教師人工智能教學(xué)行為意向影響因素研究*
——以安徽某重點(diǎn)中學(xué)為例

方 旭 ，史妮娜，張立春

（1.信陽師范學(xué)院 教育科學(xué)學(xué)院，河南 信陽 464000；2.深圳市新安中學(xué)（集團(tuán)）第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東 深圳 518103）

一、引言

目前，人工智能教育應(yīng)用已成為教育技術(shù)領(lǐng)域的熱門話題之一。人工智能教學(xué)指的是教師采用人工智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行的教學(xué)。智能教學(xué)系統(tǒng)，是通過人工模擬技術(shù)整合相關(guān)教學(xué)資源，并能進(jìn)行科學(xué)分析、智能判斷及有目的地提供即時(shí)、有效、全面且針對性教學(xué)的互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。智能教學(xué)系統(tǒng)的具體應(yīng)用包括：自動答疑、對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行分析和診斷以及進(jìn)行個(gè)性化的教學(xué)等。智能教學(xué)系統(tǒng)是人工智能教育應(yīng)用的重要形式之一，也是人工智能與教學(xué)整合的關(guān)鍵之一。

國內(nèi)外對智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了一定的應(yīng)用，例如：2014年AI首次通過了圖靈測試，并以24小時(shí)在線幫助平臺的形式廣泛應(yīng)用于高等教育中[1]，科大訊飛的智能教學(xué)、智能學(xué)習(xí)和智能管理系統(tǒng)產(chǎn)品已在全國1萬多所學(xué)校應(yīng)用并形成體系[2]。我國人工智能教學(xué)系統(tǒng)目前已經(jīng)發(fā)展到了第三代。2013年9月13日正式推出了丁博士智能教學(xué)系統(tǒng)（簡稱ITS系統(tǒng)）等[3]。

目前，關(guān)于人工智能教育的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：

1.人工智能教育的基本理論

其包括內(nèi)涵、技術(shù)、特征、應(yīng)用形式、意義以及發(fā)展趨勢和路徑等[4]-[12]。例如，閆志明等在對美國教育人工智能發(fā)展研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為教育人工智能重在通過人工智能技術(shù)，更深入、更微觀地窺視、理解學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的，是如何受到外界各種因素（如社會經(jīng)濟(jì)、物質(zhì)環(huán)境、科學(xué)技術(shù)等）影響的，進(jìn)而為學(xué)習(xí)者高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件，并指出了教育人工智能具體的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢。馬玉慧等提出了高度重視人工智能教育應(yīng)用的發(fā)展，給予資金和政策支持等對策建議。Holland，Simon探討了人工智能在音樂教育中的應(yīng)用。Michael J.Baker提出了三個(gè)人工智能在教育中的應(yīng)用模型。D.M.Yoon提出了一種在人工智能教育游戲中使用憤怒的小鳥的挑戰(zhàn)和機(jī)會。Daniel A等對外科教育中機(jī)器學(xué)習(xí)的角色進(jìn)行了探討。

2.人工智能教育應(yīng)用現(xiàn)狀和阻礙因素

目前我國人工智能教育應(yīng)用面臨著一些困境，但從整體上看，教育人工智能仍處于起步發(fā)展階段，面臨著四大發(fā)展難題。例如，楊現(xiàn)民等指出感知有用性和感知易用性均影響著教育用戶對人工智能教育應(yīng)用價(jià)值的判斷[13]。

3.人工智能人才的培養(yǎng)

相關(guān)研究對人工智能素養(yǎng)內(nèi)涵、培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系構(gòu)建等問題進(jìn)行了探討[14]-[16]。例如，張劍平等對機(jī)器人教育的現(xiàn)狀、對策等問題進(jìn)行了探討。錢旭升等提出我國高中人工智能教育目標(biāo)的分類、分層體系。張雅嫻就高中新課改背景下高師院校教育技術(shù)本科專業(yè)人工智能課程編制進(jìn)行了研究。

4.對人工智能在各個(gè)教育領(lǐng)域以及學(xué)科中的應(yīng)用探討[17][18]

主要包括在職業(yè)教育、遠(yuǎn)程教育、醫(yī)學(xué)教育等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行的探討。目前，主要集中在人工智能教育基本理論的探討，相關(guān)人工智能教學(xué)實(shí)踐還較少，缺乏對教師人工智能教學(xué)行為意向影響因素的理論分析和實(shí)證研究。本研究具有較強(qiáng)的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義，彌補(bǔ)了相關(guān)研究的不足，可以為人工智能教學(xué)的深入發(fā)展提供一定的實(shí)踐參考和幫助。

二、研究假設(shè)和模型構(gòu)建

戴維斯提出技術(shù)接受模型（Technology Acceptance Model，簡稱TAM）[19]。該模型提出了影響信息系統(tǒng)使用的變量，其中行為意向正向影響系統(tǒng)使用，有用性感知和易用性感知兩個(gè)變量與行為態(tài)度正相關(guān)，而這兩個(gè)變量又受到外部變量的影響。計(jì)劃行為理論（Theory of Planned Behavior，簡稱 TPB）是由 Icek Ajzen 等提出的[20]。

Paul Legris等指出TAM的實(shí)證結(jié)果不總是一致的，TAM模型中可能遺漏了重要的因素[21]，TAM模型使用有用性感知和易用性感知替代了主觀規(guī)范這個(gè)變量，而TPB模型重新將主觀規(guī)范這個(gè)變量納入，并且加入了知覺行為控制這個(gè)變量，因此，將TAM模型和TPB模型整合，可能具有更好的解釋力，后續(xù)很多實(shí)證研究也證明了這一點(diǎn)[22]-[24]。本研究將TAM模型和TPB模型結(jié)合，構(gòu)建了教師智能教學(xué)系統(tǒng)行為意向影響因素模型。

1.實(shí)際行為

實(shí)際行為可以從多方面進(jìn)行衡量，包括使用的廣度和深度。智能教學(xué)可以從多方面體現(xiàn)，例如，對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀況的判斷以及推薦個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案等。行為意向指的是教師愿意使用智能教學(xué)系統(tǒng)的程度。當(dāng)教師更愿意使用智能教學(xué)系統(tǒng)行為時(shí)，教師的實(shí)際使用行為也隨之改善，很多之前的研究證實(shí)了類似的結(jié)論[25][26]，因此，本研究提出假設(shè)H1：行為意向與實(shí)際行為正相關(guān)。

感知行為控制指的是教師預(yù)期在人工智能教學(xué)時(shí)自己所感受到可以控制（或掌握）的程度。當(dāng)教師感覺人工智能教學(xué)越容易控制和完成時(shí)，例如，自己有能力完成人工智能教學(xué)或者具備人工智能教學(xué)的條件，其實(shí)際行為就越會得到改善。相反，如果教師感覺個(gè)人缺乏完成人工智能教學(xué)任務(wù)的能力或者不具備相關(guān)的條件，教師可能就會放棄人工智能教學(xué)或者無法順利開展人工智能教學(xué)。因此，本研究提出假設(shè)H2：感知行為控制與實(shí)際行為正相關(guān)。

2.行為意向

主觀規(guī)范指的是教師對于是否進(jìn)行人工智能教學(xué)所感受到的社會壓力，即在預(yù)測教師的人工智能教學(xué)行為時(shí)，那些對教師的行為決策具有影響力的個(gè)人或團(tuán)體，對于教師是否進(jìn)行人工智能教學(xué)所發(fā)揮的影響作用大小。當(dāng)對教師具有影響力的個(gè)人或團(tuán)體，例如院領(lǐng)導(dǎo)希望教師進(jìn)行人工智能教學(xué)時(shí)，教師會迫于壓力而使人工智能教學(xué)得到改善，否則可能會得到懲罰。因此，本研究提出假設(shè)H3：主觀規(guī)范與行為意向正相關(guān)。

有用性感知指的是教師認(rèn)為人工智能教學(xué)對其工作表現(xiàn)提升的程度。當(dāng)教師認(rèn)為人工智能教學(xué)能讓其工作表現(xiàn)更好的時(shí)候，例如，可以提升教學(xué)效果或者可以促進(jìn)教師的職業(yè)發(fā)展時(shí)，其更加愿意參與人工智能教學(xué)。因此，本研究提出假設(shè)H4：有用性感知與行為意向正相關(guān)。

行為態(tài)度指的是教師對人工智能教學(xué)的正向或負(fù)向的評價(jià)，態(tài)度的形成可從教師人工智能教學(xué)行為結(jié)果的重要信念和對結(jié)果的評價(jià)兩個(gè)層面理解。當(dāng)教師對人工智能教學(xué)態(tài)度越積極時(shí)，即認(rèn)為人工智能教學(xué)可以帶來較好的結(jié)果以及這個(gè)結(jié)果非常有意義或重要，例如，認(rèn)為人工智能教學(xué)可以提升教學(xué)效果，同時(shí)人工智能教學(xué)非常有意義，教師就越愿意參與人工智能教學(xué)，因此本研究提出假設(shè)H5：行為態(tài)度與行為意向正相關(guān)。

當(dāng)教師人工智能教學(xué)感知行為控制越強(qiáng)時(shí)，其完成人工智能教學(xué)任務(wù)的可能性就越大，因此，教師就會越愿意參與人工智能教學(xué)，因此，本研究提出假設(shè)H6：感知行為控制與行為意向正相關(guān)。

3.行為態(tài)度

當(dāng)教師覺得人工智能教學(xué)能讓其工作表現(xiàn)更好時(shí)（可以從多個(gè)方面體現(xiàn)，例如改善教學(xué)效果、改善教學(xué)便利性，在教學(xué)方面表現(xiàn)更加突出等），顯然其對人工智能教學(xué)的態(tài)度也會越積極，因此，本研究提出假設(shè)H7：有用性感知與行為態(tài)度正相關(guān)。

易用性感知指的是教師認(rèn)為人工智能教學(xué)需要付出的努力程度。當(dāng)達(dá)到同樣的目標(biāo)，教師進(jìn)行人工智能教學(xué)需要付出的努力越少，例如可能需要更少的精力和時(shí)間，教師對人工智能教學(xué)的評價(jià)就越積極。相反，如果達(dá)到相同的目標(biāo)，教師需要花費(fèi)太多的精力和時(shí)間，顯然，教師就會對人工智能教學(xué)的評價(jià)越負(fù)面。因此，本研究提出假設(shè)H8：易用性感知與行為態(tài)度正相關(guān)。

4.有用性感知

當(dāng)對教師有影響的人希望教師進(jìn)行人工智能教學(xué)時(shí)，例如學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)希望教師進(jìn)行人工智能教學(xué)時(shí)，教師對人工智能教學(xué)的有用性感知可能有所增強(qiáng)，因?yàn)槿绻斯ぶ悄芙虒W(xué)沒有用的話，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)也不會讓教師參與人工智能教學(xué)，這就是別人的意見的參考作用[27]。因此，本研究提出假設(shè)H9：主觀規(guī)范與有用性感知正相關(guān)。

當(dāng)獲得同樣的績效，需要努力的越少，教師就會感到人工智能教學(xué)越有用，因此，本研究提出假設(shè)H10：易用性感知與有用性感知正相關(guān)。

最終根據(jù)上述假設(shè)，本研究提出教師人工智能教學(xué)行為意向影響因素模型（見圖1）。

圖1 教師人工智能教學(xué)行為意向影響因素模型

三、研究過程

首先進(jìn)行問卷的設(shè)計(jì)和發(fā)放。問卷的題項(xiàng)參考并在已有成熟問卷的基礎(chǔ)上[19][27][28]，結(jié)合智能教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，除了人口學(xué)變量外，其他變量一般為2至4個(gè)測量題項(xiàng)。

本研究采用問卷星調(diào)查與當(dāng)面發(fā)放問卷相結(jié)合的方式，針對某重點(diǎn)中學(xué)教師發(fā)放問卷，最終回收124份問卷，剔除其中填答高度一致、填寫不全等可能有問題的問卷，最終得到有效問卷101份，有效率為81.5%。該重點(diǎn)中學(xué)引入了科大訊飛的人工智能產(chǎn)品，進(jìn)行了相關(guān)的智能教學(xué)實(shí)踐，包括應(yīng)用智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)情分析并制定個(gè)性化的教學(xué)策略、應(yīng)用智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)資源的推送以及應(yīng)用智能管理系統(tǒng)進(jìn)行智能管理等。

接下來進(jìn)行信度和效度檢驗(yàn)。采用Cronbachα系數(shù)進(jìn)行信度分析，經(jīng)過SmartPLS分析，問卷具有良好的信度和效度（見表1、表2）。

表1 信度和效度檢驗(yàn)

表2 交互效度

在各種結(jié)構(gòu)方程模型分析軟件中，Smartpls 3.0注重對模型路徑的考查，對樣本量的要求不是很高（即小樣本，例如樣本數(shù)量100以下），而其他結(jié)構(gòu)方程模型處理軟件（例如AMOS）則一般要求大樣本（一些專家建議200以上）。鑒于此，本研究采用Smartpls 3.0進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型分析，其中有5條路徑得到了檢驗(yàn)（見表3）。

從本次調(diào)研結(jié)果可以看出，主觀規(guī)范、有用性感知、感知行為控制不與行為意向直接正相關(guān)。教師較為看重人工智能教學(xué)帶來的教學(xué)改變以及與個(gè)人職業(yè)發(fā)展的關(guān)系等，而并非對其有影響的人的意愿。因此，主觀規(guī)范與行為意向正相關(guān)的關(guān)系并未得到驗(yàn)證。

有用性感知也不與行為意向直接正相關(guān)，原因可能是人工智能教學(xué)比較麻煩，需要花費(fèi)教師很多精力和時(shí)間，而與教師職稱晉升等并無顯著關(guān)聯(lián)，但有用性感知通過行為態(tài)度間接影響行為意向。易用性感知不與行為態(tài)度正相關(guān)?？赡芙處煾⒅厝斯ぶ悄芙虒W(xué)的有用性感知，不會因?yàn)榕Χ嗌俚牟煌沟眯袨閼B(tài)度發(fā)生改變，因此易用性感知與行為態(tài)度正相關(guān)的假設(shè)沒有通過。將不顯著的變量剔除，重新進(jìn)行計(jì)算最終得到模型路徑圖2。

表3 研究假設(shè)檢驗(yàn)

本次模型具有良好的解釋力。一般認(rèn)為，當(dāng)模型對變量的解釋度超過40%時(shí)，即可認(rèn)為該模型解釋力良好，而本次研究對于行為意向的解釋度達(dá)到了68%，說明本研究所構(gòu)建的模型具有良好的解釋力。

圖2 模型路徑圖

四、建議

雖然目前人工智能教學(xué)在部分學(xué)校中進(jìn)行了試用，但整體試用學(xué)校還不多，并有待改善。為推動人工智能在教學(xué)中的深入應(yīng)用，結(jié)合本文的研究，筆者提出如下思考和建議：

行為有待改善（總均值為2.88）。實(shí)際行為各個(gè)維度都還非常低，例如，通過智能教學(xué)系統(tǒng)制定個(gè)性化的教學(xué)方案這個(gè)維度的均值僅為2.78。訪談中部分師生表示，雖然該校引進(jìn)了人工智能教學(xué)系統(tǒng)，但使用的教師并不是很多，很多時(shí)候應(yīng)用還停留在淺層次，缺乏深度應(yīng)用。可能的原因有該系統(tǒng)還有待完善、激勵(lì)政策不明等。行為意向、行為態(tài)度、有用性感知都較高，均值分別為4.03、3.96和3.90，但實(shí)施不深入。易用性感知、感知行為控制都還非常低，有必要在這些方面下大功夫進(jìn)行提升。

在本次調(diào)研中，知覺行為控制對實(shí)際行為的影響要大于行為意向，可見在教師人工智能教學(xué)中改善知覺行為控制的重要性。而本次研究中，教師對人工智能知覺行為控制的感知還非常低（均值僅為3.19），這是今后改善的重點(diǎn)方向之一。

有用性感知對行為態(tài)度的影響高達(dá)0.884，這說明了改善有用性感知的重要性。雖然教師對人工智能教學(xué)具有了一定的有用性感知，但仍需提升。例如，在“人工智能教學(xué)在我的教師生涯發(fā)展中較為重要”這個(gè)維度，均值為3.77，而在“應(yīng)用智能教學(xué)系統(tǒng)可以改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果”維度上，均值為3.82，都還有待提升。這說明有必要采取相關(guān)措施或建立相關(guān)制度進(jìn)一步提升教師對人工智能的有用性感知。

而在易用性感知的維度中，認(rèn)為在“教學(xué)中應(yīng)用智能教學(xué)系統(tǒng)不需要花太多的時(shí)間和精力”的均值最低，僅為2.9，這說明很多教師認(rèn)為人工智能教學(xué)可能要花費(fèi)非常多的時(shí)間和精力，這也是目前實(shí)際行為均值低的重要原因之一。

感知行為控制維度，均值也非常低，包括“我具有人工智能教學(xué)的相關(guān)條件（智能教學(xué)系統(tǒng)、軟硬件條件等）”均值僅為3.10，“學(xué)?；蚱渌M織為我使用智能教學(xué)系統(tǒng)提供指導(dǎo)或幫助”維度均值為3.27，這都說明了改善外部支持的必要性。

針對上述問題，筆者認(rèn)為可進(jìn)行以下嘗試：

1.引進(jìn)智能教學(xué)系統(tǒng)，并進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)

雖然人工智能已成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)之一，但很多教師還是停留在概念階段，真正使用過智能教學(xué)系統(tǒng)的教師還不多?？梢試L試引進(jìn)智能教學(xué)系統(tǒng)，教師們進(jìn)行試用，并安排相關(guān)人員對教師進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)，提高教師對人工智能的認(rèn)識。

本次調(diào)研發(fā)現(xiàn)，教師對人工智能教學(xué)的了解還較欠缺（均值僅為3.00），這不利于人工智能在教學(xué)中的深入應(yīng)用。如果教師對人工智能教學(xué)的重要性以及如何操作等方面缺乏了解，就很難談得上對人工智能系統(tǒng)的使用。可以采取宣傳、講座、沙龍、研討會等多種形式增進(jìn)教師對人工智能的了解和掌握。

此外，還應(yīng)建立專門的虛擬網(wǎng)絡(luò)社區(qū)。學(xué)校應(yīng)建立專門的教育信息化論壇，教師可以通過論壇交流討論，同時(shí)論壇可以共享相關(guān)資源等。專門開設(shè)人工智能教育版塊，指定專門人員進(jìn)行管理，邀請相關(guān)專家進(jìn)行答疑解惑，鼓勵(lì)教師試用智能教學(xué)系統(tǒng)。目前有一些人工智能教育系統(tǒng)可以免費(fèi)試用，可以鼓勵(lì)教師試用這些產(chǎn)品。

2.加強(qiáng)智能教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)

目前人工智能技術(shù)有待完善，適用于各專業(yè)教學(xué)的人工智能教學(xué)系統(tǒng)還較為缺乏，這直接限制了人工智能教學(xué)的深入發(fā)展和教師對人工智能教學(xué)系統(tǒng)的使用，人工智能教學(xué)系統(tǒng)還有待開發(fā)。

要加強(qiáng)人工智能模型和算法的研究，包括機(jī)器學(xué)習(xí)算法等，加強(qiáng)知識庫的建設(shè)。應(yīng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的對接，不斷豐富和完善人工智能教學(xué)的覆蓋范圍和功能體系。要創(chuàng)新機(jī)制，多元投入，實(shí)現(xiàn)人工智能系統(tǒng)應(yīng)用和技術(shù)的發(fā)展相互結(jié)合，互相推動。應(yīng)對學(xué)校人工智能教學(xué)需求（包括管理者、師生等）進(jìn)行充分調(diào)研，在此基礎(chǔ)上開發(fā)適合教育發(fā)展需求的人工智能教學(xué)系統(tǒng)。

3.構(gòu)建人工智能培訓(xùn)課程體系

對教師進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，要讓教師不僅明白如何用，而且要知道為什么這樣用。不僅要對教師講授如何操作人工智能教學(xué)輔助系統(tǒng)以及人工智能教學(xué)系統(tǒng)的使用模式等，還要講授人工智能系統(tǒng)的技術(shù)組成和原理，這樣有利于人工智能技術(shù)在教學(xué)中的深入應(yīng)用。

《教育信息化2.0行動計(jì)劃》指出：“完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，充實(shí)適應(yīng)信息時(shí)代、智能時(shí)代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容”。2018年7月，科大訊飛和西北師范大學(xué)、北京師范大學(xué)出版社共同發(fā)布了全球首本初中版人工智能教材——《人工智能（初中版）》，這是一個(gè)非常好的開始，各校可以根據(jù)自己的情況構(gòu)建校本人工智能培訓(xùn)課程體系。

4.制定相關(guān)的政策

應(yīng)建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制。激勵(lì)機(jī)制的缺乏是目前阻礙信息化發(fā)展的一個(gè)重要因素。學(xué)?？稍谠u優(yōu)評獎、職稱評定等方面進(jìn)行考核，對信息化教學(xué)方面突出的、引領(lǐng)信息化發(fā)展的教師給予相應(yīng)的獎勵(lì)?？梢栽O(shè)立相應(yīng)的信息化教學(xué)表現(xiàn)突出獎。而在訪談中，一些教師表示人工智能教學(xué)系統(tǒng)的使用雖然對提升教學(xué)效果有一定的促進(jìn)作用，但相關(guān)的管理政策還不完善，例如教師開展人工智能教學(xué)有時(shí)需要花費(fèi)大量的時(shí)間備課、準(zhǔn)備，而教師的工作量卻無法得到體現(xiàn)，這從某種程度上降低了教師的積極性。學(xué)?？梢赃m度增加人工智能教學(xué)課時(shí)，從工作量上加以體現(xiàn)，這無疑在一定程度上提升了教師參與人工智能教學(xué)的積極性。