高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究课题报告

高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究课题报告目录一、高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究开题报告二、高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究中期报告三、高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究结题报告四、高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究论文高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究开题报告一、研究背景与意义

当人工智能的触角延伸至星际探索的疆域，能源管理作为星际飞船生命线的核心环节，正经历着从经验驱动向智能控制的范式革命。AI凭借其强大的数据处理能力、动态优化算法与自主学习特性，能够在复杂宇宙环境中实现能源分配的实时调控、故障预警的精准预判与系统效能的最大化输出，为人类深空探测任务提供前所未有的技术支撑。这一变革不仅重塑了航天能源管理的底层逻辑，更悄然渗透至教育领域，成为科技素养培养的重要载体。高中生作为未来科技探索与创新的生力军，其对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知深度，直接影响着他们参与未来航天科技实践的意愿与能力。当前，我国基础教育正积极推进STEM教育与科技启蒙，但针对前沿科技领域的高中生认知研究仍显不足，尤其在AI与航天交叉融合这一新兴领域，尚缺乏系统的认知分析框架与实证数据支持。在此背景下，探究高中生对AI星际能源管理智能控制的认知特点、影响因素及发展规律，不仅能够填补科技教育研究的空白，更能为高中阶段科技课程设计、教学策略优化提供理论依据，助力培养兼具科技视野与创新思维的未来航天人才。从更宏观的视角看，这一研究承载着激发青少年科学热情、夯实国家航天人才储备的战略意义，当高中生们将课本中的“星际航行”与AI技术具象化为可感知的认知图景时，他们对宇宙探索的向往便有了坚实的科技根基，这种认知觉醒正是推动航天事业薪火相传的精神动力。

二、研究目标与内容

本研究旨在深入剖析高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知结构与认知过程，揭示其认知发展规律，并在此基础上构建针对性的教学干预路径。具体而言，研究目标包括：其一，系统调查高中生对AI星际能源管理核心概念（如智能算法、能源分配矩阵、故障诊断模型等）的理解程度，识别其认知体系中存在的优势领域与薄弱环节；其二，探究影响高中生认知形成的关键因素，包括个体认知特征（如逻辑推理能力、空间想象能力）、教学环境因素（如课程设置、教师引导）与社会文化因素（如科技新闻、影视作品）的交互作用；其三，基于认知分析结果，提出优化高中生AI认知的教学策略与课程设计建议，为科技教育实践提供可操作的参考方案。为实现上述目标，研究内容将围绕三个维度展开：一是认知现状调查，通过标准化测试与开放式问题，全面评估高中生对AI能源管理知识点的掌握情况，包括对AI技术原理的理解、对能源管理流程的认知以及对AI应用场景的想象；二是认知过程分析，运用思维实验与案例分析等方法，观察高中生在面对模拟的星际能源管理情境时，信息加工、问题解决与决策制定的过程，揭示其认知发展的内在逻辑；三是教学策略构建，结合认知心理学理论与科技教育实践经验，设计融入AI元素的星际能源管理教学模块，通过项目式学习、虚拟仿真等教学方式，提升学生对AI技术的认知深度与应用能力。研究将重点关注高中生认知中的“具身化”特征——即如何通过抽象概念与具象情境的结合，促进其对AI智能控制的理解，以及“认知冲突”现象——即当既有认知与AI技术逻辑产生碰撞时的调适过程，这些探索将为科技教育领域的认知研究提供新的理论视角。

三、研究方法与技术路线

本研究采用质性研究与量化研究相结合的混合方法，通过多维度数据收集与交叉分析，确保研究结果的科学性与可靠性。在文献研究阶段，系统梳理认知心理学、科技教育、航天能源管理等领域的研究成果，重点构建“AI技术认知—能源管理理解—星际探索情境”三维分析框架，为实证研究奠定理论基础。量化研究采用问卷调查法，编制《高中生AI星际能源管理认知量表》，包含知识掌握、态度倾向、应用能力三个分量表，通过分层抽样在全国范围内选取5所不同类型高中的1200名学生进行调查，运用SPSS26.0进行描述性统计、差异性分析与相关性分析，揭示高中生认知的总体特征与群体差异。质性研究则聚焦认知过程的深层挖掘，采用半结构化访谈法，从调查对象中选取60名学生进行一对一访谈，结合星际能源管理案例情境，探讨其对AI技术逻辑的理解难点、认知偏差及情感体验；同时开展课堂观察，记录学生在项目式学习中的互动行为与思维表现，通过录像编码与主题分析，提炼认知发展的关键节点。技术路线遵循“理论建构—实证调查—数据分析—模型构建—实践验证”的逻辑闭环：首先完成文献综述与理论框架搭建，设计调查工具并开展预测试；随后在全国范围内实施大规模问卷调查与深度访谈，收集量化与质性数据；运用SPSS对量化数据进行统计分析，通过Nvivo对访谈文本进行编码与主题提炼，整合两类数据结果，构建高中生AI认知的影响机制模型；基于模型提出教学策略建议，并在两所高中开展为期一学期的教学实验，通过前后测对比验证策略的有效性；最终形成研究报告与教学实践指南，为科技教育领域提供兼具理论价值与实践意义的研究成果。整个研究过程将严格遵循伦理规范，保护被试隐私，确保数据的真实性与研究的客观性。

四、预期成果与创新点

本研究将形成一套系统性的认知分析成果，为科技教育领域注入新的理论活力与实践动能。预期产出包括：理论层面，构建“高中生AI星际能源管理认知模型”，揭示从技术原理理解到应用场景想象的认知跃迁路径，填补航天科技与人工智能交叉领域青少年认知研究的空白；实践层面，开发《AI星际能源管理认知提升教学指南》及配套虚拟仿真资源包，包含案例库、问题情境库与评估工具，为高中科技课程提供可直接落地的教学范式；政策层面，形成《高中生前沿科技认知现状与教育建议报告》，为STEM课程改革与科技素养评价体系优化提供实证依据。创新点在于突破传统科技教育研究的局限，首次将具身认知理论与星际探索情境深度融合，提出“认知具身化”教学策略，通过抽象概念与具象情境的耦合设计，破解高中生对AI技术“高认知门槛”的理解困境；同时创新性地引入“认知冲突—调适”干预模型，在模拟星际能源管理危机情境中激发学生的认知重构能力，使抽象的AI控制逻辑转化为可操作的思维实践。研究成果将重塑科技教育的认知图景，让高中生在星际能源管理的具身化体验中，真正理解AI作为“智能伙伴”而非冰冷工具的本质，点燃其对深空探索的认知星火，为航天科技人才培养铺设从认知觉醒到行动转化的桥梁。

五、研究进度安排

研究周期为24个月，深耕于认知探索与实践验证的动态交织中。初春至盛夏（第1-6个月），聚焦理论奠基与工具开发，系统梳理认知心理学与航天能源管理文献，构建三维分析框架，完成《高中生AI星际能源管理认知量表》编制与预测试，同步启动虚拟仿真资源库的初步设计。盛夏至深秋（第7-12个月），进入实证调研阶段，在全国5所高中分层实施问卷调查，覆盖1200名学生样本，同步开展60人次深度访谈与课堂观察，采集认知过程的一手数据，运用SPSS与Nvivo进行量化统计与质性编码，初步提炼认知特征与影响因素。深秋至隆冬（第13-18个月），聚焦数据整合与策略构建，整合量化与质性分析结果，构建认知影响机制模型，基于模型设计教学干预方案，开发项目式学习模块与虚拟仿真实验，在两所高中开展为期一学期的教学实验，通过前后测对比验证策略有效性。隆冬至次年春（第19-24个月），完成成果凝练与推广，撰写研究报告与教学实践指南，提炼“认知具身化”教学范式，形成政策建议报告，并通过学术会议、教师培训等渠道推广研究成果，实现理论价值向教育实践的转化。

六、经费预算与来源

研究经费总额15万元，具体分配如下：设备购置费4万元，用于高性能计算机、虚拟仿真开发平台及数据分析软件的采购；材料印刷与开发费3万元，涵盖问卷印制、访谈提纲设计、教学资源包制作与版权获取；差旅费2万元，支持跨省市调研、实验学校走访及学术交流；劳务费3万元，用于访谈员培训、数据录入与统计分析人员补贴；专家咨询费3万元，邀请航天工程专家与认知心理学学者进行方案论证与成果评审。经费来源主要为学校科研专项拨款（10万元）及省级教育科学规划课题配套经费（5万元），严格按照财务制度执行，确保专款专用，重点保障实证调研与教学实验环节的高质量实施，为研究成果的严谨性与创新性提供物质支撑。

高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究中期报告一：研究目标

本研究以高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知为切入点，旨在构建兼具理论深度与实践价值的教育认知模型。核心目标在于揭示高中生对前沿科技交叉领域认知的内在规律，通过实证调查与教学实验，探索科技素养培育的有效路径。具体而言，研究致力于厘清高中生对AI能源管理技术原理、应用场景及伦理挑战的理解层次，识别认知发展中的关键障碍与突破点；同时挖掘个体特质、教学环境与社会文化因素对认知形成的交互影响机制；最终基于认知科学理论，设计并验证能够激发深度思考与具身体验的教学策略，为科技教育创新提供可复制的范式。研究期望在认知理论层面填补航天科技与人工智能交叉领域青少年研究的空白，在实践层面推动科技课程从知识传授向认知建构的转型，让高中生在星际探索的宏大叙事中，真正理解AI作为人类智慧延伸的深层价值。

二：研究内容

研究内容围绕认知现状、认知过程与认知干预三大维度展开，形成系统化的研究脉络。在认知现状层面，通过标准化测评与开放式访谈，全面扫描高中生对AI能源管理核心概念（如智能算法、能源分配矩阵、故障诊断模型）的掌握程度，绘制其认知优势区与薄弱点的分布图谱，特别关注抽象技术原理与具象应用场景之间的认知落差。在认知过程层面，采用情境化实验与思维分析技术，追踪高中生在模拟星际能源危机情境中的信息加工路径、决策逻辑与情感反应，揭示其认知冲突的产生机制与调适规律，重点探究“具身认知”理论在科技教育中的适用性，即如何通过虚拟仿真与情境嵌入，促进抽象概念的具象化理解。在认知干预层面，基于前期分析结果，开发融合项目式学习与虚拟仿真的教学模块，设计“认知冲突—调适”干预模型，在实验班级开展为期一学期的教学实验，通过前后测对比、课堂观察与深度访谈，评估教学策略对认知深度、应用能力及情感态度的促进作用，最终提炼出可推广的科技教育实践范式。

三：实施情况

研究自启动以来已进入实证调研与实验验证的关键阶段，各项任务按计划稳步推进。在理论构建阶段，系统整合认知心理学、航天能源管理及科技教育理论，完成“技术原理—应用场景—伦理思考”三维分析框架搭建，并编制《高中生AI星际能源管理认知量表》，经预测试优化后形成正式版本。在数据采集阶段，通过分层抽样在全国5所不同类型高中实施问卷调查，累计回收有效问卷1187份，覆盖高一至高三学生；同步开展60人次半结构化深度访谈与32课时课堂观察，采集认知过程的一手资料，运用Nvivo软件对访谈文本进行编码分析，初步提炼出“技术原理理解瓶颈”“场景想象依赖具象提示”“伦理认知模糊”等核心特征。在教学实验阶段，选取两所高中作为试点，开发包含“虚拟星舰能源控制台”仿真实验、“AI决策树构建”项目任务及“星际能源危机模拟”情境讨论的教学模块，在实验班级开展为期16周的教学干预，通过课堂录像、学生作品分析及教师反馈记录，捕捉认知转变的关键节点。目前数据整合与模型构建工作已启动，量化分析显示学生对AI能源管理技术的理解深度与空间想象能力呈显著正相关，而教学实验初步验证了具身化情境对认知跃迁的积极影响，为后续成果凝练奠定了坚实基础。

四：拟开展的工作

随着前期实证数据的积累与教学实验的初步验证，研究将进入深度挖掘与成果转化的关键阶段。拟开展的工作聚焦于数据整合的精细化、理论模型的完善化及教学策略的普适化拓展。在数据分析层面，将运用结构方程模型进一步量化个体认知特征、教学干预与学习效果间的路径关系，揭示“空间想象能力—技术原理理解—应用场景迁移”的认知传导链条，同时结合眼动追踪技术，采集学生在虚拟星舰能源控制台操作中的视觉注意力数据，解析其信息加工的认知负荷与决策偏好。在教学策略优化层面，基于前期实验中发现的“伦理认知模糊”问题，将增设“AI能源决策的伦理困境”模块，通过角色扮演与辩论式教学，引导学生探讨效率与公平、自主控制与人工监督等核心议题，深化其对科技伦理的认知维度。在理论深化层面，将引入“认知学徒制”理论，重构“认知冲突—调适—内化”的教学模型，设计阶梯式任务链，从简单能源分配到复杂系统故障诊断，逐步提升学生的AI逻辑思维与系统思考能力。此外，将启动跨区域对比研究，选取航天特色高中与普通高中各2所，检验教学模型在不同教育生态中的适用性，为成果推广奠定实践基础。

五：存在的问题

研究推进过程中，仍面临若干亟待突破的难点。其一，样本代表性的局限。当前调研对象主要集中在东部发达地区高中，城乡差异、区域教育资源不均衡等因素可能影响结论的普适性，中西部及偏远地区高中的认知特征尚未充分纳入分析框架。其二，教学实验中的变量控制挑战。虚拟仿真环境的技术稳定性、教师引导风格的差异以及学生个体认知基础的不同，可能对干预效果产生混杂影响，难以完全剥离单一变量的作用机制。其三，理论模型的本土化适配问题。现有模型构建主要借鉴西方认知心理学理论，与我国高中生的认知发展特点、科技教育课程体系的契合度有待进一步验证，尤其在“星际探索”这一具文化特殊性的情境中，如何平衡科技普适性与文化独特性，仍需深入探索。其四，成果转化的实践壁垒。开发的教学资源包对硬件设备与教师信息化素养要求较高，在资源匮乏地区的推广可行性面临现实制约，需探索低成本、轻量化的替代方案。

六：下一步工作安排

针对上述问题，下一步工作将采取“精准拓展—深度验证—适配优化—分层推广”的推进策略。短期内（1-2个月），完成中西部2所高中的补充调研，重点收集欠发达地区学生的认知数据，运用多层线性模型分析区域差异的影响因素，优化样本结构。中期（3-4个月），开展第二轮教学实验，通过随机分组设计控制变量，引入教师培训标准化流程，确保干预实施的统一性；同时启动理论模型的本土化修正，邀请航天科技教育专家与一线教师参与模型论证，增强其适切性。长期（5-6个月），开发“轻量化教学工具包”，包含离线版虚拟仿真软件、纸质情境卡与微课视频，降低硬件依赖；在实验校基础上新增3所不同类型高中，开展为期一学期的跟踪验证，检验模型稳定性与工具包的普适性。同步启动成果转化工作，与省级教育部门合作，将研究成果纳入科技教师培训课程体系，并通过教育类期刊、学术会议等渠道推广，实现从理论到实践的闭环。

七：代表性成果

研究阶段性成果已初步显现理论价值与实践意义。在理论层面，已构建“高中生AI星际能源管理认知三维模型”，包含“技术理解层—场景应用层—伦理反思层”，该模型揭示了认知发展的非线性特征，相关核心发现发表于《教育科学研究》期刊，并被纳入《中国STEM教育白皮书》案例库。在实践层面，开发的《虚拟星舰能源管理教学资源包》包含6个仿真实验模块、12个情境任务案例及配套评估工具，已在3所实验校应用，学生认知测评数据显示，实验组在“AI逻辑推理”与“系统问题解决”维度较对照组提升23%，教学案例获全国科技教育创新大赛一等奖。此外，形成的《高中生AI科技伦理认知现状调研报告》为课程思政建设提供了实证依据，被多地教育行政部门采纳为科技课程设计参考。这些成果不仅验证了研究的科学性，更彰显了其在推动科技教育创新中的实践价值。

高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究结题报告一、概述

本研究聚焦高中生对人工智能在星际飞船能源管理中智能控制的认知特征与教育转化路径，历时两年完成从理论建构到实证验证的全周期探索。研究以航天科技与人工智能交叉领域为情境载体，突破传统科技教育研究边界，通过混合研究方法系统剖析高中生对AI能源管理技术的认知结构、发展规律及教学干预效果。最终构建了“技术理解—场景应用—伦理反思”三维认知模型，开发出具身化教学资源包，形成可推广的科技教育范式，为培养面向深空探索的创新人才提供理论支撑与实践方案。研究过程严格遵循科学规范，覆盖全国8省12所高中，累计收集有效问卷2857份，开展深度访谈180人次，教学实验覆盖实验班级32个，数据采集与分析过程具备高度信效度。成果不仅验证了认知具身化理论在科技教育中的适用性，更揭示了星际探索情境对激发青少年科技认知的独特价值，为STEM教育创新提供了新视角。

二、研究目的与意义

研究目的在于破解高中生对前沿科技交叉领域认知的深层困境，构建兼具理论深度与实践价值的教育转化路径。具体而言，旨在揭示高中生对AI能源管理智能控制技术的认知发展规律，识别影响认知形成的关键因素，开发能够促进深度认知的教学策略，最终形成可推广的科技教育范式。研究承载着双重意义：在理论层面，填补航天科技与人工智能交叉领域青少年认知研究的空白，拓展认知心理学与科技教育理论的边界；在实践层面，为高中科技课程改革提供实证依据，推动科技教育从知识传授向认知建构转型，让抽象的AI技术原理转化为学生可感知、可操作、可迁移的思维工具。当高中生通过虚拟星舰能源管理系统的具身化体验，理解AI如何通过动态算法平衡能源分配、预判系统故障时，他们对科技的认知便超越了课本符号，升华为参与未来航天实践的内在动力，这种认知觉醒正是国家航天人才培养战略的根基所在。

三、研究方法

研究采用多方法融合的设计，通过量化与质性数据的三角互证确保研究严谨性。量化层面，编制《高中生AI星际能源管理认知量表》，包含知识掌握、态度倾向、应用能力三个维度，采用分层抽样在全国范围内开展大规模问卷调查，运用SPSS26.0进行差异性分析、相关分析与结构方程建模，揭示认知特征与影响因素的量化关系。质性层面，采用半结构化访谈法，结合星际能源管理案例情境，深入探究学生的认知过程与情感体验；通过课堂观察记录学生在项目式学习中的互动行为与思维表现；创新性引入眼动追踪技术，采集学生在虚拟仿真操作中的视觉注意力数据，解析其信息加工的认知负荷与决策偏好。在教学实验环节，采用准实验设计，设置实验组与对照组，通过前后测对比、课堂录像分析、学生作品评估等方法，验证具身化教学策略的有效性。整个研究过程严格遵循伦理规范，数据采集与分析流程透明可追溯，确保研究结论的科学性与可靠性。

四、研究结果与分析

研究通过多维数据采集与深度分析，系统揭示了高中生对AI星际能源管理智能控制的认知发展规律与教学干预效果。量化分析表明，高中生认知呈现明显的“三维梯度”特征：技术理解层得分均值仅为3.2（满分5分），显著低于场景应用层（4.1）与伦理反思层（3.8），反映出抽象技术原理成为认知瓶颈。结构方程模型验证了“空间想象能力→技术原理理解→应用场景迁移”的显著路径（β=0.67,p<0.01），证实具象化情境对认知跃迁的关键作用。教学实验数据显示，采用虚拟仿真与项目式学习的实验组，在“AI逻辑推理”与“系统问题解决”维度较对照组提升23%，其中“故障诊断任务”完成正确率提高31%，具身化干预效果显著。质性分析进一步发现，认知冲突是深度学习的催化剂——当学生面对“AI能源分配效率与公平性”的伦理困境时，其认知重构强度提升2.4倍。眼动追踪揭示，学生在虚拟星舰控制台操作中，对能源分配矩阵的注视时长与决策准确性呈正相关（r=0.58），证实视觉信息加工对认知理解的核心价值。区域对比数据显示，东部地区学生在“技术原理理解”维度得分高于中西部0.8分，但“伦理反思”维度差异不显著（p>0.05），反映科技教育发展的结构性失衡。综合表明，具身化教学能有效弥合抽象技术与具象认知的鸿沟，而伦理教育成为认知深化的关键突破口。

五、结论与建议

研究证实高中生对AI星际能源管理的认知发展遵循“技术理解→场景应用→伦理反思”的非线性路径，具身化教学策略能显著提升认知深度与实践能力。核心结论在于：星际探索情境通过激活学生的空间想象与系统思维，使抽象的AI控制逻辑转化为可操作的认知工具；认知冲突设计是突破技术理解瓶颈的有效机制，伦理维度介入能促进认知从工具性理解向价值性思考升华。基于此提出三项建议：其一，将“虚拟星舰能源管理”系统纳入高中科技课程核心模块，开发阶梯式任务链，从基础能源分配到复杂系统协同，逐步构建认知脚手架；其二，建立“技术-伦理”双轨教学模式，在AI决策教学中嵌入效率与公平、自主与监督等议题辩论，培育科技伦理素养；其三，构建区域科技教育联盟，通过“线上虚拟仿真+线下教师工作坊”模式，缩小城乡教育资源差距。当高中生在虚拟星舰的能源调度中，亲手将AI算法转化为平衡系统运行的决策时，他们对科技的认知便超越了知识符号，升华为参与未来航天创新的内生动力，这种认知觉醒正是培养航天科技人才的根基所在。

六、研究局限与展望

研究虽取得阶段性成果，但仍存在三方面局限：其一，样本代表性不足，调研集中于东部发达地区，中西部及农村高中的认知特征未充分纳入，结论普适性受限；其二，教学实验周期较短（16周），长期认知发展轨迹与迁移效果有待追踪；其三，技术依赖性较强，虚拟仿真环境对硬件设施要求较高，制约成果推广范围。展望未来研究，建议从三方面深化：一是拓展跨区域对比研究，纳入不同经济发展水平、文化背景的样本，构建更具包容性的认知模型；二是开展纵向追踪实验，通过3-5年周期观察学生认知发展轨迹，验证教学策略的长期有效性；三是探索轻量化技术路径，开发基于移动端的AR仿真系统，降低硬件门槛，实现资源普惠。当教育资源的鸿沟被技术之桥跨越，当星际能源管理的认知星火在更多少年心中点燃，人类深空探索的梦想便有了更坚实的教育根基，这正是本研究追求的终极价值。

高中生对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知分析课题报告教学研究论文一、摘要

本研究聚焦高中生对人工智能在星际飞船能源管理中智能控制的认知特征与教育转化路径，通过混合研究方法揭示其认知发展规律与教学干预效果。研究以航天科技与人工智能交叉领域为情境载体，构建“技术理解—场景应用—伦理反思”三维认知模型，开发具身化教学资源包，验证虚拟仿真与项目式学习对认知深度的促进作用。实证研究表明，高中生认知呈现明显的梯度差异，技术原理理解成为主要瓶颈，而具身化情境能有效弥合抽象认知与现实应用的鸿沟。教学实验显示，实验组在AI逻辑推理与系统问题解决维度较对照组提升23%，证实星际探索情境对激发科技认知的独特价值。研究成果不仅填补了航天科技与人工智能交叉领域青少年认知研究的空白，更为高中科技课程改革提供了实证依据，推动科技教育从知识传授向认知建构转型，为培养面向深空探索的创新人才奠定理论与实践基础。

二、引言

当人工智能的触角延伸至星际探索的疆域，能源管理作为星际飞船生命线的核心环节，正经历着从经验驱动向智能控制的范式革命。AI凭借其强大的数据处理能力、动态优化算法与自主学习特性，能够在复杂宇宙环境中实现能源分配的实时调控、故障预警的精准预判与系统效能的最大化输出，为人类深空探测任务提供前所未有的技术支撑。这一变革不仅重塑了航天能源管理的底层逻辑，更悄然渗透至教育领域，成为科技素养培养的重要载体。高中生作为未来科技探索与创新的生力军，其对AI在星际飞船能源管理中智能控制的认知深度，直接影响着他们参与未来航天科技实践的意愿与能力。当前，我国基础教育正积极推进STEM教育与科技启蒙，但针对前沿科技领域的高中生认知研究仍显不足，尤其在AI与航天交叉融合这一新兴领域，尚缺乏系统的认知分析框架与实证数据支持。在此背景下，探究高中生对AI星际能源管理智能控制的认知特点、影响因素及发展规律，不仅能够填补科技教育研究的空白，更能为高中阶段科技课程设计、教学策略优化提供理论依据，助力培养兼具科技视野与创新思维的未来航天人才。

三、理论基础

本研究以具身认知理论为核心框架，结合科技教育中的情境学习理论，构建高中生认知分析的理论基础。具身认知理论强调认知并非脱离身体的抽象过程，而是通过身体与环境的互动形成，这一观点为理解学生在虚拟星际能源管理情境中的认知体验提供了重要视角。当学生通过虚拟仿真操作星舰能源控制系统，亲身感受AI算法如何动态调整能源分配时，抽象的技术原理便转化为具象的认知经验，这种具身化体验能有效降低认知负荷，促进深度理解。情境学习理论则指出，知识的建构离不开具体情境的支持，星际探索情境以其宏大叙事与科技属性，天然具备激发学生