中小學教師AI教學能力發(fā)展的路徑探索

隨著生成式人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等技術的不斷發(fā)展，將人工智能（Artificial Intelligence，AI）引入教育、提高師生的數(shù)字素養(yǎng)與技能成為基礎教育發(fā)展的重要趨勢之一。新一代人工智能本身是STEM（科學、技術、工程和數(shù)學）教育的重要組成部分，對培養(yǎng)學生的技術素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力大有裨益。同時，人工智能的引入可以提供和增強個性化學習體驗、提供更加公平的學習機會，幫助教師自動化并優(yōu)化教學任務、提高教學效率，更好地適應未來教育的需求。因此，中小學開始在學校數(shù)字化建設和人工智能應用方面進行投入，在新的形勢下，對教師數(shù)字素養(yǎng)尤其是AI教學能力發(fā)展必然會有更高要求。

中小學教師AI教學能力發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀

在國際上，許多發(fā)達國家采取政策激勵措施和提供財政援助，鼓勵教師提升人工智能素養(yǎng)。例如，法國、斯洛文尼亞、意大利、愛爾蘭和盧森堡聯(lián)合實施教師人工智能項目（Artificial Intelligence for and by teachers，AI4T），旨在通過慕課、教科書和混合培訓課程等多種方式為教師量身定制培訓課程，幫助教師掌握人工智能在教育中應用的方法。[1] 美國一些州通過立法，要求學校為教師提供人工智能相關的專業(yè)發(fā)展培訓。歐盟也發(fā)布了“人工智能教育戰(zhàn)略”，[2] 旨在提高教師在人工智能領域的教學能力。

我國中小學在人工智能教育方面發(fā)展勢頭迅猛。一些學校已經(jīng)開始探索人工智能教育模式，通過校企合作、課程改革等方式，為教師提供人工智能教學的實踐平臺。[3][4][5] 同時，國家中小學智慧教育平臺等在線平臺也提供了豐富的人工智能教學資源和培訓課程，幫助教師提升AI教學能力。

同時，很多中小學在推進教師AI教學能力發(fā)展方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如政策支持和資金投入不足，使得一些地區(qū)和學校的教師難以獲得高質量的人工智能教學相關培訓和提升；教師自身對人工智能技術的理解和應用能力參差不齊；人工智能教育的評估體系仍然處于構建和完善之中；等等。

標準引領下的教師AI教學能力發(fā)展框架

中小學教師推進AI教學能力發(fā)展的實踐路徑是一個復雜而多維的課題。作為教師教學能力在人工智能領域的知識、技能和態(tài)度的綜合體現(xiàn)，教師AI教學能力是對原有教師信息素養(yǎng)的轉型升級。[6]

在國際上，歐盟2017年提出《歐盟教育工作者數(shù)字勝任力框架》（European Framework for the Digital Competence of Educators），[7] 開發(fā)相應的教師數(shù)字素養(yǎng)培訓課程及在線自評工具，建立集標準引領、過程培養(yǎng)、能力測評于一體的教師數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)機制。聯(lián)合國教科文組織2024年發(fā)布《教師人工智能能力框架》（AI Competency Framework for Teachers），[8] 從“以人為本的思維方式”“人工智能的倫理”“人工智能基礎知識和應用技能”“人工智能與教學法”“用于專業(yè)學習的人工智能”五個維度和“獲得”“深化”“創(chuàng)造”三個發(fā)展等級，詳細闡述了15項教師人工智能能力要求。

2022年底，我國教育部發(fā)布《教師數(shù)字素養(yǎng)》的教育行業(yè)標準，從數(shù)字化意識、數(shù)字技術知識與技能、數(shù)字化應用、數(shù)字社會責任和專業(yè)發(fā)展五個維度構建教師數(shù)字素養(yǎng)框架。2023年11月，國家標準《信息技術  學習、教育和培訓  中小學教師信息素養(yǎng)評價指南》發(fā)布，[9] 同樣是從信息意識、信息知識、信息應用、信息倫理和安全以及專業(yè)發(fā)展五個維度對中小學教師信息素養(yǎng)開展評價，這也為中小學教師開展AI教學能力相關培訓、考核提供了重要依據(jù)。

近年來，許多中小學主動順應國家及地方政策導向，將人工智能教育納入學校發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃中，逐漸探索出以能力標準為引領、以自我學習和校本教研共同體為支點、以學校文化和制度為保障、以區(qū)域或學校技術與資源為支撐的教師AI教學能力發(fā)展路徑（見圖1）。

中小學教師AI教學能力發(fā)展實踐探索

學校應該遵循《教師數(shù)字素養(yǎng)》和《信息技術  學習、教育和培訓  中小學教師信息素養(yǎng)評價指南》等標準的邏輯框架，借鑒聯(lián)合國教科文組織的《教師人工智能能力框架》以及《歐盟教育工作者數(shù)字勝任力框架》等，從教師人工智能教學的理念與意識、知識、教學應用、倫理、安全和專業(yè)發(fā)展等方面，引導從新手到專家不同發(fā)展階段的教師掌握和應用人工智能，并在教學實踐中反思提高。

一是人工智能教學理念與意識的培養(yǎng)。教師人工智能教學理念與意識是指客觀存在的人工智能技術及其教育活動在教師大腦中的能動反映，表現(xiàn)為教師對人工智能技術應用的敏感性和時效性、能否理性看待人工智能在教育教學各方面作用的利與弊、對教學應用的接受度、克服人工智能教學中面臨的困難與挑戰(zhàn)的意志力等方面。

學校需要在人工智能賦能構建智慧教育的過程中，幫助教師完成觀念改變和重塑。比如，學?？梢园才湃w教師深入學習和研討人工智能理論和政策，請專職的信息科技教師牽頭，以新課標教研、培訓為契機學習最新的人工智能教育理念和教學方法，理解人工智能對教師角色的影響—要由傳統(tǒng)教學的主導者到成為教學的指導者和合作者。同時，要讓教師認識到，雖然教學的形式會變，但教育的本質不會變。人工智能技術本身仍在不斷發(fā)展，而且人工智能技術不是專門為教育設計的，其在教育中的應用還在嘗試探索中，學校要鼓勵教師在日常教學中開展創(chuàng)新應用。

二是人工智能知識的學習。人工智能知識是指教師在應用人工智能開展教學的過程中應該了解和掌握的基本知識，包括人工智能的概念、基本原理、技術基礎及其在教育領域應用的現(xiàn)狀、常用的工具等。

當教師拿起粉筆寫字的時候，很少考慮如何使用粉筆。但是云計算、核心算法、大數(shù)據(jù)、機器學習、ChatGPT等人工智能技術背后龐大復雜的知識，則會使教師有些“凌亂”和畏懼。學?？梢酝ㄟ^組織建構校本教研共同體，廣邀業(yè)界專家、學者通過線上線下交流等幫助教師了解人工智能基礎知識，不斷鼓勵教師通過自學和交流等方式，學習如何有效使用人工智能工具開展教學，并且與學科內(nèi)容、教學法實現(xiàn)深度融合。

三是人工智能教學應用。人工智能教學應用能力是教師應用人工智能技術與資源進行教育教學活動的能力，包括分析學習情況、設計教學活動和創(chuàng)新教學模式；支持教學活動的組織與管理、優(yōu)化教學流程、開展個別化指導；進行學生學業(yè)評價、數(shù)據(jù)分析以及培養(yǎng)學生人工智能能力、促進家校協(xié)同共育等。

在這方面，我國一些學校已經(jīng)先行先試，積累了許多經(jīng)驗。首先，要根據(jù)學情組織完成人工智能教育課程體系設計，遵循“感知—應用—創(chuàng)造”等學生發(fā)展特點和路徑。其次，要構建以人工智能為輔助手段的教學模式。比如某學校通過人工智能賦能PBL教學模式（見圖2），利用人工智能工具進行實時反饋、課后提供個性化學習建議等，找尋教學創(chuàng)新路徑，激發(fā)學生的內(nèi)驅力和創(chuàng)新精神，提高教學效率和質量。又如，某學校探究虛擬+真實實驗的教學模式（見圖3）。在理科實驗探究課中，教師在開始實驗操作前，根據(jù)課標要求在虛擬實驗情境中與學生一起討論實驗的可行性和需要的實驗參數(shù)，并通過對虛擬實驗所得數(shù)據(jù)進行分析獲得結論。在此基礎上，學生分組進行真實實驗。最后，要建立學生人工智能能力測評體系。以計算思維為例，計算思維能力是人工智能學習的重要內(nèi)容，[10] 有學校從問題拆分、問題評估、模型提煉、邏輯推理、總結歸納5個維度評估學生的計算思維，不僅關注學生對人工智能基本概念與原理的熟悉程度，還重視其在實際問題解決中展現(xiàn)出的邏輯思維、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力，以此更加有效地評估課程實施的效果。通過定期測評和反饋機制，學校能夠及時了解學生的學習情況，為個性化教學提供有力支持。

四是人工智能倫理、安全。倫理和安全是指與人工智能教育教學活動相關的倫理道德規(guī)范，以及應用人工智能技術過程中的信息安全，具體表現(xiàn)為教師在使用人工智能技術進行教育教學的過程中具備保護個人信息和隱私、保障工作數(shù)據(jù)安全、注重網(wǎng)絡安全等能力。

教師在人工智能教學應用中必須將倫理和安全問題放在首位，以確保技術的使用能夠增強教育體驗，而不是帶來新的風險和挑戰(zhàn)。教師要確保學生數(shù)據(jù)的收集、存儲和處理符合隱私相關法律法規(guī)；避免使用可能加劇教育不平等的人工智能系統(tǒng)，識別和減少人工智能算法中的偏見，以確保所有學生都能公平受益。教師還要保護學生免受人工智能可能帶來的負面影響，如過度監(jiān)控等，以確保人工智能的使用能夠促進學生的全面發(fā)展。即使在使用人工智能輔助教學時，教師也要保持專業(yè)判斷和決策力，有能力對人工智能技術提供的建議進行評估和調(diào)整。

五是人工智能支持專業(yè)發(fā)展。專業(yè)發(fā)展指教師能夠利用人工智能技術與資源實現(xiàn)自身及其所在共同體的專業(yè)發(fā)展，包括通過持續(xù)學習、反思改進開展創(chuàng)新性教學研究等。當學校和教師攜手共建專業(yè)發(fā)展共同體時，可以跨學段、跨學科的方式進行，開展人工智能賦能的虛擬實驗教學、作文、作業(yè)、課堂評價等場景應用，營造良好的人工智能教育學習和互幫互助氛圍。

人工智能技術可以根據(jù)學生的學習進度和能力為教師提供個性化教學資源和建議，更有效地滿足每個學生的需求；識別學生的學習難點和優(yōu)勢，從而幫助教師調(diào)整教學策略；分析學生的學習數(shù)據(jù)，幫助教師提高教學效果。教師還可以利用人工智能建立不同社群，促進與其他教師的交流和合作，分享最佳實踐和創(chuàng)新教學方法；借助人工智能技術的自我反思工具和終身學習平臺，通過教學行為分析報告進行自我反思和持續(xù)改進，以適應教育領域的快速變化。

教育領域正在經(jīng)歷數(shù)字化轉型，這已成為基礎教育發(fā)展的重要趨勢。面向未來，隨著人工智能技術在教育中的應用越來越廣泛，教師專業(yè)發(fā)展將更加重視人工智能相關技能的培養(yǎng)，包括對人工智能技術的深入理解和有效應用、利用人工智能工具進行學習分析和教學設計、推動教學模式的創(chuàng)新、促進不同學科之間的融合等。隨著人工智能技術的迭代更新和教育政策的積極推動，中小學教師的AI教學能力將面臨新的挑戰(zhàn)和機遇。

本文系2021年度山東省社會科學規(guī)劃研究項目“山東省民辦中小學教師發(fā)展研究”（項目編號21CJYJ13）的研究成果

（劉淼 作者系山東省青島市教育科學研究院副研究員）

《人民教育》2025年第1期

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[9] 全國信息技術標準化技術委員會. 信息技術  學習、教育和培訓  中小學教師信息素養(yǎng)評價指南GB/T43438-2023[S]. 2023.

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