摘要：传统的高中生物实验教学大多依据教材中固定的步骤和预期结果进行授课，容易使学生感到枯燥乏味，不利于培养他们的创新思维和解决问题的能力。我们希望在教学过程中能跳出传统框架，引入新颖的实验设计、材料或方法，激发学生的好奇心和探索欲，使他们更加主动地参与到实验中来。这有助于在科学技术飞速发展的今天，即使生物学领域的新发现和新技术层出不穷，学生也能学以致用，为他们的未来发展奠定坚实的基础。同时，这也符合当前社会对创新型人才的需求。

关键词：科学探究；高中生物；实验教学；创新策略

一、高中生物实验教学面临的困境

高中生物实验教学是培养学生实践操作能力和创新思维的重要手段之一。新课程标准应落实以学生为主体，强调教师在教学过程中的引领主导作用。然而，当前的高中生物实验教学过程中存在许多问题

（一）教师主要依赖传统教学方法

近年来随着教学改革的不断推进，广东高考关于实验的占比和出题形式发生了很大改变。例如2024年广东卷的15题，以选择题的形式列表格考察酶活性的实验；17题，以柱状图形式考察对两种药物设计方案的理解；19题，以四个实验，22个柱图考察植物激素对水稻幼苗根伸长的调控实验；20题，以表格形式考察学生的实验方案的设计能力。由此不难看出，生物实验题成为了新教材新高考重点方向，并且不同题型中问题解答过程所涉及到的教学内容除了基础的实验原理和实验思维外，更多的是情境的复杂多变，要求学生能够全面充分了解出题者的意图、要考察的知识点以及对实验结果进行详细的预测。在传统的高中生物教学中，实验课的课时在总课时中占比少，这就导致教师很多时候在设计教学内容时，不能很好的深化学生对实验原理和过程的理解。而科学探究思维是高中生物学科核心素养的重要构成部分，强调在认识事物发展规律的基础上进行科学的思考和合理的探索，培养学生科学探究思维的重要途径就是实验教学实践。

（二）实验设备与师资不足

在县域高中往往面临实验设备短缺的问题，无法为所有学生提供充足的实验器材和试剂。这直接限制了生物实验的开展，使得许多实验只能停留在理论讲解阶段。生物教师数量有限，且往往身兼数职，难以专注于实验教学。同时，缺乏专业的实验指导教师，导致实验教学的质量和效果难以保证。

（三）生物实验与学生生活经验存在差异

在人教版高中生物教材中，确实存在一些实验所使用的材料与学生日常生活认知存在一定距离。例如，在探究酵母菌细胞的呼吸方式实验中，实验所用的材料酵母菌可以用来酿酒和发面做馒头包子，学生在理解实验原理和现象时难以与自身生活经验相联系。例如，在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，虽然能够帮助学生理解酶的催化作用，但实验所需材料和条件，难以将所学知识直接应用于解决实际问题。例如，在绿叶中色素的提取和分离实验中，实验过程涉及研磨、过滤、层析等步骤，最后的实验结果通常是通过滤纸条上不同颜色的色素带来展示的。虽然这些色素带能够直观地展示不同色素的分离情况，但学生可能难以将这一结果与他们在日常生活中观察到的植物颜色变化相联系，他们可能不清楚为什么不同植物在秋季会呈现不同的颜色。

以上这些问题限制了学生主动性和创造性的发挥，降低了实验教学的效果。因此，对高中生物实验进行创新显得尤为必要。

二、高中生物实验教学的创新策略

（一） 转变教学观念，强化实验细节与优化评价

首先，教师需要积极转变教学观念，从传统的以教师为中心的教学模式转变为以学生为主体的教学模式。教师应明确生物是一门以实验为基础的学科，实验不仅是理论知识的验证，更是培养学生探究精神和创新能力的重要途径。因此，教师应巧用情景素材进行导入，注重激发学生的兴趣和探究欲，让学生在实验过程中主动学习、积极思考。

（二）优化实验材料与方法

选择合适的实验材料是实验成功的关键。教师应充分考虑材料的性质、适用范围以及是否易于获取等因素，并尝试引入新型实验材料以适应现代生物科学的发展。同时，实验方法的改进也是必不可少的，教师应采用先进的实验方法以提高实验的精确性和效率。例如，在探究土壤微生物的分解作用实验中，落叶在土壤微生物的作用下腐烂周期太长。我们可以将落叶进行干燥粉碎后制备成培养基，接种土壤微生物后再几天时间里即可观察到明显的现象。在此基础上，我们可以在刚果红染色后，在培养基上进行微生物的绘画。通过这些途径鼓励学生发挥创造力，提出自己的实验方法，培养其独立思考和解决问题的能力。为了提高学生对实验的兴趣，教师可以引入一些与生活密切相关的实验内容，如环保、健康等领域的问题。这样不仅能帮助学生更好地理解和掌握生物知识，还能培养他们的科学素养和社会责任感。

（三）科教融合，拓展学生视野

党的二十大报告提出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性支撑。教育是国家发展的基石，也是培养创新人才的基础。我们需要深化教育改革，提高教育质量，注重培养学生的的创新精神和实践能力。这包括推进素质教育，加强科学课程建设和教学方法创新，以及鼓励学生参与科研项目和实践活动。在县域校园资源有限的情况下，我们学校联合广东省白溪省级自然保护区构建了自然课堂，借助这个平台构建了我校和大学高校的桥梁。

例如，在基因工程实验中，平时教学仅仅局限于传统的质粒提取、转化等经典实验步骤，而是在科教融合的背景下，被鼓励探索新的基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统。高校的导师引导我们如何探索性地进行实验设计，激发学生的创新思维和兴趣。让学生不再只是被动地接受知识，而是主动地确定实验目的、选择合适的实验材料和方法、制定详细的实验步骤，并预测可能的实验结果。最终形成的提出问题、设计方案，并在实践中验证自己的想法，这种过程式的学习方式能够让学生更加深入地理解基因工程的原理和应用，同时也培养了他们的创新思维和解决问题的能力。学生思考如何利用这一技术来解决特定的生物学问题，比如改善作物抗性、治疗遗传疾病等。

在基因工程实验中，学生需要运用生物学、化学、物理学以及信息技术等多学科的知识。他们需要了解DNA的结构和性质（生物学），掌握PCR扩增技术（化学与生物学结合），运用显微镜观察实验结果（物理学与生物学结合），以及利用生物信息学软件分析实验数据（信息技术）。跨学科的学习经历有助于学生打破学科壁垒，形成更加全面和系统的知识体系。同时，它也能够培养学生的综合应用能力和跨学科思维能力，使他们在高考过程中即使面对复杂问题时也能够运用多学科的知识和技能进行综合分析和解决。

（四）在实验中学习，在实践中前进

当然传统的实验教学也有许多优点，那就是教师按部就班地引导学生进行预实验、做实验和总结与反思，形成一个教学闭环。前期，学生对实验原理方法和过程结果的总结能力还是较弱的，课后需要教师深入题海从模拟卷或高考卷中进行精选精编习题，开展实验专题习题课的教学。如在探究植物细胞的吸水和失水实验中，要求学生在限定时间内完成下列学习任务：问题1.实验依据的原理是什么？为了理解即将观察到的现象，我们先引导学生探讨一下细胞壁和原生质层在细胞质壁分离中各自扮演什么角色。细胞内的液体（细胞液）与外部环境之间的渗透作用是如何影响细胞形态的？接着引出问题2.实验如何作出假设？为了更清晰地观察到质壁分离的过程，你认为应该采取哪些观察方法和步骤。接着引出问题3．写出实验步骤；最后让学生思考与观察实验现象，得出最后一个问题4．预测实验的结果及结论。学生完成预习学案后，先进行组内和组间讨论，最后每组推荐一份作业上交。教师可以借助多媒体投影仪引导学生点评，指出每份作业的优缺点，进一步引导学生总结出科学完成实验的一般规律和方法。

三、结语

通过在教学过程中转换教师角色，引入创新的实验设计、材料或方法，激发学生的好奇心和动手能力。在实验中学习，在实践中前进，学生的科学思维与科学探究能力，思辨创新与迁移运用等高阶思维能力得到进一步提升。帮助学生感悟知识的实践意义，使他们更加主动地参与到实验中来，养成实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，涵育社会责任，促进学生核心素养的全面发展。

四、参考文献

[1]彭军生.高考实验设计题下的高中生物实验教学创新策略[J].课程教育研究，2018，（02）：151.

[2]潘丽云.基于科学探究思维培养的高中生物实验教学策略研究[J].教师，2023，（36）：63-65.

[3]刘玉芬，王茂云.浅谈提高高中生物实验教学效率的几点策略[J].学周刊，2018，（34）：56-57.DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.34.033.

[4] 樊荧荧 . 基于具身认知的高中生物实验教学反思与重构——以“绿叶中色素的提取和分离”为例 [J].教育与装备研究，2020，36（11）：57-59.

[5]迪杨 . 数字化实验促进高中生物实验教学模式转 型研究——以比较过氧化氢在不同条件下的分解实 验为例 [J]. 中国信息技术教育，2023（3）：99- 101.