初中生物实验课中人工智能的运用及探究

近几年，我国科技日新月异，AI 技术现已走进社会各行业领域，为社会的发展推波助澜。教育作为人才培养的重要摇篮，AI 技术与教育领域的深度融合，推进了教育改革的发展。AI 技术赋能下的生物实验教学，赋予了初中生物教学课堂个性化、趣味化的特点，为实验教学提供了更多的可能。区别于传统的实验教学模式，AI技术能够依据学生的理解能力、学习兴趣制定个性化的学习方案，这也充分体现了学生在教学课堂的主体性，增强其自主学习能力。尤其是 AI 技术中的虚拟现实（VR）与增强现实（AR）技术能够有效模拟生物实验过程，进一步提升了实验教学的安全性，确保学生在相对安全的实验环境下模拟操作，深化对实验原理与操作步骤的理解。

一、当前初中生物实验教学的现状分析

（一）实验设备

实验设备是生物实验开展的重要基础，其在初中生物实验教学课堂上扮演着重要的角色。在当前的实验教学课堂上，大多数教学机构的生物教学面临着设备不齐全的问题，尤其是一些农村地区的初中教育机构，受限于专项资金与教学资源，即使拥有相应的实验设备也难以满足教学标准，比如实验仪器较为老化，无法做到定期维护，这些陈旧的仪器无法展现现代生物科学的多样化与复杂性，这也导致实验教学效果的局限性。教师仅仅立足于基础实验，无法开展深层次的实验探究，学生的实验体验不强烈，使其科研意识受限。为了确保实验课程的合理安排，教师必须做到多个班级在使用设备时不冲突，充分协调好各班级，这也进一步影响了实验教学的效果。新课程标准明确了初中生物实验教学应具备实践性、探究性的特征，但实验设备的匮乏往往让教师在实验教学中束手无策，无法给予学生更多自主探究的机会，这也对其学习兴趣造成打压[1]。

（二）实验内容

在初中生物实验教学课堂上，实验内容与学生的日常生活缺乏内在联系，学生无法从实验中获取更多收益，深化对生物学知识的理解与认知。 在 教 于对教材中固定的实验内容，忽略了对学生实验兴趣的培养，这种 生浓厚的学习兴趣，甚至会片面地认为实验教学无关紧要[2]。中学生对新奇的事 极易 被贴近自身日常生活的科学现象吸引目光。而实验内容与生活实践的相互脱节阻断了学生自主探究的兴趣，使其深感实验内容枯燥无味，从而丧失继续探索的动力。

二、人工智能技术赋能的初中生物实验教学的应用策略

（一）设计情境化的实验任务

实验是建立生物学知识与生活实践的重要桥梁，立足于日常生活构建的实验情境赋予了实验教学实验性、可操作性的特征，同时也包含了科学探究的基本元素。在实验过程中，教师需鼓励学生自主探究，并在AI 技术的助力下，侧重于学生的交流与教学评价体系的完善。借助虚拟现实（VR）技术对整个实验过程进行模拟，并将其误差分析、实验优化、拓展与应用等多项元素生成可视化报告，并结合专业系统对实验的安全性、拓展性进行精准评估[3]。在情境化的实验任务中，教师需引导学生掌握更多基本的实验技能，激发其强烈的好奇心与探究欲望，使其解决问题与深度思考的能力得到有效培养。同时，实验任务的完成要求学生充分运用生物学理论

知识、实验技能等多项基础能力。

在人教版七年级下册《植株的生长》一课的学习中，为了引导学生对实验学习产生强烈的探究欲望，教师可以为学生展示一些日常生活中常见的植物，如豆芽、生菜、黄瓜等，“这些都是我们日常生活中常见的蔬菜，他们和我们一样都在经历成长，但他们小时候是什么样子呢？”，通过设计问题引发学生强烈的好奇心与求知欲，迫不及待想看到这些植物“小时候”的样子，这也为学生创设了一 个真实、自主探究的实验情境，想要了解这些植物“短暂”的一生。为了帮助学生 入了解实验的过程与可能发生的结果，教师可以借助虚拟现实（VR）技术，利用动画视频为学生播放整个实验过程，演示实验的重点、难点步骤。

（二）创新教学方法

AI 技术凭借其独特的优势在社会各行业得到广泛应用，凭一己之力改变了人们的衣食住行，其与学科教育的深度融合，成为教育改革的必然趋势。在初中生物实验教学课堂上开展人工智能技术教学，要求教师要更新教学理念，应用更新的教学手段。身为初中生物教师，要应用AI 技术创新教学实践，发现并解决传统实验教学中存在的诸多问题，突破传统教育理念的束缚，全面促进生物教学质量的提升。为了实现AI 技术与初中生物教学的深度融合，教师需应用AI 技术对实验数据进行处理与分析，精准配备实验资源。善于应用虚拟现实（VR）技术为学生构建虚拟实验室，模拟真实的实验操作环境，从根本上降低实验成本，同时也降低了实验教学的危险系数，进一步提升实验操作的安全性。与此同时，AI 技术也能够结合学生的实验兴趣、理论知识掌握情况合理设计实验方案，优化实验步骤，确保实验的可操作性，促进实验成功率的提升。最后，AI 技术也有助于实现实验资源的共享和远程访问，这也有效地打破时间、空间的限制，即使没有在专业的实验室，学生在 AI 技术的辅助下也能够达到专业实验室的效果，避免了学生因无法全面了解实验器材的操作方法而增加实验的危险系数，同时也有助于提升实验资源的利用效率，践行可持续发展的理念。在AI 技术的辅助下，初中生物实验教学的质量得到全面提升。

结论：综上所述，实验是初中生物教学课堂上不可或缺的重要组成部分，也是帮助学生拉近学科知识与现实生活的重要原动力。而就目前的初中生物实验教学来看，大多数初中机构面临着实验设备不完善、实验内容与现实生活相互独立等问题，从而导致其实验教学效果差强人意。而 AI 技术赋能下的初中生物实验教学课堂，赋予了实验教学趣味性、创新性的元素，同时也激发了学生的学习兴趣，增强其动力，为了充分发挥 AI 技术在初中生物实验教学的优势，教师需设计情境化的实验任务，创新教学方法。

参考文献

[1]刘艳娟.AI 技术赋能初中生物实验教学的研究[J].中国科技经济新闻数据库 教育，2025（2）：039-042.

[2]于萍.AI 技术在初中生物课程个性化学习中的应用探索[J].中文科技期刊数据库（全文版）教育科学，2025（4）：021-024.

[3]李雪玲，金京生，姚雪飞.AI 赋能初中生物学实验教学创新——以“植物叶片气孔开放与关闭的原因”为例[J].中学生物学，2025，41（3）：40-42.