摘要：本文聚焦高中生物学实验教学，针对传统课堂重知识轻实践、重结果轻过程的问题，提出通过情境重构、问题驱动和跨界融合三大策略提升学生创新实践能力。研究强调以真实生活为起点，将实验设计权交还学生，打破学科壁垒构建开放实践平台。

关键词：高中生物；实验教学；创新实践；情境重构；问题驱动

在 " 双减 " 政策与核心素养培养的双重背景下，高中生物学实验教学正经历从 " 验证性 " 向 " 探究性 " 的深刻转型。然而，当前实验课堂仍普遍存在 " 教师讲实验、学生看实验 " 的被动学习模式，实验器材成为 " 教材插图 " 的立体化呈现，学生创新实践能力培养严重滞后。

1 情境重构：让实验课堂" 活" 起来

传统实验教学常被固定步骤束缚：教师备好试剂，学生操作机械，结果预先可知。这种剥离情境的做法让科学探究失真，学生难以把握实验设计的内在联系。情境重构的思路，是把实验放回真实生活里，制造认知冲突点燃探索热情。“探究植物细胞吸水原理”实验里，教材的“萝卜条浸泡”被替换成“如何拯救蔫萎的绿萝”。学生先观察缺水的植物，自然提出疑问：直接浇水能快恢复吗？浸泡叶片有用吗？分组设计时，想法多样起来：有人打算用不同浓度盐水模拟土壤环境，有人设计对比实验看叶片不同部位恢复快慢，还有人想到用保鲜膜裹花盆减少蒸发。源于生活的挑战，迫使学生跳出书本，主动琢磨“变量控制”、对照设置这些要素。情境重构的核心，是打造“问题 - 探究 - 应用”的闭环循环。比如“酶的特性”实验，我们设置“厨房清洁剂研发”的情境。学生测试不同温度下加酶洗衣粉的去污力，但实验材料不限于教材指定的过氧化氢酶。有的组选了唾液淀粉酶看温度影响，有的组用菠萝蛋白酶试 pH 值，甚至有人从家带来不同品牌洗衣粉比较成分。实验结果有时和书本理论不符，例如某个牌子的洗衣粉在低温下去污反而更强。这时学生不得不重新检查自己的设计，翻文献查“酶固定化技术”，最后可能推测“洗衣粉里大概加了耐低温的酶”。这种围绕真实问题的探索，让学生真切感受到，科学知识既来自生活，最终也服务于生活本身。

2 问题驱动：在探索中点燃思维火花

常规实验课堂中的提问环节，时常落入一种表面热闹的境地。教师习惯使用“是不是”、“对不对”这类封闭句式，目标直指预定答案，学生讨论看似活跃却难以触及深层思考。这里强调的策略核心在于设计真正具备认知难度的问题。它通过一连串递进式提问，引导学习者完整经历“观察现象- 提出问题- 作出假设- 设计实验-分析结果”的过程。以“观察植物细胞有丝分裂”这个具体实验为例，教学没有机械照搬教材步骤。起始环节，教师展示了显微镜下混乱模糊的细胞图像，直接抛出问题：“为什么看不到教材中清晰的分裂相？这些模糊的细胞可能处于什么时期？”这个没有预设答案的开放问题，瞬间激发了学生强烈的讨论热情。课堂里出现了多种猜测：一部分学生认为解离时间太短，细胞未能充分分离；另一部分学生推断染色剂浓度可能不足；还有学生指出，取材部位的选择也许不够准确。接下来，在教师协调下，学生分成不同小组设计验证方案：A 组尝试延长解离时间，B 组增加染色剂用量，C 组则改用根尖分生区的细胞进行观察。实验得到的结果仍然不够理想。这时，一个学生突然提出新想法：“会不会是制片时压片力度不够？”这个意料之外的质疑，促使全班重新仔细检查实验操作的每一个细节步骤。最终，通过改进压片的具体方法，学生成功获得了清晰的显微图像。整个过程显示，当问题的开放程度和挑战性足够高时，学生更愿意主动调用自己掌握的知识，在不断的尝试与修正中，逐步形成新的理解和认知框架。

3 跨界融合：构建开放实验生态圈

传统实验教学常受限于四十五分钟课堂与标准化实验室环境，这种封闭状态明显压缩了探究活动的深度广度。跨界融合的做法试图改变这一状况，它努力消除学科分隔、时空限制及资源障碍，致力于构建一个整合课内课外、校内校外、线上线下的立体实践网络，为学生提供更广阔的创新空间。以“校园生物多样性调查”项目为例，我们联合地理学科共同实施了“生态校园规划”这一跨学科实践。具体分工是生物组承担物种分类统计任务，地理组负责分析地形与植被分布之间的关联，美术组绘制生态地图，信息技术组开发“物种查询 APP”。这种协作模式要求学生必须运用多学科视角审视问题。例如规划鸟类栖息地时，学生需要同时思考生物学领域的食物链关系，结合地理学涉及的朝向与光照条件，还要运用美学原则完成景观设计。最终形成的《生态校园建设方案》被学校采纳并执行，当学生观察到自行设计的鸟屋成功吸引红嘴蓝鹊时，其创新成就感真实而强烈。跨界融合还要求实践时空的延展。我们与本地环保局协作建立了“水质监测长期实践基地”，学生在此定期采集河水样本，使用生物传感器检测重金属含量，借助大数据平台追踪水质变化趋势。监测实践里学生发现教材介绍的“比色法”检测重金属效率较低，这促使他们自发组建技术攻关小组。查阅文献后他们尝试引入纳米材料改进检测方法。虽然最终方案因成本考量未能实际推广，但学生在项目汇报中完整展现了“发现问题 - 技术创新 - 社会应用”的思维链条，这正是培育创新人才所需的典型范式。打破校园围墙的实践，让学生真切体会到了“科学改变生活”的力量。

综上所述，本文提出的三大策略，本质上是通过重构学习关系（师生、学科、校社）来唤醒学生的主体意识，让创新实践成为水到渠成的自然过程。未来研究将进一步探索人工智能技术支持下的个性化实验指导，以及基于项目式学习的跨年级实践共同体建设，为生物学创新人才培养提供更丰富的实践样本。

参考文献

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[2] 舒桃萍 , 刘静 . 虚拟仿真实验在高中生物学教学中的应用现状及启示 [J]. 生物学教学 , 2025, 50 (07): 48-50.

[3] 王文斐 . 概念图应用于高中生物学实验教学的探索实践 [J].生物学教学 , 1-3.