小學信息科技教師人工智能專業素養框架建構與區域應用

中圖分類號：G451.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2025）04-0054-05

自OpenAI發布ChatGPT觸發生成式人工智能技術革命以來，人工智能的規模化應用已引發跨行業的結構性變革，并推動創新范式的迭代更新。為應對人工智能技術驅動的科技與產業變革浪潮，全球教育政策體系正經歷調整。2024年11月，教育部辦公廳發布《關于加強中小學人工智能教育的通知》，要求2030年前在中小學基本普及人工智能教育。小學是基礎教育的關鍵階段，人工智能教育的實施效能高度依賴信息科技教師的專業素養水平。構建小學信息科技教師人工智能專業素養框架，為教師專業素養發展提供可操作的路徑指引，在推進人工智能教育普及化進程中體現基礎教育階段實施科教興國戰略的實踐邏輯，具有重要意義。

一、人工智能專業素養及應用研究進展

學界已就人工智能教師專業素養開展研究。柏宏權等人率先提出了中小學人工智能教師勝任力模型，包括教師成功開展中小學人工智能課程應具備的專業知識與能力、教學技能、態度及倫理道德觀[]。隨后，丁世強等人構建了包含AI教育意識、AI學科知識、AI實踐技能3個一級維度、11個二級要素的中小學生人工智能教師專業素養框架[。上述研究為人工智能教育領域提供了理論參考，但是還存在局限：首先，研究有滯后性。2024年，生成式人工智能已實現規模化普及應用，教育部也發布了人工智能教育的新目標與新要求，現有的研究與生成式人工智能的現實情景存在代際差異。其次，學科定位存在偏差。人工智能教師作為一種理想型概念，與小學階段信息科技教師的實體配置存在角色錯位，導致理論構建不能有效指導教學實踐。最后，應用效度不足。現有框架缺乏區域與學校層面的轉化與驗證。

小學信息科技教師人工智能專業素養框架不僅要關注人工智能教育的要求，也應契合小學信息科技教師的專業發展基礎。本文聚焦信息科技教師的工作場景及能力短板，試圖構建具有明確實體指向性的教師素養框架并通過區域應用不斷迭代，以期為其他區域提供借鑒。

二、小學信息科技教師人工智能專業素養框架的建構

加強人工智能教育的總體要求包括立德樹人、促進學生全面發展、激發學生興趣和鼓勵學生探索等方面。小學信息科技教師人工智能專業素養框架須積極回應總體要求，將倫理辨析、認知適配、實踐轉化有機整合，體現技術應用與人才培養、價值觀培育的協同要求。

（一）建構的方法與過程

首先，筆者以中國知網為文獻來源，厘清教師專業素養的基本模型，梳理教師人工智能素養的基本要素，建構初步模型。然后，開展線上調查與實地調研，了解人工智能教學的真實情況，了解教師對人工智能專業素養的看法及教學中的困難和需求等，為素養框架的優化提供實證材料。在此基礎上，應用林崇德、葉瀾等提出的關于教師專業素養的理論，初步構建小學信息科技教師人工智能專業素養框架。接著，編制專家咨詢問卷，不斷完善素養框架，同時，向一線優秀信息科技教師征詢意見，最終確定小學信息科技教師人工智能專業素養框架（見圖1）。

（二）核心概念內涵

信息科技教師人工智能專業素養是信息科技教師利用現有教育條件，在學校實施人工智能教育的能力體現。素養框架由人工智能教育觀念、人工智能知識與技能、人工智能課程建設能力、人工智能道德倫理4個一級維度和15個二級要素組成。教育觀念素養表現為教師對人工智能教育的認識、對創新人才啟蒙教育的理解及對人和技術發展規則的看法等，具體包含人工智能教育的價值觀、技術觀和人才觀。知識與技能素養表現為教師對人工智能常識、學科知識的理解和應用以及在實踐中提煉的創新策略等，包含人工智能的基礎知識、實踐知識、策略知識及人工智能的應用和創新。課程建設能力素養表現為課程目標、課程內容、學習活動的設計與優化能力，課程的實施能力等，包含了人工智能課程的設計、實施、評價和改進等方面。道德倫理素養表現為學習、應用人工智能過程的行為，包含了技術向善的倫理態度、遵紀守法的行為規范及自我保護的信息安全意識。這四個維度通過“認知牽引一能力支撐一課程轉化一倫理約束”的耦合機制形成閉環系統。對于教師個體而言，素養框架體現了教師專業的內在素養和職業修養，呈現了信息科技學科的技術特質和人工智能課程的教育創新。相較于既有研究，本框架將課程建設能力作為獨立維度，強化課程開發從設計到改進的全周期管理，更契合普及人工智能教育的總體要求。

三、人工智能專業素養框架的區域應用

為了解信息科技教師人工智能專業素養現狀，筆者依據框架編制人工智能專業素養水平問卷，對江蘇省D市T區31所小學所有信息科技教師進行調研。問卷包括教師的性別、年齡、專業、職稱、教齡等基本信息，教師開展人工智能教育的情況和教師專業素養水平評價，每題按李克特五分制計算，分值為1至5分。考慮到技術工具論的社會影響和大量非專業教師兼任信息技術教師等因素，本次調查將教師分為兩個類別進行分析。第一個類別是按教齡劃分，教齡5年及以內為新手教師，6年至15年為骨干教師，15年以上為成熟教師。第二個類別是按教師專業背景劃分，包括計算機專業教師、文科教師、理科教師（計算機相關專業以外的數學、物理等學科教師）。

（一）信息科技教師人工智能專業素養水平現狀調研

1.教育觀念

信息科技教師的教育觀念維度均值為4.804分，說明教師普遍認可中小學人工智能教育的必要性及其在我國創新人才培養中的基礎性地位。多數教師持積極態度，少數教師態度較為謹慎。不同教齡的教師差異不大。從教師專業背景看，計算機專業教師比其他專業教師略謹慎。

2.知識與技能

信息科技教師的人工智能知識技能總體上屬于初級階段，教師在這一維度上總得分為2.133，具體來說，基礎知識（2.000）、實踐知識（2.121）、策略知識（2.011）三個要素得分較低，應用技能（2.431）、創新技能（2.102）兩個要素得分較高，說明教師在人工智能學科知識層面存在提升需求，而在人工智能應用層面已有相關經歷和經驗。從教師專業類別看，基礎知識類要素，計算機專業教師得分為2.110，文科專業教師得分為1.910，理科專業教師得分為1.930；實踐知識類要素，計算機專業教師得分為2.230，文科專業教師得分為1.900，理科專業教師得分為2.009；策略知識類要素，計算機專業教師得分為2.100，文科專業教師得分為1.900，理科專業教師得分為1.963。計算機專業教師三個要素得分均略高于其他類別教師，說明計算機專業教師具有一定的技術優勢，但優勢不明顯。

3.課程建設能力

課程建設維度教師總體得分（3.214）處于中級水平。課程設計和實施維度，不同教齡教師差異較小，越成熟的教師得分越高（3.103，3.217，3.332；3.350，3.550，3.664）。課程評價和改進維度，成熟教師比其他階段教師能力更強，專業素養相對較高（2.868，3.085，3.199；2.672，2.900，3.213），但仍有進一步提升空間。從教師專業背景看，課程設計和實施維度，文科專業背景的教師得分相對較低，可能是專業技術素養偏低或信心不足。課程評價與改進方面，各專業背景教師情況大致相當。

4.道德倫理

信息科技教師具有較高的道德倫理，但是，在信息安全素養如人工智能環境下信息安全鑒別等方面仍有提升空間。從專業背景看，信息安全要素，計算機專業教師得分為4.299，文科專業教師得分為3.801，理科專業教師得分為4.945，文科專業教師信息安全方面專業素養為中等偏上水平，其他專業背景教師信息安全素養較高。

（二）調研結果分析

1.教師人工智能教育實施能力有待提升

T區信息科技教師的教育觀念和技術倫理素養較高，但在課程建設素養尤其是人工智能知識和技能方面相對薄弱，亟須提升。新手教師和骨干教師有一定的課程勝任力，但要增強課程評價和改進的專業素養來適應人工智能教育的新要求。成熟教師則擁有較新的理念和較高的教學素養，如果提升人工智能知識和技能，可以更好地勝任人工智能教育工作。從專業背景來看，文科專業背景的信息科技教師雖然具備了初步的人工智能專業知識，但在開展人工智能教育上仍然面臨較大挑戰。

2.學校人工智能教育治理能力亟待提升

T區的31所小學均已開展人工智能教育，但學校對人工智能教育的目標、課程內容、課時安排及評價標準均缺乏明確和清晰的表述，沒有形成人工智能教育體系。學校對人工智能教育的支持也十分有限：一方面，無法提供必要的軟件和硬件支持；另一方面，缺乏對人工智能教育的管理和指導。目前，學校人工智能教育的開展情況主要依賴信息科技教師的人工智能專業素養水平，甚至取決于某一位信息科技教師的能力，這不利于課程的有效實施與優化。因此，學校需要提供更多的專業支持來改善這一狀況。

3.人工智能教研區域支撐能力薄弱

區域研訓機構作為教師在職培訓的管理和組織部門，是高質量實施學校課程的重要支撐。教研工作在推進課程改革、指導教學實踐、促進教師發展和服務教育決策等方面發揮著重要作用。然而，在促進教帥專業技能提升方面，T區的人工智能培訓次數較少，內容也比較簡單；在指導教學實踐方面，缺乏典型的優秀案例，尚未組織系統性的專業技能培訓和教學實踐培訓。同時，區域也缺少人工智能教室的建設優化方案，導致對教師和學校的人工智能教育支持不充分，成效不明顯。此外，研訓員的人工智能專業素養也有待加強。

4.人工智能教育的聯動機制尚未形成

與語文、數學等傳統學科不同，人工智能教育因其技術性、前沿性和對算力資源的高要求，需要多方聯動才能有效開展。雖然在課堂上直接參與的是學生和教師，但教學開展還需要算力、算法、數據、技術與工具以及教學理念和方法的全面支持。這需要教師、學校、科技教育企業、高等院校、研究機構等多方面的協作與聯動。然而，調查數據顯示，人工智能教育的域內域外聯動機制尚不成熟，資源無法有效整合，教學效果難以提升，制約了區域人工智能教育的發展。因此，建立和完善多方聯動機制是推動區域人工智能教育發展的關鍵。

四、人工智能專業素養提升的區域策略

小學信息科技教師人工智能專業素養提升不僅與教師直接相關，而且與學校教研組、區域教師發展機構有直接關系。區域教師發展機構須把教師、學校、區域聯合起來，制定提升策略。

（一）建設人工智能教育實驗校，融入國內教師發展外循環

當前，人工智能教育已經得到廣泛重視，部分地區率先開展人工智能教育實踐，教育部相關直屬單位、高校、行業團體等也持續開展人工智能教育研究。參與這些先行地區或學校的人工智能教育研究，可以快速提升信息科技教師的人工智能專業素養。訪談發現，T區確定了8所小學為人工智能實驗學校，參加教育部課程教材研究所、清華大學出版社、華東師范大學等組織的多個實踐項目，借助這些項目的師資培訓，彌補了區域教研支撐能力的不足，探索了區域聯動機制，并保障了區域人工智能教育的前沿性、發展性。例如，T區關注到，教育部課程教材研究所組織了“中小學人工智能教育實踐研究項目”，由上海人工智能實驗室開展通識培訓，提供專業引領[3。T區隨即遴選了包含城鄉學校在內的6所學校9名小學信息科技教師參與人工智能教育實踐項目，累計參加了14個小學人工智能教育工作坊。通過參與省級名師工作室項目等多個人工智能實踐項目，教師們學習了人工智能教育工具與平臺的使用方法，帶領、指導學生積極參與人工智能科學探究和應用創新，并在全國科創活動中取得優異成績，多名教師和學生登上全國中小學生人工智能教育交流舞臺。

（二）組建人工智能教師共同體，增強區域教師發展內循環

通過參與國內人工智能教育實踐項目，信息科技教師對人工智能專業素養有了更深刻的認知。但是，提高信息科技教師人工智能專業素養，更重要的是教師的內驅力和協作力。T區將新手教師、骨干教師、成熟教師組建成“課程營”“技能營”“創新營”，設計針對性培訓方案。同時，選擇專業素養較高的教師組建3個共同體的協作體，形成共同學習、協作學習的循環機制。共同體和協作體的學習，挖掘區域教師的能力和潛力，實現自我造血、自我發展，提升區域信息科技教師人工智能專業素養。T區為共同體設計培訓方案時，強調進階式、項目式和跨學科。進階式是指人工智能知識與技能培訓包括三個階梯，第一階梯為人工智能體驗與賦能，第二階梯為人工智能原理學習，第三階梯為人工智能創新應用。項目式是指培訓時以項目為評價導向，要求教師完成一個人工智能項目（或模型）。而跨學科式培訓，實現了信息科技教師與其他學科教師共同提升人工智能素養，如在科學智能體設計課程實施過程中，信息科技教師、科學教師共同參與人工智能培訓，科學教師在活動中提出設計需求，信息科技教師提供技術支持，共同設計各式各樣的“科學智能體”，學生通過智能體就可以自主開展精心設計的學習活動。

（三）積累人工智能教學案例集，提升人工智能教育課程力

提升人工智能專業素養的目的是提高信息科技教師人工智能課程實施能力。積累優秀的人工智能教學案例具有三個方面的價值。第一，教學案例是實踐的產物，實踐是最好的教育培訓，教育理念在實踐中感悟，教學內容在實踐中重構，教學方法在實踐中應用。第二，教學案例是最直接的培訓資源，教師學習優秀的教學案例，有助于教師專業提升。第三，教學案例是課程的重要內容，學習和積累優秀的教學案例有助于提升教師課程建設能力。在T區教師訪談中得知，學習、開發、積累教學案例，是提升信息科技教師人工智能專業素養的最快途徑。人工智能教學案例還可以成為各小學的人工智能校本課程。例如，某小學依托課題研究，根據學生認知水平把人工智能課例分為體驗、辨析、應用、創新4個層級，每個層級積累3至5個案例，4個層級積累近20個案例，既作為課程資源，也作為教師培訓資源。學校或教師根據課時安排，在不同層級選擇1至3個案例形成學校的校本課程，初步實現人工智能教育的普及。

參考文獻：

[1]柏宏權，王姣陽.中小學人工智能課程教師勝任力現狀與對策研究[J].課程·教材·教法，2020，40（12）：125-132.

[2]丁世強，馬瀟，魏擁軍.中小學人工智能教師專業素養框架研究[J].電化教育研究，2023，44（6）：122-130.

[3]課程改革實驗研究中心.中小學人工智能教育實踐研究項目[EB/OL].（2024-08-30）[2025-01-30].https：//www.ictr.edu.cn/curriculum_reform/jing/detail/3532.html.

責任編輯：殷偉