人工智能赋能乡村教师精准培训策略研究
作者: 付宁娴 陈晓旭摘要:教师培训作为促进教师专业发展的重要路径,对如何利用人工智能技术赋能乡村教师精准培训,破解现有培训学员遴选不聚焦、评价维度单一、工学矛盾突出等问题具有重要意义。文章基于乡村教师培训实践经验,从教师画像助力精准学员遴选、智能推荐算法助力精准推送资源、生成式人工智能助力课堂双向交互、网络研修助力精准返岗实践、多模态数据采集助力精准评价实现的角度,阐述人工智能支持教师精准培训的路径与策略,为推动我国乡村教师队伍建设,培养一批“下得去、留得住、教得好”的乡村教师作贡献。
关键词:人工智能;乡村教师;精准培训;教师队伍建设
一、引言
2023年9月16日,《求是》杂志发表了一篇文章——《扎实推动教育强国建设》。文章强调,教育兴则国家兴,教育强则国家强。教师作为教育发展的第一资源,加强乡村教师队伍建设是提高乡村教育教学质量、发展公平而有质量教育的基础。我国政府高度重视乡村教师队伍建设问题,近10年来相继出台《国务院办公厅关于印发乡村教师支持计划(2015-2020年)的通知》《教育部等六部门关于加强新时代乡村教师队伍建设的意见》等一系列文件。在各级党委政府及教育行政部门的共同努力下,我国乡村教师补充渠道趋向多元,编制配置更加充足,待遇体系逐渐完善,发展机会不断增加,荣誉制度初步形成。教师培训作为教师队伍建设中的重要环节,其培训质量的提升对教师队伍建设具有重要意义。如何利用人工智能技术助力乡村教师培训模式变革,破解现有乡村教师培训主题不聚焦、内容同质化、评价维度单一等问题,实现精准培训,是一个值得深入思考课题。
二、人工智能赋能乡村教师精准培训的重要意义
(一)符合建设教育强国的需要
为进一步缩小城乡教育差异,相关部门利用人工智能技术提高乡村教师队伍建设质量迫在眉睫。培训是教师队伍建设的重要环节,利用人工智能技术实现教师精准培训已经成为“十四五”期间教师队伍建设的重点任务。人工智能技术能够深入挖掘乡村教师专业发展需求,很好地支持乡村教师线上研修,搭建网络研修平台,推送匹配学习资源,补乡村教师能力短板,发挥乡村教师专业优势。
(二)满足乡村教师专业发展的诉求
乡村学校可以划分为乡村小规模学校(指不足100人的村小学和教学点)和乡镇寄宿制学校,不同类型的乡村学校规模差异较大,教学环境、学生学情、教学资源千差万别。乡村教师理论知识不足,专业能力局限,对个人专业发展感到迷惘,超过80%的教师有专业发展的意愿,也渴望专家给予他们专业发展的引领。但是,现有的乡村教师培训内容不聚焦,教师外出参与培训学习的内容城市化倾向明显,乡村教师迫切需要人工智能技术精准把脉,实现精准培训,满足专业发展诉求。
三、人工智能赋能乡村教师精准培训的研究现状
我国政府先后颁布了《乡村教师支持计划(2015—2020年)》《关于加强新时代乡村教师队伍建设的意见》等专门性政策,指出要积极发挥5G、人工智能等新技术的助推作用,创新教师培训内容与形式,培育符合新时代要求的高质量乡村教师。
如何利用人工智能技术实现教师精准培训,助力教师队伍建设已经成为学术界关注的热点问题。现有学者对人工智能助推乡村教师精准培训的研究主要分为四个方面。第一,在技术支持的课程资源建设维度,曲正伟发现我国教师培训课程资源建设存在培训课程资源平台分散、共建共享程度低、适用性课程资源供需失衡、优质资源生成与开发机制不畅等现象。第二,在技术支持的教师研修平台建设维度,宋灵青等人认为可以对教师教学设计、教学组织实施、技术素养等进行测评与可视化表征,实现系统课程、主题课程、名师工作室等云服务资源的精准推送。第三,在技术支持的培训设计维度,冯晓英等人认为培训设计精准具体表现为培训对象精准、培训目标精准、培训内容精准、培训资源精准、培训方式精准等。第四,在技术支持的评价设计维度,徐建华等人表示机器学习可以通过智能传感、人脸识别、图像识别等技术实现在线教师教育数据、线下教师教育数据的有效采集与智能分析,有助于以大数据分析的方式可视化呈现教师教育质量分析结果。
综上所述,已有研究成果尽管涉及人工智能赋能乡村教师培训的主题,但是对于如何使用人工智能技术支持教师精准培训的研究仍然侧重于理论探讨,难以有效指导乡村教师培训实施。
四、乡村教师培训的现实困境
自教育部和财政部联合启动“中小学幼儿园教师国家级培训计划”(以下简称“国培计划”)以来,国家层面大规模实施了支持中西部农村教师的在职培训,为乡村教师打造高质量的专业发展平台,提供丰富的教学资源和高水平的专家指导,显著提高了他们的师德修养与教学能力,推动了区域教育均衡,奠定了教育均衡发展的人力资源基础。
但是,现有的乡村教师培训也存在学员遴选不精准、培训缺乏针对性、内容设计不合理、评价维度单一等问题。同时,乡村学校结构性缺员问题突出,难以支撑教师远距离的、高频率的线下集中培训。如何利用人工智能技术破解现有乡村教师培训困境,支撑精准培训的开展,提高培训质量,是当下需要解决的问题。
五、人工智能如何赋能乡村教师精准培训
(一)教师画像助力精准学员遴选
现有的乡村教师培训存在因学员遴选不精准造成培训项目的培训目标设置不聚焦,效果打折扣的问题,其主要原因是教师信息管理系统内数据单一、滞后,只包含教师的年龄、性别、职称等基本信息,缺乏对教师获得成果荣誉的及时录入,无法支持学员的精准遴选。
教育行政机构利用人工智能技术,在教师信息管理系统内,除基本信息之外,还可以采集教师的教育教学成果(如优质课大赛、指导学生竞赛成绩等)、科研成果(如主持参与的科研项目、获得的科研荣誉等),并且要求教师在系统内完成知识与技能、教学风格数据采集的前置测试,分析数据并生成教师画像。教育行政部门依据培训对象要求的不同,借助教师画像系统智能匹配适合的学员,实现精准遴选。
(二)智能推荐算法助力精准推送资源
随着互联网、人工智能技术的快速发展,网络研修因覆盖对象广泛,不受时间和空间的限制而广受欢迎。在“国培—省培—市培—县培—校培”五级联动的培训体系中,网络研修不可或缺。但是,网络研修存在内容同质化严重、缺乏针对性等不足,导致参训教师学习积极性不高,甚至出现“挂课”的现象,浪费培训资源。
借助人工智能技术创建的教师画像系统能有效实现课程资源的个性化推荐,确保学习资源与教师的实际需求紧密匹配,从而破解大规模个性化在线研修这一难题。针对乡村教师,培训资源推送可以聚焦乡村教学实际,增加他们急需的儿童心理学、家校共育、复式教学等内容,真正做到培训资源有用、有效。
(三)生成式人工智能助力课堂双向交互
在现有的乡村教师培训中,因部分邀请的授课专家无法精准把握学员学情,授课内容较为泛化,活动设计缺乏针对性,无法精准吻合学员需求。另外,专家授课时往往需要在短时间内完成教学任务,不由自主地采用“满堂灌”模式,缺乏和学员的沟通交流,更遑论一对一的精准指导。
专家借用生成式人工智能技术,将学员画像、教学内容、教学活动等资源“投喂”给大模型,可以定制出针对该节课的AI助手,将专属生成式AI助手引入“生成式课堂”后,基础知识性的问题可以由AI助手予以解答。专家会腾出更多时间与学员深度交流,评估学员的问题,给予个性化指导,促进深度学习的产生。专家也可以从一线学员丰富的教学实践中汲取经验,进一步收集教学实践案例,凝练教学智慧,促进课堂的双向交互。
(四)网络研修助力精准返岗实践
一般来说,一个乡村中心校下面管理的乡村教学点之间较为分散,同一县城内的不同教学点之间可能相差几十甚至上百千米。因此,乡村学校难以像城市学校一样组织高频率的线下教研,极大地影响了乡村教师的专业发展。同时,乡村教师与培训专家缺乏信息的双向流动,培训内容脱离了真实的教学情境,导致培训效果不佳。
在线下集中培训结束后的返岗实践阶段,专家牵头利用人工智能技术搭建教师研修工作坊,乡村教师可以就教学实践中出现的问题与专家及时沟通。这对实现信息交互、加强返岗培训指导、推动学用结合增强培训效果具有重要意义。
(五)多模态数据采集助力精准评价实现
因为培训数据采集不足,现有的乡村教师培训项目质量管理监控不足,难以准确衡量项目绩效的状况。同时,培训任务设置单一,相应的评价方式也比较匮乏。比如,对学员成绩的评价,教师只依靠其提交的学习心得,不能全面了解其学习的实际情况。
承训机构利用人工智能技术搭建培训平台,采集教师前测数据,记录培训中教师听课过程中的多模态数据,如眼动、脑电、肌电等数据,以及教师网络研修平台的提问、评价、交流数据,全方位、全过程的数据采集能助力生成精准的培训评价。该评价结果可以作为培训机构绩效考核的依据记录到教师管理系统中,丰富教师信息管理系统。
六、总结
为了进一步加强乡村教师队伍建设,相关部门利用人工智能技术变革现有乡村教师培训模式,实现精准培训已经刻不容缓。在人工智能技术的有力支撑下,承训机构全面采集所培训学员数据来构建精细的学员画像,以此确保培训学员的精准选拔,同时采用生成式人工智能技术增强课堂教学的互动性,并通过智能算法为学习资源进行优化匹配,满足学员的个性化的学习需求。此外,教师网络研修平台作为线下集中培训的延续,能持续、精准地协助乡村教师解决实际工作中的各种挑战。后续,学者可以持续探索基于人工智能技术的高校、地方教育行政机构、学校协同联动的教师培训运行机制,并开展实证研究,为实现技术支持下的乡村教师精准培训,提高乡村教育质量作出贡献。
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[5]冯晓英,林世员,何春.深化教师精准培训改革:概念模型与实施路径[J].中国远程教育,2023(10).
[6]徐建华,周跃良,殷玉新.过程本位:教师教育质量监测的路径选择[J].教师教育研究,2020(1).
基金项目:2024年河南省科技发展计划项目“人工智能赋能乡村教师精准培训的作用机理及实践路径研究”,项目编号:242102321082;2024年度河南省高校人文社会科学研究一般项目“乡村青年教师何以留任:特征、动机及影响因素研究”,项目编号:2024-ZZJH-097。
(作者单位:河南开放大学)