高校教師人工智能教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查研究

1、    高校教師人工智能教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查研究    摘要：人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)飛速發(fā)展，創(chuàng)造了人工智能教育空前發(fā)展的大好時(shí)機(jī)，培養(yǎng)了越來越多的擁有較高專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)能力的創(chuàng)新型教師隊(duì)伍1。文章采用問卷調(diào)查法、文獻(xiàn)分析法和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法，主要從認(rèn)知與理解、態(tài)度與意愿、行為與作用三個(gè)維度研究分析高校教師人工智能教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀。研究發(fā)現(xiàn)高校教師在進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐時(shí)存在認(rèn)知理解不足、教學(xué)實(shí)踐不多、態(tài)度意愿不強(qiáng)、獲得校內(nèi)外支持不全面等問題。據(jù)此，作者從教師自身、高校、社會(huì)、國家四個(gè)層面分別提出人工智能教育環(huán)境下教師教學(xué)能力的提升策略，以期為教師

2、進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐提供參考，為教育信息化2.0時(shí)代的教師專業(yè)發(fā)展提供更多思路。關(guān)鍵詞：高校教師，人工智能教學(xué)應(yīng)用，教師教學(xué)能力一、引言現(xiàn)今語音識(shí)別、智能視覺、人機(jī)交互、機(jī)器翻譯等人工智能技術(shù)在生活中隨處可見，人工智能時(shí)代已然來臨。國務(wù)院2017年出版的新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃2和教育部2018年印發(fā)的教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃3均有提出利用人工智能等新興技術(shù)促進(jìn)教育發(fā)展。當(dāng)前我國教育信息化飛速發(fā)展，國家高度重視利用新興技術(shù)推動(dòng)教育行業(yè)的發(fā)展，教育人工智能蓬勃興起。本研究采用問卷調(diào)查法研究高校教師從認(rèn)知與態(tài)度、使用意愿與行為以及易用性、有用性感知等方面研究高校教師接受以及進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的

3、影響因素和能力現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)人工智能教育時(shí)代教師專業(yè)發(fā)展存在的問題，并從多個(gè)層次提出相對(duì)應(yīng)的建議，為教育信息化2.0環(huán)境下的教師專業(yè)發(fā)展提供更多思路、方法。通過分析總結(jié)國內(nèi)外對(duì)人工智能教育研究的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)。國內(nèi)外對(duì)人工智能教育理論層次的研究涉及學(xué)習(xí)環(huán)境4、教學(xué)支持5、教師和學(xué)生6等多個(gè)方面，理論層次研究較為豐富全面，但對(duì)人工智能教育的實(shí)證研究還比較缺乏，對(duì)進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的實(shí)踐研究也略顯不足。二、調(diào)查過程1.問卷的設(shè)計(jì)和發(fā)放本研究首先采用教師專業(yè)發(fā)展7和davis的技術(shù)接受模型8理論對(duì)教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用能力進(jìn)行維度設(shè)計(jì)，從認(rèn)知了解、有用性感知、易用性感知、使用態(tài)度、使用意愿、使用行為六個(gè)方面

4、，綜合運(yùn)用文獻(xiàn)分析法和問卷調(diào)查法研究教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀。調(diào)查問卷共設(shè)計(jì)45個(gè)題，以單選、多選、填空三種形式對(duì)調(diào)查對(duì)象的基本信息和對(duì)人工智能教育的認(rèn)知了解、有用性感知、易用性感知、校內(nèi)外支持以及進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的態(tài)度、意愿、行為八個(gè)部分的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查對(duì)象是全國各地區(qū)不同學(xué)科的高校在職教師。線上線下同時(shí)發(fā)布問卷，線上采用問卷星發(fā)布，收到233份，剔除3份無效問卷，得到有效問卷230份：線下發(fā)布紙質(zhì)問卷50份，得到有效問卷50份。線上線下共發(fā)布問卷283份，得到有效問卷280份，有效率為98.94%，具體數(shù)據(jù)利用excel與spss22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。2.問卷信度、效度分析（1

5、）問卷信度分析本研究采用內(nèi)部一致性方式通過spss對(duì)調(diào)查問卷的信度進(jìn)行測量，利用cronbachs alpha系數(shù)對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的有用性感知、易用性感知以及進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的態(tài)度、意愿、行為五個(gè)部分進(jìn)行信度分析，測量結(jié)果如表1所示。從測量結(jié)果可以看出：研究數(shù)據(jù)信度系數(shù)值為0.959，高于0.9，即本研究數(shù)據(jù)信度質(zhì)量很高；分析項(xiàng)被刪除后的信度系數(shù)值沒有明顯提升，說明題項(xiàng)均應(yīng)該保留；結(jié)果中分析項(xiàng)對(duì)應(yīng)的citc值全部均高于0.0，說明分析項(xiàng)之間具有良好的相關(guān)關(guān)系。綜上所述，本研究的數(shù)據(jù)信度質(zhì)量高，可進(jìn)行更進(jìn)一步的研究分析。（2）問卷效度分析問卷設(shè)計(jì)過程中以技術(shù)接受模型和教師專業(yè)發(fā)展理論為基礎(chǔ)

6、，參考多個(gè)對(duì)教師教學(xué)能力現(xiàn)狀調(diào)查文獻(xiàn)的問卷。問卷編制過程中請相關(guān)專家修改檢查，優(yōu)化內(nèi)容效度。除此之外，本文還采用因子分析檢驗(yàn)問卷效度，結(jié)果顯示kmo統(tǒng)計(jì)量值為0.678，并且bartlett的球形度檢驗(yàn)的結(jié)果小于0.05，這表明模型各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到理想取值、模型的擬合較好，問卷結(jié)構(gòu)效果理想、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)關(guān)系效果良好。三、調(diào)查結(jié)果1.描述性分析（1）基本情況描述性分析研究群體定位為全國各地區(qū)高校在職教師，問卷中基本信息部分共設(shè)置6道選擇題，調(diào)查性別、年齡、教齡、所任教的學(xué)科、專業(yè)職稱、高校所在地區(qū)六方面情況，結(jié)果顯示，本次調(diào)查樣本中男女比例為4：6；年齡主要集中在40歲以下，在教齡和教師職稱方面，集中

7、在1-10年和講師，這與調(diào)查樣本的年輕化有關(guān)；在學(xué)科和地域方面，各學(xué)科、各地區(qū)均有涉及，減少了本次調(diào)查在學(xué)科性質(zhì)和地域分布上的數(shù)據(jù)誤差。（2）認(rèn)知與理解描述性分析問卷設(shè)置5道題，從是否聽說過人工智能教學(xué)應(yīng)用、人工智能教學(xué)應(yīng)用的師生角色、應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)四個(gè)方面，調(diào)查教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的認(rèn)知與理解情況。聽說過人工智能教學(xué)應(yīng)用的教師有271人，占總?cè)藬?shù)的96.78%，表明大多數(shù)高校在職教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用有一定的了解。不同教師對(duì)人工智能教育中師生角色定位不同，其中認(rèn)為教師的角色為引導(dǎo)者占比62.86%、認(rèn)為學(xué)生角色為學(xué)習(xí)的主動(dòng)者占比75.71%，這兩種觀點(diǎn)較為一致。在人工智能的教育應(yīng)用方面，被

8、調(diào)查者聽說過較多的有智能測評(píng)、智能答疑和智能導(dǎo)師與助手，分別占比75.71%、68.57%和58.57%。在人工智能教育關(guān)鍵技術(shù)認(rèn)知方面，支持每種技術(shù)的人數(shù)占總?cè)藬?shù)比例相當(dāng)。具體結(jié)果如圖1所示。（3）有用性感知與易用性感知分析采用李克特五分等級(jí)量表分別調(diào)查有用性和易用性感知，結(jié)果顯示，教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的有用性感知較強(qiáng)，易用性感知略弱。通過調(diào)查人工智能對(duì)促進(jìn)教學(xué)、優(yōu)化過程、提高效果、促進(jìn)評(píng)價(jià)、進(jìn)行學(xué)習(xí)分析、輔助教學(xué)管理等有關(guān)功能的傾向態(tài)度來研究有用性感知，平均分為3.67，即大多數(shù)教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的有用性感知強(qiáng)。從教學(xué)實(shí)踐中人工智能的難易程度、課堂任務(wù)把握、教學(xué)任務(wù)完成、方法技巧掌握

9、以及應(yīng)用壓力與信心幾個(gè)方面來研究易用性感知，平均分為3.15，且難易程度的平均分僅為2.41，這說明教師在教學(xué)中應(yīng)用人工智能還有一定的難度。（4）使用態(tài)度、使用意愿與使用行為分析本研究從人工智能教學(xué)應(yīng)用的必要性、發(fā)展前景以及使用意愿、是否愿意推廣四個(gè)方面調(diào)查教師對(duì)于進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的態(tài)度與意愿。結(jié)果顯示，大部分教師認(rèn)為有必要進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用，愿意在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用并推廣人工智能。67.14%的教師贊同教學(xué)中應(yīng)用人工智能，65%認(rèn)為其發(fā)展前景好，這說明大多數(shù)教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的使用態(tài)度較好、使用意愿較強(qiáng)；但在教學(xué)實(shí)踐中，經(jīng)?；蛘呖偸菓?yīng)用人工智能進(jìn)行教學(xué)的教師僅占23.71%，說明當(dāng)前教

10、學(xué)中對(duì)人工智能的使用不多。2.差異性分析本研究采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和方差檢驗(yàn)分析教師的基本信息數(shù)據(jù)（年齡、性別、教齡、職稱、學(xué)科性質(zhì)、所在區(qū)域等基本信息）與進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用能力的不同方面進(jìn)行分析。結(jié)果表明，教師的性別、年齡在人工智能教學(xué)應(yīng)用能力的不同方面存在顯著差異，而教齡、職稱、學(xué)科性質(zhì)等因素差異不大。（1）高校教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用能力性別差異性分析對(duì)屬于二分變量的自變量“性別”采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)方式分析差異性。結(jié)果顯示，不同性別的教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用時(shí)，對(duì)于課堂節(jié)奏的把握、教學(xué)任務(wù)的完成以及教學(xué)效果的提高都有較大差距，女性平均值明顯低于男性，即在進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用時(shí)，男性教師比女

11、性教師的教學(xué)能力更強(qiáng)。具體調(diào)查結(jié)果可見表2。（2）高校教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用能力年齡差異性分析對(duì)有四個(gè)水平值的自變量“年齡”使用方差分析進(jìn)行差異性分析。綜合分析結(jié)果，可以看出不同年齡的教師在進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用時(shí)，對(duì)于課堂節(jié)奏的把握、教學(xué)任務(wù)的完成以及教學(xué)效果的提高都存在著比較明顯的差距。其中50歲以上的教師各指標(biāo)得分不高，即進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的能力不佳；而小于30歲的教師各指標(biāo)得分較高，進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用能力尚可。3.相關(guān)性分析（1）高校教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的使用意愿和使用行為相關(guān)性分析通過spss中的pearson相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)使用意愿與使用行為之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示，相關(guān)系數(shù)為0.

12、182，大于0.1，雙尾置信度均不大于0.01，具體結(jié)果見表3。通過分析可知，教師的使用意愿和使用行為具有相關(guān)性，即提高教師的使用意愿能有效地促進(jìn)教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用。（2）教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用熟練程度和校內(nèi)外支持的相關(guān)性分析采用pearson相關(guān)系數(shù)分析教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的熟練程度與校內(nèi)外對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用支持的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)其熟練程度與校外支持的相關(guān)系數(shù)為0.197，與校內(nèi)支持的相關(guān)系數(shù)為0.201，即提高校內(nèi)外對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的支持能有效提高教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的熟練程度。四、存在的不足根據(jù)調(diào)查問卷的結(jié)果統(tǒng)計(jì)，對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的認(rèn)知理解、態(tài)度意愿和實(shí)踐頻次以及校內(nèi)外對(duì)

13、人工智能教學(xué)應(yīng)用的支持四個(gè)因素與教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的熟練程度有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，即這些因素對(duì)高校教師人工智能教學(xué)應(yīng)用能力影響較大，制約著教師人工智能教學(xué)應(yīng)用能力的發(fā)展。1.高校教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的認(rèn)知不深絕大多數(shù)高校教師都聽說過人工智能教學(xué)應(yīng)用，但實(shí)際上并不完全清楚其關(guān)鍵技術(shù)和功能作用，理論層面認(rèn)知的偏差會(huì)使人工智能教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐出現(xiàn)種種困難，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，無法順利提升人工智能教學(xué)應(yīng)用能力。因此，對(duì)于高校教師來說，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用是其發(fā)展人工智能教學(xué)應(yīng)用能力的重要基礎(chǔ)。2.高校教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的實(shí)踐不多調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常或總是進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐的教師不多。教學(xué)能力與實(shí)

14、踐緊密相關(guān)，高校教師應(yīng)該在教學(xué)實(shí)踐中增加應(yīng)用人工智能的頻次和比例，以提高其人工智能教學(xué)應(yīng)用能力。3.高校教師對(duì)提高人工智能教學(xué)應(yīng)用能力的意識(shí)不強(qiáng)教師的態(tài)度和意愿是決定其是否會(huì)進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的重要因素，態(tài)度積極、意愿強(qiáng)烈的教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用能力更好，反之則較差。很多高校教師并不清楚進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的意義何在，內(nèi)在需求不高，對(duì)提高自身人工智能教學(xué)應(yīng)用能力的意識(shí)不夠強(qiáng)烈，導(dǎo)致能力無法增長。因此，提高高校教師人工智能教學(xué)應(yīng)用能力，首先要從提高意識(shí)做起。4.校內(nèi)外時(shí)人工智能教學(xué)應(yīng)用的支持不全面甚至沒有高校教師同時(shí)面對(duì)教學(xué)任務(wù)和科研工作，還要不斷提升自身專業(yè)素養(yǎng)，并且從資金方面考慮，高校教師

15、很難自己創(chuàng)造條件提升人工智能教學(xué)應(yīng)用能力，而校內(nèi)外對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用的支持，可以為高校教師提高人工智能教學(xué)應(yīng)用能力和進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用提供良好條件。調(diào)查結(jié)果顯示，獲得支持較多的高校教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用能力明顯較高。但是目前我國高校在這方面的支持并不全面，甚至有些院校完全沒有，這在很大程度上制約了教師能力的發(fā)展。五、建議隨著人工智能時(shí)代的到來，教育智能化成為教育現(xiàn)代化進(jìn)程中越來越熱的話題。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，我國高校教師人工智能教學(xué)應(yīng)用能力尚處于低水平階段，在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用不多，雖然有用性感知較強(qiáng)，但易用性感知不佳，并且校內(nèi)外的支持不多。基于此，本文從教師、高校、社會(huì)和國家四個(gè)層面探討高校教師人工

16、智能的教學(xué)能力的提升策略。1.教師層面教育信息化2.0時(shí)代背景下，人工智能在教育中的應(yīng)用越來越多。發(fā)展人工智能教育背景下的教學(xué)能力，高校教師需做到以下幾點(diǎn)：首先要順應(yīng)形勢、抓住機(jī)遇，積極接納、敢于挑戰(zhàn)新理念和新技能。其次，要轉(zhuǎn)變因循守舊的思想，敢于突破自我，主動(dòng)學(xué)習(xí)人工智能教學(xué)應(yīng)用的相關(guān)理論和技能。然后，要加強(qiáng)進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的意識(shí)，增加教學(xué)實(shí)踐的頻率。最后，樹立終身學(xué)習(xí)觀念，在教學(xué)實(shí)踐中主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能，積極反思、積累經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)不斷地發(fā)展自身專業(yè)素養(yǎng)。2.高校層面為提高教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用能力，高校應(yīng)積極行動(dòng)起來：首先，要為教師創(chuàng)造進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的軟硬件環(huán)境。其次，要明確人

17、工智能教學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)目標(biāo)，從理論方面加深教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用理論的掌握程度，從實(shí)踐方面加大教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的培訓(xùn)力度，減小其關(guān)于人工智能教學(xué)應(yīng)用的認(rèn)知與實(shí)踐難度。最后，要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研理念，加大校企合作力度，積極與人工智能相關(guān)企業(yè)建立聯(lián)系，為本校教師的人工智能教學(xué)應(yīng)用能力的發(fā)展提供更多資源。3.社會(huì)層面社會(huì)大環(huán)境要鼓勵(lì)高校教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用，并提供便利的實(shí)施環(huán)境，積極響應(yīng)智能教育所需的社會(huì)要求。首先，社會(huì)上教育人工智能技術(shù)方面的研發(fā)人員或?qū)＜覒?yīng)進(jìn)校宣講或展示其研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)理念和各種功能，以此解決高校教師對(duì)人工智能教學(xué)應(yīng)用理論知識(shí)薄弱以及對(duì)技巧了解與掌握不足的困難。其次，

18、在支持引導(dǎo)高校教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的同時(shí)，應(yīng)注意要在提高教師主觀能動(dòng)性與自信心的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)高校教師自覺主動(dòng)學(xué)習(xí)，分析其自身進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的優(yōu)劣之處，充分利用其自身優(yōu)勢提高教學(xué)能力。最后，為教師提供人工智能教學(xué)應(yīng)用軟硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)方要從便于教師使用和掌握的方向改進(jìn)設(shè)計(jì)、改善不足，給教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持環(huán)境。4.國家層面首先，國家應(yīng)增強(qiáng)教育信息化2.0時(shí)代高校教師積極學(xué)習(xí)新技術(shù)的意識(shí)，鼓勵(lì)高校教師積極進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用，充分規(guī)劃教育人工智能布局，落實(shí)相關(guān)保障政策與發(fā)展規(guī)劃，在各項(xiàng)政策上加大鼓勵(lì)與扶持，激發(fā)高校教師進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用的熱情，減少高校教師利用人工智能進(jìn)行教學(xué)改革的后顧之憂。其次，國家