浅析高中生物实验教学中如何培养学生创新能力

摘 要：生物学科在高中阶段占据着重要的地位，因其具有综合性的学科特点，更注重考核学生的综合能力。高中生物由理论教学与实验教学两部分构成，实验教学旨在培养学生的科学素养与基本的实验技能，同时还强调对学生创新能力的培养。本文首先对创新能力的概念与重要性进行简述，随后分析了现阶段高中生物实验教学中存在的难点，并以此为基础探究高中生物实验教学中培养学生创新能力的有效路径，助力学生学科核心素养与综合能力的全面提升。

关键词：高中生物；实验教学；创新能力

高中生物实验教学能够有效帮助学生巩固理论知识的掌握，同时引导学生在参与实验教学的过程中体会生物学习的乐趣，激发学生的学习兴趣，为培养学生生物学科核心素养奠定基础。新课标背景下，学生仅掌握生物学科理论知识与实践能力也是远远不够的，还需要关注对学生创新能力与创新意识的培养，以此确保生物实验教学活动的开展符合学生的学习与发展需求。

一、学生创新能力的概念简述

学生的创新能力主要包括学生面对问题时的独立思考能力、创造性思维能力、知识整合能力等多方面内容，是学生发现、提出、解决问题并创造价值的能力[1]。随着信息化时代的到来，各个学科教育教学的重要目标之一就是对学生的创新能力进行培养，促使学生即便面对愈发复杂多变的环境，仍能够有能力持续激发自身的学习潜力，助力学生的长远健康发展。

首先，观察力是培养学生创新能力的基础，通过强化学生的观察力培养，能够引导学生用更敏锐的眼光对周边事物与环境的细微变化进行观察与捕捉，从而在复杂的问题中发现解决问题的关键点。可见，观察力的培养有助于加深学生对事物的深入理解。

其次，想象力是帮助学生拓展思维、创新观点的重要技能，能够促使学生的思维进行发散，从而走向多样化的思考方向。让学生敢于尝试新的思维发展方向，以此实现对学生创新能力的激发，使学生在解决问题的过程中展现出强大的创造性。

再次，组成学生创新能力的还有批判性思维，能够促使学生有能力对已知的信息进行更深入的分析与评价，从而强化学生辨别问题的能力，让学生更加全面且准确地解决问题。学生批判性思维的培养为学生的实践探究与创新创意提供了积极的便利条件。

最后，合作能力是创新项目实施与落实的重中之重，对学生的合作能力进行培养，能够促使学生有能力与他人进行合作，实现资源信息的共享与互换。通过小组成员的协同努力，以此实现合作探究效果的最大化，在小组成员的努力下一同创造出更多具有创新性的想法。

二、高中生物实验教学中培养学生创新能力的必要性

（一）有利于为国家整体的发展提供驱动力

新时期背景下，素质教育理念在我国教育教学中的全面落实，促使创新能力已经被纳入学生能力培养的核心内容范围中。高中生物学科作为人才培养的重要载体，同样应当紧随时代的发展步伐，将学生创新能力的培养作为教育教学重点目标。高中生物实验教学中培养学生创新能力有助于引导学生逐渐形成发散性思维，从而实现对学生生物学科核心素养的培养，促使学生发展成为新时期社会所需要的生物人才，为国家整体的发展提供驱动力。

（二）有利于强化学生的科研态度

生物学科本身具有较强的实验属性，因此高中生物教学的重要组成部分就是实验教学，高中生物教学中最常用的直观教学法主要也是体现在实验教学过程中。高中生物实验教学能够通过启发学生的认知能力，帮助学生强化并巩limSnMDuNpGf55unUiDYJw==固生物知识的记忆和理解，促使学生能够掌握基本的实验操作技能，有助于对学生的思维能力、实践能力、观察能力进行全面培养[2]。此外，高中阶段学生的年龄特点决定其正处于实践能力飞速发展的重要时期，在高中生物实验教学中培养学生的创新能力，有利于强化学生的科研态度，促使学生在未来的学习生活中对科研一直保持积极的态度，从而为我国科研事业的发展保驾护航。

三、现阶段高中生物实验教学培养学生创新能力存在的问题

（一）教师过于重视理论教学，限制了学生创新能力的提升

高中生物实验教学中对学生创新能力的培养对教师的教学能力要求更高，教师必须要在有限的课堂教学时间内为学生创造丰富的实践机会，让学生能够通过参与实践活动强化对知识的理解，使学生的创新能力得到逐步提升。但对高中生物实验教学现状进行分析，发现一些教师在开展实验教学的过程中，仍旧将理论教学作为重点，将教学进度放在首要位置，忽略了在实验教学中对学生创新能力的有效培养。虽然在实验教学中能够实现对学生理论知识掌握的巩固，但是却无法促使学生的思维能力得到发展，学生的生物知识认知存在局限性，限制了学生创新能力的提升。

（二）实验教学缺乏创新性，课程引导效果不佳

现阶段，高中生物实验教学过程中融入了大量的现代化信息技术，为教学活动的开展提供了便利条件，打破了实验教学内容、形式的限制。教师可以在课堂上将实验过程通过视频的形式展现给学生，有助于提升学生的学习效果。信息技术在教育教学中的应用是一把双刃剑，虽然应用信息技术具有诸多优势，但是也会导致教师在教学过程中逐渐产生对信息技术的过分依赖。久而久之，实验教学缺乏创新性，从而导致课程引导效果不佳，学生无法在生物实验教学中感受创新意识的融入，严重阻碍了学生的长远发展。

（三）教学观念与教学方法落后，严重影响实验教学实效性

新课改背景下，高中生物教师在实验教学过程中应当对教学观念与教学方法进行积极转变，才能充分突出学生的课堂主体地位[3]。但是现阶段，部分教师仍旧采用落后的教学观念与教学方法，对新课标对高中生物教学提出的要求不够清晰，没有强化学生的自主学习能力与探究能力，导致学生无法在实验教学中获得思维能力的发展，严重影响实验教学实效性，同时也给学生创新能力的培养造成了重重阻碍。

（四）缺乏跨学科实验设计，不利于培养学生的综合性创新能力

高中生物实验教学与化学、物理等学科之间具有紧密的关联，现阶段绝大多数高中生物教师在进行生物实验设计时，都没有考虑跨学科实验设计的重要性。教师将实验教学完全局限在生物知识学科本身，缺乏跨学科实验设计，不利于培养学生的综合性创新能力。实验教学设计的局限性，严重削弱了学生发现学科间知识关联性的能力，导致学生缺乏知识的综合运用能力，从而没有为学生创新能力的培养奠定坚实的基础。

四、高中生物实验教学中培养学生创新能力的有效路径

（一）积极转变教师的传统教育观念

我国的高中生物教材每经过一段时间都会对其进行重新编制，每版教材的内容都存在一些区别与变化。以人教版2019新版教材为例，其中增加了大量需要学生动手实践操作的内容，能够充分体现出高中生物教学政策的变化，致力于培养学生的综合素养，强调实现学生的自我发展。因此，高中生物教师应当积极转变教学观念，从而打破教学观念对教学行为的限制，将应试教育思想逐渐转变为综合性的素质教育观念，重点培养学生的自主合作探究学习意识与创新能力，确保所有学生都能参与进课堂实验教学活动中。

以高中生物人教版2019新版必修一“探究植物细胞的吸水和失水”探究实践为例，本实验的主要目的就是让学生对水分进出植物细胞的现象进行了解，同时判断原生质层与半透膜之间的关系。传统的实验教学模式下，是由教师对实验进行操作，学生只是观看教师的实验操作行为，教师还会要求学生将教师的实验结果记录下来，但是这样的教学方法不仅不利于学生掌握相关知识，更会导致学生缺乏学习兴趣，不利于实现对学生的核心素养培养目标。基于此，教师应当转变传统的教学观念，应将实验的基础原理与操作流程告知学生，要求学生以小组为单位进行实验，同时鼓励学生对原有的实验操作流程进行创新，最后将实验结果用文字报告、PPT、视频等形式进行汇报。在自主合作探究实验的过程中，能够加深学生对实验原理的正确理解，还能够起到对学生创新能力的培养作用，激发学生的学习积极性，促使学生主动对现有的实验内容进行创新，从而感受生物实验教学的

魅力。

（二）鼓励学生开展自主性创新生物实验项目

高中生物实验教学中培养学生创新能力的有效路径之一就是鼓励学生开展自主性创新生物实验项目[4]。将生物实验的设计、开展权力完全交由学生，由学生根据自己的想法展开独立的实验设计与实验探究。学生在自主选择生物实验项目的过程中，不仅能够帮助他们巩固生物知识点，还能够对学生发现、提出、解决问题的能力进行有效锻炼，从而激发学生的科研积极性。

以高中生物人教版2019新版选择性必修二《人类活动对生态环境的影响》一课为例，教师不仅可以带领学生对教材内提供的实验活动进行探究，还要鼓励学生在教材的基础上通过自身的发散思维选择与实验主题相关的自主实验项目。基于此，能够实现对学生实验设计技能的培养，让学生有能力将生物知识与现实中的环境问题结合起来，使学生能够具备更加强烈的环境保护意识。在学生开展自主性创新生物实验项目的过程中，学生需要对问题进行分析，并制定实验方案与实验流程，最后还要对实验结果数据进行记录与评估。有利于强化学生的批判性思维培养，促使学生能够具备独立思考与解决问题的能力，同时引导学生产生对原有实验与结果的创新性认知，使学生能够用已有的知识储备提出并解决新的问题，实现对学生创新能力的全面培养。

（三）营造良好的生物实验教学合作探究氛围

在培养学生创新能力的过程中，营造良好的生物实验教学合作探究氛围具有重要的作用，能够有效激发学生的学习兴趣，促使学生积极寻求自主合作探究的契机，引导学生在团队合作探究的过程中感受生物实验与生物知识的魅力。同时要确保生物实验室环境的整洁度，并在实验室内配备充足的实验设备，让学生将专注力放在实验操作本身上，有利于提高学生的实验成功率。此外，学校应当尽可能确保实验室环境的开放性，鼓励学生利用课余时间进入实验室进行实验研究，从而激发学生的求知欲望与探究欲望，为学生创新能力的提升奠定基础。需要注意的是，虽然将生物实验室向学生开放，但是为了保证学生的实验安全性，在进入实验室前应当向责任教师申请，并在教师的陪同下进行实验操作[5]。

（四）创新教学方法与教学资源

创新教学方法能够实现对各类教学资源的最大化利用，基于此，高中生物教师在开展实验教学活动时，要将关注点放在各种教学资源的有效整合上，从根本上提升高中生物教学的多样性。通过教师的创新性教学行为对学生创新意识进行激发，逐步实现对学生创新能力的培养目标。

以高中生物人教版2019新版必修一“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”探究实践为例，为了让学生能够对根尖分生区组织细胞的有丝分裂过程进行准确观察，教师在实验教学过程中会先向学生播放与实验内容相关的视频，让学生对有丝分裂过程进行观察，并在学生观察的过程中穿插讲解相关的知识点，以期达到巩固学生知识点理解与记忆的效果。虽然这种实验教学方法较为有效，但是却没有体现出高中生物实验教学与课程体系的创新性，长此以往会打击学生的学习兴趣，从而导致教学效果下降。因此，教师可以通过创新教学方法与整合教学资源的方式激发学生的学习热情与探究欲望，也可以将生物实验知识与其他学科知识有机融合起来，并借助创造问题情境的方式为学生的实验操作探究过程提供指引[6]。在丰富的实验教学方法下，有效突出了学生的课堂主体地位，最终实现对实验教学有效性的提升，助力学生创新能力的全面发展。

结束语

总之，高中生物实验教学中培养学生的创新能力有利于为国家整体的发展提供驱动力，同时有利于强化学生的科研态度。基于此，高中生物教师必须了解现阶段高中生物实验教学培养学生创新能力存在的问题：教师过于重视理论教学，限制了学生创新能力的提升；实验教学缺乏创新性，课程引导效果不佳；教学观念与教学方法落后，严重影响实验教学实效性；缺乏跨学科实验设计，不利于培养学生的综合性创新能力。同时，教师在不断思考学生创新能力的有效培养路径，通过积极转变教师的传统教育观念，鼓励学生开展自主性创新生物实验项目，营造良好的生物实验教学合作探究氛围，创新教学方法与教学资源等路径，达到更加理想的学生创新能力培养与学科核心素养培养目标。

参考文献

[1]龚正道.如何在高中生物实验教学中培养学生的创新能力[J].科普童话，2024（3）：72-74.

[2]彭江燕.高中生物实验教学与学生创新能力的培养[J].科学咨询，2020（26）：76.

[3]贾正福.高中生物实验教学中学生创新能力与动手能力的培养[J].高考，2024（4）：101-103.

[4]谭明锐.论高中生物实验教学中学生创新能力的培养策略[J].文渊（高中版），2024（3）：459-461.

[5]杜雨欣.论高中生物实验教学中学生创新能力的培养策略[J].高考，2023（31）：21-23.

[6]张小春.高中生物实验教学培养学生科学探究素养的研究[J].高考，2024（10）：100-102.