【摘 要】
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学科教学知识是小学教师专业素养的重要内容。随着人工智能技术赋能于教育,教育教学的理念、目的、方法和手段等都在发生变革,小学科学教师整合技术的学科教学知识正面临着重构的挑战。在人工智能教育应用背景下,AI技术与小学科学教育教学的融合能力将成为小学科学教师必备的专业素养。本文提出“整合人工智能技术的学科教学知识”（AI-TPACK）,旨在变革小学科学教师专业发展方向、创新小学科学教师的教学能力发展模式
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学科教学知识是小学教师专业素养的重要内容。随着人工智能技术赋能于教育,教育教学的理念、目的、方法和手段等都在发生变革,小学科学教师整合技术的学科教学知识正面临着重构的挑战。在人工智能教育应用背景下,AI技术与小学科学教育教学的融合能力将成为小学科学教师必备的专业素养。本文提出“整合人工智能技术的学科教学知识”（AI-TPACK）,旨在变革小学科学教师专业发展方向、创新小学科学教师的教学能力发展模式,发展小学科学教师整合人工智能技术开展教育教学的必备知识和能力,以促进小学生科学素养的发展。本研究将“智能时代下小学科学教师的AI-TPACK如何发展”这一问题作为核心研究主题,运用文献研究和调查研究,探究其内涵和特征,分析小学科学教师AI-TPACK发展的价值;揭示其发展的理论根据,构建其发展的基本模型,提发展AI-TPACK的主要路径;调查分析其发展的影响因素,进而提出在现实场域内推动AI-TPACK发展的实践策略。小学科学教师的AI-TPACK是小学科学教师在人工智能技术赋能下如何开展小学科学教育教学的知识网络,由小学科学的学科知识、教学法知识和人工智能技术知识相互作用构成,其核心内容是关于小学科学教师的,以发展学生科学素养为目的,如何在人工智能技术下就具体的小学科学教学内容向特定受教育者有效展现、说明和诠释的课程实践。小学科学教师发展AI-TPACK有利于提升小学科学教师课程素养和课堂教学能力,从而提升小学生的科学素养、促进小学科学课堂教学高质量育人的实现。小学科学教师的AI-TPACK的基本网络模型由三个基础结点（学科知识“CK”、教学法知识“PK”和人工智能技术知识“AI-TK”）、三种连通性结点（学科教学知识“PCK”、整合人工智能技术的学科知识“AI-TCK”、整合人工智能技术的教学知识“AI-TPK”）和一个关键结点（小学科学教师的整合人工智能技术的学科教学知识“AI-TPACK”）动态连通而成的一个三棱锥的立体结构。由此,小学科学教师发展AI-TPACK分为内部路径和外部路径。内部路径是指其自身内部知识网络中的四条连通路径,即CK、PK、AI-TK的共同连通;PCK和AI-TK的连通;CK和AI-TPK的连通;以及PK和AI-TCK的连通。外部路径是指其在外部网络空间中的流动循环,由知识创造阶段;共同创造阶段;分析、评价、过滤和沉淀阶段;传播阶段;交流阶段;个性化阶段;实践阶段等七个环节构成。影响小学科学教师AI-TPACK发展的因素包括政策因素、学校因素和教师个体自身的因素。政策因素包括“人工智能+教育”的相关政策,新时代科学教育改革的相关政策和教师队伍建设的相关政策;学校因素包括物理环境和文化环境;教师个体的自身因素包括教师的动机、素养和意志。小学科学教师的AI-TPACK发展策略是以促进AI-TPACK在外部空间的流动循环为目的,即生成的小学科学教师的AI-TPACK发展生态系统,具体策略包括组织现有的小学科学教师的AI-TPACK三棱锥网络;营建小学科学教师的AI-TPACK流动的空间环境;组建小学科学教师的AI-TPACK发展共同体;建立小学科学教师的AI-TPACK生态动力系统;以及支持小学科学教师在生态系统中自主能动发展。上述AI-TPACK发展的理想路径和实践策略,为人工智能教育时代我国广大小学科学教师发展提供了重要的理论参考与实践启示,能够促进教师学科教学知识相关理论的发展,为广大科学教师面向人工智能教育时代更新知识指明方向,为开展科学教师的教育培训提供新思路。
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