联合国教科文组织未来学习及创新团队负责人 Sobhi Tawil 认为，世界的不确定性和复杂性正在加剧，在一定限度内人工智能可以取代人的部分工作，改变很多人的工作样态；基于这一背景，联合国教科文组织发布了“教育的未来”倡议，倡导重新思考教育与学习的目的，塑造人类的未来。美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。教师应重视运用互联网技术、移动通信技术和人工智能等现代信息技术手段，开发和利用数字化教学资源，丰富师生互动交流方式，促进学生个性化学习
［1］。新质实验课堂实验创新起主导作用，借助AI智慧实验室，可摆脱传统实验课堂中实验过程无法追溯、不易监管、不便及时评价、评价方式单一、数据不易保存等弊端。新质实验课堂具有实验教学更高效、学习更有趣、督教更客观等多元化优势。
鉴于传统实验室在中小学实验教学及考试方面存在诸多弊端，笔者所在校于2023年下半年引入锡鼎AI智慧实验室，安装调试后投入使用。笔者以人教版生物学教材七年级上册“练习使用显微镜”内容为例，简介如何借助AI智慧实验平台，打造生物学新质实验课堂。
1 “练习使用显微镜”新质实验课堂设计
基于锡鼎AI智慧实验室的“练习使用显微镜”新质实验课堂设计内容如
图1所示。
【流程1】由显微镜发展史导入新课。
让学生阅读教材第41页的显微镜科学史有关内容，思考对显微镜的认识和了解有多少。
【流程2】学习任务一：认识显微镜结构及规范使用。
学生参照教材第31页的图示，仔细观察实验台上普通光学显微镜的结构，小组讨论显微镜各部分结构功能。教师由教师端发起屏幕共享，切换讲桌上的摄像机画面，在学生端和大屏幕上实时直播教师重点讲解显微镜的结构及功能。学生由学生端发起投屏，其他学生借助面前的屏幕观看其操作和对显微镜的介绍。
如何正确规范地使用显微镜？教师由教师端发起屏幕共享，学生端接收并观看显微镜使用的视频，尝试用流程图的形式归纳显微镜的使用过程。
【流程3】学习任务二：学生练习规范使用显微镜观察标本。
学生点击教师发起的课堂练习，由学生端发起投屏，以小组为单位，动手操作，练习使用显微镜观察标本。教师全面关注每一名学生的操作，当出现问题时，及时进行巡视指导。
【流程4】随堂测试，多维评价。
教师发起随堂测试，学生在摄像机前进行规范操作。每位学生操作结束后，先进行自评，然后同组间、异组间均可相互评价，同时可以叠加AI评分和教师评分。
【流程5】掌控学情，及时跟进。
教师根据智慧平台统计的测试结果，及时了解、研究易错点和错因，便于后期的教学强化跟进和实验教学改进。
2 AI智慧实验的优势及与传统生物学实验的对比
2.1 屏幕共享，清晰高效
由教师端发起屏幕共享，学生端可以接收课件，解决了看不清、看不全、跟不上的问题，方便“教”与“学”。
还可以解决传统实验三大弊端：①课件内容丰富，文字密集，学生无法看清或需要进行抄写记录；②在按图组装实验仪器或进行实验仪器的操作演示时，后排与边排学生看不清楚；③在进行教师演示实验时，只有前面的学生看得清楚。具体对比内容如
表1所示。
2.2 学生投屏，合作互助
由学生端发起投屏，其他学生和教师借助面前的屏幕观看操作。直观展示，其他学生可更好地发现问题，规范自己的操作。
根据布鲁姆认知分类金字塔理论，学生的批判思维从低到高可以分为6个层次：知道（知识）—领会（理解）—应用—分析—综合—评价。如果学生能够对同伴的实验操作进行互助、评价，并给出建议，无疑对双方都大有裨益。因此，在学生投屏中，不但可以显现师生之间的合作，还可以充分发挥同伴间的合作互助。具体对比内容如
表2所示。
2.3 课堂练习，规范操作
教师发起课堂练习，学生在摄像机前进行规范操作。全面兼顾到每一名学生的操作，出现问题时可及时指导。与传统生物学实验具体对比内容如
表3所示。
2.4 随堂测试，多维评价
学生通过点击随堂测试，自评，学生互评，教师评分，AI评分。多维评价，激发学生深度思考。与传统生物学实验具体对比内容如
表4所示。
2.5 掌控学情,及时跟进
智慧平台会及时统计测试结果，且一目了然。可以及时做出教学跟进和突破。与传统生物学实验具体对比内容如
表5所示。
3 结语
智能教学中多样态的师生合作互动有利于激发师生的创新意识和探索精神，进而实现学生核心素养的培育和教师专业素养的提升
［2］。AI智慧实验室打破了传统实验室的功能限制，以数字化赋能基础教育高质量发展，让实验教学更高效、学生学习更有兴趣。
京公网安备11010202008535号
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