高中生物实验教学中学生创新能力培养策略研究

引言

在当前教育背景之下培养出的人才是缺乏创新能力的人才，是无法适应社会需求型的人才。素质教育已引起了社会的关注，我国教育部门现呼吁教师在教学中培养学生的创新能力，笔者根据多年的教学经验对高中生物实验教学中的创新能力进行研究并提出策略。

一、优化实验设计，激发创新思维

实验设计作为教学活动的核心环节，直接影响着学生创新能力的培养效果。传统的验证性实验往往预设固定流程和明确结果，学生只需机械执行操作步骤即可完成实验。这种模式虽然能巩固基础知识，却难以激发学生的创新思维。相比之下，开放性实验设计更能调动学生的主动性和创造性。在具体实施时，教师应当转变角色定位，从知识传授者转变为学习引导者。以人教版高中生物“探究影响酶活性的因素”实验为例，教材原本设计验证温度对酶活性的影响。教师可以突破这一限制，不预先规定具体变量，而是让学生自主选择pH 值、温度、抑制剂浓度等不同因素进行研究。学生需要自行查阅资料，设计对照组和实验组，制定操作步骤并预测可能结果。这种开放式的实验设计能带来多重教学效益。学生在选择研究方向时需要思考不同变量的科学依据，这培养了他们的信息筛选能力；在制定方案时要考虑实验可行性，这锻炼了他们的实践规划能力；在分析结果时要处理预期外的数据，这提升了他们的批判性思维。整个过程都贯穿着创新思维的培养。

二、鼓励自主探究，培养创新意识

自主探究是培养学生创新能力的核心环节。在实验教学过程中，教师需要转变传统讲授式的教学方式，将课堂主动权交还给学生。这种转变不是简单的放任自流，而是通过精心设计的问题链和适时的引导，让学生在探索过程中逐步建立科学思维。以人教版高中生物“探究植物细胞的吸水和失水”实验为例，教师可以这样实施：不直接告知学生如何配置蔗糖溶液浓度，而是让学生根据生活经验先提出假设。有的学生可能认为高浓度溶液会使细胞失水，有的则认为低浓度更适合观察。这时教师不急于评判对错，而是鼓励学生按照各自的想法配置不同浓度溶液进行尝试。当学生观察到不同浓度下细胞壁与原生质层分离程度不同时，教师再引导他们思考“为什么会出现这种现象”，让学生自己总结出溶液浓度与细胞吸水失水的关系。这种教学方式的关键在于把握指导的“度”。教师要在学生遇到困难时提供必要的支持，但避免过度干预。比如当学生无法判断细胞是否发生质壁分离时，教师可以提示“注意观察细胞壁与原生质层的位置关系”而不是直接告知答案。通过这样的引导，学生不仅能掌握实验技能，更重要的是培养了发现问题、分析问题和解决问题的创新能力。

三、创设问题情境，启发创新思考

教师需要根据教学内容和学生认知水平，设计具有启发性和挑战性的问题，引导学生在解决问题的过程中发展创新能力。从理论层面来看，问题情境的创设应当把握三个关键点：问题的开放性、适度的挑战性和与现实生活的关联性。开放性问题能够为学生提供多元思考空间，避免思维受限；适度挑战性的问题既能激发探究欲望，又不会让学生望而却步；与现实生活相关联的问题则能增强学生的代入感和探究动力。以人教版高中生物“探究酵母菌呼吸方式”实验为例，教师可以设计这样的问题情境：实验室现有器材有限，无法同时进行有氧和无氧条件下的对照实验，该如何设计方案来比较两种呼吸方式？这个问题既源于教材内容，又超越了教材中的固定步骤，学生需要综合运用所学知识，考虑变量控制、实验顺序安排等实际问题。在解决过程中，学生可能会提出多种方案：有的建议先进行有氧条件实验，后用同一装置改装进行无氧实验；有的提出可以分组同时进行不同条件的实验；还有的会思考如何利用现有器材创造无氧环境。教师应当鼓励各种合理设想，引导学生通过讨论比较不同方案的可行性。这种基于真实实验困境的问题情境，能够促使学生突破教材既定框架，在解决实际问题的过程中锻炼创新思维。

四、加强实践应用，提升创新能力

实践应用是检验创新能力的试金石，也是培养创新思维的重要途径。在高中生物实验教学中，将理论知识转化为实际应用，不仅能加深学生对概念的理解，更能培养他们解决现实问题的能力。这种教学方式强调学以致用，让学生在真实情境中发现问题、分析问题并创造性地解决问题。从教学理论来看，实践应用环节应当注重三个维度：与生活场景的关联度、操作过程的自主性和成果评价的多元性。教师需要选择贴近学生日常生活的实践主题，给予适当的操作自由度，并通过多种方式评估学生的实践成果，这样才能真正激发学生的创新潜能。比如在“微生物的培养与应用”单元中，教师可以设计“家庭环境微生物检测”实践活动。学生需要自主选择采样地点（如手机屏幕、门把手、厨房台面等），设计简单的培养基，观察不同环境中的微生物生长情况。这个活动既运用了教材中无菌操作、培养基配制等核心知识，又让学生亲身体验科学研究的过程。

在实践过程中，学生可能会发现不同采样点的菌落形态存在显著差异，进而思考背后的原因。有的学生会联想到日常清洁习惯的影响，有的则会关注环境温湿度的作用。教师可以引导学生设计对比实验，验证自己的假设，最终形成个性化的研究报告。这类实践项目打破了实验室的时空限制，将学习延伸到日常生活中。学生通过亲身参与，不仅巩固了理论知识，更重要的是培养了观察能力、分析能力和创新思维。

结语

高中生物实验教学中学生创新能力的培养需要多方面的策略支持。通过优化实验设计、鼓励自主探究、创设问题情境和加强实践应用等方法，可以有效提升学生的创新能力。这些策略的实施需要教师的精心设计和学生的积极参与，共同推动生物实验教学的创新发展。

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] 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.

[3] 吴可语 . 高中生物实验教学中学生创新能力培养策略探究 [J]. 科学咨询 ,2021(20):232-233.