在高中生物学教学中培育学生创新素养的策略
张素娇
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张素娇,. 在高中生物学教学中培育学生创新素养的策略[J]. 生物学报,2024.1. DOI:10.12721/ccn.2024.157010.
摘要:
创新素养是生物学和生物科学教育的核心要素。通过深入探索和精炼人教版教科书中的内容,教育工作者可以强化这种素养的培养。引导学生主动投身于创新型实践,帮助学生在完成各类任务时构建生物学的基本概念。在此过程中,重点发展学生的创新思维能力,并逐步塑造学生的创新人格特质,从而为高中阶段创新人才的培育提供助力。
关键词: 高中生物;创新实践;创新思维;创新人格
DOI:10.12721/ccn.2024.157010
基金资助:

引言:

党的二十大报告强调了科技作为首要生产力、人才作为最重要资源以及创新作为主要推动力的理念,并指出要集中力量培养一流创新人才。《关于深化考试招生制度改革的实施意见》明确了选拔具备学科专长及创新潜力的杰出学生的重要性,同时呼吁高中学生综合素质评价的标准化,强调社会责任、创新精神和实践技能的重要性。《国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》则强调了在普通高中阶段培育学生的创新思维和实践技能,以及提升人文和科学素养的必要性。《普通高中生物学课程标准(2017年版,2020年修订)》也强调了发展学生的科学核心素养,培育其创新精神和思维,以及创新实践能力。这些方针和政策无一例外地指向了创新素养的培育和创新人才的培养这一共同目标。

1.厘清创新素养的内涵是培育的前提

创新素养通常指个体在认知、情感和技能三个维度上的综合能力,这包括创新人格,创新思维以及创新实践能力。在高中生物学教学中,厘清这一概念,意味着教师需明确教学的目标不仅仅是传授知识,更重要的是培养学生的探究精神和解决问题的能力。其中教育的本质在于培养全面发展的个体,这一点在《普通高中生物学课程标准(2017年版,2020年修订)》中得到了深入的体现,高中生物教学不再局限于传统的知识灌输,而是转向了更为注重学生创新素养的提升。

2.在高中生物学教学中培育学生创新素养的策略

2.1引导学生参加创新实践活动

在教学高中生物必修二《遗传与进化时》,学生在之前的课程中已经接触过遗传学基础,为了进一步学习红绿色盲的遗传特性,在教授相关课程内容之前,可以组织学生进行一项关于红绿色盲遗传情况的探究。这项探究要求学生在尊重隐私的基础上,设计并实施一个小规模的流行病学调查,收集数据来分析红绿色盲在不同人群中的分布情况。在这个过程中,学生需要明确探究的目标,例如遗传模式,探究其为伴X隐形遗传还是伴X显性、探究其发病率还有性别差异等,并将这些目标细化为可操作的调查点。学生需要运用临界思维来设计问卷,确保调查问题的科学性和有效性,并利用创新思维来解决在调查过程中遇到的实际问题,比如如何提高问卷的回收率和有效性。学生可以使用微信中的小程序如“问卷星”进行数据收集,这样既方便又高效。在收集和分析数据后,学生需要将研究成果具体化,并在班级中展示学生的发现。在这一环节,学生不仅需要运用归纳思维整合信息,还需要通过批判性思维评估研究方法和结果。全过程中,学生的探究精神、独立自主和创新意识是推动力量。通过这样的探究活动,学生能够在解决实际问题的过程中表现出创新人格和创新思维,进而提高学生的创新素养。

2.2任务驱动,培养学生的创新思维

为了在高中生物学教学中培养学生的创新思维,教师可以设计以任务驱动为核心的活动,让学生通过动手操作和实际应用来深化对生物学概念的理解。这些任务应当鼓励学生将理论知识与现实世界的问题联系起来,使用批判性和创造性思维来探索解决方案。教师应当为学生提供一个问题情境,引导学生通过科学探究的方法,如观察、实验、数据分析和模型建立等,来解决具体的生物学问题。

在教学人教版高中生物《植物的光合作用时》,教师可以布置一个任务:“设计一个实验,以测试不同环境因素对植物光合作用效率的影响。” 学生在设计光合作用实验方案时,需要深入理解叶绿体中的光捕获作用以及碳的固定过程(如CO2的固定C3的还原)。实验中,他们可能会考虑研究光照强度、二氧化碳浓度、温度等环境因素对光合作用速率的影响。在规划实验步骤时,学生需要选择合适的植物作为实验材料,并决定如何精确测量光合作用的效率。为了具体量化光合作用的速率,学生可以测量在一定时间内植物释放的氧气量。这可以通过收集植物上方的气体样本并使用气体分析仪来完成,或者通过水草实验中氧气泡的计数来估计。另一种方法是测定叶片中的淀粉积累,通过淀粉与碘液反应后会变成深蓝色程度,观测淀粉的积累量。在实验过程中,学生可能会发现,光照强度在一定范围内增加时(例如从2000lx提高到10000lx),光合作用速率会相应增加。但是,当光照强度进一步提高到某个点之后,光合作用速率会减慢,引导学生思考这很可能是因为叶绿体内的光系统I和II达到饱和状态。

2.3教育中贯穿创新人格的孕育

为了在高中生物学教学中培养学生的创新人格,教师需要在教育过程中不断激发学生的好奇心、勇气以及对未知探索的热情。这涉及到建立一种鼓励学生提出问题、质疑现有观点和不断尝试新方法的教学环境。创新人格的培养并非一蹴而就,它需要一个渐进的过程,并通过各种教学活动和学校文化的共同作用来完成。在实际教学中,教师可以设立开放性问题,鼓励学生从多角度和维度思考问题,如在讲解细胞分裂时,可以要求学生探讨如果能控制细胞的生长和分裂,将会对医学、农业等领域带来哪些革新。这样的问题不仅仅是为了检验学生对知识的掌握,更重要的是激发他们的想象力和创造力。除此之外,教师还应积极利用校内外资源,比如组织学生参观科研机构同时开展科学项目比赛等,让学生在真实且良好的生物环境中感受创新的氛围,了解最前沿的科学研究,从而激发学生的科研兴趣和创新潜能。同时,教师还应重视对学生创新人格特质的反馈和表扬,如学生在探究中表现出的独立思考和创新尝试,应给予及时的认可和鼓励。

3.结语

在人教版的高中生物课程中富含了深厚的学科核心素养,尤其是创新能力的培育。仅有深刻理解创新能力的含义才能从教材中完整且科学地抽取出培养创新能力的价值。这一过程不仅是对创新素养深化理解的途径,也是对教材研究和深入理解的过程,这两者是互补的。在高中生物教育中,教育工作者应当注重学生创新素养的培养,以此促进高中生阶段创新人才的成长。

参考文献:

[1] 徐连清,王运贵,付桂玲.在高中生物学教学中培育学生创新素养的策略——以“激素调节的过程”为例[J].中学生物教学,2023,(22):4-7.

[2] 徐玉送.例析高中生物学教学中培育学生人文素养的策略[J].中学生物教学,2022,(30):7-9.

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