论文题目：5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计与实践研究
摘要：社会的发展迫切需要人工智能人才,公民为适应未来社会的发展需要具备人工智能素养,而理解人工智能概念是公民具备人工智能素养和成为人工智能人才的基础,也是小学阶段人工智能教育的目标。人工智能课程是一门交叉性很强的综合性实践课程,课程中的一些概念具有抽象性和跨学科等特性,对于小学阶段的学生来说,理解起来具有一定困难。5E教学模式是一种有效的教学模式,能够帮助学生构建科学概念,培养学生的科学探究能力,但是将其应用于小学人工智能概念教学的研究并不多见。如何将5E教学模式通过恰当的教学设计应用到小学人工智能概念教学中,发挥其探究式教学思想在概念教学方面的优势,促进学生更好地理解人工智能概念,激发学生对于人工智能课程学习的兴趣,成为本研究的主要问题。本研究在建构主义学习理论、概念学习理论和做中学理论的指导下,分析5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的适恰性,得出5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计依据,然后设计出了5E教学模式促进小学人工智能概念教学的框架,并将设计的框架运用到实际教学中,通过准实验研究法,综合运用定量和定性分析方法,分析实验过程和结果来验证实施的效果。本研究主要分为三个部分。第一,5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的适恰性分析。本研究从人工智能模块课程标准和框架以及已有的概念学习过程展开分析与总结,得出小学阶段人工智能概念学习的目标、方法,并设计了相应的学习环节。之后,从5E教学模式的特征和小学人工智能概念学习的目标与要求出发,分析了利用5E教学模式开展小学人工智能概念学习的作用。第二,5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计框架构建。本研究参考典型的教学设计模式,结合5E教学模式建构概念学习的过程,结合小学人工智能概念学习的目标与要求,构建出5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计框架,并对教学设计要素——前端分析、教学目标设计、教学策略设计、教学资源设计、教学评价设计——五个方面展开分析。第三,5E教学模式下促进小学生人工智能概念理解的教学设计实践效果的检验。本研究使用研究设计的框架在小学信息技术课程中开展人工智能概念教学实践,选择小学阶段课标要求学习的人工智能概念,采用准实验研究法,利用测评工具对实验班和对照班进行效果验证。本研究教学实验的结果表明:5E教学模式在小学生人工智能概念教学中,能够有效促进小学生对概念的理解,提高学生对于人工智能课程学习的兴趣,为人工智能素养的有效形成奠定基础。本研究的研究成果可以为教师提供具有可操作性的人工智能概念教学方案和参考案例,丰富5E教学模式的教学应用实践。
关键词：5E教学模式;小学生;人工智能概念;概念理解;教学设计
学科专业：教育硕士（专业学位）
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
第一节 研究背景与意义
一、研究背景
二、研究意义
第二节 国内外研究现状
一、5E教学模式的研究现状
二、人工智能教育中概念学习的研究现状
三、研究述评
第三节 研究目标与内容
一、研究目标
二、研究内容
第四节 研究方法与思路
一、研究方法
二、研究思路
第二章 相关概念界定与理论基础
第一节 相关概念界定
一、5E教学模式
二、人工智能概念
三、概念理解
第二节 理论基础
一、建构主义学习理论
二、概念学习理论
三、做中学理论
第三章 5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的适恰性
第一节 小学人工智能概念学习的目标和环节
一、小学人工智能概念学习的目标
二、小学人工智能概念学习的环节
第二节 利用5E教学模式开展人工智能概念学习的作用分析
一、5E教学模式的特征与小学人工智能概念学习的设计理念相契合
二、5E教学模式为小学人工智能概念学习提供丰富的学习活动框架
第四章 5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计
第一节 5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计框架
一、典型的教学设计模式分析
二、5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计框架构建
第二节 5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学设计要素分析
一、前端分析
二、教学目标设计
三、教学策略设计
四、教学资源设计
五、教学评价设计
第五章 5E教学模式促进小学生人工智能概念理解的教学实践
第一节 教学实验的设计
一、实验目的
二、实验对象和时间
三、实验假设
四、测量工具
五、实施过程
第二节 教学实验的实施
一、实施内容与目标
二、实施案例一
三、实施案例二
第三节 教学实验结果分析
一、人工智能概念二阶试题数据分析
二、课堂任务记录表分析
三、课堂观察记录分析
四、学生自我评价量表分析
第四节 实验结果总结与应用建议
一、实验结果总结
二、应用建议
第六章 研究总结与展望
第一节 研究总结
第二节 研究不足与展望
一、研究不足
二、研究展望
参考文献
附录一 小学人工智能普及现状前测问卷
附录二 人工智能二阶试题
附录三 学生自我评价量表
附录四 “图像识别”课堂任务记录表
附录五 “语音识别”课堂任务记录表
致谢