論文の概要: The Landscape of AI in Science Education: What is Changing and How to Respond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18469v1
- Date: Sun, 08 Feb 2026 23:54:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-02 07:21:25.593735
- Title: The Landscape of AI in Science Education: What is Changing and How to Respond
- Title（参考訳）: 理科教育におけるAIのランドスケープ:何が変わるのか、どのように反応するか
- Authors: Xiaoming Zhai, Kent Crippen,
- Abstract要約: この章では、科学教育の景観を変革する上で、人工知能(AI)の変革的な役割について論じる。
我々は、インテリジェントな学習システム、適応学習プラットフォーム、自動フィードバック、生成コンテンツ作成、パーソナライゼーション、効率、エクイティといったAI支援ツールをどのように強調する。
同時に、この章では、公平性、透明性、説明責任、プライバシー、人間の監視といった、倫理的、社会的、教育的な課題について考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9851520275517003
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This introductory chapter explores the transformative role of artificial intelligence (AI) in reshaping the landscape of science education. Positioned at the intersection of tradition and innovation, AI is altering educational goals, procedures, learning materials, assessment practices, and desired outcomes. We highlight how AI-supported tools, such as intelligent tutoring systems, adaptive learning platforms, automated feedback, and generative content creation--enhance personalization, efficiency, and equity while fostering competencies essential for an AI-driven society, including critical thinking, creativity, and interdisciplinary collaboration. At the same time, this chapter examines the ethical, social, and pedagogical challenges that arise, particularly issues of fairness, transparency, accountability, privacy, and human oversight. To address these tensions, we argue that a Responsible and Ethical Principles (REP) framework is needed to offer guidance for aligning AI integration with values of fairness, scientific integrity, and democratic participation. Through this lens, we synthesize the changes brought to each of the five transformative aspects and the approaches introduced to meet the changes according to the REP framework. We argue that AI should be viewed not as a replacement for human teachers and learners but as a partner that supports inquiry, enriches assessment, and expands access to authentic scientific practices. Aside from what is changing, we conclude by exploring the roles that remain uniquely human, engaging as moral and relational anchors in classrooms, bringing interpretive and ethical judgement, fostering creativity, imagination, and curiosity, and co-constructing meaning through dialogue and community, and assert that these qualities must remain central if AI is to advance equity, integrity, and human flourishing in science education.
- Abstract（参考訳）: この入門章は、科学教育の風景を再構築する上での人工知能(AI)の変革的役割を探求するものである。
伝統とイノベーションの交差点に位置するAIは、教育目標、手続き、学習資料、アセスメントプラクティス、望ましい結果を変更する。
我々は、AIが支援するインテリジェントな学習システム、適応学習プラットフォーム、自動フィードバック、生成コンテンツ生成など、AIが支援するツールが、パーソナライゼーション、効率、エクイティを高めながら、批判的思考、創造性、学際的なコラボレーションなど、AI主導の社会に不可欠な能力を促進する方法を強調します。
同時に、この章では、公平性、透明性、説明責任、プライバシー、人間の監視といった、倫理的、社会的、教育的な課題について考察する。
これらの緊張に対処するためには、公正さ、科学的完全性、民主的参加の価値観とAI統合を整合させるためのガイダンスを提供するために、責任と倫理の原則(REP)フレームワークが必要である、と我々は主張する。
このレンズを通して、5つの変換的側面のそれぞれに生じる変化と、REPフレームワークに従って変化に対応するために導入されたアプローチを合成する。
AIは人間の教師や学習者の代替ではなく、調査を支援し、評価を強化し、真正の科学的実践へのアクセスを拡大するパートナーとして見るべきだ、と私たちは主張する。
変化していることとは別に、私たちは、教室における道徳的およびリレーショナルアンカーとしての役割を探求し、解釈的かつ倫理的な判断をもたらし、創造性、想像力、好奇心を育み、対話とコミュニティを通じて意味を共構築し、AIが科学教育において平等、完全性、人間の繁栄を前進させるためには、これらの品質が中心でなければならないと主張することで、結論付けます。
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我々は、AIが探究を豊かにし、学習をパーソナライズし、教師の実践を支援するための変革的なポテンシャルを提供すると論じるが、それは責任と倫理原則(REP)によって導かれるときのみである。
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