中小學教師智能教育素養模型的構建研究

高宇 于穎

［摘 要］智能技術在教育領域的滲透引發了巨大的變革，同時也對教師素養結構提出了嚴峻的挑戰，智能教育素養成為智能時代教師必備的核心素養之一。本研究在明晰智能教育、智能教育素養概念內涵的基礎上，通過對已有智能素養模型的分析，賦之教育領域的獨有特性，以布魯姆認知分類理論為指導，構建出三維六層的教師智能教育素養層級金字塔模型。三維指智能教育素養由基礎知識、核心能力、倫理信念3個維度構成，進一步將其分為記憶、理解、應用、分析、評價、創造6個層級，并針對各維度及其所對應的層級進行詳細闡述與分析，以期為智能教育素養體系的構建提供參考。

［關鍵詞］智能教育素養；人工智能；智能教育；素養模型；布魯姆認知分類理論

［中圖分類號］G40-057 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1005-5843（2023）04-0054-07

［DOI］10.13980/j.cnki.xdjykx.2023.04.009

一、倡導教師智能教育素養的時代背景

人工智能技術的應用從根本上改變了人們的生產生活方式，同時也推動著教育領域的變革與創新。世界各國高度重視人工智能的教育應用，并頒布系列計劃來推動人工智能教育的發展。美國曾在多份戰略報告中提到培養人工智能人才，英國也于2018年將人工智能納入學校課程。我國雖起步較晚，但勢頭猛烈，逐漸成為國際人工智能教育的領跑者。2017年國務院頒布的《新一代人工智能發展規劃》中，明確指出要在中小學階段設置人工智能相關課程，推廣編程教育。此后，《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》以及《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》都將人工智能劃入其中，尤其是后者，更是將人工智能作為課程的6條邏輯主線之一。

智能技術與教育的全方位深度融合對教師提出了更高的要求，原有信息時代的信息素養已無法勝任智能時代的挑戰，教師專業素養亟需轉型升級。2016年，M Kandlhofer、G Steinbauer等學者首次提出“人工智能素養”一詞，并視其與經典素養（閱讀/寫作）同等重要^［1］。我國也于2018年提出“智能教育素養”的概念，并積極開展教師培訓，旨在為智能教育培養一批“領頭雁”^［2-3］。自此，智能教育素養的內涵解析、模型建構、培養路徑等成為研究的焦點。目前，國內外學者對智能教育素養的研究各有側重且尚處于起步階段，對其所包含的要素尚未明確。為此，本文通過梳理相關研究，在厘清智能教育、智能教育素養內涵的基礎上，嘗試從學理性的視角出發研究與分析教師智能教育素養所包含的要素，以期為后續研究提供參考與借鑒。

二、教師智能教育素養的內涵釋義

（一）概念明晰：智能教育

綜觀國內已有研究，發現目前對智能教育的內涵眾說紛紜，總體上可分為3種觀點，即技術應用說、智能培養說以及融合說。其中，技術應用說與智能培養說兩者并非完全獨立，只是作者在描述時側重點有所不同。

1.技術應用說。技術應用說注重技術導向，強調利用智能技術實現各教學要素的智能化。趙銀生指出，智能教育是運用先進的技術變革教與學的方式，其本質是教育手段的智能化^［4］。劉斌認為智能教育是一種新型教育形態，包括智能化的教育環境、教育模式以及教育管理和服務方式^［5］。從技術應用的視角出發，產生了諸多智能產品，如智能導師系統、自適應學習系統等。

2.智能培養說。智能培養說由技術沖動回歸至教育的育人本質，其典型表現是教育形態開始由人工智能教育向教育人工智能轉變。祝智庭等指出，以人為本是人工智能在教育領域駐足的基礎，并借此提出人本人工智能的概念，堅持人性為王^［6］。張進寶等認為智能教育的核心要義是促進人的智能發展，培養具有關鍵性思維的人才^［7］。可見，智能培養說更加關照教育的本質，將“人”置于核心地位，以智能技術服務于教育來培養“完整的人”。

3.融合說。目前多數學者都贊同融合說的觀點。劉邦奇等認為智能教育是“人的發展”和“技術應用”兩者有機融合形成的統一整體^［8］。祝智庭等則將智能教育的內涵分為三層，即智能技術支持的教育、學習智能技術的教育以及促進智能發展的教育^［9］，這在本質上也是持融合說的觀點。

本文更傾向于融合說的觀點，并參照祝智庭教授的闡釋，將智能教育的內涵發展視為AI支持的教育、以AI為內容的教育、促進人的智能發展的教育3個由“表”及“里”的階段（如圖1所示），體現了智能教育由外延式發展向內涵式發展的轉變。

（二）脈絡梳理：從信息素養到智能教育素養

“素養”一詞的內涵隨時代發展不斷延伸拓展，出現了諸如媒介素養、計算機素養、信息素養等不同的素養類型，有學者認為這構成了“素養連續統”，且各素養之間相互交叉^［10］。“智能教育素養”隨智能時代而產生，其必然也是對素養連續統的豐富與發展，因此，通過梳理連續統“成員”的概念內涵及演變歷程，有助于我們更好地理解智能教育素養。本文選擇信息素養和數據素養兩類“知名度”較高的素養展開探討。

1.信息素養。“信息素養”一詞由美國信息產業協會主席保羅提出，原指“人們在解決問題時利用信息的技術和技能”^［11］。2015年美國《高等教育信息素養框架》的頒布成為信息素養的一次重要轉型，更加強調元認知能力和批判性思考的能力^［12］。放眼國內，信息素養最初指文獻檢索的策略和技巧，隨著信息環境的變化，信息獲取能力逐漸成為信息素養關注的焦點^［13］。可見，信息素養的內涵一直處于動態發展和不斷深化之中，由強調外在“硬”技術向關注內在“軟”能力轉變，并逐漸衍生出數據素養、媒介素養、智能素養等不同的表現形態，變得豐富而復雜。

2.數據素養。數據密集型科研范式的轉型以及大數據技術的飛速發展，拉近了人與數據之間的距離，數據素養也因此映入眼簾，吸引了眾多學者對其展開研究。對于數據素養與其他素養的關系，有學者認為數據素養與統計素養等同^［14］；也有學者將數據素養視為信息素養的組成部分，它使個體能夠訪問、解釋、批判性評估、管理、處理以及合理地利用數據^［15］。到目前為止，關于數據素養的內涵無統一界定，但大都認同數據素養是21世紀公民必備的重要素養，具備數據素養的人能有效獲取、分析、利用和交流數據。

3.智能教育素養。為應對智能時代的挑戰，進一步豐富素養體系，Martin Kandlhofer等人提出“人工智能素養”一詞，并為不同教育水平的學生（幼兒園、初中、高中、大學）設計了相應的人工智能素養主題，旨在培養其人工智能讀寫能力^［16］。隨后，國內關注到了教師智能教育素養，并成為學界研究的熱點話題。在已有研究中，李湘將智能教育素養視為人工智能素養在教育專業工作中的具體化表現，是教師信息技術素養在智能時代的新表征^［17］。郭炯等人認為智能教育素養是教師開展人機協同教學工作的能力、思維和品質的集合體^［18］。王潤蘭等則將智能教育素養視為后天形成的集知識、能力、情感等于一體的綜合素養^［19］。

通過上述梳理，得到以下啟示：（１）就名稱而言，信息素養、數據素養等概念面向全體公民，具有普適性；智能教育素養則是面向教育領域，具有針對性。就概念內涵而言，各素養之間交叉重疊，后出現的素養是對前者的“繼承”與發展。故智能教育素養可視為對信息素養、數據素養等進行分析與整合，并結合智能時代特征所形成的新素養。（２）可以從兩個視角理解智能教育素養，一是視其為一種能力，表現為能批判性地利用人工智能開展教學工作；二是視其為一種綜合素養，不僅包括上述的能力，還涵蓋人工智能思維品質及倫理道德規范。

本文認為，“教師智能教育素養”與“教師智能素養”兩者無本質區別，因“教師”一詞本就賦予其“教育者”的角色，但當脫離教師這一群體時，智能教育素養較智能素養更加具有領域針對性，且所包含的要素指向更加具有明確性。至此，本文將智能教育素養視為智能素養在教育領域的映射，它是教師勝任智能時代教育教學工作所應具備的知識、能力、態度的集合體，包括了解AI基本知識、有效開展AI教學實踐等內容。

三、智能素養模型的已有研究分析

采用文獻研究法對國內外智能素養模型進行梳理，以從中得到啟示。具體操作如下：在中國知網的學術期刊庫以及Web of science核心合集檢索、參考已有文獻并用滾雪球法進一步搜集相關文獻，通過研讀從中篩選出8個具有代表性的智能素養模型/框架（如表1所示）。

嚴格來講，上述素養模型的應用對象分為教師和學生兩類，但因部分學者在構建模型時并未指明面向的具體對象，因而將這部分歸為通用型模型。通過對上述模型內容的系統梳理可以發現：（１）各素養模型的維度劃分以及所包含的指標數量不盡相同，但大都在一級或二級維度中涵蓋智能知識、智能能力、智能倫理態度三項，這說明知識、能力、倫理態度是智能時代教師以及學生應具備的三項基本素質。另外從不同角度出發，也有學者將智能思維、智能創造等作為概括性較高的一級維度，但從本質上來講，智能思維與智能能力并非“界限分明”，因思維本身也是一種能力，它是實現智能創造的前提。（２）部分學者雖在文中指明模型所面向的對象是學生或教師，但僅通過模型框架并不能明確看出對象的指向性和獨特性，需要在后續研究中加以廓清，避免模型泛化帶來的“價值失真”。（3）大多數研究在最后提出智能素養的培養策略或實施路徑，具有一定的理論高度，但在實操性的借鑒意義方面還有待商榷。智能時代重構教師角色，助推教師專業發展，具備良好智能教育素養的教師可以幫助學生獲得更佳的學習體驗，賦能學生全面成長。本文參考已有研究成果，結合布魯姆認知分類理論，構建教師智能教育素養模型，以期為教師智能教育素養的評價、培養策略等提供依據和著力點。

四、教師智能教育素養理論模型構建

美國著名教育家布魯姆將教育目標劃分為認知、情感以及動作技能三大領域，其中最為后人所津津樂道的莫過于認知領域的分類。最初版本將認知領域分為知識、理解、運用、分析、綜合、評價，1996年安德森率眾對其進行修訂，除增加知識維度外，另將認識過程調整為記憶、理解、運用、分析、評價、創造，展現出思維發展的過程性、漸進性以及復雜性，它與加涅的學習結果分類理論相通^［28］。從本質上來看，核心素養即學習的結果^［29］，而智能教育素養作為智能時代教師必備的核心素養之一，故也是一種個體學習的結果，同時也是預設的目標指向，這是以布魯姆認知分類理論為指導構建智能教育素養模型的可行性所在。

需要說明的是，之所以選擇布魯姆認知分類理論而非加涅學習結果分類理論（下文簡稱“布氏”“加式”）為模型構建的依據，主要有以下兩點考慮：首先，布氏以外顯行為作為認知領域分類的基點，易于觀察、測量，增強了模型的可操作性；加氏則以能力、傾向等內隱行為作為學習結果分類的基點，在具體操作過程中存在困難且易產生歧義。其次，布氏將認知劃分為由簡單到復雜的六級，具有一定的累積性；加氏雖將智慧技能領域分為“辨別、概念、規則、高級規則”四級，但從整體上看不具有連續性、累積性，而智能教育素養的形成需經歷從量變（知識）到質變（能力/思維/素養）的累積過程。從另一層面看，已有研究將布氏與人工智能素養相結合，這也給本研究帶來啟發，下面對其作簡要概述。

香港學者Davy等人^［30］對人工智能素養的相關文獻進行探索性回顧，發現學界對人工智能素養概念的理解集中于4個方面，即“認識和理解人工智能”“使用與應用人工智能”“評估和創造人工智能”以及“倫理問題”，并以布魯姆認知分類法為基礎架構起人工智能背景下的認知過程層級模型（如圖2所示）。該模型以布魯姆認知分類為藍本對人工智能素養水平進行劃分，并以各級別所對應的動詞對其精確表述，既體現了人工智能素養的不同能力要求，也為檢驗自身處于哪一素養層級提供可資借鑒的范本。由圖2可知，在“記憶”“理解”層面更關注AI相關概念和知識，屬于最底層也是最基礎的層級；而“應用”“分析”“評價”“創造”層面的落腳點均為AI應用程序，且能力水平要求逐級提高。基于前期分析加之上述啟示，以布魯姆認知分類理論為指導，構建出教師智能教育素養層級金字塔模型（如圖3所示）。

如該層級金字塔模型所示，教師智能教育素養分為基礎知識、核心能力、倫理信念3個維度，并與布魯姆認知領域劃分相契合，即分為六層。其中，基礎知識維度主要涉及記憶、理解層面，是教師智能教育素養立足之所在；核心能力維度指向應用、分析、評價、創造，內生于知識的積累，其最終目的是教師實現自身專業發展的同時，為學生全面成長帶來福祉；倫理信念則是在獲取基礎知識、習得核心能力過程中秉持以人為本的理念，其作為基石而存在。

（一）基礎知識：智能教育素養立足之所在

教師智能教育素養的形成首先需要有相應的人工智能知識作為有力支撐，否則就是無源之水、無本之木。智能技術應用于教育的終極價值旨向是提高教育效益，促進人的全面發展，而教師作為中間“橋梁”，理應知曉人工智能“所為何物”“如何使用”，故教師智能教育素養的基礎知識包括AI本體知識和AI教育知識兩部分內容，需要教師知道（記憶）并理解，以便從中建構意義，形成核心能力。

1.AI本體知識。AI本體知識是教師應具備的最基本的知識，也是入門AI的“敲門磚”以及靈活駕馭AI的前提，主要涉及AI發展歷史、AI基本原理、AI應用領域等內容。對AI發展歷史與基本原理的了解，有助于教師“看清”AI的本質，形成對AI的敏銳感知力，進而能預測其未來發展趨勢以及對教育領域的潛在影響。以近日熱議的ChatGPT為例，了解AI發展歷史和原理的教師便會“褪去”其華麗外表，知曉它是海量數據、算法突破和強大算力融合交織下的產物，并敏銳地捕捉對教育可能產生的變革性影響，理性看待它的逐漸普及，避免“后知后覺”以及當這種潛在的變革性影響變為現實時的“茫然無措”。AI應用領域方面的知識主要指對AI“能為”和“可為”的了解，知道AI適合做什么，不適合做什么，以便能進一步明確AI教師與人類教師在不同方面的角色分工，使兩者從雙存走向共生^［31］。

2.AI教育知識。AI教育知識主要涉及整合AI的學科教學知識以及AI的教育應用場景兩方面。進入21世紀，以AI為代表的數字技術不斷拓寬教師的知識結構，整合AI的學科教學知識成為教師構建高效課堂所必備的關鍵性知識。以信息科技教學為例，如今學生置身于AI場景中并與之發生“無意識”的互動，能夠將AI與信息科技學科教學知識“無縫融合”的教師，便可在課堂中通過情境創設和活動設計（如教授“身邊的算法”模塊時，從智能家居中提取算法問題作為教學實例），將這種“無意識”變為“有意識”進而“有意義”，實現課堂教學的創變和轉型升級。而盡管AI給教育帶來機遇，但應秉持“為教學提質增效”的初衷，避免為“用技術”而“用技術”。因此，教師理應熟知AI的教育應用場景，真正使學生啟智增慧，如合理應用AI技術營造虛實相生的教育環境，促進學生的具身參與式體驗；實現基于數據的精準評價，發揮評價促發展的效用等。

（二）核心能力：智能教育素養關鍵之所成

核心能力主要指教師在內化AI本體知識和AI教育知識的基礎上所形成的勝任智能時代有效教學的關鍵能力。結合布魯姆認識分類理論，這種核心能力可以劃分為AI應用能力、AI分析能力、AI評價能力以及AI創造能力。

1.AI應用能力。AI應用能力屬于最基礎的能力，是形成高階核心能力的前提。隨著AI在教育領域的全方位滲透式發展，教材、媒體等教學要素呈智能化傾向，亟需教師對其適應并有效應用。具體而言，包括能在AI環境下開展教學、人機協同教學兩方面。前者主要表現為能選用恰當的智能化資源工具組織教學活動，優化教學等。后者則是將AI作為“數字導師”與其協同開展教學，如利用ChatGPT生成學習和教學材料、回答學生在學習中遇到的問題^［32］。

2.AI分析能力。正如分析是評價、創造的開端^［33］，教師的AI分析能力也是AI評價能力和創造能力的開端。包括辯證看待人與技術的關系、利用AI開展學情分析兩方面。首先，教師需要理性分析人與AI技術的關系，是“控制”“反控制”還是“共生”？對該問題的回答決定了AI將以多大程度賦能教育發展，同時也避免陷入技術崇拜或技術恐懼兩種極端。其次是AI支持的學情分析能力，表現為能利用AI技術收集、整理與分析學生的差異化數據，對其進行細致的“學情畫像”，提高教學精準度和有效性。

3.AI評價能力。AI評價能力主要涉及兩方面：一是評估AI在教育中的應用，厘清其之于教育的價值所在，AI應用于教育領域的應然之態是提高教學質量、促進學生發展，而實然是否如此，還需教師綜合分析評估AI技術使用前后，學生的課堂專注度、參與度、素養水平等是否有所改善，客觀評估AI的應用。二是利用AI工具開展教育評價，一方面是對學生的學習過程進行數據采集和深度挖掘，為學習評價提供數據決策支持，提高評價的科學性和精準性；另一方面可使用AI技術處理課堂教學視頻，以此評價教師自身的教學過程，以便在反思教學中得到提升。

4.AI創造能力。AI創造能力是核心能力最為集中的體現，兼具高綜合性和統攝性^［34］，主要包含以下能力：一是根據實際需求開發AI教學產品的能力，如能結合具體課程內容設計智能答題輔助工具或制作數字教育資源，輔助教學實踐。二是利用AI創新教育教學模式，如基于大數據構建精準教學模式，追蹤學生的學習全過程，實現個性化教學。三是借助AI謀求專業發展之道以助力學生全面成長，比如利用AI技術開展人機協同教研或組建跨區域學科教研共同體，在教研中不斷反思，提升專業能力，同時優化學生的學習體驗。

（三）倫理信念：智能教育素養基石之所屬

倫理信念在智能教育素養模型中作為基石而存在，同時也滲透于各層級之中（如“辯證看待人與AI技術的關系”“評估AI在教育中的應用”均涉及教師的倫理信念問題），意為教師在學習基礎知識、形成核心能力的過程中以倫理道德為底線，秉持以人為本，人性至上的理念。具體而言包括理性認識AI技術、遵守倫理道德規范兩方面。

1.理性認識AI技術。隨著AI逐漸成為教育領域不可或缺的重要元素，教師對AI的態度易產生兩種極端：一是認為AI無所不能便將其全盤接納，過度依賴導致漸失教師本色；二是憂慮自身職業會被AI替代，將其拒之門外，全然否定。面對逐漸出現類人意識的AI技術，教師應保持理性的態度和觀念。首先，認識到人類教師在學生情感培養、價值觀引領等方面的不可替代性，樹立角色自信，同時持終身學習的理念，不斷提升自身專業化水平，確保“人”在教育中的主體性地位。其次，善用AI技術輔助教學實踐，找準其在教育中的生態位，人機協同共育促進學生優質化發展，實現課堂教學的減負增效。最后，把握AI技術應用于教學的優勢和邊界，秉持需求為本的技術應用準則^［35］，避免“唯技術主義”，以“促進師生共同成長”為技術抉擇的最終考量。

2.遵守倫理道德規范。由AI技術應用引發的倫理道德、個人隱私、數據安全等問題屢見不鮮，已引起廣泛關注。教育有其復雜性和特殊性，一旦對學生造成傷害便不可逆轉，將伴其一生，故教師開展智能化教學實踐應遵循一定的倫理道德規范，警惕隱私泄露、性別歧視等風險和挑戰。首先，明晰數據收集的邊界，避免對學生全過程、“無死角”的監控，將課堂或學校異化為“智能化監獄”。其次，合理應用收集到的數據，為學生的個性化學習服務，保障數據隱私安全，如不隨意將學生的學習過程、情感交互等數據上傳至網絡平臺，以免數據濫用或引發教育不公平問題。除此之外，AI教學產品的設計與開發應以學習者為中心，且為人所控，具有可操作性，用以增強教師自身的教學能力或學生的學習能力。

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（責任編輯：姜佳宏）

Research on the Construction of Intelligent Education Literacy Model of Primary and Middle School Teachers

GAO Yu，YU Ying

（Qufu Normal University，Rizhao，Shandong 276826，China）

Abstract： The penetration of intelligent technology in the field of education has led to great changes.At the same time，it also poses a severe challenge to the structure of teachers' literacy.Intelligent education literacy has become one of the essential core qualities for teachers in the era of intelligence.On the basis of clarifying the connotation of the concepts of intelligent education and intelligent educational literacy，this study，by analyzing the existing intelligent literacy models / frameworks，endows the unique characteristics of the field of education，and under the guidance of Bloom's cognitive classification theory，constructs a three-dimensional and six tiered pyramid model of teachers' intelligent education.Three dimensional refers to intelligent education literacy，which is composed of three dimensions： basic knowledge，core competence and ethical belief.It is further divided into six levels： memory，understanding，application，analysis，evaluation and creation.It also elaborates and analyzes each dimension and its corresponding level in detail，in order to provide reference for the construction of intelligent education literacy system.

Key words：? intelligent education literacy;artificial intelligence;intelligent education; literacy model; Bloom's theory of cognitive classiffication