“AI+教育”背景下師范生培養新模式構建與實踐研究

關鍵詞：人工智能；師范生培養；AI素養；AI能力

0 引言

2019年《中國教育現代化2035》指出：“互聯網、人工智能等新技術的發展正在不斷重塑教育形態，知識獲取方式和傳授方式、教和學關系正在發生深刻變革。”2022年ChatGPT為代表的生成式人工智能（Artifi?cial Intelligence Generated Content，AIGC） [1]拉開新一代信息技術的大幕，大模型迅猛發展，逐步滲透到各個領域。以人工智能為代表的現代數字信息技術作為關鍵引擎引導教育數字化轉型趨向持續深入[2]，AI 促使教育培養目標發生轉變：以知識為核心培養目標向以人的發展為核心價值轉變[3]，AI素養[4]成為應對智能時代所必需的技能。在此基礎上，學生的通識知識、學科視野、數據編碼、場景應用、解決復雜問題等能力成為AI時代競爭力的新要點；AI知識、AI能力和看待AI 的態度等要素成為適應智能社會所必備的素質。

1“ AI+教育”的背景和挑戰

2018年教育部《教育信息化2.0行動計劃》強調，要構建人工智能多層次教育體系。同年《教育部辦公廳關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》首次提出“教師智能教育素養”的概念，其中提到“幫助教師把握人工智能技術進展，推動教師積極運用人工智能技術”。人工智能賦能教育簡稱為“AI+教育”的核心價值是“改善學習評價、助力個性化培養，賦能教學、輔助教師工作，改善教育管理、優化教育供給”最終目的是“培養具備智能素養、全面發展的學生”。

2022年中國教育科學研究院組織專家研制發布《中小學人工智能教師能力標準（試行）》（后面簡稱《能力標準》） ，參考國內外相關政策及標準文件，并結合我國人工智能教育發展實際，從人工智能理解與意識、基本知識、基本技能、問題解決、教學實踐、倫理與安全等6個維度提出18項基本技能要求。《人工智能教育藍皮書》（簡稱《藍皮書》） 建議提高教師應用人工智能教育技術的能力，認為教育應用層位于教育人工智能技術框架的最頂層，是各類人工智能技術在教育領域應用的集中體現。

同年，聯合國教科文“國際人工智能與教育”大會的主題為“促使人工智能賦能教師和變革教學”。人工智能被認定為教育數字化轉型的重要組成部分，教師是“情境反應學習”（context-responsive learning op?tions） 的設計者、促進者和指導者。“AI+教學”的能力框架包括人文價值、AI素養、AI與教學法、使用和創造AI工具以促進學習、保護教師權利以及確保AI工具的倫理規范等關鍵領域。

在生成式人工智能AIGC時代背景下，如何構建AI賦能的人才培養模式，實現“AI+教育”融合發展？師范類院校作為培養教育人才的主力陣地，積極探索“AI+教育”師范生培養新模式順應了時代需求和社會需求。接下來，以計算機專業公費師范生的培養新模式的探索與實踐為切入點，以培養AI素養為導向，重構課程體系、優化培養機制。

2 計算機專業師范生培養新模式建構

以《普通高等學校師范類專業認證實施辦法》為指南，結合《能力標準》《藍皮書》，對計算機專業公費師范生培養計劃和培養模式以“AI+”的方式重新定義，以培養“具備良好AI素養的中小學人工智能教師”為導向，重構課程教學體系。具體內容如圖1所示。

2.1 加強計算機專業師范生的職業認可感教育

2018 年 國務院辦公廳發布《教育部直屬師范大學生公費教育實施辦法》，將原有履約任教服務期 10 年的“師范生免費教育政策”調整為“師范生公費教育政策”“服務期 6 年”。師范生培養內涵也在轉變，一方面在招生選拔階段需要選擇對政策認可度高、報考功利性低，真正熱愛教育事業的學生，才能保證生源質量。另一方面，入學之后尤其是大學一年級要定期開展教育教師的職業素養講座、培訓。讓學生從心底里了解，理解一名計算機專業的師范生在中學大有可為，尤其在當前“人工智能+教育”的時代背景之下，計算機專業的師范生是中學人工智能技術的骨干力量。

2.2 以培養“AI 素養”為導向修訂人才培養計劃

在新版培養方案中將培養目標聚焦未來發展：明確“全面掌握基礎教育的基本理論、基本規律和教學方法，系統掌握AI信息技術領域的專業知識體系，具有扎實的教學、教育和管理能力，成為中學生的AI信息技術啟蒙者和引路人”“能夠創新性地將AI技術融入信息技術教學過程，深入地鉆研AI技術領域的教育教學”“具有終身教育的意識，通過繼續教育和自主學習，能緊跟AI技術前沿動態和發展趨勢，掌握AI技術教育改革的最新發展動態，獲得適應社會的可持續發展能力。”落實到具體培養實踐上，新模式將以AI素養為導向，AI相關的6個維度18項能力指標為驅動。這里的能力指標達標程度定義為四級L0-L3，其中L0對應的是了解、認識的能力；L1對應的是理解、識別、分析等能力和具備某種意識；L2對應的是掌握、選擇、應用、指導的能力；L3對應的是設計、搭建、開發的能力。

2.3“ AI+教育”重構課程體系

現有課程體系中包括兩大類：一類是師范教育教學類：教育學、心理學及學科教學法。另一類是計算機核心課程如程序設計、數據結構、計算機組成原理、編譯原理等。兩類課程各自獨立，沒有融合點。重構課程體系是根據“AI+教育”的特點，在師范教育類課程中加入計算機技術（主要是AI技術）教學的可操作性的實例。依照《藍皮書》的設定，將AI素養相關內容通過增設、替換，填充的方式對現有兩類課程做優化，提高AI素養與能力。

在優化課程體系的同時，依據課程需要，將采用“理論+實操”的模式將課時靈活設定為“2+1”“2+2”的組合課時模塊，讓融合情境教學和教學實操容易落實，有助于學生通過實踐與反思，將知識內化，建構新認知體系。

3“ AI+教育”的課程設計與實施實例

以教育類專業核心課“信息學科課程與教學論”為例，給出教材資源、課程內容、評價考核等方面的設計與實施方案。

3.1 建設多元化的“教材”資源體系

選用何克抗教授的教研成果集《信息技術與課程深層次整合理論》（簡稱《課程理論》） 為教學理論指導藍本，引導師范生明確在中小學信息科學與技術教學中的角色定位與核心教學理念。采用新課標《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》為教學實操指導書，中學信息課本必修模塊一與模塊四為實訓內容參考書。線上資源集成“北京師范大學未來教育高精尖創新中心”資源、浦育AI平臺、“課程與教學論”“教學設計原理與方法”等MOOC資源，及其各類AI工具資源共同構成多元化的資源體系。

3.2 課程內容與課時重組

采用教學理論研討+教學實操的“2+2”模式。將《課程理論》重組成不同主題模塊如“建構主義理論”“教學結構理論”“教學模式”“教學設計”“資源設計與應用”等。每一模塊與新課標、必修教材《數據與計算》與《人工智能初步》的內容結合，將6維度18項能力融合，在教學實操中體現并作為考核依據。

3.3 課程評價與考核體系改良

評價與考核分為過程評價與期末考核，所占比重分別為40%與60%，其中，過程評價貫穿整個學期，分為權重相同的4個部分：

（1） 教學設計，其中教學目標、教學內容、教學資源利用都要求圍繞AI素養和能力指標設計。

（2） 微格教學，實操中要求體現能夠運用AI工具、平臺、模型[5]等要素。

（3） 同行互評，實踐中每個課程小組需要對每一名完成微格教學任務的師范生給出限定時間內的教學評價，其中包括AI能力指標的完成度。

（4） 考核訓練，要求每個課題組提交一份紙版的考核資料，包括問卷、答卷、評分細則，考核內容，主要涉及新課標指導下的AI知識與技能的教學理論與實操要點。

期末考核主要是教師結合考核大綱的培養指標與師范生教學過程的實際情況，整合過程評價中的信息反饋進行綜合性考核。對實際考核的結果進行分析，可以看出：綜合性考核結果與師范生投入貢獻正相關。

3.4“ 以學生為中心o8kj9j64Tevc1luTECEPEXF+CgS8GdDlfM75DO8GWgc=，學生為主體”教學過程

教師在整個課程教學過程中所起到的作用是：推動、促進、觀察、總結提升。學生在整個學習過程需要以主體身份開展系列活動，包括：充分利用AI資源，包括ChatGPT、文心一言、天工、智浦等大模型平臺及其AI智能體工具；AI主題的教學設計；課程小組集體研討；微格教學（15分鐘）；自我評價與他評；教學反思；考核訓練；課程考核。其中自評和他評優秀的同學完成錄課、視頻剪輯等工作。

3.5“ AI+”的賦能教學實踐

根據新課標、《能力指標》《藍皮書》的AI素養、AI 能力指標要求，將AI學習內容、主流工具、基本模型、常用平臺直接引入教學活動。師范生完成從自主學習到熟練使用，同時能對教學實踐中使用、創建的資源進行迭代、更新、分享、高效復用。

4 結論

AI代表解決社會生活中各種問題的一種思維方式，以培養AI素養為導向全面提升師范生的專業能力。一方面，驅使計算機專業的師范生的專業認同感、學習主觀能動性得到充分提升。另一方面，在讓計算機類與教育類課程實現融合。在教學實施的各個環節中，通過AI賦能，將AI素養的培養和AI能力的提升轉化成具有實操性的教學實踐。“AI+教育”模式的探索為“以人的發展為核心價值”教育實踐提供了有意義的參考。