“AI+教育”背景下師范生培養(yǎng)新模式構(gòu)建與實(shí)踐研究

關(guān)鍵詞：人工智能；師范生培養(yǎng)；AI素養(yǎng)；AI能力

0 引言

2019年《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》指出：“互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展正在不斷重塑教育形態(tài)，知識(shí)獲取方式和傳授方式、教和學(xué)關(guān)系正在發(fā)生深刻變革?！?022年ChatGPT為代表的生成式人工智能（Artifi?cial Intelligence Generated Content，AIGC） [1]拉開(kāi)新一代信息技術(shù)的大幕，大模型迅猛發(fā)展，逐步滲透到各個(gè)領(lǐng)域。以人工智能為代表的現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)作為關(guān)鍵引擎引導(dǎo)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨向持續(xù)深入[2]，AI 促使教育培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生轉(zhuǎn)變：以知識(shí)為核心培養(yǎng)目標(biāo)向以人的發(fā)展為核心價(jià)值轉(zhuǎn)變[3]，AI素養(yǎng)[4]成為應(yīng)對(duì)智能時(shí)代所必需的技能。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生的通識(shí)知識(shí)、學(xué)科視野、數(shù)據(jù)編碼、場(chǎng)景應(yīng)用、解決復(fù)雜問(wèn)題等能力成為AI時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)力的新要點(diǎn)；AI知識(shí)、AI能力和看待AI 的態(tài)度等要素成為適應(yīng)智能社會(huì)所必備的素質(zhì)。

1“ AI+教育”的背景和挑戰(zhàn)

2018年教育部《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》強(qiáng)調(diào)，要構(gòu)建人工智能多層次教育體系。同年《教育部辦公廳關(guān)于開(kāi)展人工智能助推教師隊(duì)伍建設(shè)行動(dòng)試點(diǎn)工作的通知》首次提出“教師智能教育素養(yǎng)”的概念，其中提到“幫助教師把握人工智能技術(shù)進(jìn)展，推動(dòng)教師積極運(yùn)用人工智能技術(shù)”。人工智能賦能教育簡(jiǎn)稱(chēng)為“AI+教育”的核心價(jià)值是“改善學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、助力個(gè)性化培養(yǎng)，賦能教學(xué)、輔助教師工作，改善教育管理、優(yōu)化教育供給”最終目的是“培養(yǎng)具備智能素養(yǎng)、全面發(fā)展的學(xué)生”。

2022年中國(guó)教育科學(xué)研究院組織專(zhuān)家研制發(fā)布《中小學(xué)人工智能教師能力標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（后面簡(jiǎn)稱(chēng)《能力標(biāo)準(zhǔn)》） ，參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)文件，并結(jié)合我國(guó)人工智能教育發(fā)展實(shí)際，從人工智能理解與意識(shí)、基本知識(shí)、基本技能、問(wèn)題解決、教學(xué)實(shí)踐、倫理與安全等6個(gè)維度提出18項(xiàng)基本技能要求?！度斯ぶ悄芙逃{(lán)皮書(shū)》（簡(jiǎn)稱(chēng)《藍(lán)皮書(shū)》） 建議提高教師應(yīng)用人工智能教育技術(shù)的能力，認(rèn)為教育應(yīng)用層位于教育人工智能技術(shù)框架的最頂層，是各類(lèi)人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的集中體現(xiàn)。

同年，聯(lián)合國(guó)教科文“國(guó)際人工智能與教育”大會(huì)的主題為“促使人工智能賦能教師和變革教學(xué)”。人工智能被認(rèn)定為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要組成部分，教師是“情境反應(yīng)學(xué)習(xí)”（context-responsive learning op?tions） 的設(shè)計(jì)者、促進(jìn)者和指導(dǎo)者。“AI+教學(xué)”的能力框架包括人文價(jià)值、AI素養(yǎng)、AI與教學(xué)法、使用和創(chuàng)造AI工具以促進(jìn)學(xué)習(xí)、保護(hù)教師權(quán)利以及確保AI工具的倫理規(guī)范等關(guān)鍵領(lǐng)域。

在生成式人工智能AIGC時(shí)代背景下，如何構(gòu)建AI賦能的人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)“AI+教育”融合發(fā)展？師范類(lèi)院校作為培養(yǎng)教育人才的主力陣地，積極探索“AI+教育”師范生培養(yǎng)新模式順應(yīng)了時(shí)代需求和社會(huì)需求。接下來(lái)，以計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)公費(fèi)師范生的培養(yǎng)新模式的探索與實(shí)踐為切入點(diǎn)，以培養(yǎng)AI素養(yǎng)為導(dǎo)向，重構(gòu)課程體系、優(yōu)化培養(yǎng)機(jī)制。

2 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)師范生培養(yǎng)新模式建構(gòu)

以《普通高等學(xué)校師范類(lèi)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證實(shí)施辦法》為指南，結(jié)合《能力標(biāo)準(zhǔn)》《藍(lán)皮書(shū)》，對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)公費(fèi)師范生培養(yǎng)計(jì)劃和培養(yǎng)模式以“AI+”的方式重新定義，以培養(yǎng)“具備良好AI素養(yǎng)的中小學(xué)人工智能教師”為導(dǎo)向，重構(gòu)課程教學(xué)體系。具體內(nèi)容如圖1所示。

2.1 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)師范生的職業(yè)認(rèn)可感教育

2018 年 國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《教育部直屬師范大學(xué)生公費(fèi)教育實(shí)施辦法》，將原有履約任教服務(wù)期 10 年的“師范生免費(fèi)教育政策”調(diào)整為“師范生公費(fèi)教育政策”“服務(wù)期 6 年”。師范生培養(yǎng)內(nèi)涵也在轉(zhuǎn)變，一方面在招生選拔階段需要選擇對(duì)政策認(rèn)可度高、報(bào)考功利性低，真正熱愛(ài)教育事業(yè)的學(xué)生，才能保證生源質(zhì)量。另一方面，入學(xué)之后尤其是大學(xué)一年級(jí)要定期開(kāi)展教育教師的職業(yè)素養(yǎng)講座、培訓(xùn)。讓學(xué)生從心底里了解，理解一名計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的師范生在中學(xué)大有可為，尤其在當(dāng)前“人工智能+教育”的時(shí)代背景之下，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的師范生是中學(xué)人工智能技術(shù)的骨干力量。

2.2 以培養(yǎng)“AI 素養(yǎng)”為導(dǎo)向修訂人才培養(yǎng)計(jì)劃

在新版培養(yǎng)方案中將培養(yǎng)目標(biāo)聚焦未來(lái)發(fā)展：明確“全面掌握基礎(chǔ)教育的基本理論、基本規(guī)律和教學(xué)方法，系統(tǒng)掌握AI信息技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系，具有扎實(shí)的教學(xué)、教育和管理能力，成為中學(xué)生的AI信息技術(shù)啟蒙者和引路人”“能夠創(chuàng)新性地將AI技術(shù)融入信息技術(shù)教學(xué)過(guò)程，深入地鉆研AI技術(shù)領(lǐng)域的教育教學(xué)”“具有終身教育的意識(shí)，通過(guò)繼續(xù)教育和自主學(xué)習(xí)，能緊跟AI技術(shù)前沿動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，掌握AI技術(shù)教育改革的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，獲得適應(yīng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展能力。”落實(shí)到具體培養(yǎng)實(shí)踐上，新模式將以AI素養(yǎng)為導(dǎo)向，AI相關(guān)的6個(gè)維度18項(xiàng)能力指標(biāo)為驅(qū)動(dòng)。這里的能力指標(biāo)達(dá)標(biāo)程度定義為四級(jí)L0-L3，其中L0對(duì)應(yīng)的是了解、認(rèn)識(shí)的能力；L1對(duì)應(yīng)的是理解、識(shí)別、分析等能力和具備某種意識(shí)；L2對(duì)應(yīng)的是掌握、選擇、應(yīng)用、指導(dǎo)的能力；L3對(duì)應(yīng)的是設(shè)計(jì)、搭建、開(kāi)發(fā)的能力。

2.3“ AI+教育”重構(gòu)課程體系

現(xiàn)有課程體系中包括兩大類(lèi)：一類(lèi)是師范教育教學(xué)類(lèi)：教育學(xué)、心理學(xué)及學(xué)科教學(xué)法。另一類(lèi)是計(jì)算機(jī)核心課程如程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、編譯原理等。兩類(lèi)課程各自獨(dú)立，沒(méi)有融合點(diǎn)。重構(gòu)課程體系是根據(jù)“AI+教育”的特點(diǎn)，在師范教育類(lèi)課程中加入計(jì)算機(jī)技術(shù)（主要是AI技術(shù)）教學(xué)的可操作性的實(shí)例。依照《藍(lán)皮書(shū)》的設(shè)定，將AI素養(yǎng)相關(guān)內(nèi)容通過(guò)增設(shè)、替換，填充的方式對(duì)現(xiàn)有兩類(lèi)課程做優(yōu)化，提高AI素養(yǎng)與能力。

在優(yōu)化課程體系的同時(shí)，依據(jù)課程需要，將采用“理論+實(shí)操”的模式將課時(shí)靈活設(shè)定為“2+1”“2+2”的組合課時(shí)模塊，讓融合情境教學(xué)和教學(xué)實(shí)操容易落實(shí)，有助于學(xué)生通過(guò)實(shí)踐與反思，將知識(shí)內(nèi)化，建構(gòu)新認(rèn)知體系。

3“ AI+教育”的課程設(shè)計(jì)與實(shí)施實(shí)例

以教育類(lèi)專(zhuān)業(yè)核心課“信息學(xué)科課程與教學(xué)論”為例，給出教材資源、課程內(nèi)容、評(píng)價(jià)考核等方面的設(shè)計(jì)與實(shí)施方案。

3.1 建設(shè)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(shù)與課程深層次整合理論》（簡(jiǎn)稱(chēng)《課程理論》） 為教學(xué)理論指導(dǎo)藍(lán)本，引導(dǎo)師范生明確在中小學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)教學(xué)中的角色定位與核心教學(xué)理念。采用新課標(biāo)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》為教學(xué)實(shí)操指導(dǎo)書(shū)，中學(xué)信息課本必修模塊一與模塊四為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容參考書(shū)。線上資源集成“北京師范大學(xué)未來(lái)教育高精尖創(chuàng)新中心”資源、浦育AI平臺(tái)、“課程與教學(xué)論”“教學(xué)設(shè)計(jì)原理與方法”等MOOC資源，及其各類(lèi)AI工具資源共同構(gòu)成多元化的資源體系。

3.2 課程內(nèi)容與課時(shí)重組

采用教學(xué)理論研討+教學(xué)實(shí)操的“2+2”模式。將《課程理論》重組成不同主題模塊如“建構(gòu)主義理論”“教學(xué)結(jié)構(gòu)理論”“教學(xué)模式”“教學(xué)設(shè)計(jì)”“資源設(shè)計(jì)與應(yīng)用”等。每一模塊與新課標(biāo)、必修教材《數(shù)據(jù)與計(jì)算》與《人工智能初步》的內(nèi)容結(jié)合，將6維度18項(xiàng)能力融合，在教學(xué)實(shí)操中體現(xiàn)并作為考核依據(jù)。

3.3 課程評(píng)價(jià)與考核體系改良

評(píng)價(jià)與考核分為過(guò)程評(píng)價(jià)與期末考核，所占比重分別為40%與60%，其中，過(guò)程評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)學(xué)期，分為權(quán)重相同的4個(gè)部分：

（1） 教學(xué)設(shè)計(jì)，其中教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源利用都要求圍繞AI素養(yǎng)和能力指標(biāo)設(shè)計(jì)。

（2） 微格教學(xué)，實(shí)操中要求體現(xiàn)能夠運(yùn)用AI工具、平臺(tái)、模型[5]等要素。

（3） 同行互評(píng)，實(shí)踐中每個(gè)課程小組需要對(duì)每一名完成微格教學(xué)任務(wù)的師范生給出限定時(shí)間內(nèi)的教學(xué)評(píng)價(jià)，其中包括AI能力指標(biāo)的完成度。

（4） 考核訓(xùn)練，要求每個(gè)課題組提交一份紙版的考核資料，包括問(wèn)卷、答卷、評(píng)分細(xì)則，考核內(nèi)容，主要涉及新課標(biāo)指導(dǎo)下的AI知識(shí)與技能的教學(xué)理論與實(shí)操要點(diǎn)。

期末考核主要是教師結(jié)合考核大綱的培養(yǎng)指標(biāo)與師范生教學(xué)過(guò)程的實(shí)際情況，整合過(guò)程評(píng)價(jià)中的信息反饋進(jìn)行綜合性考核。對(duì)實(shí)際考核的結(jié)果進(jìn)行分析，可以看出：綜合性考核結(jié)果與師范生投入貢獻(xiàn)正相關(guān)。

3.4“ 以學(xué)生為中心o8kj9j64Tevc1luTECEPEXF+CgS8GdDlfM75DO8GWgc=，學(xué)生為主體”教學(xué)過(guò)程

教師在整個(gè)課程教學(xué)過(guò)程中所起到的作用是：推動(dòng)、促進(jìn)、觀察、總結(jié)提升。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程需要以主體身份開(kāi)展系列活動(dòng)，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(tái)及其AI智能體工具；AI主題的教學(xué)設(shè)計(jì)；課程小組集體研討；微格教學(xué)（15分鐘）；自我評(píng)價(jià)與他評(píng)；教學(xué)反思；考核訓(xùn)練；課程考核。其中自評(píng)和他評(píng)優(yōu)秀的同學(xué)完成錄課、視頻剪輯等工作。

3.5“ AI+”的賦能教學(xué)實(shí)踐

根據(jù)新課標(biāo)、《能力指標(biāo)》《藍(lán)皮書(shū)》的AI素養(yǎng)、AI 能力指標(biāo)要求，將AI學(xué)習(xí)內(nèi)容、主流工具、基本模型、常用平臺(tái)直接引入教學(xué)活動(dòng)。師范生完成從自主學(xué)習(xí)到熟練使用，同時(shí)能對(duì)教學(xué)實(shí)踐中使用、創(chuàng)建的資源進(jìn)行迭代、更新、分享、高效復(fù)用。

4 結(jié)論

AI代表解決社會(huì)生活中各種問(wèn)題的一種思維方式，以培養(yǎng)AI素養(yǎng)為導(dǎo)向全面提升師范生的專(zhuān)業(yè)能力。一方面，驅(qū)使計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的師范生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感、學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性得到充分提升。另一方面，在讓計(jì)算機(jī)類(lèi)與教育類(lèi)課程實(shí)現(xiàn)融合。在教學(xué)實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)中，通過(guò)AI賦能，將AI素養(yǎng)的培養(yǎng)和AI能力的提升轉(zhuǎn)化成具有實(shí)操性的教學(xué)實(shí)踐?！癆I+教育”模式的探索為“以人的發(fā)展為核心價(jià)值”教育實(shí)踐提供了有意義的參考。