邵阳市大祥区第一中学 彭玉成

摘要：本文围绕在人工智能迅速发展环境下对初中生物教学展开研究，分析了初中生物教学的现状，指出其不足之处，并阐述了人工智能在教学上的诸多优势，从教学深度、实验便捷性、课堂氛围等方面探讨了人工智能进入课堂的可行性，旨在提升教育教学质量，促进学生全面发展。

关键词：初中生物、人工智能、核心素养

一、引言

初中生物课程是培养学生生命科学素养的重要学科之一，对学生个人未来成长起到了深远影响。如今网络发达，获取信息的难度大大降低，许多学生不满足课堂中照本宣科的教学方式，这就要求教学工作者更新教学理念，改进教学方法。因此，教师可以借助人工智能提升教育教学质量。

二、初中生物教学现状

（一）教学方式单薄

许多教师在上课时过度依赖教科书或课件，学生无法获取更有深度的知识，导致在考试中面对灵活的题型时力不从心。

（二）教学时间受限

学生学习生物的时间通常被限制在课堂上，而部分家长对生物学科的重视程度不够，导致学生在生物课以外的时间几乎无法学习到新的生物知识。

（三）学生参与度低

实验教学是生物教学的关键组成部分，但由于诸多原因，学校无法安排足够的课时让学生参与实验，以及部分实验难度较大，无法让学生亲自操作，导致学生实验参与度较低。

三、人工智能在教学上的优势

（一）资源生成与优化

人工智能可以自动生成习题、课件或试卷，并且可以根据不同层次的学生进行个性化设计，有效避免了教学资源的重复性使用，达到因材施教的目的。

（二）即时反馈与评估

人工智能能够自动批改作业、测验或考试，并能迅速提供详细的反馈，分析错误原因、提出改进建议，减少教师的重复性工作的同时，还能让学生及时改进自身学习策略，提高教学有效率。

（三）全天候学习与辅导

人工智能可以生成虚拟助教，随时为学生答疑解惑，支持学生课外自主学习，并一定程度上解决了不同地区教育资源不平衡的问题。

四、人工智能在初中生物教学上的应用

（一）丰富课堂资源，拓宽学习深度

教师在上课时，除了使用事先准备好的教案和课件外，还可以使用人工智能辅助教学。人工智能可以为学生当场搜集网络上的图片、视频等资源，还可根据提示词合成AI视频，转教为学，让学生参与学习的整个过程，提升学生的学习积极性。

以人教版初中生物第四单元《人体生理与健康（一）》第四章《人体内物质的运输》第三节《输送血液的泵——心脏》为例，这节课的重点在于让学生了解心脏的基本结构，学习体循环和肺循环。由于人体的心脏结构相对复杂，许多学生无法掌握本节课的知识点，此时可以尝试使用人工智能辅助课堂教学：在教师向学生讲解完心脏的四个腔以及与其相连的血管后，教师可以使用人工智能搜集心脏的3D模拟视频，让学生可以更直观地观察人类的心脏，做到认知和书本知识的有机结合。随后，可以让每组选出代表尽可能细致地描述心脏的各种细节，教师将学生提供的关键词输入给AI图片生成网站，将生成的图片与教科书上的图片进行对比，让学生评判相似性。完成新课教学后，人工智能会生成不同难度的题目组，每次学生回答问题时，人工智能可以语音播报答案的正误，并讲解题目，当学生回答低难度题目获得高正确率的时候，人工智能会自动提高题目的难度，由浅入深地拓宽本节课的知识深度。人工智能进入课堂，可以让学生学习更丰富的资源，摆脱被动学习的枷锁，切实发挥学生的主观能动性，提升学生的课堂参与度，强化学习积极性，做到认知和应用的有机统一。

（二）加强课后辅导，激发自学热情

在校内使用人工智能辅助学习的同时，学生还可以在校外使用人工智能自主学习。教师需与家长沟通，控制好学生在校外的电子产品使用时间。学生可以通过人工智能制定属于自己的学习计划，保证每天有足够的时间学习生物，人工智能还可根据学生的成绩周期性地更新计划，调整学习难度，减少学生已掌握的知识点的出现权重，让学生有更多的时间改进薄弱环节。学生在室外会遇见各种各样的生物，只需要使用电子产品拍摄生物的照片让人工智能处理，人工智能可在短时间内显示该生物的学名、特征、习性等信息，在满足学生求知欲的同时也能锻炼学生比较、分类、归纳的能力，培养学生的科学思维，让学生拥有对生物更深层次的理解。

课外使用人工智能学习可以成为家校共育的重要一环，延长了学生的受教育实际时间，让学生成为学习的主体和发起者，一定程度上可以扭转学生“上课学，下课忘”的学习困境。

（三）降低实验门槛，培养实践能力

初中阶段生物排课量较少，为了完成教学任务，通常不会开设很多实验课，学生鲜有机会亲自进行实验；部分实验材料准备困难，无法满足每一位学生的实践需求；学生实践能力参差，部分学生无法达到实验要求。为解决以上难题，我们可以借助人工智能辅助实验进行。

以人教版初中生物第四单元《人体生理与健康（一）》第四章《人体内物质的运输》第二节《血流的管道——血管》为例，该章节有一个“观察鱼的尾鳍”的实验，鱼的尾鳍有毛细血管分布，学生可以通过显微镜观察其毛细血管，并记录毛细血管中红细胞的流动特点。该实验需要用到活体动物进行观察，对学生的实践能力有较高要求，也对学校的实验准备工作提出了挑战。在人工智能辅助的框架下，我们可以进行如下操作：教师准备五条小鲤鱼作为实验材料，在课堂的前半段向学生讲解本节课的重难点，并学生分组作答，人工智能会筛选出四位对知识点掌握程度高的同学亲自进行实验，这四位同学将跟随教师进行实操，与此同时人工智能可以实时生成实验模拟画面，未参与实验的学生通过屏幕可以观察到同样细致的细节，还可以通过输入关键词让人工智能继续进行虚拟实验。四名学生完成实验后，根据时间是否充裕，人工智能可以继续筛选学生亲自实验，并对参与实验的学生进行记录，在下次实验课的时候，未参与上次实验的学生被选中的权重将会提高，实现培养学生实践操作能力的全面化和高效化。

五、结论

综上所述，运用人工智能技术开展生物教学，能有效解决生物教学深度浅、学生学习兴趣低下以及实验课程难以开展等问题。人工智能可以帮助学生在预习、复习、习题训练等方面优化学习进程，帮助学生直观、精确地找到自身的不足之处，以构建更完善的生物学知识体系，提高科学分析能力、实验操作能力、社会责任意识等多方面素养。

责编：陈洁

一审：陈洁

二审：彭静

三审：黄维

来源：科教新报