贵阳市高中信息技术教师人工智能教学素养现状及提升策略研究

摘要：高中信息技术教师人工智能教学素养是教师开展人工智能教学的必备品质和关键能力。提升人工智能教学素养有利于落实学科核心素养，有助于推动教师专业化发展。本研究在剖析人工智能教学素养内涵、结构基础上，从人工智能教学知识、教学能力以及人工智能情意三个维度设计问卷，通过调查问卷了解当前贵阳市高中信息技术教师人工智能教学素养现状。调查发现，贵阳市高中信息技术教师在人工智能教学素养方面存在一些不足，主要体现在知识储备、教学能力和教学情意等方面。本研究进一步分析了造成上述问题的原因，并提出了一系列提升高中信息技术教师人工智能教学素养的策略建议。

关键词：信息技术教师；人工智能；教学素养；提升策略

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）32-0168-04 开放科学（资源服务）标识码（OSID） ：

0 引言

随着人工智能技术的不断发展，已涉及社会各行各业。人工智能技术在教育领域得到越来越广泛的应用，关于人工智能与教育融合的研究大量涌现。教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，提出要根据智能时代发展，充实适应的人工智能和编程课程内容[1]。《答复函》提出要把编程教育内容适当融入相关课程[2]。教育部在《普通高中信息技术课程标准2017年版》（2020修订版）（以下简称《新课标》） 提出全面提升高中学生信息素养，培养学生利用计算思维解决实际问题的能力，并把模块4 人工智能初步设置为选择性必修课程 ，对学生的学业提出了一定的要求[3]。

在此背景下，为落实课程标准的培养目标，高中信息技术教师面临着许多新的挑战，教师不仅要掌握人工智能知识及其教育应用，还要具备人工智能人才培养需要的素质能力[4]。综上所述，现有研究对信息技术教师教学素养的关注不足，尤其缺乏针对高中信息技术教师人工智能教学素养的深入研究。本研究以贵阳市高中信息技术教师为研究对象，旨在探究其人工智能教学素养现状、成因及提升策略，以期为教师专业发展提供参考。

1 研究基础

1.1 教学素养研究

关于教学素养的内涵和组成，美国的瑞安斯分析教学中教师素养的基本特征，主张教师需具备丰富的知识和优良的思想素质[5]。国内学者对教学素养进行了多角度的研究。从含义的角度，有研究者认为教学素养是教师必须具备的职业素养和专业素养的综合，是教师在职业生涯中需要不断提升的素质。较多研究者从结构组成的角度展开研究，叶澜认为教师应当具备教育理念、专业知识、专业能力以及教育智慧这四项素养[6]。而马宁、余胜泉等学者从信息时代的角度，认为教师素养结构应当划分为这三个维度，分别是情意与规范、知识素养、能力素养[7]。

1.2 教学素养提升策略研究

国外教学能力的提高主要基于本国教师的专业水平，以增强教师的教学知识和教学能力，提升教学素养。根据舒尔曼学科取向，美国为成功的教师提出了五项核心建议；根据实践取向，英国为卓越教师提出了专业标准；澳大利亚提出，教师的专业素质主要包括专业承诺、专业知识和专业实践[8]。

国内对于教学素养的提升主要围绕教师和学校。首先是强调注重教师的内在素质。有研究者认为教师要多与同事合作交流学习，不断丰富知识内涵；踊跃参加科研活动，提高教学能力。也有研究者认为，互联网背景下教师需要不断提高信息素养，更新思想，并借助网络积极学习新型教学形态，注重发展“互联网+教育”意识[9]。其次，建立和完善学校制度也至关重要，如高校应加强职前教育文化建设、入职后学校应组织集体备课，督促教师教学反思[10]，教师评价体系与激励机制也急需完善。

1.3 信息技术教师专业发展研究

从培养目标层面，有研究者指出，信息技术教师的培养目标和方式还不能满足《新课标》改革对教师的要求，且针对人工智能的课程体系还有待完善[11]；为进一步了解教师教学素养，提升教师对新课标各模块的认知能力是培养目标之一[12]，而最终培养目标是教师能够参与和指导信息教育建设，积极适应中学信息技术课程的教学改革[13]；培养策略也是研究的角度之一，有研究者认为培养教师自觉意识是促进教师专业发展的关键，进而创设教师培训的环境，注重培训内容的规范性和指向性。此外，学校积极开展教研活动， 提升教师反思力[14]。当然教师的幸福指数、教学效能感等也是促进教师专业化的因素[15]。

综上所述，教学素养的研究成果较少，多数研究集中在数学、语文及体育等学科聚焦信息技术教师的相关研究还有待深入。《新课标》背景要求下，聚焦到高中信息技术中人工智能初步教学的研究更是寥寥无几，如教师的人工智能教学素养内涵是什么，结构包含哪些要素，如何提升教师的教学素养等问题尚不能解答。鉴于此，本研究从教学知识、教学能力和教学情意三个维度，探究信息技术教师人工智能教学素养现状及提升策略，以期为信息技术教师开展人工智能教学实施提供切实指引。

2 调查研究设计

2.1 调查对象

为探究贵阳市高中信息技术教师人工智能教学素养的现状，研究采用调查问卷和访谈，对45名不同教龄和学历的教师展开调查。根据访谈提纲，选择其中6名教师进行访谈。

2.2 问卷调查法

从教学知识素养、教学能力素养以及教学情意素养三个维度设计问卷调查，问卷经过信度和效度检验，结果显示，一致性信度系数为 0.842，效度系数为0.816，表明问卷具有良好的信度和效度。

2.3 访谈设计

为弥补调查问卷的不足，使得研究更加真实、具体，数据分析发现，本科及以上学历的教师教学素养平均分皆在3分以上，因此选择4位本科学历，2位研究生学历的教师展开访谈。

2.4 访谈提纲

包含三个问题：一是从教学前、教学中、教学后三个阶段对教师人工智能教学素养现状调查；二是探寻影响教学素养提升的原因；三是力图为教学素养提升提供对策。

3 调查结果与分析

3.1 描述性统计

整体教学素养平均值为 3.11，可能与教师获取资源的渠道有关，教学知识素养平均值最高，为 3.16，不太理想的是教学情意素养，值为 3.06，部分教师对人工智能的态度、观念还需转变；教学能力素养较为适中，值是3.1，如图1所示。

如表1所示，从教学知识素养层面，教学知识素养平均值为3.16，三个二级维度的平均值在3分以上，说明教师人工智能教学知识素养比较理想，但还有成长空间。

从教学能力素养层面，在教学设计上，教师们从多种渠道进行设计，几乎没有教师不写教案；在教学反思上，58.3%的教师在教案最后撰写教学反思，部分老师通过大脑回忆或与同事共同探讨，8%的老师会系统思考并记录，可以看出多数教师具有教学反思意识；基本能力和学习能力这两个维度比较接近于3，因此还需要采取措施进一步提高;教师在人工智能教学中心理辅导能力较为薄弱。

从教学能力素养层面，平均值为3.06，教师的整体情意素养较高。从教育理想和教育信念来看，教师的教育理想较为缺乏，需要进一步提高；而教师的教育信念较高，但也还有很大的提升空间，如表2所示。

3.2 差异分析

对教师的性别、教龄、职称、学历等对人工智能教学素养的差异进行分析。发现教师不同教龄和课时量的教学素养和一级维度P 值都大于0.05，因此教师教龄和课时量对教师教学素养没有影响。

如表3所示，从教学素养平均值的角度，男教师教学素养平均值比女教师高。为进一步研究不同性别是否对人工智能教学素养产生影响，继续进行独立样本 t 检验。数据表明，教学素养和一级维度的P 值都大于0.05，所以性别对两者都没有影响，而男教师教学素养较高可能和兴趣相关，日常对人工智能的关注较多。

如表4、表5所示，对不同学历和职称教师教学素养进行差异分析，数据表明，不同学历和职称的教师教学素养、知识素养和能力素养的P 值都大于0.05，即不同学历和职称对三者没有显著性差异；但情意素养P 值都小于0.05，说明教师的学历和职称对情意素养造成影响。从学历的角度，学历越高的教师对人工智能的接受度较高、了解渠道也更加多元，因此情意素养有所差异；而从职称的角度，初级教师多数为青年教师，职前教育中可能已经涉及人工智能，中级教师教育理念还需有所转变，而高级教师和特级教师对技术应用的适应力较强，因此造成不同职称教师的轻易素养有所差异。

3.3 访谈记录整合与分析

为弥补调查问卷的不足，选取不同学历的6位高中信息技术教师JG6q0IPfmw1xT5Ar2q8Nmw==，其中4位教师为本科学历，2位教师为研究生学历。访谈目的为探寻人工智能教学素养具体体现、提升困境以及提升措施，访谈整理如表6 所示。

综上，访谈可知，从教师自身因素，信息技术教师专业发展内驱力不足，缺乏人工智能教学实践能动性，对人工智能相关知识存在畏难情绪；从外部因素来看，学校培训机会较少，缺乏人工智能教学的实验设备等都是目前信息技术教师人工智能教学素养提升的主要困境。

4 高中信息技术教师人工智能教学素养现存问题及原因分析

4.1 教师人工智能知识系统薄弱

调查分析，有教师在访谈中提到在职前教育中未学习人工智能知识；在教师继续教育、研修活动中也未涉及人工智能相关内容以及教师缺乏自主学习、合作学习意识，而人工智能技术发展速度快、理论与应用复杂深奥等特点以及《新课标》将人工智能技术纳入课程教学中更加让教师措手不及，要求教师掌握人工智能知识，再将其进行教授对于他们是极大的挑战。

4.2 教师缺乏人工智能教学实践

教学实践是提高教学水平的主要途径。部分教师提到，一是仅开展传统信息技术教学，未涉及人工智能技术，缺乏教学实践经验；二是未借鉴人工智能教学资源，教学能力停留在对人工智能基础知识的简单普及，难以开展相关实验。部分教师表示，学校缺乏开展人工智能教学的硬件环境，其部分教学活动需要学校具备计算机网络硬件、软件、实验设备才能开展。但高中阶段的信息技术教学重视程度不够，部分学校缺乏人工智能实验设备，教学难以有效开展。

4.3 教师人工智能教学重视度不高

教师的态度决定其是否具有教学热情。职业压力不断加剧，且教师的职业压力远高于其他行业，有教师提到，他们不仅需要完成教学任务，还需负责学校现代化设备的维修以及其他教务工作。一定程度上加重了他们的精神负担，再面对新增的人工智能教学，尤其是部分学历较低的教师未弄清其教学目的，心理上对复杂原理、应用产生抵触感，在思想上对其重视程度不够，没有教学热情，不愿花费时间精力提升教学素养，甚至出现人工智能教学倦怠。

5 高中信息技术教师人工智能教学素养提升策略

5.1 强化教师人工智能知识储备

（1） 开展定期教师人工智能集中培训

人工智能知识更新速度快，信息技术教师具备强大的知识储备量，才能让学生课堂中受益匪浅。学校可以邀请高校专家学者或企业技术骨干，定期举办人工智能基础知识、典型算法、应用案例分析、编程实践等专题讲座，不仅能更新教师教育观念，还能更新教师的人工智能理论、核心算法及技术应用等知识体系，使教师能够理解人工智能基本原理、掌握常用工具、并将其应用于教学实践，促进教师共同成长，形成集群化优势。多次培训后，教师不断总结归纳形成人工智能知识体系，同时也持续关注人工智能领域的新发展和知识动态，再运用合理的教学方法，开展人工智能教学更加得心应手。教师坚持长期阶段性人工智能集中培训后，能够培育教师教学个性，逐渐形成人工智能教学风格。

（2） 开发人工智能教师研修手册

部分教师未接触过人工智能教学，缺乏规范、系统的学习资料。学校可以与高校、科研机构或企业合作开发人工智能教师培训手册，并将其纳入教师培训体系，手册包含《人工智能初步》中的人工智能基础知识、教学案例分析、教学设计指南、教学资源推荐等。教师熟练掌握教材内容，才能进一步开展科学的教学设计，合理分配理论知识与实践知识占比，开展符合学生认知发展的人工智能教学。

5.2 提升教师人工智能教学技能

（1） 开展校本人工智能教学研修

校本人工智能教学研修应注重教学反思和实践创新，避免简单地模仿和复制。此外，还要仔细琢磨优秀课例的深层内涵。学校组织教师形成教学研修小组，集体观摩课例后，再分别模仿教学，教师可以采用行动研究、同伴互助等方式，促进教师在实践中反思和改进教学。基于此，再理解优秀人工智能教学设计，进而内化。从简单的教学模仿，到尝试对同类教学内容进行设计与实际教学，在反思提炼中提升人工智能教学技能。

（2） 重视人工智能教学设备资源

教师缺乏人工智能教学资源和学校缺乏硬件设施是开展人工智能教学的两大险阻。一方面，学校可以建立校本资源库，鼓励教师共享和共建优质教学资源。此外，学校可以探索多种途径筹集资金，并制定科学合理的设备配置和使用方案。

5.3 提升教师人工智能教学情意

（1） 开展主题培训，挖掘集体潜力

高中信息技术教师任务繁重，学校可以建立信息技术支持团队，为教师提供技术支持和服务。开展培训活动挖掘其他教师的内在潜力，提高其信息技术能力，是学校为信息技术教师减负的有效措施。二是可以开展学生信息技术兴趣小组活动，培养学生的动手实践能力，并为教师提供必要的帮助。挖掘集体力量完成琐碎工作，不仅提高效率，同时也为教师减负，营造舒适的学习环境，让他们有精力提升教学技能，增强人工智能教学热情，从事人工智能教学研究。

（2） 开展人工智能公益课

学校可以与相关机构合作，组织教师参加人工智能公益课程设计大赛，并为获奖教师提供奖励和支持。即人工智能企业提供免费教学平台，教师申请课程教学，完成规定教学并进行反馈后，即可获得高校颁发的人工智能教学普及证书。此外，学校可以鼓励教师积极参加人工智能教育相关的学术会议和研讨会，并分享学习成果。如卓世未来科技有限公司与中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会联合举办中小学人工智能公益课普及活动，参加的教师完成规定教学后可获得华东师范大学颁发的证书。不仅能提升教师人工智能教学能力，也能提升教学热情，增强教师人工智能教学素养自我提升意识。

6 结论

提升教师人工智能教学素养是推动人工智能与教育融合的关键，也是提升教育质量的重要保障。高中阶段人工智能教育的主力军是信息技术教师，人工智能教学具有很强的时效性和创造性，教师不仅要让学生掌握人工智能概念、发展历程等理论知识，还要培养学生运用其解决实际问题的能力。

本研究以贵阳市高中信息技术教师为研究对象，旨在探究其人工智能教学素养现状及提升策略。首先，笔者大量查阅人工智能教学、信息技术教师教学素养相关文献，确定高中信息技术教师人工智能素养由人工智能教学知识、教学能力与教学情意三部分组成；其次，从这三个维度设计问卷，通过调查问卷和访谈，分析总结教师人工智能教学素养存在问题：部分教师人工智能知识储备不足、人工智能教学能力不足和人工智能教学热情不高。本研究分析了贵阳市高中信息技术教师人工智能教学素养现状及成因，并从知识、技能和情意三个维度提出了提升策略建议，以期为相关研究提供参考。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.教育部于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[DB/OL].（2018-04-13）[2021-06-25].

[2] 中华人民共和国教育部. 关于政协十三届全国委员会第三次会议第3172 号（教育类297 号）提案答复的函[DB/OL].（2020-11-16）[2021-06-25].

[3] 中华人民共和国教育部普通高中信息技术课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社， 2018.

[4] 刘斌.人工智能时代教师的智能教育素养探究[J].现代教育技术，2020，30（11）：12-18.

[5] 陈兴宇.初中语文教师学科教学素养探究[D].西宁：青海师范大学，2021.

[6] 叶澜.新世纪教师专业素养初探[J].教育研究与实验，1998（1）：41-46，72.

[7] 马宁，余胜泉.信息时代教师专业素养的新发展[J].中国电化教育，2008（5）：1-7.

[8] 张敏敏. 高中思想政治教师教学素养提升研究[D].江苏师范大学，2018.

[9] 潘小明.教学素养内涵及培养策略探究[J].青海民族大学学报（教育科学版），2011，31（3）：87-93.

[10] 刘小兰，杨立国.论新课改下教师课堂素养的提升[J].黑龙江教育（理论与实践），2015（1）：29-30.

[11] 肖广德，黄荣怀.高中信息技术课程实施中的问题与新课标的考量[J].中国电化教育，2016（12）：10-15.

[12] 杨晓宏，杨方琦.基于教育技术学专业的卓越中学信息技术教师培养模式研究[J].中国电化教育，2016（2）：94-101.

[13] 朱桂琴，卢强.中学信息技术教师TPACK现状的个案调查与对策研究[J].中国电化教育，2012（12）：59-65.

[14] 张静然.信息技术教师专业发展研究的特征及趋势分析[J].中国电化教育，2013（10）：70-75.

[15] 郑小军.信息技术支持的教师专业发展：从应然走向实然[J].现代教育技术，2010，20（7）：58-61.

【通联编辑：王力】