課題申報書：大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制研究

教育科學(xué)規(guī)劃2025年度重點課題申報書、課題設(shè)計論證求知探理明教育，創(chuàng)新鑄魂興未來。大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制研究

課題設(shè)計論證一、研究現(xiàn)狀、選題意義、研究價值（一）研究現(xiàn)狀隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，大語言模型（如GPT-3、LaMDA等）在自然語言處理、文本生成、知識推理等領(lǐng)域展現(xiàn)出強大的能力。然而，將大語言模型應(yīng)用于教育領(lǐng)域，特別是中學(xué)科學(xué)探究實踐中的研究尚處于起步階段。目前，國內(nèi)外關(guān)于大語言模型在教育中的應(yīng)用研究主要集中在以下幾個方面：一是利用大語言模型進行個性化教學(xué)和智能輔導(dǎo)；二是利用大語言模型進行教育資源的生成和推薦；三是利用大語言模型進行教育評價和反饋。然而，針對大語言模型如何增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的研究尚不多見。（二）選題意義科學(xué)探究是中學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。然而，在傳統(tǒng)的科學(xué)探究實踐中，學(xué)生往往面臨資源匱乏、指導(dǎo)不足、探究深度不夠等問題。大語言模型作為一種先進的人工智能技術(shù)，具有豐富的知識儲備、強大的推理能力和靈活的交互方式，可以為中學(xué)生科學(xué)探究實踐提供有力的支持。因此，研究大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制，對于提高中學(xué)生科學(xué)探究實踐的質(zhì)量和效果具有重要意義。（三）研究價值本課題的研究價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是理論價值，通過研究大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制，可以豐富和發(fā)展教育理論，為教育領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用提供理論支持；二是實踐價值，通過構(gòu)建大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐模式，可以為中學(xué)生科學(xué)探究實踐提供有效的實踐指導(dǎo)；三是創(chuàng)新價值，本課題將大語言模型與中學(xué)生科學(xué)探究實踐相結(jié)合，探索了一種新的教育模式，對于推動教育領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。二、研究目標(biāo)、研究對象、研究內(nèi)容（一）研究目標(biāo)分析大語言模型在中學(xué)生科學(xué)探究實踐中的優(yōu)勢和應(yīng)用場景；構(gòu)建大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐模式；探索大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制；評估大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐的效果。（二）研究對象本課題的研究對象為中學(xué)生科學(xué)探究實踐。具體包括以下幾個方面：一是科學(xué)探究活動的選題和設(shè)計；二是科學(xué)探究過程中的問題解決和實驗操作；三是科學(xué)探究成果的展示和交流。（三）研究內(nèi)容大語言模型在中學(xué)生科學(xué)探究實踐中的優(yōu)勢和應(yīng)用場景分析；大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐模式構(gòu)建；大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制探索；大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐效果評估。三、研究思路、研究方法、創(chuàng)新之處（一）研究思路本課題將采用以下研究思路：首先，通過文獻綜述和案例分析，分析大語言模型在中學(xué)生科學(xué)探究實踐中的優(yōu)勢和應(yīng)用場景；其次，基于大語言模型的特點和中學(xué)生科學(xué)探究實踐的需求，構(gòu)建大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐模式；然后，通過實證研究，探索大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制；最后，對大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐效果進行評估。（二）研究方法本課題將采用以下研究方法：一是文獻研究法，通過查閱相關(guān)文獻，了解大語言模型在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和研究成果；二是案例分析法，通過分析大語言模型在教育領(lǐng)域的應(yīng)用案例，總結(jié)其在中學(xué)生科學(xué)探究實踐中的優(yōu)勢和應(yīng)用場景；三是實證研究法，通過設(shè)計實驗和問卷調(diào)查，驗證大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐模式的有效性；四是效果評估法，通過收集和分析實驗數(shù)據(jù)，評估大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐的效果。（三）創(chuàng)新之處本課題的創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是將大語言模型與中學(xué)生科學(xué)探究實踐相結(jié)合，探索了一種新的教育模式；二是構(gòu)建了大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐模式，為中學(xué)生科學(xué)探究實踐提供了有效的實踐指導(dǎo)；三是通過實證研究，驗證了大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐模式的有效性，為教育領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供了實踐支持。四、研究基礎(chǔ)、保障條件、研究步驟（一）研究基礎(chǔ)本課題的研究基礎(chǔ)主要包括以下幾個方面：一是課題組成員具有豐富的教育理論和實踐經(jīng)驗，熟悉大語言模型在教育領(lǐng)域的應(yīng)用；二是課題組成員具備一定的科研能力，能夠獨立完成課題研究任務(wù)；三是課題組成員具備良好的溝通和協(xié)作能力，能夠保證課題研究的順利進行。（二）保障條件本課題的保障條件主要包括以下幾個方面：一是課題組成員將充分利用學(xué)校和單位的科研資源，為課題研究提供必要的支持；二是課題組成員將積極參加相關(guān)的學(xué)術(shù)交流和培訓(xùn)活動，提高自身的科研能力；三是課題組成員將嚴(yán)格遵守科研倫理和學(xué)術(shù)規(guī)范，保證課題研究的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。（三）研究步驟本課題的研究步驟主要包括以下幾個階段：一是課題準(zhǔn)備階段，包括課題組成員的確定、研究方案的制定、研究資源的準(zhǔn)備等；二是文獻綜述和案例分析階段，包括查閱相關(guān)文獻、分析大語言模型在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和研究成果、總結(jié)大語言模型在中學(xué)生科學(xué)探究實踐中的優(yōu)勢和應(yīng)用場景等；三是實證研究階段，包括設(shè)計實驗、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)等；四是效果評估階段，包括對大語言模型支持下的中學(xué)生科學(xué)探究實踐效果進行評估、撰寫研究報告等。通過以上設(shè)計論證，本課題將深入研究大語言模型增強中學(xué)生科學(xué)探究實踐的路徑和機制，為提高中學(xué)生科學(xué)探究實踐的質(zhì)量和效果提供理論支持和實踐指導(dǎo)。（課題設(shè)計論證共2160字）課題評審意見：本課題針對教育領(lǐng)域的重要問題進行了深入探索，展現(xiàn)出了較高的研究價值和實際意義。研究目標(biāo)明確且具體，研究方法科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)采集和分析過程規(guī)范，確保了研究成果的可靠性和有效性。通過本課題的研究，不僅豐富了相關(guān)領(lǐng)域的理論知識，還為教育實踐提供了有益的參考和指導(dǎo)。課題組成員在研究中展現(xiàn)出了扎實的專業(yè)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度，對問題的剖析深入透徹，提出的解決方案和創(chuàng)新點具有較強的可操作性和實用性。此外，本課題在研究方法、數(shù)據(jù)分析等方面也具有一定的創(chuàng)新性，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了新的思路和視角?？傊?，這是一項具有較高水平和質(zhì)量的教科研課題，對于推動教育事業(yè)的發(fā)展和進步具有重要意義。課題評審標(biāo)準(zhǔn)：1、研究價值與創(chuàng)新性評審關(guān)注課題是否針對教育領(lǐng)域的重要或前沿問題進行研究，是否具有理論或?qū)嵺`上的創(chuàng)新點，能否為相關(guān)領(lǐng)域帶來新的見解或解決方案。2、研究設(shè)計與科學(xué)性課題的研究設(shè)計是否合理，研究方法是否科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)收集與分析過程是否規(guī)范，以及結(jié)論是否基于充分的數(shù)據(jù)支持，是評審的重要標(biāo)準(zhǔn)。3、實踐應(yīng)用與可行性課題的研究成果是否具有實踐應(yīng)用價值，能否在教育實踐中得到有效應(yīng)用，解決方案是否具備可行性，是評審關(guān)注的重點之一。4、文獻綜