人工智能助推教師隊伍建設：新訴求、潛能與應用場域

王運武 李雪婷 王藤藤 姜松雪

（江蘇師范大學 a.智慧教育學院; b.江蘇省教育信息化工程技術研究中心，江蘇 徐州 221116）

2018年，教育部首次啟動人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作，歷經3年試點探索取得了顯著成效。2021年，教育部啟動實施第二批人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作，這將促使人工智能在教育中的應用迎來新的發展浪潮。人工智能在教育領域具有巨大潛能，人工智能變革教育已經成為全球共識[1]。人工智能與教育領域的深度融合將會顯著提升教育生產力[2]，有效提升教育的智慧化水平。隨著人工智能助推教師隊伍建設試點工作的廣泛開展，從根本上解決了教師隊伍建設的難點和痛點，實現教師隊伍建設的新突破，加快培養面向智能時代的未來教師的節奏，人工智能在教師隊伍建設方面的潛能正在日益凸顯。

一、 智能時代教師隊伍建設新面貌與新訴求

（一）教師隊伍建設新面貌

改革開放40多年來，我國教師隊伍建設取得了歷史性成就。國家戰略層面高度重視教師隊伍建設，21世紀以來相繼出臺了一系列推動教師隊伍建設的重要政策文件，政策內容涉及師德師風、教師隊伍建設、教師教育改革、教師教育振興、信息化領導力、信息技術應用能力、人工智能助推教師隊伍建設等。我國高度重視人工智能變革教育的作用，大力推進利用人工智能助推教師隊伍建設，開啟了智能教師隊伍建設的新階段。國家、省市實施了“國培計劃”、卓越教師培養計劃、鄉村教師支持計劃等，提升教師專業素養，推進公費師范生培養，助力鄉村教育振興。此外，教師隊伍建設取得的成就還體現為依托師范院校、高水平大學、教師教育基地等建立了現代教師教育體系；教師教育信息化和現代化水平大幅提升；教師隊伍加快推進規范化和制度化建設；教師國際影響力逐漸增強；教師隊伍結構持續優化，教師學歷層次普遍提升，教師業務水平普遍提高，教師信息化教學能力普遍增強等。

（二）教師隊伍建設現實技術困境

盡管我國教師隊伍建設取得了歷史性成就，但是在系統分析教師隊伍建設情況時我們發現其還存在諸多現實技術困境：一是部分教師不能很好地利用技術變革教育，亟待教師增強教育變革力與創新創造力。二是人工智能、機器人等智能技術具有巨大的潛力，教師隊伍建設過程中尚未充分發揮智能技術潛能。新理論、新媒體、新技術、新方法等對教師隊伍建設產生的影響超越了以往任何時期，教師從事的是面向未來的工作，需要適時做好面向未來的職業準備。

（三）教師隊伍建設的新訴求

近年，人工智能技術的迅速發展將人類社會推向了智能時代，智能時代的教育迎來了新的變革與創新。智能時代的教師隊伍建設面臨著諸多新訴求：（1）智能教育素養是智能時代教師的關鍵素養，教師迫切需要提升智能教育素養[3]。（2）人工智能正在或將取代教師引發了人們的熱議[4]，教師迫切需要適應人工智能融入教育，及時轉換角色并進行身份重構。（3）人機共融是智能時代的主要特征之一，機器人教師正在走進教育領域[5]，教師迫切需要適應教師—機器人教師、教師—AI教師（AI合成教師）雙師教學新模式。（4）人工智能融入教育領域引發的倫理、數據和算法公平等問題不容忽視[6]，教師迫切需要做好教育人工智能倫理的把關人，確保數據和算法使用符合倫理。（5）高度重視人工智能賦能教師隊伍建設的潛能，教師迫切需要做好在人工智能的豐富環境中開展有效教研和教學的準備。人工智能變革教育已成為全球共識，智能時代的教師理應順應時代訴求，成為與時代發展相適應的智慧型教師。

二、 人工智能助推教師隊伍建設潛能

（一）人工智能能否取代教師的追問

近年，弱人工智能加快了向強人工智能和超人工智能的進化。人工智能賦能各行各業，加速推動了各行業的自動化、智能化和智慧化發展。人工智能取代教師、醫生、駕駛員、工人、設計師、筆跡鑒定師等職業引發了全球熱議。機器人教師、機器人醫生、機器人教練、機器人駕駛員、機器人設計師、機器人科學家等正在取代人類的一些工作，開啟了人機共融的智能時代。

人工智能究竟在多大程度上取代人類，這取決于人工智能的功能與價值。人工智能的本質決定其功能與價值。從人類本質看，人類擁有自我意識和對象意識[7]，這也是區分人工智能和自動化的根本依據。從教育本質看，人工智能是人工制造的信息處理系統和預測模型按照事先設置好的形式語言和算法規則加以運算[8]。從工具本質看，人工智能是人類的工具，不能成為“創作”和“發明”主體，科學家對算法和數據庫的選擇是人工智能產物的創造性來源[9]。從技術本質看，人工智能是模仿、延伸和擴展人的智能，也就是讓機器像人一樣擁有意識、思維、能力和態度，其最高境界是擁有人的智慧。人類進化為高級生物，關鍵在于腦的進化，從而使得人類擁有了智慧。人工智能如果完全取代人類，就需要精準模仿，甚至延伸、超越人類的智慧。然而腦科學既是學術研究前沿，又是世界性難題，尚未取得支持人工智能的重大突破。人腦的可塑性超出了人類的想象，在當前技術條件下，人工智能模仿、延伸、超越人類的智慧是世界性難題。

人類在認識世界、征服世界和改造世界的過程中遇到的所有問題，人工智能能夠解決的問題僅占極少部分。人工智能能夠解決的問題可以分為三類：已經解決的問題、正在嘗試解決的問題、未來能夠解決的問題。人工智能不能完全取代人類，只能取代人類的部分工作。人工智能取代人類的四象限，見圖1。重復性、低附加值的體力勞動容易被人工智能取代，腦力勞動和情緒勞動被人工智能取代存在較大難度，創造性、高附加值的創新勞動最難被人工智能取代。越是重復性、低附加值、缺乏創意創新的工作，越容易被人工智能取代。

圖1 人工智能取代人類四象限

教師工作具有復雜性，兼有體力勞動、腦力勞動、情緒勞動和創新勞動特征。教師重復性和可用算法模擬的勞動容易被人工智能取代，例如動作示范、作文批改、成績統計分析、語言訓練等。教師付出腦力和情緒較多的勞動較難被人工智能取代，例如教師授課、教師研訓、師生情感交流等。教師創造性勞動很難被人工智能取代，例如教學改革、科學研究、撰寫著作和論文報告等。人工智能可以更好地釋放教師生產力，讓教師有更多的時間和精力從事創造性工作，處理更加復雜棘手的問題。

（二）人工智能助推教師隊伍建設三大潛能

人工智能在助推教師培養、教師教育改革、教師管理優化、教育教學創新、鄉村教育振興等方面具有巨大的潛力。人工智能有利于破解師資編制不足、城鄉發展不均衡、名師隱性知識推廣難度大等教師隊伍建設的瓶頸問題。在人工智能的賦能下，人機共教、人機共育將會成為未來教育發展的新常態。人工智能與教師隊伍建設創新融合，其潛能主要體現為三個方面：

一是孕育教師隊伍建設的智能文化，為教師培養和職業發展營造智慧教育環境和氛圍，塑造新時代教師隊伍建設的智能文明。人工智能與教育環境融合可以有效提升教育環境的智能化水平，涌現了智慧校園、智慧教室、智慧研修平臺、人工智能實驗室。人工智能加速了教育文化進化，推動教育從信息文化、數字文化邁向智能文化，締造了“人機共融”的智能文明。人工智能與教師隊伍建設的融合，既可以提高教師的智能文化，又可以促進智能文化的傳播，并加速智能文明的延續和傳承。

二是人工智能重新塑造教師角色，機器人教師、AI教師（AI合成教師）拓展教師內涵，新型雙師“教師—機器人教師”重新定義師生關系。由于人工智能的介入，師生二元關系轉變為教師、機器人教師/AI教師、學生之間的三元關系。教師是人類古老的職業之一，自古以來都是人類選擇教師職業，從事傳播知識和傳承文明的社會活動。機器人教師、AI教師作為人工智能教育應用的典型代表，開啟了人機共融的雙師新時代。傳道授業解惑的任務不再僅僅是人類特有的社會活動，人工智能正在模擬智能的社會活動，注入了教師職業新內涵。從人工智能的工具本質看，機器人教師、AI教師的設計者和研發者也扮演著教師的角色，賦予機器人教師和AI教師一定的教師職業能力。

三是人工智能延伸和擴展人類的本質力量，釋放教師的教育生產力，提升教師勞動的智能化和數智化水平。從人工智能與人腦的融合發展來看，人工智能延伸和拓展了人腦的功能。未來隨著腦機接口技術的突破，人腦與外界信息的交換將更加方便快捷，人類對知識和技能的學習或許能夠實現顛覆性變革。未來人工智能與神經修復的融合有望幫助人類恢復觸覺、聽覺、視覺、味覺、嗅覺以及運動能力等。人工智能能夠延續人的生命，隨著人工智能芯片的廣泛應用，未來將會實現實時記錄人體的生命數據，智能感知、識別和管理人體健康狀況。人工智能與感知互聯網、觸覺互聯網、技能互聯網的融合，將延伸人類感知覺和動作技能，實現人機智慧互聯，加快邁向“人機共融”時代[10]。

（三）人工智能助推教師隊伍建設三境界

人工智能釋放教師的教育生產力，主要體現在三重境界（見圖2）：第一，人工智能輔助教師（Artificial Intelligence Assisted Teachers, 簡稱AIAT）。人工智能輔助教師開展教學、測評和管理活動，從一定程度上減輕教師勞動負擔。例如，教學、管理、評測方面應用的各種人工智能助手。第二，人工智能作為教師（Artificial Intelligence as Teachers，簡稱AIaT）。人工智能扮演教師的角色，開展教育教學活動，從一定程度上承擔教師勞動。例如，早教機器人扮演幼師的角色，承擔講故事、語言訓練、舞蹈練習、學習陪伴等教學任務。第三，人工智能作為創新型教師（Artificial Intelligence as Innovative Teachers，簡稱AIaIT）。人工智能扮演創新型教師的角色，具有創新型教師的特質，能夠開展高質量教育教學活動，創造性地生產人類知識。例如，機器人設計師可以扮演創意設計教師的角色，生成平面廣告、創意logo、創意書法等人工智能創作物，激發學習者創意設計的靈感。三重境界都蘊含著人工智能取代教師的內涵，只是取代教師工作的內容和創新程度不同。近年來，機器人教師、AI合成教師、元宇宙數智教師正在逐漸融入教育領域，承擔教師的部分工作。人工智能助推教師隊伍建設是逐步遞進的過程，其一，教師需要掌握學習人工智能知識與技能；其二，教師利用人工智能促進專業發展、開展教育教學活動；其三，教師利用人工智能變革學習方式、教學方式和管理方式，開展創新性教書育人活動。

圖2 人工智能助推教師隊伍建設三境界

人工智能輔助教師屬于弱人工智能，人工智能作為教師屬于強人工智能，人工智能作為創新型教師屬于超人工智能。這三重境界從低到高，實現難度逐級增加，最終達到從“人機共融”智能文明向“人機共創”智慧文明的飛躍。未來，人類進入“人機共創”時代，人工智能創作物將豐富人類創作行為的內涵，開拓人類智力活動成果的新樣態。當前，人工智能產品在教育領域中多數是發揮了人工智能輔助教師的作用，機器人教師扮演人類教師的角色可以在一定程度上取代教師的部分工作。人工智能作為創新型教師具有典型的體力勞動、腦力勞動和情緒勞動特征，在當前人工智能技術條件下實現人工智能作為創新型教師具有極大的難度。隨著智能助手、智能學伴、機器人教師在教育領域中的廣泛應用，人機共教、人機共育將成為未來教育發展的新常態。

（四）人工智能助推教師隊伍建設實踐邏輯

人工智能可以從多維度賦能教師隊伍建設，將會對教師隊伍建設產生深刻影響。人工智能助推教師隊伍建設實踐邏輯，見圖3。教育新基建背景下，人工智能與智慧校園、智能教室、虛擬教研室、智能實驗室和教育元宇宙的深度融合，將會顯著提升學習環境的智慧性，從而形成智慧教育生態環境。人工智能賦能教師隊伍建設遵循三境界原則，人工智能取代教師的難度逐級增加。人工智能賦能教師智能培養與評價，可以實現培養方式、研修方式、評價方式、教學方式和專業發展等多方面的教師教育改革與創新。人工智能賦能教師隊伍建設產生了教師智能助手、創新教師培養、教師智能研修、智能教育素養、智能引領鄉村與薄弱學校教師專業發展、教師大數據建設與應用等新路徑、新模式。人工智能賦能教師隊伍建設的最終目的是建立高素質專業化創新型教師隊伍，支撐實現教育現代化，建成教育強國。

圖3 人工智能助推教師隊伍建設實踐邏輯

三、 人工智能助推教師隊伍建設五大應用場域

隨著人工智能在教育領域中的應用越來越廣泛和深入，人工智能助推教師隊伍建設的場域日益豐富。從人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作，以及國內外人工智能助推教師隊伍建設情況看，主要表現為以下五大應用場域。

（一）智能教育環境建設

開展人工智能教育實踐活動，推動人工智能助推教師隊伍建設的重要前提是搭建智能教育環境。相對于智慧教育環境而言，智能教育環境更強化人工智能技術的廣泛應用。智能教育環境是開展教師智能研修、智能教育實驗、開設人工智能課程的重要場所。智能教育環境主要有人工智能教育實驗學校、人工智能實驗室、人工智能技術體驗館、人工智能教室、智能研修平臺、智能研修APP、教育元宇宙環境等。

2020年8月，中央電化教育館開展了人工智能教育實驗校（小學階段）遴選活動，推進學校智能教育環境和人工智能教育課程建設[11]。在人工智能教育相關政策引導、全國中小學人工智能教育專家指導委員會的指導下，全國人工智能教育意識領先的省（直轄市、自治區）、市（州）、縣（市、區）、學校加快了人工智能教育實驗區、實驗校的建設。人工智能教育實驗區和實驗校的建設，為推動教師隊伍建設、開設人工智能教育課程、開展人工智能教育實驗等創設了智能教育環境。利用人工智能實驗室可以學習人工智能基礎知識和技能，開展人工智能虛擬仿真實驗、機器人實驗、創新實驗等。人工智能技術體驗館是宣傳和普及人工智能技術，體驗人工智能應用場景和應用效果的重要場所。人工智能教室是在智慧教室基礎之上，增加人工智能教育軟件和平臺，輔助教師利用人工智能技術進行教學和管理活動的場所。智能研修平臺和智能研修APP是教師開展智能精準研修、虛擬教研的數字研修空間。教育元宇宙是智能教育環境的新形態，教師通過兩種途徑進入教育元宇宙：一是教師以現實人身份與教育元宇宙進行沉浸式交互，提升自己的專業技能；二是教師以化身的形式融入教育元宇宙[12]，進行數字教學、數字研修、數字育人、數字社交和數字生存。

（二）智能教育素養培訓

2021年11月，中央網絡安全和信息化委員會印發《提升全民數字素養與技能行動綱要》，提出“到2025年全民數字素養與技能達到發達國家水平……2035年基本建成數字人才強國”的發展目標。教師在未來人才培養過程中發揮著極其重要的作用，加快提升智能教育素養是提升全民數字素養與技能的必然要求，更是建設網絡強國、數字中國和智慧社會，提升國家軟實力彰顯國際競爭力的重要途徑。

2022年3月24日，中國教育科學研究院、華東師范大學等推出了《中小學人工智能教師能力標準（試行）》，明確了人工智能與意識、基本知識、基本技能、問題解決、教學實踐、倫理與安全六個維度的技能要求，為開展智能教育素養培訓提供了參考。當前，開展智能教育素養培訓主要有四種途徑：一是在高校師范類專業開展教育人工智能專業或選修課程，培養未來教師的智能教育素養。二是以實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0為契機，在中小學開展教育人工智能專題全員培訓，普及教育人工智能基本知識，提升在職教師的人工智能應用能力。三是依托人工智能教育名師工作室、虛擬教研室等，組織教師開展教育人工智能研修活動。四是教師自身提升數字素養和技能，增強數字化學習力，運用數字媒體工具快速提升智能教育素養。總之，為主動適應人工智能等新技術的挑戰，未來教師亟須掌握人工智能基本知識，熟練使用教育人工智能產品，切實提升智能教育素養。

（三）人工智能賦能教師智能評價

在教師隊伍建設過程中，師范生的選拔與培養、教師專業發展、教師職稱晉升等都涉及教師評價。利用人工智能、大數據等技術優勢，可以實現教師智能評價，有效提升教師評價的科學性和精準性。尤其是在新時代教育評價改革背景下，開展人工智能和大數據支持的教師智能評價是堅持“四個評價”（改進結果評價、強化過程評價、探索增值評價、健全綜合評價），改革教師評價的重要途徑。

人工智能賦能教師智能評價主要體現在三個方面：一是人工智能、大數據等技術輔助師范生選拔和培養。借助人工智能職業生涯規劃系統，可以幫助學生進行職業能力傾向測評，選擇能夠發揮自身優勢和特長的職業，使得高考志愿填報和未來職業選擇更加精準，從而有效彌補職業生涯規劃僅僅依靠主觀意愿和經驗判斷的缺陷。通過這種方式選擇具有教師職業天賦的學生進行精準化培養，更有利于建立高質量的教師隊伍。二是運用人工智能、大數據技術等對教師課堂教學精準畫像，智能評測教師課堂教學能力，幫助教師進行教學反思，從而提升教學水平。三是人工智能、大數據等技術支持的教師智能綜合評價，可以實現對教師職業發展的預測和預警。教師職稱評聘、年度考核、聘期考核、評優評先等是教師管理領域的熱點和難點問題，基于人工智能、大數據等技術建立教師智能綜合評價系統，更有利于強化教育教學實績，改進教師教研和科研評價，形成立體、全面、動態的評價體系。

（四）人工智能賦能教師減負增效

“雙減”政策的實施有效減少了學生的作業和校外培訓負擔，有效緩解了校外培訓引發的社會性焦慮。人工智能在增強教師身體素質、緩解教師工作壓力、降低教師工作負擔等方面有極大的潛能，從而有助于教師以飽滿的精神狀態，高質量開展教書育人、科學研究和社會服務等工作。

人工智能賦能教師減負增效，主要體現為以下四個方面：一是智能健身產品增加教師體質，緩解教師職業倦怠感，確保教師擁有飽滿的工作熱情和昂揚的精神狀態。例如，人工智能健身器材、健身鏡、健身APP等智能健身產品正在顛覆人們傳統的健身模式。教師充分利用智能健身產品可以有效恢復體力、緩解腦疲勞，增強情緒元認知和管理能力，從而激發創新活力。二是智能測評幫助教師精準評價學生，及時、準確了解學生存在的問題，提升教學的針對性和精準性。例如，智能體育訓練與測試可以智能采集學生訓練與測試數據，及時發現體育訓練中存在的問題，準確記錄體育測試成績。智能在線考試可以實現智能自動錄題、智能組卷、人臉識別、智能監考、智能閱卷分析等，有效降低教師出題、監考、閱卷等工作負擔。三是智能助手輔助教師高效完成課堂教學、教學管理、課后作業精準布置與輔導、綜合素質評價、智能實驗生化品管理等繁雜的日常教育教學與管理工作。例如，后疫情時代線上、線下融合教育正在日趨常態化，在線教學平臺可以精準記錄學生平時的學習成績，開展在線研討和測評，從而幫助教師高效完成課堂交流討論、在線測評、成績統計分析等教學與班級管理工作。四是人工智能與虛擬仿真資源、全息投影資源、短視頻+直播資源、教育元宇宙等新型數字資源融合，更有利于營造豐富的教育場景，實施沉浸式、個性化教學，從而激發學生的學習興趣和動力。

（五）人工智能賦能人機共教共育

隨著人工智能逐步與各領域深度融合，機器人管家、機器人教師、機器人科學家、機器人記者等正在進入人類社會，推動人類加速從“人機共融”邁向“人機共創”時代。早教機器人、模塊化機器人、飛行機器人、仿人機器人等正在進入教育領域，在早教、機器人教育、人工智能教育、創客教育、STEAM教育、無人機航拍培訓、人機共教共育等方面發揮著越來越重要的價值。

智能終端和智能軟件已經廣泛應用于教育領域，成為教師教書育人的智能助手，正在開啟人機共教、人機共育新時代。例如，教師運用智能寫作、智能仿寫、智能排版軟件，可以快速生成特定主題的作文范文，豐富學生的范文學習素材，迅速提升學生寫作方法和技巧。機器人科學家可以自主進行科學研究，將人工智能與科學實驗無縫融合，催生科學研究新范式。未來，重復性的教育實驗和科學研究試驗工作，將會被機器人科學家所取代。尤其是機器人教師在教育領域中具有廣泛的應用前景[13]，正在與人類教師共同構建教師—機器人教師和教師—AI教師雙師教學模式。早教機器人、仿人機器人等正在作為教師取代人類教師的部分工作。

四、結語

智能時代教師隊伍建設面臨新機遇新挑戰，人工智能在助推教師隊伍建設方面具有極大潛能，合理利用人工智能可以破解教師隊伍建設過程中的諸多難題。從人工智能助推教師隊伍建設的實踐邏輯看，亟須以教育新基建為契機夯實智能教育環境建設，為人工智能在教育領域中的應用營造良好的智慧教育生態環境。提升教師智能教育素養是利用人工智能賦能教師智能評價和減負增效，以及推動人機共教共育的根基。總之，人工智能在師范生選拔與培養、教師專業發展、教師教學與教育管理、緩解教師職業倦怠、教師績效考核與評價等教師隊伍建設過程中具有廣泛的應用前景。