凸显实践和探索，培育学生的科学创新能力
创新能力是一个人根据当前的知识和经验，加工、处理并有机迁移或整合，创造出新知识或新技术的能力。生命科学与人类生活、生产实践紧密相连，生命科学上的很多问题，有的可以找出答案，有的没有定论，但这些问题却可以让学生在构建模型时，加深对这些知识的理解，激发学生学习生物学的兴趣。模型构建的过程，也是学生根据自己所获取的知识进行创新的过程。因此，在高中生物学教学中应该充分利用模拟实验及构建模型的机会来培养学生的创新能力。
例如，在新教材必修一“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，实验材料选择的是紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞，外界溶液选择的是质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，教材编排的意图是想借助两者在颜色上存在的明显差异，让学生能清晰地观察到质壁分离现象，理解渗透失水的原理。基于教材提供的实验材料和外界溶液，教师在指导学生实验时，能否从不同角度、不同维度去引导学生创新实验呢？第一，如果实验材料没有大而呈紫色的液泡，能否完成实验？第二，如果外界溶液是有色溶液，能否完成实验？基于以上两个问题，学生在教师的指导下，先根据预期的实验结果，构建了两种“质壁分离实验”模型，然后依据构建的模型内容进行了实验论证。
1.模型构建阶段
第一种“无色-有色-无色”模型，即外界溶液无色-原生质层有色-细胞液无色，如图3-1-5左所示。第二种“有色-无色”模型，即外界溶液有色-原生质层和细胞液无色，如图3-1-6左所示。
图3-1-5 “无色-有色-无色”模型和验证性实验图
2.实物验证阶段
验证“无色-有色-无色”模型可行的实验材料有黑藻，其原生质层有绿色的叶绿体作参照对比，如图3-1-5右所示。验证“有色-无色”模型可行的实验材料有洋葱鳞片叶内表皮细胞，外界溶液选择的是渗入红墨水的质量分数为3%的蔗糖溶液，如图3-1-6右所示。
实践是检验真理的唯一标准，只注重理论学习、纸墨训练，呈现的知识毕竟是肤浅的。借助实践的呈现，才能使理论知识得以验证、巩固和创新。渗透实践和探索的建模式实验教学，其主旨就是要让学习的主体（学生）在实践中不断更新观念、更新操作，从朴实的实验环节中构建出更高级的模型，服务于实验教学。科学的创新是一门艺术，这门艺术能连通外界与内心，让学生与美对话、与灵魂交流。基于模型与建模的实验教学在实践和探索的进程中，总会让人在体验中颠覆认知、获取新知、提炼经验、实现创新。
图3-1-6 “有色-无色”模型和验证性实验图