摘要：随着科技的飞速发展，人工智能逐渐融入教育领域。本文聚焦于人工智能辅助高中生物实验教学的创新实践，探讨其应用意义，深入分析实践中存在的如教师技术应用能力不足、学生过度依赖技术等问题，并以《使用高倍显微镜观察几种细胞》《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》等实验为例，提出提升教师技术素养、引导学生正确使用技术等具体对策，旨在为提高高中生物实验教学质量提供有益参考。

关键词：人工智能；高中生物；实验教学；创新实践

1．引言

在教育信息化的大趋势下，人工智能为高中生物实验教学带来了新契机。传统生物实验教学受时空限制，难以全方位展示实验过程与复杂生命现象。人工智能技术，如虚拟仿真实验、数据分析软件等，能生动呈现实验细节，助力学生理解抽象知识。将其融入教学，既能创新教学模式，又能满足学生多样化学习需求，对培养学生科学探究能力和创新思维意义重大。对人工智能辅助高中生物实验教学展开研究，探索其有效应用路径，是当下生物教育领域的重要课题。

2．基于人工智能辅助高中生物实验教学的创新实践的意义

人工智能辅助高中生物实验教学，能显著提升教学效果。一方面，它将抽象、微观的生物知识直观化。例如在讲解细胞结构时，通过人工智能构建的 3D 模型，学生可 360 度观察细胞内部细胞器的形态、位置及相互关系，比传统静态图片或文字描述更形象，有助于学生理解细胞的复杂结构与功能，增强记忆效果。另一方面，人工智能可实现实验教学的个性化。每个学生学习进度和理解能力不同，借助智能教学系统，能依据学生答题情况、实验操作表现等数据，为其精准推送学习资源，如针对性的实验讲解视频、拓展练习题等，满足个体学习需求，提升学习效率。

3．基于人工智能辅助高中生物实验教学的创新实践的问题

3.1教师技术应用能力不足

部分高中生物教师对人工智能技术掌握有限，阻碍了其在实验教学中的有效应用。一些教师虽知晓人工智能可辅助教学，却不熟悉操作方法，如不会使用虚拟仿真实验软件设计个性化实验场景，无法充分发挥其功能。面对复杂的生物实验数据处理软件，教师也难以引导学生正确分析数据，导致教学仍依赖传统方式。这使人工智能辅助教学仅流于表面，无法深入挖掘技术优势，影响教学质量提升，不能为学生提供更丰富、高效的实验学习体验。

3.2学生过度依赖技术

在人工智能辅助教学环境下，部分学生过度依赖技术，自主思考和实践能力发展受阻。以《使用高倍显微镜观察几种细胞》实验为例，学生过度依赖智能显微镜的自动对焦、图像识别标注功能，而不主动探索显微镜的操作原理与技巧，缺乏手动调节焦距、寻找细胞的实践锻炼。遇到设备故障或无智能辅助时，便不知所措。且在数据处理阶段，直接套用人工智能分析结果，不思考数据背后的生物学意义，不利于培养学生科学思维和独立解决问题的能力，偏离实验教学培养学生实践与探究能力的初衷。

4．基于人工智能辅助高中生物实验教学的创新实践的对策

4.1提升教师技术素养

学校应将提升高中生物教师的人工智能技术素养作为重点工作，定期开展系统化培训。培训内容不仅要包含虚拟实验平台操作、实验数据分析软件使用，还应与时俱进地纳入最新的智能教学工具应用。

在虚拟实验平台培训中，以《使用高倍显微镜观察几种细胞》实验为例，详细剖析不同细胞样本的特点及适配的选择策略，像植物根尖分生区细胞适用于观察细胞分裂，成熟植物叶肉细胞利于观察叶绿体等。

针对显微镜参数设置，深入讲解放大倍数、光圈大小、焦距调节等参数对成像质量的影响，使教师能够依据不同实验需求，创建出高度逼真且符合教学目标的实验环境。

培训结束后，学校要搭建实践与交流平台。鼓励教师在日常教学中大胆应用所学技术，如在实验课程导入环节，运用虚拟实验平台展示实验操作流程，吸引学生注意力；在实验数据处理阶段，借助数据分析软件引导学生分析实验结果。同时，定期组织教学研讨活动，教师们分享在实际教学中遇到的问题及解决方法，如在虚拟实验中如何引导学生避免走马观花，如何利用数据分析软件挖掘深层生物学信息等。

此外，教师自身要保持学习热情，利用业余时间参加线上技术课程，订阅专业的生物教育与人工智能融合期刊，时刻关注前沿资讯，不断更新知识体系，提升技术应用的熟练度与灵活性。只有教师成为技术应用的行家里手，才能在实验教学中巧妙引导学生，充分发挥人工智能辅助教学的优势，切实提升教学质量。

4.2引导学生正确使用技术

在《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》实验教学中，教师需多维度引导学生合理运用人工智能技术。

实验前，教师要着重强调手动操作基础步骤的重要性，要求学生亲自动手完成组织样本的研磨、过滤以及试剂的精准添加。比如，研磨花生种子提取脂肪样本，学生能体会不同研磨力度对样本提取效果的影响；添加斐林试剂检测还原糖时，能感受试剂添加顺序与量的把控要点，借此提升动手实践能力。

进入实验结果检测阶段，面对智能设备对糖类、脂肪、蛋白质种类和含量的分析，教师要引导学生思考检测原理。例如，询问学生斐林试剂与还原糖在水浴加热下产生砖红色沉淀的原因，以及苏丹 Ⅲ 染液将脂肪染成橘黄色的原理，让学生不单纯依赖设备结果。

数据处理环节，教师应循序渐进。先让学生用简单工具手动绘制数据图表，初步观察数据趋势，分析其中生物学信息，如从不同生物组织糖类含量图表，思考生物营养储存特点。之后，借助人工智能软件精确分析，对比两者结果，帮助学生理解智能软件优势，挖掘数据深层含义。

教师还可设置故障模拟情境，如智能设备显示糖类含量数据异常。引导学生从样本制备、试剂使用、设备参数设置等方面排查问题，鼓励学生大胆假设、小心求证，培养独立解决问题的能力。如此，学生既能借助人工智能助力学习，又能避免过度依赖，实现实践与思维能力的协同发展，达成实验教学目标。

5．结束语

人工智能辅助高中生物实验教学具有广阔前景，但在实践过程中仍面临教师技术应用能力不足、学生过度依赖技术等问题。通过提升教师技术素养，引导学生正确使用技术等对策，能有效推动人工智能与生物实验教学深度融合。未来，随着技术的不断进步，教育工作者需持续探索创新，充分发挥人工智能优势，优化实验教学过程，培养学生的科学探究精神与实践能力，让学生更好地适应未来社会发展需求，推动高中生物实验教学迈向新高度。

参考文献：

[1] 闫白洋，余建云.生成式人工智能在高中生物学教学领域中的问答测试与使用建议[J].生物学教学， 2023（9）.

[2] 闫白洋，佘建云.生成式人工智能在高中生物学教学领域中的问答测试与使用建议[J].Biology Teaching， 2023， 48（9）.

[3] 马立国，袁青.人工智能与高中生物教学相融合的可行性与实践性研究[J].问答与导学， 2022（31）：127-129，173.