基于教師培訓與專業發展視角的人工智能教育與創新人才培養

孫華 鄭旭東

摘要：人工智能教育是培養新一代創新人才的重要途徑，培養具有人工智能教育素養的高質量教師隊伍是提升人工智能教育水平、培養智能時代創新人才的關鍵。結合人工智能教育未來發展趨勢，本文提出了重構人工智能教師培訓體系，促進人工智能教師可持續專業發展的建議：更新教育理念，重構培訓目標；打造智能環境，支撐精準培訓；注重培訓分級，創新培訓方法；加強效果評價，提升培訓效益。

關鍵詞：人工智能；教師發展；教師培訓

中圖分類號：G434文獻標識碼：A文章編號：1673-7164（2021）06-0115-02

當今世界，科技日新月異，以人工智能為代表的新一輪信息科技革命正深刻改變人類的生活和學習方式，推動社會對人才需求發生巨大變化，從根本上改變了人才培養目標。《新一代人工智能發展規劃》提出：“廣泛開展人工智能科普活動，在中小學階段設置人工智能相關課程。”培養一批具備扎實人工智能學科知識和教育教學技能，能勝任智能時代人才培養需求的高水平教師，成為推進新時代人工智能教育的迫切需求。

一、人工智能教育是培養創新人才的重要途徑

習近平總書記在致2019年國際人工智能與教育大會的賀信中指出：“把握全球人工智能發展態勢，找準突破口和主攻方向，培養大批具有創新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。”[1]《新一代人工智能發展規劃》提出把握人工智能發展新階段國際競爭的戰略主動，把高端人才隊伍建設作為人工智能發展的重中之重[2]。如果說高端人才隊伍是人工智能人才培養金字塔上的塔尖，那么在中小學階段開展人工智能教育，造就大批具備人工智能素養的新人，則是一項拓寬金字塔基座的基礎性工作。

伴隨著人工智能時代的到來，知識的更迭更加迅速，人們獲取信息的渠道更加多樣，人機交互更加協同，教育將更加關注人的創新能力、自主發展和社會參與能力[3]，尤其是解決復雜問題和適應不可預測情境的高階能力[4]。當傳統意義上人才培養的“3R”（讀、寫、算）能力架構不能滿足社會發展和生存需要時，包括溝通能力、團隊協作、批判性思維以及創造與創新能力的“4C”模型就成為創新人才培養新的目標導向。

培養大批新一代創新人才，人工智能教育肩負著當仁不讓的歷史責任，為新一代創新人才培養提供了路徑。以新一代人工智能技術引領教育變革，創新教育教學和管理體系，是應對新時期創新人才培養挑戰的必然選擇。教育正在經歷一場深層次變革，新一代人工智能在相關學科發展、理論建模、技術創新和工程實踐等方面的發展引發鏈式突破，突出表現在泛在智能學習環境得到深化應用、基于數據的智能管理支撐教育科學決策等多個方面。以人工智能的技術手段支撐人工智能教育的創新實踐，培養時代所需的創新人才，成為亟待解決的重大現實任務。

二、教師是人工智能教育培養創新人才的關鍵支撐

高質量教師隊伍對提升人才培養質量具有關鍵作用。傳統意義上對教師能力與素質結構的基本要求包括兩部分：學科知識與教學法[5]。進入信息時代后，信息技術工具在教育教學中的應用不斷廣泛和深入，社會對教師能力與素質結構的要求又加入了信息技術應用這一維度，從而構成“整合了技術的學科教學知識”，即TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge）這一信息時代教師專業發展的新框架[6]。基于TPACK這一新框架，新一代人工智能教師不僅需要具備扎實的人工智能及相關學科領域的專門知識、學科教學法知識，還要能夠駕馭包括人工智能在內的各種信息化教育教學手段，特別是能夠利用人工智能的技術手段，不斷創新人工智能教育的模式與方法。

利用人工智能的技術手段從事人工智能教育，要求人工智能教師必須具備基本的人工智能教育素養。具體來說，主要包括與多樣化教育場景相匹配的人工智能意識、人工智能知識、人工智能技術應用能力，同時還要恪守人工智能的倫理道德與安全準則。在當前的教育實踐中，人技協作、人機共教作為重要發展方向，推動著智能時代的教師角色定位不斷轉換和能力持續更新。由于人工智能技術讓教師從相對低端的智力勞動和體力勞動中解放出來，包括批改作業、日常答疑、批量組卷等在內的繁重簡單勞動被技術代替，識記、理解、應用方面的知識傳授職能可以越來越多地借助技術完成，教師便從知識的傳授者成為學習活動的組織者、參與者和引導者。從這一意義上來說，人工智能教育素養的提升是智能時代高水平人工智能教師隊伍建設的必由之路。

三、培訓創新促進人工智能教師專業發展策略

人工智能教育素養提升和高水平人工智能教師隊伍建設離不開高水平的教師培訓。本文提出重構人工智能教師培訓體系的幾條策略，以切實提升培訓質量，促進人工智能教師可持續專業發展，進而更好地推動人工智能教育實踐，實現培養新一代創新人才培養的目標。

（一）更新教育理念，重構培訓目標

高素質人工智能教師隊伍建設，首先要確立新的人工智能教育理念。用人、工、智、能這4個字可以重新詮釋人工智能教育的新理念：“人”意味著人工智能教育必須以人為本，以促進學生發展作為根本出發點；“工”意味著技術賦能，即要在人工智能教育實踐中利用人工智能技術；“智”意味著人工智能教育要尤其關注認知發展這一學校教育的主要方面；“能”意味著人工智能教育要堅持素質教育增進學生的創新精神與實踐能力這一基本目標導向。高校應以“整合了技術的學科教學知識”（TPACK）作為基本框架，結合人工智能領域的最新前沿進展，重構人工智能教師培訓的目標體系，形成一系列可觀察與可測量的培訓目標，將人工智能知識、能力與素養貫通式的提升作為重心，增強教師的人工智能技術運用水平和教育教學創新能力。

（二）打造智能環境，支撐精準培訓

高校應注重發揮人工智能技術自身的優勢，以人工智能的方式培養新一代人工智能教師隊伍，通過人工智能技術在教師培訓環境構建過程中的全方位應用，對培訓進行動態監測，輔助科學決策，進行精細管理，開展精準培訓。首先，高校可利用各種人工智能的技術手段，打造智能化的培訓環境，實現物理空間和虛擬空間的融合，為參訓教師提供智能化的學習工具，優化人工智能教師教育的基礎環境。其次，借助人工智能技術開發智能化、泛在化的學習平臺和教輔工具，提供基于虛擬現實技術的場景化、沉浸式培訓學習資源，優化參訓教師的學習體驗。此外，高校還需利用大數據、物聯網等技術手段，對教師在教學、開展科技活動、教研、管理等方面的數據進行伴隨式靜默采集，并利用學習分析技術形成教師個體和群體畫像。這樣一方面可以促進培訓管理的精細化，為培訓內容與培訓活動的設計提供基礎的數據支撐，還可以在培訓過程中為參訓教師提供精準的支持服務。

（三）注重培訓分級，創新培訓方法

高校可結合中國科協和教育部門的各級各類教師培訓項目，按照國家示范、省市統籌、區縣負責、學校自主、全員參與的實施路徑，采取校本研修、區域研討、教師選學等多種方式，進行人工智能教師的全員培訓，全面增強教師開展人工智能教育的能力，加強培訓成果向教學實踐的應用轉化，促進人工智能教學、比賽、教研和培訓的常態化協同。以區域為單位，高校可組建“骨干引領、學科聯動、團隊互助、整體提升”的人工智能教師研修共同體，加強隱性教學知識與經驗的共享與傳遞；以人工智能及相關學科教學為核心，以實際問題為導向，以專題研修為抓手，推進人工智能教育相關軟硬件設備和數字資源的常態化應用培訓；關注不同層次的人工智能教師專業發展的多樣化需求，讓不同層級的人工智能教師參與不同層次的培訓，設置相對應的培訓目標，安排不同的培訓內容，采取不同的培訓形式，增強培訓的針對性和個性化；促進人工智能教師培訓體系的多樣化發展，注重不同層級培訓體系的相互銜接與協同；利用“互聯網+”匯聚人工智能教師培訓的優質資源，建立中小學校優秀教師、高校學科專家、省市縣活動骨干“多體聯動”的人工智能教師培訓隊伍，形成“個人-學校-社區”三者相互支撐的培訓共同體，為參訓者提供多層次的培訓服務。

（四）加強效果評價，提升培訓效益

高校可建立以現代信息技術為支撐，基于證據的人工智能教師培訓評價體系，推動人工智能教師培訓的評價從注重結果評價到結果評價與過程評價相結合，從基于小樣本數據或片段化信息的推測轉向基于全方位、全程化數據的證據性決策；利用互聯網、大數據等技術，對人工智能教師培訓進行全過程、全方位的過程監控與質量管理，不斷提高培訓效果評價的便捷化、科學化和智能化水平，增強針對性和實效性，避免給參訓教師增加負擔，干擾正常培訓秩序；利用大數據和學習分析技術開展大規模、長時程、全樣本的人工智能教師培訓評價，通過對多維度、大數量培訓數據的深度挖掘與科學分析，形成“全樣本數據+復雜模型+歸納分析+可視化反饋”的培訓評價新模式。

參考文獻：

[1]中華人民共和國中央人民政府.習近平向國際人工智能與教育大會致賀信[EB/OL].（2019-05-06）[2020-12-11]. http：//www.gov.cn/xinwen/2019-05/16/content_5392134.htm.

[2]中華人民共和國教育部.國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知[EB/OL].（2017-08-30）[2020-12-15]. http：//www.moe.gov.cn/s78/A16/s5886/xtp_left/s5895/2017 08/t20170830_312730.html.

[3]楊宗凱.以信息化全面推動教育現代化：教育技術學專業的歷史擔當[J].電化教育研究，2018（01）：5-11.

[4]張華.論核心素養的內涵[J].全球教育展望，2016，45（04）：10-24.

[5]Shulman，L. Knowledge and Teaching： Foundations of the new Reform[J]. Harvard Educational Review，1987，57（01）：1-23.

[6]Koehler，M.，& Mishra，P. What is Technological Pedagogical Content Knowledge（TPACK）[J]. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education，2009，9（01）：60-70.

（責任編輯：向志莉）