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【提要】為了迎接智能時代的到來和響應國家政策的號召，關于如何利用智能技術推動智能人才培養模式的開發，本文解釋了人工智能輔助教師課堂教學能力提升機制研究的內涵以及特征：數據驅動、精準測評、智慧化提升環境，分析了人工智能與教師專業成長的關系以及人工智能促進教師課堂教學能力提升的現實可能性，提出了人工智能輔助教師課堂教學能力提升的三大機制：以數據驅動為核心的教學能力提升機制、以精準測評為導向的教學能力提升機制和以智慧化教學環境為基礎的教學能力內涵式發展提升機制。
【關鍵詞】人工智能;信息素養;智能輔助;機制;教師教育
引言
為了迎接智能時代，國家發布了一系列文件來促進新時代教師教學素養提升，包括《新一代人工智能發展規劃》《關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》等等，明確指出需要利用智能技術改變教師培養模式，當下提升教師教學能力的途徑主要包括有職業培訓、網絡教研等，人工智能作為一項新技術，在教學培訓中的使用是以大數據為支持，以高效的技術應用為教與學賦能，通過搜集教師的教學數據和教學中的漏洞為教師專業發展提供有效支撐。為此，用好人工智能輔助教師課堂教學能力提升有利于教師教學技能的提高，促進高質量課堂教學的發生，推動教育變革走向縱深。
一、人工智能輔助教師課堂教學能力提升的內涵及特征
教師課堂教學能力發展方向是動態發展、不斷變化的，除了受不同時期的教育理論所引導之外，技術創新同樣為教師提供新的發展動力。當下隨著人工智能與教育的融合發展逐漸深入，教師的培訓模式也從校本培訓轉變為以人工智能為技術基礎的智能化培訓形式，①其實質在于利用人工智能切實提升教師課堂教學能力，具體表現為培訓觀念和方式上的變革，促進教師在觀念上形成人機協作共存的新理念，在培訓方式上改變以往校本培訓、課堂教研的割裂狀況，形成以大數據為核心的“教、研、訓”相融合的新格局，利用智能技術所帶來的數據驅動、精準測評和智慧化教學環境等特征促進教師教學能力不斷發展，形成以人工智能為核心的信息意識、知識、能力與道德，促進教師在技術大背景之下能熟練利用智能技術創設合適的教學環境并且結合教育教學知識和技能為學生提供高效教學指導。
（一）數據驅動
數據是智能產生的基礎，人工智能輔助教師教學能力提升的數據驅動是指人工智能借助教育數據挖掘與學習分析技術，將教師在課堂環境和網絡環境中的教學數據翻譯成有價值的數據，例如教師教學能力的缺陷、教師診斷能力的水平、教師教學目標的達成程度等，進而為教師教學能力的改進、信息素養的提升提供改進計劃例如調整教學方案、提供教學資源等等。②數據驅動的教研突破了以往以主觀經驗為主的素養提升形式，教師的培訓到教學中的各個真實的環境都是以真實的數據為基礎，憑借數據的支持實現教師能力有的放矢式的提升，從而提出更精準的能力提升方案。
（二）精準測評
智能時代是個性化時代，教育評價的發展同樣也需要個性化。教師作為獨立個體其學習方式、教學偏好各有不同，智能技術所帶來的精準識材和教育大數據技術能夠改變以往評價體系單一等弊端，推進教師測評精準化，實現以結果為主向過程為主評價轉變、以主觀性評級向以客觀數據為主的評價轉變等，其所帶來的精準評價的價值可以簡單概括為在于評價主體的多元交互、評價標準的科學多樣、評價方式的多維聯動和評價結果的全息直觀，③而目前流行的以智能技術為基礎的教學分析系統能夠在充分挖掘和整理教師線上線下相關數據的基礎之上借助智能化信息素養分析系統和智能研修平臺，多角度實現對教師的精準化測評，推動實現教師課堂教學能力高效化提升。
（三）智慧化提升環境
智慧化教師能力提升環境是基于智能技術、大數據等現代信息技術綜合應用的教學環境，其呈現形式包括智慧教室、網絡教學平臺等等，相較于傳統的學生排排坐的教室只能實現單向授課的教學環境而言，智慧化教學環境打破了傳統課堂中教師無法切實了解學生的學習情況、教師和學生互動較少的格局之外，也打破了傳統教師評價式信息素養提升的格局，以各種智能設備為基礎將線上平臺和線下智能教室連接起來的智慧教學環境為教師提供了具身式素養提升的機會，教師在實際的智慧型教學環境中鍛煉信息技術應用能力，包括智能環境下的教學資源的搜集和應用能力、混合型教學系統設計能力以及教育信息監測能力等等，④為教師課堂教學能力提升提供有力的保障。
二、人工智能輔助教師課堂教學能力提升的適切性分析
綜合來看我國智能教育發展還處于起步階段，面臨包括教育數據處理難度較大和教育本身的復雜性導致嫁接困難的技術壁壘和教育用戶對技術價值和角色的雙重困惑等諸多問題，其中尤其是人工智能人才的培養與儲備，作為人才培養環節中起到關鍵作用的教師在智能教育時代的重要地位不言而喻，人工智能教師隊伍的缺乏以及培養體系的不完善進而將影響智能人才的培養，⑤同時教育人工智能的真正實施適應也依賴于優質的教師隊伍建設，因此想要利用這項技術改變教育、改變國家發展，首先需要思考如何使用人工智能促進教師專業成長，改善教師整體隊伍整體質量。對大量文獻研究發現，面對智能技術教師難以轉變自己的角色，也缺乏應用人工智能于教學的知識，教師如何正確應對人工智能已經是諸多學者研究的熱點。⑥2018年美國發布了教師教育技術新標準，其最大的不同是增加了分析者的角色，⑦即要求教師利用數據和學習分析技術改進教學。人工智能為教學帶來了技術上的變革，但教師落后教育教學能力無法與這項技術匹配，容易為教師帶來較差體驗，加重其工作負載。面對新要求，智能技術的出現為教師能力提升提高帶來契機，以其技術優勢能為教師解決專業素養提升個性化的問題，以搜集教師個人數據為基礎提出教師能力素養提升的最優方案，實現線上線下混合式智慧教研，實現課堂教學、校本教研和教師培訓一體化，徹底改變三者相割裂的局面。比如2018年寧夏政府依托智能技術建設智能平臺實行線上線下混合式研修試點行動，分層分級重點培訓教師關于人工智能技術的應用能力。比如2021年中央電化教育館開展了智能研修平臺試點工作，該平臺通過人工智能技術成功實現線上線下融合教研模式，為教師發展提供探究人工智能與教師發展融合的新路徑。因此智能技術能有效促進教師形成以人工智能素養為核心的，包括人機共存知識、創新能力的全方位的智能化課堂教育教學能力。
三、人工智能輔助教師課堂教學能力提升的機制分析
人工智能技術依托大數據、云計算、物聯網和5G網絡等技術能夠為教師課堂教學能力提升提供三大提升機制，促進教師教學能力轉變提升。
（一）以數據驅動為核心的教師個性化課堂教學能力提升機制
教學能力的提升離不開優質的信息資源，強大的數據搜集和分析處理能力能夠幫助人工智能形成以大數據驅動為核心的教師教學能力提升機制，根據教師的個性特征和現實需求提供多樣化、體系化的學習資源，實現專業個性化發展。⑨對于多而復雜的教學資源，智能機器可以對信息資源進行整理、重組和分類，根據學科的主題、資源的呈現方式進行分類，甚至可以通過長時間記錄使用習慣提供可能用到的資源。除此之外數據驅動提升機制還可以通過收集教師個人數據實現個性化的職業培訓，目前以數據驅動為核心的提升機制有三大應用形態：智能專家系統、自動化測評系統、培訓機器人。⑩智能專家系統能夠模擬專家為教師解答教學中的各項問題，也能為教師提供學習問題所需要的個性化的資源和決策服務。自動化評測系統能夠有效地捕捉在教師學習過程中所犯的錯誤并提供改正意見。培訓機器人在培訓中的應用越來越普遍，很多師范學校在利用培訓機器人設置不同的教學情境，為教師提供模擬教課的機會，以提高教師實際教學信息素養能力?？傊ㄟ^以數據驅動為核心的提升機制能夠為教師提供個性化資源和個性化培訓，真正實現教師教學能力個性化提升，形成富有個人特色的教師信息素養風格。
（二）以精準測評為導向的教師課堂教學能力提升機制
從評價主體來看，人工智能將評價主體從以前的以教研人員為主轉化為教師專家和人工智能組成的人機協作式評價主體，評價結果更加豐富。從評價方式來看，人工智能所帶來的精準測評提升機制在教育中的應用使得評價方式由主觀性較強的結果性評價轉化為以數據驅動為主的過程性評價，其測評結果是通過收集教師的行為數據做出客觀合理的評價結果。⑪對于教師單節課而言，以精準測評為導向提升機制優勢在于可以利用智慧教室采集數據，充分利用智能設備包括攝像頭等深度分析教師和學生在課堂中的行為，可以查看教學行為分布、參與度和關注度隨時間的分布、教學行為時序、評價和知識點內容從而判斷本節課的教學模式，人工智能設備也會根據結果指出教師教學中犯的錯誤并提出改正意見。⑫而對于教學能力長期發展而言，人工智能可以通過長期監測，對老師進行智能畫像，對長期以來教學所存在的問題進行標注，以精準化的數據以提供給教師用于改正。精準測評為教師帶來的評價結果客觀化、評價方式多元化，深度改變以往評價主觀性過強的情況，在教學中實際評價教師的工作價值、鑒定資格，切實針對教學問題提高教師課堂教學能力，實現教師隊伍的科學管理。
（三）以智慧化教學環境為基礎的教師課堂教學能力內涵式發展提升機制
受到工具理性因素的影響，教師的能力發展長期停留在僅僅是使用信息技術進行教學，這樣一種外延式發展使得教師在智能技術與社會深度融合的今天很難培育出具有創新能力的新人，因此實現教師內涵式發展勢在必行，而實現信息素養內涵式發展離不開具身型學習環境支持的要求，以人工智能技術為基礎搭建的智慧化教學環境能夠為教師提供信息技術的提升和應用提供實際訓練場景，教師信息素養提升的關鍵在于教師能夠有意識地使用智能技術并且能夠設計相對的教學環節來達到培養學生的目的。⑬作為一種集物理、資源、社會文化、情感心理為一體的具身型教學環境，以人工智能設備為基礎的物理環境通過高速互聯網實現教師與智能設備的互聯，教師在教學實踐過程中可以將自己的身體最大程度的融入，實現知識和身體認知的互聯，實踐中鍛煉鞏固自己的教學知識與能力。教師在這樣一種信息環境中，所見所聞所用都是信息碎片，除了在教學中實現知識和身體認知互聯的同時，智慧設備所帶來的數據資源支持，例如根據智能分析模型所提供的教學行為數據、教師生理數據、教學環節數據、多模態數據等也為教師營造了一種智能化的文化氛圍。
四、結束語
我們正迎來機器與生物共存的時代，教師的職業形態將變成人機協同工作形態，需要能夠利用數據、借助智能技術改進教學，能夠在新時代正確處理數據應用與隱私保護的矛盾，合規、合法地使用數字工具和管理數據。人工智能應用于教師培訓是必然的，信息時代需要信息化人才，而信息化人才培養離不開信息化教師，只有真正切實利用好智能技術才能幫助教師實現課堂教學能力發展新機制。
作者：許筱宇 單位：揚州大學教育技術系
