AI+生物国家级实验教学示范中心智能体的构建与实施

2025年8月，“人工智能赋能实验教学中心建设暨实验教学数字化创新发展研讨会”在西宁举行。会上，教育部生物基础实验课程虚拟教研室主任、生物基础国家级实验教学示范中心(吉林大学)原主任滕利荣教授作了《AI+生物国家级实验教学示范中心（吉林大学）本地智能体的构建与实施》专题报告。

滕利荣教授从本地智能体建设背景、框架途径、资源赋能及初步应用等方面，分享了中心在实践教学数字化资源转型、实验教学与实验室管理融合及科教融合AI智能体建设中的经验与成果。

虚拟仿真与AI的核心融合点

滕利荣教授提出“AI+生物实验教学中心本地数智平台建设框架”，将虚拟仿真技术与AI数字平台、智能模型、工具及虚拟教师深度融合，打造数字化AI+实验教学中心。该框架明确实验环境、教学、管理运行的数智化目标，确保与专业培养方案和教学体系高度契合，让人工智能和虚拟仿真技术切实服务师生，提升教学质量与效率。

1、高度仿真的虚拟实验环境

利用虚拟仿真技术构建高仿真实验环境，支持学生在虚拟空间完成实验操作。该环境尤其适用于高风险、高成本、长周期的实验项目，突破传统实验教学局限。虚拟实验系统不仅模拟实验设备与材料，还可以还原真实实验场景和操作流程，为学生提供沉浸式学习体验。

2、智能引导与实时反馈

虚拟实验环境中的AI数字导师系统，能为学生提供智能化指导。系统可实时监控学生操作，及时指出错误并给出纠正建议，实现个性化教学支持；还能依据学生操作数据，智能调整实验难度与内容，平衡学习的挑战性与可行性。

3、虚拟操作与真实设备的有机结合

滕利荣教授及团队创新设计“虚拟操作-智能评价-真实实验”三段式教学模式。学生先在虚拟环境熟悉实验流程与操作规范，再经AI系统评价指导，最后在真实实验室完成实操。此模式既减少实验耗材浪费，又提升实验教学安全性。

实施路径与应用成效

滕利荣在报告中指出，智能体并非简单叠加AI与虚拟仿真技术于传统教学，而是实现技术与教育教学深度融合。通过“人工智能+虚拟仿真”新形态，探索人机协同教学新模式，推动人工智能驱动的大规模因材施教。

智能体建设与虚拟教研室建设相结合，打破地域与时空限制。该模式不仅促进优质教学资源流动，还激发教师参与教学研究的积极性。

滕利荣教授团队采用多层次、分阶段策略推进智能体落地：先对传统教学资源（实验教材、视频、图像等）进行数字化改造，转化为适配AI系统的格式；再基于此开发新形态教学资源，如虚拟仿真实验项目、交互式3D模型、自适应学习模块等。

同时，团队还整合生物学基础实验课程知识图谱，涵盖植物生物学实验、动物生物学实验、生物化学实验等10门课程。结构化的知识图谱为AI系统提供专业知识支撑，助力实现智能推荐与个性化学习。并通过虚拟教研室平台开展大量教师培训，提升教师技术应用能力与人机协同教学策略掌握水平。

实践成效与未来展望

虚拟实验环境允许学生反复练习操作，增强实操能力，同时大幅降低实验成本与风险。

这种混合式实验教学模式保障了实验教学的连续性与质量，借助虚拟教研室实现优质资源共建共享，避免重复建设，提升资源利用率。同时，AI系统的个性化支持改善学生学习体验与效果，助力学生按自身节奏和风格学习，为高校实验教学提供了新思路。

滕利荣教授表示，虽然智能体在实验教学中取得了一定的成效，但在当前，智能体的建设仍面临挑战与机遇。

智能体的运行需持续跟踪应用大型语言模型、生成式AI等新技术，另外，需进一步提高教师接受度与参与度，建立涵盖资金、人员、技术更新的可持续发展机制。

未来，滕利荣教授团队计划深化智能体应用与研究，将应用范围从高等教育延伸至职业教育、中等教育和基础教育，构建全覆盖的AI+生物教育生态。同时加强与企业、科研机构合作，引入先进技术与理念，深化国际交流，吸收国际先进经验。

结语

随着技术进步与教育理念更新，AI与虚拟仿真融合的生物实验教学智能体将持续完善，为培养创新型、实践型生物学人才贡献更大力量。