論文の概要: Transforming Science Learning Materials in the Era of Artificial Intelligence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18470v2
- Date: Tue, 24 Feb 2026 14:07:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-02 07:21:25.595497
- Title: Transforming Science Learning Materials in the Era of Artificial Intelligence
- Title（参考訳）: 人工知能時代の科学教材の変容
- Authors: Xiaoming Zhai, Kent Crippen,
- Abstract要約: 人工知能の科学教育への統合は、学習材料の設計と機能を変えつつある。
この章では、AI技術が6つの関連ドメインにまたがって、科学学習の素材をどう変えようとしているかを考察する。
- 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: The integration of artificial intelligence (AI) into science education is transforming the design and function of learning materials, offering new affordances for personalization, authenticity, and accessibility. This chapter examines how AI technologies are transforming science learning materials across six interrelated domains: 1) integrating AI into scientific practice, 2) enabling adaptive and personalized instruction, 3) facilitating interactive simulations, 4) generating multimodal content, 5) enhancing accessibility for diverse learners, and 6) promoting co-creation through AI-supported content development. These advancements enable learning materials to more accurately reflect contemporary scientific practice, catering to the diverse needs of students. For instance, AI support can enable students to engage in dynamic simulations, interact with real-time data, and explore science concepts through multimodal representations. Educators are increasingly collaborating with generative AI tools to develop timely and culturally responsive instructional resources. However, these innovations also raise critical ethical and pedagogical concerns, including issues of algorithmic bias, data privacy, transparency, and the need for human oversight. To ensure equitable and meaningful science learning, we emphasize the importance of designing AI-supported materials with careful attention to scientific integrity, inclusivity, and student agency. This chapter advocates for a responsible, ethical, and reflective approach to leveraging AI in science education, framing it as a catalyst for innovation while upholding core educational values.
- Abstract（参考訳）: 人工知能(AI)の科学教育への統合は、学習材料の設計と機能を変え、パーソナライゼーション、信頼性、アクセシビリティのための新しい余裕を提供する。
この章では、AI技術が6つの関連分野にまたがって、科学学習の素材をどう変えつつあるかを考察する。
1)AIを科学的実践に統合すること。
2)適応的かつパーソナライズされた指導を可能にする。
3)対話型シミュレーションの促進。
4) マルチモーダルな内容を生成すること。
5)多様な学習者に対するアクセシビリティの向上、及び
6)AI支援コンテンツ開発による共同創造の促進。
これらの進歩により、学習教材はより正確に現代の科学的実践を反映し、多様な学生のニーズに対応することができる。
例えば、AIサポートにより、学生は動的シミュレーションに従事し、リアルタイムデータと対話し、マルチモーダル表現を通じて科学概念を探索することができる。
教育者は、タイムリーで文化的にレスポンシブな教育資源を開発するために、生成的AIツールとますます協力している。
しかし、これらのイノベーションは、アルゴリズムバイアス、データプライバシ、透明性、人間の監視の必要性といった問題を含む、倫理的および教育的な懸念も引き起こす。
公平かつ有意義な科学学習を確保するため,我々は,科学的完全性,傾倒性,学生機関に注意を払って,AI支援材料を設計することの重要性を強調した。
この章は、科学教育においてAIを活用するための責任があり倫理的で反射的なアプローチを提唱する。
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