DOI: https://doi.org/10.3934/steme.2026001
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Kah Heng Chua وآخرون
الموضوع الرئيسي: الذكاء الاصطناعي في التعليم
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة دمج الذكاء الاصطناعي التوليدي (AI)، وبالتحديد ChatGPT، في عملية تخطيط الدروس لمعلمي العلوم في مرحلة ما قبل الخدمة. استخدم أربعة عشر طالبًا دراسات عليا في تعليم الكيمياء الذكاء الاصطناعي لتصميم خطط الدروس وقدموا ملاحظات من خلال استبيانات مفتوحة. كشفت التحليلات الموضوعية لاستجاباتهم عن موضوعين رئيسيين: تشمل الفوائد المدركة تحسين هيكلة محتوى الدروس، وتحسين تنظيم التدفق التعليمي، وتوليد الأنشطة، وتوفير الوقت. من ناحية أخرى، تم ملاحظة التحديات، مثل الحاجة إلى مطالبات دقيقة، والأخطاء العرضية، وعدم التوافق مع المنهج الماليزي، والاقتراحات غير العملية.
تشير النتائج إلى أنه بينما يمكن أن يعمل ChatGPT كدعامة معرفية قيمة وشريك تربوي، فإن فعاليته محدودة بقدرة المستخدمين على القراءة النقدية والحكم السياقي. تؤكد الدراسة على أهمية دمج محو الأمية التربوية المتعلقة بالذكاء الاصطناعي في برامج إعداد المعلمين، مما يمكّن المعلمين المستقبليين من استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي بطريقة تأملية ومسؤولة. في النهاية، بينما لا يمكن للذكاء الاصطناعي التوليدي أن يحل محل الصفات الأساسية للتعليم الفعال، إلا أنه يمكن أن يدعم بشكل كبير تخطيط الدروس وتصميم التعليم، مما يبرز الحاجة إلى إعداد المعلمين الذي يعزز الانخراط النقدي مع تقنيات الذكاء الاصطناعي في المشهد المتطور لتعليم العلوم.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية الدور التحويلي للذكاء الاصطناعي (AI) في المشهد التعليمي، لا سيما في سياق ماليزيا. تسلط الضوء على أن الذكاء الاصطناعي يتطور من أداة هامشية إلى مشارك مشترك في اتخاذ القرارات التربوية، متماشياً مع الأهداف التعليمية الوطنية مثل خطة التعليم الماليزية 2013-2025 وخارطة الطريق الوطنية للذكاء الاصطناعي 2021-2025. تؤكد هذه الأطر على دمج الذكاء الاصطناعي لتعزيز كفاءة التعليم وتعزيز التفكير من المستوى الأعلى والإبداع بين الطلاب. ومع ذلك، لا يزال دمج الذكاء الاصطناعي في برامج إعداد المعلمين غير متسق، حيث يفتقر المعلمون في مرحلة ما قبل الخدمة غالبًا إلى التدريب الرسمي على استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي مثل ChatGPT في تخطيط الدروس.
تتوسع هذه القسم في التحديات التي يواجهها معلمو العلوم في مرحلة ما قبل الخدمة في تخطيط الدروس، وهو أمر حاسم لمواءمة معايير المنهج مع الممارسات التعليمية. بينما يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي في توليد الموارد والاقتراحات، قد يؤدي أيضًا إلى عدم التوافق مع التوقعات المنهجية المحلية بسبب نقص الوعي السياقي. تحدد الورقة فجوة في البحث التجريبي بشأن كيفية تفاعل المعلمين في مرحلة ما قبل الخدمة مع الذكاء الاصطناعي في تصميم الدروس، لا سيما في تعليم العلوم. تهدف الدراسة إلى استكشاف الفوائد والقيود لاستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي في تخطيط الدروس، مع التركيز على سؤالين بحثيين رئيسيين: (i) الطرق التي يدرك بها معلمو العلوم في مرحلة ما قبل الخدمة الدعم من ChatGPT في تخطيط دروسهم، و(ii) التحديات المحددة التي يواجهونها أثناء استخدام هذه الأداة الذكية.
الطرق
استخدمت الدراسة تصميمًا نوعيًا استكشافيًا لفحص تفاعل معلمي العلوم في مرحلة ما قبل الخدمة مع أدوات الذكاء الاصطناعي التوليدية أثناء تخطيط الدروس. كان الهدف الرئيسي هو التحقيق في تصورات المشاركين بشأن المزايا والتحديات المرتبطة باستخدام الذكاء الاصطناعي في التصميم التربوي، بالإضافة إلى العمليات التي يمرون بها أثناء تفاعلهم مع هذه الأدوات. لتسهيل الاستجابات العميقة والتأملية مع ضمان الاتساق بين المشاركين، تم استخدام استبيان مكتوب مفتوح كأداة رئيسية لجمع البيانات.
النتائج
كشفت التحليلات الموضوعية للاستجابات المفتوحة من معلمي الكيمياء في مرحلة ما قبل الخدمة عن فئتين رئيسيتين بشأن استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي، وبالتحديد ChatGPT، لتخطيط الدروس: الفوائد والتحديات. حدد التحليل أربعة فوائد رئيسية، مما يبرز الجوانب الإيجابية لدمج الذكاء الاصطناعي في الممارسات التعليمية، إلى جانب أربعة تحديات مركزية تعكس التعقيدات والعيوب المحتملة التي يواجهها هؤلاء المعلمون. تؤكد هذه الفهم المتنوع على تصورات المعلمين في مرحلة ما قبل الخدمة بشأن تنفيذ الذكاء الاصطناعي في عمليات تخطيط الدروس الخاصة بهم.
المناقشة
في مناقشة تخطيط الدروس ضمن إعداد المعلمين، يتم تسليط الضوء على دمج أدوات الذكاء الاصطناعي التوليدية، وبشكل خاص ChatGPT، كأمر مفيد وتحدي في نفس الوقت. يتميز تخطيط الدروس بأنه عملية معقدة حيث يقوم المعلمون بمواءمة معايير المنهج مع استراتيجيات تربوية مع الأخذ في الاعتبار احتياجات الطلاب. يمكن أن يعزز استخدام الذكاء الاصطناعي هذه العملية من خلال توفير مخططات منظمة، واقتراح أنشطة تعليمية، وتوفير الوقت في تصميم الدروس. ومع ذلك، يجب على المعلمين في مرحلة ما قبل الخدمة تطوير كفاءات نقدية لاستخدام الذكاء الاصطناعي بشكل فعال، بما في ذلك القدرة على توجيه الأداة بدقة وتقييم مخرجاتها للتأكد من توافقها مع المعايير التعليمية.
على الرغم من المزايا المحتملة، أفاد المشاركون بوجود تحديات كبيرة، مثل الحاجة إلى توجيه دقيق لاستنباط اقتراحات مفيدة وخطر عدم توافق المحتوى الذي تم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي مع متطلبات المنهج المحددة. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب المعلومات غير الدقيقة التي يقدمها الذكاء الاصطناعي تدقيقًا دقيقًا من قبل المعلمين لضمان سلامة خطط الدروس. تؤكد النتائج على أهمية نهج مدعوم في إعداد المعلمين، حيث يتم توجيه المعلمين في مرحلة ما قبل الخدمة في الاستخدام الأخلاقي والفعال للذكاء الاصطناعي، مما يعزز علاقة تعاونية بين المعلمين البشريين والتكنولوجيا. يعيد هذا الديناميكية تعريف وكالة المعلم، حيث يتم وضع المعلمين كمنسقين لمحتوى الذكاء الاصطناعي بدلاً من مجرد مستهلكين، مما يدعو إلى إعادة فحص الممارسات التربوية في مشهد رقمي متزايد.
القيود
تظهر القيود المتعلقة بأداة الذكاء الاصطناعي التي تم مناقشتها في هذا القسم تحديات كبيرة في تطبيقها لأغراض تعليمية. أشار المشاركون إلى أن الاقتراحات، مثل دعوة متحدث ضيف أو تنظيم رحلة ميدانية للتعرف على المطاط الطبيعي، كانت غير عملية بسبب قيود الوقت والميزانية. علاوة على ذلك، كانت الاستجابات التي تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي غالبًا ما تكون عامة جدًا أو ذات صلة هامشية بالاستفسارات المطروحة، مما أدى إلى إحباط بين المستخدمين الذين كانوا يسعون للحصول على معلومات أكثر دقة وملاءمة.
بالإضافة إلى ذلك، اعتُبرت ميل الذكاء الاصطناعي لتقديم تفسيرات مفصلة بشكل مفرط عند طلب التوضيح غير ضرورية لطلاب الكيمياء، مما يشير إلى عدم تطابق بين عمق المعلومات المقدمة واحتياجات المستخدمين. زاد تكرار مواجهة أفكار مشابهة في الاستجابات من تفاقم المشكلة، كما أبرز إحباط أحد المشاركين من نقص التحديد في الإجابات. بشكل عام، تؤكد هذه الرؤى على قيود الذكاء الاصطناعي في الوعي السياقي، مما يعيق فعاليته كمصدر لمحتوى تعليمي مخصص.
DOI: https://doi.org/10.3934/steme.2026001
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Kah Heng Chua et al.
Primary Topic: Artificial Intelligence in Education
Overview
This study explores the integration of generative artificial intelligence (AI), specifically ChatGPT, in the lesson planning process of preservice science teachers. Fourteen postgraduate chemistry education students utilized AI to design lesson plans and provided feedback through open-ended questionnaires. Thematic analysis of their responses revealed two main themes: perceived benefits included enhanced structuring of lesson content, improved organization of instructional flow, generation of activities, and time savings. Conversely, challenges were noted, such as the necessity for precise prompts, occasional inaccuracies, misalignment with the Malaysian curriculum, and impractical suggestions.
The findings suggest that while ChatGPT can act as a valuable cognitive scaffold and pedagogical partner, its effectiveness is limited by the users’ critical literacy and contextual judgment. The study emphasizes the importance of incorporating AI-pedagogical literacy into teacher education programs, enabling future educators to utilize AI tools in a reflective and responsible manner. Ultimately, while generative AI cannot replace the essential qualities of effective teaching, it can significantly support lesson planning and instructional design, highlighting the need for teacher preparation that fosters critical engagement with AI technologies in the evolving landscape of science education.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the transformative role of artificial intelligence (AI) in the educational landscape, particularly within Malaysia’s context. It highlights that AI is evolving from a peripheral tool to a co-participant in pedagogical decision-making, aligning with national educational goals such as the Malaysia Education Blueprint 2013-2025 and the National Artificial Intelligence Roadmap 2021-2025. These frameworks emphasize the integration of AI to enhance teaching efficiency and foster higher-order thinking and creativity among students. However, the integration of AI into teacher education programs remains inconsistent, with preservice teachers often lacking formal training on utilizing AI tools like ChatGPT in lesson planning.
The section further elaborates on the challenges faced by preservice science teachers in lesson planning, which is crucial for aligning curriculum standards with instructional practices. While AI can assist in generating resources and suggestions, it may also lead to misalignment with local curricular expectations due to its lack of contextual awareness. The paper identifies a gap in empirical research regarding how preservice teachers interact with AI in lesson design, particularly in science education. The study aims to explore the benefits and constraints of using AI tools in lesson planning, focusing on two key research questions: (i) the ways in which preservice science teachers perceive support from ChatGPT in their lesson planning, and (ii) the specific challenges they encounter while using this AI tool.
Methods
The study utilized an exploratory qualitative design to examine the engagement of preservice science teachers with generative AI tools during lesson planning. The primary objective was to investigate participants’ perceptions regarding the advantages and challenges associated with the use of AI in pedagogical design, as well as the processes they undergo while interacting with these tools. To facilitate in-depth and reflective responses while ensuring consistency among participants, a written open-ended questionnaire was employed as the main data collection instrument.
Results
The thematic analysis of open-ended responses from preservice chemistry teachers revealed two primary categories regarding the use of AI tools, specifically ChatGPT, for lesson planning: benefits and challenges. The analysis identified four key benefits, highlighting the positive aspects of integrating AI into educational practices, alongside four central challenges that reflect the complexities and potential drawbacks faced by these educators. This nuanced understanding underscores the varied perceptions of preservice teachers regarding the implementation of AI in their lesson planning processes.
Discussion
In the discussion of lesson planning within teacher education, the integration of generative AI tools, particularly ChatGPT, is highlighted as both beneficial and challenging. Lesson planning is characterized as a complex process where educators align curriculum standards with pedagogical strategies while considering students’ needs. The use of AI can enhance this process by providing structured outlines, suggesting instructional activities, and saving time in lesson design. However, preservice teachers must develop critical competencies to effectively utilize AI, including the ability to prompt the tool accurately and evaluate its outputs for alignment with educational standards.
Despite the potential advantages, participants reported significant challenges, such as the need for precise prompting to elicit useful suggestions and the risk of AI-generated content being misaligned with specific curriculum requirements. Additionally, inaccuracies in the information provided by AI necessitate careful scrutiny by educators to ensure the integrity of lesson plans. The findings underscore the importance of a scaffolded approach in teacher education, where preservice teachers are guided in the ethical and effective use of AI, fostering a collaborative relationship between human educators and technology. This dynamic redefines teacher agency, positioning educators as curators of AI-generated content rather than mere consumers, thus inviting a re-examination of pedagogical practices in an increasingly digital landscape.
Limitations
The limitations of the AI tool discussed in this section reveal significant challenges in its application for educational purposes. Participants noted that suggestions, such as inviting a guest speaker or organizing a field trip to learn about natural rubber, were impractical due to time and budget constraints. Furthermore, the responses generated by the AI were often too general or tangentially related to the queries posed, leading to frustration among users who sought more precise and relevant information.
Additionally, the AI’s tendency to provide overly detailed explanations when asked for elaboration was deemed unnecessary for chemistry students, indicating a mismatch between the depth of information offered and the users’ needs. Repeatedly encountering similar ideas in responses further compounded the issue, as highlighted by one participant’s frustration with the lack of specificity in answers. Overall, these insights underscore the AI’s limitations in contextual awareness, which hampers its effectiveness as a resource for tailored educational content.