师范生人工智能教育应用的认知与态度：现状与发展建议*

王贤文 ，张 莉

（1.肇庆学院 教师教育学院，广东 肇庆 526061；2.湖南科技大学 农村教育改革与发展研究基地，湖南 湘潭422101；3.西北师范大学 教育技术学院，甘肃 兰州 730070）

人工智能已从仅被精英小众群体认知与使用的1.0时代，走进被各行各业大量应用的2.0时代。[1]由于人工智能的快速发展，人工智能教育应用得到重视，国务院2017年印发的《新一代人工智能发展规划》将智能教育作为“建设安全便捷的智能社会”的重点任务写入头条，标志着智能教育时代的到来。同时，《教育信息化2.0行动计划》指出：“大力推进智能教育，开展以学习者为中心的智能化教学支持环境建设，推动人工智能在教学、管理等方面的全流程应用，利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，探索泛在、灵活、智能的教育教学新环境建设与应用模式”。不久前，教育部办公厅印发了 《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》，将教师智能教育素养提升作为了重要内容。然而，目前我国教育从业人员大多对人工智能技术知之甚少，或者一知半解。[2]作为未来智能教育的行动者，师范生的智能教育素养是关键。因此，本研究通过实证调研，了解师范生智能教育素养的基本情况，并寻求智能教育素养的提升路径，从而助推我国智能教育的有效开展。

一、研究设计与实施

为获取师范生智能教育素养的基本情况（智能教育素养不仅表现在认知与态度方面，也体现为具体的使用行为，但当前人工智能尚处于推广阶段，师范生的使用并不普遍，因而本研究着重于认知与态度方面的调查），本研究自行设计了调查问卷和访谈提纲，并选择湖南某高校师范生开展实证调研。

1.调查问卷设计

问卷编制借鉴了教育技术学、人工智能、心理测量等理论，并向相关专家请教反复试测与修订，将教师智能教育素养确立为认知与态度两个维度，共计18个题目，其中前7个题目涉及师范生的基本信息，如性别、年级、专业等，如表1所示。

表1 调查问卷的维度

2.访谈设计

访谈能够提升问卷调查的深度。访谈提纲设有5个问题：①您觉得在未来人工智能会取代教师吗？如果不能，人工智能和教师将在教学中扮演何种角色？②您觉得人工智能解决教育中的哪些问题？③您对人工智能教育应用有何期待？④您觉得如何提升师范生人工智能教育应用的认知与态度？⑤您是否愿意为人工智能教育投入更多的精力？原因是什么？

3.研究的实施

本研究以湖南省某高校的师范生为调查对象，调查采用线上问卷的方式，共收集288份，其中有效问卷256份；年级分布在大一到大四；专业涵盖人文与理科等所有师范专业，调查完成后，选择该校8名学生进行了后期访谈。

调查问卷于2018年4月15日编制完成，4月16日-5月6日开放调查。由班长将问卷链接分发至各班级群，同时推送填写须知。访谈采用面对面的交谈方式，通过手写和录音设备记录访谈内容，结束后反复听录音和笔记，根据需要提取访谈内容并撰写报告。问卷数据由“问卷星”自动记录并生成分析报告。

二、研究结果统计与分析

1.人工智能及其教育应用的认知情况

进入智能教育时代，人工智能教育应用备受学者的关注，从人工智能时代教育的思考，到人工智能教育应用的实践，期待以人工智能助推我国教育教学改革。作为未来教师的主力军，师范生对人工智能及其教育应用的认知是起点。

（1）人工智能的内涵与关键技术

本研究将人工智能内涵的认知分为知道、大概知道和不知道等三个层面。调查显示，知道者占调查人数的22.27%，大概知道者为51.17%，不知道者为26.56%。总体上而言，师范生对人工智能的内涵有一定程度的了解，但大概知道和不知道者的比例仍然高。

人工智能通常包括一些关键技术，研究从知识表征方法、机器学习、深度学习、自然语言处理和情感计算等五个方面展开。研究发现，机器学习和自然语言处理技术的知晓度最高（75.78%），随后依次为自然语言处理（67.97%）和深度学习（57.03%），而知识表征方法（44.92%）和情感计算（47.27%）的知晓度最低。作为新兴人工智能技术，情感计算能帮助教师了解学生学习状态，来及时调节教学策略，然而，师范生还缺乏必要的认知，这与其功用并不相称。

（2）人工智能在教育中的典型应用

随着人工智能技术的发展，人工智能教育应用日趋广泛。调查将人工智能教育的典型应用分为虚拟智能技术、教育机器人、智能导师系统、实时跟踪与反馈的智能测评、教育数据的挖掘与智能化分析、学习分析和情感计算等几个方面。结果显示，虚拟智能技术、教育机器人、智能导师系统的知晓度最高，分别为69.4%、62.5%、60.55%，其次是实时跟踪与反馈的智能测评（48.44%）、教育数据挖掘与智能化分析（43.36%），但对学习分析和情感计算的知晓度较低，仅为38.28%和31.64%。然而，学习分析和情感计算是人工智能教育应用的主要方面，师范生却对其认知度较低，这与其功用并不相称。

（3）人工智能教育应用的价值

目前，人工智能应用的价值和潜力巨大，教育领域已经得到广泛应用。本研究从教师和学生的视角考察师范生对于人工智能教育应用价值的认知。调查发现，从教师角度来看，师范生认为人工智能技术教育应用的价值将体现在：提高教师工作效率占68.75%；减轻教师负担占66.02%；帮助教师开展差异化教学占64.84%；提升教师信息技术能力占60.94%；改善教学效果占57.81%；帮助教师全面了解学生占47.66%。人工智能教育应用的价值也表现在学生的学习上，调查结果显示：可获得个性化资源推荐与个人指导占73.44%；解决学习困难占67.19%；激发学生学习兴趣占66.41%；可随时获取个人学习情况占64.45%；学习更为便捷高效占56.25%。

从整体上看，师范生能充分认识到人工智能的教学价值与学习价值。通过进一步访谈发现，师范生认为人工智能并不会取代教师，智能时代的教育是“人机协作”的教育。教师不会因人工智能而退出讲台，相反，人工智能的加入将减轻教师的工作负担，以往繁琐、重复的工作将交予人工智能，教师则有更多时间关注学生的个体，因材施教也因人工智能的加入而成为现实。

（4）人工智能教育应用的风险与局限

人工智能教育应用价值与风险共存。人工智能教育应用风险的认知，一定程度上体现着师范生智能教育素养的高低。调查表明，75%的师范生认为人工智能教育应用“忽视对学生情感的关注”；72.27%师范生认为可能导致“学生过度依赖技术”；其次是数据决定论带来的风险（64.45%）、学生隐私的问题（37.89%）、工作量的增加（22.66%）。师生情感交流是教育的重要部分，而学生技术依赖也是教育信息化推进中的顽疾。因此，为师生交流提供足够的情感关注并帮助学生理性使用技术是人工智能教育应用的关键因素。

人工智能教育应用也因智能技术自身的不足或教育情境的要求而存有局限。调查发现，师范生对于“人工智能并非适合所有的学习领域”和“决策和推理机制不完善（计算机处理问题的根本原理）”所占比例最高，分别为69.14%和66.8%，超过半数师范生选择了“与学生无法畅通交流”，这些都将限制着人工智能教育的应用。有学者指出[3]，动作技能和态度领域的学习，在其认知成分中可使用智能教学系统，但情感和行为成分等非形式化内容则难以用智能教学系统实现，并非所有学习领域都适用于智能教学系统。

2.师范生对人工智能教育应用的态度

态度通常表达着人类对于事物的情感，并直接影响着人类的行动。本研究将师范生的人工智能教育应用态度分为期待、前景和意愿三个方面。

（1）人工智能教育应用的前景

在师范生对人工智能教育应用前景所持态度的调查中，46.48%的师范生表示前景可观，39.06%持中立态度，14.45%的认为难度较大。总体上看，师范生对人工智能教育应用前景不太可观，且持中立态度所占比例较大。

通过进一步访谈获知，师范生认为人工智能教育应用普及难度较大的原因有：缺乏国家政策和资金的支持；缺乏精通智能教育应用的师资队伍；教师教学观念陈旧；人工智能教育技术较为复杂等。

（2）人工智能教育应用的期待

在师范生对人工智能教育应用期待的调查中，非常期待为19.53%，期待为23.05%，有点期待为49.61%，不期待为7.42%，根本不期待为0.39%。可见，绝大多数师范生对人工智能教育应用充满期待，但仍有8%的学生选择了不期待或根本不期待，这可能与少数师范生对人工智能认知度低有关。

通过进一步访谈获知，师范生对人工智能教育应用的期待具体表现在：作业批改、可视化传递知识、促进师生交互、建立成长档案、课外一对一辅导、大数据分析。因此，人工智能教育产品应着重上述功能的实现。

（3）人工智能教育应用的意愿

态度往往表现为使用意愿，而意愿能有效预测未来的行为。本研究关注了师范生对于人工智能教育应用的意愿。调查显示，非常愿意者占14.84%，愿意者占53.91%，不愿意者占8.98%，非常不愿意者1.56%，还有20.7%的师范生选择了不确定。可见，多数师范生对于人工智能教育应用的意愿较强，愿意在智能教育教学中投入更多精力，并鼓励身边教师使用人工智能。通过进一步访谈发现，降低人工智能教育应用难度、提升教师专业素养与实践能力能够有效提高师范生的使用意愿。

三、研究结论与建议

1.研究结论

研究发现，整体而言，师范生智能教育素养不高，表现为：对人工智能教育应用的认知全面但认知度不高，态度积极但还需培育。

（1）师范生对人工智能教育应用的认知较为全面，但认知度有待提升

当前，师范生对人工智能教育应用认识比较全面，但仍有待提高。表现为：大多师范生了解人工智能教育应用，且认为有必要利用人工智能辅助教学；大多师范生对虚拟智能助手和教育机器人比较了解；大多师范生能准确看待人工智能的教育影响，也能较客观和辩证地看待人工智能教育应用的局限；能认识到人工智能可能带来学生对技术的过度依赖和对学生情感关注的忽视。但存有一些待提升之处，如对人工智能关键技术中的深度学习、学习分析和情感计算等的学习。

总体而言，师范生较为认可人工智能教育应用的价值，相信人工智能能够提高教师的工作效率，减轻教师负担，能使学生们获得个性化资源推荐与个人指导，且能正确地看待教师与人工智能的协同关系，正如余胜泉教授指出的“在未来教育中，教师将与人工智能协同共存。”[4]

（2）师范生对人工智能教育应用的态度较为积极，但需要培育

当前师范生对人工智能教育应用持有积极的态度，具体表现为：认同人工智能技术是现代教育发展的核心力量；大多师范生对人工智能教育应用前景表示乐观，并期待人工智能教育的应用；同时表示会为智能教育的实施投入更多精力，并鼓励他人使用人工智能教育产品。

但调查也发现，仍有不少师范生对人工智能教育应用表现出拒绝、观望等态度。借鉴著名学者罗杰斯的创新扩散理论，人们在面对新技术时，通常有五类人群，即创新者、早期采用者、早期众多跟进者、后期众多跟进者和滞后者，且比例较为接近，但这与国家对教师主动适应人工智能技术的要求还有一定差距，仍需通过相关措施来培育。

2.建议

为帮助师范生精准认识人工智能的教育应用，形成主动适应人工智能技术的态度，国家、学校、自身应协力合作，共同提升师范生的智能教育素养。

（1）政府的支持

目前，我国人工智能教育应用还处于起步阶段，政府重视人工智能的教育应用，将其作为我国教育信息化2.0时期的主要任务；同时应加大资金的投入，吸引更多人工智能专业人员与教育研究者投入到AI教育应用的研究与实践中来[5]；最后，政府应加大学校人工智能的软硬件投入。同时，人工智能教育应用刚刚兴起，高校人工智能的发展不仅面临人才短缺的问题，相关软硬件设施也较为缺乏，政府应在经济、政策等方面支持高校软硬件建设以及人工智能教育的开展。

（2）高校的引导

高校需开设人工智能教育应用相关课程。[6]除现有专业课程外，增加大数据、云计算、人工智能等基础性知识，以及技术系统应用的介绍和学习。有条件的学校可以单独开设人工智能等相关课程，通过系统的学习，为未来教育工作者提供相应的知识和技术储备。

高校还可以举办人工智能教育相关的讲座、比赛。学校可聘请人工智能教育应用相关专家开设讲座，提升师范生人工智能应用意识；学校还可举行各种人工智能教育应用相关比赛，如人工智能参与教学过程的教学设计大赛，通过比赛将课本所学知识运用到实际当中，从而提升师范生的人工智能教育应用能力。

高校还要鼓励师范生参与人工智能的教学实践。在具备人工智能教育的知识和能力之后，教师应适当开展人工智能教学，并在课堂上带动师范生参与人工智能教学实践，比如在课堂上运用互动反馈技术时，要求学生通过自带设备及时发表评论，以供教师了解当前教学的难度、进度等，进而能够及时调整教学。

（3）自身的主动发展

树立正确的智能教育理念。教育理念通常影响着教学实践，人工智能表面上是给教育教学带来了新的装备，其本质将是一种新的教育理念。因此，师范生需要关注人工智能给教育、教学与学习等带来的改变，特别是教师能转变角色，形成新的教育理念来应对智能教育的挑战。充分认识到智能教育是教师与人工智能协作的教育，会使用人工智能进行教学的教师将取代不会使用的教师。

提升人工智能教育应用能力。在理念形成的过程中，师范生需注重自身人工智能教育应用能力的提升，一方面，积极参与学校的课程学习，学习人工智能教育应用的相关知识，并参与人工智能相关的实践活动，提高自身的智能教育素养；另一方面，要充分利用非正式学习提升智能教育素养，由于各方面原因，学校开设的智能教育素养课程相对滞后，这就需要师范生能充分利用非正式学习的机会，如通过慕课来学习人工智能课程，为智能教育做足准备。

四、结束语

人工智能是一把“双刃剑”，对于教育的价值利弊兼有。在人工智能时代，或将可以真正实现我们长久以来梦寐以求的个性化教育和因材施教。[7]但也有学者担心人工智能教育应用存在泄露相关隐私等可能，使得特定个体可能遭受到相应的伤害[8]。这些观点常给人工智能教育应用带来伦理困境。然而，技术本无好坏，关键在于人类的利用。人类已进入了人工智能时代，值得期待，在国家、学校与师范生自身的努力下，人工智能技术将在教育中得以普及应用，教师智能教育素养将得以普遍提升，我国将进入智能教育的新时代。