2025年10月17日晚，由3200威尼斯vip《生物学教学》杂志主办的“中学生物学教师素养提升公益直播”第21讲如期开讲。本次直播特邀上海交通大学教育学院课程与教学中心助理教授曹鹭博士，聚焦如何运用教育游戏、生成式人工智能两种数智技术以支持中学生物学或小学自然学科的课堂教学，吸引了全国约2400余人在线学习，互动热烈。本次直播由《生物学教学》杂志常务副主编李增娇老师主持。

一、传统课堂面临挑战，抽象概念教学亟待破局

讲座伊始，曹鹭博士指出，当前中小学生物学课堂面临双重挑战：一方面，理科知识的抽象性容易让学生产生畏难情绪，课堂参与度不足；另一方面，传统教学模式难以有效培养学生的知识迁移能力，无法满足素质教育中“用生物知识解决跨领域问题”的核心要求。随着数字技术从Web 1.0的信息单向传播演进至Web 3.0的智能互动时代，人工智能等技术正为教育领域带来深刻变革，成为破解教学困境的关键抓手。

二、教育游戏：在互动中构建知识体系

为应对这一挑战，教育游戏成为重要突破口。曹鹭博士分享了多个实践案例：在“生态系统模拟游戏”中，学生通过调整狼、羊、草的数量参数，动态观察食物链变化，83%的学生理解了生态平衡原理，较传统教学提升47%。而在“遗传学角色扮演游戏”中，学生扮演孟德尔进行豌豆杂交实验，实验组对遗传定律的掌握正确率高达91%，远高于对照组的65%。

更值得关注的是“有效失败”教学法的引入。一项对照实验显示，采用“先游戏探索后针对性教学”的B组学生，在概念理解、迁移问题解决及非传统问题应对等方面，全面优于“先教学后游戏”的A组，提升幅度最高达31%。曹鹭博士指出：“教育游戏不应只是娱乐工具，而应成为‘认知接种’的载体，让学生在探索性失败中暴露知识盲区，教师再予以精准干预。”

三、生成式AI：快速构建情境，但也需警惕“技术幻觉”

生成式人工智能在创设教学情境方面展现出强大潜力。曹鹭博士介绍，利用免费AI工具，教师可快速生成360度全景场景，如北极生态系统模拟，帮助学生快速构建认知框架。在STEAM课程中，AI还能辅助生成2D/3D素材，大幅缩短创意落地周期，尤其在处理多班级分组任务时效率显著。

同时，讲座也提出，生成式人工智能存在“幻觉问题”，可能导致使用者产生思维惰性，部分工具也不适用于课堂场景。对此曹博士建议，教学中必须建立“AI校验机制”，培养学生批判性思维和主体性行为。

四、小学课堂落地难，轻量化工具成突破口

在小学阶段，AI工具面临适配性难题。学生打字速度慢、认知水平有限，导致互动效率低下，部分学生因“看不懂”而放弃使用。曹鹭博士建议，教师应建立技术筛选机制，优先选用符合学科特性的轻量化AI工具，并采用“生成-校验-实体化”三步法，增强学习体验。

直播中，主讲人以孟德尔遗传定律教学课程为例，详细演示了利用生成式人工智能制作模拟程序的具体步骤，直观展现了AI技术在教学中的应用潜力。此外，还推荐了PHET、Comfort、Notebook等优质平台，为教师获取教育游戏资源提供了实用参考。

五、技术整合：不是替代，而是赋能

曹博士在直播中强调，技术整合的核心在于“与有效教学方法深度结合”，而非简单替代教师。AI不能单独解决所有教学问题，必须与VR、建模工具等多技术协同，并与探究式教学法相匹配。

对于暂时无法使用专利系统的教师，曹博士推荐了多个替代资源平台，包括美国科罗拉多大学的PhET互动仿真平台、Conker自适应学习系统及Seesaw教育媒体库，其中包含超过200项生物学科虚拟教具。

此次直播的成功举行，为广大中小学教师搭建了数字教学经验交流的平台，进一步推动了数字技术与生物学教学的深度融合，为提升课堂教学质量、促进学生核心素养发展注入了新动能。正如曹鹭博士所言：“技术不是目的，而是桥梁。真正的教育创新，在于如何通过技术激发学生的思维活力，培养其面对不确定未来的核心素养。”