摘

要：高中生物教學是中學教育階段重要的自然學科課程之一，在高中生物教學中，教師將信息技術和現代多媒體與生物教學進行有效融合，可以進一步提升高中生物教學質量，文章分析了人工智能在高中生物教學中的應用價值，闡述了高中生物教學中存在的問題，提出了增強生物教學有效性的具體策略，以供相關高中生物教師參考借鑒。關鍵詞：人工智能；高中生物；教學有效性當今社會，信息化正日益滲透到人們生活的各個領域。教育信息化思想也為教育界所認同，逐步受到人們的關注。其很多應用和優勢十分適合輔助學生進行學習，可以更好地提高學生的學習效果。生物學是一門科學課程，是研究生命現象和生命活動規律的科學。高中生物教師融合人工智能開展教學，改變傳統的教學方式，可以提升學生的學習效率，讓學生在學習的過程中，進一步提升學習的有效性。一、高中生物教學中人工智能的應用價值（一）創新教學方式在人工智能環境下，高中生物教學有一定程度的改變，特別是“互聯網+”教育的興起，更是徹底改變了傳統的教學方式。高中生物教師在組織開展課堂教學活動時，既要結合新課改要求，優化課堂教學方法，順利完成教學任務，又要立足新高考，關注學生綜合能力及核心素養的發展。教師通過人工智能來創新生物教學活動，可以很好地滿足學生自主學習、合作學習的需求。同時人工智能又能深化師生之間的互動交流，對學生的發展有很大幫助。（二）創新教學環境生物學科是高中教育體系中難度比較大的課程，其知識抽象性強，有很多概念、實驗等，學生學習起來比較費勁。很多學生在學習生物知識時習慣用死記硬背的方式，這會進一步削弱學生的學習主動性。受高考的影響，部分教師還需要為學生傳授相應的生物解題技巧，有的學生會通過題海戰術來提高自身的解題水平，這在一定程度上阻礙了學生綜合能力的提升。在高中生物教學過程中運用人工智能，能改變過去生物教學言傳口述的狀況，學生可以借助形象的視頻、圖片、動畫等探索生物學中的概念和原理，加深對生物知識的理解。同時教師還可以借助人工智能來組織學生開展相應的生物實驗探究，優化生物學習環境，提升學生的學習效果。二、高中生物教學中存在的問題（一）教師理解偏差教師是高效課堂的主要締造者，教師自身對生物學科核心素養的理解會直接影響教學的最終效果。特別是在新課程背景下，高中教學改革的側重點持續發生變化，傳統教學模式已無法滿足新時期高中生物核心素養培養的實際需求，要想持續加強核心素養理念在高中生物教學中的滲透效果，教師就要及時轉變傳統教學模式，保障教學效果出現質的變化。然而在實踐教學中依然存在諸多問題，導致核心素養在高中生物課堂上的滲透效果并不理想，多數教師普遍對生物核心素養的概念理解存在片面性與局限性，進而影響其教學理念的更新與教學方法的運用，阻礙生物教學改革的發展。（二）教師的教學手段陳舊、單一在新課程改革的背景下，教師要轉變教育理念，營造良好的師生關系。然而，目前的高中生物課堂，教師的教學方式仍然陳舊、單一，缺少一種較好的教學方式和氛圍，導致學生上課時感覺課程太單調、缺乏參與性，導致課堂教學質量不高，很難進行高效的生物課堂活動。（三）課堂教學存在“灌輸式”的問題人工智能背景下，各種信息化技術與高中生物教學的有效融合，使課堂教學的形式、手段、環境都得到了更新，不僅提高了學生的學習興趣和學習效果，還改變了學生的學習方式，拓寬了思維空間。但在融合過程中仍有很多生物教師的教學觀念落后，沒有擺脫傳統“灌輸式”的教學思想，學生仍處于學習的被動地位，只是換了一種方式接收教師所講授的知識，使得現代技術在生物教學中的應用陷入誤區，不僅沒有充分發揮其應有的作用，還增加了教育成本。另外，生物教師沒有做到拓展和延伸，只是要求學生死記硬背課件中的內容，雖然把黑板換成了白板，把板書換成了投影，但這些教學手段并沒有發揮出應有的作用，需要引起教師的重視。三、人工智能背景下提升高中生物教學有效性的路徑（一）利用多方教學資源優化教學設計在高中生物教學中，教師可以通過人工智能技術拓展教學資源，全面優化生物課程教學設計，讓具體的教學環節緊密圍繞生物課程的教學目標，結合生物課堂的實際情況開展教學活動，提高教學課件的有效性。生物教師可以運用人工智能技術創建生物教學資料庫，巧妙運用其中的資料，全面搜集與課堂內容相關的教學資源。對學生而言，教學資源結構的優化能夠有效降低資源檢索時間，教師可以將視頻資源剪切為小單元，每一段視頻都對應著具體的文字檢索鏈接，學生可以直接檢索，快速獲取視頻內容，提升學習效率。例如，在學習《人類活動對生態環境的影響》一課時，學生需要了解人類日常生活、人口增長、農業、城市建設等對生態環境的影響，樹立生態環境保護意識。教師可以為學生模擬呈現草原荒漠化、生物多樣性喪失的相關內容，讓學生看到南極上方臭氧層的空洞，認識到全球性生態環境問題的嚴峻性，進一步優化學習效果，學會科學看待人類的生存處境。人工智能技術可以幫助教師全面整合生物課程的教學資源，并將教學資源以更加立體的形式展現出來，提高教學設計與學生學習規律的適應性，讓課堂教學更加生動形象。（二）運用微課教學，突破教學難點和初中生物相比，高中生物又上升了一個難度，初中生物只要求學生掌握最基本的生物知識，對一些生物理論的來源不需要進行過多的探究，而高中生物在知識的廣度和深度上都有拓展，更強調深入理解生物學概念及其在現實世界的應用。在人工智能與高中生物教學相融合的教學環境下，生物教師可以利用微課輔助教學，用圖片、表格、視頻等方式呈現教學的重難點，化抽象為具體，降低學生的理解難度。高中生物最主要的特點就是抽象，很多學生對生物知識的掌握只停留在表面，雖然對理論知識記憶得比較牢固，但是在遇到具體問題時卻不會靈活應用。為此，教師可以利用微課突破這一教學難點，把學生在學習中遇到的普遍問題進行歸類、整理，利用微課開展專題教學，用一個微課件闡述一個重點或難點，提高教學的針對性和目的性。在設計微課視頻時，應以生物教材為依托，并對教材內容進行延伸，使學生的生物視野更開闊，學到的生物知識更多元。教師選擇微課內容時還要聽取學生的意見，添加學生喜聞樂見的內容，從而調動學生的參與度，使他們更加專注于課堂，拓展邏輯思維。受教學時間的限制，課堂教學內容是有限的，有很多重難點知識需要學生在課外自我突破和強化，教師可以將微課件上傳到班級共享平臺，讓學生在課后根據自己的薄弱環節進行選擇性的觀看和學習，自主控制播放次數和速度，查缺補漏，滿足學生個性化的學習需求，通過自主學習取得更大的進步。另外，生物教師還可以開展微課翻轉課堂，在預習時發放導學案和微視頻，引導學生從更寬泛的角度去認識生物知識，這不僅提高了預習效率，還能夠確保生物教學的順利開展。（三）結合大數據應用提升教學效率在以往高中生物教學中，教師需要完成大量的作業批改，備課階段需耗費許多時間，這嚴重影響了課堂教學效率，不利于提升學生的學習效果。在人工智能技術的支持下，教師可以協同利用大數據技術，全面了解學生的學習情況，加強與學生的線上溝通，對學生的學習過程、錯題、作業完成情況等進行跟蹤，將獲取的數據整合起來，運用智能化軟件開展綜合分析，形成知識圖譜，從而提高課堂教學的針對性，為學生提供個性化的教學服務。例如，在學習《細胞的能量供應和利用》一課時，學生要充分運用已學的知識，明確細胞的基本結構，了解細胞的物質輸入和輸出，最終理解酶的作用，掌握細胞呼吸的原理。為提高教學效率，教師可以通過智能化平臺為學生發布練習題，利用人工智能技術對學生存在的問題進行診斷，將共性問題整合起來，同時還要為學生推送個性化的教學資料，提高教學的針對性，讓學生少做重復題、只做有意義的訓練。人工智能技術能夠對學生實現精準測評，將學生的各項能力進行整合，呈現出學生能力的不足，幫助教師做出科學決策。在高中生物模擬考試中，教師還可以利用人工智能技術實現分層排課，對生物教學資源、教師資源、學生數目進行整合，確定排課表，全面提高工作效率，優化教學管理。（四）重視生物信息化教學的實踐效果生物科學是現代社會發展中被高度關注的學科領域，特別是在信息化背景下，高中生物的學科內容、知識體系、應用方向都在發生深刻的變革。教師必須根據現代生物發展方向和高中生物教學特點進行精細化、信息化教學設計。傳統的高中生物教學模式重理論輕實踐，這種教學模式能夠提供大量的知識體系，但無法鍛煉學生的應用能力。在信息化視野下，高中生物課程的實踐教學也越來越多地通過實驗、實訓的方式得以開展，很多高中根據信息化的發展步驟，逐步配備了數字化生物課堂、虛擬化生物實驗室等教學環境，學生能夠開展部分實際操作，但是缺乏與當前最先進的信息化技術應用相一致的交互性實踐，有些實驗內容還是數年甚至十年以前的內容，這樣的教學內容無法保證信息化教學實踐與學科未來發展方向相互融合。為了扭轉這一局面，必須促進高中生物課程實驗的信息化發展，將學科教學與虛擬實驗這一全新的教培發展路徑進行匹配，這樣能讓學生在學習過程中與生物發展領域準確互動，從而產生更為積極的理論與實際的結合目標，學以致用，達到積極的教學目標。（五）巧用智能手機和多功能教室隨著社會的發展，智能手機擁有更加齊全的功能，人們也越來越依賴智能手機。在這種環境中，高中生物教師可以巧妙地將智能手機應用到教學中。在一些實驗不能在教室中完成，且全部學生又不能同時進行實驗的情況下，教師可以用智能手機將自己做實驗的整個過程錄制下來，之后讓學生在課堂上觀看。傳統的利用黑板教學的方式不能有效激發學生的學習興趣。而多功能教室的合理使用能有效激發學生的學習積極性，并吸引學生上課時的注意力，無形中增強學生的學習效果。同時，多功能教室還具備一套完整的學習、互動交流、反饋和評估體系，教師可以清晰地了解每個學生的學習狀況以及出現的問題，之后有針對性地解決問題。（六）利用智慧課堂，豐富學生的學習體驗在新的課程理念的指導下，教師應當為學生學習創設良好的、有效的生物教學情境，學生只有在有效的教學情境中才能夠實現深度學習，加深對知識的理解和把握，既能夠掌握基礎的生物知識，又能夠在有效的教學情境中獲得更加豐富的學習體驗，感知生命的真諦和意義。因此，生物教學情境的創設已經成為提高生物課堂教學的有力切入點。教師應當結合教學內容和學生的認知水平，創設不同的教學情境，引起學生的共鳴，讓學生獲得與傳統課堂教學相比更加豐富的學習體驗，從而獲得良好的教學效果。多媒體、人工智能技術的融入為教學情境的創設提供了更加便利的條件，教師可以利用人工智能的優勢，更有效地引導學生的情感，在