中小学教师人工智能素养框架与实践路径研究
您当前的位置 : 首页 > 新闻中心 > 行业资讯

中小学教师人工智能素养框架与实践路径研究

2024-11-28 行业资讯

  人工智能素养是数字素养的新发展。随人类社会逐步迈进以人机协同为关键特征的智能时代,教师的人工智能素养得到国际组织及各国政府的广泛关注。本研究首先分析了国内外教师人工智能素养及学术界在教师智能教育素养方面的已有成果,构建了面向中小学教师的人工智能素养框架;接着,结合我国基础教育领域的智能教育实践及教育部正在实施的人工智能助推教师队伍建设试点项目,提出了以AI思维为核心、以关键实践场景应用为切入、以评估为驱动、以伦理为底座、以智能教育环境为支撑

  关键词:生成式人工智能;中小学教师;数字素养;人工智能素养;智能教育素养

  进入21世纪的第二个10年,随着以云计算、大数据、人工智能、物联网等为代表的智能技术的不断普及,人类社会逐步迈进以人机协同为关键特征的智能时代。在上述背景下,人工智能素养作为一个专业术语在2016年被正式提出。尤其是自2016年以来,AI在数据、算力和算法等方面都获得了长足发展,人工智能不但在计算智能和感知智能方面得到了愈来愈普遍的应用,而且在更高级的认知智能(即致力于模仿人类语言、知识、推理、问题解决等)方面得到加快速度进行发展和广泛关注。由于人工智能(尤其是生成式人工智能)其本身所具有的复杂性,由于其产品在使用的过程中的不成熟性(迭代性)和黑箱性质,导致其具有不透明性和不可解释性,在人机协同的过程中对于用户的能力和素养提出了新的、不同于数字素养的更加高的要求。而生成式人工智能的快速发展和应用,则进一步加速了提升每一位社会成员人工智能素养的紧急性和迫切性[1-3]。

  教育领域人工智能素养的研究,最初起源于大学计算机科学教育中对大学生人工智能素养的关注,接着延伸到基础教育领域的学生人工智能素养问题,而对于教师人工智能素养的研究和关注则较为滞后,研究成果也非常有限。但随着人工智能逐步融入学校教学实践,随着人工智能促进教育变革正在成为一种国际性共识,教师需要学会和AI协同合作,需要熟练使用慢慢的变多的人工智能驱动的教与学的工具和方法。为了确认和保证在未来的人机协同教育生态中教师不被边缘化,使教师避免盲从人工智能的判断,能够坚守其在教学和人机协同中的主体性地位,更为了确认和保证以人为本、符合伦理规范、负责任的人工智能教育的实施,教师必须培养新的能力和素养,才能够和AI有效协作[4]。

  对于中国的智能教育变革而言,中国近年来也格外的重视智能技术赋能教师发展,教育部分别在2018年和2021年启动人工智能助推教师队伍建设试点行动,将教师的智能教育素养提升作为其中的重要内容。受到上述政策的影响,学术界近年来主要是以“智能教育素养”为核心开展相关研究。本研究将沿用联合国教科文组织所采用的在数字素养基础上发展而来的人工智能素养概念,并且认为教师的人工智能素养是更复杂的智能教育素养的基础。因此,本研究将采用教师人工智能素养这一核心概念,将学术界关于教师智能教育素养的相关研究进展进行综述提炼,提出自己关于中小学教师人工智能素养框架与实践路径,供同仁指正。

  对人工智能素养的理解和认识,是研究和探讨教师人工智能素养的必要前提和基础。自人工智能素养术语提出以来,国外学术界一直在尝试对其进行概念界定,也正在达成初步的共识——人工智能素养作为智能时代人类必备素养之一,是读写算素养和信息素养在新的历史时期的延续,是数字素养和数据素养的智能升级。本研究对2016年以来研究者对于人工智能素养的典型定义进行整理和分析(见表1)。

  为了适应AI在教育领域应用的加快速度进行发展,欧盟在2022年发布了《教育者人工智能及数据教学应用伦理指南》,强调面对AI系统在教育领域愈来愈普遍的应用,教育者及学校管理者一定要了解关于教育AI和数据应用的基本知识,以便能够积极主动地和AI系统进行交互,能够批判性地、符合伦理地、适当地应用AI系统,并最大化地发挥其潜能。因此,在2017年《欧盟教育工作者数字胜任力框架》的基础上,提出了新的“教育者AI-数字胜任力参考框架”(见图1)[1]。

  该框架的提出者认为,鉴于目前科学共同体内尚未形成被广泛接受的关于人工智能的统一性定义,而且由于人工智能技术及内涵的广泛性和多样性,建议采用经济合作与发展组织正在使用的、概念和内涵较为清晰的“AI系统”这一术语,并将之界定为“一种采用特定技术和方法开发的计算机软件系统,可以根据人类界定的特定目标,产生特定的输出,这些输出包括影响到人类与环境进行交互的相关内容、预测、推荐或决策等”。因此,AI系统成为“教育者AI-数字胜任力参考框架”的概念基础;另外,新的框架还将伦理问题(例如人的主体性和能动性、人文主义、公平公正、算法偏见等)渗入到了各个二级维度之中,多次强育者要积极主动地学习和了解人工智能伦理规范,要遵循欧盟《人工智能法案》的要求,加强数据治理和人工智能治理,防止教育领域对AI的滥用和误用,还要关注和提升学生的人工智能伦理[9]。

  对于我们的祖国而言,近年来在推动教师信息素养向数字素养发展转变的同时,教育部为了推动教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革,分别在2018年和2021年启动实施了具有引领和前沿探索性质的人工智能助推教师队伍建设行动试点,并将智能教育素养提升行动作为其中的重要内容。随着人工智能助推教师队伍建设试点项目的深入发展,无论是已有的教师信息素养还是数字素养理论、框架等,都难以满足智能教育对教师新能力和新素养发展的现实需求,需要尽快建立统一的适合国情的教师智能教育素养理论、框架及标准,并在此基础上形成高质量的智能教育素养培养课程教学体系。目前学术界在教师智能教育素养研究方面已经取得了初步成果,在探讨智能教育素养内涵、特征、价值的同时,开始构建适合国情的教师智能教育素养框架(见表2)。

  本研究借鉴国内外已有的人工智能素养、教师人工智能素养及教师智能教育素养相关研究成果,基于教育部2022年制定的教师数字素养教育行业标准,将中小学教师的人工智能素养确定为“人工智能意识与态度、人工智能知识与技能、人工智能思维、人工智能赋能应用和人工智能伦理”5个维度,经过对22位专家两轮的专家咨询,最终形成了中小学教师人工智能素养框架体系(见图2)。

  基于本研究提出的中小学教师人工智能素养框架,结合我国基础教育领域的智能教育实践及教育部正在实施的人工智能助推教师队伍建设试点项目要求,本文提出“以AI思维为核心、以关键实践场景应用为切入、以评估为驱动、以伦理为底座、以智能教育环境为支撑”的中小学教师人工智能素养提升实践路径(见图3)。

  教师个体层面人工智能素养及伦理水平的提升,第一步是要得到所在地区层面教育人工智能伦理规范及有关政策的引领和保障。总结和分析联合国教科文组织等相关文献,其首先关注和呼呼的是国家(地区)层面的教育人工智能伦理规范及政策问题——人工智能正在以新的方式影响着人类的思维、互动和决策,但相应的监管框架的变革速度已远远落后于技术的发展速度,其中涉及的社会和伦理影响更是引发了人们更加迫在眉睫的担忧,尤其是目前大多数国家(地区)的教育学习管理机关并没有为生成式人工智能的大规模应用做好充足的准备[14]。中国作为积极推动AI应用的国家,为促进生成式人工智能的健康发展和包括教育在内的多项领域规范应用,防范生成式AI发展可能带来的风险,国家网信办、教育部等七部门联合发布了《生成式人工智能服务管理暂行办法》[15],这一举措也为教育人工智能理论规范的政策研究和相关法规制定奠定了基础。

  2.在应用场景方面,推动评估驱动的智能化教学、智能化专业发展和智能化协同育人的持续性应用

  教师的人工智能素养提升绝不仅仅是简单的技术应用和技术素养问题,涉及到教师的知识、技能、伦理、思维、态度情感等综合能力。教师人工智能素养的提升是一项困难而具有挑战性的工作,仅仅通过简单的技术培养和训练和理论学习是难以实现的,需要教师在持续地参与智能教育核心专业实践活动中不断地获得锻炼和提升。在欧盟提出的“教育者AI-数字胜任力参考框架”中,将教师的专业实践领域分为了“专业参与、教学、评估和赋能学习者”4个方面。在教育部等六部门关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见中,强调了新型基础设施应用的“教学、研训、评价和管理”4大实践场景。在本研究所构建的中小学教师人工智能素养框架中,将中小学教师在日常工作中的AI应用聚焦于“教学、专业发展和协同育人”3大实践场景。在过去的几年中,一些省市已经在开展面向中小学教师的信息素养评估实践,建议借鉴教师信息素养评估的已有做法,聚焦AI在上述3大专业实践场景的应用,开展中小学教师人工智能素养的评估,以推动和促进教师人工智能素养整体水平的提升。

  无论是智能教育实践的发展,还是教师个体人工智能素养的提升,都需要国家、区域及学校提供的智能教育环境支撑,包括智能终端、智能学伴、智能教学平台、智能研修平台、智能教材等。与过去的多媒体环境和网络环境相比,智能教育环境具有场景感知、数据驱动、无缝衔接、人机协同等关键特征,能发挥人类教师智慧与机器智能教师的双重优势,通过人机协同教学来提高对复杂性、开放性教育问题的诊断和决策的准确率[17]。在国家层面,随着2022年3月国家中小学智慧教育平台的上线及一直在升级,为教师的人工智能素养提升提供了重要的平台和优质资源保障。在国家教育数字化战略行动的推动之下,各个地区的教育管理部门在教育专网、智慧教育平台、数字教育资源、智慧校园、智能教学助手等的建设和应用方面取得了一定进展,为教师的人工智能3大实践场景(教学、专业发展和协同育人)深度应用和人工智能素养提升提供了坚实的基础环境保障。

  人工智能技术的发展及在教育领域的应用是一个不可阻挡的趋势。提升中小学教师人工智能素养,是确保在未来人机协同的智能教育新生态中教师的角色和作用不被边缘化的关键,也能保证教师能够理性、自信、批判性且安全地使用人工智能技术,成为人机协同的主导者、控制者和决策者,最终确保人类教育的目标和价值得以实现。

  [8]郑勤华,覃梦媛,李爽.人机协同时代智能素养的理论模型研究[J].复旦教育论坛,2021,19(1):52-59.

  [12]范建丽,张新平.大数据+智能时代的教师数智胜任力模型研究[J].远程教育杂志,2022,40(4):65-74.

  [13]郑智勇,宋乃庆.中小学教师智能教育素养测评指标体系构建研究[J].中国电化教育,2023,(12):75-83.

  [16]汉纳·杜蒙,戴维·艾斯坦斯,弗朗西斯科·贝纳维德.学习的本质[M].杨刚译.北京:教育科学出版社,2020:158-159.

  [17]武法提,杨重阳,李坦.智慧学习环境中的人机协同设计[J].电化教育研究,2024,45(2):84-90.

  梁林梅(1969—),女,河南林州人,教授,博士生导师,研究方向为学习科学与教学设计、区域教育数字化发展与评估及技术上的支持的教师专业发展;

  王萌(1999—)女,河南驻马店人,硕士研究生,研究方向为技术上的支持的教师专业发展;

  李珞珈(1994—)女,河南郸城人,硕士研究生,研究方向为技术上的支持的教师专业发展。返回搜狐,查看更加多

联系我们

关注我们

Copyright © bob电竞入口_bob电子竞技官网_bob电子游戏平台 All rights reserved 备案号:津ICP备2021007042号 网站地图