课题申报书：大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制研究

教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证求知探理明教育，创新铸魂兴未来。大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制研究

课题设计论证一、研究现状、选题意义、研究价值（一）研究现状随着人工智能技术的快速发展，大语言模型（如GPT-3、LaMDA等）在自然语言处理、文本生成、知识推理等领域展现出强大的能力。然而，将大语言模型应用于教育领域，特别是中学科学探究实践中的研究尚处于起步阶段。目前，国内外关于大语言模型在教育中的应用研究主要集中在以下几个方面：一是利用大语言模型进行个性化教学和智能辅导；二是利用大语言模型进行教育资源的生成和推荐；三是利用大语言模型进行教育评价和反馈。然而，针对大语言模型如何增强中学生科学探究实践的研究尚不多见。（二）选题意义科学探究是中学生学习科学知识、培养科学素养的重要途径。然而，在传统的科学探究实践中，学生往往面临资源匮乏、指导不足、探究深度不够等问题。大语言模型作为一种先进的人工智能技术，具有丰富的知识储备、强大的推理能力和灵活的交互方式，可以为中学生科学探究实践提供有力的支持。因此，研究大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制，对于提高中学生科学探究实践的质量和效果具有重要意义。（三）研究价值本课题的研究价值主要体现在以下几个方面：一是理论价值，通过研究大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制，可以丰富和发展教育理论，为教育领域的人工智能应用提供理论支持；二是实践价值，通过构建大语言模型支持下的中学生科学探究实践模式，可以为中学生科学探究实践提供有效的实践指导；三是创新价值，本课题将大语言模型与中学生科学探究实践相结合，探索了一种新的教育模式，对于推动教育领域的创新发展具有重要意义。二、研究目标、研究对象、研究内容（一）研究目标分析大语言模型在中学生科学探究实践中的优势和应用场景；构建大语言模型支持下的中学生科学探究实践模式；探索大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制；评估大语言模型支持下的中学生科学探究实践的效果。（二）研究对象本课题的研究对象为中学生科学探究实践。具体包括以下几个方面：一是科学探究活动的选题和设计；二是科学探究过程中的问题解决和实验操作；三是科学探究成果的展示和交流。（三）研究内容大语言模型在中学生科学探究实践中的优势和应用场景分析；大语言模型支持下的中学生科学探究实践模式构建；大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制探索；大语言模型支持下的中学生科学探究实践效果评估。三、研究思路、研究方法、创新之处（一）研究思路本课题将采用以下研究思路：首先，通过文献综述和案例分析，分析大语言模型在中学生科学探究实践中的优势和应用场景；其次，基于大语言模型的特点和中学生科学探究实践的需求，构建大语言模型支持下的中学生科学探究实践模式；然后，通过实证研究，探索大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制；最后，对大语言模型支持下的中学生科学探究实践效果进行评估。（二）研究方法本课题将采用以下研究方法：一是文献研究法，通过查阅相关文献，了解大语言模型在教育领域的应用现状和研究成果；二是案例分析法，通过分析大语言模型在教育领域的应用案例，总结其在中学生科学探究实践中的优势和应用场景；三是实证研究法，通过设计实验和问卷调查，验证大语言模型支持下的中学生科学探究实践模式的有效性；四是效果评估法，通过收集和分析实验数据，评估大语言模型支持下的中学生科学探究实践的效果。（三）创新之处本课题的创新之处主要体现在以下几个方面：一是将大语言模型与中学生科学探究实践相结合，探索了一种新的教育模式；二是构建了大语言模型支持下的中学生科学探究实践模式，为中学生科学探究实践提供了有效的实践指导；三是通过实证研究，验证了大语言模型支持下的中学生科学探究实践模式的有效性，为教育领域的创新发展提供了实践支持。四、研究基础、保障条件、研究步骤（一）研究基础本课题的研究基础主要包括以下几个方面：一是课题组成员具有丰富的教育理论和实践经验，熟悉大语言模型在教育领域的应用；二是课题组成员具备一定的科研能力，能够独立完成课题研究任务；三是课题组成员具备良好的沟通和协作能力，能够保证课题研究的顺利进行。（二）保障条件本课题的保障条件主要包括以下几个方面：一是课题组成员将充分利用学校和单位的科研资源，为课题研究提供必要的支持；二是课题组成员将积极参加相关的学术交流和培训活动，提高自身的科研能力；三是课题组成员将严格遵守科研伦理和学术规范，保证课题研究的科学性和严谨性。（三）研究步骤本课题的研究步骤主要包括以下几个阶段：一是课题准备阶段，包括课题组成员的确定、研究方案的制定、研究资源的准备等；二是文献综述和案例分析阶段，包括查阅相关文献、分析大语言模型在教育领域的应用现状和研究成果、总结大语言模型在中学生科学探究实践中的优势和应用场景等；三是实证研究阶段，包括设计实验、收集数据、分析数据等；四是效果评估阶段，包括对大语言模型支持下的中学生科学探究实践效果进行评估、撰写研究报告等。通过以上设计论证，本课题将深入研究大语言模型增强中学生科学探究实践的路径和机制，为提高中学生科学探究实践的质量和效果提供理论支持和实践指导。（课题设计论证共2160字）课题评审意见：本课题针对教育领域的重要问题进行了深入探索，展现出了较高的研究价值和实际意义。研究目标明确且具体，研究方法科学严谨，数据采集和分析过程规范，确保了研究成果的可靠性和有效性。通过本课题的研究，不仅丰富了相关领域的理论知识，还为教育实践提供了有益的参考和指导。课题组成员在研究中展现出了扎实的专业素养和严谨的研究态度，对问题的剖析深入透彻，提出的解决方案和创新点具有较强的可操作性和实用性。此外，本课题在研究方法、数据分析等方面也具有一定的创新性，为相关领域的研究提供了新的思路和视角。总之，这是一项具有较高水平和质量的教科研课题，对于推动教育事业的发展和进步具有重要意义。课题评审标准：1、研究价值与创新性评审关注课题是否针对教育领域的重要或前沿问题进行研究，是否具有理论或实践上的创新点，能否为相关领域带来新的见解或解决方案。2、研究设计与科学性课题的研究设计是否合理，研究方法是否科学严谨，数据收集与分析过程是否规范，以及结论是否基于充分的数据支持，是评审的重要标准。3、实践应用与可行性课题的研究成果是否具有实践应用价值，能否在教育实践中得到有效应用，解决方案是否具备可行性，是评审关注的重点之一。4、文献综