课题开题报告：生成式人工智能“跨科三问”赋能教师跨学科教学设计的研究

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。生成式人工智能“跨科三问”赋能教师跨学科教学设计的研究一、课题基本信息课题名称：生成式人工智能“跨科三问”赋能教师跨学科教学设计的研究课题来源：教育部课题类型：教育科研课题负责人：张华（教授）主要成员：李明（副教授）、王强（讲师）、赵丽（讲师）课题申报时间：2022年12月预计完成时间：2024年12月二、课题研究背景与意义随着科技的飞速发展，人工智能技术已广泛应用于各个领域，教育领域也不例外。生成式人工智能作为一种前沿技术，具有强大的信息处理和生成能力，为教师的教学设计提供了新的思路和方法。然而，当前教师在跨学科教学设计方面仍面临诸多挑战，如跨学科知识的整合、教学资源的获取、教学策略的选择等。因此，本研究旨在探索生成式人工智能在教师跨学科教学设计中的应用，以提升教师的教学设计能力和教学质量。三、国内外研究现状与发展趋势国内研究现状国内关于生成式人工智能在教育领域的应用研究尚处于起步阶段，主要集中在智能辅助教学、个性化学习等方面。在跨学科教学设计方面，已有一些研究探讨了人工智能在跨学科知识整合、教学资源推荐等方面的应用，但整体研究深度和广度仍有待提升。国外研究现状国外关于生成式人工智能在教育领域的应用研究相对较为成熟，主要集中在智能教学系统、智能评估等方面。在跨学科教学设计方面，国外研究已开始关注人工智能在跨学科知识构建、教学策略优化等方面的应用，并取得了一定的成果。发展趋势未来，生成式人工智能在教育领域的应用将朝着智能化、个性化和协同化方向发展。智能化方面，人工智能将更加深入地融入教学设计过程，实现教学资源的智能推荐、教学策略的智能优化等；个性化方面，人工智能将根据学生的学习特点和需求，提供个性化的教学设计和指导；协同化方面，人工智能将与其他教育技术手段相结合，共同推动教育创新和发展。四、课题研究目标与内容研究目标（1）探讨生成式人工智能在教师跨学科教学设计中的应用策略；（2）构建基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型；（3）验证基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型的有效性。研究内容（1）生成式人工智能在跨学科知识整合中的应用研究；（2）生成式人工智能在跨学科教学资源推荐中的应用研究；（3）生成式人工智能在跨学科教学策略优化中的应用研究；（4）基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型的构建与验证。五、课题研究方法与路径研究方法（1）文献研究法：通过查阅国内外相关文献，了解生成式人工智能在跨学科教学设计中的应用现状和发展趋势；（2）案例分析法：选取具有代表性的跨学科教学设计案例，分析生成式人工智能在其中的应用策略和效果；（3）实验研究法：设计实验，验证基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型的有效性；（4）访谈法：通过与教师和学生进行访谈，了解他们对生成式人工智能在跨学科教学设计中的需求和期望。研究路径（1）第一阶段：文献研究与案例分析，了解生成式人工智能在跨学科教学设计中的应用现状和发展趋势；（2）第二阶段：实验设计与实施，构建基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型；（3）第三阶段：实验验证与数据分析，验证基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型的有效性；（4）第四阶段：总结与成果推广，撰写研究报告，推广研究成果。六、课题研究的预期成果与形式预期成果（1）形成一套基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型；（2）撰写一篇高质量的学术论文，发表在核心期刊上；（3）开发一套基于生成式人工智能的跨学科教学设计软件；（4）培养一批具有跨学科教学设计能力的教师。成果形式（1）研究报告：详细阐述研究过程、结果和结论；（2）学术论文：发表在核心期刊上，展示研究成果；（3）教学设计软件：供教师在实际教学中使用；（4）教师培训课程：培养教师跨学科教学设计能力。七、课题研究的进度安排与人员分工进度安排（1）2022年12月-2023年3月：文献研究与案例分析；（2）2023年4月-2023年6月：实验设计与实施；（3）2023年7月-2023年9月：实验验证与数据分析；（4）2023年10月-2023年12月：总结与成果推广。人员分工（1）课题负责人：张华（教授）：负责课题整体规划、研究方向的确定、研究报告的撰写等；（2）李明（副教授）：负责文献研究与案例分析、实验设计与实施等；（3）王强（讲师）：负责实验验证与数据分析、教学设计软件的开发等；（4）赵丽（讲师）：负责教师培训课程的开发与实施等。八、课题研究的经费预算与设备需求经费预算（1）文献研究与案例分析：5万元；（2）实验设计与实施：10万元；（3）实验验证与数据分析：5万元；（4）总结与成果推广：5万元。设备需求（1）计算机：10台；（2）打印机：2台；（3）扫描仪：1台；（4）投影仪：1台。九、参考文献（略）本研究旨在探索生成式人工智能在教师跨学科教学设计中的应用，以提升教师的教学设计能力和教学质量。通过文献研究、案例分析和实验研究等方法，构建基于生成式人工智能的跨学科教学设计模型，并验证其有效性。预期成果包括研究报告、学术论文、教学设计软件和教师培训课程等。课题研究将严格按照进度安排进行，并合理分配人员分工和经费预算。参考文献部分将列出相关领域的核心文献，为研究提供理论支持。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