张晖 张佳刚 王彩云

摘 要 职前教师作为一线教师的后备力量，其创新能力将直接影响未来教师的创新意识和创新素质。只有推进职前教师创新教育，才能培养出具有创新意识、创新精神和创新能力的基础教育师资，推动未来基础教育的创新。本文首先分析了人工智能时代职前教师培养的方向和要求，论述了人工智能时代职前教师创新能力的构成，重点阐述了通过借助人工智能技术培养职前教师创新能力的方法，为提升职前教师创新能力做出有益探索。

关键词 人工智能 职前教师 创新能力

中图分类号：G451                                   文献标识码：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

目前人工智能技术在各个领域的应用越来越广泛，人工智能与教育领域的融合也越来越深化。以人工智能为核心的新兴信息技术，有利于提高教学效率，增进教学过程调控，定制个性化学习内容，增进和丰富学生的学习体验，根据不同学生的需求和能力，满足不同层次人群对课程的要求，能够加强学生创新能力的培养。人工智能技术的发展一方面推动了教学方式和手段的变革，另一方面也使职前教师培养工作面临严峻挑战。职前教师作为一线教师的后备力量，其创新能力将直接影响未来教师的创新意识和创新素质。只有推进职前教师创新教育，才能培养出具有创新意识、创新精神和创新能力的基础教育师资，推动未来基础教育的创新。本文首先分析了人工智能时代职前教师培养的方向和要求，论述了人工智能时代职前教师创新能力的构成，重点阐述了通过借助人工智能技术培养职前教师创新能力的策略，为提升职前教师创新能力做出有益探索。

1 人工智能时代职前教师培养的方向和要求

随着互联网的广泛应用，大数据、云计算和虚拟现实技术都取得了突破性的进展，当代社会进入了日新月异的人工智能时代。早在2017年，为了应对人工智能的快速發展，国务院发布的《新一代人工智能发展规划》就提出“利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。开展智能校园建设，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用。开发立体综合教学场、基于大数据智能的在线学习教育平台。开发智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系统。建立以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，实现日常教育和终身教育定制化。”

借助于人工智能技术，教师可以迅速、准确地掌握全班同学的学习状况，并能够对每一位学生的学习特点、学习态度、学习能力进行分析和预测。此外，人工智能极大地丰富了课程资源，提高了教学的效率。人工智能技术可以从众多信息中筛选出真正有益的、对学生有帮助的信息，针对学生的具体情况提出相应的教学策略，可以通过实时监测学生的学习行为及时调整教学策略。人工智能的学习分析技术使个性化定制教学成为可能，可以针对不同学生的特点，提供量身定制的个性化学习内容。人工智能的自动调节学习系统可以为学生提供最适合的学习路径，实现个性化学习。人工智能虚拟技术可以创设虚拟情境，能够创建与现实社会类似的环境，能形象生动地表现教学内容，另外虚拟技术还结合了益智游戏、情景化学习、协作学习、远程教育等多种手段，可以广泛用于学习情景的创设，进而实现模拟训练。人工智能使得教师与学生的互动更加广泛而且深入，也使得传统的教学方式发生了极大变化。现在的慕课、微课、在线课程和智慧课堂等教学形式，可以突破时间和空间的限制，把优质教育资源整合共享，激发了学生学习的兴趣，明显提高学习者的学习质量。

人工智能是一门由计算机科学、心理学、语言学、哲学等多种学科互相渗透而发展起来的综合性学科。特别是近几年大数据技术的突破和广泛应用，极大促进了人工智能技术的发展与进步。北京师范大学未来教育高精尖创新中心进行了一系列前瞻性的研究，并提出了人工智能教师未来的12个角色和功能，分别是：自动出题与批阅;学习障碍诊断与及时反馈;问题解决能力测评;综合心理素质测评与改进;体质健康检测;综合素质评估与形成性报告;个性化教学;智能导师;学生成长发展指导;精准教研;个性化学习内容生成;教育决策仿真计算。[1] 这十二个角色基本涵盖了人工智能时代教师角色转变的主要方面，也为职前教师的培养提出了新的要求。除此之外，教育领域更为重要的转变在于教育范式的改变。教学设计要从以“教师教什么”转变为“学生学什么”为中心，教师关注的核心和重点应当是学生的创造能力、协作能力和社会化运用能力等，教师应当善于激发学生学习和探究的欲望，解放学生的个性，让每一个学生都可以充分发挥自身的潜质。知识型的教师很容易被机器所取代，而未来教师要转变为职业咨询师、心理咨询师、项目咨询师的角色，帮助学生发现自己的优点，实现自己的人生价值。[2]

人工智能技术的快速发展使得许多技术含量低、重复性强的工作逐渐被取代，特别是在感知和认知方面，人工智能取得了长足的进步。但是人工智能终究是辅助教学的工具和手段，在培养学生情感、态度和价值观方面，人工智能与人类的智能还存在巨大的鸿沟，人工智能还无法取代人类的情感和精神领域。作为技能型教师或者知识型教师，人工智能可以轻易取代，但作为创造型、人格型的教师不仅要传输知识，还要承担培养学生世界观、人生观、价值观，塑造学生的品格，提升学生的精神境界的任务。教师不仅要精确把握每个学生的成长需要和情感需要，给予学生情感的呵护，传递温暖和爱的力量，这些正是未来教师职业的价值所在，也代表了职前教师未来的培养方向。

2 人工智能时代职前教师创新能力的构成

2012年为落实《教育部 财政部关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》（教技[2012]6号），教育部、财政部联合制定了《“高等学校创新能力提升计划”实施方案》，提出“转变高校创新方式，提升高校人才、学科、科研三位一体的创新能力”。为进一步支持优秀创新团队，持续提升创新能力，孕育重大创新成果，支撑一流学科建设，教育部还发起了“长江学者和创新团队发展计划”。而在2017年修订的《普通高中信息技术课程标准》中，也专门把“人工智能初步”模块作为选择性必修课程，写入了新的课程标准。

人工智能是通过智能机器延伸、增强人类改造自然和治理社会能力的新兴技术。近些年来，人工智能技术的飞速发展使得机器人能够胜任一些复杂性的工作，这就要求越来越多使用这项技术的人必须懂得计算机、心理学和哲学等多方面的知识。有人把人工智能时代必备的素质称作人工智能商数（AIQ，Artificial Intelligence Quotient），这一概念与IQ（智力商数） 和EQ（情绪商数）相对应，简单的说就是利用人工智能技术的能力。人工智能时代对劳动者素质的要求进一步提高，劳动者不仅要具备IQ和EQ，还要进一步具备AIQ，处理好“人与AI”的关系。[3]同时AIQ培养以教师培养为基础，从而进行学生AIQ的培养。

对于职前教师来说，在人工智能时代应当更加强化职业技能的创新，进一步提高职前教师教学设计能力和创新能力。职前教师毕业之后，需要从事教师职业，职业技能和教学设计能力是其从教的基础和保障。人工智能时代的教师在讲授知识方面的角色进一步弱化，而在促进学生全面发展、帮助学生成长中的角色则会加强。这就要求职前教师在进行职业技能训练时，精心设计教学问题、充分利用教学资源、运用先进的教学工具、设计科学的教学活动、开展良好的教学评价。未来的教育范式将不再是单纯课堂教授为主的授课模式，学生可以通过线上学习、线下辅导的方式获得更多的学习资源。借助于人工智能技术，教师既可以成为全面负责的全能型教师，也可以成为只负责某一领域的专业型教师。未来教师间的协同合作、教师和人工智能的协同分工，都需要首先强化职前教师专业技能训练，提升职前教师分析问题、解决问题能力和创新能力。

人工智能在教育领域的相关技术主要有：机器学习、深度学习、神经网络、语言处理、图像识别等。其中，机器学习和深度学习是人工智能教育应用的关键技术，通过与大数据技术相结合，为人工智能提供了算法基础和数据保障。[4]人的智力虽然是有限的，但借助于人工智能技术，可以增强我们处理信息和数据的总量，能够处理超越个人认知能力的海量数据。因此未来人工智能教育领域的变革，更多地体现为各种智能化的教育装备和智慧化的教育环境。[5]这就要求我们在进行职前教师创新能力培养时，要注重培养职前教师智能产品应用和开发能力。通過人工智能技术的支持，可以全面采集分析学生在学习过程中的问题和数据，通过教师和人工智能的协作教学，能够实现对学生群体和个体发展的支持。目前很多教育大数据平台，通过采集学生在学习过程中的数据，精确分析了解学生个体学习规律，实现个性化教学。这些都要求职前教师不仅仅要具有良好的教学水平和能力，同时需要具备对数据的搜集、整理、分析、利用和生成的能力。

3 人工智能时代职前教师创新能力培养策略

3.1 优化教学培养过程，提高职前教师教学设计创新能力

人工智能时代在教育理念上更加注重培养学生的创新能力和知识创造力，人工智能时代背景下的职前教师，首先要具备教育创新的本领和能力，提高教学设计能力，能够积极参与创新实践，大胆改革教育教学方式方法。在职前教师专业课程范围内开设专门的人工智能课程，同时将人工智能技术与职前教师的专业课程相结合。首先，可以根据职前教师不同专业发展阶段，开设相应的创新能力培养课程。例如在一二年级中开设“现代教育技术”，在三四年级中开设“多媒体课件设计理论与制作”“STEAM课程”等等。其次，在专业课程中增加实践创新环节的比重，提升职前教师的教学设计技能，为创新能力提升增加实践机会。例如，在“学科教学论”这门课程中，在进行教学设计部分的学习时，先由教师讲授教学设计的基本原则、步骤和内容，并让学生模仿设计一部分课题，使学生能够充分掌握教学设计中的主要技能方法。之后教师布置相关选题，要求学生以小组为单位应用最新的教育技术，自行创新设计课题和制作多媒体课件，教师对学生的制作过程进行创新性指导。通过这样的教学和练习，职前教师的课堂参与度和积极性大大提高，教学设计创新能力和自主设计能力有了显著提升，取得了良好的教学效果。

3.2 强化创新性教学训练，提高职前教师创造性解决问题的能力

虚拟现实技术又被称作VR技术，这项技术可以借助于一系列软硬件，为用户创设一个与真实环境极其相似的虚拟环境，借助于先进的三维显示技术为用户提供最真实、最完整和最全面的动态效果。虚拟现实技术突破了传统教学模式时间和空间的局限，给予学习者更多的自由度和选择性，更有利于学生创新能力和创新思维的发展，因此这项技术在中小学的物理、地理和化学等学科教学中得到了广泛应用。

在职前教师创新能力培养方面，虚拟现实技术借助于微格教学系统，可以模拟出近似真实的教室环境，参与者可以自主选择教室类型、布局和教学情境。借助于虚拟现实技术，可以创设更接近于课堂的教学情境，有针对性地开展创新性教学训练和个性化训练，有效地提升职前教师掌控课堂的能力和处理实际问题的能力。训练结束后，还可以借助人工智能技术对职前教师的教学技能进行智能评价，最终形成职前教师全面的训练档案。[6]

3.3 构建职前教师教学技能创新平台，鼓励职前教师自主发展

现代教育技术是教育教学工作的重要辅助工具，在中小学教学中有着普遍应用，特别是现代教育技术融合了计算机技术、大数据技术和图像识别与处理技术，为教育教学工作提供了重要的支持。通过组织职前教师参加教学技能大赛、学科技能创新大赛，以及智能化教学竞赛，为职前教师构建教学技能创新平台，创造创新实践条件，调动职前教师创新发展的积极性，培养职前教师创新实践能力。通过组织各年级职前教师观摩和参与比赛，展示职前教师最新的创新成果，为他们今后的职业发展奠定良好的实践基础。

高校应为职前教师的创新实践活动提供免费的场地和经费支持，设置专门的职前教师创新项目，并鼓励职前教师组建创新团队，参与各级各类创新教研项目;为支持和鼓励职前教师创新团队的发展，学校可以组建专门的指导教师团队，在具体的教学课程中贯穿最新的创新理念和学科前沿知识，扩大学生的知识视野;高校教师可以鼓励学生参与教师的教科研课题，提供创新岗位和创新人才激励计划，鼓励专业能力强，具有创新潜能的学生多出成果、出好成果。

基金项目：本文系山东省教育科学“十三五”规划专项课题“基于人工智能教育的师范生创新能力培养研究”（课题编号：BYZN201911）、山东省社科规划统一战线理论研究专项“新时代网络人士统战工作研究”（课题编号：19CTZJ10）的阶段性成果，济南大学2019年度本科教学改革研究项目立项（J1918），济南大学政法学院课程思政项目支持

参考文献

[1][5] 余胜泉.人工智能教师的未来角色[J].开放教育研究，2018（1）：16-28.

[2] 赵勇.未来，我们如何做教师？[J].中国德育，2017（11）：48-51.

[3] 王作冰.人工智能时代的教育革命[M].北京：北京联合出版公司，2017：5-9.

[4] 高婷婷，郭炯.人工智能教育應用研究综述[J].现代教育技术，2019（1）：11-17.

[6] 陈淑洁，仇星月，叶新东.基于虚拟现实技术的微格教学系统设计[J].实验技术与管理，2018（4）：121-125.