當(dāng)前人工智能日新月異地發(fā)展，各行各業(yè)都深受人工智能的影響，教育事業(yè)也不例外。生物學(xué)是學(xué)生階段所涉及的重點(diǎn)學(xué)科之一，內(nèi)容紛繁復(fù)雜，且知識(shí)更新速度較快。運(yùn)用人工智能，比如大數(shù)據(jù)的處理、模擬復(fù)雜生物過程、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化授課以及個(gè)性化學(xué)習(xí)的系統(tǒng)與手段，可以提高教學(xué)效率，適應(yīng)學(xué)生的發(fā)展需求。

一、利用人工智能進(jìn)行生物學(xué)模型構(gòu)建

AI計(jì)算模擬技術(shù)的應(yīng)用則為學(xué)生展開此類研究提供了全新方法，能夠幫助學(xué)生以最快速、高效的方式獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如，用AI模擬進(jìn)行經(jīng)典的“細(xì)菌種群增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)”，相比于傳統(tǒng)方法。AI模擬則可以在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)模擬進(jìn)行多種條件下細(xì)菌種群的增長(zhǎng)，輸入種群的細(xì)菌初始數(shù)量及細(xì)菌菌體的分裂繁殖時(shí)間和間隔時(shí)間，即可得細(xì)菌種群隨時(shí)間變化的直觀曲線，以曲線圖表的方式呈現(xiàn)。[1]

二、利用人工智能處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

在生物實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生通過AI對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理、分析。只需將包含實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的Excel表格傳至AI，或是將數(shù)據(jù)以文本或圖片形式傳入AI，并明確告知AI所需獲取的分析結(jié)果類型即可，AI就可以快速、準(zhǔn)確地完成數(shù)據(jù)處理操作，給出相對(duì)應(yīng)的分析結(jié)果，甚至可提供直觀的圖表顯示。例如，在“探究溫度對(duì)酶活性影響”的實(shí)驗(yàn)中。AI通過利用人工智能數(shù)據(jù)處理工具，學(xué)生只需拍攝實(shí)驗(yàn)記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，并輸入指令“計(jì)算酶促反應(yīng)在不同溫度下的平均速率和標(biāo)準(zhǔn)差，并生成溫度與酶活性之間的關(guān)系曲線”，人工智能便能迅速提供處理結(jié)果（參見表2）。[2]

三、人工智能在生物教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

（一）優(yōu)勢(shì)

人工智能在模型的建立，數(shù)據(jù)的分析，查閱資料等方面非常強(qiáng)大，能夠解決復(fù)雜問題，節(jié)約大量的時(shí)間，使得教師把更多的精力放在對(duì)學(xué)生的教學(xué)、輔導(dǎo)、學(xué)習(xí)思維訓(xùn)練方面。人工智能能夠幫助學(xué)生實(shí)時(shí)獲取生物學(xué)學(xué)科的最新研究動(dòng)態(tài)并落實(shí)到教學(xué)中，使學(xué)生掌握到學(xué)科前沿的科學(xué)知識(shí)，擴(kuò)展視野。[3]

（二）挑戰(zhàn)

教師應(yīng)該指引學(xué)生合理使用AI，使學(xué)生擁有批判性思維，在使用AI作為輔助的同時(shí)發(fā)揮自身獨(dú)立思維。在AI運(yùn)用的過程中，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集與處理，數(shù)據(jù)的隱私與安全問題應(yīng)如何得以保障，如何避免數(shù)據(jù)泄露，也是值得我們思考的問題。學(xué)校及教育機(jī)構(gòu)也應(yīng)該建立健全的數(shù)據(jù)保護(hù)體系。且要求教師具備一定的AI技術(shù)知識(shí)，熟練掌握AI工具來(lái)指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用學(xué)生，對(duì)學(xué)生做好指導(dǎo)工作，這對(duì)教師的專業(yè)化發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

雖然人工智能輔助教學(xué)可改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，給予學(xué)生更多的教學(xué)方式、多樣性教學(xué)、交互教學(xué)和個(gè)性化教學(xué)，但仍應(yīng)該在使用時(shí)關(guān)注技術(shù)和教學(xué)的融合、教師的教學(xué)能力和學(xué)生隱私保護(hù)等方面，更好地讓人工智能服務(wù)于生物學(xué)的教育教學(xué)。相信未來(lái)隨著時(shí)代的發(fā)展和教學(xué)理念的更新，人工智能將會(huì)在科學(xué)教育教學(xué)中發(fā)揮更大的作用，培養(yǎng)出創(chuàng)造力和實(shí)踐力更強(qiáng)的生物學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃濤，黃文娟，張振梅.人工智能何以賦能教師專業(yè)發(fā)展：理論模型與實(shí)踐路向[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2025，37（1）：35-44.

[2]黃陳輝，張亞珍，石秋香.人工智能賦能課堂教學(xué)變革的邏輯審視、現(xiàn)實(shí)藩籬與突破進(jìn)路[J].教育與裝備研究，2024，40（6）：34-40.

[3]李磊.人工智能背景下提升高中生物學(xué)教學(xué)有效性的路徑探究[J].中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù) 科研，2025（3）：086-089.