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荐读|教师AI能力培养,到底该怎么教?一项基于UNESCO框架的14周课程研究给出答案

荐读|教师AI能力培养,到底该怎么教?一项基于UNESCO框架的14周课程研究给出答案


当生成式AI席卷课堂,教师培训项目纷纷将“AI素养”纳入必修。但问题是:短期培训往往流于表面,教师只会用AI写教案、做PPT,却缺乏对AI伦理、教学适配和深层局限的批判性理解。一项最新研究,通过系统化的课程设计与实证评估,为“如何真正培养教师的AI能力”提供了可复制的范本

Giora Alexandron等学者于2026年2月在《International Journal of Science Education》上发表题为《为AI时代培养在职科学教师:来自一项“AI能力发展”学术课程的启示》的研究。文章直指当前教师AI培训的核心矛盾:多数培训停留在工具应用层面,忽视了教师对AI伦理、人机协作和教学转型的深层理解。研究基于联合国教科文组织(UNESCO)发布的《教师AI能力框架》(AI-CFT),设计并实施了一门面向在职STEM教师的14周研究生课程,通过混合方法评估发现:教师的AI自我效能感显著提升,对AI伦理问题的关注度明显增强,但信任度并未盲目上升——恰恰体现了批判性思维的培养成效。

原文链接:

https://doi.org/10.1080/09500693.2026.2629342

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作者简介

Giora Alexandron:以色列魏茨曼科学研究所科学教学系教授,研究专长为教育技术、学习分析及AI在教育中的应用,尤其关注教师对AI教育工具的信任与采纳机制。

Itsik Aroch:魏茨曼科学研究所研究员,参与课程设计与数据分析。
Mutlu Cukurova:伦敦大学学院知识实验室与人工智能中心教授,UNESCO《教师AI能力框架》合作制定者之一,研究AI与人类学习的交互。
Ron Blonder:魏茨曼科学研究所教授,科学教师专业发展领域资深专家,长期从事化学教育与教师认知研究。

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文章内容

一、研究背景与问题

AI正在重塑科学研究的范式——从假设生成到实验设计再到数据分析。科学教育必须回应这一变革。然而,最新TALIS 2024报告显示,“缺乏使用AI教学的知识和技能”是教师应用AI的最大障碍。尽管UNESCO于2024年9月发布了《教师AI能力框架》(AI-CFT),但如何将其落地为可操作的教师培训课程,仍然缺乏实证研究。

研究问题由此展开:如何设计一门基于AI-CFT框架、符合有效教师专业发展原则的AI能力课程?该课程能否真正提升教师的AI相关能力、自我效能感与批判性态度?

二、课程设计

研究者将UNESCO AI-CFT框架的五个核心方面(人本思维、AI伦理、AI基础与应用、AI教学法、AI促进专业发展)与教师专业发展的六大有效特征(内容聚焦、主动学习、连贯性、集体参与、时长充足、情境因素)相结合,设计了一门14周的研究生课程,面向在职STEM教师。

目标进度水平:在“人本思维”和“AI伦理”上达到“深化”级别;在“AI基础”上达到“习得”级别;在“AI应用”和“AI教学法”上达到“创造”级别;在“AI促进专业发展”上达到“习得”级别。

课程特色:所有作业都与教师实际教学情境挂钩。例如,教师使用ChatGPT生成一份自己班级使用的习题卷,然后将学生答案作为数据集,检验AI自动批改的准确性、一致性和公平性。课程涵盖提示工程、自适应反馈、AI与社会伦理、AI偏见、教学模拟等14个专题。

三、研究方法

研究分两个阶段:

第一阶段(2024年,N=25):混合方法探索性设计。质性分析教师6次作业的反思部分,采用in vivo编码并归入AI-CFT五个方面;量化采用改编后的“教师对AI信任调查”量表(前测后测,匿名),测量自我效能感、焦虑、感知收益、信任等维度。
第二阶段(2025年,N=19):开发一份与AI-CFT五个方面对应的五题问卷,加上自我效能感三题,进行前后测配对比较。

四、核心发现

1. 教师作业中有效整合了AI-CFT各方面

质性分析显示,教师作业中“AI基础与应用”和“AI教学法”出现频率最高,与课程设计高度吻合。值得注意的是,“人本思维”在作业中频繁出现,甚至超出了课程明确强调的课时——说明该理念被教师内化并主动迁移。“AI伦理”在作业中提前涌现(课程第7-8讲才集中讲授),表明课程从始至终贯穿伦理讨论的做法确实影响了教师思维。
2. 教师自我效能感显著提升,但信任度未盲目上升
第一阶段的前后测对比(Wilcoxon秩和检验)显示,唯一具有统计显著变化的维度是“自我效能感”(p < .001,效应量1.08)。其他维度如“AI vs.人类建议”、“焦虑”、“感知收益”、“对AI教育技术的信任”等均无显著变化。
研究者指出,这与以往研究发现“AI知识提升会带来信任提升”的结论不同。原因在于:以往研究使用的是定制化、高精度的AI评估模型,而本课程使用的是通用GenAI工具(如ChatGPT),教师在实际使用中反复遭遇幻觉、输出不稳定、缺乏教学适配等问题。课程并未回避这些缺陷,反而鼓励教师批判性审视。教师信任度没有上升,恰恰说明他们学会了根据工具的实际表现校准信任——这正是批判性AI素养的核心。
3. 教师自评AI能力在多个维度显著提升
第二阶段前后测对比(Wilcoxon符号秩检验,N=19)结果显示:

“专业学习”维度未显著提升,与课程设计一致——该方面仅设为“习得”级别,投入课时较少。课程刻意将重点放在其他四个维度,因为教师已经频繁接触到只讲“应用”的培训,课程希望提供更全面的AI素养。

五、讨论与启示

1. 为什么教师信任度没有提升?——这不是失败,而是成功。

以往研究认为,增加AI知识会提升信任。但本研究揭示:当教师真正理解了AI的能力边界,并且工具本身存在局限时,他们的信任会变得更加审慎和校准。 课程中教师反复讨论GenAI的不准确、偏见、缺乏教学情境意识等问题,这种批判性反思正是课程目标之一。
2. AI-CFT框架的价值:超越“工具技能”,走向“人本与伦理”
AI-CFT将教师AI能力从单纯的操作技能扩展到人本思维、伦理责任、教学转型等维度。本课程的成功实施表明,该框架可以有效地转化为具体的课程设计,并产生可测量的学习成果。
3. 对教师培训实践的启示
  • 避免“短期工具培训”:仅教教师如何使用ChatGPT生成教案,无法培养批判性AI素养。
  • 必须嵌入真实教学情境:让教师在自己的课堂上使用AI工具,收集学生数据,反思AI输出的质量与公平性。
  • 伦理与人本思维应贯穿始终,而非作为附录。
  • 教师教育者应帮助教师建立“校准信任”的能力——既不盲目排斥,也不盲目崇拜。
    六、研究贡献与局限

贡献:首次将UNESCO AI-CFT框架与有效教师专业发展原则相结合,设计、实施并评估了一门完整的AI能力课程;提供了可复制的课程大纲、作业设计和评估工具;揭示了教师信任AI的复杂性——知识提升并不必然带来信任提升,反而可能带来更理性的怀疑。 

局限:样本量较小(25人和19人);基于特定时期的GenAI工具(ChatGPT等),技术进步后教师体验可能变化;研究对象为在职STEM教师,对职前教师或其他学科的适用性需进一步验证。

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结语

当一所顶尖研究型大学的科学教师们用14周时间,从“好奇AI能做什么”到“我能判断AI什么时候不可信”,这门课程给出的答案远比“教老师写提示词”更深刻。

真正的问题不是“教师会不会用AI”,而是“教师是否具备在AI辅助下做出专业教学决策的判断力” 这项研究告诉我们:系统化的框架、批判性的设计、真实的课堂嵌入,才是通往AI时代教师能力培养的正解。
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