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.docx
教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证
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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；
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