人工智能技術的快速發展對教育領域產生了深遠影響,人工智能教育已成為新時代教育改革和拔尖創新人才培養的重要方向。在教育強國建設背景下,教育部辦公廳印發了《關于加強中小學人工智能教育的通知》,對中小學人工智能教育和師資建設提出了新的要求。本文以北京市海淀區為例,通過調研數據分析中小學人工智能教學和人工智能教育師資現狀,探討中小學人工智能教育師資建設面臨的機遇和挑戰,并提出相應建議,以期為推進中小學人工智能教育高質量發展提供參考。
隨著人工智能技術的飛速發展,特別是大模型技術在各個領域的廣泛應用,加強人工智能教育已成為培養新時代創新人才、提升國家競爭力的關鍵舉措。為了落實《關于加強中小學人工智能教育的通知》要求,北京市教委發布了《北京市推進中小學人工智能教育工作方案(2025—2027年)》,方案中明確提出要構建多渠道人工智能教育師資體系,包括建立人工智能教師隊伍、強化人工智能教育教研、培育選樹專業骨干教師三項具體任務。教師是落實教學改革要求的關鍵因素,中小學人工智能教師隊伍建設是加強中小學人工智能教育的重要基礎,如何做好中小學人工智能教育師資建設是各級教研機構和學校面臨的新問題和新挑戰。
海淀區中小學人工智能師資及教學現狀調研
海淀區是北京市基礎教育的強區,基礎教育辦學規模位居北京市之首。海淀區一直在積極探索實施中小學人工智能教育,為了更好地推進中小學人工智能教育工作,筆者面向全區170多所中小學的337位(其中小學教師145位、中學教師192位)信息科技教師進行了問卷調研,以全面了解海淀區中小學人工智能教學開展現狀和教師隊伍的基本情況。
中小學信息科技教師隊伍基本情況
教師學歷水平
從圖1、圖2可以看出,碩士及以上學歷水平的教師整體占比為34.71%,其中小學27.1%、初中42.95%、高中46.31%,中小學信息科技教師學歷水平整體較高,具有開展人工智能教育的良好基礎。
圖1 教師學歷整體情況
圖2 各學段教師學歷情況
教師職前關于人工智能課程的學習情況
從參與調研的教師專業構成數據看,多數教師的專業均與計算機科學、現代教育技術、人工智能技術相關。其中,33.23%的教師所學專業與人工智能相關,66.77%的教師所學專業與人工智能無關,這部分教師開展人工智能教學面臨著較大的挑戰。
針對大學或者讀研期間是否學過人工智能相關課程的情況,按照學歷和任教學段分別進行統計。從圖3、圖4可以看出,碩士及以上學歷水平的教師學習過人工智能相關課程的占比較高,高中教師中學習過人工智能相關課程的占比也較高。因此,高中年級和高學歷水平教師在開展人工智能教學實踐中占有一定優勢。
圖3 大學或讀研期間學習人工智能相關課程情況(按學歷統計)
圖4 大學或讀研期間學習人工智能相關課程情況(按學段統計)
教師教齡情況
從圖5、圖6可以看出,教齡5年以下教師占比為24.63%,教齡10年以下教師占比39.17%,占比相對較大。在這些教齡10年以下的教師群體中,碩士及以上學歷的教師占到一半以上,他們是教師隊伍的中堅力量,年輕且富有活力,有人工智能課程學習的基礎,在開展人工智能教學實踐中具有顯著優勢。
圖5 教師教齡整體情況
圖6 教師教齡按學歷統計情況
教師職后參加人工智能培訓和學習情況
為了滿足人工智能教學需要,中小學教師通過多種渠道參加有關人工智能課程的培訓和學習,提升人工智能課程設計與教學實施能力水平。從表1可以看出,絕大多數教師更依賴區教師進修學校組織的相關培訓,這充分說明區域教研機構對于人工智能教育師資的建設起著非常重要的作用。
中小學人工智能教學現狀
對于課程標準的理解與掌握情況
《義務教育信息科技課程標準》和《普通高中信息技術課程標準》是中小學信息科技(信息技術)教師開展教學的重要依據,課程標準中都有關于人工智能的教學內容要求和教學建議。
從圖7可以看出,56.97%的教師能夠掌握課程標準中對于人工智能課程的相關要求,但是仍有超過37%的教師對于課程標準不夠熟悉,不能很好地把握課程標準中對于人工智能課程的相關要求,不利于開展人工智能教學實踐。
圖7 對于課程標準的理解與掌握情況
人工智能課程開設情況
《義務教育信息科技課程標準(2022年版)》的課程內容設置中,第四學段包括“人工智能與智慧社會”內容模塊。高中信息技術課程結構分為必修、選擇性必修和選修三類課程,“人工智能初步”屬于選擇性必修課程,選擇性必修課程是對必修課程的拓展與加深,滿足學生升學和個性化發展的需要。這些課程內容的設置為中小學開展人工智能教學實踐提供了必要的參考依據。
從表2可以看出,限于課時和課程安排等因素影響,目前中小學還沒有單獨的課時開設人工智能課程教學,73.29%的教師能夠在常規教學中選擇某些單元融入人工智能課程內容,61.72%的教師在校本選修課或課后服務活動中面向部分學生開設人工智能課程。
中小學教師在開設人工智能課程的實踐過程中,存在諸多困難,從表3可看出,78.34%的教師缺乏人工智能課程相關教學資源,68.84%的教師缺乏系統的人工智能課程知識儲備。此外,合適的軟件和硬件平臺,以及課時也是制約人工智能課程開設的重要因素。
開設人工智能課程對區域教研的需求
區域教研機構在區域課程建設和教師隊伍建設方面起到重要的引領和促進作用,中小學教師在開展人工智能課程、落實各級文件要求方面對于區域教研有諸多需求。從表4可知,中小學教師在人工智能課程教學實踐過程中,最為迫切的需求是能提供人工智能課程教學的相關資源,其次是參加人工智能課程的系統培訓和人工智能課程教學案例分享。
中小學人工智能教育師資建設的機遇和挑戰
中****小學人工智能教育師資建設的機遇
政策支持與系統化推進
教育行政部門通過制定專項工作指南和培訓方案,提升教師人工智能素養,為中小學人工智能教育師資建設提供政策保障?。例如,《海淀區“人工智能+教育”三年行動計劃》提出構建教師人工智能及數字素養培訓課程體系,組織線上線下融合的靈活培訓方式,針對性開展通識類、研究類、應用類等分層、進階式的教師培訓課程,提高教師人工智能素養及運用能力。
跨領域協同與資源整合
在大力推進人工智能教育的形勢下,可以整合高校、高科技企業、科研機構等多方力量,為教師提供技術培訓、實踐案例和教學資源支持。還可以充分利用各種在線學習平臺,開展人工智能教育師資培訓。例如,可以利用國家中小學智慧教育平臺中的人工智能學習欄目,開展關于人工智能通識知識的在線學習培訓。
中小學人工智能教育師資建設的挑戰
教師人工智能素養與專業能力不足
基于前面的調研數據可知,目前的中小學信息科技教師的人工智能專業能力和人工智能素養水平普遍較低,多數教師未接受過系統性和專業性的人工智能課程培訓,對于人工智能的核心技術(自然語言處理、計算機視覺、生物特征識別等)和機器學習算法(回歸算法、分類算法、聚類算法、深度學習算法等)掌握不足。
缺乏系統的中小學人工智能教育培訓課程
人工智能教育要求教師兼具技術理解、跨學科整合及教學創新能力,中小學信息科技教師雖然參與了一些與人工智能相關的培訓和學習,但也只是零散的技術知識學習,或者一些基本的應用體驗,缺乏針對人工智能課程開發、教學設計與實施的系統培訓。
缺少適合組織開展人工智能教學的平臺
人工智能教學離不開軟件平臺和硬件環境,目前缺少能夠將軟硬件資源整合在一起、可以開展人工智能理論學習和實踐操作的綜合性教學平臺。特別是大模型技術的飛速發展,在人工智能教學實踐過程中,更需要相關平臺的支撐。
推進中小學人工智能教育師資建設的建議
構建系統化人工智能課程體系
基于國家人工智能戰略目標和人工智能創新人才培養目標,在基礎教育階段構建系統化的人工智能課程體系。小學階段側重感知和體驗人工智能技術,初中階段側重理解和應用人工智能技術,高中階段側重項目創作和前沿應用,在系統化的人工智能課程體系引領下落實人工智能素養和數字素養的培養。
建設多元化人工智能教學平臺
必要的基礎設施是人工智能課程實施的基礎保障,在確保配備數量合理、配置適當的計算機和相應的智能實驗設備,提供滿足各模塊實際教學需要的軟件和網絡設施的同時,還需要建設多元化的人工智能教學平臺,利用該平臺可以實現課堂教學管理、教學實施、數據模型訓練、實驗操作、獲取學習資源、過程性評價等,保證學習的水平和質量。
開發系統化人工智能教師研修課程
基于中小學人工智能課程開發與實施的需求,開發系統化人工智能教師研修課程,通過培訓課程增強教師對人工智能技術的理解與應用能力、掌握將人工智能技術融入中小學教學的方法與策略,培養教師在人工智能教育領域的創新能力與實踐能力。教師研修課程內容建議包括人工智能基礎理論、核心知識、關鍵技術,以及人工智能課程教學設計與實施等方面。
海淀區通過政策創新、資源整合與技術賦能,為中小學人工智能教育師資建設提供了先行實踐經驗,但仍需在教師數字素養和能力提升、倫理治理等方面持續突破。未來可探索“人機協同”的師資培養模式,推動教育從“技術應用”向“育人本質”回歸,為教育強國建設貢獻海淀智慧。
來源: 中國青少年科技教育工作者協會