智能教育时代，我们更需要有让工具“为我所用”的教育智慧，工具不能代替人思考，自主学习和批判性思维的培养同样重要


机器的介入进一步弱化了师生交往的情感基础，教师需要以更加敏锐的共情能力察觉学生的情感世界与思想动态，恰如其分地把握教育时机


要积极创设人工智能校园文化，让教师随时随地处于智能化的情境感知中，全方位支持中小学教师对智能教学的认知体验，促进教师智能教育素养的形成


“我从来没想到，自己每天的工作要和人工智能‘打交道’。”宁夏回族自治区银川市十五中学副校长赵梦颖笑言。


她向记者展示在日常教学工作中人机是如何协作的：课前，她利用人工智能向学生推送导课资源和习题，帮助学生自主预习；课中，借助平台系统给出的学情分析报告，将错误率较高的习题调出来，请学生进行小组合作学习；课后，借助智慧作业应用，她精准定位每一名学生的薄弱点，点对点推送答疑视频，满足学生个性化答疑需求。


人工智能作为工业4.0时代的技术代表，已经深深嵌入社会各行各业。尤其是去年以来，以ChatGPT为代表的生成式人工智能的问世和持续迭代升级，在教育领域引起了广泛关注和热议。在很多专家看来，这不仅仅是技术赋能教育的简单相加，更是教育理念与模式的一场深刻变革。变局已至，未来已来，教师做好准备了吗？


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人工智能技术融入教师教育教学是大势所趋


喀斯特地貌是高中地理的重要知识点，如何让学生更加直观地认识这一地貌的特征？


广州奥林匹克中学教师李可丹的地理课堂上，她借助“智影”生成数字人和课堂导入视频，成功吸引了学生的注意力；接着，李可丹打开AI绘画工具，让学生写出地貌特征的描述提示词，根据提示词生成图片，一场关于地貌的课堂人机对话随机展开。在学生不断补充和修改关键词后，喀斯特地貌最终完整呈现在大家眼前。


如今，越来越多的教师像李可丹一样拥抱智能教育。华东师范大学和中国教育科学研究院联合发布的《2022人工智能教育蓝皮书》显示，目前大部分教师已将人工智能技术融入教育教学，具体的应用主要在备课和管理阶段，能够大幅度提高工作效率和提升学生的学习热情。


北京十一学校人工智能课程负责人郑子杰也有同感。5年前，郑子杰从北京大学博士毕业入职十一学校，在他的印象里，当时人工智能话题还主要局限在信息技术学科教师中讨论。随着近一年来生成式人工智能的火热，他发现，大语言模型也逐渐被其他学科的教师应用在教学中，有的物理教师使用生成式人工智能帮助撰写代码来模拟带有空气阻力的斜抛运动，有的语文教师与信息技术教师共同完成基于自然语言处理的唐诗赏析课程单元……


“虽然教师仍旧会担心人工智能是否会对学生学习产生负面影响，但也有一部分教师开始尝试转变，积极拥抱人工智能对教学带来的冲击，并引导学生正确看待和使用人工智能有关技术。”郑子杰说。


《2022人工智能教育蓝皮书》调查也发现，教师整体认可人工智能教学工具的价值，但也受阻于相关产品的不成熟和系统培训的缺乏。受访的28782名教师中，仍有少部分教师从未听说过人工智能，大多数受访教师认为自己对于人工智能专业知识和相关工具的掌握程度一般。从使用情况看，在听说过人工智能的教师中，近半数在授课中偶尔使用人工智能，只有11%左右的受访者在授课中经常使用人工智能技术。


同时，受访的中小学校中专门教授人工智能课程的教师数量较少。大多数受访教师认为开设的人工智能课程处于了解与体验阶段，目前中小学校人工智能课程的课时主要集中在1周1课时。


如果进一步给教师使用群体画像，可以发现，不同学历、教龄、学段的教师人工智能使用情况有明显差异。华东师范大学顾小清团队调查发现，教师的学历水平越高，越愿意尝试人工智能教育实践；教龄处于5年以内的教师人工智能教学效果最佳，小学、初中教师的表现优于高中教师。


“自2018年教育部开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作以来，取得了一系列积极成效，无论是教师对智能教育的认识还是实践尝试，都有显著提升和增长。但也要看到，教师整体上对人工智能的理解应用还不够深入，教师智能教育素养亟待提升。”华南师范大学教育信息技术学院教授钟柏昌说。


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人工智能时代教师需要什么样的能力和素养


当人工智能遇上写作课，会擦出怎样的火花？


在成都市武侯区教科院附属小学教师童丹的写作课堂上，她将生成式人工智能技术引入学生日常习作中，让学生的文字变成图画，更直观地感受文字所描绘的美景。同时，她还利用人工智能对学生作品进行点评，帮助学生对作品进行修改和优化，让他们从一个全新的角度审视自己的作品。


“这种教学方式激发了学生的写作热情和创造力，锻炼了他们的写作技巧。”而人工智能的使用，也促使童丹更深入地思考“自己要做一个什么样的老师”。


“一方面，我们要有意识地用新技术武装自己，人工智能带来了教学方法的革新和个性化教学的可能，不掌握人工智能技术的教师可能被淘汰；另一方面，教师需明确职业核心价值，教育不仅是传授知识，更重要的是培养学生品格、情感和创造力。在此过程中，教师的人文关怀和专业素养至关重要。”童丹表示。


在教育部人工智能助推教师队伍建设行动试点工作指导专家组成员、华中师范大学教授吴砥看来，与传统教育教学活动中教育技术总是作为一种教学“助手”出现不同的是，生成式人工智能功能的泛化性与内容的生成性，使其在知识教学中表现出了能够部分取代教师的迹象。


在这种情形下，教师需要具备与生成式人工智能协作的能力。“一要知晓原理，了解人工智能的基本功能、实现机制；二是赋能学习，可以用人工智能进行知识搜索、生成教学内容、开展课堂模拟等；三是优化教学，如英语课中ChatGPT可以作为写作提示生成器、班级讨论问题生成者等；四是交流分享，能将人工智能用于学习和教学的经验传递给其他教师。”北京师范大学教授黄荣怀认为，教师要学会与智能技术形成互补、协同、创新的关系。


这种关系让成都市武侯区教科院附属小学的许多教师像童丹一样，尝到了人机协同教学的甜头：作业批改效率提高了，学习素材更丰富了，答疑解惑更精准了……


但是，随着使用的深入，问题也随之而来。负责学校信息化工作的教师张永胜就发现，让人工智能生成“一轮新月”时，它可能生成的是“一轮圆月”，它也发现不了“公鸡蛋炒西红柿”等常识性错误。在作文批改中，虽然生成式人工智能可以自动化评价，但容易出现机械化的评语，标准比较单一，考虑不到学生自身的发展进程。


“在人工智能时代，教师更加需要坚定自己的主导自信。”北京师范大学教授李芒认为，无论技术如何进展，人始终是技术与工具的主宰。数字技术、智能技术是工具，有了工具之后，起决定作用的就不再是工具，而是人使用工具的方法。


北京大学教育学院教育技术系系主任贾积有也深有同感：“智能教育时代，我们更需要有让工具‘为我所用’的教育智慧，工具不能代替人思考，自主学习和批判性思维的培养同样重要；而在高度依赖技术的环境中，如何更好地进行人际沟通和交流也是一项需要研究的课题。”


“这对教师的智能教育素养提出了挑战。”北京师范大学教师教育研究所所长宋萑将其概括为，批判性地反思和使用人工智能提供的回答，有效评估和筛选人工智能提供的数据和资源的正确合理性以及背后传递的价值，以立德树人的育人观思考人工智能的优缺点和潜在的伦理、价值问题等。


缺少这种素养，就可能停留在使用生成式人工智能生成“答案”的浅层次上，导致原来的“人灌”异化为“AI灌输”。


“既然人工智能在知识传输上有更出色的表现，那么教师应该怎么教？”作为十一学校人工智能实验课程的主讲教师，郑子杰常常思考这个问题。相较于掌握机器学习的算法本身，他更在意引导学生去尝试猜测和思考一个算法或者模型是如何发明出来的。


在郑子杰的课堂上，学生孙工博萌生了利用人工智能算法对古代碑帖进行修复的灵感。他把张猛龙碑作为研究对象，在郑子杰的指导下阅读了大量关于图像修复和图像翻译的研究资料，最终设计出了一种新的算法来实现修复工作。去年5月，凭借这一成果，他夺得了全球青少年科学竞赛的“世界杯”——2023年国际科学与工程大奖“机器人与智能机器”项目的奖项。


“相比于传授知识和提升分数，我更重视培养和提升学生发现和解决问题的能力、创造力和思辨力、合作和沟通能力等。这些能力单纯靠智能工具是无法培养的。”郑子杰说。


私下里，郑子杰喜欢和学生打成一片，学生爱找他聊天，大到国际形势变化，小到校园八卦，无所不谈，有了烦心事也爱和他分享，很多学生亲切地称呼他为“子杰”。


“有时候，培养和引导学生成长不是靠言传而是靠身教。”郑子杰常常被学生问这样一个问题：为何放弃互联网企业的高薪工作来中学当教师？郑子杰的回答是：一是因为热爱，如果不热爱，即使年薪200万元也不会快乐；二是因为使命感，自己有责任用专业所学推动基础教育智能化变革。随着教龄的增长，郑子杰愈发意识到，教师对于学生最大的教育，不是教给学生什么，而是作为榜样，让学生不自觉地模仿。“在智能时代，亲其师而信其道等古老教育智慧永不过时。”


事实上，这对教师的社会共情能力提出了更高的要求。在吴砥看来，机器的介入进一步弱化了师生交往的情感基础，教师需要以更加敏锐的共情能力察觉学生的情感世界与思想动态，恰如其分地把握教育时机。


“科技发展为教育带来了无尽的可能性。作为教师，不仅要善于利用这些工具，也要以此促进自身新思想、新观念、新意识的产生。”李芒说，教师本身就是一种创造性的存在，这种创造性将因技术的赋能而更加闪耀。


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提升教师人工智能教育素养路在何方


在没有参加培训之前，广东省湛江市第十二小学科学教师邱海宁对教育数字化的认识还停留在“双师课堂”，智能教育对于她来说既熟悉又陌生。去年年底，她参加了由广东省教育厅举办的智能教育培训，在专家的指导下，她用时下最热门的4款AI软件对教科版小学科学五年级上册《光》单元进行教学设计，加以整合后得到了一份令人满意的教学计划。


“这样的培训像一场头脑风暴，让基层教师也能接触到最前沿的人工智能技术。但如何更好地将其融入日常课堂，还需要我们沉下心来探索。”邱海宁说。


人工智能能否引发教育变革，关键在教师。


吴砥坦言，目前能熟练运用人工智能的教师总体较少。一方面是因为在当前的教育实践中，人工智能技术尚未成为一种普遍的、常态化的教育要素。虽然我国中小学教育环境已基本实现数字化，但只是具备了基本的数字化教学条件，智能化程度还不高；另一方面，无论职前培养还是职后培训，智能教育素养还需进一步加强。


华东师范大学副校长戴立益建议：“在师范教育体系中融入智能教育。”他说，不应以简单开设几门课程、掌握几项技术为目标，而是要促进师生信息素养和智能水平的全面提高，促进基于全体、全面、全时空的教与学能级和效率的提升。


“在教学方式上，借助慕课等在线教学资源、学习平台的建设，开展混合式教学改革，实施基于任务的学习。在管理方式上，借助智能化教室管理系统，对师范生在课堂上的学习行为进行分析，及时开展有效指导。在教育实习环节，建设教育实习远程管理平台和移动听评课系统，推行电子与纸质互补的教育实习档案袋制度。”戴立益说。


2020年，华东师大首创师范生在线教学能力微认证体系，将在线教学能力划分为12个模块，囊括课程设计、活动组织和评价反馈等教学环节。通过智能化的教学行为记录和分析，实现了对师范生的个性化训练和指导。


“微认证体系将在线教学能力拆分成具体的子任务，让使用者能够精准找到自己的薄弱项，从而有针对性地提升教学技能。”华东师范大学物理与电子科学学院毕业生辛玥是第一批使用微认证的师范生，她当时选择了10分钟微课和说课、了解线上教学平台、模拟上一堂课3项模块任务，每项任务完成后的专家点评，也让她看到了自己在课堂设计能力上的差距所在。


在职后培训阶段，近年来，国家加大了对教师人工智能素养的培训力度。自2018年教育部启动人工智能助推教师队伍建设行动试点以来，已有103个试点单位，建成7000余间智能化教室；国家智慧教育公共服务平台的教师研修板块也为教师提供了丰富资源。


“评”是宁夏整体提升教师数字素养的关键词。作为人工智能助推教师队伍建设试点地区，2020年起，宁夏连续3年开展教师信息素养全员测评定级，完善教师专业发展数字画像。依托测评结果，有针对性地开展教师信息素养靶向培训，构建“测—评—培”机制，实现全体教师数字素养和数字化教学能力的提升。


“测评一共有40多道题，涉及信息化基本概念、信息化实际应用场景、网络安全伦理等方面，能够较为全面地反映教师的信息素养水平。”作为分管信息化工作的副校长，赵梦颖在最近一次测评中惊讶地发现，刚入职的个别年轻教师在测评中只拿到了B级，“这反映了我们平时工作中的漏洞，下一步要有针对性地加强年轻教师的实操培训。”


测评结果显示，2022年，宁夏全区6.9万名中小学校长、教师和各级教研员参加了信息素养测评，合格率达99.93%；优秀率达69.97%，较2021年增长了8.82%。


但在全国层面，钟柏昌认为，目前教师培训数字化转型还处于起步阶段，智能研修平台利用率不高，还有较大提升空间；在培训形式上，专家讲座和考察观摩的培训模式还较为普遍，应提倡参与式研修，通过工作坊、研讨课等方式提升教师的智能教育素养。


顾小清的建议是，充分利用大数据、学习分析等技术平台，结合学科专业优势，建设具有特色的校本人工智能资源库，同时组建人工智能校际联盟，借助实践资源的共创、共享和共流优势，形成长效的区域人工智能教研机制。


“技术应用从来都不是一蹴而就的，而是在与环境的互动中动态发展的。”顾小清说，要积极创设人工智能校园文化，让教师随时随地处于智能化的情境感知中，全方位支持中小学教师对智能教学的认知体验，促进教师智能教育素养的形成。