淺析高中生物探究實驗中融合化學知識培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的原則

摘?要：創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎，鑒于化學知識與生物學科的緊密聯(lián)系，從學科核心素養(yǎng)的要求等方面，說明了在高中生物學教學中，適當運用化學知識進行學科交叉為教學服務的重要性;提出在高中生物探究實驗的實際教學中融合化學知識，培養(yǎng)高中學生生物學科創(chuàng)新意識的幾個原則。

關鍵詞：創(chuàng)新意識;高中生物學;探究實驗

一、 創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)呼喚創(chuàng)新意識

（一）創(chuàng)新意識是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，社會生產(chǎn)生活也在不斷發(fā)生變化，只有具備終身學習能力的創(chuàng)新型人才才能適應社會的發(fā)展。創(chuàng)新意識是一種求新意識，是人們根據(jù)需要，引起創(chuàng)造前所未有的事物或觀念的動機，并在創(chuàng)造活動中表現(xiàn)出的意向、愿望和設想，與人的文化素養(yǎng)、興趣愛好、動機等有關，是創(chuàng)新的前提和條件，是創(chuàng)新精神養(yǎng)成的基礎?？梢姡瑒?chuàng)新意識的培養(yǎng)至關重要。

（二）高中階段是創(chuàng)新意識培養(yǎng)的關鍵時期

普通高中教育是人生發(fā)展的重要階段，是繼義務教育之后，學生邁向社會生活或接受更高層次教育的橋梁，是學生終身發(fā)展的基石;以提高學生的綜合能力、發(fā)展核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標，使學生學會終身學習、自主發(fā)展;培養(yǎng)社會責任感和創(chuàng)新精神等素養(yǎng)，勇于承擔時代賦予的重任。高中生是祖國的未來，承載著民族發(fā)展的重任。民族要發(fā)展，必須要創(chuàng)新，要具備創(chuàng)新意識，創(chuàng)新意識的有無是決定這個民族能否成為科技強國的關鍵。從年齡特征及身心發(fā)展規(guī)律來看，高中生已具備一定的認知基礎和學習動機，正是培養(yǎng)創(chuàng)新意識的最佳時機。

二、 創(chuàng)新意識的培養(yǎng)呼喚學科交叉

縱觀歷史長河中的發(fā)明與創(chuàng)造，只有具備綜合知識與綜合能力的創(chuàng)新型人才，才能真正做好創(chuàng)新?？梢姡鳛閯?chuàng)新起點的創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，若能在學科交叉學習中進行，必定能達到更好的培養(yǎng)效果。沒有一門能夠單獨存在的學科，學科之間或多或少存在知識、方法等的交叉。因此，如何利用學科交叉服務教學，幫助學生更好地理解，培養(yǎng)學生的綜合能力與創(chuàng)新意識，迫在眉睫。

通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)，學者們對于學科交叉的研究重在通過多學科交叉，幫助學生理解所教學科的知識，研究停留在表面。文章擬從深度挖掘，選取與生物學關系最密切的化學，提出利用與化學知識聯(lián)系緊密的生物探究實驗，培養(yǎng)學生高中生物學科創(chuàng)新意識的原則，進一步豐富學科交叉研究領域，力求為研究者提供一點借鑒。

三、 通過學科交叉培養(yǎng)創(chuàng)新意識是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求

（一）生物學與化學聯(lián)系緊密

在高中階段，課程設置涵蓋文化、科技等各個領域，其中，生物學、化學與學生的生活關系尤為密切。學習生物學是每個公民不可或缺的教育經(jīng)歷，其學習成果是公民素養(yǎng)的基本組成。而化學是從原子、分子的水平研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)及應用的自然科學，是學習生物學的基礎。

1. 生物學在化學的促進下發(fā)展

人們常說，生化不分家。一個學科的發(fā)展，往往是在其他多學科發(fā)展的促進下才得以快速進行，生物學科的發(fā)展亦如此?；瘜W水平的高低直接或間接影響生物研究的進程。如在科學家對光合作用的探究過程中，人們是在化學領域發(fā)現(xiàn)空氣的組成后，才知道綠色植物在光下吸收的是二氧化碳，呼出的是氧氣，光合作用的研究得以推進。

2. 化學知識在生物教學中應用廣泛

化學知識在生物教學中應用廣泛。如在人教版高中生物必修1學習蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸時，必須先認識氨基酸的結構，學生如果能事先知道化學課中氨基、羧基等基本的化學官能團，那對氨基酸的結構通式就會變得容易，對于氨基酸的脫水縮合的理解也會容易很多。

化學探究實驗及實驗現(xiàn)象在生物教學中不可或缺。如生物必修1“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實驗，利用了化學中物質(zhì)的性質(zhì)、顯色反應等相關知識;生物選修1現(xiàn)代生物技術專題中，化學實驗與生物技術結合的現(xiàn)象比比皆是，且更注重與生產(chǎn)實踐的結合，如葡萄酒的釀制、泡菜的制作及亞硝酸鹽的檢測、生物有效成分的提取等等。如果學生在學習這些內(nèi)容時，具備相關的化學知識作為基礎，學生的學習自信心得到加強，學習興趣也會得到更大的激發(fā)，有了探究的興趣，學生自主萌發(fā)創(chuàng)新意識的概率會大大增加。

（二）生物學學科核心素養(yǎng)

高中生物學學科核心素養(yǎng)，要求學生通過學習，具備生命觀念，學會科學思維、科學探究的思路和方法，能用其探究、解釋生活中的生物學現(xiàn)象，解決實際問題;養(yǎng)成團結協(xié)作的習慣，勇于創(chuàng)新;擔當一定的社會責任，積極宣傳關愛生命的觀念，崇尚健康文明的生活方式。在解決實際生產(chǎn)生活問題時，往往需要創(chuàng)新，而要創(chuàng)新，必須先有創(chuàng)新意識，因此，如何進行創(chuàng)新意識的培養(yǎng)對于踐行生物學學科核心素養(yǎng)具有重要意義。

（三）化學學科核心素養(yǎng)

普通高中化學學科的教育，要使學生具備宏觀辨識與微觀辨析能力，通過微觀層面理解結構、性質(zhì)與應用三者的關系;能用相應的觀點分析物質(zhì)的化學變化，通過證據(jù)推理、建模等解釋化學現(xiàn)象;能提出有意義的問題并進行科學探究，設計并完善實驗方案，學會處理實驗信息，尊重事實與證據(jù)，敢于質(zhì)疑，具備創(chuàng)新意識;樹立嚴謹求實的科學精神，贊賞化學對社會、科技發(fā)展的貢獻，具備綠色化學觀念，敢于承擔相應的社會責任。

四、 在高中生物探究實驗中融合化學知識培養(yǎng)生物學科創(chuàng)新意識勢在必行

化學是生物學的基礎，生物學是化學的延伸。兩者的價值主要體現(xiàn)在對生產(chǎn)、生活、社會、環(huán)境等的指導作用，這要求學生在實踐中內(nèi)化學科知識，具備創(chuàng)新能力，而探究實驗是培養(yǎng)科學探究能力與創(chuàng)新能力的重要手段。無論是在高中教育，還是在生產(chǎn)生活、學科的發(fā)展中，化學實驗與生物學科密切相關，且高中生物探究實驗是生物學、化學學科交叉的重要表現(xiàn)形式，這使得在高中生物探究實驗中融合化學知識培養(yǎng)學生高中生物學科創(chuàng)新意識成為可能，也是一個重要途徑，勢在必行。

（一）基于化學知識的探究實驗在高中生物教學中占據(jù)重要地位

在高中生物課程設置中，實驗占比較大，不可或缺。實驗是學習生物的重要手段，生物學中的實驗類型包括：探究性實驗、驗證性實驗、模型建構實驗、設計性實驗。在探究實驗中，往往貫穿著相應的化學知識，以生物必修1為例，幾乎所有的探究實驗都或多或少跟化學知識相關聯(lián)。而探究實驗對于學生理解課本知識、聯(lián)系生產(chǎn)生活，培養(yǎng)學生形成科學思維及科學探究能力起關鍵作用，對于創(chuàng)新意識的培養(yǎng)尤為重要。

（二）基于化學知識的探究實驗對于培養(yǎng)學生生物學科創(chuàng)新意識的意義

探究實驗是培養(yǎng)生物學學科核心素養(yǎng)的重要途徑，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的關鍵環(huán)節(jié)。學生在探究過程中，通過提出問題、做出假設、設計實驗方案、開展實驗、與同學交流討論等環(huán)節(jié)得出結論，并進一步質(zhì)疑，再次進行探究。在這些環(huán)節(jié)中，學生通過親自動手開展實驗，不斷思考、討論、交流，在發(fā)展邏輯思維、辯證思維的基礎上，創(chuàng)新意識得以培養(yǎng)與提高。

五、 高中生物探究實驗中融合化學知識培養(yǎng)生物學科創(chuàng)新意識的原則

在高中生物學學科核心素養(yǎng)及創(chuàng)新型綜合人才培養(yǎng)的背景下，高中生物探究實驗中融合化學知識，培養(yǎng)生物學科創(chuàng)新意識應遵循以下原則：

（一）基礎性和適度性原則

高中生物中基于化學知識的探究實驗，是將化學知識應用到生物的探究實驗中，為生物學科探究實驗提供理論依據(jù)或?qū)嶒炘淼?，并且在探究過程中，結合化學、生物學知識，做進一步的探究、思考，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，進而培養(yǎng)創(chuàng)新意識。因此，在實際教學中，要以生物學知識為主要內(nèi)容，化學知識只是作為理論依據(jù)或?qū)嶒炘?、實驗變量等因素開展探究實驗，或在生物教學中攻克難點時，巧妙地穿插化學知識和思維方法，促進生物探究實驗的有效進行，使綜合能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)達到最好的效果。因此，在探究實驗中進行化學知識的交叉融合要重視基礎，要符合學生的認知規(guī)律，控制在學生能接受的知識和能力范圍內(nèi)。

（二）科學性原則

教師作為教書育人的第一責任人，在探究實驗教學中涉及跨學科的知識時，更要注意各學科知識的科學性。這就要求教師發(fā)展終身學習的能力，不僅要與時俱進學好所教學科的知識，也要對其他學科進行學習，特別是跟本學科密切相關的學科，更要進行深入學習，以便在教學中進行學科交叉融合教學時能夠游刃有余。

（三）激發(fā)學習興趣原則

“興趣是最好的老師?！痹陂_展探究實驗時，教師應充分應用其中的化學知識使學生意識到學科交叉在學習中的作用，體會學習的樂趣，增強學習的自信心及自豪感。學生的自信心增強了，學習興趣也進一步被激發(fā)，主觀能動性得到充分調(diào)動，學生就會主動參與探究，真正體現(xiàn)其在教學中的主體地位，教學效果將是事半功倍，綜合能力及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)自然也水到渠成。

（四）實用性原則

在教學中，無論運用哪種方法培養(yǎng)學生的綜合能力和創(chuàng)新意識，都要最大限度地發(fā)掘教育教學方法，又要把控教育教學方法的實用性，制定好符合課程標準及學科核心素養(yǎng)的教學目標。教師在設計教學方案時，要始終立足于高中生物學學科本身，緊緊圍繞生物學的教學目標開展教學。要注意學科交叉的實用性，根據(jù)教學內(nèi)容，以生物學學科知識為主，適當選擇相應的化學知識來滲透融合，避免為了學科交叉而隨意滲透知識。此外，還要注重與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，鼓勵學生學以致用，用學到的知識指導生產(chǎn)生活，為社會多做貢獻。

六、 展望

在實際教學中，如何在高中生物探究實驗中融合化學知識培養(yǎng)高中學生生物學科的創(chuàng)新意識，還需要廣大教師結合本校學生的實際，充分運用文章的幾個原則來開展。筆者在后續(xù)的研究中也將繼續(xù)探索，提出利用高中生物探究實驗培養(yǎng)學生生物學科創(chuàng)新意識的策略，提升學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才而不斷努力奮斗！

參考文獻：

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作者簡介：

顏杏冰，廣西壯族自治區(qū)南寧市，南寧市第二十一中學。