基于AI-TPACK模型的高職教師AI教育素養(yǎng)現(xiàn)狀調(diào)查及提升策略

摘要基于智能技術(shù)與教育融合的教師專業(yè)發(fā)展創(chuàng)新理論——AI-TPACK理論，構(gòu)建了適用于高職教師人工智能教育素養(yǎng)的三維模型，包括知識和技能、態(tài)度和價值觀、持續(xù)學習和發(fā)展能力三維度。依托該模型編制人工智能素養(yǎng)調(diào)查問卷，并對國內(nèi)16所高職院校1138位教師進行問卷調(diào)查和量化分析。研究結(jié)果顯示，高職教師的人工智能素養(yǎng)總體表現(xiàn)一般，對人工智能教育技術(shù)持積極態(tài)度，但在知識儲備、實踐經(jīng)驗和學習態(tài)度等方面存在顯著不足，并在性別、學歷等方面存在差異?；诖耍岢隽擞芍贫荣x能、生態(tài)重構(gòu)、倫理治理構(gòu)成的高職院校教師人工智能教育素養(yǎng)提升的三維協(xié)同發(fā)展路徑，以推動智能技術(shù)在職業(yè)教育中的深度融合與創(chuàng)新應(yīng)用。關(guān)鍵詞AI-TPACK理論；人工智能教育素養(yǎng)；高職教師在第四次工業(yè)革命與教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的歷史交匯期，以生成式人工智能為代表的技術(shù)集群正重構(gòu)全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)，倒逼高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)體系進行范式革新。當前，關(guān)于“人工智能（AI）+職業(yè)教育”的研究正經(jīng)歷從理念倡導到實踐深化的跨越式發(fā)展階段，其中對職業(yè)院校教師AI教育素養(yǎng)的學理建構(gòu)與職業(yè)發(fā)展賦能機制研究仍存在顯著不足。特別是2023年以來，以ChatGPT、DeepSeek、Claude等大語言模型驅(qū)動的教育智能體，通過自適應(yīng)學習系統(tǒng)和認知增強技術(shù)，正在重塑“人機協(xié)同”的教學新圖景，這客觀上要求高職教師要實現(xiàn)從傳統(tǒng)“雙師型”向“智能雙師型”的認知躍遷?；贏I-TPACK理論框架，本研究構(gòu)建了高職教師AI教育素養(yǎng)的三維模型，采用混合研究方法對國內(nèi)16所高職院校的1138名教師作答的有效問卷樣本進行實證分析，揭示出我國高職教師AI素養(yǎng)發(fā)展的“能力斷層”與“認知鴻溝”，進而提出包含制度賦能、生態(tài)重構(gòu)、倫理治理的協(xié)同發(fā)展路徑，以期為提高高職教師數(shù)字化素養(yǎng)提供學理支撐。一、智能教育素養(yǎng)的概念界定與模型構(gòu)建（一）人工智能素養(yǎng)近年來，關(guān)于人工智能素養(yǎng)的研究日益增多。有學者定義了人工智能素養(yǎng)，強調(diào)理解AI技術(shù)的基本原理，并具備批判性評估其在不同情境中應(yīng)用的能力。此外，有研究指出，AI素養(yǎng)不僅包含技術(shù)能力，還涉及社會責任感和倫理意識，要求個體在使用技術(shù)時考慮其道德和社會影響。其他學者則探討了在教育環(huán)境中如何有效地教授和培養(yǎng)學生的AI素養(yǎng)，強調(diào)了技術(shù)工具和教學方法對于提升學生AI理解力的重要性[1][2]。本研究將人工智能素養(yǎng)定義為個體理解、使用和評估AI技術(shù)的綜合能力。它不僅涵蓋對AI基本知識和技能的掌握，還包括能夠批判性地評估這些技術(shù)的應(yīng)用效果，并能有效地將其融入各個領(lǐng)域中。AI素養(yǎng)的培養(yǎng)旨在確保個體在面對迅速發(fā)展的技術(shù)環(huán)境時，能夠有效地應(yīng)用AI技術(shù)，同時具備評估和應(yīng)對這些技術(shù)對社會、經(jīng)濟和倫理影響的能力。（二）人工智能教育素養(yǎng)我國在2018年由教育部發(fā)布的《關(guān)于開展人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動試點工作的通知》中首次提及了“智能教育素養(yǎng)”這一概念。現(xiàn)有研究主要從三個視角進行了闡釋：一是從定義與工具性的視角強調(diào)了對AI技術(shù)的理解和應(yīng)用能力[3]；二是從態(tài)度與價值觀的視角聚焦于AI技術(shù)的倫理和社會責任[4]；三是從可持續(xù)學習與發(fā)展應(yīng)用的視角關(guān)注AI技術(shù)在教育中的長期應(yīng)用。綜上，本研究將人工智能教育素養(yǎng)定義為在教育環(huán)境中培養(yǎng)和應(yīng)用AI相關(guān)知識、技能及批判性思維、倫理意識和可持續(xù)發(fā)展能力的綜合素養(yǎng)[5]。它不僅要求教育者和學習者掌握AI技術(shù)的基本原理，還需具備批判性分析其教育影響的能力，并能應(yīng)對AI技術(shù)帶來的倫理和社會責任問題。AI智能教育素養(yǎng)旨在幫助教育工作者和學習者在快速發(fā)展的技術(shù)環(huán)境中有效應(yīng)用AI技術(shù)，提升應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的能力。（三）AI-TPACK理論視角下高職教師AI教育素養(yǎng)模型構(gòu)建1.理論基礎(chǔ)：AI-TPACK模型2006年，美國密歇根州立大學的米什拉（Mishra）和科勒（Koehler）提出了教育技術(shù)整合理論（TechnologicalPedagogicalContentKnowledge，TPACK）。該理論將教師在教學中的三個核心知識領(lǐng)域，即技術(shù)知識（TechnologicalKnowledge，TK）、教學知識（PedagogicalKnowledge，PK）和學科知識（ContentKnowledge，CK），進行了相互結(jié)合和關(guān)聯(lián)，衍生出整合技術(shù)的教學知識（TechnologicalPedagogicalKnowledge，TPK）、整合技術(shù)的學科知識（TechnologicalContentKnowledge，TCK）以及學科教學知識（PedagogicalContentKnowledge，PCK），這三類知識的融合構(gòu)成了TPACK理論模型[6]。TPACK為研究前沿技術(shù)、教學方法與學科內(nèi)容之間的關(guān)系提供了理論基礎(chǔ)，也為教師在信息化社會中實現(xiàn)職業(yè)成長、提升專業(yè)能力指明了方向。AI-TPACK模型是對原始TPACK框架的擴展，旨在幫助教育工作者有效地整合人工智能技術(shù)于教育教學中。當AI成為TK的核心技術(shù)知識內(nèi)容，TPACK理論模型就需要更新為整合人工智能技術(shù)的學科教學知識模型。閆志明等在TPACK理論框架中注入AI內(nèi)涵，提出了AI教育技術(shù)整合（AI-TPACK）模型，見圖1[7]。AI-TPACK模型包括七個核心要素：除了原有的TK、PK、CK外，還包括融合AI的技術(shù)知識AI-TK、教學知識（AI-TPK）、學科知識（AI-TCK）、學科教學知識（AI-TPACK）。AI-TPACK模型為構(gòu)建高職教師AI教育素養(yǎng)提供了理論框架，它不僅要求教師掌握AI技術(shù)的基本操作，還要求教師能夠批判性地反思和應(yīng)用這些技術(shù)以支持和增強學生的學習效果。通過結(jié)合AI技術(shù)，教師能夠更好地適應(yīng)快速變化的技術(shù)環(huán)境，設(shè)計個性化學習體驗，并解決在傳統(tǒng)教學中難以應(yīng)對的復(fù)雜問題。2.AI教育素養(yǎng)評價模型構(gòu)建AI-TPACK模型理論不僅能有效指導人機協(xié)同思維下智能技術(shù)與學科內(nèi)容及教學方法之間的融合，且蘊含著構(gòu)成教師AI教育素養(yǎng)的核心要素，因此，本研究針對當下現(xiàn)代職業(yè)教育數(shù)字化的新要求，以AI-TPACK為基礎(chǔ)，借鑒勝任力的洋蔥模型，演繹、歸納和析取AI教育素養(yǎng)的核心維度及構(gòu)成要素，提出了數(shù)字時代背景下高職院校教師AI教育素養(yǎng)評價模型，該模型包含3個一級指標和12個二級指標，見表1。在知識與技能維度，主要強調(diào)教師運用AI技術(shù)的施教能力，旨在通過技術(shù)優(yōu)化教學效率和學生體驗，對提升教學質(zhì)量和學生學習效果有直接影響。主要評價教師掌握AI的基本概念、核心原理及其在教育中的應(yīng)用能力，以及是否能夠熟練運用AI工具進行教學設(shè)計、實施和評估等。在態(tài)度與價值觀維度，強調(diào)教師在整合AI技術(shù)過程中的價值引導和倫理監(jiān)管，對保障AI在教育中的健康發(fā)展至關(guān)重要。主要觀測教師應(yīng)對AI技術(shù)持積極態(tài)度、是否認可其在教育中的價值，以及是否具備處理AI技術(shù)相關(guān)倫理問題的能力。在持續(xù)學習與發(fā)展能力維度，強調(diào)教師的自我驅(qū)動力和成長潛力，確保其在AI技術(shù)方面的勝任力得以持續(xù)提升。主要評估教師是否保持持續(xù)學習的動力，并不斷更新自己的AI知識和技能，以適應(yīng)快速變化的技術(shù)環(huán)境。3.高職教師AI教育素養(yǎng)評價模型驗證為驗證該模型的有效性，本研究采用專家意見咨詢法征詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍δＰ偷男拚庖?。將上述?gòu)建的教師AI教育素養(yǎng)模型的評價指標體系作為問卷題項，編制了《基于AI-TPACK理論的教師AI教育素養(yǎng)模型專家咨詢問卷》。采用分層隨機抽樣方法，對32位專家、教師的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)進行量化分析。采用結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）構(gòu)建測量模型和結(jié)構(gòu)模型，測量模型用于驗證各指標的信度和效度，包括三個潛變量，即知識與技能、態(tài)度與價值觀、持續(xù)學習與發(fā)展能力，每個潛變量由若干觀察變量（問卷中的具體題項）測量。結(jié)構(gòu)模型則用于檢驗潛變量之間的因果關(guān)系，假設(shè)知識與技能、態(tài)度與價值觀、持續(xù)學習與發(fā)展三個變量對高職教師AI教育素養(yǎng)有正向影響。通過AMOS軟件進行SEM分析，模型擬合度指標（χ2/df=2.1，CFI=0.93，TLI=0.92，RMSEA=0.04）均在可接受范圍內(nèi)，表明模型擬合良好。路徑系數(shù)表明，知識與技能（β=0.45，plt;0.001）、態(tài)度與價值觀（β=0.37，plt;0.001）和持續(xù)學習與發(fā)展能力（β=0.41，plt;0.001）均對AI技術(shù)應(yīng)用效果有顯著正向影響，支持研究假設(shè)。二、研究設(shè)計（一）調(diào)查工具本研究所使用的調(diào)查工具是基于開發(fā)的AI教育素養(yǎng)模型進行題項編寫、測試、因素分析、信效度檢驗等問卷編制程序后生成的有效問卷[13]。本調(diào)查問卷分為三個部分，共有30道題。第一部分（1～8題）主要包括調(diào)查問卷對象的性別、年齡、學歷、職稱等基本信息，用于后期的交叉分析。第二部分（9～28題）是主體部分，參照AI教育素養(yǎng)模型對高職教師AI教育素養(yǎng)水平開展調(diào)查，共編制了20個題目。每個問題設(shè)計四個層級選項，采用4分制正向計分，分數(shù)越高說明表現(xiàn)越好，見表2。第三部分（29～30題）是在上述20個題項基礎(chǔ)上，設(shè)置了兩個開放性問題，旨在調(diào)查高職教師對AI在教育領(lǐng)域未來發(fā)展的預(yù)期、態(tài)度及對AI技術(shù)教學能力提升的培訓需求。本研究通過軟件SPSS25.0檢驗問卷的信效度。AI教育素養(yǎng)調(diào)查問卷的總維度及三個子維度的Cronbach’sα值均大于0.8，問卷信度較高，見表3。此外，使用KMO檢驗對調(diào)查問卷進行效度檢驗，KMO值為0.864，表明問卷的效度適合開展因子分析。綜上，該問卷的信效度較理想，可用于高職院校教師AI教育素養(yǎng)現(xiàn)狀的調(diào)查分析。（二）調(diào)查對象與變量設(shè)置本研究調(diào)查對象為分布在浙江、山東、江蘇、陜西、云南、貴州、重慶、湖南、江西等省份的16所高職院校的校領(lǐng)導、中層干部和一線教師。此次調(diào)查，共有1138位教師通過“問卷星”參與問卷調(diào)查。本研究的潛變量是AI教育素養(yǎng)的三個維度，即“知識與技能”“態(tài)度和價值觀”“持續(xù)學習和發(fā)展”。其中，設(shè)置了關(guān)于調(diào)查對象個體特征的性別、年齡、教齡、學歷、職稱等七個自變量。調(diào)查對象基本信息統(tǒng)計見表4。三、研究結(jié)果分析（一）調(diào)查結(jié)果分析1.高職教師AI教育素養(yǎng)表現(xiàn)水平的描述性統(tǒng)計分析為把握高職教師AI教育素養(yǎng)現(xiàn)狀的總體情況，本研究在對總體效果進行描述性統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上分別對知識與技能、態(tài)度與價值觀、持續(xù)學習與發(fā)展能力三個維度指標進行了描述性統(tǒng)計分析，見表5。高職院校教師在AI教育素養(yǎng)總體得分均值為2.915，標準差為0.46。這一結(jié)果與理論均值2.8分比較，作單樣本t檢驗，發(fā)現(xiàn)教師的AI教育素養(yǎng)表現(xiàn)水平超過了預(yù)期值（t值為37.464，P值小于0.001）。在所有調(diào)查者中，得分低于理論均值2.8分的教師有143名，占總?cè)藬?shù)的12.57%，高于平均分的教師有605人，占比53.16%。這表明受訪教師的AI教育素養(yǎng)總體表現(xiàn)較好。從三個維度的指標來看，態(tài)度和價值觀素養(yǎng)的平均得分最高，為3.028分；其次是持續(xù)學習和發(fā)展能力，平均得分為2.920分；而知識和技能素養(yǎng)的平均得分相對較低，為2.796分。由此可見，高職院校教師在態(tài)度和價值觀、持續(xù)學習和發(fā)展兩個維度的表現(xiàn)水平偏高，而知識和技能維度的水平表現(xiàn)偏低，未到達理論均值。說明高職院校教師普遍對AI技術(shù)的重要性認識到位，對AI教育素養(yǎng)的提升持積極態(tài)度，但對AI技術(shù)的知識掌握和實踐應(yīng)用效果不佳。通過皮爾遜相關(guān)性分析來探究AI教育素養(yǎng)三個維度的關(guān)聯(lián)性，結(jié)果顯示，這些維度之間存在顯著的正相關(guān)性。態(tài)度、價值觀和知識技能、持續(xù)學習與發(fā)展之間相關(guān)程度較高（相關(guān)系數(shù)分別為0.750和0.807），說明具備良好態(tài)度和價值觀的教師與其更好地學習和應(yīng)用AI技術(shù)呈正相關(guān)，見表6。2.不同個體特征教師AI教育素養(yǎng)表現(xiàn)水平的差異分析（1）性別差異以高職教師AI教育素養(yǎng)表現(xiàn)為潛變量，以性別為自變量做獨立樣本t檢驗，結(jié)果顯示，不同性別對AI教育素養(yǎng)表現(xiàn)存在顯著影響（t=4.879，p=0.000＜0.01），無論是對AI教育素養(yǎng)的總體均值，還是在知識和技能、態(tài)度和價值觀、持續(xù)學習和發(fā)展三個子維度的具體表現(xiàn)上，性別差異均較為顯著。總體而言，男性教師的AI教育素養(yǎng)水平整體高于女性教師，見表7。（2）學歷、學科背景差異運用單因素方差分析方法，針對不同學歷和學科背景的高職教師，在AI教育素養(yǎng)的表現(xiàn)上進行比較分析，以識別這些群體間可能存在的差異。結(jié)果顯示，不同學歷的教師在AI教育素養(yǎng)的總體水平，以及在知識和技能、態(tài)度和價值觀、持續(xù)學習和發(fā)展三個子維度的具體表現(xiàn)均無顯著差異，見表8。學科背景不同的教師在知識和技能、持續(xù)學習和發(fā)展兩個子維度的表現(xiàn)水平上P值均小于0.05，存在顯著差異，而在總體水平、態(tài)度和價值觀方面差異不顯著。通過多重比較可以看出，工科類和理科類在各個維度上均表現(xiàn)出較高的水平，說明在AI教育素養(yǎng)上具有學科優(yōu)勢，見表9。（3）年齡、教齡、職稱的交叉分析采用單因素方差分析法對四個年齡階段、四個教齡階段和四個職稱等級的高職教師的AI教育素養(yǎng)表現(xiàn)水平進行差異性分析。結(jié)果顯示，年齡段不同的教師在AI教育素養(yǎng)和三個子維度的表現(xiàn)水平上均沒有顯著差異，見表10。教齡段不同的教師在態(tài)度和價值觀維度上P=0.006lt;0.01，表明存在顯著差異，而AI教育素養(yǎng)總體水平、知識和技能、持續(xù)學習和發(fā)展子維度的表現(xiàn)水平上均沒有顯著差異，見表11。職稱不同的教師在AI教育素養(yǎng)總體水平、知識和技能、持續(xù)學習和發(fā)展子維度的表現(xiàn)水平上均存在顯著差異，見表12。正高級職稱教師在各個維度上均表現(xiàn)出最高水平，其次是初級職稱教師，而副高級職稱教師的AI教育素養(yǎng)最低。綜合年齡、教齡、職稱變量的多重比較分析表明：年齡、教齡偏大且職稱等級較低教師的AI教育素養(yǎng)普遍偏低，教齡在11～15年的職稱結(jié)構(gòu)中，講師及以下占比49.16%，副高級占比40.11%，這部分教師的總體素養(yǎng)M（SD）值最低，主要原因是這部分教師的職業(yè)成長進入瓶頸期和倦怠期，表現(xiàn)為持續(xù)學習和發(fā)展的動力不足。而正高級職稱教師的AI教育素養(yǎng)處于高位，教齡在16年以上的職稱結(jié)構(gòu)中，正高占比83.56%，這部分教師的總體素養(yǎng)值最高，說明正高級職稱教師在業(yè)務(wù)能力提升等方面，仍是發(fā)揮積極示范引領(lǐng)作用的主力軍。（4）地域差異運用單因素方差分析來探究不同地域的教師在AI教育素養(yǎng)方面是否存在表現(xiàn)差異。在進行方差齊性檢驗時，所有p值均超過了0.05，這表明各組數(shù)據(jù)的方差是齊性的?；谶@一發(fā)現(xiàn)，采用了LSD方法對各組的平均值進行了進一步的多重比較分析，具體見表13。結(jié)果顯示，不同地域的教師在AI教育素養(yǎng)的總體水平，以及在知識和技能、態(tài)度和價值觀、持續(xù)學習和發(fā)展能力三個子維度的具體表現(xiàn)均無明顯差異。但進行多重比較時發(fā)現(xiàn)，中部地區(qū)高職教師的AI教育素養(yǎng)水平明顯低于西部和東部地區(qū)。（二）調(diào)查結(jié)論第一，高職教師對AI技術(shù)的態(tài)度整體保持積極，并充分認識到其在教育中的重要性。描述性統(tǒng)計結(jié)果顯示，高職教師普遍認可AI技術(shù)在教育領(lǐng)域的重要性，并希望通過學習AI技術(shù)推動教學創(chuàng)新。態(tài)度與價值觀勝任力的平均得分為3.028，反映教師對AI技術(shù)持積極態(tài)度，且具備良好的倫理意識和價值觀。這與AI-TPACK中強調(diào)的教師技術(shù)接受度和應(yīng)用意愿相一致。第二，高職教師AI技術(shù)應(yīng)用的實踐經(jīng)驗和能力水平不足。SEM分析顯示，知識與技能（β=0.45，plt;0.001）對AI技術(shù)應(yīng)用效果具有顯著正向影響。然而，知識與技能勝任力的平均得分為2.796，說明高職教師在AI技術(shù)知識和技能方面普遍存在不足，仍需在AI技術(shù)的知識和技能方面開展持續(xù)學習和提升。持續(xù)學習與發(fā)展能力的平均得分為2.920，表明教師具有較強的學習意愿，但在實際應(yīng)用中的能力仍需提高。第三，職稱對教師AI教育素養(yǎng)的影響顯著，呈現(xiàn)“中間懈怠”現(xiàn)象。數(shù)據(jù)分析顯示，正高級職稱教師在知識與技能、態(tài)度與價值觀和持續(xù)學習與發(fā)展能方面均顯著高于中級職稱教師，而初級職稱教師由于職業(yè)危機感更強，對新技術(shù)更加包容和接納，更愿意積極學習AI技術(shù)來提升自身的教學能力。正高級職稱教師的領(lǐng)導角色和初級職稱教師的職業(yè)發(fā)展需求共同導致社會學領(lǐng)域中的“中間懈怠”現(xiàn)象。第四，東部和西部地區(qū)的高職院校教師在應(yīng)用AI技術(shù)和接受學習新技術(shù)方面普遍高于中部地區(qū)。比較分析顯示，東部和西部地區(qū)的高職教師在知識與技能、態(tài)度與價值觀和持續(xù)學習與發(fā)展能力方面均高于中部地區(qū)教師。具體來說，東部地區(qū)教師的AI技術(shù)應(yīng)用技能得分最高，為3.054，而中部地區(qū)教師的得分最低，為2.963。這表明東部和西部地區(qū)的教師有更強烈地參與AI教育素養(yǎng)提升的培訓意愿。四、高職院校教師AI教育素養(yǎng)提升的三維治理路徑（一）制度賦能：構(gòu)建AI教育素養(yǎng)培育的治理框架一是創(chuàng)新AI教學能力認證體系。將AI教育素養(yǎng)納入教師準入標準，建立“基礎(chǔ)級（教師應(yīng)用AI工具開展有效教學的能力[14]）+專業(yè)級（教師在產(chǎn)教融合項目中開發(fā)AI教學資源整合的能力）+專家級（教師利用AI開展技術(shù)研發(fā)與轉(zhuǎn)化的能力）”的階梯式評價體系。重點推進職稱評聘