師范生人工智能素養(yǎng)框架建構(gòu)研究

摘要：隨著AI技術(shù)在教育領(lǐng)域的深入應(yīng)用，其關(guān)鍵在于培養(yǎng)具備全面AI素養(yǎng)的師范生，以應(yīng)對教育和技術(shù)的持續(xù)融合并提高教育系統(tǒng)對技術(shù)變革的適應(yīng)能力。本研究通過文獻綜述方法，分析了國內(nèi)外的學術(shù)研究和相關(guān)政策，旨在構(gòu)建一個針對師范生這一群體的AI素養(yǎng)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(guān)聯(lián)且相輔相成的維度，共同構(gòu)成了適應(yīng)當前AI背景下師范生需求的AI素養(yǎng)框架。

關(guān)鍵詞：AI素養(yǎng)；AI素養(yǎng)框架；師范生

引言

近年來，隨著人工智能（簡稱為“AI”）的高速發(fā)展以及在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，特別是生成式AI的出現(xiàn)，對教育公平、教育質(zhì)量、教育創(chuàng)新產(chǎn)生了影響[1]。教育部部長懷進鵬表示：“對教育系統(tǒng)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(zhàn)，我認為要想更好地抓住機遇、應(yīng)對挑戰(zhàn)，就必須積極擁抱科技與產(chǎn)業(yè)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(yǎng)會直接影響到未來的教學質(zhì)量，因此，構(gòu)建一個專為師范生設(shè)計的AI素養(yǎng)框架，以適應(yīng)技術(shù)和教育的融合，顯得尤為重要。

一、AI素養(yǎng)的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)

（一）AI素養(yǎng)的內(nèi)涵

目前學界尚未對AI素養(yǎng)的內(nèi)涵形成統(tǒng)一界定，這顯示了不同學科背景的研究人員在理解AI技術(shù)上具有多樣性。張銀榮認為AI素養(yǎng)旨在培養(yǎng)個體適應(yīng)智能時代的基本能力[2]。楊鴻武認為AI素養(yǎng)旨在培養(yǎng)能夠有效利用AI技術(shù)，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(yǎng)能夠在AI時代勝任并負責任地使用這些技術(shù)的公

民[4]。鐘柏昌認為AI素養(yǎng)強調(diào)了在AI教育中不僅要注重技術(shù)和知識的傳授，還要深入考慮學生的情感發(fā)展、倫理意識和思維方式的培養(yǎng)[5]。各學者的觀點雖然各有側(cè)重點，但都強調(diào)了AI素養(yǎng)應(yīng)幫助個體適應(yīng)AI時代的基本能力和對AI技術(shù)的有效利用及承擔相應(yīng)的倫理責任。筆者認為AI素養(yǎng)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(yǎng)個體在AI時代中的適應(yīng)性以及責任感。

（二）AI素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)

上文已對AI素養(yǎng)的內(nèi)涵進行了界定，下文將探討AI素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)，即這些維度如何組織成為一個系統(tǒng)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(guān)的內(nèi)容，例如，AI歷史發(fā)展、技術(shù)原理和應(yīng)用領(lǐng)域等基礎(chǔ)知識[7]。人們應(yīng)對AI的歷史、技術(shù)原理知識有一定的了解，以便在其應(yīng)用領(lǐng)域有一定的認識。從核心素養(yǎng)視角看，AI知識屬于文化基礎(chǔ)上的人文底蘊，主要是指學生在學習和運用人文領(lǐng)域知識和技能等方面所形成的基本能力、情感態(tài)度和價值取向[8]。AI時代的人文底蘊體現(xiàn)在學生在掌握和應(yīng)用AI知識及技能的過程中，逐漸形成對于AI的態(tài)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(jīng)濟、教育等方面的價值[9]。通過了解AI在不同領(lǐng)域的具體價值，社會各界能更全面地評估和利用這些技術(shù)，推動經(jīng)濟增長、教育改革和科學發(fā)展。

2.AI技能

AI技能是指在實踐過程中分析、應(yīng)用和創(chuàng)造AI的能力，包括應(yīng)用、評估和開發(fā)的技能。應(yīng)用AI的技能指利用AI工具得到答復、使用AI大模型來實現(xiàn)目標，負責任地使用AI[10]。個體應(yīng)該熟練使用與日常生活相關(guān)的AI應(yīng)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(yīng)具備評估AI工具的技能和局限性的能力。從核心素養(yǎng)視角看，上述技能均屬于自主發(fā)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(shù)字化生存能力，具備網(wǎng)絡(luò)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(fā)AI的技能是指在實踐的基礎(chǔ)上使用AI或開發(fā)新的AI項目。例如，一名教師利用現(xiàn)有的AI技術(shù)，發(fā)現(xiàn)不能滿足自身需求，于是這名教師利用已有的AI知識開發(fā)出符合自身適用的AI工具。開發(fā)AI技術(shù)的技能符合核心素養(yǎng)下自主發(fā)展中的勤于反思部分——勤于反思是指對自己的學習狀態(tài)進行審視的意識和習慣，善于總結(jié)經(jīng)驗； 能夠根據(jù)不同情境和自身實際，選擇或調(diào)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(fā)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(shè)計思維和系統(tǒng)思維緊密相連，共同構(gòu)建了適應(yīng)終身及全面發(fā)展所需的關(guān)鍵技能[11]。工程思維和設(shè)計思維是開發(fā)AI應(yīng)用的關(guān)鍵，常合并為“工程設(shè)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(shù)，實現(xiàn)“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(shù)。系統(tǒng)思維則滲透工程設(shè)計思維、計算思維，共同作用于系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)的全過程，要求學生能從控制反饋的視角理解AI的構(gòu)成和功能特點。從核心素養(yǎng)視角來看，上述思維屬于社會參與的實踐創(chuàng)新部分——實踐創(chuàng)新是指在日?；顒?、問題解決、適應(yīng)挑戰(zhàn)等方面所形成的實踐能力、創(chuàng)新意識和行為表現(xiàn)。通過整合工程設(shè)計思維、計算思維和系統(tǒng)思維，學生不僅能夠掌握AI技術(shù)的核心知識和技能，還能夠培養(yǎng)解決復雜問題的能力和創(chuàng)造力。

4.AI倫理

AI倫理關(guān)注如何規(guī)范使用AI技術(shù)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(guān)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(zhì)是一種思維方式，其根本體現(xiàn)的是主體對自身和外界的持續(xù)認知、反思、批判、克服和監(jiān)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(yīng)理性看待AI技術(shù)，運用批判性思維，遵循其發(fā)展規(guī)律，并接受AI。AI公平意識是指AI是為人民服務(wù)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(yǎng)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(guān)系方面所形成的情感態(tài)度、價值取向和行為方式?，F(xiàn)在，強調(diào)責任感尤為重要。在AI技術(shù)提供便利的同時，確保它們服務(wù)于全人類，而非只追求利益，這取決于人們?nèi)绾卫斫庳熑巍?/p>

二、師范生AI素養(yǎng)框架建構(gòu)

基于對AI素養(yǎng)的討論，本章節(jié)將詳述構(gòu)建一個針對師范生的AI素養(yǎng)框架，旨在提升其教學中的AI應(yīng)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(yǎng)框架中，AI認知是基礎(chǔ)，涉及師范生對AI在教育中作用的理解和應(yīng)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(tài)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(zhì)[16]。AI教育意識是教師職業(yè)發(fā)展的基石，也影響中小學生AI素養(yǎng)的形成。AI知識包括AI歷史、技術(shù)原理、應(yīng)用領(lǐng)域以及學科知識。學科知識是指師范生所具有的特定專業(yè)知識。學科知識使師范生能更有效地將AI技術(shù)融入教學內(nèi)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(yīng)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(shù)提升教學能力，從而更有效地設(shè)計和實施教學方案，應(yīng)對教育挑戰(zhàn)。育人價值主要指通過學科融合培養(yǎng)學生深度理解、核心素養(yǎng)及實踐能力，以適應(yīng)現(xiàn)實世界的需求[17]。通過與AI技術(shù)的結(jié)合，育人價值可以培養(yǎng)學生的深度理解、核心素養(yǎng)和實踐能力，同時利用AI技術(shù)提升個性化學習效果，使學生能夠更有效地適應(yīng)技術(shù)驅(qū)動的現(xiàn)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(yīng)用和創(chuàng)造AI的多方面能力。具體而言，應(yīng)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(yōu)化教學過程和提升學習成果，實現(xiàn)從理論到實踐的轉(zhuǎn)化。評估AI的技能要求師范生基于對AI技術(shù)原理和應(yīng)用領(lǐng)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(fā)AI的技能則是師范生結(jié)合自身的學科專業(yè)知識與AI基礎(chǔ)知識，創(chuàng)造新的教育AI應(yīng)用。這些技能不僅促進師范生在未來教育領(lǐng)域的職業(yè)成長，也使他們能夠有效地融合AI技術(shù)，不斷提高教學質(zhì)量與效率，同時為學生創(chuàng)造一個更加個性化和有效的學習環(huán)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(yīng)用，并通過工程設(shè)計思維、計算思維和系統(tǒng)思維培養(yǎng)其適應(yīng)AI時代的能力。工程設(shè)計思維幫助師范生創(chuàng)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(yīng)數(shù)字化學習。系統(tǒng)思維使師范生從宏觀角度優(yōu)化教育中的AI應(yīng)用。這3種思維方式共同提升師范生的教學質(zhì)量和學生學習效果，支持其適應(yīng)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(yǎng)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(shù)及其影響，如隱私和數(shù)據(jù)偏見。AI接受度培養(yǎng)師范生對人機協(xié)作的理解和合理態(tài)度。AI公平意識則確保AI在教育中的公正應(yīng)用。這些倫理維度的培養(yǎng)讓師范生全面掌握道德和倫理考量，提升專業(yè)素養(yǎng)，應(yīng)對未來教育職業(yè)中的倫理挑戰(zhàn)。

結(jié)語

師范生作為未來教育工作的基石和引領(lǐng)者，是教學實踐活動的構(gòu)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(gòu)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(yǎng)框架。隨著AI技術(shù)的不斷進步，針對師范生的AI素養(yǎng)框架也應(yīng)實時更新，以適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要，甚至可以進一步發(fā)展為專門的師范生AI教育課程。因此，師范生AI素養(yǎng)框架需緊跟國內(nèi)外關(guān)于AI技術(shù)發(fā)展的最新研究，持續(xù)進行動態(tài)調(diào)整。AI素養(yǎng)作為一個新興領(lǐng)域，未來需加強針對師范生的AI教育內(nèi)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(fā)適合師范生的AI教育課程，旨在提高我國AI素養(yǎng)教育的整體水平，并推動社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻：

[1]鄭永紅，王辰飛，張務(wù)偉.生成式人工智能教育應(yīng)用及其規(guī)制[J].中國電化教育，2024，（05）：114-119.

[2]張銀榮，楊剛，徐佳艷，等.人工智能素養(yǎng)模型構(gòu)建及其實施路徑[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2022，32（03）：42-50.

[3]楊鴻武，張笛，郭威彤.STEM背景下人工智能素養(yǎng)框架的研究[J].電化教育研究，2022，43（04）：26-32.

[4]鄭燕林.芬蘭推進全民人工智能素養(yǎng)教育的路徑選擇[J].外國教育研究， 2022，49（10）：103-115.

[5]鐘柏昌，劉曉凡，楊明歡.何謂人工智能素養(yǎng)：本質(zhì)、構(gòu)成與評價體系[J].華東師范大學學報（教育科學版），2024，42（01）：71-84.

[6]黃如花，石樂怡，吳應(yīng)強，等.全球視野下我國人工智能素養(yǎng)教育內(nèi)容框架的構(gòu)建[J].圖書情報知識，2024，41（03）：27-37.

[7]王毅，王乾花.從信息素養(yǎng)到智能素養(yǎng)：中小學信息技術(shù)課程培養(yǎng)目標轉(zhuǎn)向[J].教育導刊，2020，（09）：65-70.

[8]核心素養(yǎng)研究課題組.中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)[J].中國教育學刊，2016，（10）：1-3.

[9]尹開國.人工智能素養(yǎng)：提出背景、概念界定與構(gòu)成要素[J].圖書與情報， 2024，（03）：60-68.

[10]王奕俊，王英美，楊悠然.高等院校人工智能素養(yǎng)教育的內(nèi)容體系與發(fā)展理路[J].黑龍江高教研究，2022，40（02）：26-31.

[11]鐘柏昌，劉曉凡.人工智能教育教什么和如何教——兼論相關(guān)概念的關(guān)系與區(qū)別[J].中國教育科學（中英文），2022，5（03）：22-40.

[12]郝曉鑫，李艷，耿鳳基.計算思維的層級加工理論假說及教育啟示[J].電化教育研究，2024，45（08）：71-79.

[13]趙亮，孫林.批判性思維之倫理維度探析[C]//Singapore Management and Sports Science Institute，Singapore.Proceedings of 2014 2nd International Conference on Social Sciences Research（SSR 2014 V6）.東北大學馬克思主義學院科學技術(shù)哲學研究中心;，2014：7.

[14]汪明.基于核心素養(yǎng)的學生智能素養(yǎng)構(gòu)建及其培育[J].當代教育科學，2018，（02）：83-85.

[15]《新一代人工智能倫理規(guī)范》發(fā)布[J].機器人技術(shù)與應(yīng)用，2021，（05）：1-2.

[16]丁世強，馬瀟，魏擁軍.中小學人工智能教師專業(yè)素養(yǎng)框架研究[J].電化教育研究，2023，44（06）：120-128.

[17]甘群，閆若婻，張文超.新課改背景下學科融合的育人價值及其實現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代教育管理，2023，（09）：96-104.

（作者單位：長春師范大學）

（責任編輯：宋宇靜）