人工智能教育课程体系调研

尊敬的老师，您好！

感谢您参与本次调查！我们正致力于探索人工智能教学系统（AI Teaching System）、六轴协作机器人和3D打印机这三项创新技术如何协同融合，共同服务于中小学各学科教学。我们设想：人工智能教学系统（AI Teaching System）作为智能中枢，六轴协作机器人负责执行精细的物理操作任务，3D打印机负责快速制作所需的实体模型或工具。三者可以协同工作（AI+机器人+3D打印），也可以灵活组合（如AI+机器人 或 AI+3D打印）服务于教学（模块可单独拆卸）。

人工智能教学系统 (AI Teaching System)：指服务于教学场景的AI工具/平台，具备智能备课、学情分析、个性化学习推荐、自动化测评、实验/创作指令生成、虚拟助手等功能，作为整个智能教学活动的“大脑”。

六轴协作机器人：一种安全、灵活、可编程的机械臂，能根据AI系统的指令执行抓取、搬运、组装、绘画、实验操作等精细物理任务，是AI意图的“执行者”。

3D打印机：根据AI系统或师生设计的模型，快速制作实体教具、模型、零件等，是AI创意的“实体化工具”。

本问卷旨在了解您作为学科教师，对这些技术单独、特别是不同组合形式在您学科中的应用潜力、价值与挑战：

1.具体应用场景设想。

2.潜在教学价值。

3.您关心的实施挑战与需求。

您的宝贵意见将帮助我们设计更符合教学实际、更具价值的智能教育解决方案和配套支持。问卷匿名，大约需要12-15分钟完成。再次感谢您的支持！

第一部分：基本信息（用于分析学科差异）

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1.

您所在的学科:

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2.

您对以下技术的熟悉程度如何？(请在每行勾选)

	非常熟悉	比较熟悉	一般了解	听说过但不了解	完全没听说过
人工智能教学系统 (AI)
人工智能教学系统 (AI)
六轴协作机器人
六轴协作机器人
3D打印机
3D打印机

第二部分：“AI + 机器人 + 3D打印”协同应用潜力调研 (聚焦您的学科)

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3.

在您教授的课程中，您认为“AI教学系统 + 六轴机器人 + 3D打印机”三者协同，最有可能在哪些教学环节或内容上发挥作用？(想象AI是“大脑”发指令，机器人和打印机是“手”来执行)【多选题】

实验探索小助手： AI设计实验步骤 → 机器人动手操作（如倒试剂、测数据）→ 3D打印特制工具

例：生物课上，AI策划植物生长实验，机器人自动浇水测量，3D打印特殊花盆

动态模型剧场： AI编剧本 → 3D打印道具/角色 → 机器人表演动态场景

例：历史课上，AI还原“丝绸之路”，3D打印商队骆驼，机器人推动货物演示贸易过程

个性化创作工坊： AI分析学生特点 → 设计专属任务 → 机器人帮学生制作 → 3D打印成品

例：美术课上，AI推荐剪纸风格，机器人辅助剪复杂图案，3D打印立体画框

创意设计孵化器： AI帮学生优化想法 → 3D打印模型 → 机器人测试改进

例：劳技课上，AI改进笔筒设计，3D打印样品，机器人测试承重

学生指挥中心：学生指挥AI → 控制机器人和打印机完成项目

例：班会课上，学生编程让机器人用3D打印机打印奖牌，AI自动写颁奖词

虚实结合体验馆： AI生成虚拟世界 → 机器人操作3D实体模型互动

例：语文课上，AI生成《西游记》火焰山视频，机器人操作3D打印芭蕉扇“灭火”

教学贴心帮手： AI自动出题/改作业 → 机器人发材料 → 3D打印教具

例：英语课上，AI生成单词卡片，3D打印单词卡片，机器人分发

其他 (请说明)

目前很难想到在我的学科中有明确的三者协同应用场景

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4.

针对您在第3题中选择的应用方向（或您补充的方向），请描述一个您设想的、具体的“AI + 机器人 + 3D打印”协同教学场景或项目示例

例如 - 生物老师：AI分析学生提出的细胞模型设计方案，指出结构合理性并优化；控制机器人精确抓取不同颜色的3D打印细胞器模块进行组装；学生观察实体模型并修正设计，AI再指导打印新版。物理老师：AI根据学生设定的参数模拟桥梁受力，生成优化建议和关键部件图纸；3D打印部件；学生组装；AI控制机器人进行不同压力测试并收集数据。语文/历史老师：AI生成特定历史场景描述和关键道具需求；学生设计道具；3D打印；AI控制机器人操纵道具进行场景片段演绎。

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5.

您认为在您的学科中引入这种“AI + 机器人 + 3D打印”协同模式，最可能带来哪些教学价值？【多选题】

显著提升教学效率和个性化水平 (AI自动化处理、精准适配)

将高度抽象、复杂或微观/宏观概念动态化、实体化、可交互化 (三者结合实现)

极大激发学生兴趣、参与度和创造力 (智能化、实体化、可操作的体验)

安全、高效地完成传统难以实现的复杂实验、操作或模拟

深度培养学生计算思维、系统思维、工程思维和跨学科问题解决能力 (涉及AI逻辑、控制、设计、制造全流程)

提供即时、智能的学情反馈与学习路径调整 (AI核心价值)

促进深度的人机协作体验，理解未来工作模式

减轻教师重复性工作负担，聚焦高阶教学指导 (AI辅助)

其他（请说明）

第三部分：核心组合应用潜力调研（以下问题将聚焦于人工智能教学系统(AI)与六轴协作机器人或3D打印机的两两组合应用场景。请根据您学科的特点，分别思考这两种组合的潜力）

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7.

在您教授的课程中，您认为 “AI教学系统 + 六轴协作机器人” (不含3D打印) 组合最有可能在哪些教学环节或内容上发挥作用？【多选题】

目前很难想到在我的学科中有明确的“AI+机器人”应用场景

其他 (请说明)

自动化艺术表演/创作： AI生成创作指令（如绘画路径、舞蹈动作），机器人执笔或身体执行。

智能物流与辅助： AI调度机器人完成教室内的材料分发、设备归位等辅助任务。

编程与自动化实践载体：学生学习通过编程让AI控制机器人完成复杂任务链。

动态演示与模拟： AI生成动态指令，机器人操控模型演示抽象概念（如物理运动、生物行为、历史场景）。

互动教学助手： AI驱动机器人进行个性化问答互动、游戏化学习、动作模仿教学。

智能实验操作与数据采集： AI设计/控制实验流程，机器人执行高精度/重复/危险操作，AI实时分析数据。

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8.

在您教授的课程中，您认为 “AI教学系统 + 3D打印机” (不含机器人) 组合最有可能在哪些教学环节或内容上发挥作用？【多选题】

目前很难想到在我的学科中有明确的“AI+3D打印”应用场景

其他 (请说明)

自动化报告/成果物生成： AI总结学习成果或项目报告，并附上关键结论的3D可视化模型文件供打印。

个性化学习材料定制： AI分析学生水平/兴趣，生成定制化的练习模型（如拼图、教具）、学习支架或奖励物品。

数据智能可视化： AI将复杂数据集转化为可理解的、可触摸的3D模型设计。

AI辅助创意设计实现： AI提供设计建议、优化方案或生成基础模型，学生修改后打印实体作品（艺术、工程、文物复原等）。

智能教具/模型生成： AI根据教学需求或学生问题，自动生成并优化可打印的教具、模型设计文件（如分子、几何体、器官、地形）。

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9.

针对您在Q7或Q8中选择的应用方向，请简要描述一个您设想的、具体的“AI + 机器人” 或 “AI + 3D打印” 教学场景示例(请注明您描述的是哪种组合)

例如 - “AI+机器人”场景(物理)：AI根据教学目标自动生成不同参数的斜面实验方案，控制机器人小车精确调整斜面角度、释放小车并记录时间和距离数据，实时绘制图表分析摩擦系数。
例如 - “AI+3D打印”场景(地理)：学生输入本地降雨量数据，AI分析并建议打印一个比例精确的、分层着色的地形模型，直观显示不同区域的洪涝风险。

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10.

您认为在您的学科中，引入“AI+机器人”组合可能带来哪些独特的教学价值？（请选择您认为的TOP3）【多选题】

将动态过程/抽象概念自动化、可视化

实现高精度、可重复或危险的物理操作

提供高度互动的、个性化的学习体验

深度培养编程、控制与自动化思维

深度培养设计思维与空间创造力

显著提升实验/探究效率与数据可靠性

减轻教师准备特定教具/实验的负担

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11.

您认为在您的学科中，引入“AI+3D打印”组合可能带来哪些独特的教学价值？（请选择您认为的TOP3）【多选题】

将动态过程/抽象概念自动化、可视化

快速生成个性化、复杂的实体模型/教具

提供高度互动的、个性化的学习体验

深度培养设计思维与空间创造力

支持基于真实数据的可视化与模型迭代

减轻教师准备特定教具/实验的负担

第四部分：综合需求与支持 (强化对AI及协同的支持需求)

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14.

您是否愿意在未来的教学中尝试使用这种“AI + 机器人 + 3D打印”协同技术（即使目前不熟悉）？

非常愿意尝试，看好其前景

在获得充分、持续的培训和支持后愿意尝试

持观望态度，需要看到更多成功案例和明确效益

目前兴趣不大，更关注传统教学方法

完全不感兴趣或认为不必要

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15.

您对“人工智能教学系统（AI）+ 六轴协作机器人 + 3D打印机”在您学科教学中的协同应用，还有哪些具体的想法、建议或担忧？

结束语

再次衷心感谢您抽出宝贵时间完成这份具有前瞻性的问卷！您关于智能技术协同应用的深刻见解，将为我们构建更有效、更创新的未来课堂提供关键指引。祝您工作顺利！

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