人工智能賦能教師培訓(xùn)的新路徑

人工智能浪潮風(fēng)起云涌，教師培訓(xùn)迎來新機(jī)遇。2021年4月，教育部發(fā)布《關(guān)于開展第二批人工智能助推教師隊(duì)伍建設(shè)試點(diǎn)推薦遴選工作的通知》，強(qiáng)調(diào)要?jiǎng)?chuàng)新“人工智能＋教師研修”模式，促進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與教師隊(duì)伍建設(shè)的有效整合。2021年5月，教育部、財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于實(shí)施中小學(xué)幼兒園教師國家級(jí)培訓(xùn)計(jì)劃（2021—2025年）的通知》指出，應(yīng)推進(jìn)人工智能與教師培訓(xùn)融合發(fā)展，建立用人工智能支持教師終身學(xué)習(xí)的新機(jī)制?！吨袊逃F(xiàn)代化2035》明確提出要用“人工智能助推教師隊(duì)伍建設(shè)”，倡導(dǎo)“推動(dòng)教師培訓(xùn)與新技術(shù)有機(jī)結(jié)合，大力提升教師新技術(shù)應(yīng)用能力與專業(yè)素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)新技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合”。基于此，筆者針對(duì)當(dāng)前教師培訓(xùn)的需求與痛點(diǎn)，明確人工智能在教師培訓(xùn)中的應(yīng)用目標(biāo)，以新教師培訓(xùn)為例，開發(fā)人工智能場(chǎng)景演練系統(tǒng)，探索經(jīng)驗(yàn)萃取、場(chǎng)景布設(shè)、系統(tǒng)構(gòu)建、應(yīng)用優(yōu)化的人工智能場(chǎng)景演練實(shí)踐路徑，組織智能研修課程資源，設(shè)計(jì)“數(shù)字學(xué)習(xí)—場(chǎng)景演練—即時(shí)反饋—反思改進(jìn)”的個(gè)性化培訓(xùn)模式，應(yīng)用智能訓(xùn)練系統(tǒng)為新教師快速成長賦能。一、人工智能時(shí)代教師培訓(xùn)視域下的場(chǎng)景演練人工智能的英文為ArtificialIntelligence，縮寫為AI。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，致力于了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，研究范疇包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。場(chǎng)景指在一定時(shí)間和空間內(nèi)發(fā)生的一定任務(wù)行動(dòng)或由人物關(guān)系構(gòu)成的具體生活畫面。AI場(chǎng)景演練是在分析總結(jié)基礎(chǔ)上對(duì)常見教育場(chǎng)景進(jìn)行虛擬化呈現(xiàn)，并借助關(guān)鍵詞匹配、面部表情識(shí)別、語音識(shí)別等人工智能技術(shù)，對(duì)教師的訓(xùn)練視頻進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并實(shí)時(shí)反饋，改變傳統(tǒng)教師培訓(xùn)以“培”為主的方式，將“培”“練”“戰(zhàn)”有機(jī)結(jié)合，遵循成人學(xué)習(xí)的規(guī)律，強(qiáng)化“刻意練習(xí)”和“及時(shí)反饋”，促進(jìn)教師能力提升。二、人工智能場(chǎng)景演練的價(jià)值與目標(biāo)（一）創(chuàng)新培訓(xùn)方式，拓寬新教師個(gè)性化培訓(xùn)路徑新教師是未來教育的主力軍。幫助新教師快速成長，使其盡快勝任教育教學(xué)工作，這是當(dāng)前教師培訓(xùn)的重要任務(wù)。但受“培”多“練”少、脫離教學(xué)情境、缺乏高效的一對(duì)一訓(xùn)練和監(jiān)控等因素影響，相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)培訓(xùn)效果難以精準(zhǔn)評(píng)估。為了給教師提供個(gè)性化培訓(xùn)的虛擬情境，促進(jìn)教師在培訓(xùn)中實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)，促進(jìn)新教師快速成長，有必要在人工智能支持下建立教師培訓(xùn)體系以滿足可模仿、可操練、便捷化的培訓(xùn)需求：一是設(shè)計(jì)新教師培訓(xùn)模式；二是定制化開發(fā)新教師AI場(chǎng)景演練系統(tǒng)，幫助教師實(shí)操訓(xùn)練（解決教育教學(xué)實(shí)際問題）；三是創(chuàng)新培訓(xùn)方式，利用微信小程序，按照“觀看示范—自行演練—查看反饋—再次演練”的程式進(jìn)行培訓(xùn)，通過數(shù)字技術(shù)與教學(xué)實(shí)踐的融合使培訓(xùn)具有場(chǎng)景定制化、反饋智能化、針對(duì)性強(qiáng)、訓(xùn)練安排自由、數(shù)據(jù)可跟蹤管理、系統(tǒng)可迭代（擴(kuò)展）等特點(diǎn)。（二）創(chuàng)建AI教師實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，推進(jìn)“智能訓(xùn)練系統(tǒng)”數(shù)字化運(yùn)營教育部部長懷進(jìn)鵬提出，推進(jìn)教師隊(duì)伍數(shù)字化治理和教師資源數(shù)字化建設(shè)要遵循“應(yīng)用為王、服務(wù)至上、示范引領(lǐng)、安全運(yùn)行”的工作思路。為加快新技術(shù)與教育的融合創(chuàng)新，構(gòu)建更加開放靈活的教育信息化應(yīng)用新生態(tài)，應(yīng)針對(duì)當(dāng)前教師培訓(xùn)的痛點(diǎn)和需求，加快人工智能與教師教育的融合，創(chuàng)建數(shù)字化的教師技能實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。借助人工智能技術(shù)虛擬化具體的教育教學(xué)場(chǎng)景，建立體系化架構(gòu)，促進(jìn)智能感知與多模態(tài)數(shù)據(jù)融合，讓教師在自主訓(xùn)練后獲得即時(shí)反饋，形成“學(xué)習(xí)—訓(xùn)練—反饋—再訓(xùn)練”的閉環(huán)，同時(shí)智能分析教師的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，定期提供場(chǎng)景演練管理報(bào)表，幫助參訓(xùn)人員和管理者把握訓(xùn)練進(jìn)展情況。平臺(tái)應(yīng)具有教師培訓(xùn)所需的“互動(dòng)”“分享”“實(shí)操”功能，支持虛擬現(xiàn)實(shí)、自選內(nèi)容、實(shí)時(shí)演練、即時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化精準(zhǔn)培訓(xùn)；支持教師通過手機(jī)終端自主訓(xùn)練，改變學(xué)習(xí)范式，實(shí)現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率；支持管理部門隨時(shí)調(diào)取場(chǎng)景演練多層面的管理報(bào)表反饋信息，實(shí)現(xiàn)量化動(dòng)態(tài)跟蹤管理，為學(xué)校和區(qū)域教師隊(duì)伍建設(shè)提供精準(zhǔn)指導(dǎo)和決策依據(jù)。（三）萃取優(yōu)秀教師經(jīng)驗(yàn)，充實(shí)智能研修課程資源各地都有很多優(yōu)秀教師，他們經(jīng)驗(yàn)豐富，但很多經(jīng)驗(yàn)隱藏在細(xì)微之處，需要提煉萃取。這過程就是默會(huì)知識(shí)呈現(xiàn)，先“知其存在”，再“知其本質(zhì)”。為了充實(shí)平臺(tái)上的研修課程資源，需要組建專門的工作團(tuán)隊(duì)，邀請(qǐng)優(yōu)秀教師和新教師深度參與工作坊活動(dòng)，交流教學(xué)心得，通過朋輩間或師徒間相互激發(fā)、相互照見，梳理解決典型問題的方法，完善痛點(diǎn)問題的解決方案，提煉優(yōu)秀教師教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。按照事實(shí)呈現(xiàn)、思維解構(gòu)、知識(shí)萃取、優(yōu)化演繹的步驟，將個(gè)體經(jīng)驗(yàn)集結(jié)成集體智慧，便匯聚得到可復(fù)制、可推廣的普適性經(jīng)驗(yàn)。萃取提煉經(jīng)驗(yàn)和思維方法論，既有利于助推優(yōu)秀教師將隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化為顯性知識(shí)，進(jìn)一步加深其對(duì)教育教學(xué)的理解，又有利于探索優(yōu)秀教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為教師教育培訓(xùn)資源的路徑與方法，為新教師提供更多可借鑒的典型案例，豐富解決實(shí)際問題的教育教學(xué)場(chǎng)景培訓(xùn)課程資源，充分發(fā)揮優(yōu)秀教師的輻射引領(lǐng)效能。三、人工智能場(chǎng)景演練助力教師培訓(xùn)的實(shí)踐路徑（一）問題調(diào)研為深入了解新教師的成長需求，首先，筆者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)分別邀請(qǐng)成熟型教師和教齡不滿三年的新教師座談，圍繞新教師最需要在哪些方面獲得提升、最需要掌握哪些能力、這些重要的能力通常體現(xiàn)在哪些教育教學(xué)的場(chǎng)景里等問題開展調(diào)研。同時(shí)面向區(qū)域內(nèi)教齡不滿三年的上千名新教師發(fā)放問卷，了解他們?cè)谌肼毢笥龅降睦Щ蠹白钍芤娴呐嘤?xùn)課程、培訓(xùn)方式等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如今在中小學(xué)從業(yè)的新教師絕大多數(shù)具有本科及以上學(xué)歷，學(xué)科專業(yè)知識(shí)和技能并不是他們面臨的最大問題。他們感到棘手的問題主要有四類：一是學(xué)生日常問題的處理，如不善于處理學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正、厭學(xué)、沉迷游戲等問題；二是課堂管理問題的處理，如學(xué)生注意力不集中、不守紀(jì)律、挑戰(zhàn)教師等；三是家校溝通方面問題的處理，如難以自如應(yīng)對(duì)家長會(huì)、家訪、突發(fā)事件；四是公開表達(dá)方面問題的處理，如對(duì)第一次開班會(huì)、第一次公眾場(chǎng)合發(fā)言缺乏信心等。新教師期望增加的培訓(xùn)課程主要是家校溝通和班級(jí)管理，主觀認(rèn)為有效的培訓(xùn)方式是同伴交流分享和名師經(jīng)驗(yàn)介紹等（如圖1）。（二）提煉典型教育教學(xué)場(chǎng)景教師面臨的教學(xué)問題和場(chǎng)景無窮無盡，與其覆蓋所有場(chǎng)景不如增強(qiáng)教師在典型場(chǎng)景下的行為訓(xùn)練，以點(diǎn)帶面提高教師解決問題的能力和智慧。根據(jù)座談和問卷調(diào)查情況，筆者清晰了教師成長的需求領(lǐng)域和重要領(lǐng)域，以“小切口”推動(dòng)“大變革”——提煉并確定新教師亟須提升的4個(gè)典型教育教學(xué)場(chǎng)景（見表1）為“需求性強(qiáng)，重要性高”的關(guān)鍵場(chǎng)景，以此來切實(shí)解決新教師實(shí)際困難，提升其教育教學(xué)能力。（三）萃取訓(xùn)練腳本及場(chǎng)景布設(shè)我們組織開展頭腦風(fēng)暴、專家研討、審核驗(yàn)證，針對(duì)4個(gè)典型訓(xùn)練場(chǎng)景12個(gè)細(xì)分場(chǎng)景，分別梳理核心環(huán)節(jié)和最佳教育實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，萃取演練腳本的關(guān)鍵內(nèi)容，過程包括場(chǎng)景內(nèi)容研討與確定、訓(xùn)練腳本撰寫、核心知識(shí)點(diǎn)提煉、訓(xùn)練視頻拍攝制作、演示視頻制作等，構(gòu)建了教學(xué)溝通場(chǎng)景的應(yīng)答范式，布設(shè)虛擬教育教學(xué)場(chǎng)景，匯聚用于新教師培訓(xùn)的第一批課程資源。如何萃取腳本，布設(shè)場(chǎng)景？下面以“如何開好第一次家長會(huì)”細(xì)分場(chǎng)景為例介紹具體做法。我們研討后，提煉訓(xùn)練框架結(jié)構(gòu)，對(duì)教師開家長會(huì)的各流程環(huán)節(jié)、可能遇到的挑戰(zhàn)、常見問題應(yīng)對(duì)等進(jìn)行梳理，并萃取優(yōu)秀教師開家長會(huì)的經(jīng)驗(yàn)，撰寫“如何開好第一次家長會(huì)”的訓(xùn)練腳本。腳本為教師與家長的多段對(duì)話，或教師對(duì)特殊情境的應(yīng)對(duì)方案。腳本內(nèi)容包括常用溝通語言、常見問題的解答及可能遇到的問題描述等。我們根據(jù)訓(xùn)練腳本，設(shè)計(jì)相應(yīng)的考核問卷及配套的核心知識(shí)考點(diǎn)，并將訓(xùn)練腳本中的家長提問過程拍攝成視頻，作為范例供參訓(xùn)教師學(xué)習(xí)。（四）構(gòu)建AI場(chǎng)景演練系統(tǒng)AI場(chǎng)景演練系統(tǒng)由底層技術(shù)平臺(tái)和功能模塊組成，底層技術(shù)平臺(tái)包括表情識(shí)別、語音識(shí)別、關(guān)鍵詞分析、大數(shù)據(jù)分析等智能應(yīng)用，功能模塊包括知識(shí)模塊、訓(xùn)練模塊、反饋模塊和管理模塊。知識(shí)模塊加載了典型溝通場(chǎng)景的應(yīng)對(duì)策略、優(yōu)秀教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等核心知識(shí)與演示視頻，支持新教師在線學(xué)習(xí)。我們總結(jié)提煉優(yōu)秀教師應(yīng)對(duì)12個(gè)細(xì)化場(chǎng)景的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將關(guān)鍵環(huán)節(jié)與核心知識(shí)點(diǎn)錄制成微視頻或凝練成文本，建立體系化、結(jié)構(gòu)化架構(gòu)，支持教師在場(chǎng)景演練中自主學(xué)習(xí)。系統(tǒng)根據(jù)教師演練結(jié)果反饋分析報(bào)告進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)性化知識(shí)推送，支持教師開展自適應(yīng)性學(xué)習(xí)。訓(xùn)練模塊支持教師進(jìn)行訓(xùn)練視頻錄制及分段回放。教師借助手機(jī)小程序演練視頻錄制，訓(xùn)練結(jié)束后可以直觀地察覺自己在溝通時(shí)展現(xiàn)的狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)問題，自主調(diào)整優(yōu)化。底層技術(shù)平臺(tái)對(duì)教師錄制視頻進(jìn)行自動(dòng)分段切割、表情識(shí)別、語音識(shí)別及關(guān)鍵詞匹配（如圖2）。在反饋模塊中，教師閱讀反饋分析報(bào)告，獲得關(guān)鍵詞匹配報(bào)告、溝通狀態(tài)分析、情緒分析、語氣詞頻度分析等訓(xùn)練結(jié)果數(shù)據(jù)。溝通維度，教師借助蜘蛛網(wǎng)圖表可以清晰地看到自己在場(chǎng)景訓(xùn)練中經(jīng)歷“訓(xùn)練—反饋—學(xué)習(xí)—訓(xùn)練”的螺旋上升過程，不斷提升溝通技能（如圖3和圖4）。管理模塊可以對(duì)訓(xùn)練過程進(jìn)行量化追蹤，對(duì)教師個(gè)人訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤反饋，對(duì)群體訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析及評(píng)價(jià)并生成分析報(bào)表（如圖5），為教師隊(duì)伍建設(shè)提供決策支持。基于此，我們借助表情識(shí)別、語音識(shí)別、關(guān)鍵詞分析、大數(shù)據(jù)分析等人工智能技術(shù)，集成知識(shí)、訓(xùn)練、反饋和管理四大模塊，開發(fā)了AI場(chǎng)景演練小程序，以此改進(jìn)教師培訓(xùn)的內(nèi)容和方式，滿足新教師教育教學(xué)能力提升需求（如圖6）。（五）應(yīng)用和優(yōu)化AI場(chǎng)景演練系統(tǒng)我們選取4所義務(wù)教育階段的學(xué)校開展試點(diǎn)，面向這4所學(xué)校的新教師開展教育教學(xué)能力提升AI場(chǎng)景演練的培訓(xùn)。教師按照訓(xùn)練流程（如圖7），登錄移動(dòng)端AI場(chǎng)景演練小程序后，從4個(gè)典型訓(xùn)練場(chǎng)景和12個(gè)細(xì)分場(chǎng)景中自主選擇需要進(jìn)行演練的場(chǎng)景。每個(gè)場(chǎng)景提供了優(yōu)秀教師解決教育教學(xué)場(chǎng)景問題的實(shí)踐策略，供教師學(xué)習(xí)、借鑒。教師演練結(jié)束后，可以分段回看自己的演練過程。系統(tǒng)通過智能分析，即時(shí)為教師提供個(gè)性化反饋，幫助教師評(píng)估演練效果，獲悉改進(jìn)的環(huán)節(jié)和策略，以即時(shí)的“經(jīng)驗(yàn)+反思”促進(jìn)新教師技能提升。多次學(xué)習(xí)、演練之后，系統(tǒng)將為教師提供反饋，將新教師的成長進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，生成階段性的個(gè)人數(shù)字畫像，激勵(lì)教師不斷學(xué)習(xí)、提升。從訓(xùn)練結(jié)果來看，參訓(xùn)教師對(duì)AI場(chǎng)景演練比較感興趣，目前進(jìn)行的第一輪訓(xùn)練中，平均訓(xùn)練進(jìn)度為97%，平均滿意度達(dá)95%。我們對(duì)試點(diǎn)學(xué)校教師前后訓(xùn)練視頻反饋報(bào)告進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證AI場(chǎng)景演練系統(tǒng)實(shí)踐效果，對(duì)參訓(xùn)教師進(jìn)行調(diào)查，對(duì)試點(diǎn)學(xué)校進(jìn)行多方角色訪談。同時(shí)，分析了AI場(chǎng)景演練系統(tǒng)中的不足和缺陷，提出了改進(jìn)策略，對(duì)典型場(chǎng)景的細(xì)分腳本及反饋報(bào)告分析維度進(jìn)行了優(yōu)化，真正實(shí)現(xiàn)了訓(xùn)練內(nèi)容場(chǎng)景化、訓(xùn)練流程體系化、多元反饋個(gè)性化和訓(xùn)練管理全程化（如圖8）。四、人工智能場(chǎng)景演練的思考與展望目前，AI場(chǎng)景演練只在部分實(shí)驗(yàn)學(xué)校試點(diǎn)。培訓(xùn)工作將在全區(qū)域深入推進(jìn)，我們將對(duì)所有新教師的訓(xùn)練視頻和反饋報(bào)告進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。為了真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能培訓(xùn)，接下來將重點(diǎn)做好以下兩項(xiàng)工作：