شناسایی الزامات و بسترهای کاربرد هوش‌مصنوعی در برنامه درسی علوم‌تجربی: تحلیل مضمون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مطالعات برنامه درسی، گروه علوم تربیتی، واحد تربت حیدریه، دانشگاه آزاد اسلامی، تربت حیدریه، ایران

2 دانشیار گروه علوم‌تربیتی، واحد تربت‌حیدریه، دانشگاه آزاد اسلامی، تربت‌حیدریه، ایران

چکیده

پژوهش حاضر با هدف شناسایی الزامات و بسترهای استفاده از هوش‌مصنوعی در برنامه درسی علوم‌تجربی دوره اول متوسطه انجام شد. این مطالعه با رویکرد کیفی و روش اکتشافی انجام گردید. مشارکت‌کنندگان شامل 16 دبیر علوم‌تجربی دوره اول متوسطه بودند که به‌صورت هدفمند و بر اساس ملاک‌هایی مانند حداقل 8 سال سابقه تدریس و آشنایی با فناوری‌های نوین آموزشی انتخاب شدند. داده‌ها از طریق مصاحبه‌های نیمه‌ساختاریافته گردآوری و با روش تحلیل مضمون کدگذاری و تحلیل گردید. نتایج پژوهش چهار محور اصلی را نشان داد: الزامات مدیریتی-نظارتی (حمایت و نظارت سازمانی، ارزیابی مستمر و همکاری بین نهادی)، الزامات تخصصی-پداگوژیک (توسعه سواد دیجیتال معلمان، بازطراحی محتوا، و آموزش تفکر علمی و انتقادی)، الزامات زیرساختی-فناورانه (تجهیز مدارس، دستیارهای هوشمند و شبکه‌های ابری) و بسترهای فرهنگی-اجتماعی (نقش خانواده، نگرش مثبت به فناوری و فرهنگ‌سازی). یافته‌ها نشان داد پیاده‌سازی موفق هوش‌مصنوعی در آموزش علوم‌تجربی نیازمند ترکیب اقدامات مدیریتی، پداگوژیک، زیرساختی و فرهنگی است تا بتواند کیفیت فرایند یاددهی-یادگیری را ارتقا دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Identifying The Requirements and Contexts for the Application of Artificial Intelligence in the Experimental Science Curriculum: Thematic Analysis

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Bidel 1
  • Hosien Momenimahmoei 2
  • Aliakbar Ajam 2
1 PhD Student in Curriculum Studies, Department of Educational Sciences, Torbat Heydariyeh Branch, Islamic Azad University, Torbat Heydariyeh, Iran
2 Associate Professor of Educational Sciences, Torbat Heydariyeh Branch, Islamic Azad University, Torbat Heydariyeh, Iran.
چکیده [English]

This study purposed to identify the requirements and contexts for integrating artificial intelligence (AI) into the science curriculum of lower secondary schools. The research employed a qualitative approach with an exploratory design. Participants consisted of 16 science teachers from lower secondary schools, selected purposefully based on criteria such as a minimum of eight years of teaching experience and familiarity with modern educational technologies. Data were collected through semi-structured individual interviews and analyzed using thematic analysis through coding and the identification of basic, organizing, and global themes. The results revealed four main categories: managerial–supervisory requirements (organizational support and supervision, continuous teacher evaluation, and inter-institutional collaboration); pedagogical–specialized requirements (developing teachers’ digital literacy, redesigning content, and fostering scientific and critical thinking); infrastructural–technological requirements (equipping schools, designing intelligent teaching assistants, and establishing cloud-based platforms); and cultural–social contexts (parental support, positive attitudes toward technology, and culture-building). The findings highlight that the effective implementation of AI in science education requires an integrated approach that combines managerial, pedagogical, infrastructural, and cultural measures to enhance the quality of teaching and learning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Artificial Intelligence
  • Curriculum
  • Experimental Sciences
  • Requirements and Contexts

مراجع

امانی، حسین؛ مطلبی نژاد؛ علیرضا؛ چوپانی، فاطمه و زارع گاچی، محمد. (1403). بررسی تحلیلی سیستماتیک از اثرات کاربرد چت جی پی تی در آموزش. فناوری و دانش پژوهی در تعلیم و تربیت, 4(2), 9-23. doi: 10.30473/t-edu.2024.70960.1136
بیات، زهرا. (1402). کارکردهای هوش‌مصنوعی در حوزه آموزش و انتقال دانش الکترونیک، نشریه آرمان پردازش، 3(4)، 6. magiran.com/p2594715
پروانه, مسعود و میرباقری، سید محسن. (1402). مطالعه تطبیقی استانداردهای بین‌المللی و ملی در هوش‌مصنوعی. فصلنامه علمی مدیریت استاندارد و کیفیت, 13(1), 129-169.
تاجفر، امیرهوشنگ و پناهی، مریم. (1404). پیش بینی رفتار نوآورانه کارکنان شرکت‌های فناور براساس کاربرد هوش‌مصنوعی. فناوری و دانش پژوهی در تعلیم و تربیت, 5(2), 9-21.
چمنی، نسرین و عبدلی‌نژاد، فائزه. (1400)، نقش هوش‌مصنوعی در نظام آموزش و یادگیری، سومین کنفرانس بین‌المللی مطالعات نوین در علوم انسانی، علوم‌تربیتی، حقوق و مطالعات اجتماعی.
خطیب زنجانی، نازیلا و کریمی، مهسا. (1403). شناسایی ابعاد، مولفه‌ها و شاخص‌های کارکردهای هوش‌مصنوعی در آموزش عالی با رویکرد فراترکیب. فناوری و دانش پژوهی در تعلیم و تربیت, (), -. doi: 10.30473/t-edu.2025.73448.1240
رستمی نژاد، محمد علی، زارعی زوارکی، اسماعیل، مزینی، ناصر. (۱۳۹۵). طراحی آموزش‌های مبتنی بر وب. تهران: دانشگاه بیرجند.
شهامتی نژاد، زهرا. (1402). بهره‌گیری از اصول سیستم‌های هوش‌مصنوعی در فرایندهای یاددهی- یادگیری دانش‌آموزان، مجله پژوهش‌های معاصر در علوم و تحقیقات، 5(52)، 1-18. magiran.com/p2650855
فرهمندیان، زهرا. (1402). آموزش درس علوم‌تجربی و انجام آزمایش‌ها با کمک ابزارهای هوش‌مصنوعی، سومین کنفرانس ملی مطالعات کاربردی در فرآیندهای تعلیم و تربیت، میناب.
محمدی، مهدی؛ ناصری جهرمی، رضا؛ انسیه اثنی‌عشری، مجید کوثری، سولماز خادمی، صدیقه شادی، حدیث نورانی زاده. (1402). مروری ارزیابانه بر کاربرد هوش‌مصنوعی در آموزش عمومی، نشریه فناوری‌های آموزشی در یادگیری، 6(22)، 84-119. magiran.com/p2698437
مرادی، رحیم و بیرنوندی، ویدا. (1403). اثربخشی راهبرد یادگیری فعال مبتنی بر فناوری بر رضایت تحصیلی و انعطاف‌پذیری شناختی دانش آموزان در درس علوم‌تجربی. فناوری و دانش پژوهی در تعلیم و تربیت, 4(4), 41-58. doi: 10.30473/t-edu.2025.72617.1208
مردانی، ابراهیم امین بیدخت‌ی، علی‌اکبر؛ محمد رضایی، علی. (۱۳۹۷). مدل سازی و تحلیل رابطه بین ویژگی‌های شناختی معلمین دوره ابتدایی و کاربرد فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات در فرآیند آموزش و یادگیری، فصلنامه پژوهش در برنامه‌ریزی درسی، ۱۵(۵۸)، ۱۵۴-۱۶۶. magiran.com/p1893320
مهر پارسا، سحر. (1399). مصنوعی و کاربرد آن در آموزش. مطالعات مدیریت و کارآفرینی, 6(3)، 21-35.
میراشرفی، امیرحسین. (1402). استفاده از هوش‌مصنوعی در آموزش (رویکردهای نوین در شخصی‌سازی فرایندیادگیری)، نشریه رهیافت‌های نوین در مطالعات اسلامی، 5(15)، 79-96. magiran.com/p2696503
نساجیان، مینو. (۱۴۰۲). آینده هوش‌مصنوعی چیست و چه تأثیری بر زندگی انسان خواهد داشت؟ [وبلاگ نوشته‌شده]. بازیابی شده از سایت فرادرس https://blog.faradars.org/
 
Aggarwal, C. C. (2018). Neural Networks and Deep Learning. Springer.
Chen, L. Chen, P & Lin, Z. (2020). Artificial intelligence in education: A review. IEEE Access, 8, 75264–75278. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2988510
Clark, D. (2020). Artificial Intelligence for Learning: How to Use AI to Support Employee Development. Kogan Page Publishers.
Cooper, G. (2023). Examining science education in ChatGPT: An exploratory study of generative artificial intelligence. Journal of science education and technology, 32(3), 444-452.
Creswell, J. W & Poth, C. N. (2018). Qualitative inquiry and research design: Choosing among five approaches (4th ed.). Sage publications.
De Jong, T. Sotiriou, S & Gillet, D. (2021). Innovations in STEM Education: The Go-Lab Federation of Online Labs. Smart Learning Environments, 8(1), 1-16.
Eden, C. A. Chisom, O. N & Adeniyi, I. S. (2024). Integrating AI in education: Opportunities, challenges, and ethical considerations. Magna Scientia Advanced Research and Reviews, 10(2), 006-013.
Holmes, W. Bialik, M & Fadel, C. (2019). Artificial Intelligence in Education: Promises and Implications for Teaching and Learning. Center for Curriculum Redesign.
Huang, X & Qiao, C. (2024). Enhancing computational thinking skills through artificial intelligence education at a STEAM high school. Science & Education, 33(2), 383-403.
Park, J. Teo, T. W. Teo, A. Chang, J. Huang, J. S & Koo, S. (2023). Integrating artificial intelligence into science lessons: Teachers’ experiences and views. International Journal of STEM Education, 10(1), 61-99.
Park, W & Kwon, H. (2024). Implementing artificial intelligence education for middle school technology education in Republic of Korea. International journal of technology and design education, 34(1), 109-135.
Qureshi, B. (2023). Exploring the use of chatgpt as a tool for learning and assessment in undergraduate computer science curriculum: Opportunities and challenges. arXiv preprint arXiv:2304.11214.
Russel, S & Norvig, P. (2010). Artificial Intelligence - A Modern Approach. Pearson Education.
Russell, S & Norvig, P. (2021). Artificial Intelligence: A Modern Approach (4th ed.). Pearson.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 24 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری: 12 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 24 شهریور 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 24 شهریور 1404
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار