教師智能素養(yǎng)培訓課程構建的原則、體系與示例

高曉娟

隨著人工智能的快速發(fā)展與日益普及，人們普遍認識到智能技術賦能教育改革的巨大潛力。作為智能技術的教學實施主體，中小學教師在人工智能賦能教學實施方面具有關鍵性作用，智能時代的到來對于教師素養(yǎng)也提出了新要求。聯(lián)合國教科文組織2019 年發(fā)布了《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)和機遇》等文件報告，明確提出人工智能賦能教育教學成為未來教育發(fā)展趨勢，要不斷提高教師的智能素養(yǎng)。但當前對于教師智能素養(yǎng)的培養(yǎng)缺乏明確、系統(tǒng)的理念與機制，導致了不同教師群體在智能素養(yǎng)方面仍然存在著“不充分”“不平衡”現(xiàn)象。因此，本研究在相關文獻整理和實地調研的基礎上，結合人工智能培訓課程內容研制的原則，構建了中小學教師智能素養(yǎng)培訓課程體系，設計了課程內容的專題示例，期望為教師智能素養(yǎng)的提升提供一定的借鑒。

一、智能素養(yǎng)概述

教師的智能素養(yǎng)是一個新概念，該概念與之前的“教師信息素養(yǎng)”和“教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)”等稱謂在概念和結構上表現(xiàn)出了高度的重合。從教師信息素養(yǎng)到數(shù)據(jù)素養(yǎng)，再到智能素養(yǎng)的轉變，體現(xiàn)的是教師信息素養(yǎng)在不同技術發(fā)展階段的演變過程。在教育信息化的初步發(fā)展時期，需要教師具備計算機相關知識、操作技能以及對信息的情感態(tài)度價值觀等信息素養(yǎng)；到大數(shù)據(jù)在教育教學中的深度應用階段，更強調教師具備對教育數(shù)據(jù)的收集、整理、分析應用以改進教學、提升學生的學習效果等數(shù)據(jù)素養(yǎng)；再到人工智能技術飛速發(fā)展的智能時代，人工智能與教育教學的深度融合對應的是以人工智能為核心的新型教師專業(yè)素養(yǎng)——智能素養(yǎng)。由此可見，教師智能素養(yǎng)是教師信息素養(yǎng)在智能時代的新表征，是在傳統(tǒng)教師信息素養(yǎng)概念基礎上的創(chuàng)新及拓展。

當前研究表明，智能素養(yǎng)的內涵包含兩個明顯的特征：一是智能素養(yǎng)具有明顯的時代特征，體現(xiàn)了智能時代對個體的需求，是公民為適應智能時代的發(fā)展而必須具備的關鍵能力和必備品質；二是智能素養(yǎng)構成要素多維，包括智能知識、智能能力和智能態(tài)度倫理，多個維度之間相互影響、不可分割。因此，對于教師智能素養(yǎng)培養(yǎng)的課程體系的設計需要從不同維度入手，緊跟智能新技術的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢，積極落實提升教師智能素養(yǎng)的時代要求。

二、教師智能素養(yǎng)培訓課程體系構建原則

1.培訓目標：指向“三維結構”，突出“層次性”

在培養(yǎng)目標上，本研究將教師智能素養(yǎng)劃分為三個結構維度，分別是智能知識、智能技能及智能態(tài)度與倫理。智能知識是逐步形成智能素養(yǎng)的前提和基礎，即教師需要掌握有關人工智能的基礎知識，包括人工智能來源發(fā)展、內涵定義、經(jīng)典應用場景及關鍵領域技術等。智能技能是教師能夠識別、分析、應用甚至創(chuàng)造人工智能所具有的一系列能力。智能態(tài)度與倫理是教師要形成正確的人工智能觀，包括相信、接納人工智能，遵守有關人工智能倫理與規(guī)范，正確處理人工智能帶來的各種社會倫理問題等。

當前我國中小學人工智能教師隊伍面臨專業(yè)知識儲備、技術運用水平及教學實踐經(jīng)驗參差不齊的狀況。為了解決不同水平教師的需求，實現(xiàn)不同基礎之間螺旋式的知識銜接，本研究在參照發(fā)展目標的基礎上，將智能素養(yǎng)課程體系從易到難劃分為初級、中級、高級三個不同的階段，不同階段培訓課程對應不同的智能素養(yǎng)目標和內容，不同層次的培訓課程之間層層遞進，可為不同基礎的教師提供個性化、自適應的培訓內容。

2.培訓內容：由“學科本位”轉向“跨界融合”

人工智能本身具有深度融合、高度交叉、極度復雜的特點，同時又具有技術屬性和社會屬性，這就決定了人工智能教育必須依靠跨學科的交叉整合。跨學科融合需要教師具有較強的跨學科教學設計能力，因此不僅需要對教師進行人工智能相關知識的培訓，還要培訓教師如何將人工智能知識融入具有不同學科特點的教學課程中，從而設計出更具情景化的教學活動。這不僅能實現(xiàn)教師學科知識結構和人工智能知識結構的優(yōu)勢互補，對于學校來說，也有利于開設具有多學科融合特色的校本課程。

3.培養(yǎng)方式：由“靜態(tài)陳述”轉向“情境驅動”

在傳統(tǒng)的培訓過程中，主要是以專家、經(jīng)驗豐富的教師為主體開展各類專題講座，以靜態(tài)的知識傳授為主。基于真實情境的任務驅動式培訓將學習者置于與生活、社會實際有密切聯(lián)系的情境中，將培訓內容隱含在一個或幾個具有代表性的學習任務中，學習者在任務的驅動下，利用學習資源進行自主探索或互動合作，在完成學習任務中實現(xiàn)自身發(fā)展，具有較強的實踐性、操作性及趣味性。因此，本研究在不同級別課程的內容設計中，多采用現(xiàn)實生活中人工智能的經(jīng)典應用案例來幫助教師領悟人工智能的價值取向和時代意義，并引導教師圍繞真實情境中的教學實踐案例進行深入思考。通過情境驅動式的參與讓教師切身體會到人工智能在教育教學中的深度應用，從而形成對人工智能知識、技能、態(tài)度倫理的意義性建構。

三、教師智能素養(yǎng)培訓課程體系框架

教師智能素養(yǎng)培訓課程體系是影響教師培訓質量的關鍵因素。本課程依據(jù)培訓對象智能素養(yǎng)基礎起點水平的不同將其分為基礎課程培訓、進階課程培訓及高級課程培訓三個不同級別，基于三個不同級別的培訓分別圍繞三個維度的發(fā)展目標（智能知識、智能技能、智能態(tài)度與倫理）設計具體的培訓內容。多級別培訓內容的設計旨在滿足不同教師發(fā)展的個性化需求，教師智能素養(yǎng)培訓課程體系框架如圖1 所示。

圖1 教師智能素養(yǎng)培訓課程體系框架

基礎培訓面向的對象是智能知識、智能技能及智能態(tài)度倫理較為薄弱的教師。課程在培養(yǎng)教師AI 價值意識和理性態(tài)度的同時，偏向于人工智能基礎知識及基礎操作技能培訓。在基礎知識領域，主要包含人工智能的發(fā)展歷程、概念特征及典型應用場景，幫助教師在整體上梳理對于人工智能的基礎認知；在操作技能領域，熟悉操作各項人工智能軟硬件平臺及人工智能產品，培養(yǎng)教師初步的智能操作及應用技能，為更深層次的進階及高級培訓奠定知識技能、態(tài)度倫理的基礎。

進階培訓面向的對象是在智能知識、智能技能及智能態(tài)度倫理方面有一定基礎的教師。在知識領域，教師在構建有關人工智能基礎認知之后，需要將人工智能的應用聚焦于教育教學領域，了解人工智能賦能教育教學改革的創(chuàng)新案例及最新進展，不斷更新教師的AI 認知。在技能領域，需要教師掌握人工智能關鍵技術的原理及操作應用，圍繞“數(shù)據(jù)、編程、算法”三要素開發(fā)具體內容，最大限度地擴展教師關于人工智能的關鍵技能，并通過理論實踐相結合的方式，讓教師在產品設計開發(fā)過程中加深對于關鍵技能的掌握。在態(tài)度倫理領域，促進教師開始關注人工智能的倫理道德規(guī)范、人工智能最新發(fā)展趨勢及前沿進展，在體會人工智能獨特魅力的同時激發(fā)自身深度探索學習的欲望。

高級培訓面向的對象是對智能知識、智能技能及智能態(tài)度倫理有較高程度認知和理解的教師。與前兩個階段培訓課程內容相比，這一階段課程內容具有較強的教育教學融合性，更貼近于教師教學改革與創(chuàng)新的需要。在知識領域，為促進教師向“研究型”教師轉變，開展關于人工智能課題申報、實踐、論文寫作等一系列內容培訓。在操作技能領域，開展包括整合AI 的教學設計、教學實施、教學評價，解決智能時代教師“用什么人工智能、怎么用人工智能”的問題。在態(tài)度及倫理領域，需要教師對出現(xiàn)的人工智能社會問題進行理性的批判反思，對于人與機器的關系有自己的理解與思考，樹立“人機協(xié)同”的思想。

在培訓課程的實施過程中，采取“線上線下相結合的情境驅動”培訓方式，除了組織規(guī)模化的集中培訓之外，還需將課程進行精心組織和設計，通過錄課以MOOC的形式發(fā)送到平臺上，以實現(xiàn)更大程度的教師專業(yè)發(fā)展。為了評估教師參與培訓的有效性，需要從多維度評估教師的發(fā)展，可采用一系列質性評價，而不僅僅依靠量表測量的數(shù)據(jù)衡量教師培訓的效果。同時需強化對于教師的過程性描述評價，例如收集教師學習過程行為數(shù)據(jù)，盡可能地實現(xiàn)教師評價的科學化和規(guī)范化。

四、教師智能素養(yǎng)培訓課程內容設計示例

課程內容是培訓目標的具體細化。本課程分為基礎培訓、進階培訓以及高級培訓三個培訓課程，從智能知識、智能技能、智能態(tài)度與倫理三個層面介紹人工智能基礎知識、人工智能軟硬件平臺及產業(yè)的運用與人工智能選題的分析與課題的申報等（詳見表1），以期提升人工智能時代教師的專業(yè)素養(yǎng)。

表1 培訓課程專題內容設計示例

基礎培訓課程涉及四個專題。專題一是人工智能基礎認知，旨在為教師普及人工智能基礎知識。專題二是智能素養(yǎng)基本知識，包括智能素養(yǎng)來源，與其他結構相似的信息素養(yǎng)、數(shù)據(jù)素養(yǎng)的關系，智能素養(yǎng)的內涵及動態(tài)等，幫助教師搞清楚“智能素養(yǎng)是什么”的問題，避免盲目培訓導致核心目標不清晰的狀況。專題四只涉及人工智能軟硬件平臺的操作及人工智能產品的操作，主要是讓教師體會感知人工智能的優(yōu)勢，具備初步的智能技能。專題六幫助教師厘清智能態(tài)度與智能倫理的區(qū)別，樹立初步的智能思維和智能倫理觀念。

進階培訓課程涉及五個專題。專題一、專題二與基礎培訓課程相同，幫助教師增強有關人工智能和智能素養(yǎng)的基礎知識。與專題一中人工智能在醫(yī)療、交通等經(jīng)典應用場景不同，專題三聚焦人工智能的教育應用實踐，具體描述了人工智能在師生交互、個性化教學、教學評價、教學管理與決策的深度應用，強調人工智能對于教育教學變革的價值，旨在進一步增強教師智能教育相關知識。與專題一相比，專題四中人工智能技術應用進一步深化，涉及具體的人工智能關鍵技術的學習與應用，包括可視化編程的操作、Python 高級語言編程的操作、機器學習原理及應用等，進一步提高教師的智能技能。專題五在明晰智能態(tài)度與智能倫理的基礎上，深入探索當前的智能倫理熱點事件、智能倫理相關政策法規(guī)等，基于情境示例展開討論，幫助教師更加深刻理解智能態(tài)度與倫理的內容。

高級培訓課程涉及七個專題。專題一、專題二、專題三與進階培訓課程相同，旨在培養(yǎng)教師人工智能基礎知識。專題四中，將人工智能與教育教學深度融合，從整合AI 的學科教學設計、整合AI 的教學實施與管理、整合AI 的教學診斷與評價三個方面提高教師的智能時代的教學能力，更具學科性、實用性。專題五中，為了順應“研究型教師”的轉變，設計了面向高級培訓課程的課題研究，包括選題及申報渠道、課題申報書的撰寫、研究方法及實踐操作、課題論文的撰寫，體系化地呈現(xiàn)教師從課題申請到結項的全部內容，實踐意義較大。專題六中教師生成“人機協(xié)同”的理念，人工智能成為教師教學創(chuàng)新的工具，旨在幫助教師樹立正確的智能思維。專題七中理論與實操結合，通過具體任務示例驅動教師應用所學知識解決相關問題，旨在加固教師所學知識和技能。

教師作為智能教育融合創(chuàng)新實施的中堅力量，如何提升其智能素養(yǎng)成為亟須解決的重要議題。研究者基于教師智能素養(yǎng)培訓的現(xiàn)實問題，確定了培訓課程體系構建原則，構建了中小學教師智能素養(yǎng)提升培訓課程體系框架。還需要注意到，教師智能素養(yǎng)的整體性發(fā)展并非朝夕之功，而是一項長期性、系統(tǒng)性的“時代課題”。除了對應的課程的開發(fā)外，國家及各級教育管理部門應協(xié)同完善頂層設計，在頒布相應政策法規(guī)的基礎上也要落實具體的操作措施，建立系統(tǒng)的體系化、操作化的教師智能素養(yǎng)培訓體制機制；加大研究力度，明確教師智能素養(yǎng)的結構維度，科學細化教師專業(yè)發(fā)展標準，為教師智能素養(yǎng)的發(fā)展提供成熟和完善的專業(yè)目標。