摘要：随着人工智能技术的快速发展，其在教育领域的应用日益广泛。AI 技术体现出强大的数据分析、模拟实验、智能对话等效能，可为初中生物实验教学创造全新契机。将AI 技术引入初中生物实验教学，有助于丰富教学资源、创新教学方式、提高学生的学习积极性和主动性，提升教学效果和质量。因此，探索AI 技术赋能初中生物实验教学的有效路径具有重要的现实意义。

关键词：AI 技术；初中生物；实验教学

初中生物教学里，生物实验为关键构成，是提升学生科学素养、强化实践能力的关键时段，传统生物实验教学模式面临诸多难题，诸如实验资源的匮乏、操作指导的不精细、学生参与的积极性低下等，伴随人工智能（AI）技术迅猛进步，处理这些问题开辟新的契机。本研究旨在探索 AI 技术赋能初中生物实验教学的路径，通过实践研究，为提升初中生物实验教学质量提供参考。

一、情境模拟，激发兴趣

AI 技术能针对各种生物实验情境进行模拟，构建生动且逼真的学生学习环境，激发学生探索热情。教师可以利用AI 情境模拟软件，将一些难以在实验室中完成的实验，以直观的方式呈现给学生。

在讲解“细胞的分裂和分化”这一内容时，传统教学途径一般只能凭借静态图片与抽象文字，学生完成理解相对棘手。而借助 AI情境模拟软件，教师可以为学生呈现出细胞分裂时染色体精确分离、细胞质一分为二的动态过程，软件还能模拟不同环境因素对细胞分裂速度和方向的影响，让学生深刻理解细胞分裂的调控机制。对于细胞分化，AI 模拟可以展示一个受精卵如何逐步分化成各种不同类型的细胞，形成组织和器官。学生可清晰目睹基因进行调控期间，细胞形态、结构以及功能出现的重大转型。

此外，教师可借助 AI 软件创建互动环节，令学生自主实施操作改变模拟的条件，审视细胞的相应变动，养成学生探究习惯与实操水平，把 AI 技术添加到生物教学中的举措，既提高了学生学习的成效，也为未来生物学教育的发展搭建新的桥梁[1]。

二、智能辅导，助力操作

处于生物实验教学这个阶段，学生做实验操作时也许会遇到各种难题，AI 智能辅导系统可对学生的实验操作实施实时监测，即时给予指引与答复[2]。

在“植物的光合作用”实验中，个别学生或许没办法精准选取合适的植物叶片，AI 智能辅导系统可及时告知要挑选生长表现优良、无病虫害困扰且叶片鲜绿的样本，在开启对照实验设置的阶段，学生也许对控制变量的具体做法把握不佳，诸如光照强度、二氧化碳浓度之类。系统会通过摄像头捕捉学生的操作，一旦发现变量设置不合理，就会立刻语音提示：“您设置的光照强度与对照组差异过小，可能无法得到明显实验结果，请调整光源距离。”在观察实验现象以及记录数据的阶段，学生或许会因观察不精细而把重要信息遗漏，AI 系统将实时针对实验现象展开分析，要是检测到叶片颜色转变这类关键现象时，会告知学生马上记录，进而指导学生准确地表述实验现象和开展数据处理。

通过 AI 智能辅导系统的全程陪伴，学生在“植物的光合作用”实验中能更加顺利地完成操作，深入理解实验原理，提高生物实验技能和科学素养。

三、数据分析，精准评价

教师可凭借 AI 数据分析工具，对学生实验结果、操作流程、参与程度等维度实施量化剖析，弄明学生学习状态及出现的难题，由此定制差异化的教学举措。

在学习“生 物 的 遗 传 和 变 异”时，系统会记录下学生对果蝇实施的捕捉、培养环境的布置、杂交组合的筛选等操作细节。实验结束后，AI 快速分析学生得到的果蝇性状数据，比如红眼与白眼、长翅与残翅的比例等。通过量化分析，教师能清晰地看到每个学生在实验结果上与理论值的偏差程度。同时，根据学生在实验里的提问次数多少和同学的交流互动态势等判断其参与程度。

倘若发现某个学生实验结果偏差显著，同时操作存在不规范表现，教师可有的放矢地为这名学生安排额外基础操作训练，并且会深入剖析遗传规律的计算途径，就参与度低下的学生而言，教师不妨开展更具吸引力的拓展实验激发其兴致，依托 AI 技术之力，教师能更周全地掌握学生在“生物的遗传和变异”学习里的状态，切实达成因人施教，促进教学成效。

四、虚拟实验，拓展资源

虚拟实验为 AI 技术在生物实验教学当中的主要应用形式，[3] 虚拟实验平台有着各种各样的实验项目，学生于任意时段和地点皆可开展实验操作、探究。

在学习“植物的营养器官”时，依靠虚拟性质的实验平台，他们可开展对植物营养器官形态结构的观察，掌握其成长历程及功能特质，虚拟实验平台还可模拟不同环境情形对植物营养器官的作用效果，辅助学生探索植物适应环境的过程跟机制。学生借助虚拟实验平台可实时获取实验数据与结果反馈，学生可凭借数据分析，掌握实验流程中的演变规律及影响要素，这种实时反馈机制助力学生及时校正实验操作中的差错，增强实验结果精准度，学生可以把虚拟实验跟真实实验结合运用，依靠对比分析考量，更透彻地体悟与掌握实验技能。

虚拟实验于生物实验教学意义重大，它可冲破时间与空间的局限，为学生增添更多实验的机遇，也能助力学生更优地领会与把握生物知识，依托虚拟实验平台，学生得以更全面地揭开生物世界的神秘面纱，推动生物实验教学效果及质量的提高。

五、结论

将 AI 技术应用于初中生物实验教学是教育信息化发展的必然趋势。在实际教学中，AI 技术极大地唤起了学生的学习热情，推动学生实验操作技能及问题处理能力进步，而且给教师提供了更可靠的教学评价凭据，促成教学质量升级，初中生物实验教学里 AI 技术的应用尚处于摸索时期，依旧有一些困境与挑战。未来，我们需要进一步加强 AI 技术与生物实验教学的深度融合，不断优化应用策略，推动初中生物实验教学向更加智能化、高效化的方向发展。

参考文献

[1] 李霞 , 陈珂 , 马泽慧 . AI 智能赋分系统在初中生物学实验操作考试中的实践应用 [J]. 生物学教学 ,2025(3).

[2] 李雪玲, 金京生, 姚雪飞. AI 赋能初中生物学实验教学创新[J].中学生物学 ,2025(3).

[3] 赵茹 , 邢童舟 , 李小莉 , 等 . 人工智能在初中生物教学中的应用方向 [J]. 科教导刊（电子版）,2024(31).