AI虚拟实验室在科学教育中的应用路径与理论支撑：一项系统性文献综述

Abstract

本研究聚焦于科学教育背景下，人工智能（AI）与虚拟实验室的交叉领域。通过遵循 PRISMA
指南的筛选流程，我们筛选出8项将AI融入虚拟实验室并应用于科学教育中的研究，以探究AI在科学教育的虚拟实验中的应用方式及相关理论影响。研究发现AI在虚拟实验室中以虚拟助手、自适应评估及严肃游戏的方式出现，对提升学生的认知水平、课堂参与程度和交互感有明显帮助。此外，包括认知负荷理论、认知架构理论在内的认知心理类理论占据主导地位，对相关研究有着重要影响。研究启示表明，AI虚拟实验室有着广泛的融合空间，教师应结合相关理论合理使用。