شبیه سازی عددی مدل دینامیکی-کنترلی دانش محتوایی تربیتی فناورانه مبتنی بر هوش مصنوعی

نویسندگان

1 گروه آموزش ریاضی، دانشگاه فرهنگیان، تهران، ایران

doi
10.22061/tej.2026.11312.3179
چکیده

پیشینه و اهداف: توسعه حرفه‌ای معلمان در دنیای مبتنی بر هوش مصنوعی در کنار دیگر فناوری‌های نوین از مباحث بسیار مهم و کلیدی در آموزش است. دانش محتوایی پداگوژیکی فناورانه مبتنی بر هوش مصنوعی (AI-TPACK) امروزه مورد پژوهش پژوهشگران حوزه آموزش معلمان بوده است. بررسی تأثیر متقابل مؤلفه‌های دانش AI-TPACK از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله یک مدل دینامیکی کنترلی برای AI-TPACK ارائه شد و  با اعمال یک تابع کنترل بر دانش فناوری و هوش مصنوعی معلمان تغییرات دیگر مؤلفه‌ها بر هم بررسی شد. این مدل در تصمیم‌گیری سیاست‌گذاران توسعه حرفه‌ای معلمان مورد توجه و استفاده قرار خواهد گرفت.روش‌ها‌: این پژوهش از نوع تحقیق کاربردی و توسعه‌ای است که در سال ۱۴۰۴ انجام گرفت و  به طراحی و شبیه‌سازی یک مدل دینامیکی-کنترلی برای دانش محتوایی تربیتی فناورانه مبتنی بر هوش مصنوعی پرداخت. در این راستا، ابتدا داده‌های مرتبط از یک مقاله معتبر استخراج و تحلیل شد و مبنای طراحی مدل قرار گرفت. سپس با استفاده از روش‌های شبیه‌سازی عددی، مدل طراحی‌شده تجزیه‌وتحلیل انجام و عملکرد آن در شرایط مختلف بررسی شد. این فرآیند شامل مراحل مختلفی از جمله تعریف متغیرهای کلیدی، تعیین روابط بین آن‌ها و اجرای شبیه‌سازی برای ارزیابی کارایی مدل در دست‌یابی به اهداف آموزشی و فناورانه بود.یافته‌ها: تجزیه‌وتحلیل مدل دینامیکی طراحی شده با نرم‌افزار متلب نشان داد که به‌دلیل وجود جواب برای مدل، ضرایب به‌کار رفته در معادلات حالت که براساس داده‌های تجربی به‌دست‌ آمده بود، بر صحت مدل تأکید داشت. برای حل مدل، از یک تابع کنترل برای مدیریت متغیر دانش فناورانه مبتنی بر هوش مصنوعی معلمان استفاده شد. همچنین، تأثیر متقابل مؤلفه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی بر دانش محتوایی تربیتی فناورانه از طریق حل عددی مدل مشخص شد. نمودارهای مربوط به هر متغیر در طول زمان  به تفصیل ارائه شد.  این پژوهش نشان داد که برای توسعه صلاحیت‌های حرفه‌ای معلمان، توجه ویژه به متغیرهای کلیدی شناسایی شده ضروری است، که خود می‌تواند به بهبود کیفیت آموزش و یادگیری در زمینه فناوری‌های نوین کمک کند.نتیجه‌گیری: هوش مصنوعی از طریق قابلیت‏های منحصر به‌فردی که دارد می‏تواند توسعه بهینه و کنترل شده دانش محتوایی تربیتی فناورانه مبتنی بر هوش مصنوعی معلمان را بهبود بخشد. بررسی دقیق صلاحیت‌های حرفه‌ای معلمان در عصر هوش مصنوعی، نیازمند طراحی مدل دینامیکی کنترلی و تجزیه‌وتحلیل رفتار مدل براساس روش‌های نوین  با دقت بیشتر است. این پژوهش یک مدل دینامیکی کنترلی برای تجزیه‌وتحلیل و کنترل مؤلفه‌های دانش محتوایی-  تربیتی فناورانه مبتنی بر هوش مصنوعی  براساس مؤلفه‌های مرتبط با فناوری و هوش مصنوعی ارائه داد. استفاده از یک تابع کنترل لجستیکی در دو حالت مختلف جهت بررسی رفتار دینامیکی مدل می‌تواند در  تعیین میزان سرمایه‌گزاری در کاربست هوش مصنوعی و تعیین میزان اثربخشی آن بر سایر مؤلفه‌های AI-TPACK  معلمان مورد استفاده قرار گیرد. این مدل در حقیقت  توسعه مطالعات میان رشته‌ای در آموزش معلمان را  نیز ممکن می‌سازد.