中小學(xué)教師AI教學(xué)能力發(fā)展的路徑探索

隨著生成式人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的不斷發(fā)展，將人工智能（Artificial Intelligence，AI）引入教育、提高師生的數(shù)字素養(yǎng)與技能成為基礎(chǔ)教育發(fā)展的重要趨勢之一。新一代人工智能本身是STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）教育的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力大有裨益。同時，人工智能的引入可以提供和增強個性化學(xué)習(xí)體驗、提供更加公平的學(xué)習(xí)機會，幫助教師自動化并優(yōu)化教學(xué)任務(wù)、提高教學(xué)效率，更好地適應(yīng)未來教育的需求。因此，中小學(xué)開始在學(xué)校數(shù)字化建設(shè)和人工智能應(yīng)用方面進行投入，在新的形勢下，對教師數(shù)字素養(yǎng)尤其是AI教學(xué)能力發(fā)展必然會有更高要求。

中小學(xué)教師AI教學(xué)能力發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀

在國際上，許多發(fā)達國家采取政策激勵措施和提供財政援助，鼓勵教師提升人工智能素養(yǎng)。例如，法國、斯洛文尼亞、意大利、愛爾蘭和盧森堡聯(lián)合實施教師人工智能項目（Artificial Intelligence for and by teachers，AI4T），旨在通過慕課、教科書和混合培訓(xùn)課程等多種方式為教師量身定制培訓(xùn)課程，幫助教師掌握人工智能在教育中應(yīng)用的方法。[1] 美國一些州通過立法，要求學(xué)校為教師提供人工智能相關(guān)的專業(yè)發(fā)展培訓(xùn)。歐盟也發(fā)布了“人工智能教育戰(zhàn)略”，[2] 旨在提高教師在人工智能領(lǐng)域的教學(xué)能力。

我國中小學(xué)在人工智能教育方面發(fā)展勢頭迅猛。一些學(xué)校已經(jīng)開始探索人工智能教育模式，通過校企合作、課程改革等方式，為教師提供人工智能教學(xué)的實踐平臺。[3][4][5] 同時，國家中小學(xué)智慧教育平臺等在線平臺也提供了豐富的人工智能教學(xué)資源和培訓(xùn)課程，幫助教師提升AI教學(xué)能力。

同時，很多中小學(xué)在推進教師AI教學(xué)能力發(fā)展方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如政策支持和資金投入不足，使得一些地區(qū)和學(xué)校的教師難以獲得高質(zhì)量的人工智能教學(xué)相關(guān)培訓(xùn)和提升；教師自身對人工智能技術(shù)的理解和應(yīng)用能力參差不齊；人工智能教育的評估體系仍然處于構(gòu)建和完善之中；等等。

標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)下的教師AI教學(xué)能力發(fā)展框架

中小學(xué)教師推進AI教學(xué)能力發(fā)展的實踐路徑是一個復(fù)雜而多維的課題。作為教師教學(xué)能力在人工智能領(lǐng)域的知識、技能和態(tài)度的綜合體現(xiàn)，教師AI教學(xué)能力是對原有教師信息素養(yǎng)的轉(zhuǎn)型升級。[6]

在國際上，歐盟2017年提出《歐盟教育工作者數(shù)字勝任力框架》（European Framework for the Digital Competence of Educators），[7] 開發(fā)相應(yīng)的教師數(shù)字素養(yǎng)培訓(xùn)課程及在線自評工具，建立集標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、過程培養(yǎng)、能力測評于一體的教師數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)機制。聯(lián)合國教科文組織2024年發(fā)布《教師人工智能能力框架》（AI Competency Framework for Teachers），[8] 從“以人為本的思維方式”“人工智能的倫理”“人工智能基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技能”“人工智能與教學(xué)法”“用于專業(yè)學(xué)習(xí)的人工智能”五個維度和“獲得”“深化”“創(chuàng)造”三個發(fā)展等級，詳細闡述了15項教師人工智能能力要求。

2022年底，我國教育部發(fā)布《教師數(shù)字素養(yǎng)》的教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從數(shù)字化意識、數(shù)字技術(shù)知識與技能、數(shù)字化應(yīng)用、數(shù)字社會責(zé)任和專業(yè)發(fā)展五個維度構(gòu)建教師數(shù)字素養(yǎng)框架。2023年11月，國家標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)  學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)  中小學(xué)教師信息素養(yǎng)評價指南》發(fā)布，[9] 同樣是從信息意識、信息知識、信息應(yīng)用、信息倫理和安全以及專業(yè)發(fā)展五個維度對中小學(xué)教師信息素養(yǎng)開展評價，這也為中小學(xué)教師開展AI教學(xué)能力相關(guān)培訓(xùn)、考核提供了重要依據(jù)。

近年來，許多中小學(xué)主動順應(yīng)國家及地方政策導(dǎo)向，將人工智能教育納入學(xué)校發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃中，逐漸探索出以能力標(biāo)準(zhǔn)為引領(lǐng)、以自我學(xué)習(xí)和校本教研共同體為支點、以學(xué)校文化和制度為保障、以區(qū)域或?qū)W校技術(shù)與資源為支撐的教師AI教學(xué)能力發(fā)展路徑（見圖1）。

中小學(xué)教師AI教學(xué)能力發(fā)展實踐探索

學(xué)校應(yīng)該遵循《教師數(shù)字素養(yǎng)》和《信息技術(shù)  學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)  中小學(xué)教師信息素養(yǎng)評價指南》等標(biāo)準(zhǔn)的邏輯框架，借鑒聯(lián)合國教科文組織的《教師人工智能能力框架》以及《歐盟教育工作者數(shù)字勝任力框架》等，從教師人工智能教學(xué)的理念與意識、知識、教學(xué)應(yīng)用、倫理、安全和專業(yè)發(fā)展等方面，引導(dǎo)從新手到專家不同發(fā)展階段的教師掌握和應(yīng)用人工智能，并在教學(xué)實踐中反思提高。

一是人工智能教學(xué)理念與意識的培養(yǎng)。教師人工智能教學(xué)理念與意識是指客觀存在的人工智能技術(shù)及其教育活動在教師大腦中的能動反映，表現(xiàn)為教師對人工智能技術(shù)應(yīng)用的敏感性和時效性、能否理性看待人工智能在教育教學(xué)各方面作用的利與弊、對教學(xué)應(yīng)用的接受度、克服人工智能教學(xué)中面臨的困難與挑戰(zhàn)的意志力等方面。

學(xué)校需要在人工智能賦能構(gòu)建智慧教育的過程中，幫助教師完成觀念改變和重塑。比如，學(xué)校可以安排全體教師深入學(xué)習(xí)和研討人工智能理論和政策，請專職的信息科技教師牽頭，以新課標(biāo)教研、培訓(xùn)為契機學(xué)習(xí)最新的人工智能教育理念和教學(xué)方法，理解人工智能對教師角色的影響—要由傳統(tǒng)教學(xué)的主導(dǎo)者到成為教學(xué)的指導(dǎo)者和合作者。同時，要讓教師認(rèn)識到，雖然教學(xué)的形式會變，但教育的本質(zhì)不會變。人工智能技術(shù)本身仍在不斷發(fā)展，而且人工智能技術(shù)不是專門為教育設(shè)計的，其在教育中的應(yīng)用還在嘗試探索中，學(xué)校要鼓勵教師在日常教學(xué)中開展創(chuàng)新應(yīng)用。

二是人工智能知識的學(xué)習(xí)。人工智能知識是指教師在應(yīng)用人工智能開展教學(xué)的過程中應(yīng)該了解和掌握的基本知識，包括人工智能的概念、基本原理、技術(shù)基礎(chǔ)及其在教育領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀、常用的工具等。

當(dāng)教師拿起粉筆寫字的時候，很少考慮如何使用粉筆。但是云計算、核心算法、大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)、ChatGPT等人工智能技術(shù)背后龐大復(fù)雜的知識，則會使教師有些“凌亂”和畏懼。學(xué)校可以通過組織建構(gòu)校本教研共同體，廣邀業(yè)界專家、學(xué)者通過線上線下交流等幫助教師了解人工智能基礎(chǔ)知識，不斷鼓勵教師通過自學(xué)和交流等方式，學(xué)習(xí)如何有效使用人工智能工具開展教學(xué)，并且與學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法實現(xiàn)深度融合。

三是人工智能教學(xué)應(yīng)用。人工智能教學(xué)應(yīng)用能力是教師應(yīng)用人工智能技術(shù)與資源進行教育教學(xué)活動的能力，包括分析學(xué)習(xí)情況、設(shè)計教學(xué)活動和創(chuàng)新教學(xué)模式；支持教學(xué)活動的組織與管理、優(yōu)化教學(xué)流程、開展個別化指導(dǎo)；進行學(xué)生學(xué)業(yè)評價、數(shù)據(jù)分析以及培養(yǎng)學(xué)生人工智能能力、促進家校協(xié)同共育等。

在這方面，我國一些學(xué)校已經(jīng)先行先試，積累了許多經(jīng)驗。首先，要根據(jù)學(xué)情組織完成人工智能教育課程體系設(shè)計，遵循“感知—應(yīng)用—創(chuàng)造”等學(xué)生發(fā)展特點和路徑。其次，要構(gòu)建以人工智能為輔助手段的教學(xué)模式。比如某學(xué)校通過人工智能賦能PBL教學(xué)模式（見圖2），利用人工智能工具進行實時反饋、課后提供個性化學(xué)習(xí)建議等，找尋教學(xué)創(chuàng)新路徑，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力和創(chuàng)新精神，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。又如，某學(xué)校探究虛擬+真實實驗的教學(xué)模式（見圖3）。在理科實驗探究課中，教師在開始實驗操作前，根據(jù)課標(biāo)要求在虛擬實驗情境中與學(xué)生一起討論實驗的可行性和需要的實驗參數(shù)，并通過對虛擬實驗所得數(shù)據(jù)進行分析獲得結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生分組進行真實實驗。最后，要建立學(xué)生人工智能能力測評體系。以計算思維為例，計算思維能力是人工智能學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，[10] 有學(xué)校從問題拆分、問題評估、模型提煉、邏輯推理、總結(jié)歸納5個維度評估學(xué)生的計算思維，不僅關(guān)注學(xué)生對人工智能基本概念與原理的熟悉程度，還重視其在實際問題解決中展現(xiàn)出的邏輯思維、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力，以此更加有效地評估課程實施的效果。通過定期測評和反饋機制，學(xué)校能夠及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為個性化教學(xué)提供有力支持。

四是人工智能倫理、安全。倫理和安全是指與人工智能教育教學(xué)活動相關(guān)的倫理道德規(guī)范，以及應(yīng)用人工智能技術(shù)過程中的信息安全，具體表現(xiàn)為教師在使用人工智能技術(shù)進行教育教學(xué)的過程中具備保護個人信息和隱私、保障工作數(shù)據(jù)安全、注重網(wǎng)絡(luò)安全等能力。

教師在人工智能教學(xué)應(yīng)用中必須將倫理和安全問題放在首位，以確保技術(shù)的使用能夠增強教育體驗，而不是帶來新的風(fēng)險和挑戰(zhàn)。教師要確保學(xué)生數(shù)據(jù)的收集、存儲和處理符合隱私相關(guān)法律法規(guī)；避免使用可能加劇教育不平等的人工智能系統(tǒng)，識別和減少人工智能算法中的偏見，以確保所有學(xué)生都能公平受益。教師還要保護學(xué)生免受人工智能可能帶來的負(fù)面影響，如過度監(jiān)控等，以確保人工智能的使用能夠促進學(xué)生的全面發(fā)展。即使在使用人工智能輔助教學(xué)時，教師也要保持專業(yè)判斷和決策力，有能力對人工智能技術(shù)提供的建議進行評估和調(diào)整。

五是人工智能支持專業(yè)發(fā)展。專業(yè)發(fā)展指教師能夠利用人工智能技術(shù)與資源實現(xiàn)自身及其所在共同體的專業(yè)發(fā)展，包括通過持續(xù)學(xué)習(xí)、反思改進開展創(chuàng)新性教學(xué)研究等。當(dāng)學(xué)校和教師攜手共建專業(yè)發(fā)展共同體時，可以跨學(xué)段、跨學(xué)科的方式進行，開展人工智能賦能的虛擬實驗教學(xué)、作文、作業(yè)、課堂評價等場景應(yīng)用，營造良好的人工智能教育學(xué)習(xí)和互幫互助氛圍。

人工智能技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和能力為教師提供個性化教學(xué)資源和建議，更有效地滿足每個學(xué)生的需求；識別學(xué)生的學(xué)習(xí)難點和優(yōu)勢，從而幫助教師調(diào)整教學(xué)策略；分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，幫助教師提高教學(xué)效果。教師還可以利用人工智能建立不同社群，促進與其他教師的交流和合作，分享最佳實踐和創(chuàng)新教學(xué)方法；借助人工智能技術(shù)的自我反思工具和終身學(xué)習(xí)平臺，通過教學(xué)行為分析報告進行自我反思和持續(xù)改進，以適應(yīng)教育領(lǐng)域的快速變化。

教育領(lǐng)域正在經(jīng)歷數(shù)字化轉(zhuǎn)型，這已成為基礎(chǔ)教育發(fā)展的重要趨勢。面向未來，隨著人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用越來越廣泛，教師專業(yè)發(fā)展將更加重視人工智能相關(guān)技能的培養(yǎng)，包括對人工智能技術(shù)的深入理解和有效應(yīng)用、利用人工智能工具進行學(xué)習(xí)分析和教學(xué)設(shè)計、推動教學(xué)模式的創(chuàng)新、促進不同學(xué)科之間的融合等。隨著人工智能技術(shù)的迭代更新和教育政策的積極推動，中小學(xué)教師的AI教學(xué)能力將面臨新的挑戰(zhàn)和機遇。

本文系2021年度山東省社會科學(xué)規(guī)劃研究項目“山東省民辦中小學(xué)教師發(fā)展研究”（項目編號21CJYJ13）的研究成果

（劉淼 作者系山東省青島市教育科學(xué)研究院副研究員）

《人民教育》2025年第1期

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