养学生的观察能力、动手能力，让学生在实验中拓展思维，在总结归纳问题的过程中提升创新能力[3]。生物是一门以实验为基础的学科，只有在实验的基础上总结规律，才能得出科学的结论。因此，高中生物教师在上课时要对实验操作予以重视，并将创新意识渗透到实验操作过程中，培养学生的创新精神。

高中生物教师要指导学生根据具体实验情况选择相应的实验器材。如在“色素的提取和分离”实验操作中，教师可以启发学生不采用教材中所使用的材料，而是利用一些植物叶子，如生菜叶、萝卜叶、莴笋叶等进行实验操作，鼓励学生开发新的实验材料，创新实验探究过程。由于学生在实验中所用材料不同，其得出的实验结果也存在一定差异，各组学生在相互交流中会深化对该实验的认识，学会从不同的角度思考问题，这对于学生创造力、创新思维的发展十分有利[4]。

（三）通过分析实验结果培养学生的创新能力

在高中生物实验教学中，教师不仅要关注学生对理论知识、实验操作等的掌握情况，还要关注学生对实验结果的分析[5]。在实验课上，如果教师只是单纯地引导学生进行实验操作，而忽略了让学生分析、总结实验结果，那么学生就会产生一种错觉，误以为只要完成指定实验步骤，实验就算做完了。久而久之，学生的实验分析能力和总结能力难以提高。事实上，教师注重引导学生对实验结果进行分析和总结，有利于学生创新能力的培养。教材中列出的经典生物实验都是诸多生物学家经过不断努力、反复探索后得出的。在实验教学中，教师要让学生意识到，生物实验的每一个环节、每一个步骤都很重要，它们之间相互联系、相互补充。教师要让学生根据实验结果分析出切实可行的改进方案[6]。学生在实验中难免会遇到各种问题，甚至会出现实验失败的情况，教师帮助学生改进实验方案能深化学生对相关实验的理解，使其顺利完成实验。

例如，在教学“观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，教师可以让学生自主调整蔗糖溶液的浓度，如在选择渗透剂时，选择40%、50%的蔗糖溶液进行分组探究，从而得出不同实验条件下的实验结果。教师要及时引导学生对实验结果进行分析，寻找导致不同结果的原因。这样的实验探究不仅能培养学生的独立思考能力，还能促进学生创新能力的发展。

（四）通过优化实验方式培养学生的创新能力

在高中生物实验教学中，受各种因素的影响，教师有时难以组织学生开展高质量的实验探究活动，所以教师要注重实验教学方式的优化创新，改善实验内容，使学生能够更加高效地开展实验探究活动[7]。教师可以引导学生结合生物理论更新实验内容，实现对学生创新能力的培养。

如在探究酶的专一性及温度对酶活性的影响时，教师可以在课堂上引导学生充分把握实验目标和實验原理，并在此基础上对实验内容进行创新。以“用加酶洗衣粉洗衣服”的实验情景为例，有学生认为可以通过改变污染物类型进行对比实验，如分别对被油渍、血污、果汁渍等不同成分污染的衣物进行实验探究;也有学生提出可以通过改变洗衣粉类型进行对比实验，如对被相同污染物污染的衣服，分别用复合酶洗衣粉、单一酶洗衣粉、普通洗衣粉进行实验探究。在“判断温度对酶活性的影响”实验中，教师可以引导学生通过改变水温来开展实验。灵活的实验探究内容能极大地促进学生实验素养的提升，为学生的综合发展提供保障。

（五）通过促进自主探究培养学生的创新能力

传统的高中生物教学大多以教师为主体，教师单方面地给学生讲解知识，很少组织学生开展实验探究，这导致学生的实验意识比较差，学生难以借助实验探究来培养自身的创新思维，不利于其创新能力的发展。即便是教师组织学生开展实验探究活动，也是先自己演示，然后学生根据教师的演示过程依葫芦画瓢，很少自主创新实验。有时教师的实验演示过快，学生难以理解记忆，常常忘记实验操作步骤[8]。鉴于此，在高中生物实验教学中，教师可以借助信息化手段帮助学生开展自主实验学习。如在教学“植物有效成分的提取”实验时，教师可以借助微课展示实验步骤，学生在进行实验前可以反复观看微课，熟悉实验过程，从而更加规范地完成实验[9]。完成实验后，教师鼓励学生开展创新性实验操作，尝试改变实验条件进行实验论证，以此实现对学生创新能力的培养。此外，教师还可以开展小组实验竞赛活动，如在“微生物的实验室培养”实验中，教师让不同学习小组自主设计实验方案，并据此进行相应的实验探究，最终对比各个小组的成果，选出最具创新性的实验方案，以此促进学生创新思维的发展。

三、关于在高中生物实验教学中培养学生创新能力的建议

（一）完善实验室设备和管理

随着教育改革的全面推进，当前对高中生物实验教学的要求也越来越高。就目前而言，部分学校现有的实验条件难以满足高中生物实验的要求，在这种情况下教师很难对学生的实验创新能力进行培养[10]。要想借助生物实验来培养学生的创新意识和探究能力，学校就要提高对实验设备的投入，采购相应的实验设备以及药品等，改善实验环境，为创新实验奠定良好基础。与此同时，部分高中缺乏专业的生物实验工作人员，这一职位往往是生物教师兼任，在一定程度上阻碍了生物实验的规范化开展，也不利于学生进行实验创新。对此，学校需要引入专业的生物实验室管理员，让其配合好高中生物教师的教学工作，以此更好地引导学生开展实验。

（二）改善实验教学理念

高中生物教师要充分意识到生物实验教学的重要意义，明白生物实验教学并不仅是为了让学生应对高考，还要培养学生的实践操作能力，强化学生的生物学科素养。教师在引导学生积极创新实验时，要激发学生的学习热情，使其在实验过程中发现、分析和解决问题，从而加深学生对理论知识的理解。教师应采取科学合理的教学措施，避免出现“教师讲实验、学生背实验”的现象，努力为学生营造轻松和谐的实验氛围[11]。在高中生物实验教学中，教师必须充分尊重学生的主体地位，积极转变实验教学观念，既要用实验培养学生的学习兴趣，又要让学生在实验操作中体会到理论知识的重要性。同时，教师还应鼓励学生在实验操作过程中融入自己的想法，不要一味地按照教材思路开展实验，要在创新中验证自己的想法。

（三）优化实验教学方式

学生虽然也可以通过教师演示实验直观地看到实验现象、结果，加深对理论知识的记忆，但是学生如果没有亲自操作，对理论知识的理解还是会不到位[12]。学生按照教材要求一步步地进行实验操作，尽管能锻炼自己的动手操作能力，但是操作的实验步骤都是已知的，会让他们产生“生物实验很简单”的错觉，不利于学生创新意识和探究精神的发展。因此，高中生物教师必须不断地优化创新实验教育方式，鼓励、引导学生大胆地质疑和创新，给学生提供机会去按照自己的思路准备实验、设计实验、开展实验，并在實验中强化学生的合作水平、实践操作能力和创新思维。

（四）改进实验评价体系

受应试教育理念的影响，很多高中生物教师仍然将笔试成绩作为评价学生实验学习成果的主要依据，过度重视答案正确与否。但笔试无法有效评价学生的实验态度、动手操作能力等，其给予学生的评价比较片面，有时还会打击学生的自信心。因此，高中生物教师需要进一步优化实验教学评价体系，对学生的实验学习进行全面评价，包括对学生的实验态度、具体操作能力、实验创新性等的评价。教师要善于发现学生在实验中表现出的优点，并给予学生肯定和鼓励，让学生感受到教师的认可。这样不仅能有效调动学生的思维，还能很好地培养学生的探究精神以及创新能力。

结语

高中生物实验教学不仅可以很好地培养学生的创新能力，还可以让生物教学活动更加契合新课改要求，有助于推进现代素质教育。高中生物教师应该对新型教学模式进行积极有效的探索，更新教学理念，在实验教学过程中有意识地培养学生的创新观念，发挥出生物学科的实践特性，为学生的综合发展提供保障。

[参考文献]

张丽娟.高中生物学科教学中学生创新能力培养策略探究[J].教育观察（下旬），2019（5）：54.

许年历.关于高中生物教学中学生创新能力的培养[J].天津教育（下半月），2019（2）：69-70.

高玲玲.高中生物实验教学中创新能力的培养途径探究[J].考试周刊，2019（30）：171.

王红玲.高中生物实验课教学中学生创新能力的培养：以观察DNA和RNA在细胞中的分布实验为例[J].课程教育研究，2019（29）：183.

王鹏.高中生物教学中学生创新能力培养策略探讨[J].考试周刊，2019（43）：169.

齐莹.高中生物教学中学生探究能力培养的策略[J].国际教育论坛，2020（8）：24.

马娟.高中生物实验教学中学生创新能力的培养[J].读写算，2019（6）：10.

郑媛.高中生物教学中学生创新能力培养策略探析[J].中学课程辅导（教学研究），2020（10）：34.

董世金，姜丽娟.高中生物实验教学与学生创新能力的培养策略研究[J].明日，2019（5）：113.