張暉 張佳剛 王彩云

摘 要 職前教師作為一線教師的后備力量，其創(chuàng)新能力將直接影響未來(lái)教師的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新素質(zhì)。只有推進(jìn)職前教師創(chuàng)新教育，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)教育師資，推動(dòng)未來(lái)基礎(chǔ)教育的創(chuàng)新。本文首先分析了人工智能時(shí)代職前教師培養(yǎng)的方向和要求，論述了人工智能時(shí)代職前教師創(chuàng)新能力的構(gòu)成，重點(diǎn)闡述了通過(guò)借助人工智能技術(shù)培養(yǎng)職前教師創(chuàng)新能力的方法，為提升職前教師創(chuàng)新能力做出有益探索。

關(guān)鍵詞 人工智能 職前教師 創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G451? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.12.033

Abstract As the reserve force of front-line teachers， pre-service teachers' innovative ability will directly affect the innovative consciousness and quality of future teachers. Only by promoting the innovative education of pre-service teachers， can we cultivate teachers with innovative consciousness， innovative spirit and innovative ability， and promote the innovation of basic education in the future. This paper first analyzes the direction and requirements of pre-service teacher training in the era of artificial intelligence， discusses the composition of pre-service teachers' innovation ability in the era of artificial intelligence， and focuses on the methods of cultivating pre-service teachers' innovation ability by means of artificial intelligence technology， so as to make beneficial exploration for improving the innovation ability of pre-service teachers.

Keywords artificial intelligence; pre-service teachers; innovative ability

目前人工智能技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人工智能與教育領(lǐng)域的融合也越來(lái)越深化。以人工智能為核心的新興信息技術(shù)，有利于提高教學(xué)效率，增進(jìn)教學(xué)過(guò)程調(diào)控，定制個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，增進(jìn)和豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，根據(jù)不同學(xué)生的需求和能力，滿足不同層次人群對(duì)課程的要求，能夠加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。人工智能技術(shù)的發(fā)展一方面推動(dòng)了教學(xué)方式和手段的變革，另一方面也使職前教師培養(yǎng)工作面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。職前教師作為一線教師的后備力量，其創(chuàng)新能力將直接影響未來(lái)教師的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新素質(zhì)。只有推進(jìn)職前教師創(chuàng)新教育，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)教育師資，推動(dòng)未來(lái)基礎(chǔ)教育的創(chuàng)新。本文首先分析了人工智能時(shí)代職前教師培養(yǎng)的方向和要求，論述了人工智能時(shí)代職前教師創(chuàng)新能力的構(gòu)成，重點(diǎn)闡述了通過(guò)借助人工智能技術(shù)培養(yǎng)職前教師創(chuàng)新能力的策略，為提升職前教師創(chuàng)新能力做出有益探索。

1 人工智能時(shí)代職前教師培養(yǎng)的方向和要求

隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都取得了突破性的進(jìn)展，當(dāng)代社會(huì)進(jìn)入了日新月異的人工智能時(shí)代。早在2017年，為了應(yīng)對(duì)人工智能的快速發(fā)展，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》就提出“利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系。開(kāi)展智能校園建設(shè)，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程應(yīng)用。開(kāi)發(fā)立體綜合教學(xué)場(chǎng)、基于大數(shù)據(jù)智能的在線學(xué)習(xí)教育平臺(tái)。開(kāi)發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)。建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境，提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)日常教育和終身教育定制化。”

借助于人工智能技術(shù)，教師可以迅速、準(zhǔn)確地掌握全班同學(xué)的學(xué)習(xí)狀況，并能夠?qū)γ恳晃粚W(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。此外，人工智能極大地豐富了課程資源，提高了教學(xué)的效率。人工智能技術(shù)可以從眾多信息中篩選出真正有益的、對(duì)學(xué)生有幫助的信息，針對(duì)學(xué)生的具體情況提出相應(yīng)的教學(xué)策略，可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。人工智能的學(xué)習(xí)分析技術(shù)使個(gè)性化定制教學(xué)成為可能，可以針對(duì)不同學(xué)生的特點(diǎn)，提供量身定制的個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容。人工智能的自動(dòng)調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以為學(xué)生提供最適合的學(xué)習(xí)路徑，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。人工智能虛擬技術(shù)可以創(chuàng)設(shè)虛擬情境，能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實(shí)社會(huì)類似的環(huán)境，能形象生動(dòng)地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，另外虛擬技術(shù)還結(jié)合了益智游戲、情景化學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程教育等多種手段，可以廣泛用于學(xué)習(xí)情景的創(chuàng)設(shè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模擬訓(xùn)練。人工智能使得教師與學(xué)生的互動(dòng)更加廣泛而且深入，也使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式發(fā)生了極大變化?，F(xiàn)在的慕課、微課、在線課程和智慧課堂等教學(xué)形式，可以突破時(shí)間和空間的限制，把優(yōu)質(zhì)教育資源整合共享，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，明顯提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

人工智能是一門由計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的綜合性學(xué)科。特別是近幾年大數(shù)據(jù)技術(shù)的突破和廣泛應(yīng)用，極大促進(jìn)了人工智能技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。北京師范大學(xué)未來(lái)教育高精尖創(chuàng)新中心進(jìn)行了一系列前瞻性的研究，并提出了人工智能教師未來(lái)的12個(gè)角色和功能，分別是：自動(dòng)出題與批閱;學(xué)習(xí)障礙診斷與及時(shí)反饋;問(wèn)題解決能力測(cè)評(píng);綜合心理素質(zhì)測(cè)評(píng)與改進(jìn);體質(zhì)健康檢測(cè);綜合素質(zhì)評(píng)估與形成性報(bào)告;個(gè)性化教學(xué);智能導(dǎo)師;學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展指導(dǎo);精準(zhǔn)教研;個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容生成;教育決策仿真計(jì)算。[1] 這十二個(gè)角色基本涵蓋了人工智能時(shí)代教師角色轉(zhuǎn)變的主要方面，也為職前教師的培養(yǎng)提出了新的要求。除此之外，教育領(lǐng)域更為重要的轉(zhuǎn)變?cè)谟诮逃妒降母淖?。教學(xué)設(shè)計(jì)要從以“教師教什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)什么”為中心，教師關(guān)注的核心和重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是學(xué)生的創(chuàng)造能力、協(xié)作能力和社會(huì)化運(yùn)用能力等，教師應(yīng)當(dāng)善于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的欲望，解放學(xué)生的個(gè)性，讓每一個(gè)學(xué)生都可以充分發(fā)揮自身的潛質(zhì)。知識(shí)型的教師很容易被機(jī)器所取代，而未來(lái)教師要轉(zhuǎn)變?yōu)槁殬I(yè)咨詢師、心理咨詢師、項(xiàng)目咨詢師的角色，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值。[2]

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展使得許多技術(shù)含量低、重復(fù)性強(qiáng)的工作逐漸被取代，特別是在感知和認(rèn)知方面，人工智能取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是人工智能終究是輔助教學(xué)的工具和手段，在培養(yǎng)學(xué)生情感、態(tài)度和價(jià)值觀方面，人工智能與人類的智能還存在巨大的鴻溝，人工智能還無(wú)法取代人類的情感和精神領(lǐng)域。作為技能型教師或者知識(shí)型教師，人工智能可以輕易取代，但作為創(chuàng)造型、人格型的教師不僅要傳輸知識(shí)，還要承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生世界觀、人生觀、價(jià)值觀，塑造學(xué)生的品格，提升學(xué)生的精神境界的任務(wù)。教師不僅要精確把握每個(gè)學(xué)生的成長(zhǎng)需要和情感需要，給予學(xué)生情感的呵護(hù)，傳遞溫暖和愛(ài)的力量，這些正是未來(lái)教師職業(yè)的價(jià)值所在，也代表了職前教師未來(lái)的培養(yǎng)方向。

2 人工智能時(shí)代職前教師創(chuàng)新能力的構(gòu)成

2012年為落實(shí)《教育部 財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃的意見(jiàn)》（教技[2012]6號(hào)），教育部、財(cái)政部聯(lián)合制定了《“高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃”實(shí)施方案》，提出“轉(zhuǎn)變高校創(chuàng)新方式，提升高校人才、學(xué)科、科研三位一體的創(chuàng)新能力”。為進(jìn)一步支持優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，持續(xù)提升創(chuàng)新能力，孕育重大創(chuàng)新成果，支撐一流學(xué)科建設(shè)，教育部還發(fā)起了“長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃”。而在2017年修訂的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，也專門把“人工智能初步”模塊作為選擇性必修課程，寫入了新的課程標(biāo)準(zhǔn)。

人工智能是通過(guò)智能機(jī)器延伸、增強(qiáng)人類改造自然和治理社會(huì)能力的新興技術(shù)。近些年來(lái)，人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展使得機(jī)器人能夠勝任一些復(fù)雜性的工作，這就要求越來(lái)越多使用這項(xiàng)技術(shù)的人必須懂得計(jì)算機(jī)、心理學(xué)和哲學(xué)等多方面的知識(shí)。有人把人工智能時(shí)代必備的素質(zhì)稱作人工智能商數(shù)（AIQ，Artificial Intelligence Quotient），這一概念與IQ（智力商數(shù)） 和EQ（情緒商數(shù)）相對(duì)應(yīng)，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用人工智能技術(shù)的能力。人工智能時(shí)代對(duì)勞動(dòng)者素質(zhì)的要求進(jìn)一步提高，勞動(dòng)者不僅要具備IQ和EQ，還要進(jìn)一步具備AIQ，處理好“人與AI”的關(guān)系。[3]同時(shí)AIQ培養(yǎng)以教師培養(yǎng)為基礎(chǔ)，從而進(jìn)行學(xué)生AIQ的培養(yǎng)。

對(duì)于職前教師來(lái)說(shuō)，在人工智能時(shí)代應(yīng)當(dāng)更加強(qiáng)化職業(yè)技能的創(chuàng)新，進(jìn)一步提高職前教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。職前教師畢業(yè)之后，需要從事教師職業(yè)，職業(yè)技能和教學(xué)設(shè)計(jì)能力是其從教的基礎(chǔ)和保障。人工智能時(shí)代的教師在講授知識(shí)方面的角色進(jìn)一步弱化，而在促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展、幫助學(xué)生成長(zhǎng)中的角色則會(huì)加強(qiáng)。這就要求職前教師在進(jìn)行職業(yè)技能訓(xùn)練時(shí)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題、充分利用教學(xué)資源、運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)工具、設(shè)計(jì)科學(xué)的教學(xué)活動(dòng)、開(kāi)展良好的教學(xué)評(píng)價(jià)。未來(lái)的教育范式將不再是單純課堂教授為主的授課模式，學(xué)生可以通過(guò)線上學(xué)習(xí)、線下輔導(dǎo)的方式獲得更多的學(xué)習(xí)資源。借助于人工智能技術(shù)，教師既可以成為全面負(fù)責(zé)的全能型教師，也可以成為只負(fù)責(zé)某一領(lǐng)域的專業(yè)型教師。未來(lái)教師間的協(xié)同合作、教師和人工智能的協(xié)同分工，都需要首先強(qiáng)化職前教師專業(yè)技能訓(xùn)練，提升職前教師分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力。

人工智能在教育領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)主要有：機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別等。其中，機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)是人工智能教育應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合，為人工智能提供了算法基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)保障。[4]人的智力雖然是有限的，但借助于人工智能技術(shù)，可以增強(qiáng)我們處理信息和數(shù)據(jù)的總量，能夠處理超越個(gè)人認(rèn)知能力的海量數(shù)據(jù)。因此未來(lái)人工智能教育領(lǐng)域的變革，更多地體現(xiàn)為各種智能化的教育裝備和智慧化的教育環(huán)境。[5]這就要求我們?cè)谶M(jìn)行職前教師創(chuàng)新能力培養(yǎng)時(shí)，要注重培養(yǎng)職前教師智能產(chǎn)品應(yīng)用和開(kāi)發(fā)能力。通過(guò)人工智能技術(shù)的支持，可以全面采集分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題和數(shù)據(jù)，通過(guò)教師和人工智能的協(xié)作教學(xué)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生群體和個(gè)體發(fā)展的支持。目前很多教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過(guò)采集學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，精確分析了解學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。這些都要求職前教師不僅僅要具有良好的教學(xué)水平和能力，同時(shí)需要具備對(duì)數(shù)據(jù)的搜集、整理、分析、利用和生成的能力。

3 人工智能時(shí)代職前教師創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略

3.1 優(yōu)化教學(xué)培養(yǎng)過(guò)程，提高職前教師教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力

人工智能時(shí)代在教育理念上更加注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和知識(shí)創(chuàng)造力，人工智能時(shí)代背景下的職前教師，首先要具備教育創(chuàng)新的本領(lǐng)和能力，提高教學(xué)設(shè)計(jì)能力，能夠積極參與創(chuàng)新實(shí)踐，大膽改革教育教學(xué)方式方法。在職前教師專業(yè)課程范圍內(nèi)開(kāi)設(shè)專門的人工智能課程，同時(shí)將人工智能技術(shù)與職前教師的專業(yè)課程相結(jié)合。首先，可以根據(jù)職前教師不同專業(yè)發(fā)展階段，開(kāi)設(shè)相應(yīng)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程。例如在一二年級(jí)中開(kāi)設(shè)“現(xiàn)代教育技術(shù)”，在三四年級(jí)中開(kāi)設(shè)“多媒體課件設(shè)計(jì)理論與制作”“STEAM課程”等等。其次，在專業(yè)課程中增加實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)的比重，提升職前教師的教學(xué)設(shè)計(jì)技能，為創(chuàng)新能力提升增加實(shí)踐機(jī)會(huì)。例如，在“學(xué)科教學(xué)論”這門課程中，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)部分的學(xué)習(xí)時(shí)，先由教師講授教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則、步驟和內(nèi)容，并讓學(xué)生模仿設(shè)計(jì)一部分課題，使學(xué)生能夠充分掌握教學(xué)設(shè)計(jì)中的主要技能方法。之后教師布置相關(guān)選題，要求學(xué)生以小組為單位應(yīng)用最新的教育技術(shù)，自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)課題和制作多媒體課件，教師對(duì)學(xué)生的制作過(guò)程進(jìn)行創(chuàng)新性指導(dǎo)。通過(guò)這樣的教學(xué)和練習(xí)，職前教師的課堂參與度和積極性大大提高，教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和自主設(shè)計(jì)能力有了顯著提升，取得了良好的教學(xué)效果。

3.2 強(qiáng)化創(chuàng)新性教學(xué)訓(xùn)練，提高職前教師創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱作VR技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以借助于一系列軟硬件，為用戶創(chuàng)設(shè)一個(gè)與真實(shí)環(huán)境極其相似的虛擬環(huán)境，借助于先進(jìn)的三維顯示技術(shù)為用戶提供最真實(shí)、最完整和最全面的動(dòng)態(tài)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式時(shí)間和空間的局限，給予學(xué)習(xí)者更多的自由度和選擇性，更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展，因此這項(xiàng)技術(shù)在中小學(xué)的物理、地理和化學(xué)等學(xué)科教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。

在職前教師創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)借助于微格教學(xué)系統(tǒng)，可以模擬出近似真實(shí)的教室環(huán)境，參與者可以自主選擇教室類型、布局和教學(xué)情境。借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以創(chuàng)設(shè)更接近于課堂的教學(xué)情境，有針對(duì)性地開(kāi)展創(chuàng)新性教學(xué)訓(xùn)練和個(gè)性化訓(xùn)練，有效地提升職前教師掌控課堂的能力和處理實(shí)際問(wèn)題的能力。訓(xùn)練結(jié)束后，還可以借助人工智能技術(shù)對(duì)職前教師的教學(xué)技能進(jìn)行智能評(píng)價(jià)，最終形成職前教師全面的訓(xùn)練檔案。[6]

3.3 構(gòu)建職前教師教學(xué)技能創(chuàng)新平臺(tái)，鼓勵(lì)職前教師自主發(fā)展

現(xiàn)代教育技術(shù)是教育教學(xué)工作的重要輔助工具，在中小學(xué)教學(xué)中有著普遍應(yīng)用，特別是現(xiàn)代教育技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和圖像識(shí)別與處理技術(shù)，為教育教學(xué)工作提供了重要的支持。通過(guò)組織職前教師參加教學(xué)技能大賽、學(xué)科技能創(chuàng)新大賽，以及智能化教學(xué)競(jìng)賽，為職前教師構(gòu)建教學(xué)技能創(chuàng)新平臺(tái)，創(chuàng)造創(chuàng)新實(shí)踐條件，調(diào)動(dòng)職前教師創(chuàng)新發(fā)展的積極性，培養(yǎng)職前教師創(chuàng)新實(shí)踐能力。通過(guò)組織各年級(jí)職前教師觀摩和參與比賽，展示職前教師最新的創(chuàng)新成果，為他們今后的職業(yè)發(fā)展奠定良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

高校應(yīng)為職前教師的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)提供免費(fèi)的場(chǎng)地和經(jīng)費(fèi)支持，設(shè)置專門的職前教師創(chuàng)新項(xiàng)目，并鼓勵(lì)職前教師組建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，參與各級(jí)各類創(chuàng)新教研項(xiàng)目;為支持和鼓勵(lì)職前教師創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的發(fā)展，學(xué)校可以組建專門的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，在具體的教學(xué)課程中貫穿最新的創(chuàng)新理念和學(xué)科前沿知識(shí)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)視野;高校教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的教科研課題，提供創(chuàng)新崗位和創(chuàng)新人才激勵(lì)計(jì)劃，鼓勵(lì)專業(yè)能力強(qiáng)，具有創(chuàng)新潛能的學(xué)生多出成果、出好成果。

基金項(xiàng)目：本文系山東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃專項(xiàng)課題“基于人工智能教育的師范生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究”（課題編號(hào)：BYZN201911）、山東省社科規(guī)劃統(tǒng)一戰(zhàn)線理論研究專項(xiàng)“新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)人士統(tǒng)戰(zhàn)工作研究”（課題編號(hào)：19CTZJ10）的階段性成果，濟(jì)南大學(xué)2019年度本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目立項(xiàng)（J1918），濟(jì)南大學(xué)政法學(xué)院課程思政項(xiàng)目支持

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