高中生物课程的重要性不言而喻，作为自然学科的重要分支，生物知识与大千世界息息相关。以实验为载体的生物教学能够拓宽学生知识的学习，丰富学生对于生物学科的认知，潜移默化地影响着学生的科学思维。数字化的实验教学以生物的本质为出发点，改变生物实验的教学方式，利用现代化的数字化技术满足日益发展的生物知识内涵。
一、数字化实验在“教”的层面的应用
（一）充分利用先进设备，提高实验教学效率
开展数字化探究实验，能够极大地节约课堂实验教学所需要的时间，提高教学的效率。开展数字化探究实验，在数据采集的过程中能够更快更好地获得实验数据，这样能够缩短学生分析和处理数据的时间。而多出的时间，则可以引导学生进行知识的探究。
在指导学生学习呼吸作用与光合作用这一节知识点的过程中，实验涉及大量的数据以及各种图形分析，一部分学生往往难以得到精确的实验结果，且由于这一部分实验涉及时间周期较长，难以通过传统方式开展探究。为此可以开展数字化探究实验。首先，学生通过氧气传感器及二氧化碳传感器，对绿色植物光合作用以及呼吸作用进行精确的测定。在这一测定过程中，学生能够得到精确的数据。接下来，学生对测得的数据进行整理，根据实验的需要绘制曲线图以及柱形图等进行分析，最终得到实验结果。这样的方式锻炼了学生的数据处理与数据分析能力，有利于促进学生综合素质的发展。
（二）延伸教学深度广度，培养学生创新能力
生物实验教学中，最为关键的一环是要让学生亲身经历实验过程，并且让学生动手实践操作。然而在常规的实验教学中，由于一些生物实验开展需要相应的场地，也需要相应的实践验证实验，结果导致教师几乎不可能在教室中开展实验。针对这样的现状，一些教师采用多媒体的方式，通过视频讲解让学生进行实验学习探究。由于缺少了实践环节，学生很难通过亲身实践掌握生物知识，因此影响了学习的质量和效率，也不利于学生实践能力的养成。通过数字化技术能够在短时间内获得实验数据和实验结果。因此，学生能够更好地参与到实验过程，不断地发现新问题，分析处理并解决问题，改进实验，从而在过程中培养学生的科学探究能力和理性思维，鼓励学生坚持创新精神。
教师可以引导学生利用温度传感器、导电率传感器、PH传感器以及浑浊度传感器对水质净化的方法进行研究。在实验过程中，学生通过这些数字化技术的应用进行探究，并且得出了多种水质净化的方法，最后通过实践验证这些水质净化方法的可行性。这一教学活动中，学生更好地实现了在“做中学”，不但培养了学生的实验探究能力，更能够培养学生的理性思维和创新意识，使学生能够培养生物学核心素养并提升综合能力。
二、数字化技术在生物实验课堂“学”的层面的应用
（一）浸润式学习，感悟知识之韵
生物实验重在体验。实验课堂的体验式学习已经不再是单纯的拓展活动，而是将其完整地嵌入到课程教学过程中，使教学目标的落实有了保障，兼顾学科大概念和学科知识，促进学生积极参与，进行反思发现。在探索光合作用的奥秘时，我们采用浸润式学习的方式，让学生深入体验光合作用的过程。通过模拟实验和实地观察，学生不仅能够直观地感受到光合作用中光能转化为化学能的过程，还能深刻理解到光合作用对于生态系统和人类生活的重要性。这种学习方式不仅增强了学生的学习兴趣，还提高了他们的实践能力和创新思维。
（二）进行数据导航，精准学习之道
着力通过信息技术的优势了解学生在参与实验过程的真实学习状态，记录学生在实验中的认知特征、知识储备能力和动手操作的能力等。基于此可以开展更有针对性的实验指导。学困生可以借助“一对一”的学习模式，跟随老师或同学进行练习，还可以根据优秀同学录制的小视频反复点播学习，随时随地都能直观感受实验效果。在遗传规律的学习中，我们利用大数据和信息技术，对学生的学习状态进行精准记录和分析。通过收集学生在实验、测试和作业中的数据，我们能够发现学生在遗传规律理解上的薄弱环节和个性化需求。基于此，我们可以为每个学生提供针对性的学习建议和辅导资源，帮助他们更好地掌握遗传规律的核心概念和应用方法。这种数据导航的学习方式，使得教学更加精准和高效，提高了学生的学习效果和满意度。
（三）理论实践结合，建立社会责任
传统的生物实验只在课堂内，但数字化模式下，生物实验更直观、贴近生态、融入大自然，成为课堂创新的重要渠道。基于此，数字化实验教学打破学校的围墙，农场、田地、博物馆、科技馆，甚至重量级的生物实验室，都是学生的体验式学校，能够全方位立体化的让学生认识到知识的前因后果，为培养复合型人才提供便利条件。在学习生物多样性的保护时，我们注重将理论知识与实践活动相结合。通过组织学生参与生态调查、环保宣传和野外实践等活动，让学生亲身体验到生态保护的重要性和紧迫性。同时，还可以邀请环保专家和学者来校进行讲座和交流，为学生提供更广阔的视野和更深入的思考。通过这些活动，学生不仅能够增强对生物多样性保护的认识和理解，还能够建立起积极的社会责任感和使命感。
三、数字化技术在生物实验课堂“评”的层面的应用
（一）以学生为本，融合过程与终结之评价
课程标准倡导评价要“立足过程，促进全面发展”，这不仅是评价体系的改革，更是评价理念、评价方法与手段以及评价实施过程的转变。从关心学生的能力发展和成长需要出发，通过数字信息反馈，使评价结果尽可能符合学生的成长需求。评价基于数字化，在强调多元的同时，建立“在线”对话机制。师生之间进行平等地对话和讨论，在对话中逐步消除学生关于实验的知识盲点。
（二）大数据赋能，信息化教学评价之革新
不同于传统的总结性评价仅仅将关注点聚焦在学生能否通过实验得到预期结果，数字化实验教学评价系统会利用记录的交互数据，对学生的实验过程、动作要领进行全面分析，归纳出学生是否全面掌握实验技术精髓，由此建立学生跟踪档案，帮助教师更全面地对学生进行评价，并对学生进行针对性的专题教育，精准做到“量体裁衣”“因材施教”。
四、结语
综上所述，利用数字化实验进行高中生物教学为学生提供了必要的实验条件，也能够为学生创设安全的实验设备，从而引导学生在实验中进行探究学习，进一步提高了学生的实验操作能力。学生不仅掌握了生物知识，也能够促进自身生物综合素质的发展。
参考文献：
[1]马育国．数字化探究实验在高中生物教学中的运用[J]．求知导刊，2017（5）：97-98．
[2]邓文君．数字化实验在高中生物教学中的应用初探[D]．南京：南京师范大学，2020．
