基于教師培訓(xùn)與專(zhuān)業(yè)發(fā)展視角的人工智能教育與創(chuàng)新人才培養(yǎng)

孫華 鄭旭東

摘要：人工智能教育是培養(yǎng)新一代創(chuàng)新人才的重要途徑，培養(yǎng)具有人工智能教育素養(yǎng)的高質(zhì)量教師隊(duì)伍是提升人工智能教育水平、培養(yǎng)智能時(shí)代創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。結(jié)合人工智能教育未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，本文提出了重構(gòu)人工智能教師培訓(xùn)體系，促進(jìn)人工智能教師可持續(xù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的建議：更新教育理念，重構(gòu)培訓(xùn)目標(biāo)；打造智能環(huán)境，支撐精準(zhǔn)培訓(xùn)；注重培訓(xùn)分級(jí)，創(chuàng)新培訓(xùn)方法；加強(qiáng)效果評(píng)價(jià)，提升培訓(xùn)效益。

關(guān)鍵詞：人工智能；教師發(fā)展；教師培訓(xùn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-7164（2021）06-0115-02

當(dāng)今世界，科技日新月異，以人工智能為代表的新一輪信息科技革命正深刻改變?nèi)祟?lèi)的生活和學(xué)習(xí)方式，推動(dòng)社會(huì)對(duì)人才需求發(fā)生巨大變化，從根本上改變了人才培養(yǎng)目標(biāo)?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》提出：“廣泛開(kāi)展人工智能科普活動(dòng)，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程?！迸囵B(yǎng)一批具備扎實(shí)人工智能學(xué)科知識(shí)和教育教學(xué)技能，能勝任智能時(shí)代人才培養(yǎng)需求的高水平教師，成為推進(jìn)新時(shí)代人工智能教育的迫切需求。

一、人工智能教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑

習(xí)近平總書(shū)記在致2019年國(guó)際人工智能與教育大會(huì)的賀信中指出：“把握全球人工智能發(fā)展態(tài)勢(shì)，找準(zhǔn)突破口和主攻方向，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。”[1]《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出把握人工智能發(fā)展新階段國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略主動(dòng)，把高端人才隊(duì)伍建設(shè)作為人工智能發(fā)展的重中之重[2]。如果說(shuō)高端人才隊(duì)伍是人工智能人才培養(yǎng)金字塔上的塔尖，那么在中小學(xué)階段開(kāi)展人工智能教育，造就大批具備人工智能素養(yǎng)的新人，則是一項(xiàng)拓寬金字塔基座的基礎(chǔ)性工作。

伴隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，知識(shí)的更迭更加迅速，人們獲取信息的渠道更加多樣，人機(jī)交互更加協(xié)同，教育將更加關(guān)注人的創(chuàng)新能力、自主發(fā)展和社會(huì)參與能力[3]，尤其是解決復(fù)雜問(wèn)題和適應(yīng)不可預(yù)測(cè)情境的高階能力[4]。當(dāng)傳統(tǒng)意義上人才培養(yǎng)的“3R”（讀、寫(xiě)、算）能力架構(gòu)不能滿足社會(huì)發(fā)展和生存需要時(shí)，包括溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、批判性思維以及創(chuàng)造與創(chuàng)新能力的“4C”模型就成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)新的目標(biāo)導(dǎo)向。

培養(yǎng)大批新一代創(chuàng)新人才，人工智能教育肩負(fù)著當(dāng)仁不讓的歷史責(zé)任，為新一代創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了路徑。以新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)教育變革，創(chuàng)新教育教學(xué)和管理體系，是應(yīng)對(duì)新時(shí)期創(chuàng)新人才培養(yǎng)挑戰(zhàn)的必然選擇。教育正在經(jīng)歷一場(chǎng)深層次變革，新一代人工智能在相關(guān)學(xué)科發(fā)展、理論建模、技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐等方面的發(fā)展引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄?，突出表現(xiàn)在泛在智能學(xué)習(xí)環(huán)境得到深化應(yīng)用、基于數(shù)據(jù)的智能管理支撐教育科學(xué)決策等多個(gè)方面。以人工智能的技術(shù)手段支撐人工智能教育的創(chuàng)新實(shí)踐，培養(yǎng)時(shí)代所需的創(chuàng)新人才，成為亟待解決的重大現(xiàn)實(shí)任務(wù)。

二、教師是人工智能教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵支撐

高質(zhì)量教師隊(duì)伍對(duì)提升人才培養(yǎng)質(zhì)量具有關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)意義上對(duì)教師能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本要求包括兩部分：學(xué)科知識(shí)與教學(xué)法[5]。進(jìn)入信息時(shí)代后，信息技術(shù)工具在教育教學(xué)中的應(yīng)用不斷廣泛和深入，社會(huì)對(duì)教師能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求又加入了信息技術(shù)應(yīng)用這一維度，從而構(gòu)成“整合了技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)”，即TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge）這一信息時(shí)代教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的新框架[6]。基于TPACK這一新框架，新一代人工智能教師不僅需要具備扎實(shí)的人工智能及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)知識(shí)、學(xué)科教學(xué)法知識(shí)，還要能夠駕馭包括人工智能在內(nèi)的各種信息化教育教學(xué)手段，特別是能夠利用人工智能的技術(shù)手段，不斷創(chuàng)新人工智能教育的模式與方法。

利用人工智能的技術(shù)手段從事人工智能教育，要求人工智能教師必須具備基本的人工智能教育素養(yǎng)。具體來(lái)說(shuō)，主要包括與多樣化教育場(chǎng)景相匹配的人工智能意識(shí)、人工智能知識(shí)、人工智能技術(shù)應(yīng)用能力，同時(shí)還要恪守人工智能的倫理道德與安全準(zhǔn)則。在當(dāng)前的教育實(shí)踐中，人技協(xié)作、人機(jī)共教作為重要發(fā)展方向，推動(dòng)著智能時(shí)代的教師角色定位不斷轉(zhuǎn)換和能力持續(xù)更新。由于人工智能技術(shù)讓教師從相對(duì)低端的智力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，包括批改作業(yè)、日常答疑、批量組卷等在內(nèi)的繁重簡(jiǎn)單勞動(dòng)被技術(shù)代替，識(shí)記、理解、應(yīng)用方面的知識(shí)傳授職能可以越來(lái)越多地借助技術(shù)完成，教師便從知識(shí)的傳授者成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者、參與者和引導(dǎo)者。從這一意義上來(lái)說(shuō)，人工智能教育素養(yǎng)的提升是智能時(shí)代高水平人工智能教師隊(duì)伍建設(shè)的必由之路。

三、培訓(xùn)創(chuàng)新促進(jìn)人工智能教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展策略

人工智能教育素養(yǎng)提升和高水平人工智能教師隊(duì)伍建設(shè)離不開(kāi)高水平的教師培訓(xùn)。本文提出重構(gòu)人工智能教師培訓(xùn)體系的幾條策略，以切實(shí)提升培訓(xùn)質(zhì)量，促進(jìn)人工智能教師可持續(xù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展，進(jìn)而更好地推動(dòng)人工智能教育實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)新一代創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

（一）更新教育理念，重構(gòu)培訓(xùn)目標(biāo)

高素質(zhì)人工智能教師隊(duì)伍建設(shè)，首先要確立新的人工智能教育理念。用人、工、智、能這4個(gè)字可以重新詮釋人工智能教育的新理念：“人”意味著人工智能教育必須以人為本，以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展作為根本出發(fā)點(diǎn)；“工”意味著技術(shù)賦能，即要在人工智能教育實(shí)踐中利用人工智能技術(shù)；“智”意味著人工智能教育要尤其關(guān)注認(rèn)知發(fā)展這一學(xué)校教育的主要方面；“能”意味著人工智能教育要堅(jiān)持素質(zhì)教育增進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力這一基本目標(biāo)導(dǎo)向。高校應(yīng)以“整合了技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)”（TPACK）作為基本框架，結(jié)合人工智能領(lǐng)域的最新前沿進(jìn)展，重構(gòu)人工智能教師培訓(xùn)的目標(biāo)體系，形成一系列可觀察與可測(cè)量的培訓(xùn)目標(biāo)，將人工智能知識(shí)、能力與素養(yǎng)貫通式的提升作為重心，增強(qiáng)教師的人工智能技術(shù)運(yùn)用水平和教育教學(xué)創(chuàng)新能力。

（二）打造智能環(huán)境，支撐精準(zhǔn)培訓(xùn)

高校應(yīng)注重發(fā)揮人工智能技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)，以人工智能的方式培養(yǎng)新一代人工智能教師隊(duì)伍，通過(guò)人工智能技術(shù)在教師培訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建過(guò)程中的全方位應(yīng)用，對(duì)培訓(xùn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，輔助科學(xué)決策，進(jìn)行精細(xì)管理，開(kāi)展精準(zhǔn)培訓(xùn)。首先，高校可利用各種人工智能的技術(shù)手段，打造智能化的培訓(xùn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)物理空間和虛擬空間的融合，為參訓(xùn)教師提供智能化的學(xué)習(xí)工具，優(yōu)化人工智能教師教育的基礎(chǔ)環(huán)境。其次，借助人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)智能化、泛在化的學(xué)習(xí)平臺(tái)和教輔工具，提供基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的場(chǎng)景化、沉浸式培訓(xùn)學(xué)習(xí)資源，優(yōu)化參訓(xùn)教師的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。此外，高校還需利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，對(duì)教師在教學(xué)、開(kāi)展科技活動(dòng)、教研、管理等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行伴隨式靜默采集，并利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)形成教師個(gè)體和群體畫(huà)像。這樣一方面可以促進(jìn)培訓(xùn)管理的精細(xì)化，為培訓(xùn)內(nèi)容與培訓(xùn)活動(dòng)的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐，還可以在培訓(xùn)過(guò)程中為參訓(xùn)教師提供精準(zhǔn)的支持服務(wù)。

（三）注重培訓(xùn)分級(jí)，創(chuàng)新培訓(xùn)方法

高校可結(jié)合中國(guó)科協(xié)和教育部門(mén)的各級(jí)各類(lèi)教師培訓(xùn)項(xiàng)目，按照國(guó)家示范、省市統(tǒng)籌、區(qū)縣負(fù)責(zé)、學(xué)校自主、全員參與的實(shí)施路徑，采取校本研修、區(qū)域研討、教師選學(xué)等多種方式，進(jìn)行人工智能教師的全員培訓(xùn)，全面增強(qiáng)教師開(kāi)展人工智能教育的能力，加強(qiáng)培訓(xùn)成果向教學(xué)實(shí)踐的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，促進(jìn)人工智能教學(xué)、比賽、教研和培訓(xùn)的常態(tài)化協(xié)同。以區(qū)域?yàn)閱挝?，高?？山M建“骨干引領(lǐng)、學(xué)科聯(lián)動(dòng)、團(tuán)隊(duì)互助、整體提升”的人工智能教師研修共同體，加強(qiáng)隱性教學(xué)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的共享與傳遞；以人工智能及相關(guān)學(xué)科教學(xué)為核心，以實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，以專(zhuān)題研修為抓手，推進(jìn)人工智能教育相關(guān)軟硬件設(shè)備和數(shù)字資源的常態(tài)化應(yīng)用培訓(xùn)；關(guān)注不同層次的人工智能教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的多樣化需求，讓不同層級(jí)的人工智能教師參與不同層次的培訓(xùn)，設(shè)置相對(duì)應(yīng)的培訓(xùn)目標(biāo)，安排不同的培訓(xùn)內(nèi)容，采取不同的培訓(xùn)形式，增強(qiáng)培訓(xùn)的針對(duì)性和個(gè)性化；促進(jìn)人工智能教師培訓(xùn)體系的多樣化發(fā)展，注重不同層級(jí)培訓(xùn)體系的相互銜接與協(xié)同；利用“互聯(lián)網(wǎng)+”匯聚人工智能教師培訓(xùn)的優(yōu)質(zhì)資源，建立中小學(xué)校優(yōu)秀教師、高校學(xué)科專(zhuān)家、省市縣活動(dòng)骨干“多體聯(lián)動(dòng)”的人工智能教師培訓(xùn)隊(duì)伍，形成“個(gè)人-學(xué)校-社區(qū)”三者相互支撐的培訓(xùn)共同體，為參訓(xùn)者提供多層次的培訓(xùn)服務(wù)。

（四）加強(qiáng)效果評(píng)價(jià)，提升培訓(xùn)效益

高?？山⒁袁F(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，基于證據(jù)的人工智能教師培訓(xùn)評(píng)價(jià)體系，推動(dòng)人工智能教師培訓(xùn)的評(píng)價(jià)從注重結(jié)果評(píng)價(jià)到結(jié)果評(píng)價(jià)與過(guò)程評(píng)價(jià)相結(jié)合，從基于小樣本數(shù)據(jù)或片段化信息的推測(cè)轉(zhuǎn)向基于全方位、全程化數(shù)據(jù)的證據(jù)性決策；利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，對(duì)人工智能教師培訓(xùn)進(jìn)行全過(guò)程、全方位的過(guò)程監(jiān)控與質(zhì)量管理，不斷提高培訓(xùn)效果評(píng)價(jià)的便捷化、科學(xué)化和智能化水平，增強(qiáng)針對(duì)性和實(shí)效性，避免給參訓(xùn)教師增加負(fù)擔(dān)，干擾正常培訓(xùn)秩序；利用大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)分析技術(shù)開(kāi)展大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)程、全樣本的人工智能教師培訓(xùn)評(píng)價(jià)，通過(guò)對(duì)多維度、大數(shù)量培訓(xùn)數(shù)據(jù)的深度挖掘與科學(xué)分析，形成“全樣本數(shù)據(jù)+復(fù)雜模型+歸納分析+可視化反饋”的培訓(xùn)評(píng)價(jià)新模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)中央人民政府.習(xí)近平向國(guó)際人工智能與教育大會(huì)致賀信[EB/OL].（2019-05-06）[2020-12-11]. http：//www.gov.cn/xinwen/2019-05/16/content_5392134.htm.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知[EB/OL].（2017-08-30）[2020-12-15]. http：//www.moe.gov.cn/s78/A16/s5886/xtp_left/s5895/2017 08/t20170830_312730.html.

[3]楊宗凱.以信息化全面推動(dòng)教育現(xiàn)代化：教育技術(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的歷史擔(dān)當(dāng)[J].電化教育研究，2018（01）：5-11.

[4]張華.論核心素養(yǎng)的內(nèi)涵[J].全球教育展望，2016，45（04）：10-24.

[5]Shulman，L. Knowledge and Teaching： Foundations of the new Reform[J]. Harvard Educational Review，1987，57（01）：1-23.

[6]Koehler，M.，& Mishra，P. What is Technological Pedagogical Content Knowledge（TPACK）[J]. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education，2009，9（01）：60-70.

（責(zé)任編輯：向志莉）