人工智能时代乡村教师智能素养现状调查研究

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[摘 要]随着时代的变迁，人工智能技术对教育领域的影响日益突出。在此背景下，乡村教师作为乡村教育的主力军，其人工智能素养已成为不可或缺的基本素养之一，关注乡村教师人工智能教育素养既是时代呼唤，也是现实诉求。本研究采用调查研究、文献研究等研究方法，从人工智能知识、人工智能能力、人工智能意识三个不同的维度来明晰乡村教师人工智能素养现状。研究表明，乡村教师人工智能素养亟需提升，主要原因在于乡村信息化教育外力支持匮乏、乡村教师人工智能素养培育主观意识不足等。通过调查以及文献分析提出了加快智能化教学环境建设、建立良好的教研制度、构建城乡共同体等建议，以期为人工智能时代乡村教师智能素养的提升提供参考。

[关键词]人工智能；乡村教师；智能教育素养

一、引言

在21世纪初，人类社会进入第四次工业革命智能化时代，人工智能的迅猛发展推动了社会进程以及变革了传统生活方式，同时也对教育领域产生了深刻的影响。在此背景下，人工智能与教育领域深度融合已成为大势所趋。教师是推进智能教育进程的关键要素。联合国教科文组织在发布的《教育中的人工智能：可持续发展的挑战和机遇》报告中，将“提升教师的人工智能素养”作为构建人工智能时代教育生态系统的重要内容[1]；我国教育部在先后颁布的《高等学校人工智能创新行动计划》、《教育部办公厅关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》等文件中，也提出了“培养教师实施智能教育的能力”[2]、“开展教师智能教育素养提升行动”的目标和举措。可见，智能素养既是人工智能时代教师的关键素养，更是推进智能教育的核心保障。但由于经济，地域等因素的影响，大多地方乡村学校的智能化基础设施并不完善，对乡村教师的智能素养培育意识也较弱，整体情况不容乐观，实现人工智能和乡村教育融合发展的路还很漫长。在这样复杂的环境下，了解当下乡村教师人工智能素养的现实情况刻不容缓。为此，本研究对目前乡村教师人工智能素养现状进行调查研究，以期为培育乡村教师智能教育素养提供借鉴。

二、人工智能素养概述

（一）人工智能素养内涵研究

目前针对教师人工智能素养研究虽然尚不充分，但大部分研究者对人工智能与教育结合的形式表示肯定。国内文献可以搜索到的最早关于智能素养的阐述的是汪长根的《人事管理人才的知识和智能素养》（原载于《江海学刊》1982年6期）[3]，此文章论述了智能素养的概念及基本智能素养。在之后王继志、孙大文、汤才伯等人也对“智能素养”做了相关阐述。另外对于人工智能素养的内涵及其内容，一些国内学者也展开了激烈的讨论。汪明认为智能素养包括智能知识、智能能力，智能态度、智能伦理[4]。侯贺中，王永固从智能意识、智能态度、智能伦理、智能知识等七个维度构建了智能素养[5]。王毅，王乾花认为，“智能素养”应包含人工智能知识、智能思维、智能化学习与应用、智能伦理四要素[6]。郑勤华等人认为智能素养由智能知识、智能能力、智能思维、智能应用、智能态度五个维度构成[7]。虽然学者对智能素养相关领域有一定的研究，但不同的学者对人工智能素养有不同的认识，对其内涵暂无确切的定义。综上所述，本研究认为智能素养就是人们为适应人机协同时代的要求所应具备综合素质。

（二）人工智能素养构成研究

随着时代的发展，国内外各学者对人工智能的关注度也越来越高，对智能素养的构成也有相关的研究。庞塞从未来工作岗位要求的角度出发，将智能素养概括为计算机素养、理解力、数据处理能力、人工智能问题解决能力、逻辑能力、计算思维的集合[8]。我国香港的学者Siu-Cheung Kong提出未来这一人工智能素养课程可能会扩展到包括人工智能应用项目和有关人工智能在社会中更广泛使用的伦理问题的讨论[9]。美国乔治亚理工学院学者Duri Long、Brian Magerko等提出智能素养操作性定义，将AI Literacy定义为一组能力，能使个人批判性地评估人工智能技术；能与人工智能有效沟通和协作；能将人工智能作为在线、家庭和工作场所的工具的能力[10]。我国大陆地区学者也对该问题进行了探究。郑勤华等从人机协同的视角出发，在加涅的学习结果分类理论基础上，从智能知识、智能能力、智能思维、智能应用、智能态度五个维度阐述了智能素养的构成[11]。侯贺中等从智能意识、智能态度、智能伦理、智能知识、智能技能、智能思维、智能创新等四个层次七个维度，构建了智能素养金字塔模型，并在此基础上，从易到难将智能素养分为初级、中级、高级三个不同的阶段[12]。综上所述，本研究认同人工智能素养就是在智能时代需掌握的信息素养，主要由智能知识、智能能力、智能意识三部分构成。

三、研究设计

（一）研究方法与工具

为了更好地了解乡村教师人工智能素养的现状，本研究主要采用问卷调查法，借鉴参考了王欢的《师范生人工人工智能素养自评工具》[13]，结合研究对象的需要编制了《乡村教师人工智能素养调查问卷》。本问卷根据乡村教师的特点从人工智能知识、人工智能能力和人工智能意识三个层面设计问卷。通过检测问卷的信度和效度，修改相关的题项，最后参照里克特（Likert）五点计分法，并为正向计分，从“非常不符合”到“非常符合”计分为1～5，分值越高表明教师在该指标下的状况越好。最终形成了本研究中所用的《乡村教师人工智能素养调查问卷》。

（二）研究对象及问卷发放与回收

本研究以乡村教师为研究对象，对乡村教师人工智能素养现状进行调查。本研究通过问卷星平台采取线上发放问卷的方式，对来自全国各地的乡村教师发放问卷，回收问卷共184份，无效问卷共11份，有效问卷为173份，回收有效率为94.02%。

（三）问卷的信效度

（1）问卷的信度

本研究采用Cronbach’s Alpha系数进行信度分析，检验问卷的内部一致性、可靠性和稳定性。通过检验，乡村教师人工智能素养现状调查问卷的信度系数为0.975；各维度的信度系数分别为：人工智能知识0.938，人工智能能力0.960；人工智能意识0.939。因此，此问卷具有良好的内部一致性。

（2）问卷的效度

本研究通过软件SPSS23.0，采用主成分因子分析法对人工智能素养量表进行结构效度检验。在检验之前，采用KMO和巴特利特球形检验先测试人工智能素养量表是否适合做因子分析。KMO数值为0.948，且巴特利特球形度检验达到显著性水平，所以表明该数据适合做因子分析。

四、研究结果与分析

（一）乡村教师人工智能素养总体状况

根据调查结果，乡村教师人工智能素养总体均值为3.39，高于平均值3，表明乡村教师的专业发展素养总体处于中等偏上水平。由表2可以看出，数据分析结果显示，从整体上看，三个维度的强度由高到低排列依次为：人工智能意识、人工智能知识、人工智能能力。居首位的维度是人工智能意识维度，主要是对人工智能的关注、人工智能伦理与社会责任以及对人工智能未来的预期这三方面。由此可见，乡村教师对人工智能也有一定的关注，在使用人工智能产品时会遵守法律法规并主动承担相应的责任和义务。其次是人工智能知识维度，主要是对人工智能的基础知识的掌握以及在教育领域的应用情况的了解这两方面，说明乡村教师在知识层面有一定的掌握，对人工智能在教育领域的相关应用也略有了解。最后是人工智能能力维度，主要指乡村教师利用人工智能工具开展教育教学的能力。表明了在人工智能能力方面，乡村教师利用人工智能工具促进自身的教育教学的能力普遍欠缺，表明乡村教师的专业技能水平亟待进一步提升。

（二）乡村教师人工智能素养水平测量结果

1.人工智能知识

对人工智能基础知识的掌握和在教育领域应用的了解的情况。通过数据显示，对于是否能够说出人工智能的基本概念，39.3%的被调查者选择了“符合”这一选项，占比最大，由此可见乡村教师对于人工智能的基本概念有一定的了解；对于是否能够说出人工智能的发展历史，35.8%的被调查者选择了“不符合”这一选项，占比最大，说明乡村教师对人工智能发展历史的了解尚浅；对于是否了解人工智能在乡村教育方面的应用，41.0%的被调查者选择了“有点符合”这一选项，占比最大，说明乡村教师对人工智能应用方面略有些了解。总体来说，在如今这个智能化时代，乡村教师对于人工智能也有初步的认识。

2.人工智能能力

通过数据显示，对于能否进行整合人工智能技术的课堂教学，32.4%的被调查者选择了“不符合”这一选项，占比最大。对于能否制作出智能程序辅助教学，31.2%的被调查者选择了“不符合”这一选项，占比最大，则说明乡村教师设计人工智能小应用的能力还较弱，有待提高。对于能否利用人工智能工具及时掌握乡村学生学习、心理动态并与学生保持良好的沟通，35.3%的被调查者选择了“符合”这一选项，占比最大，表明了乡村教师基本可以利用人工智能工具辅助教育教学，对人工智能工具的使用情况较好。

3.人工智能意识

对人工智能的关注、人工智能伦理与社会责任以及对人工智能未来的预期的情况。通过数据显示，对于是否关注了两个或两个以上的推送人工智能相关信息的公众号，30.6%的被调查者选择了 “符合”这一选项，占比最大，则说明乡村教师对人工智能相关信息较为关注；对于是否认为利用人工智能产品能提高乡村教育教学水平，47.4%的被调查者选择了“符合”这一选项，占比最大，则说明多数乡村教师认为人工智能产品在乡村教育领域中发挥着积极作用，在一定程度上促进教学水平的提高。对于在发现一些人工智能领域的不法行为时是否会投诉举报，49.1%的被调查者选择了“符合”这一选项，占比最大，表明大多数乡村教师有较强的责任感，在发现人工智能领域的不法行为时会投诉举报。

（三）乡村教师人工智能素养的差异分析

1.乡村教师人工智能素养的性别差异

为了探寻乡村教师人工智能素养在性别上的分布情况，本研究采用独立样本t检验进行数据的分析。根据检验结果显示，方差齐性检验不显著（p=0.860>0.05），即两组的方差齐。由于t=0.090，所对应的p=0.928>0.05，即乡村教师人工智能素养在性别上不存在显著差异。男性乡村教师和女性乡村教师的人工智能素养状况总体上一致。

2.乡村教师人工智能素养所教年级阶段的差异

为探究乡村教师人工智能素养在所教年级阶段的差异情况，本研究采用单因素方差分析进行数据的分析。得出，幼儿园乡村教师、小学乡村教师和初中乡村教师的人工智能素养状况差异较大。小学乡村教师的人工智能素养相比较其他乡村教师最好，初中乡村教师的人工智能素养最低。

3.乡村教师人工智能素养的年龄差异

为探究乡村教师人工智能素养在年龄上的差异情况，本研究采用单因素方差分析进行数据的分析。得出，各年龄阶段乡村教师的人工智能素养状况差异较大。31-40年龄阶段的乡村教师的人工智能素养相比较其他乡村教师最好，这一阶段的教师处于热情和成长阶段，在教学工作中充满热情，并积极地促进自我专业成长。51-60年龄阶段的乡村教师的人工智能素养最低，主要原因在于这个年龄阶段的教师正值职业稳定期，他们经过长年累月的教学实践已形成稳定的教学风格，专业技能也趋于稳定，对于新事物的接受能力较弱。18-30年龄阶段以及41-50年龄阶段的乡村教师人工智能素养状况较为一般。

4.乡村教师人工智能素养的学校性质差异

为了探寻乡村教师人工智能素养在所在学校性质上的差异情况，本研究采用独立样本t检验进行数据的分析。根据独立样本t检验结果显示，方差齐性检验不显著（p=0.650>0.05），即两组的方差齐。由于t=-0.781，所对应的p=0.436>0.05，即乡村教师人工智能素养在所在学校性质上不存在显著差异。学校性质主要分为两种公立和私立，从以上数据来看，公立学校的乡村教师和私立学校乡村教师的人工智能素养情况无较大差距。

五、结果与讨论

（一）乡村教师人工智能素养研究结论

1.乡村教师人工智能素养普遍较低

通过对乡村教师的问卷调查可以发现：关于人工智能知识层面，乡村教师对于人工智能基础知识的掌握以及人工智能在乡村教育领域的应用了解也尚浅，掌握关于人工智能知识比较全面的教师占教师总数的比例较小，绝大多数乡村教师对人工智能知识的理解不够系统和全面；关于人工智能能力方面，创造人工智能智能小应用能力较差，极少数乡村教师能够独立设计人工智能小程序，娴熟使用人工智能工具辅助教学的乡村教师也只占总人数的一小部分；关于人工智能意识方面，大部分乡村教师对人工智能素养的认知较为浅薄，学习意识欠缺，思想观念落后于智能时代的要求。总体来说，乡村教师人工智能素养普遍较低，有提升空间。

2.乡村教师人工智能素养在性别、所在学校性质上的差异较小

通过差异分析，明显可以看出乡村教师人工智能素养在性别的差异较小，由于样本数据中女性占比较大，得出此结果可能存在数据不够完整的原因；公立学校教师和私立学校教师人工智能素养差距也较小，差异不显著。说明各乡村学校信息化、智能化发展速度较慢，智能环境较差。

3.乡村教师人工智能素养在所教年级阶段、年龄上的差异较大

本研究通过数据分析得出乡村教师人工智能素养在所教年级阶段、年龄、学历上的差距较大，主要表现在：31-40年龄阶段的乡村教师的人工智能素养状况相比较其他年龄阶段的教师最好，这一年龄段的教师有一定的教学经验和知识，且保持着终身学习的态度，愿意去接触新事物并运用到教学实践中。51-60年龄阶段的乡村教师的人工智能素养最低，这一年龄阶段的教师已形成固有的教学模式，接受新事物的能力较差。

（二）乡村教师人工智能素养培养的建议

结合相关文献并根据乡村教师人工智能素养的现状，为提高乡村教师人工智能素养简单提出了以下几点建议：

1.完善智能化教学技术环境建设

提高乡村教师人工智能素养，主要需从技术环境着手，营造良好的智能化教学氛围，学环境的改善也离不开国家及政府层面给予的资金支持，用于购买先进的智能设备，教学平台的创造、教学资源的开发等提供资金保障。在条件允许的情况下，在教室可以安装以安装集多媒体教学、教学互动、课堂录播、远程互动、语音助手、电子板书、智能感知、智能控制等集智能功能为一体的智能控制终端，建设智能教室服务管理系统、资源平台、教学平台、教学互动系统、教务系统等基础应用系统，在基础应用系统基础之上设立大数据测评系统，对教学过程实时监测与统计[17]。

2.建立良好的教研制度

通过许多文件的颁发比如《中国教育现代化2035》、《教育信息化2.0行动计划》等都可以看出国家比较注重教育信息化、智能化的发展。乡村教育是我国教育事业的重要部分，那么加强对乡村教师人工智能素养的培养符合国家诉求，符合时代需求。首先学校可以尽量增加智能化教学培训，教师通过参加培训增加智能知识，增强智能能力，提高智能意识。其次学校应保障乡村教师有充足的时间与精力发展和提升自身智能素养，如果教学任务过重，没有精力再去思考如何提升自身的智能素养。最后可以在对教师的职称评选和工资绩效中有侧重的给予智能化师资的政策支持和物质补贴，让教师感受到人工智能教育应用带来的发展红利，使教师潜意识中增加对人工智能教育应用的研究，从而潜移默化的提高乡村教师的人工智能素养。

3.构建技术支持的城乡共同体

利用人工智能、大数据等技术，建立乡村智能教学评价体系，促进教学决策数据化、教学反馈即时化、教学效果可视化、教学质量立体化等，推动乡村学校教学评价模式的改革与创新，从而提升教学评价的效率与质量。探索推进人人协同、人机协同的“双师课堂”，以及探索建立或应用教师能力诊断测评系统，诊断教师学习发展需求，开展精准培养培训。此外，还可以借助人工智能建立研修平台，引进教育发达地区的优质师资和教学资源，优质学校与乡村学校“结对子”，推动城乡教师协同研修、以城带乡研修，智能引领乡村学校与薄弱学校教师发展。

[参考文献]

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[5][12]侯贺中，王永固.人工智能时代中小学生智能素养框架构建及其培养机制探讨[J].数字教育，2020，6（06）：50-55.

[6]王毅，王乾花.从信息素养到智能素养：中小学信息技术课程培养目标转向[J].教育导刊，2020（09）：65-70.

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[14]教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见[EB/OL].（2019-03-21）http：//www.moe. gov.cn/srcsite/A10/s7034/201904/t20190402_376493.html.

[15]教育部关于实施第二批人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知[EB/OL].（2021-09-07）.http：//www. gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-09/16/content_5637644.htm.

[16]邬志辉，秦玉友.中国农村教育发展报告2019[M].北京：北京师范大学出版社，2020.

[17]崔亚强，甘启宏，余淇，王春艳，田建林，黄晓丽.高校智慧教学环境的认识，内涵和实践途径研究[J].中国教育信息化，2020（23）：13-17.

作者简介：魏士琪（1998.9—），女，汉族，籍贯：山东菏泽人，曲阜师范大学传媒学院，21级在读研究生，硕士学位，专业：教育技术学，研究方向：信息化下教师专业发展