AI-TPACK理論下教師教學能力的提升策略

趙珠珠 韓麗東

摘 要：隨著人工智能應用于教育，AI-TPACK理論框架的提出，讓教師的教學能力發展有了新的理論基礎。AI-TPACK理論和原TPACK理論不同，對教師個體發展有AI技術應用于教學的使用、教學知識的創新、學科知識表征3方面的新要求。就對教師教育教學的新要求，文章從學校管理層面、教師自我提升、學生學習反饋3個方面，論述AI融合TPACK背景下，教師教學能力的提升策略。

關鍵詞：AI-TPACK;教學能力;提升策略

0 引言

隨著人工智能時代的到來，“互聯網+教育”逐漸向“AI+教育”遷移，人工智能技術與教育的融合逐漸深入，人工智能技術正全面影響教育教學，未來教育將會是技術催變教育，賦能教育的景象。AI技術為教育事業的革新發展不斷注入新的活力，構建全新的教學生態環境。但是人工智能技術在教育中融合的應用較少，并且缺乏有深度、系統化的教育理論研究成果。閆志明[1]等提出，整合人工智能技術的學科教學知識，AI-TPACK的理論新框架，為TPACK注入了新的內涵。教師專業發展離不開基于整合技術的學科教學知識（TPACK），TPACK是教師組織有效教學的知識理論基礎。TPACK是技術知識、教學知識和學科知識交互融合的組成核心，是教師在實際的教學情境中開展組織教學活動的知識。教師只有融會貫通地運用TPACK，才能實現技術與教育的有效結合。AI與TPACK的新融合，為人工智能時代教師的教學能力發展奠定了新的理論基礎，同時也提出了新的要求和指引。

1 AI-TPACK理論框架的價值內涵

1.1? AI-TPACK框架的提出

人工智能教育的發展，不斷催化和改變教師原有的認知結構和教學方式。TPACK理論對教師專業發展的影響深刻悠遠，但隨著技術的革新，TPACK理論必須注入新的內涵才能與時俱進。在原TPACK的理論基礎上，閆志明等提出了整合人工智能技術的學科教學知識AI-TPACK。人工智能應用于教育，AI-TPACK理論框架的提出，有利于重新審視技術知識、教學知識、學科內容之間的交合關系。技術知識相對后兩者，是變化不定的狀態，技術可以實現更新，人工智能技術的介入，使教師的專業知識體系有了新的發展，教育教學新添人工智能思維。而教學知識、學科內容知識受人主觀能動性的影響，在真實的教學情景中具有創造性。理論的意義離不開實踐的檢驗，AI-TPACK理論的提出，對相對應的教師教育教學能力的提升提出了新的要求。

1.2? AI-TPACK理論框架的核心概念

AI-TPACK理論框架，是利用AI技術，針對一定的教學內容，在特定的教學環境下展開的教學知識，就是在原有的TPACK理論基礎上注入AI技術，技術知識革新為人工智能技術知識。但是，AI與教育的融合，不能片面地把人工智能技術當做智能化的教育信息技術工具，有的人工智能教育產品本身就是AI-TPACK的深度融合體，如市場上出現的有各種功能、各種品牌的教育機器人。簡言之，人機協同思維下的人工智能技術、教學方法、學科知識的融合關系以及AI+學科教學的倫理知識才是AI-TPACK理論的重要核心內涵。

2?AI-TPACK理論對教師個體發展的要求

2.1? AI技術要求

人工智能技術應用于教學，在技術知識層面由TK轉變為AI-TK，對教師有了新的要求。在AI+教育時代，教師要注重提升自身的人工智能信息素養，注意提升自身的人工智能教育應用水平。人工智能技術改變并營造了一個新的教育教學環境，這就要求教師學會利用技術不斷探索新的教學模式，去積極適應智能化的教育教學環境。AI-TK對教育者技術知識層面的要求，不是簡單地體現在要求教育者會使用人工智能技術，還要求教育者增強在教學中對人工智能技術的應用和理解。教育者要學會使用人工智能技術，如智能代理，將其靈活應用于教育實踐，提升AI知識技能素養。

2.2? 教學知識創新要求

人工智能時代將重塑課堂教學形態[2]。AI+教育的發展與教育教學實踐相輔相成，為適應智能信息化時代，教育者在教學的手段方法、教學設計、教學過程以及教學評價上都要有創新發展。教育者需要研究基于人工智能技術的教育教學方法的創新，開辟教學各個步驟的新形式和內涵。教育者在增強自身人工智能信息素養的同時，還要不斷提升技術知識和教學知識的整合技術，要會利用人工智能技術營造的教學環境提升學習者的學習體驗和效果，增強師生教學互動，并且以不同的形式創新改進教學和評價策略，反思教學，更好地滿足AI-PK對教師教學知識的要求。

2.3? 學科知識表征要求

AI-CK層面，人工智能技術豐富了學科內容知識的表現形式。教育者只有深入了解人工智能技術為學科內容知識的呈現帶來的各種變化，才能在人工智能技術支持下通過優化學科內容知識的傳遞路徑，向學習者傳遞教學知識，拓展學習內容的深度。此外，人工智能技術在學科教學中主要應用于提供個性化學習，分析學生學習數據，能根據學習者的學習需求定制個性化學習資源[3]。教育者要有特定的學科知識思維，維護支持學生的個性化發展，提升學生對各個學科的學習興趣，在人工智能技術的支持下，使個性化學習資源由推薦逐步向定制方向邁進。

2.4? 人工智能教育倫理要求

人工智能技術應用于教育，是教育的一大進步，但也帶來了教育倫理的挑戰和風險。AI-TPACK理論框架下，不僅要求教師將AI與原TPACK完美融合，具有基于AI的教育教學知識素養，還要求教師具有AI倫理素養。教師具有合理的AI倫理素養，能夠在教學中識別和規避AI教學應用的潛在倫理風險，做出合理的倫理推論和倫理決策[4]。

3 ? AI融合TPACK的背景下，教師教學能力提升策略

3.1? 學校管理層面

人工智能教育發展進入全面、快速推進的關鍵時期。人工智能教育的發展需要國家政策和戰略的指引，加強對人工智能教育的政策和戰略研究成為推動人工智能教育發展的重要舉措。我國現今推動設立人工智能教育課程，培養人工智能領域人才，鼓勵高校教師積極投身中小學人工智能教育的教學研究等，許多政策支持人工智能教育。由此可見，國家政策的推動，最后的落實點是學校教育。學校管理要積極響應國家的教育政策，除了校園內人工智能教育設施的建設，重點就是具有AI-TPACK知識涵養的師資團隊的培養。學校可以組織開展青年教師教學技能比賽，將AI-TPACK知識理論和實際教學結合起來;對教師加強相關人工智能應用于教育的技術使用培訓，增強教師AI-TPACK教學理念和教學能力的培養等，使得教學具有AI技術和知識融會貫通的教育水平，更有效地開展教育實踐。

3.2 教師自我提升

AI融合TPACK的背景下，教師教學能力提升的關鍵是教師自身，認清AI技術支持下找準教師的教學專注點;強化AI應用于教育的教學設計;有意識地關注AI應用于教育的倫理問題。

AI-TPACK理論下，教師的專注點應是教學創新。人機協同的智慧教學新形態，在一定程度上充分地發揮了教師和AI技術各自的優勢，雖然教師使用AI技術教學可以從繁復簡單的教學事務中解脫出來，教師的角色發生了一定的改變，但是教師不能被AI技術捆綁，失去其對教學活動、教學過程的主導地位。人機協同的本質是創新[5]。在人工智能應用教育的大趨勢下，教師應該認清人機協同的本質，強化教學創新思維，借助AI技術專注于教學的創新，促進學生學習，而不是對AI技術的濫用。

AI-TPACK理論下，強化AI應用于教育的教學設計是關鍵。教師在課堂活動中承擔的角色是教學活動的組織者和領導者，要強化AI教育應用的教學設計，巧妙地在課堂中設計利用AI技術精準處理教學數據，分析處理和挖掘有利的教學數據來優化教學設計，使其為特定學科展開的教學具有科學、實用、發展、新穎的特點，實現教育教學目標。在教學中，要根據不同的學科背景，找準學科課程設置的教學目標，努力使教學目標達到實現的最大水平;對于教學內容，豐富學習內容的呈現形式，幫助學生建立各個學科之間的知識內容聯系，促進和增強學生學習的記憶;對于教學過程，借助AI技術營造活躍輕松的學習環境，讓教師教得精準，學生學得快，還能融會貫通，舉一反三。

AI-TPACK的倫理視域下，關注AI技術的倫理問題也是教師教學能力的要素。教師運用AI-TPACK進行教學時，要對AI技術有足夠的了解。AI技術有其教學的優越性，但也有一定的風險，要注意保護學生的數據隱私、及時作出正確的教學決策，保證教師教學的主導性和學生學習的主體性，學習的情感交流、維護和確保教學的公平等都是教師需要顧及的層面。在智能化的教學情景中，教師要具備關注倫理問題的能力素質和知識結構，才能在智能化環境中符合倫理原則地將AI技術有效融入教育教學實踐。

3.3? 學生學習反饋

AI-TPACK理論下，教師要合理利用學生的學習反饋。教師在利用AI技術支持教學的過程中，要鞏固和堅守學生學習的主體地位，這樣可獲得學生真實的學習反饋，正確處理和面對學生的學習反饋，做到及時反應和積極調整，這樣可以幫助教師不斷調整在AI技術加持下的課堂教學策略，在一定程度上提升教師教育教學能力。學生具備一定的AI知識素養，會利用人工智能技術促進學習，可以有效地評價教師在實踐教學中AI-TPACK的應用能力，可以作為教學設計和展開AI技術支持的教學活動的基礎依據。

4 結語

AI-TPACK理論下，教師教育教學能力的提升離不開國家政策、地方政府制度的保障，也不能夠缺少學校的培養、自我的提升和學生的反饋。基于AI融合TPACK背景，教師教育教學能力的提升是促進人工智能與教育融合的關鍵，教師要充分全面利用AI技術提升教學能力，準確表達學科內容知識，糾正學生學習的難題誤區，在人工智能技術支持的教學環境下強化舊知，發展新知，以教師發展和人工智能技術應用的統一視角，以教育目的和實踐為導向，發展智慧化教育，實現教育的創新，提升教育教學效率和水平，促進人工智能教育的應用。

[參考文獻]

[1]閆志明，付加留，朱友良，等.整合人工智能技術的學科教學知識（AI-TPACK）：內涵、教學實踐與未來議題[J].遠程教育雜志，2020（5）：23-34.

[2]陳理宣，劉炎欣，李學麗.人工智能背景下教學形態的嬗變：特點、挑戰與應對[J].當代教育科學，2021（1）：35-42.

[3]鐘悅，王潔.教育領域人工智能的應用現狀、影響與挑戰—基于OECD《教育中的可信賴人工智能：前景與挑戰》報告的解讀與分析[J].世界教育信息，2021（1）：73-79.

[4]鄧國民，李云春，朱永海.“人工智能+教育”驅動下的教師知識結構重構—論融入倫理的AIPCEK框架及其發展模式[J].遠程教育雜志，2021（1）：63-73.

[5]毛剛，王良輝.人機協同：理解并建構未來教育世界的方式[J].教育發展研究，2021（1）：16-24.

（編輯 何 琳）