教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程構(gòu)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(rèn)識(shí)到智能技術(shù)賦能教育改革的巨大潛力。作為智能技術(shù)的教學(xué)實(shí)施主體，中小學(xué)教師在人工智能賦能教學(xué)實(shí)施方面具有關(guān)鍵性作用，智能時(shí)代的到來(lái)對(duì)于教師素養(yǎng)也提出了新要求。聯(lián)合國(guó)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(jī)遇》等文件報(bào)告，明確提出人工智能賦能教育教學(xué)成為未來(lái)教育發(fā)展趨勢(shì)，要不斷提高教師的智能素養(yǎng)。但當(dāng)前對(duì)于教師智能素養(yǎng)的培養(yǎng)缺乏明確、系統(tǒng)的理念與機(jī)制，導(dǎo)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(guān)文獻(xiàn)整理和實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能培訓(xùn)課程內(nèi)容研制的原則，構(gòu)建了中小學(xué)教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程體系，設(shè)計(jì)了課程內(nèi)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(gè)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)變，體現(xiàn)的是教師信息素養(yǎng)在不同技術(shù)發(fā)展階段的演變過程。在教育信息化的初步發(fā)展時(shí)期，需要教師具備計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)、操作技能以及對(duì)信息的情感態(tài)度價(jià)值觀等信息素養(yǎng)；到大數(shù)據(jù)在教育教學(xué)中的深度應(yīng)用階段，更強(qiáng)調(diào)教師具備對(duì)教育數(shù)據(jù)的收集、整理、分析應(yīng)用以改進(jìn)教學(xué)、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果等數(shù)據(jù)素養(yǎng)；再到人工智能技術(shù)飛速發(fā)展的智能時(shí)代，人工智能與教育教學(xué)的深度融合對(duì)應(yīng)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(shí)代的新表征，是在傳統(tǒng)教師信息素養(yǎng)概念基礎(chǔ)上的創(chuàng)新及拓展。

當(dāng)前研究表明，智能素養(yǎng)的內(nèi)涵包含兩個(gè)明顯的特征：一是智能素養(yǎng)具有明顯的時(shí)代特征，體現(xiàn)了智能時(shí)代對(duì)個(gè)體的需求，是公民為適應(yīng)智能時(shí)代的發(fā)展而必須具備的關(guān)鍵能力和必備品質(zhì)；二是智能素養(yǎng)構(gòu)成要素多維，包括智能知識(shí)、智能能力和智能態(tài)度倫理，多個(gè)維度之間相互影響、不可分割。因此，對(duì)于教師智能素養(yǎng)培養(yǎng)的課程體系的設(shè)計(jì)需要從不同維度入手，緊跟智能新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)，積極落實(shí)提升教師智能素養(yǎng)的時(shí)代要求。

二、教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程體系構(gòu)建原則

1.培訓(xùn)目標(biāo)：指向“三維結(jié)構(gòu)”，突出“層次性”

在培養(yǎng)目標(biāo)上，本研究將教師智能素養(yǎng)劃分為三個(gè)結(jié)構(gòu)維度，分別是智能知識(shí)、智能技能及智能態(tài)度與倫理。智能知識(shí)是逐步形成智能素養(yǎng)的前提和基礎(chǔ)，即教師需要掌握有關(guān)人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)，包括人工智能來(lái)源發(fā)展、內(nèi)涵定義、經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)等。智能技能是教師能夠識(shí)別、分析、應(yīng)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(guān)人工智能倫理與規(guī)范，正確處理人工智能帶來(lái)的各種社會(huì)倫理問題等。

當(dāng)前我國(guó)中小學(xué)人工智能教師隊(duì)伍面臨專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備、技術(shù)運(yùn)用水平及教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)參差不齊的狀況。為了解決不同水平教師的需求，實(shí)現(xiàn)不同基礎(chǔ)之間螺旋式的知識(shí)銜接，本研究在參照發(fā)展目標(biāo)的基礎(chǔ)上，將智能素養(yǎng)課程體系從易到難劃分為初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)三個(gè)不同的階段，不同階段培訓(xùn)課程對(duì)應(yīng)不同的智能素養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容，不同層次的培訓(xùn)課程之間層層遞進(jìn)，可為不同基礎(chǔ)的教師提供個(gè)性化、自適應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容。

2.培訓(xùn)內(nèi)容：由“學(xué)科本位”轉(zhuǎn)向“跨界融合”

人工智能本身具有深度融合、高度交叉、極度復(fù)雜的特點(diǎn)，同時(shí)又具有技術(shù)屬性和社會(huì)屬性，這就決定了人工智能教育必須依靠跨學(xué)科的交叉整合?？鐚W(xué)科融合需要教師具有較強(qiáng)的跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)能力，因此不僅需要對(duì)教師進(jìn)行人工智能相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，還要培訓(xùn)教師如何將人工智能知識(shí)融入具有不同學(xué)科特點(diǎn)的教學(xué)課程中，從而設(shè)計(jì)出更具情景化的教學(xué)活動(dòng)。這不僅能實(shí)現(xiàn)教師學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和人工智能知識(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，對(duì)于學(xué)校來(lái)說，也有利于開設(shè)具有多學(xué)科融合特色的校本課程。

3.培養(yǎng)方式：由“靜態(tài)陳述”轉(zhuǎn)向“情境驅(qū)動(dòng)”

在傳統(tǒng)的培訓(xùn)過程中，主要是以專家、經(jīng)驗(yàn)豐富的教師為主體開展各類專題講座，以靜態(tài)的知識(shí)傳授為主?；谡鎸?shí)情境的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式培訓(xùn)將學(xué)習(xí)者置于與生活、社會(huì)實(shí)際有密切聯(lián)系的情境中，將培訓(xùn)內(nèi)容隱含在一個(gè)或幾個(gè)具有代表性的學(xué)習(xí)任務(wù)中，學(xué)習(xí)者在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，利用學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主探索或互動(dòng)合作，在完成學(xué)習(xí)任務(wù)中實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、操作性及趣味性。因此，本研究在不同級(jí)別課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)中，多采用現(xiàn)實(shí)生活中人工智能的經(jīng)典應(yīng)用案例來(lái)幫助教師領(lǐng)悟人工智能的價(jià)值取向和時(shí)代意義，并引導(dǎo)教師圍繞真實(shí)情境中的教學(xué)實(shí)踐案例進(jìn)行深入思考。通過情境驅(qū)動(dòng)式的參與讓教師切身體會(huì)到人工智能在教育教學(xué)中的深度應(yīng)用，從而形成對(duì)人工智能知識(shí)、技能、態(tài)度倫理的意義性建構(gòu)。

三、教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程體系框架

教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程體系是影響教師培訓(xùn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。本課程依據(jù)培訓(xùn)對(duì)象智能素養(yǎng)基礎(chǔ)起點(diǎn)水平的不同將其分為基礎(chǔ)課程培訓(xùn)、進(jìn)階課程培訓(xùn)及高級(jí)課程培訓(xùn)三個(gè)不同級(jí)別，基于三個(gè)不同級(jí)別的培訓(xùn)分別圍繞三個(gè)維度的發(fā)展目標(biāo)（智能知識(shí)、智能技能、智能態(tài)度與倫理）設(shè)計(jì)具體的培訓(xùn)內(nèi)容。多級(jí)別培訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)旨在滿足不同教師發(fā)展的個(gè)性化需求，教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程體系框架如圖1 所示。

圖1 教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程體系框架

基礎(chǔ)培訓(xùn)面向的對(duì)象是智能知識(shí)、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(jià)值意識(shí)和理性態(tài)度的同時(shí)，偏向于人工智能基礎(chǔ)知識(shí)及基礎(chǔ)操作技能培訓(xùn)。在基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域，主要包含人工智能的發(fā)展歷程、概念特征及典型應(yīng)用場(chǎng)景，幫助教師在整體上梳理對(duì)于人工智能的基礎(chǔ)認(rèn)知；在操作技能領(lǐng)域，熟悉操作各項(xiàng)人工智能軟硬件平臺(tái)及人工智能產(chǎn)品，培養(yǎng)教師初步的智能操作及應(yīng)用技能，為更深層次的進(jìn)階及高級(jí)培訓(xùn)奠定知識(shí)技能、態(tài)度倫理的基礎(chǔ)。

進(jìn)階培訓(xùn)面向的對(duì)象是在智能知識(shí)、智能技能及智能態(tài)度倫理方面有一定基礎(chǔ)的教師。在知識(shí)領(lǐng)域，教師在構(gòu)建有關(guān)人工智能基礎(chǔ)認(rèn)知之后，需要將人工智能的應(yīng)用聚焦于教育教學(xué)領(lǐng)域，了解人工智能賦能教育教學(xué)改革的創(chuàng)新案例及最新進(jìn)展，不斷更新教師的AI 認(rèn)知。在技能領(lǐng)域，需要教師掌握人工智能關(guān)鍵技術(shù)的原理及操作應(yīng)用，圍繞“數(shù)據(jù)、編程、算法”三要素開發(fā)具體內(nèi)容，最大限度地?cái)U(kuò)展教師關(guān)于人工智能的關(guān)鍵技能，并通過理論實(shí)踐相結(jié)合的方式，讓教師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中加深對(duì)于關(guān)鍵技能的掌握。在態(tài)度倫理領(lǐng)域，促進(jìn)教師開始關(guān)注人工智能的倫理道德規(guī)范、人工智能最新發(fā)展趨勢(shì)及前沿進(jìn)展，在體會(huì)人工智能獨(dú)特魅力的同時(shí)激發(fā)自身深度探索學(xué)習(xí)的欲望。

高級(jí)培訓(xùn)面向的對(duì)象是對(duì)智能知識(shí)、智能技能及智能態(tài)度倫理有較高程度認(rèn)知和理解的教師。與前兩個(gè)階段培訓(xùn)課程內(nèi)容相比，這一階段課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的教育教學(xué)融合性，更貼近于教師教學(xué)改革與創(chuàng)新的需要。在知識(shí)領(lǐng)域，為促進(jìn)教師向“研究型”教師轉(zhuǎn)變，開展關(guān)于人工智能課題申報(bào)、實(shí)踐、論文寫作等一系列內(nèi)容培訓(xùn)。在操作技能領(lǐng)域，開展包括整合AI 的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)，解決智能時(shí)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(lǐng)域，需要教師對(duì)出現(xiàn)的人工智能社會(huì)問題進(jìn)行理性的批判反思，對(duì)于人與機(jī)器的關(guān)系有自己的理解與思考，樹立“人機(jī)協(xié)同”的思想。

在培訓(xùn)課程的實(shí)施過程中，采取“線上線下相結(jié)合的情境驅(qū)動(dòng)”培訓(xùn)方式，除了組織規(guī)?；募信嘤?xùn)之外，還需將課程進(jìn)行精心組織和設(shè)計(jì)，通過錄課以MOOC的形式發(fā)送到平臺(tái)上，以實(shí)現(xiàn)更大程度的教師專業(yè)發(fā)展。為了評(píng)估教師參與培訓(xùn)的有效性，需要從多維度評(píng)估教師的發(fā)展，可采用一系列質(zhì)性評(píng)價(jià)，而不僅僅依靠量表測(cè)量的數(shù)據(jù)衡量教師培訓(xùn)的效果。同時(shí)需強(qiáng)化對(duì)于教師的過程性描述評(píng)價(jià)，例如收集教師學(xué)習(xí)過程行為數(shù)據(jù)，盡可能地實(shí)現(xiàn)教師評(píng)價(jià)的科學(xué)化和規(guī)范化。

四、教師智能素養(yǎng)培訓(xùn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)示例

課程內(nèi)容是培訓(xùn)目標(biāo)的具體細(xì)化。本課程分為基礎(chǔ)培訓(xùn)、進(jìn)階培訓(xùn)以及高級(jí)培訓(xùn)三個(gè)培訓(xùn)課程，從智能知識(shí)、智能技能、智能態(tài)度與倫理三個(gè)層面介紹人工智能基礎(chǔ)知識(shí)、人工智能軟硬件平臺(tái)及產(chǎn)業(yè)的運(yùn)用與人工智能選題的分析與課題的申報(bào)等（詳見表1），以期提升人工智能時(shí)代教師的專業(yè)素養(yǎng)。

表1 培訓(xùn)課程專題內(nèi)容設(shè)計(jì)示例

基礎(chǔ)培訓(xùn)課程涉及四個(gè)專題。專題一是人工智能基礎(chǔ)認(rèn)知，旨在為教師普及人工智能基礎(chǔ)知識(shí)。專題二是智能素養(yǎng)基本知識(shí)，包括智能素養(yǎng)來(lái)源，與其他結(jié)構(gòu)相似的信息素養(yǎng)、數(shù)據(jù)素養(yǎng)的關(guān)系，智能素養(yǎng)的內(nèi)涵及動(dòng)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(xùn)導(dǎo)致核心目標(biāo)不清晰的狀況。專題四只涉及人工智能軟硬件平臺(tái)的操作及人工智能產(chǎn)品的操作，主要是讓教師體會(huì)感知人工智能的優(yōu)勢(shì)，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(jìn)階培訓(xùn)課程涉及五個(gè)專題。專題一、專題二與基礎(chǔ)培訓(xùn)課程相同，幫助教師增強(qiáng)有關(guān)人工智能和智能素養(yǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)。與專題一中人工智能在醫(yī)療、交通等經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景不同，專題三聚焦人工智能的教育應(yīng)用實(shí)踐，具體描述了人工智能在師生交互、個(gè)性化教學(xué)、教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)管理與決策的深度應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)人工智能對(duì)于教育教學(xué)變革的價(jià)值，旨在進(jìn)一步增強(qiáng)教師智能教育相關(guān)知識(shí)。與專題一相比，專題四中人工智能技術(shù)應(yīng)用進(jìn)一步深化，涉及具體的人工智能關(guān)鍵技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，包括可視化編程的操作、Python 高級(jí)語(yǔ)言編程的操作、機(jī)器學(xué)習(xí)原理及應(yīng)用等，進(jìn)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(chǔ)上，深入探索當(dāng)前的智能倫理熱點(diǎn)事件、智能倫理相關(guān)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(nèi)容。

高級(jí)培訓(xùn)課程涉及七個(gè)專題。專題一、專題二、專題三與進(jìn)階培訓(xùn)課程相同，旨在培養(yǎng)教師人工智能基礎(chǔ)知識(shí)。專題四中，將人工智能與教育教學(xué)深度融合，從整合AI 的學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)、整合AI 的教學(xué)實(shí)施與管理、整合AI 的教學(xué)診斷與評(píng)價(jià)三個(gè)方面提高教師的智能時(shí)代的教學(xué)能力，更具學(xué)科性、實(shí)用性。專題五中，為了順應(yīng)“研究型教師”的轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)了面向高級(jí)培訓(xùn)課程的課題研究，包括選題及申報(bào)渠道、課題申報(bào)書的撰寫、研究方法及實(shí)踐操作、課題論文的撰寫，體系化地呈現(xiàn)教師從課題申請(qǐng)到結(jié)項(xiàng)的全部?jī)?nèi)容，實(shí)踐意義較大。專題六中教師生成“人機(jī)協(xié)同”的理念，人工智能成為教師教學(xué)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(shí)操結(jié)合，通過具體任務(wù)示例驅(qū)動(dòng)教師應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問題，旨在加固教師所學(xué)知識(shí)和技能。

教師作為智能教育融合創(chuàng)新實(shí)施的中堅(jiān)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(xùn)的現(xiàn)實(shí)問題，確定了培訓(xùn)課程體系構(gòu)建原則，構(gòu)建了中小學(xué)教師智能素養(yǎng)提升培訓(xùn)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(xiàng)長(zhǎng)期性、系統(tǒng)性的“時(shí)代課題”。除了對(duì)應(yīng)的課程的開發(fā)外，國(guó)家及各級(jí)教育管理部門應(yīng)協(xié)同完善頂層設(shè)計(jì)，在頒布相應(yīng)政策法規(guī)的基礎(chǔ)上也要落實(shí)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(xùn)體制機(jī)制；加大研究力度，明確教師智能素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)維度，科學(xué)細(xì)化教師專業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)。