開題報告：新時代面向中小學生人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程設計研究

全國教育科學規(guī)劃課題開題報告（文檔后附研究思路模板、可修改技術路線圖三個）《新時代面向中小學生人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程設計研究》一、課題基本信息課題名稱：新時代面向中小學生人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程設計研究課題來源：自擬課題類型：教育研究課題負責人及主要成員：張三、李四、王五課題申報時間：2022年5月1日預計完成時間：2024年12月31日二、課題研究背景與意義隨著人工智能技術的飛速發(fā)展，其在各個領域的應用越來越廣泛，對人類社會產生了深遠的影響。然而，我國中小學生的人工智能素養(yǎng)水平相對較低，這嚴重制約了我國在人工智能領域的發(fā)展。因此，提升中小學生的人工智能素養(yǎng)已成為我國教育領域的重要任務。STEM教育（科學、技術、工程和數學）是一種以項目為基礎、以問題為導向的教育模式，能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力和團隊協(xié)作精神。將人工智能素養(yǎng)提升與STEM課程設計相結合，有助于培養(yǎng)學生的綜合素質，提高他們在人工智能領域的競爭力。本課題旨在研究新時代面向中小學生人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程設計，通過分析國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，明確課題研究目標與內容，設計合理的課程實施方案，并制定詳細的進度安排與人員分工，以期提高我國中小學生的人工智能素養(yǎng)水平。三、國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢國外研究現(xiàn)狀在國外，人工智能教育已經引起了廣泛關注。美國、英國、德國等發(fā)達國家已經將人工智能教育納入了國家教育戰(zhàn)略，并在中小學階段開設了相關課程。這些國家的研究表明，通過人工智能教育，可以培養(yǎng)學生的計算思維、創(chuàng)新能力和問題解決能力。國內研究現(xiàn)狀在我國，人工智能教育還處于起步階段。雖然一些地區(qū)和學校已經開始嘗試將人工智能教育融入課程體系，但整體上還存在以下問題：課程內容不夠系統(tǒng)、教學方法單一、師資力量不足等。發(fā)展趨勢隨著人工智能技術的不斷發(fā)展和教育改革的深入推進，人工智能教育將越來越受到重視。未來，人工智能教育將更加注重培養(yǎng)學生的計算思維、創(chuàng)新能力和問題解決能力，同時也會更加注重與其他學科的融合，如與STEM教育的結合。四、課題研究目標與內容研究目標（1）分析新時代中小學生人工智能素養(yǎng)的現(xiàn)狀和需求；（2）設計一套面向中小學生的人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程體系；（3）研究有效的教學方法，提高學生的參與度和學習效果；（4）評估課程實施效果，為人工智能教育提供參考。研究內容（1）人工智能素養(yǎng)現(xiàn)狀調查與分析；（2）人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程體系設計；（3）教學方法研究與實踐；（4）課程實施效果評估。五、課題研究方法與路徑研究方法（1）文獻研究法：通過查閱國內外相關文獻，了解人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程設計研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；（2）調查研究法：通過問卷調查、訪談等方式，了解中小學生人工智能素養(yǎng)的現(xiàn)狀和需求；（3）行動研究法：在實際教學中，不斷調整和完善課程設計方案，提高教學效果；（4）案例研究法：選取典型案例進行分析，總結經驗教訓，為其他學校提供參考。研究路徑（1）前期準備：組建研究團隊，明確研究目標與內容，制定研究計劃；（2）現(xiàn)狀調查：通過問卷調查、訪談等方式，了解中小學生人工智能素養(yǎng)的現(xiàn)狀和需求；（3）課程設計：根據調查結果，設計一套面向中小學生的人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程體系；（4）教學實踐：在實際教學中，運用所設計的課程方案，開展教學活動；（5）效果評估：通過觀察、訪談、測試等方式，評估課程實施效果，為人工智能教育提供參考。六、課題研究的預期成果與形式預期成果（1）形成一套面向中小學生的人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程體系；（2）總結一套有效的教學方法，提高學生的參與度和學習效果；（3）撰寫一篇高質量的課題研究報告，為人工智能教育提供參考。成果形式（1）研究報告：詳細描述研究過程、方法、結果和結論；（2）課程設計方案：包括課程目標、內容、教學方法、評價方式等；（3）教學案例：展示教學實踐中的典型案例，總結經驗教訓。七、課題研究的進度安排與人員分工進度安排（1）2022年5月-2022年7月：組建研究團隊，明確研究目標與內容，制定研究計劃；（2）2022年8月-2022年9月：進行現(xiàn)狀調查，了解中小學生人工智能素養(yǎng)的現(xiàn)狀和需求；（3）2022年10月-2022年12月：設計人工智能素養(yǎng)提升的STEM課程體系；（4）2023年1月-2023年6月：在實際教學中，運用所設計的課程方案，開展教學活動；（5）2023年7月-2023年12月：進行課程實施效果評估，撰寫課題研究報告；（6）2024年1月-2024年12月：對研究成果進行整理和總結，形成最終成果。人員分工（1）張三：課題負責人，負責整體研究工作的規(guī)劃、組織和協(xié)調；（2）李四：負責現(xiàn)狀調查和課程設計；（3）王五：負責教學實踐和效果評估。八、課題研究的經費預算與設備需求經費預算（1）問卷調查、訪談等調查費用：5000元；（2）課程設計、教學實踐等費用：10000元；（3）課題研究報告撰寫費用：5000元；（4）其他費用：5000元?？傆嫞?5000元。設備需求（1）計算機：用于課程設計和教學實踐；（2）投影儀：用于教學演示；（3）實驗器材：用于開展實驗活動。九、參考文獻（略）注：以上內容為示例，實際撰寫時需要根據具體情況進行調整和補充。全國教育科學規(guī)劃課題開題報告（文檔后附研究思路模板、可修改技術路線圖三個）課題的研究思路和技術路線圖本課題的研究思路、研究方法、技術路線和實施步驟。（一）研究思路本項目遵循“理論研究—實地調查—定量分析—案例研究—提出方案”的研究邏輯，在研讀相關文獻的基礎上，以本課題理論依據與現(xiàn)實依據為起點，研究我國課題現(xiàn)狀及現(xiàn)有模式，探尋其課題特點，分析其存在的問題及原因，通過借鑒發(fā)達國家校企合作經驗，構建出本課題新機制，以此提升我國教育質量及其自身發(fā)展。（二）研究方法1、文獻研究法本課題在選題確定和研究過程中，通過中國知網、萬方數據網、超星期刊網以及部分政府部門網站、學校圖書館館藏圖書等渠道，廣泛搜集國內外相關研究文獻、政策文件和統(tǒng)計資料等，深入了解本課題相關理論研究和實踐探索現(xiàn)狀，確定本課題研究的主要方向、擬突破的重難點，并在已有研究與實踐的基礎上，力求有所創(chuàng)新。2、比較研究法本課題運用比較研究法，對國內外本課題發(fā)展現(xiàn)狀、模式、問題及影響因素進行比較，通過比較研究，分析發(fā)達國家的可借鑒之處，取其精華去其糟粕，對本課題提出可借鑒的對策。3、專家訪談法本課題在研究過程中，與職業(yè)院校校長及相關職能部門負責人進行面對面訪談，深入了解與本課題相關問題的基本看法，建立與本課題相關問題的基本做法等，分析與本課題相關存在的主要問題及背后的深層次原因。4、問卷調查法本課題在對存在主要問題研究過程中，基于“問卷星”平臺設計調查問卷，分別面向職業(yè)院校管理人員和一線教師、企業(yè)管理人員等開展線上調查，根據調查結果數據進行問題梳理總結和原因分析。5、綜合評價法對本課題效果運用綜合評價法逐級計算。首先將沒有可比性的原始數據標準化使其處于相同的數量級別，然后與指標體系相乘后求和并逐級計算。6、實證研究法本課題在相關理論研究和基本情況分析的基礎上，以本學院為個案，總結分析該校近年來在推進本課題方面的有益探索，總結建立本課題實現(xiàn)機制方面的主要做法，有效驗證本課題的研究結論，為高職院校高質量發(fā)展實現(xiàn)提供有益的經驗借鑒。（三）技術路線與實施步驟第一階段：研究準備階段（2024.7～2025.2）：1、堅持問題導向，聯(lián)系工作實際，確定研究方向；2、制定研究方案，進行人員分工，組織課題申報；3、開展理論學習，撰寫開題報告，按時組織開題；4、搜集文獻資料，分析研究現(xiàn)狀，細化研究步驟。第二階段：課題調研階段（2025.2～2025.8）：1、設計訪談提綱，咨詢業(yè)內專家；2、擬定調研計劃，開展問卷調查；3、運用網絡工具，擴大調研范圍；4、分析調研資料，撰寫調研報告。第三階段：研究分析階段（2025.9～2026.1）：1、分析調研樣本，統(tǒng)計調研數據；2、整理調研資料，組織課題研討；3、撰寫分析報告，發(fā)表研究論文；4、做好階段小結，接受中期檢查；5、邀請同行專家，組織學術研討。第四階段：申報結題階段（2026.2～2026.6）：1、綜合理論分析，撰寫研究報告；2、撰寫結題報告，材料裝訂成冊；3、整理電子文檔，進行分類匯總；4、組織評審驗收，進行成果認定；5、整理研究資料，申報項目結題；6、分享研究成果，做好應用推廣。全國教育科學規(guī)劃課題開題報告（文檔后附研究思路模板、可修改技術路線圖三個）附：課題研究參考技術路線（3個）（可直接修改）圖1通用技術路線圖圖2參考技術路線圖3技術路線緒論緒論理論研究現(xiàn)狀研究模型1模型1結論建議實證研究緒論緒論理論研究現(xiàn)狀研究模型1模型1結論建議實證研究模型1模型1模型1模型1提出問題提出問題分析問題分析問題發(fā)現(xiàn)問題解決問題文獻綜述法定性分析問卷調查定量分析實踐設計第一章第二章第三章第四章第五章研究背景及意義國內外研究現(xiàn)狀研究方法及內容XXX理論XXX理論XXX理論問卷設計問卷調查結果分析XXX問題XXX不足XXX缺失XXX優(yōu)化XXX改善XXX完善研究思路研究內容研究方法XXXXXX理論XXX理論XXX理論XXX理論現(xiàn)狀分析XXX簡歷XXX案例分析XXX案例分析XXX案例分析研究結論XXX問題XXX問題XXX問題XXX問