人工智能时代创客教师发展困境、机遇与路径

李炎鑫 王运武

（江苏师范大学 智慧教育学院，江苏 徐州 221116）

当前，我国教育正处在快速迈向教育现代化、推动教育强国的黄金时期，亟须加快创新教育变革进程，以满足社会对创新人才的需求。在大众创业、万众创新的热潮下，以“创新创造”为核心的创客运动在我国蓬勃发展，创客教育也逐渐成为创新教育变革的重要战略和重要途径。创客教育是在全民创新文化背景下产生的新教育模式，具有“开放、自由、创新、协作”等特点，打破了传统教育的常规化教学模式，直接指向了创新人才培养。当前，我国创客教育正处于全面建设的内涵发展时期，但是创客教师队伍力量薄弱却成为发展的主要瓶颈。虽然随着传统学科教师的加入，创客教师队伍人数快速增长，但由于创客教师与传统学科教师在专业素质、信息素养、教师角色、培养方式、教师资格认定以及社会活跃度等方面存在较大差异，创客师资短缺问题并没有得到真正意义上解决，亟须探索创客教师新的成长路径。创客教师的发展问题也引起国内学者的广泛关注，但研究大都集中在创客教师的专业素质结构（李彤彤，王志军，邹蕊，李磊，2017；闫志明，孙承毅，2018；蔡慧英，谢作如，李渔迎，顾小清，2019）和培训策略（王怀宇，李景丽，闫鹏展，2016；赵姝，张瑞敏，白浩，张举范，2018；赵慧臣，马佳雯，姜晨，贺雪，2019），而对于人工智能技术等外部环境促进创客教师专业发展的研究极少。

移动互联网络、大数据、脑科学、超级计算等新理论新技术的深度发展，标志着新一代人工智能的到来，掀起新一轮科技革命和产业变革的创新浪潮。人工智能技术迅猛发展，加速了创客教育的发展进程，压缩了创客教师的适应周期，但同时也为创客教师发展提供了重要机遇。2018年4月，教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》提出，要启动“人工智能+教师队伍建设行动”，推动教师更新观念、重塑角色、提升素养、增强能力（教育部，2018）。因此，在瞬息万变的人工智能时代，创客教师应该如何把握发展机遇，踏上人工智能的快车道，关乎创客教育的未来发展。

一、人工智能时代创客教师的发展困境

（一）创客教师与传统学科教师的比较

人工智能技术的飞速发展对创客教育提出了新的挑战，给创客教育的教育理念、教学内容、师生角色以及人才培养目标等带来了质的改变。人工智能时代呼吁建设高素质、专业化、创新型创客教师队伍，深化教育创新变革，引领卓越教师建设，促进学生全面发展。在新一代人工智能发展的背景下，创客教师是指以培养人工智能高端人才为目标，具备独特的专业素质，能够综合创客教育理念、跨学科知识和人工智能技术，创新地研发创客课程资源，设计创客教育活动，指导学生利用教育智能技术将创意转化为作品的教师。

创客教师队伍建设始终离不开传统学科教师的大力支持。国内创客教育早期探索阶段，创客教师主要来源于两大群体，一个群体是具备智能硬件、数字工具研发能力的超级创客，关注到创客运动对创新教育变革的影响，转向学校教育的创客技术研发，如李大维等；另一群体，是具有强烈的教育创新变革愿望和浓厚的技术创造兴趣的优秀学科教师成功转型为创客教师，属于极少数，如吴俊杰、谢作如等。目前，在各级教育部门号召下，学校创客教育教学任务主要由信息技术、科学教育、物理等学科背景教师承担。这与他们教师队伍年轻化、信息素养良好、创造能力较强有很大联系。随着传统学科教师的大量涌入，创客教师队伍中传统学科教师与创客教师将面临两极分化，存在保“量”难保“质”的现实问题。综合创客教师与传统学科教师的培养情况比较来看，两者存在明显差异，主要体现在专业素质（专业精神、专业知识和专业技能）、信息素养、教师角色、培养方式、教师资格认定以及社会活跃度等六个方面（见下页表1）。由此可见，人工智能时代对创客教师的专业素质要求越来越高，要求创客教师快速更新创客教育理念，转变传统学科教师角色，提升人工智能相关知识和技能，成长为新时代高素质、专业化、创新型创客教师。

表1 创客教师与传统学科教师的比较分析

（二）创客教师未来发展亟待突破的困境

当前，创客教师队伍建设取得了较大进展，成立了专家委员会、教师创客联盟，建立了创客教师培训基地、创客教师培养标准体系，例如：2015年中国电子学会现代教育技术分会成立了创客教育专家委员会；2015年7月清华大学、北京大学等单位联合成立了全国教师创客联盟；2016年11月，第一个国家级创客教师培训基地在深圳市育新学校成立；2017年，中国国家培训网联合相关专家制定出创客教师培训项目标准和专业技能考核体系。此外，地方政府也出台相关政策支持各级学校培养创客教师。但是，总体来说，创客教师的知识与能力仍不能满足人工智能时代的新诉求。

综合创客教育的实践情况和创客教师的培养现状来看，创客教师“质”与“量”的发展远远跟不上人工智能时代创客教育的发展进程，仍面临着五大困境。

1. 创客教师的专业化培养体系尚不完善

由于专业化培养体系不标准、不统一，不利于创客教师的专业化发展和规模化培养。创客教师的师资结构复杂，来自各级各类机构、不同专业背景的教育相关从业者，综合素质参差不齐。其次，创客教师的培养机构专业性不强，培养方式以岗前拿证和上岗培训为主要目的，培训活动存在重视形式忽略实际需求、偏重理论缺少实践、追求短期效益缺乏长远规划等问题，不利于创客教师职前职后专业化、系统化发展。此外，创客教师的资格认证缺乏职业认可和法律保障。

2. 人工智能时代对创客教师的专业素养提出更高要求

教育智能技术日新月异，创客教育理念、创客知识结构、创客教育技术、创客课程资源等也在发生改变。这要求创客教师秉持创新创造、分享协作、自由开放、终身学习的创客精神品质，尽快掌握人工智能、机器人等新兴前沿技术，持续不断地学习、创新、创造，才能快速适应创客教育生态体系变化。

3. 优秀创客教师群体急需传统学科教师的加入

由于缺乏专门的职前、职后创客教师培训体系，优秀的创客教师数量增长缓慢，而新加入的学科教师数量较多。普通学科教师是创客师资的主要来源，但与创客教育的专业素质要求存在较大差异。为此，加快部分传统学科教师角色转变，是促进创客教师队伍“质”和“量”同步提升的重要保障。

4. 超负荷工作严重阻碍创客教师的专业成长

创新创造性的教研活动是促进创客教师专业发展的重要保障，如创客课程开发、创客教育资源研发、创客空间设计等。然而，繁重的创客教学工作占据了创客教师大量的时间和精力，亟须关注人工智能环境下解放创客教师生产力问题。

5. 创客教师内在的创新能力不足难以达到创客教育教学的基本要求

创客教师内在的创新能力不足，综合素质薄弱，难以达到创客教育教学的基本要求。创客教育活动是一项复杂的高技术性、高综合性的创新创造活动，这对创客教师的综合素质提出了更高要求。此外，创客教师的创新能力和创客精神，将直接影响学生创新创造的创客学习体验，一定程度决定了学生的创客素养和创新能力发展的高度。

二、人工智能时代创客教师的发展机遇

（一）释放创客教师的生产力

人工智能与教育领域的深度融合将会显著提高教育生产力（王运武，张尧，彭梓涵，王胜远，2018）。从创客教师发展来看，人工智能技术与创客教育的创新融合，为创客教师提供了低门槛、智能化、个性化的技术支持服务，极大地提高了创客教学效率，改变了传统教学方式。首先，计算机、开源软硬件、机器人技术、3D打印技术等的发展，解决了早期创客教育工具单一、技术复杂、成本高等现实问题，降低了创客技术应用“门槛”。比如，乐高机器人在创客教育中的应用，创客教师可以利用机器人组件和EV3可视化编程软件，指导学生快速上手，创造出各种形态的机器人作品。3D打印技术实现了从创意设计到实物生成的快速转换，创客教师可以利用3D打印技术随时设计并制作教学工具。其次，虚拟现实、增强现实以及混合现实等技术，能够帮助创客教师实现情景化、交互式的创客课程资源设计与开发，促进开展个性化创客教学活动。此外，人工智能教学系统具备自动答疑、学习者画像分析、学习路径规划、个性化资源推荐等功能，能够部分替代教师完成教学工作（陈丽，郭玉娟，高欣峰，谢雷，郑勤华，2019）。人工智能代理为学生提供自适应学习交互功能，能及时解决学生简单的学习问题，减轻创客教师的工作量；同时人工智能系统能够全过程记录、分析学生学习轨迹，为创客教师实施个性化教学提供科学依据。总之，人工智能技术与创客教育的融合创新应用，正尝试替代创客教师的“体力活”，帮助创客教师实现“一键”管理烦琐的日常教学工作，为创客教师从事创新性教研活动创造出充足的发展时空和发展条件。

（二）催化创客教师的角色转变

创客教师队伍建设始终面临着从学科教师转型为创客教师的现实矛盾，面临着成长为卓越教师的发展要求的压力。人工智能背景下，促进创客教师的角色转变主要体现在以下四方面。

1. 从讲授者向引导者转变

智慧教学环境赋予了学生自主学习的优质资源和智能工具；智能教学系统和智能助理替代教师完成部分知识讲授和工具演练等简单的教学任务。教师需要转变知识讲解员身份，更多地思考如何促进学生全面发展，尤其是引导学生创新创造的兴趣、提升其团结协作能力、解决问题能力以及人生规划思想等。

2. 从领导者向协作者转变

互联网让世界同在“地球村”的愿望成为可能，不仅拉近了用户间的距离，更促进了自由平等的交流，实现了网络空间共同体。对于教师而言，师生共同体和教研共同体是时代发展的趋势。创客教师需要尊重每一位学生的独立思想，建立师生教学、生活和成长的共同体；需要跨越地理位置、工作单位、专业学科等时空限制，凝聚多方力量，构建创客教育的教研共同体。

3. 从教书匠向研究者转变

人工智能时代，智能教学系统带来教学资源管理、学生成长档案管理、学业成绩评价等工作方式创新；大数据、云计算等技术实现了对课堂教学的实时记录与检测；智能网络学习空间给予学生更优越的学习条件。教师将从“课上”走向“课下”，从教学设计的本源出发重新思考教学发展规律和学生学习规律，促进学生全面发展。

4. 高素质、专业化、创新型教师的发展趋势

创客教师是新时代教育创新变革的核心力量，要求以高素质的创客精神、专业化的创客教学水平和卓越的创新创造能力，随时准备迎接人工智能时代的未知挑战。

（三）激发创客教师的教育研究潜能

教育研究是教师专业发展的必然选择（杨茂庆，孙杰远，2012）。对于创客教师而言，教育研究能力是指运用创客教育理念和方法、创客技术和工具，创新地发现、分析并解决创客教育问题的综合能力。创客教师的教育研究能力实质是问题发现、问题分析、问题解决的生成过程，蕴含着创新意识、创新思维、创新能力三大支柱能力。首先，问题发现要求创客教师能够敏锐地察觉创客教育的问题，尤其是人工智能和创客教育融合发展时期，新兴技术工具的出现拓宽了创客教师的思维广度和深度，激发了创客教师更多新的教研思考。人工智能、互联网络、大数据、云计算、区块链等智能技术与创客教育的全方位融合，将会深刻地影响着创客教师的教学理念和教育方式。比如，教育大数据平台帮助创客教师克服经验式教学的惯性思维方式，全面客观地认识教学生成过程。其次，基于创新思维要求的问题分析，要求创客教师整合创客理论、方法、知识、技术，有创意地设计问题解决方案。教育智能技术与创客教育创新应用，支持创意项目的多种实现方案，促进创客教师的创新思考能力和科学决策能力。最后，基于创新能力的问题解决，要求创客教师将问题分析方案付诸实践，并进行教研效果反馈。总之，人工智能时代，激发创客教师的教育研究潜能，是促进创客教师向卓越教师，再向教育家型教师转型的重要起点。

（四）重塑创客教师的能力结构

目前，面向K-12学生的人工智能教育应用已经走向创客教育，对创客教师的创新创造能力、创客空间管理能力、创客资源开发能力、跨学科知识能力、创客教学能力等提出新的要求。反之，人工智能技术为创客教师提供了开放、自由、个性的发展环境和资源服务，将助力创客教师重塑面向人工智能的能力结构。在创新创造能力方面，人工智能核心技术在教育中的应用趋于技术开放化、功能模块化、服务精准化，将引导创客教师突破传统技术局限，转变传统创客教与学的方式，为创客教师带来智慧化的、全新的创新创造体验。在创客空间管理能力方面，面向人工智能的创客空间是以云计算、大数据、教育机器人、虚拟现实和增强现实等人工智能核心技术支撑的智能化学习环境，以学生和创客教师为主体，为他们提供线上线下无缝衔接的学习分享和创造实践的支持服务。在创客资源开发能力方面，人工智能技术的发展为创客教师提供了先进的、可交互的、可持续发展的面向人工智能教育的课程资源。在跨学科知识能力方面，人工智能开放学习平台将帮助创客教师不断地在人工智能创客项目中学习和应用，促使创客教师将人工智能技术与多门学科知识有效地整合与应用。在创客教学能力方面，智能化创客空间将为创客教师提供线上线下教学支持服务，线上为创客教师提供虚拟的人工智能教学支持环境和远程交流平台，线下为创客教师提供开源技术、教育机器人等支持学生实践指导。因此，面对人工智能时代的多重考验，创客教师必须顺势而为，重塑以下六大能力结构：智慧化创新创造能力，整合人工智能技术的跨学科知识能力，智能化创客空间管理能力，熟练运用人工智能理论、软件和资源开展创客教学能力以及顺应人工智能时代的创客学与教变革能力。

三、人工智能时代创客教师的发展路径

（一）建构创客教师教育职前职后一体化培养体系

构建创客教师职前职后一体化培养体系是促进创客教师专业化、规模化发展的首要任务，主要包括国家政策支持、职前专业化培养、职后产学研用合作三个方面。

1. 国家政策支持

目前，创客教师面临着师资结构、培养机构、培养方式、资格认定、职称评定等专业发展困境，尚需国家制定特定的创客教师专业发展的宏观政策和法律制度，以保障创客教师的专业发展。明确创客教师的专业培养标准，受法律保障的创客教师学位和职业认可制度是促进创客教师专业发展的重要任务。国家制定专门的创客教师培养计划，鼓励地方高等师范院校增设面向创客教育师资培养的学科专业，允许其自主制定地方培养方案，保障学校创客师资人才稳定而优质地流通。除了明确创客教师的专业培养标准和要求，还需要构建“国家、高校、学校”三级实施体系，加强政策支持，加大经费投入，强化监督检查等相关支持政策，以确保贯穿整个创客教师教育职前职后培养体系。

2. 职前专业化培养

创客教师职前专业培养应该主要依托高等师范院校，结合人工智能时代创客教师发展要求，以培养创客精神和创客教学素养为核心，深化人工智能技术与创客教师教育课程全面融合。在创客教师的培养方式上，应以全面、交叉、发展、立体的新思路培养创客教师队伍，既要适应人工智能社会的发展，又要达到培养高素质、专业化、创新型创客教育师资人才的目的。在创客教师的培养内容上，课程教材要求与时俱进，课程内容要求是高综合型的跨学科知识，强化创客教师多类型、多层次的知识结构。在创客教师的培养策略上，采用“多导师”协同培养制度，由高校、中小学校、社会、企业等多领域卓越人才联合培养，深化理论知识学习和创客教育实践融合。

3. 职后产学研用合作

创客理论知识和创客实践技能训练相辅相成，而产学研用合作是提升创客教师知识结构和专业技能的有效途径。为此，构建高校、企业、科研院所和中小学校四位一体的职后培养机制，将对职后创客教师知识结构和专业技能的优化产生重要作用。高等师范院校应注重教师的创客基础知识和创客教育理念的传授；科研院校应注重应用整合人工智能技术的跨学科知识和技能知识的传授；企业应注重研发以创客教师为中心的教育智能产品；中小学校应注重以政策、资金、职称评定等多种方式支持创客教师开展教研工作。

（二）提升创客教师人工智能知识与技能

以信息技术应用能力培训2.0为契机，加强创客教师的人工智能知识与技能培训，促进人工智能与创客教育活动的深度融合。提升创客教师人工智能知识和技能的核心驱动力需要终身学习能力，只有持续优化创客教师的知识和技能，才能适应人工智能创客教育生态体系的需求与变化。在人工智能社会中，整合人工智能技术的跨学科知识在创客教师的知识结构中占据越来越重的比例。在这一过程中，创客教师需要打破“唯技术”“唯理论”的思想，树立多学科融合观念，坚持终身学习理念，不断地更新知识结构。既要持续学习人工智能技术和理论知识，也要将人工智能技术整合到跨学科知识中。创客教育强调“做中学”理念，整合人工智技术的跨学科知识理论需要在实践技能演练中发挥作用，同时实践技能演练也为自我知识建构和技能提升提供实践依据。因此，创客教师需要具备超前意识，建立抽象的创意，然后使用所掌握的整合人工智能的跨学科知识，通过创客资源开发、创客教学设计、创客教学活动组织等教研实践活动，提升自我整合人工智能技术跨学科知识的应用能力。在创客资源开发中，创客教师需要大胆地设想、构思、设计创客教与学所需的软硬资源，利用人工智能技术突破传统技术的天花板，转化为适用于创客教学的包含人工智能的创客教学资源。在创客教学设计中，创客教师需要超越自身的知识结构，通过对所学的整合人工智能的跨学科知识的解构和重构，设计符合学生新知识学习认知的创客教学程序。在创客教学活动组织中，创客教师可以通过学生学习满意度和人工智能工具应用情况，进一步迭代优化面向人工智能技术的创客资源和创客教学程序。

（三）提供创客教师智能化、精准化和个性化的创客教研服务

从外部人工智能环境来看，为促进创客教师专业素质快速提升，以人工智能为驱动将实现智能化、精准化和个性化的创客教研服务。首先，智能化教研服务是精准化、个性化的教研服务实现的前提。比如，智能仿真教学系统可以帮助创客教师将“真实”的复杂教学情景再现于课堂，加强学生的知识理解和技能训练；智慧教育系统为创客教师承担大量烦琐的日常教学工作。其次，精准教研服务是通过对创客教师的教研过程数据分析，真实地反映创客教师专业能力的现实状态与理想状态的差距，进而为教师提供系列有针对性的支持服务，这将有助于探析创客教师的未来成长方向（赵慧臣 等，2019）。最后，智能化、精准化的教研服务最终目的是实现个性化教研服务。利用人工智能、大数据等关键技术自动化或半自动化地获取、处理、分析创客教师教研数据，精确地反映教学现状和问题，为创客教师的教学决策、教学管理和教学计划，提供个性化的解决方案。例如：以人工智能技术支持的教师画像为例，教师画像能够表征、发现、预测教师的行为特征，促进教师的自我认知，实现自适应的个性化资源服务（胡小勇，林梓柔，2019）。总之，促进创客教师专业发展的教研服务是依托人工智能教育环境，以真实的教研行为数据为驱动，精准地衔接创客教师专业发展的“理想目标—现状问题—发展路径”，从而实现创客教师的个性化发展。

（四）增强创客教师的创新活力

创新活力是指让创新具有强力的激励因子，是激发创客教师教育研究潜能的内生动力。“人工智能+创客教育”的深度融合，赋予创客教师创新发展的自由时空、优越条件和浓厚氛围。第一，利用人工智能等技术，探索规范化、智慧化的创客教学管理方式，实现创客空间、创客课堂、创客教学的智慧化管理，为创客教师减负减压，使其时刻保持饱满的创新活力。第二，建设协同创新的创客教研大平台，发挥跨领域专家的融创领导力，健全跨学科领域协同创新的长效机制，实现“平台搭建、课程建设、师资培训、科研合作、社区论坛”产学研用各界的共享共赢。第三，建立数据驱动、科学规范的创客教师创新发展激励机制，以政策、资金等多种方式支持创客教师教研工作，对接创客教师的职称评定、年终分红等实际奖励机制。第四，对于创客教师自身而言，强烈的创新意识、敏锐的创新思维和强大的创新能力是“保鲜”创新活力的关键要素。这需要创客教师长期地、持续不断地经历创意启发、创新思考到创新设计，再到实践创造、迭代优化的创新素养修炼过程。因此，在人工智能与创客教育深度融合阶段，创客教师需要始终保持对人工智能技术的好奇心，时刻构想整合人工智能的创客课程、创客资源、创客教学等创新设计，利用所学的人工智能技术和先进的创客教育理论，将创新设计转化为创客课程、创客项目、创客教学工具等作品，并在创客教学实践活动中不断反思改进设计方案、优化作品。

（五）帮助创客教师适应创客教育生态文化

从更为宏观的创客教育生态文化来看，要求创客教师转变角色、自适应发展和终身学习。未来创客教育场景，将是以人工智能技术为核心的智慧教育生态体系，为创客教师提供一种“自然、舒适、快乐”的人机协同的教学体验。“自然”的人机协同教学体验是指智慧教育系统在不干扰创客教师的自然教学状态下，协助其完成日常教学任务。人工智能开源技术将为创客教育提供高质量的开源软件库，营造一种开放、共享、共创的创客生态文化，保留了创客教师创新创造的原生动力。其次，“舒适”的人机协同教学体验是指像智能代理、机器人教师等一些以教师为目标用户的智能教研辅助工具，充分考虑人性化的设计需求，符合人的基本逻辑思维方式，实现“人机”无障碍交流和协作。同时，教育智能产品具有自适应、个性化交互、智能测评与反馈等基本功能，创客教师可以适当地让学生自主学习相关的知识与技能，进而根据后台学生学习数据分析，提供个性化辅导。此外，“快乐”的人机协同教学体验是指智慧教育系统在解放创客教师体力劳动的基础上，激发创客教师创新创造的精神活力，使其保持愉快、轻松、自信的心情以及重塑角色和能力。人工智能技术与创客教育相辅相生，创客教师需要树立全新的创客教育新视野，以发展的眼光看待创客教育生态文化的变化，处理好人机协同的关系。

四、小结

创客教师是全面推进创客教育的中坚力量，是引领新时代教师队伍的新生力量，是培养学生创新能力的领先力量。然而，创客教育的教育理念、教育内容和技术随着现代信息技术发展而变化，这对创客教师的专业性、综合素质、创新能力提出了更高要求。为解决人工智能时代创客教师面临的多重挑战，需从培养体系、知识能力、教研服务、创新活力、生态文化方面，探求人工智能背景下创客教师创新发展路径，实现创客教师队伍质量革命，全面推进创客教育发展进程。