综述:生成式人工智能在初任教师教育中培养计算思维的作用:主题文献综述与模型
埃德温·克里利(Edwin Creely)
《Behavioral Sciences》:Generative AI to Foster Computational Thinking in Initial Teacher Education: A Thematic Literature Review and Model
Edwin Creely
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时间:2026年04月14日
来源:Behavioral Sciences 2.5
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摘要
计算思维(CT)已成为许多教育领域的跨学科重点,但越来越多的研究指出,在教师初始培训(ITE)中,计算思维的整合存在不足,预备教师的信心有限,并且普遍存在将计算思维等同于编程的误解。与此同时,生成式人工智能(Gen
摘要
计算思维(CT)已成为许多教育领域的跨学科重点,但越来越多的研究指出,在教师初始培训(ITE)中,计算思维的整合存在不足,预备教师的信心有限,并且普遍存在将计算思维等同于编程的误解。与此同时,生成式人工智能(GenAI)已迅速应用于大学课程中,为问题解决、生成多种表示形式以及支持迭代设计提供了新的可能性。然而,尽管自我效能感、认知负荷和情感等概念在教育心理学中已得到充分研究,但它们在计算思维与生成式人工智能结合应用于教师教育中的具体应用仍缺乏理论支撑:现有研究尚未系统地探讨预备教师通过生成式人工智能任务学习计算思维时这些心理因素如何相互作用。这篇主题文献综述整合了来自三个交叉领域的54个研究来源:计算思维框架及其教学意义、计算思维在预备教师培训中的整合情况,以及生成式人工智能在教师教育与学习设计中的应用。基于班杜拉的社会认知理论、认知负荷理论和技术相关情感研究,该综述重点关注预备教师在计算思维与生成式人工智能互动过程中的情感、认知和文化维度。综述提出了“基于生成式人工智能的预备教师计算思维模型”(GECT-P),该模型将计算思维的各个维度与生成式人工智能支持的学习周期、心理中介因素以及教师教育成果相结合。该模型将“提示”(prompting)视为一种认识论和教学实践,有助于使计算思维变得可见,支持分解、抽象、模式识别和算法设计等过程,并融入批判性人工智能素养、伦理考量、情感支持以及课堂实践。本文为教师教育者提供了设计原则和实践路径,旨在培养能够在不同课程领域运用生成式人工智能发展计算思维的毕业生。
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