師范生人工智能素養框架建構研究

摘要：隨著AI技術在教育領域的深入應用，其關鍵在于培養具備全面AI素養的師范生，以應對教育和技術的持續融合并提高教育系統對技術變革的適應能力。本研究通過文獻綜述方法，分析了國內外的學術研究和相關政策，旨在構建一個針對師范生這一群體的AI素養框架。該框架涵蓋AI知識、AI技能、AI思維和AI倫理4個相互關聯且相輔相成的維度，共同構成了適應當前AI背景下師范生需求的AI素養框架。

關鍵詞：AI素養；AI素養框架；師范生

引言

近年來，隨著人工智能（簡稱為“AI”）的高速發展以及在教育領域的廣泛應用，特別是生成式AI的出現，對教育公平、教育質量、教育創新產生了影響[1]。教育部部長懷進鵬表示：“對教育系統來說，AI是把“金鑰匙”，它不僅影響未來的教育，也影響教育的未來，這里有機遇，也有挑戰，我認為要想更好地抓住機遇、應對挑戰，就必須積極擁抱科技與產業的變革，主動擁抱智能時代”。特別是對師范生而言，作為未來教師的主力軍，其AI素養會直接影響到未來的教學質量，因此，構建一個專為師范生設計的AI素養框架，以適應技術和教育的融合，顯得尤為重要。

一、AI素養的內涵與結構

（一）AI素養的內涵

目前學界尚未對AI素養的內涵形成統一界定，這顯示了不同學科背景的研究人員在理解AI技術上具有多樣性。張銀榮認為AI素養旨在培養個體適應智能時代的基本能力[2]。楊鴻武認為AI素養旨在培養能夠有效利用AI技術，同時具備必要倫理和社會責任感的個體[3]。鄭燕林認為旨在培養能夠在AI時代勝任并負責任地使用這些技術的公

民[4]。鐘柏昌認為AI素養強調了在AI教育中不僅要注重技術和知識的傳授，還要深入考慮學生的情感發展、倫理意識和思維方式的培養[5]。各學者的觀點雖然各有側重點，但都強調了AI素養應幫助個體適應AI時代的基本能力和對AI技術的有效利用及承擔相應的倫理責任。筆者認為AI素養是一種綜合能力，涉及認知、技能、思維和倫理4個維度，旨在培養個體在AI時代中的適應性以及責任感。

（二）AI素養的結構

上文已對AI素養的內涵進行了界定，下文將探討AI素養的結構，即這些維度如何組織成為一個系統的框架。

1.AI認知

AI認知是指對AI基本概念的理解和對AI 影響的辯證認知[6]，包括對AI知識和價值的認知。AI知識包括與AI相關的內容，例如，AI歷史發展、技術原理和應用領域等基礎知識[7]。人們應對AI的歷史、技術原理知識有一定的了解，以便在其應用領域有一定的認識。從核心素養視角看，AI知識屬于文化基礎上的人文底蘊，主要是指學生在學習和運用人文領域知識和技能等方面所形成的基本能力、情感態度和價值取向[8]。AI時代的人文底蘊體現在學生在掌握和應用AI知識及技能的過程中，逐漸形成對于AI的態度和價值觀念。對AI價值的認知包括社會價值和個人價值認知。社會價值認知指認識AI在經濟、教育等方面的價值[9]。通過了解AI在不同領域的具體價值，社會各界能更全面地評估和利用這些技術，推動經濟增長、教育改革和科學發展。

2.AI技能

AI技能是指在實踐過程中分析、應用和創造AI的能力，包括應用、評估和開發的技能。應用AI的技能指利用AI工具得到答復、使用AI大模型來實現目標，負責任地使用AI[10]。個體應該熟練使用與日常生活相關的AI應用。評估AI的技能是指以批判性視角看待AI的局限性。面對實際問題，個體應具備評估AI工具的技能和局限性的能力。從核心素養視角看，上述技能均屬于自主發展中的信息意識部分——信息意識是指能夠主動、高效地獲取、評估、辨別和使用信息；具備數字化生存能力，具備網絡倫理道德和信息安全意識。如何在大量的AI工具中選擇適合的工具都取決于信息意識，故評估AI的技能十分重要。開發AI的技能是指在實踐的基礎上使用AI或開發新的AI項目。例如，一名教師利用現有的AI技術，發現不能滿足自身需求，于是這名教師利用已有的AI知識開發出符合自身適用的AI工具。開發AI技術的技能符合核心素養下自主發展中的勤于反思部分——勤于反思是指對自己的學習狀態進行審視的意識和習慣，善于總結經驗； 能夠根據不同情境和自身實際，選擇或調整學習策略和方法等。在AI時代，如何打造屬于自身定制化的AI工具取決于自身的勤于反思能力，因此，開發AI的技能具有重要意義。

3.AI思維

AI思維是獲取AI知識與AI技能的核心。工程思維、計算思維、設計思維和系統思維緊密相連，共同構建了適應終身及全面發展所需的關鍵技能[11]。工程思維和設計思維是開發AI應用的關鍵，常合并為“工程設計思維”。這種融合的思維方式幫助學生多角度解決問題，并選用合適的AI技術，實現“人機共智”。計算思維是指通過抽象分解和算法思維等心理過程來生成一系列算法步驟[12]。計算思維能夠使學生更深層地了解AI解決問題的過程，從而更有效地使用AI技術。系統思維則滲透工程設計思維、計算思維，共同作用于系統設計、開發的全過程，要求學生能從控制反饋的視角理解AI的構成和功能特點。從核心素養視角來看，上述思維屬于社會參與的實踐創新部分——實踐創新是指在日常活動、問題解決、適應挑戰等方面所形成的實踐能力、創新意識和行為表現。通過整合工程設計思維、計算思維和系統思維，學生不僅能夠掌握AI技術的核心知識和技能，還能夠培養解決復雜問題的能力和創造力。

4.AI倫理

AI倫理關注如何規范使用AI技術和處理人機交互中的倫理問題，包括批判性思維、AI接受度和AI公平意識。探討批判性思維之前，需要探討一個關鍵問題：為什么批判性思維不被歸類為AI思維，而是屬于AI倫理維度？批判性思維本質是一種思維方式，其根本體現的是主體對自身和外界的持續認知、反思、批判、克服和監督過程[13]。批判性思維活動中的每一個步驟，都需要倫理原則的指導。這包括確保行為的公正性和對社會的責任感。AI接受度是指人們對AI的接受程度。目前，人們對AI是否能完全取代人類的看法分為兩種：一種認為可以；另一種認為不可

能[14]。對此，應理性看待AI技術，運用批判性思維，遵循其發展規律，并接受AI。AI公平意識是指AI是為人民服務的意識，AI不能帶有社會偏見、性別歧視或種族歧視的色彩[15]。從核心素養視角來看，AI倫理屬于社會參與的責任擔當部分——責任擔當是指學生在處理與社會、國家、國際等關系方面所形成的情感態度、價值取向和行為方式。現在，強調責任感尤為重要。在AI技術提供便利的同時，確保它們服務于全人類，而非只追求利益，這取決于人們如何理解責任。

二、師范生AI素養框架建構

基于對AI素養的討論，本章節將詳述構建一個針對師范生的AI素養框架，旨在提升其教學中的AI應用能力。該框架涵蓋AI認知、技能、思維和倫理4個維度。

（一）師范生AI認知

在師范生AI素養框架中，AI認知是基礎，涉及師范生對AI在教育中作用的理解和應用。這包括AI教育意識、知識和價值。AI教育意識是指教師對AI教育的態度、理解和價值判斷，如何認識教育對象、教學活動等個人品質[16]。AI教育意識是教師職業發展的基石，也影響中小學生AI素養的形成。AI知識包括AI歷史、技術原理、應用領域以及學科知識。學科知識是指師范生所具有的特定專業知識。學科知識使師范生能更有效地將AI技術融入教學內容中，針對不同學科特點定制AI教學策略。師范生作為未來教師，其主要社會價值在于育人。因此，AI價值應包括個人價值和育人價值。個人價值著重于師范生通過AI技術提升教學能力，從而更有效地設計和實施教學方案，應對教育挑戰。育人價值主要指通過學科融合培養學生深度理解、核心素養及實踐能力，以適應現實世界的需求[17]。通過與AI技術的結合，育人價值可以培養學生的深度理解、核心素養和實踐能力，同時利用AI技術提升個性化學習效果，使學生能夠更有效地適應技術驅動的現代社會。

（二）師范生AI技能

師范生的AI技能深受師范生AI認知的影響，涵蓋分析、應用和創造AI的多方面能力。具體而言，應用AI的技能使師范生能通過掌握AI的基本知識熟練運用AI工具，優化教學過程和提升學習成果，實現從理論到實踐的轉化。評估AI的技能要求師范生基于對AI技術原理和應用領域的深刻理解，批判性地評估AI工具，確保其適用性，并識別潛在的偏見與隱私問題。開發AI的技能則是師范生結合自身的學科專業知識與AI基礎知識，創造新的教育AI應用。這些技能不僅促進師范生在未來教育領域的職業成長，也使他們能夠有效地融合AI技術，不斷提高教學質量與效率，同時為學生創造一個更加個性化和有效的學習環境。

（三）師范生AI思維

師范生的AI思維基于深刻的AI認知，促進AI技能的應用，并通過工程設計思維、計算思維和系統思維培養其適應AI時代的能力。工程設計思維幫助師范生創新解決教育問題并實施AI教育項目。計算思維增強通過算法化方法解決問題的能力，適應數字化學習。系統思維使師范生從宏觀角度優化教育中的AI應用。這3種思維方式共同提升師范生的教學質量和學生學習效果，支持其適應科技教育的快速變化。

（四）師范生AI倫理

師范生AI倫理重在培養他們使用AI時的道德責任和倫理判斷，涉及批判性思維、AI接受度和AI公平意識。批判性思維幫助師范生深思AI技術及其影響，如隱私和數據偏見。AI接受度培養師范生對人機協作的理解和合理態度。AI公平意識則確保AI在教育中的公正應用。這些倫理維度的培養讓師范生全面掌握道德和倫理考量，提升專業素養，應對未來教育職業中的倫理挑戰。

結語

師范生作為未來教育工作的基石和引領者，是教學實踐活動的構成要素和主導者，對教學活動具有核心的影響力。本文旨在構建一個包括AI認知、AI技能、AI思維及AI倫理4個維度的師范生AI素養框架。隨著AI技術的不斷進步，針對師范生的AI素養框架也應實時更新，以適應技術發展的需要，甚至可以進一步發展為專門的師范生AI教育課程。因此，師范生AI素養框架需緊跟國內外關于AI技術發展的最新研究，持續進行動態調整。AI素養作為一個新興領域，未來需加強針對師范生的AI教育內容研究，整合教育學、計算機科學、法律等多個學科的知識，共同開發適合師范生的AI教育課程，旨在提高我國AI素養教育的整體水平，并推動社會數字化轉型與高質量發展。

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（作者單位：長春師范大學）

（責任編輯：宋宇靜）