探究基于学生创新思维培养的高中生物实验教学改进

引言

在当今知识经济时代，创新能力已成为衡量一个国家和民族综合竞争力的重要指标。教育作为培养创新人才的主阵地，承担着重要的使命。高中生物课程作为自然科学的重要组成部分，其实验教学对于培养学生的科学素养、实践能力和创新思维具有关键作用。然而，传统的高中生物实验教学往往侧重于知识的传授和技能的训练，忽视了学生创新思维的培养。这种教学模式导致学生在实验过程中缺乏主动性和创造性，难以真正理解生物科学的本质和价值。因此，探究基于学生创新思维培养的高中生物实验教学改进具有重要的现实意义。

一、当前高中生物实验教学存在的问题

（一）实验教学目标定位偏差

部分高中生物实验教学目标主要集中在让学生掌握实验操作技能和验证课本知识，而对于培养学生的创新思维和科学探究能力重视不足。教师在制定教学目标时，往往缺乏对学生创新意识和创新能力培养的具体规划和明确要求。例如，在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，教师通常只是要求学生按照既定的步骤完成实验，观察实验现象，得出课本上已有的结论，而没有引导学生思考实验的改进方法、探究不同条件对实验结果的影响等问题。这种目标定位偏差使得实验教学难以激发学生的创新思维，学生仅仅是机械地完成实验任务，无法真正体会到生物实验的乐趣和价值。

（二）教学方法单一

目前，高中生物实验教学方法较为单一，主要以教师演示实验和学生模仿操作为主。教师在课堂上详细讲解实验步骤和注意事项，然后进行演示操作，学生则按照教师的示范进行重复实验。这种教学方法虽然能够保证实验的顺利进行，但限制了学生的自主思考和创新空间。学生在实验过程中缺乏主动性和探索精神，只是被动地接受教师传授的知识和技能。例如，在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，教师往往直接告诉学生使用哪种试剂、按照什么比例进行提取和分离，学生只需按照教师的要求进行操作即可，很少有机会自己去尝试不同的方法和材料，从而影响了学生创新思维的发展。

二、基于学生创新思维培养的高中生物实验教学改进策略

（一）明确实验教学目标，聚焦创新思维培养

要改进高中生物实验教学，首先要明确实验教学目标，将培养学生的创新思维作为重要的教学目标之一。教师在制定教学目标时，应充分考虑学生的实际情况和创新能力发展的需求，制定具体、可操作的创新思维培养目标。例如，在“探究影响酶活性的条件”实验中，教师可以将教学目标设定为：让学生通过自主设计实验方案、探究不同条件（如温度、pH 值等）对酶活性的影响，培养学生的创新思维和科学探究能力。在实验过程中，教师要引导学生提出问题、做出假设、设计实验、进行实验操作、分析实验结果和得出结论，让学生在探究过程中不断思考、尝试和创新。

（二）丰富教学方法，激发学生创新兴趣

为了激发学生的创新兴趣，教师应丰富高中生物实验教学方法。可以采用探究式教学法、项目式学习法、小组合作学习法等多种教学方法相结合的方式。例如，在“生态系统的稳定性”实验中，教师可以采用探究式教学法，让学生自主探究生态系统的组成成分、结构和功能，以及生态系统稳定性的影响因素。教师可以提出一些具有启发性的问题，如“如何设计一个稳定的生态系统？”“哪些因素会影响生态系统的稳定性？”等，让学生通过查阅资料、小组讨论、实验探究等方式来解决问题。教师还可以采用项目式学习法，让学生以小组为单位开展生态系统模型制作项目，培养学生的团队合作精神和创新能力。在项目实施过程中，学生需要自主设计生态系统模型的结构和功能，选择合适的材料和方法进行制作，并对模型的稳定性进行监测和评估。通过这些教学方法的应用，能够激发学生的创新兴趣，提高学生的创新思维能力。

三、优化实验资源配置，保障创新实践

（一）加强实验室建设

学校应系统规划生物实验室建设，提升资源配置的科学性与前瞻性。通过加大经费投入，更新和补充关键实验仪器，如荧光显微镜、高速冷冻离心机、实时荧光定量 PCR 仪等，满足分子生物学、细胞工程等前沿实验需求。实验室空间设计应遵循功能分区原则，划分基础实验区、综合探究区与创新实验区，其中创新实验区采用开放式管理模式，配备可重构实验台、共享仪器平台及数字化数据采集系统，支持学生自主设计与跨学科探究。实验材料的种类与规格应覆盖课程标准与拓展性课题双重需求，建立动态补充机制。管理制度方面，需构建涵盖设备使用登记、安全操作培训、试剂分类存储与废弃物处理的全流程管理体系，引入信息化管理平台实现资源使用可追溯，保障实验活动的安全性、规范性与可持续性，切实支撑学生创新实践的常态化开展。

（二）开发利用课外实验资源

除了学校实验室的资源外，教师还应引导学生开发利用课外实验资源。可以组织学生到野外进行实地考察，观察生物的生存环境和生活习性，开展一些与生态环境相关的实验探究活动。例如，教师可以带领学生到公园、农田、湿地等地方，开展“调查当地的生物多样性”“探究农田生态系统的能量流动”等实验活动。教师还可以鼓励学生利用家庭中的常见物品开展一些简单的生物实验，如用洋葱、大蒜等材料进行植物细胞的有丝分裂观察实验，用酸奶机制作酸奶等。通过开发利用课外实验资源，能够拓宽学生的实验视野，让学生在不同的环境中开展实验探究活动，培养学生的创新思维和实践能力。

结论

基于学生创新思维培养的高中生物实验教学改进是一项系统而长期的工程。通过对当前高中生物实验教学存在的问题进行深入分析，我们明确了实验教学目标定位偏差和教学方法单一等问题是制约学生创新思维培养的主要因素。针对这些问题，我们提出了明确实验教学目标、聚焦创新思维培养，丰富教学方法、激发学生创新兴趣，优化实验资源配置、保障创新实践等改进策略。在实际教学中，教师应积极转变教学观念，将创新思维培养贯穿于生物实验教学的全过程，不断探索和实践新的教学方法和策略。通过这些改进措施的实施，有望提高高中生物实验教学质量，有效培养学生的创新思维和实践能力，为学生的未来发展奠定坚实基础。学校和教育部门也应给予支持和保障，为高中生物实验教学的改进创造良好的条件。

参考文献：

[1] 许妍 . 浅析在高中生物实验教学中培养学生创新思维能力的策略 [J].天天爱科学 ( 教学研究 ),2022,(03):15-16.

[2] 李春霞 . 高中生物教学中培养学生创新思维能力的策略研究 [J]. 数理化解题研究 ,2024,(24):133-135.

[3] 谢巧珑 . 高中生物实验教学中学生创新思维的培养 [J]. 当代家庭教育 ,2022,(20):31-34.

[4] 王琴 . 浅谈在高中生物探究性学习中学生创新思维的培养 [J]. 文理导航 ( 中旬 ),2021,(06):74+80.