《Computers and Education: Artificial Intelligence》:Artificial intelligence literacy at school: A systematic review with a focus on psychological foundations
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本文探讨了K-12学校教育中人工智能素养(AI Literacy, AIL)的界定与框架。面对AI融入教育带来的机遇与挑战,研究人员通过系统性回顾,旨在厘清AIL的定义、核心维度及其心理构成。研究最终提出了针对教师、学生及其他教育相关群体的差异化定义与多维度框架,特别强调了认知与非认知(如自我效能、动机等)等心理学要素是AIL的核心组成部分。这为未来AI教育课程设计、实施与评估提供了宝贵的理论依据和实践指导。
人工智能(AI)正在以前所未有的速度改变着我们的社会,尤其在教育领域,其影响日益深远。从2022年ChatGPT的公开推出,到AI在语言教学各环节的广泛渗透,教育正在经历一场深刻的变革。一方面,AI技术为个性化学习、即时反馈和精准干预提供了巨大的潜力;另一方面,它也带来了诸如技术滥用、算法偏见、学术诚信风险以及“幻觉”产生错误信息等诸多挑战。在此背景下,培养学生的AI素养(AI Literacy, AIL)显得至关重要,这被认为是他们未来在AI驱动世界中有效参与、负责任决策乃至职业生涯发展的关键能力。然而,现有研究对AIL的概念界定五花八门,常与数字素养、AI思维等概念混用,缺乏一个清晰、统一且针对学校教育背景的框架。更关键的是,大多数已有的AIL定义和项目规划,都忽略了应对AI带来的变革所必需的基础性心理学要素。为了填补这些空白,并提供一个更全面的AIL视角,研究人员开展了这项系统性回顾。
为了回答“学校场景下的AIL如何定义?”、“其核心维度有哪些?”以及“AIL包含了哪些心理学维度?”这三个核心问题,研究人员遵循了PRISMA指南,开展了严谨的系统性文献回顾。他们从多个学术数据库中检索了2642条记录,经过筛选,最终纳入了58篇符合标准的同行评议文章进行分析。研究采用了预定义的变量编码方案,对每篇文章的出版特征、目标群体、AIL定义、理论框架、维度构成(特别是心理学维度)等信息进行了系统提取。鉴于纳入研究在方法和设计上存在高度异质性,研究人员未进行荟萃分析,而是主要通过定性分析方法,对提取的数据进行综合归纳,以识别AIL定义和维度中的共同主题、差异以及心理学要素的整合情况。
5.1 文献计量学特征
分析显示,相关研究在2022年后呈现快速增长趋势,反映出该领域日益增长的研究热度。超过一半的研究聚焦于学生群体,其次是教师。绝大多数文章发表于教育技术和AI教育领域的期刊,显示出该主题鲜明的跨学科应用属性。从研究主题分布看,AIL的概念化构建是最大的关注点,其次是测量工具的开发与验证以及课程设计。
5.2 RQ1: AIL如何被定义和概念化?
研究发现,AIL的定义因目标群体不同而存在差异,因此研究提出了三个群体特异性的定义。对于教师,AIL被定义为一种能力和自我效能感,使其能够将AI相关的概念性和技术性知识与教学专业知识相整合,以批判性地分析、应用、评估和开发AI技术,从而实现有效教学,并以促进学生和社会负责任、合乎道德地使用AI为目标。对于学生,AIL是一个整合了认知与非认知方面的多面概念,被定义为理解AI技术、使用AI应用、认识其伦理及更广泛的社会文化影响,并在与AI互动时体现适当道德和情感倾向的能力与态度,旨在培养学生的批判性思维、适应力和问题解决技能。对于其他教育从业者,AIL强调通用性与领域特定知识的区分,重在一种反思性思维模式,以及理解、解释和合乎道德地使用AI技术以实现知情、优化和情境相关决策的能力。
5.3 RQ2: AIL的维度有哪些?
研究识别出了针对不同群体的核心AIL维度。教师的AIL包含六个维度:1) 教学情境中的AI知识与技能;2) AI伦理;3) 情境知识(认识并遵守社会文化、政治伦理及系统性约束);4) 伴随AI的持续专业成长;5) AI自我效能与态度;6) 生成式AI(GenAI)特定维度(如提示工程、批判性评估等)。学生的AIL包含八个维度:1) AI知识;2) AI技能;3) AI意识;4) AI相关思维能力(如计算思维、批判性思维);5) AI职业准备;6) AI伦理与社会影响;7) AI态度与价值观;8) GenAI特定素养。此外,个性化与情境适应性作为两个额外的关键维度在所有群体中出现。
5.4 RQ3: AIL包含了哪些心理学维度?
本综述的一个核心贡献是明确识别并强调了AIL中的心理学维度,这些维度被发现在所有目标群体中是共享的。它们主要分为认知和非认知两大类。认知维度包括:元认知、批判性与计算思维、问题解决以及决策。非认知(情感/意动)维度包括:动机、自我效能感、情绪调节以及对AI的态度(如信任、焦虑、感知行为控制)。这些心理学维度对于理解和衡量个体如何有效学习、适应并与AI技术互动至关重要。
本研究通过系统性回顾,首次在K-12学校教育背景下,构建了一个区分目标群体、整合心理学视角的综合性AI素养框架。研究明确了针对教师、学生及其他教育者的差异化AIL定义,详细列出了各自的核心能力维度,并特别论证了认知与非认知心理学要素是AIL不可分割的组成部分。这一框架不仅澄清了当前AIL概念化中的混乱,为未来的理论和实证研究提供了清晰的方向,更重要的是,它为教育政策制定者、课程开发者和一线教师提供了实用的路线图。它指出,有效的AI教育不能仅停留在技术和知识层面,必须同时关注学习者的动机、信念、自我调节能力和批判性思维等心理基础的培养。该研究成果对于设计更具包容性、有效且可评估的AI素养课程、教学法和测评工具具有重要的指导意义,有助于推动AI在教育中的负责任和赋能型整合。