农业图书情报学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 8: 4 - 19

DOI: https://doi.org/10.13998/j.cnki.issn1002-1248.24-0644

AI素养专题

以人为本的人工智能素养教育探究：UNESCO教师和学生人工智能能力框架的解读与启示

  • 吴丹 1, 2 ,
  • 孙昕玦 1
展开
  • 1. 武汉大学 信息管理学院，武汉 430072
  • 2. 武汉大学 人机交互与用户行为研究中心，武汉 430072

吴丹（1978- ），女，博士，教授，研究方向为信息组织与检索、人机交互

孙昕玦（1999- ），女，博士研究生，研究方向为人工智能素养、人机交互

收稿日期: 2024-07-05

  网络出版日期: 2024-12-13

基金资助

国家自然科学基金重大研究计划培育项目“人机交互视角下数据与知识双驱动的可解释智能决策方法研究”(92370112)

湖北省自然科学基金创新群体项目“以人为本的人工智能创新应用”(2023AFA012)

收起

Exploring Human-centered AI Literacy Education: Interpretation and Insights from UNESCO's AI Competency Framework for Teachers and Students

  • Dan WU 1, 2 ,
  • Xinjue SUN 1
Expand
  • 1. School of Information Management, Wuhan University, Wuhan 430072
  • 2. Center for Studies of Human-Computer Interaction and User Behavior, Wuhan University, Wuhan 430072

Received date: 2024-07-05

  Online published: 2024-12-13

Fold

摘要

[目的/意义] 人工智能素养的提升已成为全球教育的重要议题，通过解读UNESCO教师和学生人工智能能力框架中的核心内容和关键能力，可以为教育者、政策制定者等主体提供具体的参考依据，以支持中国人工智能素养教育的落地实施，帮助学生和教师在智能时代中提升人工智能素养。 [方法/过程] 拆解UNESCO能力框架出台的前期相关政策积累以及相关制定背景，分析《学生人工智能能力框架》与《教师人工智能能力框架》的文本内容，以关键原则与框架主体两部分内容为核心对能力框架的内容进行解读。 [结果/结论] 基于能力框架所提供的经验，结合当下人工智能素养教育的实际情况，从主体价值、政策修葺、履践致远和未来应用4个方面为中国人工智能素养教育发展提供启示与建议参考。

关键词： 人工智能素养; 人工智能素养教育; 人工智能能力框架; 以人为本的人工智能观念

本文引用格式

吴丹 , 孙昕玦 . 以人为本的人工智能素养教育探究：UNESCO教师和学生人工智能能力框架的解读与启示[J]. 农业图书情报学报, 2024 , 36(8) : 4 -19 . DOI: 10.13998/j.cnki.issn1002-1248.24-0644

Abstract

[Purpose/Significance] Improving artificial intelligence (AI) literacy has emerged as a critical focus in global education, reflecting the growing significance of AI in today's society. This study aims to explore and interpret the core elements and key competencies articulated in the UNESCO AI Competency Framework for teachers and students, and to provide practical guidance for educators and policymakers, offering insights that can facilitate the systematic integration of AI literacy education. A comprehensive approach to AI education is needed to equip both students and teachers with the skills and knowledge necessary to navigate and thrive in an increasingly intelligent era. The results of this study are intended to support the formulation of effective pedagogical strategies, thereby contributing to the enhancement of AI literacy among educational stakeholders. [Method/Process] The study analyzes the preliminary policy foundations and background that led to the creation of the UNESCO AI Competency Framework. It analyzes the content of both the AI CFS and the AI CFT, focusing on key principles and framework structure to systematically interpret the framework's content. In particular, this study explores the policy context in which these frameworks were developed and examines how global educational goals and technological advances have influenced the articulation of AI competencies. By understanding the development and rationale behind the UNESCO AI Competency Framework, this study aims to provide a comprehensive overview that can support the development of effective AI literacy initiatives. It also highlights the connections between the intentions of the frameworks and the practical competencies required of educators and students, thereby contributing to a deeper understanding of how AI literacy can be meaningfully integrated into educational practice. [ [Results/Conclusions] Based on the experience provided by the competency framework and considering the current state of AI literacy education, this study offers insights and recommendations for developing AI literacy education in China from four perspectives: core values, policy refinement, practical application, and future implementation. Specifically, this study emphasizes that all educational stakeholders should work together to improve AI educational content and methods, and move toward a teacher-student-AI interaction model that empowers teachers, fosters student creativity, and integrates AI as a facilitator of personalized, flexible, and multidirectional learning. In terms of policy refinement, this study advocates for the creation of a supportive policy environment that addresses the unique challenges faced by educators and learners in the Chinese context. For practical application, the study provides actionable recommendations for integrating AI literacy into curricula, emphasizing project-based learning, hands-on experiences, and interdisciplinary approaches that foster a comprehensive understanding of AI concepts. Finally, in terms of future implementation, this study highlights the need for ongoing professional development for educators, such as the establishment of assessment mechanisms to monitor and evaluate the effectiveness of AI literacy programs over time.

Key words： AI literacy; AI literacy education; AI competency framework; human-centered approach to AI

0 引言

现如今，人类与人工智能的共同协作已经成为了世界向前发展的一大特点[1]。尤其是生成式人工智能（Generative AI，GenAI）等新型AI技术的突破，使得包括教育行业在内的各个领域都经历着前所未有的变革，各种机构与组织都在积极寻找适应时代发展的有效路径。与此同时，GenAI等技术的创新不仅推动了人类知识与能力发展的边界，但也加剧了全球范围内数字不平等，拓宽了不同国家与不同群体之间的数字鸿沟，带来了一系列新的影响。
为应对技术变化带来的新挑战，2024年9月2日至5日，在巴黎举行的第二届数字学习周上[2]，联合国教科文组织（United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization，以下简称UNESCO）发布了《学生人工智能能力框架》（AI Competency Framework for students，以下简称AI CFS）与《教师人工智能能力框架》（AI Competency Framework for Teachers，以下简称AI CFT）两份重要文件，旨在为全球教育体系如何将AI能力融入师生发展提供参考。
以人为本的原则考量已经在UNESCO的各类文件与指南工具中反复强调与阐述[3,4]，UNESCO出台教育相关政策的核心价值在于消除信息贫困，从以人为本的核心思想出发，发挥人的主观能动性，并利用各种指南框架作为工具，为人类福祉的发展贡献力量。框架内容包括面向学生的4项核心能力与面向教师的5个关键领域，框架强调了在技术应用中必须考虑的伦理和社会责任，希望AI的使用能够促进教育公平，保护学生权利，并在实际应用当中支持教师的专业发展，让技术进步能够服务于人类的长远利益。本文将从人工智能赋能教育的角度，对AI CFS和AI CFT的框架内容进行深度解读，并以框架内容和UNESCO相关教育政策为基础，提炼对中国不同阶段人工智能素养教育的启示性内容。

1 现状回顾

1.1 研究综述

由于AI工具的不断更新迭代，生活在信息与智能社会中的群体们在社会发展规律的驱动下，必然要与这种新的技术类型进行交互，在这种背景之下，近年来有关AI素养（Artificial Intelligence Literacy，AI Literacy）、人工智能素养[5]、智能素养[6]、AI教育（Artificial Intelligence Education）相关的研究逐渐走进了人们的视野当中。
在技术环境的不断变化之下，素养能力从信息时代的信息素养，逐渐发展出了数字素养、数据素养等相关概念，进入人工智能时代之后又衍生出了算法素养与AI素养的能力要求[7]。作为一个新生概念，当前在AI素养的研究领域中讨论最多的内容主要集中在对AI素养理论框架的探讨与概念内容的辨析。2020年AI素养正式进入了研究概念的讨论当中，被定义为是“使个人能够批判性地评估人工智能技术；与人工智能有效沟通和协作；并在互联网、家庭和工作场所使用人工智能作为工具”的一组综合性能力[8]；也有学者认为，AI素养不仅包括了解人工智能的知识与使用人工智能的能力，还包括对人工智能伦理与安全的认知[9]，以及对人工智能的评估能力[10]。总的来看，目前对于AI素养概念本身的讨论，主要集中在AI素养多维度认知、能力、伦理等方面。除了对概念本身的讨论，研究者们也关注不同素养能力之间的关系，探索它们的相互影响与共同点，为理解个体能力结构的多样性提供了更全面的视角，AI素养也被一些研究认为是与数字素养[11]、信息素养[12]、媒介素养[13]、个人专业素养[14]等能力进阶与交叉结合的体现，是数智社会中发展的必然趋势。
AI素养教育的研究方面，在技术快速迭代更新的浪潮推动下已经有了一些研究内容积累，相关研究主要是从“学生”和“教师”两个群体的人工智能素养教育内容入手进行教育模式、实践策略等方面的深入。在面向学生的人工智能素养教育方面，除了重点K-12阶段学生结合人工智能技术的能力提升之外[15]，研究内容主要集中在图书馆的教育改进之中[16]，尤其是深度参与高等教育领域的高校图书馆。以高校图书馆为主体的相关研究重点关注人工智能素养的实践策略[17]、伦理框架[18]和国外教育经验提炼[19]等理论实践结合的内容。在面向教师的人工智能素养教育方面，技术变化深刻影响了教师在教育领域的素养能力发展[20]，作为施教者的教师应在专业路径发展中添加新的能力要素[21]，并使人工智能赋能教师能力建设[22]，但现有关于教师人工素养教育的研究话题仍处于初步探索阶段[23]，未来应更多关注教师作为教育领域核心参与者的素养能力教育模式。
总体来看，当前阶段人工智能素养的相关研究主要关注的群体类型为各个阶段的学生与教师，高等教育领域的人工智能素养教育受到了相对更多的关注。相关研究都强调了人工智能具有改变社会实践方式的能力，能够通过提升学生与教师的个人能力而对教育领域产生积极的影响[24]，所以学生与教师成为了人工智能素养教育领域的“锚点”性主体，得到了UNESCO的重点关注。

1.2 政策积累

UNESCO在过去的数十年中，不断致力于在教育、科学与文化领域提供专业的知识参考[25]。尤其是在教育领域，UNESCO一直在持续预测并响应教育领域的新趋势与新需求，积极与各国政府合作，根据现实教育情况制定各类政策、框架、指南、标准、最佳实践等指导性文件，促进教育的公平性与普惠性，推动从幼儿教育到高等教育再到全民教育的全球教育的可持续发展。
自2019年UNESCO在国际人工智能与教育大会上发布第一份涉及人工智能与教育的重要文件《关于人工智能与教育的北京共识》[26]以来，UNESCO就持续关注着人工智能给教育带来的诸多重要影响，并以当前全球人工智能与教育的发展状况为基础，以人工智能与未来学习项目（The Artificial Intelligence and the Futures of Learning Project）为主线，推动了包含各种文件与论坛在内的一系列举措作为教育领域政策与实践的重要参考（表1）。
表1 人工智能与未来学习项目系列行动

Table 1 Series of activities on the artificial intelligence and the futures of learning project

年份 类型 中文 英文
2019 国际论坛 人工智能与教育国际会议：规划人工智能时代的教育——引领飞跃 International Conference on Artificial Intelligence and Education: Planning Education in the AI Era: Lead the Leap
2020 国际论坛 人工智能与教育的未来国际论坛：培养人工智能时代的能力 International Forum on AI and the Futures of Education: Developing Competencies for the AI Era
2021 国际论坛 人工智能与教育国际论坛：确保人工智能成为教育改革的共同利益 International Forum on AI and Education: Ensuring AI as a Common Good to Transform Education
2022 国际论坛 人工智能与教育国际论坛：引导人工智能赋能教师、变革教学 International Forum on AI and Education: Steering AI to Empower Teachers and Transform Teaching
2023 圆桌会议 教育领域生成式人工智能部长级圆桌会议 Ministerial Roundtable on Generative AI in Education
2021 知识产出 人工智能与教育：政策制定者指南 AI and Education: Guidance for Policy-Makers
2022 知识产出 K-12人工智能课程：政府认可的人工智能课程规划 K-12 AI Curricula: A Mapping of Government-Endorsed AI Curricula
2023 知识产出 生成式人工智能在教育和研究中的应用指南 Guidance for Generative AI in Education and Research
2024 知识产出 学生人工智能能力框架 AI Competency Framework for Students
2024 知识产出 教师人工智能能力框架 AI Competency Framework for Teachers
“人工智能与未来学习”是一个多维度的倡议性项目，由人工智能与学习的未来（AI and the Future of Learning）、生成式人工智能在教育和研究中的应用指南（Guidance for Generative AI in Education and Research）以及面向学生和教师的人工智能能力框架（AI Competency Frameworks for Students and Teachers）3个相对独立但互相补充的内容设计组成[27]。这些内容共同构成了一个全面的研究和实践框架，旨在探索人工智能如何塑造教育的未来，并为教育工作者和学习者提供必要的指导和工具。时至今日，项目已经积累了较为充实的理论思考与实践内容，如当前UNESCO在人工智能相关课程开发[28]与教师和学生培训[29]方面已经积累了一定的能力建设经验。本文所探讨的《学生人工智能能力框架》与《教师人工智能能力框架》作为UNESCO所产出重要的知识内容，为全球范围内的教育领域政策制定提供了重要参考、为开展人工智能素养教育实践提供了重要指导。

1.3 制定背景

AI CFS与AI CFT是UNESCO《2030年全球教育议程》[30]后续行动的重要文件，其核心目标是为了“确保包容和公平的优质教育，并促进所有人的终身学习机会”，人工智能能力框架从“教师”与“学生”群体的视角，结合新的技术要素，推动教育的持续创新与进步，为实现全球教育未来的发展与进阶贡献了理论基础与应用指导。
从当前人工智能教育的视角来看，人工智能技术的发展改变了教师与学生之间的交互关系，教师的角色需要被重新审视；也拓展了教育部门的职责范围，使得教育部门需要在做好原本教育工作的同时，让学生深入了解技术对整个社会的潜在影响，帮助学生做好使用新技术的准备，培养学生与教师群体的人工智能素养能力。但当前只有少数国家开发了人工智能能力框架或人工智能技术视角下的教师培训计划，结合人工智能技术的学习目标制定在各类课程设计当中也较少被涉及，同时，当前各国也缺乏面向教师与学生统一的AI教育标准和能力培训的国家计划，在UNESCO于2022年开展的一项调研中显示，目前只有15个国家在开发或实施人工智能教育课程[31]；仅有7个国家为教师制定了人工智能框架或标准。统一的教师人工智能能力范围设计以及人工智能教育实践标准的制定准是当下各个教育领域参与力量需要关注的核心问题之一。
能力框架文件中强调，人工智能的兴起已经显著改变了教育行业，并为未来的教育领域发展带来了不可回避的机遇、风险与挑战。面对这些变化，教育部门必须发挥引领作用，对教师的教学模式进行指导，同时培养学生能够负责任使用AI的重要能力。

2 教师人工智能能力框架的解读（AI CFT）

2018年UNESCO发布的教师信息与通信技术能力框架（ICT Competency Framework for Teachers，ICT CFT）[32]是一个用于指导从K-12到高等教育全领域教师能力发展的指导性工具，AI CFT的能力框架设计与ICT CFT内容的中心思想保持一致，是ICT CFT的有机补充。

2.1 关键原则

人工智能能力框架以及人工智能教育应用的实施过程需要有一些关键原则作为主要指导。AI CFT中主要包括：①面向包容性数字未来的人类与人工智能社会契约；②以人为本的人工智能原则考量；③保护教师权利并动态化定义教师角色；④推动可信赖且环境友好的人工智能教育工具发展；⑤发展可迁移的教师人工智能素养以适应数字化技术演进；⑥教师在人工智能时代的终身专业学习——六大关键原则。

2.1.1 教师为本：教师在教学过程中的职能动态演进

首先在动态化定义教师角色的同时，也应注重保护教师权利。教师作为教育领域参与的关键角色在人工智能技术影响下其角色职能正在进行动态化转变，在这一转变过程中，教师与学生之间的互动关系始终是教育的核心。这种互动不仅是知识传递的媒介，更是促进学生全面发展的重要因素，这种交互也构成了教育的核心内容。同时在将新技术融入教育的过程中，教育部门等主体也需要关注教师权利的保护与法律层面的风险控制等要素，保证教师的实际权益与需求。
发展可迁移的教师人工智能素养以适应数字化技术的不断演进是体现AI CFT以人为本内核的重要原则之一。AI CFT在内容设计方面对不同教育层次以及教育背景的教师具有较强的包容性设计，帮助不同人工智能素养的教师从基础知识开始到掌握更高层次的技能水平。同时AI CFT也希望能在人工智能技术快速升级的背景之下，为未来不同地区不同背景的教师人工智能素养培养提供更多的普适性参考。这样的原则设计不仅促进了教师的专业发展，也能够为学生创造更加高效和现代化的学习体验，让教育的参与者能够更好地发挥自己的潜力。
教师的个人能力发展应是一个持续且终身的专业成长旅程，贯穿教师的整个职业生涯和生活经历。AI CFT在多个层面上列出了相应的能力框架，以引导教师在这一过程中的发展，并建议适当的培训方法，帮助教师与新兴技术保持同步，理解其对教学、伦理和社会影响的更广泛含义；其次，终身学习要求教师不断反思和提高自己的实践能力，AI CFT提倡教师对优秀教学案例进行回顾，反思自身的知识和实践，并内化相应的价值观和理解，以实现持续的专业改进；同时为了支持终身专业学习，培训和支持项目的规范化也显得尤为重要，AI CFT建议对教师的职前准备、在职培训和持续辅导项目进行多种维度的整合，以便利教师在不同职业阶段的学习，推广以人为本的教育理念；最后，调整政策以支持终身专业学习也是核心原则之一，有效的政策和激励策略能够激发教师持续参与专业学习的动机。
“教师为本”的原则考量是以人为本核心思想的实务层体现，在技术发展的影响下，教师在教学过程中的职能定位与能力发展是一个动态演进的过程。AI CFT强调教师在教育中的核心作用，强调教师和学生互动的重要性，保障在人工智能技术应用中，教师的职能转变能更好地促进学生发展；同时倡导并鼓励教师进行终身学习，支持其教学实践的改进，以实现专业技能的不断更新与提升。

2.1.2 AI为辅：人机交互过程中人工智能的角色更新

构建面向包容性数字未来的人类与人工智能社会契约是有利未来人智交互过程建设的重要前提。AI CFT强调应在使用技术的过程中对人工智能的炒作保持清醒的态度，在人工智能设计和使用的过程中都坚持人类主要的核心原则；同时教师群体也应了解人工智能在人权和隐私方面可能存在的内在威胁，以保护原生的人类语言、文化、知识等内容的多样性；再者部分商业至上的价值取向可能会对社会价值观造成负面影响，应以人文和社会的价值观为首要前提；最后AI CFT强调应该引导促进人类能力发展的人工智能发展，避免学生和教师的能力削弱。
以人为本的人工智能原则考量是UNESCO过去数年间一直在人工智能教育领域坚持的核心原则。AI CFT强调人工智能不能取代教师在教学过程中的责任与价值，以人为本的原则首先应强调赋能教师负责任使用人工智能的能力；在设计和使用人工智能的过程中应保证技术的包容性，排除对性别、种族、经济状况等方面的歧视性要素；并赋予用户质询人工智能可解释性的合法权益，让教师能够以更加批判性的态度审视人工智能技术；最后，能够在工作过程中理解和监测人工智能可能对人类造成的影响也是AI CFT想要为教师培养的重要能力。
推动可信赖且环境友好的人工智能教育工具发展也是AI CFT强调的重要原则考量。在人工智能教育中使用的AI工具应该是对人权、安全、环境等要素“无伤害”的；以教育为目的值得信赖的；并应该坚持环境友好的原则。同时教师应学习人工智能问责的相关知识，监管人工智能技术的提供商以提供更加透明且可解释的技术内容。
“AI为辅”的原则主要体现在人机交互过程当中人工智能对教师群体的决策辅助当中，强调以人为本的设计原则、技术的透明性和辅助性。在人机交互与人智交互中，人工智能被定位为支持而非替代人类的工具，其主要功能在于辅助教师与学生的能力发展，保障教育过程的多样性和包容性，以提升而非取代人类的核心价值。

2.2 框架主体

AI CFT与AI CFS的框架结构都采用了二维能力矩阵的设计思路。AI CFT的框架主体采用了“获取（Acquire）-深化（Deepen）-创造（Create）”的横向进阶维度；以及以人为本的人工智能思维方式、人工智能伦理、人工智能基础与应用、人工智能与教学方法和人工智能支持教师专业发展5个表达人工智能能力的纵向维度，两个维度交叉在一起共表现出了15项具体能力（表2）。5个不同方面的纵向维度代表了教师应该掌握的人工智能素养能力的各个方面，从思维模式到应该掌握的具体知识能力与教学思路，各维度之间相互关联协同，为构建面向教师的人工智能能力框架给出了全方面整体性的指导。同时教师在各个维度的能力发展可能并不保持一致，所以这种更加细粒度的能力级别划分也有利于个性化制定教师的培养策略。
表2 UNESCO面向教师的人工智能能力框架

Table 2 UNESCO AI competency framework for teachers

能力维度 进阶水平
获取 深化 创造
1.以人为本的人工智能思维方式 人类主体性 人类责任 AI社会责任
2.人工智能伦理 伦理原则 安全并负责任地使用 共同制定AI伦理规则
3.人工智能基础与应用 基础AI技术和应用 AI应用能力 与AI共同创作
4.人工智能与教学方法 AI辅助教学 AI融入教学 AI推动教学转型
5.人工智能支持教师专业发展 AI支持终身职业发展 AI增强组织化学习 AI支持专业转型升级
“获取-深化-创造”的横向进阶维度则旨在帮助框架的使用者更好地评估教师现有的人工智能素养能力并更好地制定预期的学习目标，3个阶段分别面向3种不同人工智能素养的教师群体。“获取”是最初阶的能力培训，针对的是尚未接触人工智能或了解较为有限的教师，强调的是基础能力的获取；“深化”则面向已经有一定人工智能使用经验和知识的教师，这一阶段的能力设计更强调帮助教师在实践教学中使用人工智能工具；“创造”阶段的指导则适合具有丰富人工智能使用经验的教师，这一阶段的能力培养旨在培养人工智能教育应用的专家级教师，以促进人工智能在教育领域的创新性发展。

2.2.1 教师的以人为本思维方式

（1）人类主体性。人工智能系统的设计和使用不仅依赖于技术本身，还可能受到设计人工智能工具的企业或个人的影响。但人工智能的使用过程是由“人”——使用者来主导的，教师在与人工智能交互的过程中应具备对人工智能的批判性思维，发挥人类的主观能动性，依据自己的价值判断正确地使用相关技术。
（2）人类责任。相较于上一层次，在“人类责任”的深化能力要求中，教师应具备对人工智能正确部署和使用的深刻理解，在充分发挥人的能动性的同时对人和人工智能的决策内容保持批判性的态度。这一要素要求教师认识到人类在使用人工智能过程中承担的责任，以及人类决策的不可替代性。
（3）人工智能社会责任。在对人工智能的批判性思维的指导下，教师应保持审慎的态度，积极使用人工智能技术作为辅助参与教育与人工智能社会的有机发展，更好地利用技术要素促进社会公平，认识到作为教师使用人工智能技术的社会责任。

2.2.2 教师人工智能伦理培养

（1）伦理原则。在基础阶段，教师应具备对人工智能及人机交互中常见伦理问题的基本理解，如人权保护、数据隐私、维护人类主体性与能动性，以及语言和文化多样性等要素，同时坚持可持续性发展的原则。
（2）安全并负责任地使用。教师应将上一阶段基本的伦理规则进行内化，以保证人工智能在教育过程中的安全和负责任使用。这一进阶能力涉及包括尊重数据隐私、知识产权、其他法律规定等多个方面，教师在评估和使用人工智能工具、数据或大语言模型生成内容时，必须采取这一伦理原则。
（3）共同制定人工智能伦理规则。最终阶段的能力为度要求教师在人工智能伦理方面应采取积极倡导和引导作用，积极引导围绕人工智能的伦理、社会文化及环境问题的讨论和行动，积极参与到人工智能伦理相关规则的制定当中。

2.2.3 人工智能基础与应用

（1）基础人工智能技术和应用。在人工智能基础应用能力的获取上应包括对人工智能基础知识的掌握，如数据处理、算法的作用及其在教育领域中的应用实例，从而为其在课堂中有效使用人工智能打下基础；同时教师也需要具备选择和评估人工智能工具的能力，使用工具的过程应符合教育环境的安全性和适用性要求。
（2）人工智能应用能力。人工智能基础与应用的进阶阶段要求的是教师在教育环境中熟练运用人工智能工具的能力，并在实践中不断加深对人工智能技术类别、数据与算法的理解，同时注重关注对技术的伦理性理解。
（3）与人工智能共同创作。最高阶段要求教师通过个性化或调整人工智能工具，在教育中构建由人工智能辅助的包容性学习环境，具体来说教师需要熟练地定制或改进人工智能工具，以便更好地适应学生的多样化需求，增强教学的包容性，促进学生的全面发展。

2.2.4 人工智能基础与教学融合

（1）人工智能辅助教学。教师需要具备运用AI工具优化教学过程的能力，以便在所教授学科的课程规划、教学内容设计和教学效果评估等中发挥其辅助作用，以便提升教学效果和学生参与度，同时有效规避相关风险。
（2）人工智能融入教学。在“辅助”教学的下一阶段，教师应将人工智能的技术与内涵更进一步地“融入”教学，将人工智能技术整合到以学生为中心的教学实践中以帮助教师实时调整教学策略，让学生都能得到针对性的支持，促进个性化学习；同时增强师生在教学过程中的互动和学生综合能力的提升，培养学生的同理心、批判性思维和解决实际问题的能力。
（3）人工智能推动教学转型。将技术与教学“融合”是人工智能技术与教学整合的最终阶段，教师应能够有效评估人工智能技术在教学过程中不同侧面应用的效果，并利用人工智能技术规划沉浸式学习场景并引导学生在现实或虚拟的学习场景中应用知识，解决实际问题；同时教师应利用人工智能工具收集和分析学生的学习数据，及时获得反馈，调整教学策略和方法，促进教学的不断创新与优化，推动教育模式优化转型。

2.2.5 人工智能支持教师专业发展

（1）人工智能支持终身职业发展。教师应在教育实践过程中通过人工智能技术的支持，更加系统地识别自身的专业发展需求，制定适合个人成长的能力提升方案，从而实现持续的职业进步，不断适应新技术带来的教育变革。
（2）人工智能增强组织化学习。教师在掌握基础的人工智能能力工具后能够更好地运用人工智能工具，以个性化方式参与社群性学习，并利用这些工具共享资源，让自己能够动态化适应不同的学习模式，调整个人能力提升计划。
（3）人工智能支持专业转型升级。在最终阶段，教师可以通过定制和调整人工智能工具来提升自身的职业发展，灵活运用和改进人工智能工具的能力，推动专业技能的创新和提升，适应教育领域的不断变化。

3 学生人工智能能力框架的解读（AI CFS）

3.1 关键原则

AI CFS中主要包括：①对人工智能的批判性思维；②优先发展以人为本的人工智能协作能力；③环境友好的人工智能设计与使用；④推动人工智能能力发展的包容性；⑤促进终身学习的可转移人工智能基础——5个关键原则，相关原则主要是从“学生”和“AI”两个角度出发制定。

3.1.1 学生为核：从学生视角下出发的AI素养能力培养原则

培养学生在现实世界中对人工智能的批判性思维，是人工智能素养能力发展的核心指导原则之一。这不仅意味着让学生掌握技术层面的知识，还要求他们能够深入思考人工智能的应用场景及其潜在影响，有意识地成为主导AI的决策者。学生应对AI技术保持审慎的态度，熟悉人工智能的相关法规，避免盲目依赖技术或忽视其可能带来的社会和伦理问题。批判性思维为学生奠定了在未来人工智能时代中负责任地使用和创新AI技术的基础，使其能够在复杂的数字化社会中作出更加明智和可持续的决策。
人工智能素养能力的发展应具有包容性与公平性。人工智能素养能力的发展必须强调包容性与公平性，保证每个学生个体都能平等地获得相关知识和技能，为每个学生提供理解和应用人工智能技术全生命周期的机会。排除在身体状况、性别、个人能力、社会与经济地位、种族、文化背景等方面的偏见，以反歧视为核心视角选择人工智能工具、设计人工智能系统。同时AI CFS还强调如果无法保证基础的公平性与包容性应避免大规模使用人工智能相关工具。
促进以终身学习为核心的人工智能能力发展同样也是AI CFS中强调的重要原则。在学生成长的不同阶段，学生的人工智能能力应该也是随之有机成长的。这种随着终身学习不断进步的能力使学生能够对人工智能的数据、算法、模型、系统等部分产生适合其年龄并不断深入的理解，以在未来能够进一步学习和创造更专业的人工智能技术或产品，应对未来技术发展带来的不确定性和挑战。
以“学生为核”的原则设定强调将学生的需求、能力和成长作为核心，构建符合未来社会发展的人工智能教育体系。强调教育的参与者不仅应关注技术知识的传授，同时更应注重培养学生在使用人工智能工具过程中的批判性思维以及对环境和社会的责任感。

3.1.2 AI为用：人在AI设计与使用过程中的互动关系

“以人为本”的人工智能使用方法与理念应用是教育领域应该遵守的核心原则。以人为本应贯穿于人工智能技术的设计、应用和推广的全过程，人工智能的开发和使用必须始终围绕人的需求和福祉，以保护和增强人类的能动性为中心，确保技术服务于教育的最终目的——促进学生的全面发展、社会的进步与可持续发展。AI CFS需要帮助学生建立在公共服务、社会实践、日常学习等领域与人工智能技术互动的基础能力，促进以人为本的人智协作，使“人”的个人能力得到有机发展，加强学生在日常学习与成长过程中的自主性，而不是过分沉迷或依赖人工智能的能力。以人为本的人工智能能力培养原则不仅是技术发展的道德“指南针”，同时也是保证人工智能在教育领域带来积极、长期影响的关键要素。
同时人工智能的设计和使用应该以环境友好为基础原则，为保护全球气候和环境作出努力。学生在使用人工智能的过程当中需要了解大语言模型等人工智能技术的训练和进步会造成怎样的能源消耗或环境破坏，如选择高效的算法和优化计算资源的使用，还应关注可再生能源的利用和碳中和的实现，从而以更加环境友好的方式适应、设计、训练人工智能模型。
“AI为用”的理念设定强调人在人工智能设计与使用过程中的互动关系，并重点突出“以人为本”的技术发展观念。在人工智能的设计、开发和应用过程中，人类不仅是被动的接受者，更是主动的参与者和决策者。人与AI的互动应该是双向的、协作的，而非单纯依赖技术或受制于它，同时人工智能的设计与使用也应该重视环境友好的基本原则。

3.2 框架主体

与AI CFT相似，AI CFS同样也采取了二维能力矩阵的结构设计，通过“理解（Understand）-应用（Apply）-创造（Create）”3个横向维度以及以人为本的人工智能思维方式、人工智能伦理、人工智能技术和应用、人工智能系统设计4个纵向维度构建出12项具体能力（表3）。相关维度以基础的人工智能价值观和能力为基础，随着人工智能素养的提升而逐渐进阶，在第一个横向能力维度“理解”中，学生应了解与人工智能交互的基本操作，以及掌握使用人工智能的基础知识；进阶到“应用”阶段，学生应逐渐掌握利用人工智能技术解决问题的能力，成为负责任的人工智能用户；在最终的“创造”阶段，学生应能够参与到创建和改进人工智能工具的工作当中，在下一代人工智能技术的开发中发挥主导作用，积极履行自己作为数字公民的重要责任。同时AI CFS采用跨学科通用的能力范式，能力框架的使用不限定学科要素，所有学生群体都能够有效利用AI CFS的内容作为教育指导。
表3 UNESCO面向学生的人工智能能力框架

Table 3 UNESCO AI competency framework for students

能力维度 进阶水平
理解 应用 创造
以人为本的人工智能思维方式 人类主体性 人类责任 AI社会公民
人工智能伦理 具身伦理 安全并负责任地使用 伦理设计
人工智能技术和应用 AI基础 AI应用技能 创建AI工具
人工智能系统设计 问题界定 架构设计 迭代和反馈循环

3.2.1 学生的以人为本思维方式

（1）人类主体性。以人为本的人工智能价值取向首先强调学生在接受教育的过程中能够坚持自己作为技术使用者的主体性，并充分发挥自己的主观能动性以更好地使用人工智能技术，了解基本的人智交互关系，了解人工智能的使用、设计等要素将会对人类社会产生什么样的影响。
（2）人类责任。学生应认识到人工智能的开发者和服务提供商应尽的法律义务与社会义务，并理解在人工智能设计和使用过程中人类应承担的责任。同时学生应意识到，人工智能只能辅助人类决策而不能代替人类决策，所以在应用人工智能技术的过程中应培养自己的自主意识，用更加负责有效的方式使用人工智能。
（3）人工智能社会公民。学生应当具备在人工智能时代中作为负责任的社会成员所需的认知和行为能力，能够批判性地理解人工智能技术对人类社会可能造成的深远影响，并在此基础上推动更加包容性的人工智能设计，排除偏见，成为具有公民意识与社会责任感的新时代“人工智能社会公民”，最终践行终身学习的个人追求，与不同的新技术共生共存。

3.2.2 学生人工智能伦理培育

（1）具身伦理。人工智能伦理能力的第一阶段为具有“个人认知”。具身认知（Embodied Cognition）的理论概念提出——身体是信息的载体[33]，诸多伦理问题都是通过“身体”这一介质进行表达的[34]，学生的人工智能伦理内容多是在学生的日常环境与个人生活中进行表达，所以学生应理解并内化与人工智能相关的核心伦理议题，特别是人工智能对人权、社会正义、包容性、公平性及环境的影响，并在使用技术的过程中坚持可持续性、透明性、可解释性、以人为核心的内容决策等重要原则。
（2）安全并负责任地使用。人工智能伦理能力的进阶阶段为能够“具体应用”。学生在使用人工智能技术时应具备基础的伦理意识和行为规范，加强使用人工智能时的风险意识与自我保护，以确保在符合伦理原则和本地法规的前提下，安全、负责地使用人工智能。
（3）伦理设计。人工智能伦理能力的最终阶段为“参与创造”。学生在设计、评估和使用人工智能工具时，需将伦理内容的考量作为核心要素之一，保证人工智能技术的发展不仅是技术上的进步，更是人类基本道德和社会责任的体现。这种能力的培养能够帮助学生成为人工智能负责任的开发者和使用者，推动技术朝着更符合人类价值观和社会可持续发展的方向发展。

3.2.3 人工智能底层技术与应用

（1）人工智能基础。学生应掌握人工智能基本知识和技能，特别是数据和算法方面的理解能力，为未来参与到人工智能技术的开发中奠定基础。同时学生应认识到有关人工智能基础的学习是跨学科的，除计算机科学以外，还包含数学、统计学甚至是人文学科等。在学习人工智能基础的同时，学生应在理论与实践之间建立联系，逐步深化对人工智能的理解。
（2）人工智能应用技能。不同年龄段的学生能够掌握适合自己认知水平的数据、AI算法和编程的基础知识，并掌握一套能够跨场景跨任务的应用技能，活用各种编程网站与数据集来源支持自己对人工智能技术的应用。
（3）创建人工智能工具。在人工智能技术与应用能力培养的最终阶段，学生能够深化并应用数据和算法的知识与技能，灵活调整现有的人工智能工具，以满足个人任务需求为基础开发创建新的人工智能工具，在这个过程中同时兼顾以人为本的核心思想、伦理考量和团队协作，提升自己的综合能力。

3.2.4 人工智能系统设计

（1）问题界定。人工智能系统设计的能力培养，主要面向对人工智能领域非常感兴趣并想要继续深化自己能力的学生群体设计。“问题界定”指的是学生在人工智能创新过程中识别和定义问题的能力，这是进行人工智能设计与开发的起点，在这一能力阶段学生需能够有效评估人工智能的适用性，同时获取概念化、系统化的知识与技能以参与实际的人工智能系统开发。
（2）架构设计。学生在设计AI系统时具备构建可扩展、易维护和可复用的系统架构的能力。学生需要掌握有关人工智能系统架构的基础知识和技术技能、具备跨学科的技术进步潜力、能够参与到优化人工智能系统的工作当中，并能在进行人工智能系统设计、配置、优化的过程中坚持以人为本的原则导向，构建功能齐备且符合伦理要求的人工智能系统。
（3）迭代和反馈循环。学生应能够通过跨学科的知识积累和实践方法，基于合理的伦理考量不断评估和改进人工智能模型系统的适用性和稳健性，同时关注其对个体用户、社会和环境的影响，以人工智能共创者（Co-Creators）的身份，推进人工智能的可持续发展。

4 对中国人工智能素养教育的启示

4.1 主体价值：教育参与主体的教育内容与教育方式改进

政府、学校等教育参与主体以及包括教师、学生在内的施教者与受教者都应参与到人工智能教育内容与方式的改进过程当中。AI CFT与AI CFS强调了师生共同作为教育主体的重要性，特别是当前学生、教师与人工智能之间慢慢凸显的动态交互关系。随着人工智能技术在教育中的应用，师生之间的关系正在发生转变，从教师-学生的二元互动关系逐渐转变为了“教师-学生-人工智能”（T-S-AI）的三方互动模式（图1）。对于教师而言，教师需要掌握人工智能的基础知识与应用，具备伦理意识，并且学会将人工智能技术融入教学之中，发挥人工智能辅助教师决策的重要功能这种技术应用的新模式也提供了重新审视教师角色的契机，使教师成为人工智能赋能的教学设计者与引导者；而对于学生来说，能力框架中倡导培养学生以人为本的人工智能素养，意味着学生不再只是被动的知识接受者，而是人工智能时代的共创者，学生不仅需要理解人工智能的运作方式，还要能应用和创造性地使用AI解决现实中的问题。
图1 “教师-学生-人工智能”（T-S-AI）的动态交互关系

Fig.1 Dynamic interaction relationship between teacher, student and AI (T-S-AI)

在这个动态交互的教育生态中，人工智能不仅是教学工具，更是学习的参与者和促进者。这种三方互动模式促使教学过程更加灵活和个性化，教师与学生可以通过人工智能共同探索知识，而人工智能的引入也使学生在解决问题时能够获得即时反馈与指导，使得教育从单向的知识传递转变为多向的知识共建与创新。未来中国的人工智能素养教育领域应更多地探索如何通过人工智能进行赋能，增强教师和学生在教育过程中的协同关系，促进更深度的教学互动，对面向教育参与主体的教育内容和教育方式进行积极更新，实现人工智能教育与传统教育的有机结合，为培养面向未来的创新人才奠定坚实的基础。

4.2 政策修葺：从政策与国家战略层面支持人工智能教育

从政策与国家战略层面，政府和教育部等相关部门应从上层建筑的层面推动人工智能教育的发展，让学生与教师都能够获得足够的资源与机会来适应人工智能时代。AI CFT与AI CFS为政策制定者提供了清晰的方向，强调应在教育体系中引入人工智能教育。当前，中国已经在政策层面推出了一系列与人工智能相关的举措，如《教育信息化2.0行动计划》在智慧教育创新发展行动模块中强调，“以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础……积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构”“大力推进智能教育……推动人工智能在教学、管理等方面的全流程应用”[35]；《新一代人工智能发展规划》中也强调了“完善人工智能教育体系，加强人才储备和梯队建设”“拓宽人工智能专业教育内容，形成‘人工智能+X’复合专业培养新模式”[36]。为进一步赋能人工智能教育，教育部在2024年3月28日发布了包括“AI学习”专栏、国家智慧教育公共服务平台、教育系统人工智能大模型应用示范行动、人工智能融入数字教育对外开放在内的4项行动助推人工智能赋能教育。
同时，中国在人工智能素养教育方面非常关注高等教育领域的人工智能技术要素参与。教育部在《关于推进新时代普通高等学校学历继续教育改革的实施意见》中强调“主办高校要充分运用大数据、人工智能等技术手段，创新高等学历继续教育办学管理方式”[37]；2024年4月，中国教育部高等教育司公布了首批18个“人工智能+高等教育”应用场景典型案例，以促进中国高等教育领域深入探索人工智能技术的应用模式，积极创新教育教学创新[38]，高等教育领域是中国人工智能素养教育政策重点关注的对象之一。
总的来说，AI CFT与AI CFS为中国的人工智能素养教育提供了较为系统化的指导，教育部等政策制定者的政策支持则是推进这些先进经验落地的关键。通过完善教师培训体系、推动人工智能课程标准化以及资源的均衡分配，政策制定主体能够有效促进人工智能教育的普及与深化，构建面向未来的教育体系。

4.3 履践致远：结合多模块目标、方法、情境与具体内容设计的教育实践开展

框架在教师培训、课程设计以及教师和学生的人工智能素养培养模式上提供了详细的课程目标与学习目标建议，明确了教师和学生在不同能力阶段应达到的课程目标和学习目标，让理论与实践可以深度结合；再者框架提供了可以应用的具体教学方法参考，为相关教育主体在不同环境中开展教育实践提供了大量的参考案例；同时还具体刻画了面向学生课题提供具体的学习环境，以及教师需要适应的差异化实用情境，从而灵活调整教学策略（表4），为不同机构如何有效地实施人工智能教育提供了明确的方向与实践路径。
表4 学生与教师人工智能能力培养指南结构

Table 4 Structure of the guide for developing AI competencies in students and teachers

AI CFS 要素内涵 AI CFT 要素内涵
学生能力 矩阵中的12项能力 教师能力 矩阵中的15项能力
课程目标（CURRICULAR GOALS，CG） 人工智能课程、学习计划或培训应该包含的具体内容建议（eg.培养学生在评估人工智能系统对数据、算法和计算资源需求的技能） 课程目标（CURRICULAR GOALS，CG） 面向教师的培训活动与课程内容的目标设定参考（教师应该做……）
教学方法参考（SUGGESTED PEDAGOGICAL METHODS） 相关组织机构和教师可以考虑并使用的具体教学方法（eg.模拟《人工智能法案》法庭的庭上辩论） 学习目标（LEARNING OBJECTIVES，LO） 教师可以使用获得的人工智能能力进行的相关操作（教师可以做……）
学习环境（LEARNING ENVIRONMENTS） 可以为学生提供的进行人工智能素养学习的具体场景（eg.视频、在线AI工具、移动应用） 情境活动（CONTEXTUAL ACTIVITIES） 教师在不同情境中应展现可适应的态度与行为模式（教师需适应……）
当前中国的教育领域尤其是高等教育领域也在积极开展体系完整、内容充实、方法科学的人工智能教育实践。如清华大学与智谱华章公司合作，共同研发了千亿参数多模态大模型GLM作为平台与技术基座，在《新城市科学》《电路原理》《数字电子技术基础》《心智、个体与文化》等8门课程教学中融入课AI助教系统以支持学生的个性化学习、智能评估与反馈，辅助学生学习过程[39]；哈尔滨工业大学也开发了人工智能技术在自主学习模式下电工电子实验教学中的应用，结合电工电子领域的知识与AI智能技术，通过人工智能专家系统对学生的远程实验操作进行实时监控与指导，人工智能专家系统能够即时判断学生操作的正确性，并提供必要的错误提示和实验指导[40]。

4.4 未来应用：以人为本的人工智能素养教育工具性内容开发与应用

AI CFT与AI CFS为教育机构在人工智能素养教育工具的应用方面提供了可操作的指导，为全球人工智能教育事业提供了具体的理论性支持，指明了各国推进人工智能教育体系化建设的方向。未来，中国应更加重视人工智能素养教育的工具性和指导性内容的构建，开发多样化的支持工具，如人工智能素养的评价工具、教学指导工具、标准化实施工具和操作指南工具等内容，为教育者和学习者提供明确的能力目标，支撑各个群体在不同学习阶段人工智能能力的全面培养和提升。在此基础上，各机构可以进一步结合实际情况，设计和实施符合本地需求的人工智能教育工具，为培养适应未来社会的创新型人才奠定基础。例如，通过推广使用科学的人工智能素养评估工具，高校等教育机构可以更好地识别学生和教师在人工智能学习中的各能力维度的掌握程度，进而提供有针对性的学习资源和支持，提升了学习的个性化体验，也为人工智能素养的长期培养提供了理论参考。同时，在工具开发应用的过程中，也要坚持以人为本的核心原则，从人的视角对技术要素“祛魅”，人工智能技术不能取代教学过程中教师的核心价值与责任，也不能代替学生进行知识增长与技能学习。
目前中国已经在工具性内容开发上有了一定的积累。如教育部在2014年就发布了《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》[41]，其中包含技术素养、计划与准备、组织与管理、评估与诊断、学习与发展五个维度，将信息技术融入师生互动交流的各个环节；2022年发布的教师行业标准——《教师数字素养》也为相关标准工具的开发与实施提供了重要参考，其中也强调了应掌握人工智能等数字技术的基本内涵。在评价工具方面，2024年10月18日，由武汉大学主办的第一届数智教育实践创新论坛暨数智教育实践创新联盟启动会在武汉召开，会上发布了《武汉大学数智教育丛书》的重要成果，其中包括从数智教育评价的理论到数智教育评价体系的设计的《武汉大学人工智能素养评价指南》[42]作为能力评估工具，为人工智能素养教育工具性内容开发与应用添砖加瓦。

5 结语

以人为本的人工智能素养教育，一是体现在以教师、学生、政策制定者、教育实施者等教育者与被教育者为参与人工智能素养教育的核心主体；二是AI工具在教育过程中的使用应该是由“人”主导的，应强调教师和学生使用工具的自主性；三是应该坚持以人为核心的人工智能态度、知识、思维、能力、伦理等能力培养，推动人工智能素养教育以人为根本发展动力。UNESCO一直坚持以人为本、人人平等的核心理念，追求全人类的公共利益的发展，AI CFT与AI CFS的内容设计同样也坚持了这一思想。
人工智能为教育的发展提供了无数种可能性，当下生成式人工智能的持续进化对教育的未来提出了诸多新问题[43]——学生的学习能力应该怎样被重新评估？教师在教育中扮演的角色会产生哪些变化？教育体系应该培育哪些新的技能与观点？教育领域的参与者需要从各个维度对教育体系进行重新思考，以更好地利用新的生产工具，为人类福祉发展作出有益贡献，建设一个更加繁荣、公平与包容的未来世界。

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