基于科学思维的智能技术与高中生物教学深度融合途径研究

摘 要：经济的发展促进科技的进步，而将科学技术运用于教育行业，改变教师的教学方式和学生的学习方式。高中生物是基础教学的重要组成部分，学好生物对学生之后的学习和发展具有重要意义和深远影响，将智能技术与高中生物教学深度融合是当前的生物教学的必然趋势，有助于提升高中生物教师的教学效率和教学质量。文章对基于科学思维的智能技术与高中生物教学深度融合途径进行研究和分析。

关键词：智能技术;高中生物教学;科学思维

一、 引言

学生在学习高中生物时都具有一定的难度，高中生物是一门理论性、实践性和应用型都很强的学科，由于高中生自身的生物知识储备具有一定的局限性，所以在学习的过程当中会遇到很多的阻碍因素，对高中学生的学习效率和学习质量都有一定的消极影响。而智能技术在高中生物教学当中的运用则能够有效地提升学生的学习兴趣、激发学生的学习动力，使得学生能够更加积极主动地投入高中生物学习当中，从而真正意义上提升学生的生物综合素养。

二、 基于科学思维的智能技术与高中生物教学深度融合的意义

（一）充分的激發学生的学习兴趣

俗话说：“兴趣是最好的教师”，由此可见，教师在实际的教学活动当中，应该充分地激发学生的学习兴趣，才能够使得学生全身心地参与到高中生物的课堂教学活动当中，最大程度上激发学生的求知愿望。通过智能技术与高中生物教学深度融合，深化学生对生物知识的认知和理解，有效地提升学生的学习效率和质量。让学生在学习的过程当中获得知识的同时，感受到智能技术的先进。在课堂教学环节巧妙地运用智能技术，带领学生进入一个更加丰富、多彩、有趣的“生物世界”，吸引学生的眼球，集中学生的注意力，提升学生对生物学习的热情，对未知生物知识的探索热情。此外，教师在实际的教学活动当中，通过对智能技术的运用给学生创设一定的教学情境，使得学生有身临其境的感觉，带给学生更好的学习体验，使得学生从之前的被动学习转变为主动的探索，触动学生生物思维的发散，从而有效地提升学生的生物学习能力和生物综合素养。

（二）有助于将抽象的知识生动化

高中生物教学当中存在很多抽象的知识点，使得学生在学习的过程当难以进行有效想象，所以导致学生理解相关知识时非常费劲，一定程度上打击了学生的学习信心和学习的热情，学生在学习过程当遇到的困难得不到有效解决，则很容易丧失对生物学习的兴趣。而且在传统的教学模式之下，教师的教学理念落后，所营造的教学氛围沉闷、无聊，学生长期在这一氛围当学习，思维不能发散。基于这一现实情况，教师应该对高中教学进行改革，将智能将技术与生物教学深度融合则是重要的改革内容，丰富教学内容和教学形式。同时智能技术与高中生物教学深度融合使得抽象、死板的生物知识以更为感性、动态、综合的表现形式呈现在高中学生的眼前，使得学生能够获得更强烈的感官冲击，使得学生对高中生物学习有更直观的认知，能够通过自身的感官体验和感性的认知提升学习效率。

三、 基于科学思维的智能技术与高中生物教学深度融合存在的问题

（一）教师不能熟练地运用人工智能技术

教师对人工智能技术的运用不够熟练，所以在实际的教学活动当中没有办法将智能技术和高中生物教学高度融合，使得教学环节开展得不够顺利。就目前科技发展形势而言，人工智能的发展势态和发展前景都是非常光明的，很多的高科技领域都有效地引入智能技术，但是人工智能技术的普及范围相对比较狭窄，要在各行各业普及的话还需要很长的一段时间。基于这一现实情况，部分教师对于智能技术的运用是非常陌生的，在教育行业没有全面地推广智能技术。教学工作者并没有进行全面、系统的学习，对智能技术的运用方法掌握度不高。

（二）教师在教学课堂当中可能会过多地依赖智能技术

教师在实际的教学课堂活动当中有效地使用人工智能技术，给教学工作提供了很多的便利，提升了教学效率和教学质量。人工智能是人类科技发明的优秀成果，教师通过对智能技术的运用挖掘出智能技术的优势，会对智能技术产生过多的依赖，容易对智能技术过度利用。一方面，对智能技术的过多利用使得其成为课堂的“主人”，从而忽视了学生的主体地位，没有以学生为中心开展教学工作。另一方面，对智能技术的过多依赖使得教师容易成为智能技术的“附属品”，沦为智能技术的“工具”，这对教师的教学是不利的。而且高中生物是将实践性、理论性、应用型为一体的，教师对智能技术的依赖程度过高，不容易把控教学的重点，使得教学任务存在“厚此薄彼”的情况，从而导致学生对知识的把握不全面，知识倾斜太严重，不利于学生整体学习，不利于促进学生全面发展。

（三）对智能技术的运用使得感情教育有所缺失

教师在高中生活教学活动当中，过多地对智能技术进行运用，虽然在一定程度上可以提升学生的学习效果，但是从长远的教育来看，不利于对学生的感情教育。传统的教学模式当中，教师通过加强教师和学生、学生和学生之间的互动有效地增进生生、师生之间的感情联系，但是过多地使用智能技术，教师更加注重课堂教学和智能技术的有机融合，缺乏对感情教育的重视。

四、 基于科学思维的智能技术与高中生物教学深度融合途径

（一）通过智能技术的运用帮助学生构建知识体系

传统的教学模式当中，教师受到应试教育的影响，在课堂教学环节忽视了学生的主体地位，没有意识到课堂是学生学习的重要阵地，占据了众多的课堂时间对学生进行知识的讲解，学生也只是一味地接受，教师和学生在课堂上缺少互动，教师缺少对学生的思维引导，没有激发学生的思维发散，更多是课本内容按照特定的流程讲解，教学内容死板、乏味。基于这一现实情况，教师应该科学合理地运用智能技术，在备课方面，教师通过对教学内容的深刻研究和分析，运用智能教学与系统专家，实现高效、精准备课。在通过对互联网技术的运用收集大量的教学资源丰富教学课件和教学内容，在此基础之上，结合班级学生的实际情况进行调整和优化，对教学内容进行“二次开发”，灵活地备课，避免重复备课和无效备课，为高中生物教师节约更多的时间和精力，同时也适使得教师在课堂教学当中能够给学生进行系统教学。

在课堂教学环节，教师有效地运用CAI系统，通过CAI系统能够对学生学习情况进行真实的反馈，尊重不同学生之间的差异，帮助学生实现个性化发展，使得教师在实际的教学活动当中能够因材施教，开展个性化教学活动，提升学生的学习兴趣和激发学生的学习热情。通过系统教学活动，有效地提升学生的科学思维，帮助学生对学生的知识进行知识的归纳和总结，构建学习导图，建立系统化的生物知识框架，形成概念图，建立知识与知识之间的内在联系，从而更高效地学习，提升学生的生物综合素养。

（二）依据课本经典的实验内容，综合运用智能技术，培养学生的演绎和推理能力

随着素质教学的进程不断推进，相关部门对教师的教学提出了更高的要求和更严格的标准，教师跟随高中生物教学的改革进程，培养学生的科学思维能力，契合新课改提出的教学目的。而要达到这一教学目的最重要的环节就是开展教学实验内容。教师在实际的实验教学活动当中，可以有效地融合智能技术，丰富教学内容和教学形式，增强实验教学的趣味性，使得学生能够更加积极主动地参与实验教学活动。在实验活动当中，潜移默化锻炼学生的思维能力，提升学生的科学思维。

比如在学习《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》这一模块知识时，教师可以通过讲述“龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞”这一事例让学生探讨在亲代和子代的遗传当中，子代的性状是由什么因素决定的。通过这一提出吸引学生的注意力，为介绍孟德尔实验做铺垫。因为相关实验在课堂上无法进行操作，所以教师可以通过对智能技术的运用，比如AR和VR以及语音处理技术相结合，给学生展示系列实验步骤和实验现象，使得学生能够更为直观地感受整个实验，让学生觉得自身仿佛亲自经历了实验一般，从而使得学生深化对实验现象和实验结论的认知和理解，使得学生对本章知识内容有更加系统、全面的认知，进一步培养了学生的演绎和推理能力。

（三）通过课堂教学和智能技术相融合，生成学习资源，完善科学思维体系

随着计算机技术运用于教育行业，教师的教学模式进行了变革，学生可以通过互联网视频或者相关的教学链接资源进行自主学习，教师也意识到了课堂是学生的主战场，不再占用过多的课堂时间开展“灌输式”教学活动。在高中生物课堂教学当中，教师更多地以师生时间的互动、小组合作为主，使得学生和学生、学生和自己之间碰撞出更多绚丽多彩的思维火花，从而有效地激发学生的思维，提升学生的思维层次。

此外，教师通过在互联网上搜索更多的教学资源，使得课堂教学内容不再局限于课本的知识，通过多种途径和手段将教学资源进行有效的整合，形成海量信息资源库，丰富教学内容，使得学生对生物知识有更多的了解，认知范围更加广泛，认知层次更加丰富，对提升学生的生物综合素养具有举足轻重的重要。学生将所生成的学习资源进行分析、归纳和总结，完善科学思维结构，推动生物知识体系和思维模式的建立进程。

比如，在学习高一生物第六章《生物的进化》这一模块知识时，教师在教学之前可以在互联网上搜集大量的有关知识，在课堂上巧妙地给学生展示。教师可以通过多智能技术的运用给学生展示生物化石的形成过程，地球上各类动物和植物以及微生物出现的先后顺序等，让学生通过系统性的学习理清这一模块的学习思路，通过对相关问题讨论让学生明确这一模块学习的重点和难点内容，引导学生构建学习思维导图，提升学生的思维能力和创新能力。

（四）结合ICAI系统进行实践探究活动

高中生物是一门实践性很强的学科，而“实践是检验真理的唯一标准”，由此可见，教师在实际的教学活动当中，教师要注重实践对提升学生生物学习的重要性，要多给学生创造实践的机会，在实践活动当中有意识地培养学生的科学思维。在实践探究活动当中，教师可以在教学环节加入ICAI系统这一智能技术。ICAI系统不仅仅包括了课堂教学的内容，还包括了课堂之外的补充内容，比如教学游戏活动以及实践作业辅导等方面。

教师在教学环节可以对班上的同学科学、合理地进行分组，给予学生足够的空间和时间进行小组实践探究活动，充分地发挥学生的学习自主性的优势。通过ICAI系统的运用，跟踪学生的学习情况，然后再针对性的教学，以此实现学生的个性化学习。

五、 结语

综上所述，智能技术与高中生物教学深度融合有助于增強学生的生物学习能力、提升学生的科学素养和生物综合素养。教师在实际的教学环节，可以通过对智能技术的运用帮助学生构建知识体;依据课本经典的实验内容，综合运用智能技术，培养学生的演绎和推理能力;通过课堂教学和智能技术相融合，生成学习资源，完善科学思维体系等方面着手，充分地发挥智能技术的优势，进一步推动高中生物教育事业的发展。

参考文献：

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[2]吴诗媛.基于云班课智能平台的《病原生物与免疫学》混合式教学探索和实践[J].中国多媒体与网络教学学报，2020（6）：4-5.

作者简介：

梁焯华，广东省广州市，广州市禺山高级中学。