可通用！北大附中生物学科构建了学生创新能力培养模型

创新能力是21世纪人才的关键特征。很多国家建立英才教育体系培养拔尖创新人才，也有采用联合培养模式，如与大学、与社区、与企业联合培养，不同学科联合培养。有学者提出创新能力教学理论、创新能力培养理论等。国内中学大多采用拔尖创新人才培养模式，也有的改革课堂教学模式。

结合生物创新能力培养目标模型，我们从生物学科视角建立以学习者为中心的中学生创新能力培养模型。该模型基于创新环境、创新资源、创新实验和实践，通过翻转课堂混合式学习、大概念下单元主题情境教学方式、跨学科教学、持续性评价及课堂内外的服务学习体系构成。该模型是生物学科通用的模型。

（以学习者为中心的中学生创新能力培养模型）

一是创新环境。杜威认为环境能通过个体的种种活动，塑造个人行为智力和情感的倾向，学校教育从来不是直接地进行教育，而是间接地通过环境进行教育。要培养学生创新能力，必然要建立一个经过深思熟虑的创新环境，否则培养创新人才只是教育影响下的一个偶然因素。

在学校创新大环境下，生物学科有适合创新人才成长的小环境。创新环境包括物理环境、人文环境、资源环境和服务体系。物理环境：生物专业教室能为学生提供创新活动的空间，实验仪器和药品，拟南芥、小鼠、果蝇等模式生物。人文环境：教师呵护并激发学生的好奇心和求知欲，帮助学生建立进行创新活动的自信心，尊重个体特征差异，提高自我效能感。资源环境：学校图书馆有丰富的图书和杂志，专业教室也为学生提供生物专业书籍，学生能在学校查阅中、外文文献资源。服务体系：高一高二采用学长制，学长对学弟学妹的学习起辅助指导和引领作用；高三采用教师选拔与学生报名相结合的方式，通过助教辅助教师教学，助力共同成长。

二是线上资源。教育部《关于促进在线教育健康发展指导意见》（2019）明确指出：“在线教育是教育服务的重要组成部分。”《教育信息化十年发展规划（2011—2020）》强调，我们要面向未来国力竞争和创新人才成长的需要，努力为每一名学生和学习者提供个性化学习、终身学习的信息化环境和服务。

生物组云教学平台是互动、共享的智慧资源平台, 可跨越时空交流、研讨，促进学生自主学习能力的发展。利用云平台，学生既能提前学习，寻找答案、解决问题，也能课下查漏补缺、巩固提升，能做到停课不停学。借助云平台实验资源，小组合作使自主探究更具有社会价值，平台互评聆听同伴的声音，提升自我认知和评判，培养创新意识及批判性思考。

三是实验和实践。生物学是一门实验科学，组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素养的关键，科学探究实践是提升科学思维的重要途径。

我校生物教学的1/3时间是进行单元生物大实验，在实验实践过程中学生思考、观察、提问，并能提出假设、设计实验方案、小组合作实施方案，通过不同形式展示实验成果。在此过程中，学生创新能力和实践能力得以培养。真实科研情境教学，在挑战问题引领下，学生主动探究，在探究中顿悟、灵感涌现，发散思维得到发展；在结果分析、实验设计、成果分享中批判性思维、重组思维、设计思维得以提升。

一是翻转课堂。翻转课堂是指通过对知识传授和知识内化的颠倒安排，改变传统教学中的师生角色并对课堂时间的使用进行重新规划的新型教学模式。翻转课堂能激发学生主体意识，符合学生的认知规律，依靠学校成熟的线上教学平台，我校的生物课能实现“翻转课堂”式教学，实施教学模型如下。

以植物体细胞杂交复习课为例，提前发布资料让学生在课堂外建构结构化知识、前测，完成并提交，为创新发展奠定基础。创新课堂是知识内化、思维提升过程。原生质体制备条件、杂种体细胞检测方法等内容放在课堂，提升学生知识和能力的层级。课后持续性评价改进学生认知，师生反思、总结优化知识结构，提升学生创新知识和创新思维。

（生物学科常规课教学模型）

单元大实验（下图）也需要教师课前发布课程资源（包含评价量规），学生提前学习实验基础理论，使生物大实验课时有保障，为创新发展奠定基础。课前教师评价实验方案并反馈给学生，学生修改设计并接受不同意见和建议，形成批判性思维认知。实验过程中生生交流，思维碰撞、灵感顿悟，最终形成创新产品。

（生物学科实验课教学模型）

二是基于主题情境的单元教学。主题情境的单元教学就是围绕一个选定的教学主题设计一系列的教学活动，借助已有的经验开展的单元教学。从培养创造性思维的角度出发，学生应将学习情境视为一个整体感知，单元主题教学能满足这样的需求。

常规教学可以教材章节或课标的概念为单元整体教学。如高中生物“艾滋病免疫保卫战”依据选择性必修一的第4章“免疫调节”构建主题单元，依据挑战性问题引领学生合作学习。复习课单元教学可打破教材章节重构单元，如“基因与性状单元”整合必修二基因本质、表达、突变和选择性必修三基因工程整体教学。主题情境可以是科学史，也可以是最新科技进展。

生物大实验课，单元整合教材内容，设计分层，让学生在真实验中解决真问题。如“谁酿出了美味葡萄酒”单元大实验主题是整合了选择性必修2的“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”和选择性必修3的“微生物的培养”“制作果酒”。大实验在真实问题中开展，学生自主提出问题、自主设计、实施、表达交流，在真实验中学生创新意识、创新思维、重组思维逐步形成。

三是跨学科实践。跨学科实践是创新能力的源头活水，也是创新人才发展的必由之路。跨学科实践通过多个学科的交叉与综合建构新的知识体系，从而解决单一学科无法解决或不能彻底解决的复杂问题，在此过程中，学生的创新能力得到发展。

跨学科实践在国家课程和课下拓展课程中均可开展。生物单元“大实验”在真实情境解决问题，需要多学科思想和方法，学生在设计、实施、寻求科学问题答案和产品的过程实现跨学科实践。本校单元“大实验”有以下特点：从知识层面看，不是学科知识的活动化，而是知识在情境中的再建构与创造；不是知识的拼盘，而是用不同学科知识综合解决问题，创造出新成果；从技能层面看，在解决真实问题中，学生脑海中没有了人为划分的学科，而是在“找出路”“找方法”，这是创新学习过程中发现新途径、新方法的重要特征；从学习者层面看，小组合作以学习者为中心，以生生互动为主要形式，为了共同目标，小组一起经历实践、探究。

四是多元评价方式促发展。评价是教学过程中不可或缺的重要环节，是教师了解教学过程，调控教学行为、提高教学质量的重要手段。创新能力培养是一个长期的过程，关注过程才能触及创新能力本质，创新能力重视创新成果重视终结性评价，但更强调过程的主动参与、自主学习、自主探究的形成性评价。

单元主题教学在教学目标确定后即确定评价目标，评价量规。量规从评价内容分析：既关注课前评价，也关注课中和课后；既关注最终创新产品，也关注具体操作；既关注个体参与，也关注小组合作；既关注小组实验的完成，也关注对创新环境的维持、对其它小组的帮助，承担社会责任；既关注知识的进阶，又关注能力的发展。从评价主体分析，教师评价重在学习成果正向评价，避免打击学生积极性；小组自评，重在对本组表现进行中肯、客观评价；小组互评，重在互相学习，发现优势不足，助力学习质量提升。终结性评价多元，可以评价小组合作实验的完成，也可评价改进方案，考察创新思维。

创新能力培养是一个系统工程，在国家政策引导和支持下，需要教育工作者变革教育理念和教学方式，才能真正为国家培养各级各类创新人才。本研究从生物学科出发进行了初步探索，在线上线下融合教学、翻转课堂、单元主题教学等方面取得了初步成果，未来需要在实践中继续探究。

来源：海教思维公众号