فصلنامه روندها و دستاوردها در فناوری یادگیری

فصلنامه روندها و دستاوردها در فناوری یادگیری

مرور نظام مند کاربرد هوش مصنوعی در بازنمایی و تسهیل درک پدیده‌ها و مفاهیم انتزاعیِ علوم تجربی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مبانی تعلیم و تربیت، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران
2 استادیار بخش مبانی تعلیم و تربیت دانشگاه شیراز
10.22034/jlt.2026.2089503.1115
چکیده
این پژوهش با هدف بررسی سازوکارها، تأثیرات و پیامدهای کاربرد هوش مصنوعی در بازنمایی و تسهیل درک پدیده‌ها و مفاهیم انتزاعی در آموزش علوم تجربی دوره ابتدایی انجام شد. طرح پژوهش حاضر کیفی و با رویکرد مرور نظام‌مند و سنتز مضمون‌محور بود. قلمرو پژوهش شامل مطالعات معتبر در بازه زمانی 1390 تا 1404 شمسی و2010 تا 2025 میلادی بود. نمونه پژوهش به روش هدفمند مبتنی بر ملاک انتخاب گردید. راهبرد جستجو مبتنی بر روش پریزما در پایگاه‌ داده‌های داخلی شامل مگ‌ایران، ایران‌داک، سیویلیکا و نورمگز و در چهار پایگاه خارجی Web of Science، ScienceDirect ، Scopus، Google Scholar با استفاده از کلیدواژه‌های مرتبط جست‌وجو، غربالگری و ارزیابی شدند. پس از حذف موارد تکراری و بررسی معیارهای ورود و خروج، 10 مقاله برای تحلیل نهایی انتخاب شد. داده‌ها با روش تحلیل مضمون بررسی و مضامین اصلی استخراج شدند. یافته‌ها نشان داد هوش مصنوعی از طریق سازوکارهای بازنمایی‌ چندوجهی، شبیه‌سازی‌های تعاملی، مدل‌سازی دانش و یادگیری شخصی‌سازی‌شده، به درک بهتر پدیده‌ها و مفاهیم انتزاعی در علوم تجربی دوره ابتدایی کمک می‌کند؛ به‌گونه‌ای که بار شناختی را کاهش داده، استدلال علّی را تقویت می‌کند، انگیزش و مشارکت یادگیرندگان را افزایش می‌دهد و یادگیری را از سطح حفظی به درک مفهومی عمیق و اکتشافی ارتقا می‌بخشد. در نتیجه، هوش مصنوعی می‌تواند به‌عنوان ابزاری مؤثر در تحول آموزش علوم تجربی ابتدایی به کار رود، هرچند موفقیت آن مستلزم طراحی آموزشی مناسب و آمادگی زیرساختی و حرفه‌ای معلمان است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A Systematic Review of the Application of Artificial Intelligence in Representing and Facilitating the Understanding of Abstract Phenomena and Concepts in Science Instruction

نویسندگان English

salimeh lakzang 1
Ghodratollah Khalifeh 2
1 M.A. Student, Department of Educational Foundations, University of Shiraz, Shiraz, Iran
2 Assistant professor of foundation of education of Shiraz University
چکیده English

This qualitative study aimed to investigate the mechanisms, effects, and implications of Artificial Intelligence (AI) application in representing and facilitating the understanding of abstract phenomena and concepts in elementary science education. The research design followed a qualitative approach, employing a systematic review and thematic synthesis methodology, guided by the PRISMA statement. The scope of the research encompassed credible studies published between 1390-1404 Solar Hijri (2010-2025 AD). A purposive sampling strategy, based on predefined criteria, was utilized to select the study sample. The search strategy, adhering to PRISMA guidelines, involved searching, screening, and evaluating relevant articles from domestic databases including Magiran, IranDoc, Civilica, and Noormags, as well as international databases such as Web of Science, Scopus, ScienceDirect, and Google Scholar, using specific keywords. After excluding duplicates and applying inclusion/exclusion criteria, 10 articles were selected for final analysis. The data were analyzed using the thematic analysis method to extract the main themes. Findings revealed that AI, through mechanisms such as multimodal representations, interactive simulations, knowledge modeling, and personalized learning, significantly aids in better comprehension of abstract phenomena and concepts in elementary science. Specifically, AI reduces cognitive load, enhances causal reasoning, increases learner motivation and engagement, and elevates learning from rote memorization to deep conceptual and exploratory understanding. Consequently, AI can serve as an effective tool for transforming elementary science education. However, its successful implementation necessitates appropriate instructional design and readiness in terms of infrastructure and professional development for teachers.

کلیدواژه‌ها English

Artificial Intelligence
Science Instruction
Abstract Phenomena and Concepts
Representation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 26 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 03 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 19 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 26 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 26 شهریور 1405