課題開題報(bào)告：生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理與實(shí)施路徑研究

教育科學(xué)規(guī)劃2025年度重點(diǎn)課題申報(bào)書、課題設(shè)計(jì)論證求知探理明教育，創(chuàng)新鑄魂興未來。《生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理與實(shí)施路徑研究》課題開題報(bào)告一、課題基本信息課題名稱：生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理與實(shí)施路徑研究課題來源：教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目課題類型：教育科學(xué)規(guī)劃課題課題負(fù)責(zé)人及主要成員：課題負(fù)責(zé)人：XXX，主要成員：XXX、XXX、XXX課題申報(bào)時(shí)間：2023年10月預(yù)計(jì)完成時(shí)間：2025年12月二、課題研究背景與意義在當(dāng)前人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，生成式人工智能作為人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，以其獨(dú)特的生成能力在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。工程思維作為工程師的核心素質(zhì)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力具有重要意義。然而，傳統(tǒng)的工程教育模式往往難以滿足生成式人工智能時(shí)代對(duì)工程思維培養(yǎng)的需求。因此，本研究旨在探討生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理與實(shí)施路徑，以期為工程教育改革提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。三、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)：國(guó)外在生成式人工智能與工程思維培養(yǎng)方面已經(jīng)取得了一定的研究成果。例如，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)利用生成式人工智能技術(shù)，開發(fā)了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)平臺(tái)，用于培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。此外，歐洲的一些研究機(jī)構(gòu)也在探索生成式人工智能在工程教育中的應(yīng)用，以期提高學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)：國(guó)內(nèi)在生成式人工智能與工程思維培養(yǎng)方面也取得了一定的進(jìn)展。例如，清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用生成式人工智能技術(shù)，開發(fā)了一種智能化的工程教育平臺(tái)，通過模擬真實(shí)工程環(huán)境，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些高校也在積極開展生成式人工智能與工程思維培養(yǎng)的相關(guān)研究，以期推動(dòng)工程教育的改革和發(fā)展。四、課題研究目標(biāo)與內(nèi)容研究目標(biāo)：本研究旨在揭示生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理，探索有效的實(shí)施路徑，為工程教育改革提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。研究?jī)?nèi)容：本研究主要包括以下內(nèi)容：a.生成式人工智能技術(shù)原理及其在工程教育中的應(yīng)用研究；b.工程思維培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)與模型構(gòu)建；c.生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理研究；d.生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的實(shí)施路徑研究；e.生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的實(shí)證研究。五、課題研究方法與路徑研究方法：本研究將采用文獻(xiàn)研究法、實(shí)證研究法、案例分析法等多種研究方法，對(duì)生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理與實(shí)施路徑進(jìn)行深入探討。研究路徑：本研究將遵循以下研究路徑：a.首先，通過文獻(xiàn)研究法，對(duì)生成式人工智能技術(shù)原理及其在工程教育中的應(yīng)用進(jìn)行梳理和總結(jié)；b.其次，通過實(shí)證研究法，對(duì)工程思維培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)與模型進(jìn)行構(gòu)建；c.再次，通過案例分析法，對(duì)生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行深入剖析；d.最后，通過實(shí)證研究法，對(duì)生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的實(shí)施路徑進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。六、課題研究的預(yù)期成果與形式預(yù)期成果：本研究預(yù)期取得以下成果：a.形成一套完整的生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的理論體系；b.提出一種有效的生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的實(shí)施路徑；c.開發(fā)一套基于生成式人工智能的工程教育平臺(tái)，用于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。成果形式：本研究預(yù)期以學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、教育平臺(tái)等多種形式呈現(xiàn)研究成果。七、課題研究的進(jìn)度安排與人員分工進(jìn)度安排：本研究將按照以下進(jìn)度安排進(jìn)行：a.2023年10月-2024年3月：完成文獻(xiàn)研究、理論模型構(gòu)建和案例分析法研究；b.2024年4月-2024年9月：完成實(shí)證研究、實(shí)施路徑驗(yàn)證和優(yōu)化；c.2024年10月-2025年12月：完成教育平臺(tái)開發(fā)、成果總結(jié)和論文撰寫。人員分工：本研究將按照以下人員分工進(jìn)行：a.課題負(fù)責(zé)人：負(fù)責(zé)整體研究工作的規(guī)劃、組織和協(xié)調(diào)；b.主要成員：分別負(fù)責(zé)文獻(xiàn)研究、理論模型構(gòu)建、案例分析法研究、實(shí)證研究、實(shí)施路徑驗(yàn)證和優(yōu)化、教育平臺(tái)開發(fā)、成果總結(jié)和論文撰寫等工作。八、課題研究的經(jīng)費(fèi)預(yù)算與設(shè)備需求經(jīng)費(fèi)預(yù)算：本研究預(yù)計(jì)需要經(jīng)費(fèi)XXX萬元，主要用于文獻(xiàn)資料購買、實(shí)證研究、設(shè)備購置、教育平臺(tái)開發(fā)等方面。設(shè)備需求：本研究需要以下設(shè)備：a.計(jì)算機(jī)設(shè)備：用于文獻(xiàn)研究、實(shí)證研究和教育平臺(tái)開發(fā)；b.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：用于案例分析法研究和實(shí)證研究；c.軟件設(shè)備：用于教育平臺(tái)開發(fā)和數(shù)據(jù)處理。九、參考文獻(xiàn)（略）本研究將遵循科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠椒?，通過深入的理論探討和實(shí)踐驗(yàn)證，揭示生成式人工智能賦能工程思維培養(yǎng)的內(nèi)在機(jī)理與實(shí)施路徑，為工程教育改革提供有力的理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。課題評(píng)審意見：本課題針對(duì)教育領(lǐng)域的重要問題進(jìn)行了深入探索，展現(xiàn)出了較高的研究?jī)r(jià)值和實(shí)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(shí)，還為教育實(shí)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(shí)的專業(yè)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度，對(duì)問題的剖析深入透徹，提出的解決方案和創(chuàng)新點(diǎn)具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)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(xiàng)具有較高水平和質(zhì)量的教科研課題，對(duì)于推動(dòng)教育事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。課題評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)：1、研究?jī)r(jià)值與創(chuàng)新性評(píng)審關(guān)注課題是否針對(duì)教育領(lǐng)域的重要或前沿問題進(jìn)行研究，是否具有理論或?qū)嵺`上的創(chuàng)新點(diǎn)，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(jì)與科學(xué)性課題的研究設(shè)計(jì)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(píng)審的重要標(biāo)準(zhǔn)。3、實(shí)踐應(yīng)用與可行性課題的研究成果是否具有實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值，能否在教育實(shí)踐中得到有效應(yīng)用，解決方案是否具備可行性，是評(píng)審關(guān)注的重點(diǎn)之一。4、文獻(xiàn)綜述與理論基礎(chǔ)課題是否進(jìn)行了