虚实融合赋能高中生物探究性学习：从模式构建到实践突破

在教育数智化转型的浪潮中，高中生物学教学正面临着微观抽象知识难理解、实验条件受限等挑战。一线教师依托“矩道高中生物虚拟实验室”，构建线上线下融合教学模式，生物虚拟实验室的融合应用为破解这些难题提供了创新路径，为高中生物探究性学习活动开展提供了可借鉴的范例。

一、线上线下融合教学模式的核心架构

以“课前重构-课中辅导-课后拓展”为核心脉络，实现线上资源与线下教学的深度联动，具体流程如下：

①　课前重构：激发兴趣，奠定基础

②　课中辅导：即时互动，深化探究

③　课后拓展：分层赋能，个性提升

二、虚拟仿真实验的实践优势与应用场景

虚拟实验作为模式的关键支撑，有效弥补了传统实验教学的不足，其优势主要体现在以下方面：

突破时空与设备限制：对于缺乏实验设备的学校，虚拟软件可完整模拟酵母培养、稀释、计数等全流程，学生无需依赖实体器材，就能“亲临式”完成实验操作，解决材料设备不足的问题。

可视化呈现抽象内容：通过3D与VR技术，将微观的生物结构（如酵母细胞）、复杂的生理过程（如种群动态变化）转化为直观画面，学生能清晰观察到酵母种群数量随时间变化的细节，增强“逼真感”，助力理解抽象概念。

培养科学思维与能力：在虚拟实验中，学生可自主调节实验参数，观察不同条件下酵母种群的变化，还能通过软件生成动态曲线，以数学模型分析生物学问题，如根据曲线判断种群增长的“J”型、“S”型阶段，逐步养成科学探究思维。

以“探究培养液中酵母种群数量的变化规律”实验为例，学生在虚拟实验环境中可完成一系列操作：用微量移液器精准移取培养液与染液，在血球计数板上规范计数，最终点击生成以时间为横坐标、1mL培养液中酵母菌数量为纵坐标的动态曲线，整个过程既锻炼操作能力，又提升数据分析能力。

三、模式实践的核心价值与启示

该融合教学模式的应用，为高中生物教学带来多维度价值：从学生层面，不仅提升了对生物学知识的理解与掌握，更在自主探究、小组合作、数据分析等方面的能力得到显著提升，有效发展了学科核心素养；从教学层面，实现了实验教学模式的革新，打破传统教学局限，为教师提供了更丰富的教学工具与方法。

这一实践也为高中生物教学改革带来启示：在新课标实施与教育数智化转型背景下，借助AI、虚拟仿真等技术，构建线上线下融合的VR课堂，是推动探究性学习落地、提升教学质量的重要方向。未来，更多学科可借鉴这一思路，结合学科特点打造特色融合教学模式，为学生成长赋能。