中小学教师人工智能教学能力提升
人工智能技术对国家的发展起到了重要作用。中小学阶段的人工智能教育可以为学生的信息素养打下良好的基础，然而师资力量面临着较大挑战。本文通过对中小学人工智能教育研究现状与问题的分析，从实施组织架构与培养模式两个角度出发，提出通过多主体协作来提高师资培养的组织实施能力，以成果为导向来解决师资水平参差不齐、学习时间难以统一的问题，并构建了“4+1”中小学人工智能教师培训内容体系。
关键词：人工智能；多主体；成果导向；师资培养
目前，我国中小学数量超过了20万所，中小学人工智能师资力量面临着较大的缺口。因此，解决当前师资不足的一个有效途径是培养现有的中小学信息技术教师。
一、中小学开展人工智能教育研究的现状与问题
1.国内外现状2005年，美国学者Koehler和Mishra提出了整合技术的学科教学知识TPACK，整合技术的教师知识能力发展遵循相同的曲线，都包含认识、接受、适应、探索和进阶应用五个阶段，被认为是全新的教师知识能力结构框架，得到了全球学者的广泛关注，相关研究
包括TPACK理论框架、TPACK测量和基于TPACK的教师信息技术应用能力培养实践等[1]。2018年5月，美国人工智能学会和CSTA联手成立并了面向所有孩子的“AI4K12”人工智能教育项目，其主要目标是制定类似于国家计算机教育的K-12人工智能国家指南，提出了人工智能基础教育的五大概念，分别是感知、表示、推理、学习、自然交互以及社会影响，其突出特点是既覆盖人工智能的主要技术领域，又能够让教育工作者与实际相结合开展人工智能的相关教学。其中，麻省理工学院的教师在美国中学面向中学生开展了为期一周半的人工智能伦理课程，并为4~6岁儿童提供了具有人工智能技术的机器人学习套件[2]。由联合国教科文组织与美国国际教育技术协会、思科、英特尔和微软等机构厂商协商制定了信息和通信技术能力框架ICTCFT，并定期更新。该框架规定了教师在专业实践中需融入的技术能力，以便在数字时代与学生一起形成批判性意识、知识和能力。该框架强调数字技术在以下六个关键知识领域的作用：理解教育中的信息通信技术、课程与评估、教学法、信息通信技术、组织与管理及教师专业学习[3]。与国外先进国家相比，我国新一代人工智能教育的开展程度相差并不大，从中小学到高等院校都在积极探讨如何对学生有效开展人工智能教育。开展人工智能教育的形式有：国家课程及以“机器人教育”“创客教育”“STEM教育”“人工智能教育”等命名的校本课程和校内教育活动各类与信息技术教育相关
的科技创新竞赛活动，和校外培训机构开展的编程、机器人、创客、STEM、无人机及人工智能等主题教育活动[4]。李志义提出解决中小学人工智能课程师资问题的方法是通过鼓励高校教师当兼职教师、在校老师培训提升以及高校开设培养面向中小学人工智能教育师资的专业[5]。
2.存在问题分析第一，师资方面。人工智能科班出身的教师稀缺。现有的授课教师缺乏对人工智能学科知识体系的整体把握，不熟悉行业的应用技术，使得他们难以根据学生的学习特点来开展人工智能教学活动。第二，培训方面。现有的师资培训覆盖面不足，只有少部分的教师有机会参加人工智能技术的培训。在培训内容上，选取的内容较宽泛，聚焦的深度不够。第三，技术方面。人工智能技术发展快，涉及知识面广，理论与应用较为深奥，学习起来难度较大。要求教师掌握人工智能技术的要领，并将其消化传授给学生，具有较大的挑战性。第四，教学资源方面。现有直接用于授课的教学资源较少并且陈旧。教师需要花费大量的时间去查资料、调试、验证与设计教案。第五，培训时间方面。中小学教师承担着学校的信息化课程授课，日常工作较为繁忙，难以抽出时间来接受长时间的脱岗培训。第六，基础方面。不同教师的学习基础不一样，将他们分在同一个短期的培训班中，教学效果难以取得兼顾和平衡。因此，做好中小学教师人工智能教学能力提升工作，
成都程序员培训机构哪个好为他们提供系统的培训、技术支持以及教学资源服务，已成为急须解决的问题。
二、中小学教师人工智能教学能力提升方案
1.多主体协作的实施框架针对目前中小学人工智能师资培训单一、组织效率不高等问题，本研究通过在实践中探索改进，提出了多主体协作开展中小学人工智能师资提升的实施框架，如图1所示。该框架自下而上，分为实施基础、实施主体和实施内容三部分。下面对多主体协作的中小学人工智能师资提升实施框架的特点、各参与方所扮演的角进行分析：（1）打下扎实的实施基础开展高质量的中小学人工智能师资培训是一项系统工程，需要发挥校、企、院、会等利益相关方的优势，进行任务合理的分工，为开展培训组织工作打下扎实的实施基础。各个主体的角具体如下：市教育局发挥主管单位作用，提供政策、资金方面的支持；市教育研究院发挥理论研究强，管理全市中小学教研活动的优势，提供信息技术教学法支持；市教育学会发挥组织协调能力，提供业务与调研支持；企业发挥其掌握最新的人工智能应用技术的优势，提供一线企业人工智能技术应用案例与实验设备；中小学发挥作为基层单位负责具体实施的作用，积极输送教师参与培训，并在培训后对教师转化实施所学知识提供良好的条件；高校发挥人工智能学科研究与实践的优势，提供师资
力量支持。（2）创建协作多方的实施主体在多方主体的支持下，成立一个能够协作多方的负责具体实施的主体，依托所创建的人工智能教育师资研训基地，共同推广人工智能教育在K12和中等职业教育中的开展，推进人工智能师资力量培养、人工智能科普教育、信息智能人才培养、人工智能教育研究和相关的职业技能鉴定等项目的开展。（3）开展多样化的人工智能师资提升行动搭建人工智能师资研训基地网站，相关通知，分享技术动态与教学资源。在人工智能师资培训上，做到常规化、制度化。开展的形式不只局限于单纯的人工智能技术培训，还开展人工智能教学方法研讨、教学资源开发等，多维度地为教师开展人工智能教学提供支持服务。

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