数字化视野下的中学生物学教学实践

随着信息技术的迅猛发展，人工智能已逐渐渗透到教育领域的各个角落。《中国教育现代化 2035》明确指出，智能技术驱动教学模式创新是基础教育改革的重要方向 [1]。 AI 技术与生物教学的深度融合正在引发基础教育形态的范式转换。AI 技术的融入，为中学生物教学开辟了新的路径，它能够以独特的方式呈现教学内容，激发学生学习兴趣，助力教师精准把握学生学习状况，实现更高效、更个性化的教学。以下是利用AI 技术在中学生物教学中的一些实践。

一、利用 AI 创设生动教学情境——增强趣味性，激发兴趣

传统中学生物教学方式较为单一，容易使学生感到枯燥乏味。AI 技术的应用为教学带来了丰富多样的呈现形式。通过虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，学生能够身临其境地感受生物的微观世界与宏观生态环境。教师可以借助 AI 视频编辑工具，制作具有吸引力的生物教学视频。例如生物进化部分，教师利用古生物化石图片、现代生物形态对比图片以及相关的科学研究视频片段，通过 AI 的智能剪辑和特效添加功能，制作出一部展示生物进化历程的生动视频，详细介绍不同地质年代生物的特征以及进化的原因，让学生仿佛穿越时空，亲眼目睹生物进化的奇妙过程，极大地激发了学生的好奇心和探索欲，提高了学生主动学习生物的积极性。

二、借助 AI 开展模型构建与模拟实验 ——创新模型，助力知识理解

生物学科中的许多概念和现象较为复杂，难以通过传统的教学模型和讲解让学生透彻理解。AI 技术的强大计算和模拟能力为解决这一难题提供了有效手段。

1. 模型构建

例如 DNA 复制部分，使用 AI 动画工具生成动态模型，学生通过点击不同酶（如解旋酶、DNA 聚合酶）观察其作用，AI 同步解释步骤。学生还可以与AI 对话，提问问题，AI 生成简明的答案并关联前后知识，达成抽象概念可视化。

构建 3D 动态模型，展示生物大分子如蛋白质、DNA 的结构，使学生从多个角度观察和认识这些复杂结构；利用AI 生成眼球成像可操作模型，让学生动手操控模拟近视眼和远视眼成因及矫正操作，深化对相关知识的理解。

2. 模拟实验

在“生态系统”教学中，可引导学生使用 AI 生态模拟软件进行生态系统模型的构建与模拟实验[2]。学生通过软件界面，选择不同的生物种类、环境因素，构建属于自己的虚拟生态系统。AI 软件根据学生构建的模型，模拟生态系统中生物之间的相互关系、物质循环和能量流动过程。学生可以通过调整生态系统中的各种参数，观察生态系统的变化情况，直观地理解生态系统中各组成成分的重要性以及生态平衡的意义，培养学生的科学思维和实践探究能力；又如模拟抗生素对细菌的影响，教师引导学生分组设计模拟实验，使用 AI 分析数据并生成报告探讨交流；利用AI 技术生成孟德尔遗传实验模拟网页，具有可视化杂交过程与基因型分析功能，并且快速生成大量的遗传数据组合，直观展示不同性状在亲子代之间的遗传规律，帮助学生更好地理解基因的分离定律和自由组合定律。

三、运用 AI 进行试卷分析与学情诊断

在传统的考试试卷分析中，教师往往需要花费大量时间和精力统计学生的答题情况、分析错误原因等，分析结果可能不够全面和精准，并且非个性化。教师可把考试试卷文件上传至 DeepSeek 、WPS 灵犀等生成的双向细目表，再将学生答题得分情况（如智学网平台改卷生成的每道题得分明细）上传，即可量身定做学生的答题个性化分析，包括总分、各题型得分，在每个知识点上的掌握情况，复习建议，让学生充分了解自己的答题情况，失分原因，知识缺失，教师根据 AI 分析提供的学情报告，在课堂上针对学生普遍存在的问题进行集中讲解，大大提高了教学反馈的及时性和针对性。教师还可利用DeepSeek 分析历年的中、高考试卷，统计高频考点，对比历年中考试卷和课程标准，整理归纳出各个次位概念考查的频率，列出次位概念考查统计表，助力教师精准备课，提高教学针对性。

有条件的学校，教师还可以使用专门的试卷分析软件对学生的答卷进行快速扫描和分析，自动识别学生的答题内容，统计各题的得分率、错误率，分析学生在不同知识点、不同题型上的表现情况，并生成详细的分析报告。

四、基于 AI 实现个性化学习支持

有条件的学校可以引入 AI 学习平台，为每个学生提供个性化的生物学习服务。学生在平台上完成生物课程学习后，平台会自动推送与学习内容相关的练习题。这些练习题是根据 AI 对学生学习情况的分析，有针对性地选择适合每个学生难度和知识薄弱点的题目，及时评估、反馈，强化薄弱点。例如，若 AI分析出某学生在 “光合作用” 这一知识点的曲线分析上存在困难，平台就会推送更多与光合作用曲线分析相关的练习题，并提供详细的解题步骤和视频讲解。学生在学习过程中遇到任何问题，都可以通过平台的智能答疑功能向 AI 提问。AI 会引导学生逐步理解和解决问题。同时，AI 学习平台还会根据学生的学习进度和表现，为学生制定长期的学习计划，推荐适合学生进一步拓展学习的生物科普文章、纪录片等资源，助力学生实现个性化、自主化的学习[3]。

人工智能技术为初中生物教学带来了诸多创新机遇，在提升教学趣味性、优化教学过程、实现个性化教学等方面发挥着重要作用。AI 技术在初中生物教学中的应用并非要取代教师，教师应正确认识自己在教学中的主导角色，明确AI 技术只是辅助教学的工具。在教学过程中，教师要根据教学目标和学生实际情况，合理选择和运用 AI 技术，充分发挥教师的主导作用和 AI 技术的辅助优势，通过不断探索和实践，逐步构建起教师与 AI 技术优势互补、协同作用的教学模式。

参考文献：

[1] 教育部 . (2019).《中国教育现代化 2035》解读 . 教育部官网

[2] 李 涛，AI赋能高中生物学教学实践——以“人类活动对生态环境的影响”为例，2025 ：77

[3] 李忠浩等，人工智能赋能分子生物学教学的应用与实践 .《中国生物化学与分子》,2025.

本文系：2025 年石狮市教育教学改革专项课题《AI 赋能的生物深度学习课堂构建与实践研究》(SJZX2025-44) 研究成果。