人工智能是引领未来的战略性技术，中小学生必须为适应智能社会的学习、生活与工作环境做好准备
人工智能是引领未来的战略性技术，中小学生必须为适应智能社会的学习、生活与工作环境做好准备。目前，人工智能学科尚未成为中小学国家规定课程，仅靠中小学信息技术学科教研力量，无法满足中小学人工智能教师教学能力提升的迫切要求。
本研究依靠中央电化教育馆中小学人工智能教育专家组力量，综合设计了中小学人工智能教师教学能力提升策略，并依托“央馆人工智能课程”试用工作，组建了7个责任专家工作团队（全部由高校专家领衔，成员教学研究和技术支持两方面人员参加），面向28所中央电化教育馆人工智能教育实验校进行了实践验证，以期为各地各校的中小学人工智能教师教学能力提升工作提供参考借鉴。
综合考虑培训、指导、教研等多种手段的不同作用，以及新冠肺炎疫情的影响，本研究设计了“培训、指导、教研相结合”“线上线下相结合”的中小学人工智能教师教学能力提升策略（以下简称“能力提升策略”），总体框架如图1所示，包括提升目标、提升举措、实施保障三个层面。
当前，我国尚没有相关的“中小学人工智能教师教学能力标准”可供参考借鉴，加之我国中小学普遍缺乏具备人工智能基本素养的专任教师，本研究按照目标导向思路，提出了中小学人工智能教师教学“能力考量三要素”，即人工智能基本素养、人工智能教学设计能力、人工智能教学实施能力。
如图1所示，本研究提出的能力提升举措包括线下集中培训、入校调研指导、线上联合教研、日常线项举措自学期初开始依次实施、环环相扣，第4项举措则按需随时开展，贯穿能力提升策略实施的全过程。
1.线下集中培训：培训讲授人员以高校专家为主，辅以若干应用学校教师和技术支持人员。线下集中培训重在提升教师的人工智能基本素养，同时兼顾教学设计与实施能力。教师接受线下集中培训后，即可具备开设人工智能课程的基本素养。
2.入校调研指导：在学期中，待各应用学校开设人工智能课程一段时间，课程教学呈现常态化，授课教师相对稳定，教学方法相对成型之后，组建若干由高校专家牵头的责任专家工作团队，明确各工作团队的对口指导学校，分头深入各应用学校开展人工智能教育工作调研和教学指导，其目的是掌握鲜活的第一手情况，重点了解人工智能授课教师的教学设计能力、教学实施水平及存在的主要问题。
3.线上联合教研：在学期中，入校调研指导结束后，各责任专家工作团队组织所对口指导的各应用学校授课教师开展跨校线上联合教研，重在基于入校调研指导掌握的第一手情况，有针对性地对各授课老师的授课思路和行为进行诊断和改进，帮助他们打磨优秀课例，切实提升授课教师的教学设计与教学实施能力。
4.日常线上指导：此为鼓励创新工作方式方法，打破传统教研活动的条条框框，开展以解决实际问题为目的的、短平快的微教研。专家团队日常线项举措的拾遗补缺，指导内容不限于课程教学，与人工智能教育教学相关的相关理论知识、编程与教具操作等均可答疑解惑。
为保障能力提升策略的规范有效实施，确保能力提升效果，中央电化教育馆研究制定了《中小学人工智能教育教师培训服务实施方案》《责任专家入校指导工作手册》《线上联合教研工作规程》等规范性文档，明确了开展线下集中培训、入校调研指导、线上联合教研等的规定动作和要求。
1.线下集中培训工作规程。制定了《中小学人工智能教育教师培训服务实施方案》，明确了线下集中培训的基本内容、各项培训内容的参考时长、讲授人员等具体要求。
2.入校调研指导工作规程。制定了《责任专家入校指导工作手册》，明确了入校调研指导工作的主要环节及各环节的工作内容。
为确保能力提升达到预期效果，责任专家工作团队在开展对口指导时，还应特别注意以下几点：
为推动人工智能教育从知识教育到素养教育的转变，2021年11月，中央电化教育馆研究发布了《中小学人工智能技术与工程素养框架》（以下简称“《素养框架》”），这是我国第一个正式发布的人工智能学科相关素养框架，总体结构如图2所示。
为正本清源，使学生正确地理解、学习和运用人工智能技术，在开展对口指导时，高校专家应帮助教师厘清人工智能教育与STEAM教育、创客教育、编程教育等相近概念的区别。总的来说，人工智能教育不等于STEAM教育、创客教育、编程教育中的任何一个，也不能在教育教学实践中被其中任何一个所替代，尤其不能将人工智能教育课程上成编程课。
2021年春季学期，中央电化教育馆组织中小学人工智能教育专家组，对参与“央馆人工智能课程”课程试用工作的28所学校（覆盖9个省份）的人工智能授课教师进行了对口指导。各责任专家工作团队按照“线上指导常态化、线+N”的总体要求，分赴这些学校开展了入校调研指导；并围绕试点工作推进、优秀课例打磨等主题，组织对口应用学校的人工智能课程授课教师，开展了数十次线上指导活动，有效提升了教师人工智能教学能力。
2021年下半年，接受高校专家对口指导的人工智能授课教师拿出自己最满意的课例，参加了中央电化教育馆2021年度中小学人工智能教育教学优秀课例征集活动（以下简称“央馆2021年度课例征集活动”）。所有“央馆人工智能课程”应用学校，使用“央馆人工智能课程”授课的教师，均可自愿参加该活动。活动的优秀课例评价指标包括教学设计、教学实施、教学效果、技术规范4个一级指标，权重分别为20分、50分、20分、10分。
为准确体现接受能力提升策略指导的教师相对于其他教师的人工智能教学能力提升情况，本研究设计了课例入围率（优秀课例入围数/提交课例数）、教师入围率（优秀课例入围教师数/参与活动教师数）、活动参与率（参与活动学校数/同类学校基数）三项指标供对比。根据验证结果可知：
1.从课例入围率来看，与其他学校相比，接受能力提升策略指导的学校提升了16.92个百分点，这表明能力提升策略有效提升了教师的人工智能教学能力。
2.从教师入围率来看，与其他学校相比，接受能力提升策略指导的学校提升了17.5个百分点，这表明人工智能教学能力优秀的教师在接受能力提升策略指导的学校中的分布更加普遍。
3.从学校参与率来看，与其他学校相比，接受能力提升策略指导的学校提升了64.83个百分点,这表明，接受能力策略指导的学校的活动参与积极性很高。
4.从原始数据来看，接受能力提升策略指导的学校在提交课例数、参与活动教师数和参与活动学校数等3项体现活动参与情况的指标方面，均低于其他学校，但在优秀课例入围数、优秀课例入围教师数2项体现活动评审结果的指标方面均高于其他学校。也就是说，相对于其他学校，接受能力提升策略指导的学校以较少的参与量获得了更多的优秀产出，这更加表明了本研究提出的能力提升策略是有效的。
未来面临上百乃至上千所应用学校的人工智能教师教学能力提升需求时，如何进一步充实并优化专家指导团队，如何充分发挥地方各级教育部门特别是教研部门的积极性，如何设计更灵活多样、更有效的提升举措，有待进一步深入研究。总之，高校专家在助力中小学教师人工智能教学能力提升方面将大有可为，期待更多高校教师为中小学人工智能教育教学事业贡献力量。