中小學(xué)教師AI教學(xué)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(shí)等技術(shù)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(chǔ)教育發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。新一代人工智能本身是STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）教育的重要組成部分，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力大有裨益。同時(shí)，人工智能的引入可以提供和增強(qiáng)個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)、提供更加公平的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，幫助教師自動(dòng)化并優(yōu)化教學(xué)任務(wù)、提高教學(xué)效率，更好地適應(yīng)未來(lái)教育的需求。因此，中小學(xué)開(kāi)始在學(xué)校數(shù)字化建設(shè)和人工智能應(yīng)用方面進(jìn)行投入，在新的形勢(shì)下，對(duì)教師數(shù)字素養(yǎng)尤其是AI教學(xué)能力發(fā)展必然會(huì)有更高要求。

中小學(xué)教師AI教學(xué)能力發(fā)展的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

在國(guó)際上，許多發(fā)達(dá)國(guó)家采取政策激勵(lì)措施和提供財(cái)政援助，鼓勵(lì)教師提升人工智能素養(yǎng)。例如，法國(guó)、斯洛文尼亞、意大利、愛(ài)爾蘭和盧森堡聯(lián)合實(shí)施教師人工智能項(xiàng)目（Artificial Intelligence for and by teachers，AI4T），旨在通過(guò)慕課、教科書(shū)和混合培訓(xùn)課程等多種方式為教師量身定制培訓(xùn)課程，幫助教師掌握人工智能在教育中應(yīng)用的方法。[1] 美國(guó)一些州通過(guò)立法，要求學(xué)校為教師提供人工智能相關(guān)的專(zhuān)業(yè)發(fā)展培訓(xùn)。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(lǐng)域的教學(xué)能力。

我國(guó)中小學(xué)在人工智能教育方面發(fā)展勢(shì)頭迅猛。一些學(xué)校已經(jīng)開(kāi)始探索人工智能教育模式，通過(guò)校企合作、課程改革等方式，為教師提供人工智能教學(xué)的實(shí)踐平臺(tái)。[3][4][5] 同時(shí)，國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)等在線(xiàn)平臺(tái)也提供了豐富的人工智能教學(xué)資源和培訓(xùn)課程，幫助教師提升AI教學(xué)能力。

同時(shí)，很多中小學(xué)在推進(jìn)教師AI教學(xué)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(xué)校的教師難以獲得高質(zhì)量的人工智能教學(xué)相關(guān)培訓(xùn)和提升；教師自身對(duì)人工智能技術(shù)的理解和應(yīng)用能力參差不齊；人工智能教育的評(píng)估體系仍然處于構(gòu)建和完善之中；等等。

標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)下的教師AI教學(xué)能力發(fā)展框架

中小學(xué)教師推進(jìn)AI教學(xué)能力發(fā)展的實(shí)踐路徑是一個(gè)復(fù)雜而多維的課題。作為教師教學(xué)能力在人工智能領(lǐng)域的知識(shí)、技能和態(tài)度的綜合體現(xiàn)，教師AI教學(xué)能力是對(duì)原有教師信息素養(yǎng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。[6]

在國(guó)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(kāi)發(fā)相應(yīng)的教師數(shù)字素養(yǎng)培訓(xùn)課程及在線(xiàn)自評(píng)工具，建立集標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、過(guò)程培養(yǎng)、能力測(cè)評(píng)于一體的教師數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)機(jī)制。聯(lián)合國(guó)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(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用技能”“人工智能與教學(xué)法”“用于專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的人工智能”五個(gè)維度和“獲得”“深化”“創(chuàng)造”三個(gè)發(fā)展等級(jí)，詳細(xì)闡述了15項(xiàng)教師人工智能能力要求。

2022年底，我國(guó)教育部發(fā)布《教師數(shù)字素養(yǎng)》的教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從數(shù)字化意識(shí)、數(shù)字技術(shù)知識(shí)與技能、數(shù)字化應(yīng)用、數(shù)字社會(huì)責(zé)任和專(zhuān)業(yè)發(fā)展五個(gè)維度構(gòu)建教師數(shù)字素養(yǎng)框架。2023年11月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)  學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)  中小學(xué)教師信息素養(yǎng)評(píng)價(jià)指南》發(fā)布，[9] 同樣是從信息意識(shí)、信息知識(shí)、信息應(yīng)用、信息倫理和安全以及專(zhuān)業(yè)發(fā)展五個(gè)維度對(duì)中小學(xué)教師信息素養(yǎng)開(kāi)展評(píng)價(jià)，這也為中小學(xué)教師開(kāi)展AI教學(xué)能力相關(guān)培訓(xùn)、考核提供了重要依據(jù)。

近年來(lái)，許多中小學(xué)主動(dòng)順應(yīng)國(guó)家及地方政策導(dǎo)向，將人工智能教育納入學(xué)校發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃中，逐漸探索出以能力標(biāo)準(zhǔn)為引領(lǐng)、以自我學(xué)習(xí)和校本教研共同體為支點(diǎn)、以學(xué)校文化和制度為保障、以區(qū)域或?qū)W校技術(shù)與資源為支撐的教師AI教學(xué)能力發(fā)展路徑（見(jiàn)圖1）。

中小學(xué)教師AI教學(xué)能力發(fā)展實(shí)踐探索

學(xué)校應(yīng)該遵循《教師數(shù)字素養(yǎng)》和《信息技術(shù)  學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)  中小學(xué)教師信息素養(yǎng)評(píng)價(jià)指南》等標(biāo)準(zhǔn)的邏輯框架，借鑒聯(lián)合國(guó)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(xué)的理念與意識(shí)、知識(shí)、教學(xué)應(yīng)用、倫理、安全和專(zhuān)業(yè)發(fā)展等方面，引導(dǎo)從新手到專(zhuān)家不同發(fā)展階段的教師掌握和應(yīng)用人工智能，并在教學(xué)實(shí)踐中反思提高。

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

學(xué)校需要在人工智能賦能構(gòu)建智慧教育的過(guò)程中，幫助教師完成觀念改變和重塑。比如，學(xué)?？梢园才湃w教師深入學(xué)習(xí)和研討人工智能理論和政策，請(qǐng)專(zhuān)職的信息科技教師牽頭，以新課標(biāo)教研、培訓(xùn)為契機(jī)學(xué)習(xí)最新的人工智能教育理念和教學(xué)方法，理解人工智能對(duì)教師角色的影響—要由傳統(tǒng)教學(xué)的主導(dǎo)者到成為教學(xué)的指導(dǎo)者和合作者。同時(shí)，要讓教師認(rèn)識(shí)到，雖然教學(xué)的形式會(huì)變，但教育的本質(zhì)不會(huì)變。人工智能技術(shù)本身仍在不斷發(fā)展，而且人工智能技術(shù)不是專(zhuān)門(mén)為教育設(shè)計(jì)的，其在教育中的應(yīng)用還在嘗試探索中，學(xué)校要鼓勵(lì)教師在日常教學(xué)中開(kāi)展創(chuàng)新應(yīng)用。

二是人工智能知識(shí)的學(xué)習(xí)。人工智能知識(shí)是指教師在應(yīng)用人工智能開(kāi)展教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)該了解和掌握的基本知識(shí)，包括人工智能的概念、基本原理、技術(shù)基礎(chǔ)及其在教育領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀、常用的工具等。

當(dāng)教師拿起粉筆寫(xiě)字的時(shí)候，很少考慮如何使用粉筆。但是云計(jì)算、核心算法、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、ChatGPT等人工智能技術(shù)背后龐大復(fù)雜的知識(shí)，則會(huì)使教師有些“凌亂”和畏懼。學(xué)?？梢酝ㄟ^(guò)組織建構(gòu)校本教研共同體，廣邀業(yè)界專(zhuān)家、學(xué)者通過(guò)線(xiàn)上線(xiàn)下交流等幫助教師了解人工智能基礎(chǔ)知識(shí)，不斷鼓勵(lì)教師通過(guò)自學(xué)和交流等方式，學(xué)習(xí)如何有效使用人工智能工具開(kāi)展教學(xué)，并且與學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法實(shí)現(xiàn)深度融合。

三是人工智能教學(xué)應(yīng)用。人工智能教學(xué)應(yīng)用能力是教師應(yīng)用人工智能技術(shù)與資源進(jìn)行教育教學(xué)活動(dòng)的能力，包括分析學(xué)習(xí)情況、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和創(chuàng)新教學(xué)模式；支持教學(xué)活動(dòng)的組織與管理、優(yōu)化教學(xué)流程、開(kāi)展個(gè)別化指導(dǎo)；進(jìn)行學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)分析以及培養(yǎng)學(xué)生人工智能能力、促進(jìn)家校協(xié)同共育等。

在這方面，我國(guó)一些學(xué)校已經(jīng)先行先試，積累了許多經(jīng)驗(yàn)。首先，要根據(jù)學(xué)情組織完成人工智能教育課程體系設(shè)計(jì)，遵循“感知—應(yīng)用—?jiǎng)?chuàng)造”等學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)和路徑。其次，要構(gòu)建以人工智能為輔助手段的教學(xué)模式。比如某學(xué)校通過(guò)人工智能賦能PBL教學(xué)模式（見(jiàn)圖2），利用人工智能工具進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋、課后提供個(gè)性化學(xué)習(xí)建議等，找尋教學(xué)創(chuàng)新路徑，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力和創(chuàng)新精神，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。又如，某學(xué)校探究虛擬+真實(shí)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式（見(jiàn)圖3）。在理科實(shí)驗(yàn)探究課中，教師在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)操作前，根據(jù)課標(biāo)要求在虛擬實(shí)驗(yàn)情境中與學(xué)生一起討論實(shí)驗(yàn)的可行性和需要的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并通過(guò)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲得結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生分組進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)。最后，要建立學(xué)生人工智能能力測(cè)評(píng)體系。以計(jì)算思維為例，計(jì)算思維能力是人工智能學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，[10] 有學(xué)校從問(wèn)題拆分、問(wèn)題評(píng)估、模型提煉、邏輯推理、總結(jié)歸納5個(gè)維度評(píng)估學(xué)生的計(jì)算思維，不僅關(guān)注學(xué)生對(duì)人工智能基本概念與原理的熟悉程度，還重視其在實(shí)際問(wèn)題解決中展現(xiàn)出的邏輯思維、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，以此更加有效地評(píng)估課程實(shí)施的效果。通過(guò)定期測(cè)評(píng)和反饋機(jī)制，學(xué)校能夠及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為個(gè)性化教學(xué)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(xué)活動(dòng)相關(guān)的倫理道德規(guī)范，以及應(yīng)用人工智能技術(shù)過(guò)程中的信息安全，具體表現(xiàn)為教師在使用人工智能技術(shù)進(jìn)行教育教學(xué)的過(guò)程中具備保護(hù)個(gè)人信息和隱私、保障工作數(shù)據(jù)安全、注重網(wǎng)絡(luò)安全等能力。

教師在人工智能教學(xué)應(yīng)用中必須將倫理和安全問(wèn)題放在首位，以確保技術(shù)的使用能夠增強(qiáng)教育體驗(yàn)，而不是帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。教師要確保學(xué)生數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和處理符合隱私相關(guān)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(shí)別和減少人工智能算法中的偏見(jiàn)，以確保所有學(xué)生都能公平受益。教師還要保護(hù)學(xué)生免受人工智能可能帶來(lái)的負(fù)面影響，如過(guò)度監(jiān)控等，以確保人工智能的使用能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。即使在使用人工智能輔助教學(xué)時(shí)，教師也要保持專(zhuān)業(yè)判斷和決策力，有能力對(duì)人工智能技術(shù)提供的建議進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整。

五是人工智能支持專(zhuān)業(yè)發(fā)展。專(zhuān)業(yè)發(fā)展指教師能夠利用人工智能技術(shù)與資源實(shí)現(xiàn)自身及其所在共同體的專(zhuān)業(yè)發(fā)展，包括通過(guò)持續(xù)學(xué)習(xí)、反思改進(jìn)開(kāi)展創(chuàng)新性教學(xué)研究等。當(dāng)學(xué)校和教師攜手共建專(zhuān)業(yè)發(fā)展共同體時(shí)，可以跨學(xué)段、跨學(xué)科的方式進(jìn)行，開(kāi)展人工智能賦能的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)、作文、作業(yè)、課堂評(píng)價(jià)等場(chǎng)景應(yīng)用，營(yíng)造良好的人工智能教育學(xué)習(xí)和互幫互助氛圍。

人工智能技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和能力為教師提供個(gè)性化教學(xué)資源和建議，更有效地滿(mǎn)足每個(gè)學(xué)生的需求；識(shí)別學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，從而幫助教師調(diào)整教學(xué)策略；分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，幫助教師提高教學(xué)效果。教師還可以利用人工智能建立不同社群，促進(jìn)與其他教師的交流和合作，分享最佳實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)方法；借助人工智能技術(shù)的自我反思工具和終身學(xué)習(xí)平臺(tái)，通過(guò)教學(xué)行為分析報(bào)告進(jìn)行自我反思和持續(xù)改進(jìn)，以適應(yīng)教育領(lǐng)域的快速變化。

教育領(lǐng)域正在經(jīng)歷數(shù)字化轉(zhuǎn)型，這已成為基礎(chǔ)教育發(fā)展的重要趨勢(shì)。面向未來(lái)，隨著人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展將更加重視人工智能相關(guān)技能的培養(yǎng)，包括對(duì)人工智能技術(shù)的深入理解和有效應(yīng)用、利用人工智能工具進(jìn)行學(xué)習(xí)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)、推動(dòng)教學(xué)模式的創(chuàng)新、促進(jìn)不同學(xué)科之間的融合等。隨著人工智能技術(shù)的迭代更新和教育政策的積極推動(dòng)，中小學(xué)教師的AI教學(xué)能力將面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

本文系2021年度山東省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃研究項(xiàng)目“山東省民辦中小學(xué)教師發(fā)展研究”（項(xiàng)目編號(hào)21CJYJ13）的研究成果

（劉淼 作者系山東省青島市教育科學(xué)研究院副研究員）

《人民教育》2025年第1期

[1] 羅李. 教師數(shù)字素養(yǎng)培育路徑：國(guó)際鏡鑒與中國(guó)進(jìn)路[J]. 中小學(xué)管理，2024（5）：17-20.

[2] 凌鵲，劉景華. 歐盟“人工智能戰(zhàn)略”中的教育使命與策略—基于歐盟2018-2021年系列報(bào)告解析[J]. 比較教育學(xué)報(bào)，2022（05）：84-95.

[3] 繆玉婷. 區(qū)域教育數(shù)字化改革的實(shí)踐探索—以無(wú)錫經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)人工智能教育基地為例[J]. 江蘇教育，2024（18）：17-19.

[4] 魏星. 中小學(xué)人工智能教育的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題與發(fā)展路徑—以河北省保定市中小學(xué)為例[J]. 中小學(xué)信息技術(shù)教育，2024（Z1）：63-65.

[5] 周恒帆，趙丹. 紹興市柯橋區(qū)人工智能教育優(yōu)秀學(xué)校系列報(bào)道之一魯迅外國(guó)語(yǔ)學(xué)校—數(shù)字化校園：開(kāi)啟教育新時(shí)代[J]. 中小學(xué)信息技術(shù)教育，2024（07）：2.

[6] 王丹. 人工智能視域下教師智能教育素養(yǎng)研究：內(nèi)涵、挑戰(zhàn)與培養(yǎng)策略[J]. 中國(guó)教育學(xué)刊，2022（3）：91-96.

[7] 蘭國(guó)帥，郭倩，張怡等. 歐盟教育者數(shù)字素養(yǎng)框架：要點(diǎn)解讀與啟示[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2020，32（06）：23-32.

[8] UNESCO. AI competency framework for teachers[EB/OL]. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000391104，2024-11-29.

[9] 全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). 信息技術(shù)  學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)  中小學(xué)教師信息素養(yǎng)評(píng)價(jià)指南GB/T43438-2023[S]. 2023.

[10] 陳凱泉，何瑤，仲?lài)?guó)強(qiáng). 人工智能視域下的信息素養(yǎng)內(nèi)涵轉(zhuǎn)型及AI教育目標(biāo)定位—兼論基礎(chǔ)教育階段AI課程與教學(xué)實(shí)施路徑[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志，2018（1）：61-71.