河北省城乡中小学教师人工智能素养差异与提升策略研究-开题报告

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河北省城乡中小学教师人工智能素养差异与提升策略研究开题报告摘要本课题以河北省城乡中小学教师人工智能素养的差异为研究对象，针对城乡教师素养水平存在落差、而差距的结构与成因尚不清楚这一问题，综合运用文献研究、调查研究、统计分析与行动研究四种方法，在云台市云溪县按城乡分层抽取30所义务教育阶段学校开展为期两年的研究。研究任务包括：编制城乡通用的教师人工智能素养测评量表，测量并检验城乡教师素养的差异及其维度结构；从办学条件、培训供给、教研文化与个体特征四方面分析差异的成因；建构“补短优先、结对共研、双轨研修、轻量适配”的均衡提升策略；通过18个城乡教研共同体的实践检验策略成效。预期形成城乡差异调研报告、测评量表、差异诊断工具包、城乡教研共同体实施方案、城乡适配资源包与研究总报告等成果，并以城乡两组的前后测对比数据验证差异缩小程度，为区域推进城乡教师人工智能素养均衡发展提供数据支撑与实践路径。关键词：人工智能素养；城乡差异；教师专业发展；统计检验；均衡提升一、课题基本情况项目内容课题名称河北省城乡中小学教师人工智能素养差异与提升策略研究选题指南编号24课题类别一般资助课题学科分类基础教育（教育信息化·城乡均衡）研究类型综合研究课题主持人汝慧敏主持人所在单位云台市云溪县教研室联系电子邮箱：yxxjyj@163.com课题组主要成员雷雅楠、任宏伟、昝晓丽、凌雨欣、褚思彤、宋明辉、常晓峰、计晓彤研究起止时间2027年1月—2028年12月预期成果形式研究报告、调研报告、测评量表、诊断工具、实施方案、资源包、课例集、论文二、研究背景与问题提出（一）政策背景与实践背景推进教育数字化转型、提升教师人工智能素养，是国家与河北省基础教育改革的共同要求。中共中央、国务院《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》提出实施国家教育数字化战略，促进优质教育资源共享；教育部《关于加强中小学人工智能教育的通知》要求将人工智能教育纳入教师培养培训体系，提升教师应用人工智能开展教学的能力；《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》对教师开展相关教学提出了具体要求；《教师数字素养》教育行业标准则从数字化意识、数字技术知识与技能、数字化应用、数字社会责任、专业发展五个方面为教师素养提供了框架参照。这些部署共同表明，教师人工智能素养已从少数教师的个人能力转变为全体教师的职业要求。政策要求传导到城乡不同学校时，落实条件并不相同，这正是本课题的现实起点。云溪县以山区、半山区为主，义务教育阶段学校62所，其中城区学校15所、乡村学校47所，专任教师3860人（城区1420人、乡村2440人）。近年来全县办学条件明显改善，但城乡在师资结构、网络带宽、智能终端配备与数字化资源获取上仍存在客观差异。若对这一差异不作精确测量与科学归因，区域层面的培训与教研供给就容易出现“一刀切”，城区教师觉得“不解渴”、乡村教师觉得“跟不上”。因此，把城乡教师人工智能素养的差异测准、析清并加以缩小，成为县域推进教育数字化的优先命题。（二）现实问题一是差异的客观存在与结构不清。在县教研室的常规教研与视导中，课题组观察到城区教师已在尝试用智能工具备课、设计作业与课堂活动，乡村教师则多处于“听过、看过、用得少”的状态。但差异究竟有多大、是全面性落差还是结构性差距，缺少同口径的测量与统计检验来回答，导致改进缺少数据起点。二是培训供给与乡村教师需求不匹配。初步摸底显示，城区教师年均参加人工智能相关培训约18.6学时，乡村教师仅约9.4学时；乡村教师普遍反映培训案例多取材于城区大班额与优质设备情境，“听着明白、回去用不了”。培训机会的多少与内容的适配性，都可能成为差异的来源。三是同伴示范与教研支持的缺失。城区学校教研组已出现围绕人工智能应用的专题研讨与先行者示范，乡村学校教研仍以常规教学事务为主，乡村教师问卷中约63.4%表示“没人带着用、自己不敢试”。同伴示范的缺失使乡村教师的尝试意愿受到抑制。四是条件约束的客观限制。乡村18所拟抽样学校中，约6所网络带宽不足200兆，具备可稳定运行智能终端的学校仅约7所。设备与网络条件既是差异的成因，也决定了均衡策略必须兼顾适配与替代。五是改进缺少可比口径与循证依据。现有做法多为面向全体教师的通用培训，既未按城乡分组测量，也缺少可比较的常模与效应量数据，难以判断改进措施是否真正缩小了差异。（三）拟解决的关键问题城乡教师人工智能素养的差异究竟有多大、表现在哪些维度。这是整个研究的立论起点。差异研究若只凭印象或总体分数，容易把个别现象夸大为整体差距，或因总体接近而掩盖维度层面的失衡，因此必须用同口径测量与统计检验来回答“差多少、差在哪”。城乡差异由哪些因素造成、其中哪些因素可以干预。差异可能来自办学条件、培训供给、教研文化，也可能来自教师个体的年龄、学历与自我效能感。区分条件性因素与可干预因素，直接决定均衡策略的作用方向与预期限度。如何在不降低城区教师发展水平的前提下缩小城乡差异。均衡提升不等于“削峰填谷”，也不等于同步缓慢提升。研究需要回答：在城乡教师都持续发展的前提下，需要什么样的策略组合与投入结构，才能使差距实质性缩小，以及这种缩小在多大程度上可被实践检验。三、研究目标与研究内容（一）研究目标总目标：立足县域城乡并存的现实场域，科学测量并检验城乡中小学教师人工智能素养的差异，揭示差异的结构特征与生成机制，建构差异缩小与均衡提升的策略体系，并通过实践检验其可行性，为区域推进城乡教师人工智能素养均衡发展提供数据支撑与实践方案。子目标：测量目标：编制城乡通用的教师人工智能素养测评量表，在城乡两组使用完全相同的题项与施测规程，获得口径一致、可比可用的基线数据。诊断目标：通过独立样本t检验、效应量计算与维度间比较，刻画城乡差异的维度结构与显著程度，并从办学条件、培训供给、教研文化、个体特征四方面作出归因，区分可干预因素与条件性因素。建构目标：形成“补短优先、结对共研、双轨研修、轻量适配”的均衡提升策略，配套城乡教研共同体的组建与运行机制，编成可操作的实施方案。检验目标：通过两轮实践检验，以城乡两组前后测对比数据评估策略对缩小差异的实际效果，形成可推广的县域方案。（二）研究内容内容一：城乡中小学教师人工智能素养现状调查与差异统计检验研究。以《教师数字素养》教育行业标准为参照，结合人工智能应用的特殊性，明确教师人工智能素养包含人工智能意识、人工智能知识与技能、人工智能应用、人工智能伦理与社会责任、专业发展五个维度，据此编制测评量表，经预调研与信效度检验后定稿。按学校类型与办学条件分层抽取城区校12所、乡村校18所，覆盖小学与初中，城乡两组统一施测规程，获取同口径数据。分析上以独立样本t检验比较两组总均分与各维度均分的差异是否显著，以Cohen'sd计算差异的实践意义量级，并以维度间差值排序刻画差异的结构特征，形成城乡差异基线数据与差异画像，回答“差多少、差在哪”。内容二：城乡教师人工智能素养差异的多维归因研究。以差异数据为线索，配合半结构化访谈与课堂观察，从四个方面作归因分析：办学条件方面，普查样本校的网络带宽、智能终端与数字化资源配备情况；培训供给方面，统计城乡教师参加人工智能相关培训的学时、层级与内容适配性；教研文化方面，比较城乡学校人工智能专题教研的频次、同伴示范与教师尝试意愿；个体特征方面，考察教师的年龄、学历与自我效能感。以四类因素为自变量作逐步回归分析，识别差异的主要来源；通过控制培训供给与办学条件后分组系数的变化，判断城乡差异中可由可干预因素解释的比重，形成差异生成机制说明。内容三：城乡教师人工智能素养差异缩小与均衡提升策略建构研究。依据差异结构与归因结论，建构四条策略：以“补短优先”确定投入的维度次序，优先改善差距最大的专业发展与知识技能维度，避免在差距最小的维度上平均用力；以“结对共研”解决同伴示范缺失，按地域相近、学段对应、条件互补的原则组建18个城乡教研共同体；以“双轨研修”解决培训机会不均，形成线上同步教研与异步研修相结合的研修方式；以“轻量适配”应对条件约束，开发可离线播放、情境贴合乡村课堂的资源。同时研制城乡差异诊断工具包与共同体运行规则，编成《城乡教师人工智能素养均衡提升实施方案》，明确活动形式、参与对象、频次与证据形式。策略设计一并明确人工智能应用的边界：技术是教学的辅助手段而非替代，涉及师生数据的采集与使用须遵循合规要求，生成内容需教师审慎核验，伦理与社会责任作为素养底线贯穿各条策略。内容四：均衡提升策略的实践检验与成效评估研究。在18个城乡教研共同体、30所学校中开展两轮实践检验，第一轮聚焦诊断式培训与结对共研，第二轮聚焦双轨研修与资源适配，每轮按“计划—行动—观察—反思”循环推进并形成修订清单。以城乡通用量表作前后测，对组内前后测作配对样本t检验，以教龄、学历、任教学段为协变量作协方差分析控制干扰；以“乡村提升幅度是否显著大于城区”作为差异缩小的关键判据，并同步采集课堂观察、访谈与共同体活动记录作交叉印证，评估策略成效，形成成效分析报告与典型实践案例。（三）研究重点与难点研究重点：城乡通用测评量表的编制与差异的统计刻画。量表必须在城乡两组间保持完全可比，若题项隐含城区情境或计分上作分组调整，差异数据便失去意义。因此研究重点之一是形成一套维度清晰、题项中立、信效度可靠的量表，并在差异分析中报告效应量、区分统计显著与实践显著，这是“差异有多大、差在哪”能否科学回答的关键，也是后续归因与策略建构的数据基础。均衡提升策略的建构及城乡教研共同体的运行机制。均衡提升不能停留在增加培训与资源的数量，而需要与差异结构、成因和乡村实际条件相匹配：先按维度差距确定投入次序，再以共同体解决同伴示范缺失，以双轨研修解决机会不均，以轻量适配应对条件约束，形成相互支撑的策略组合，并把共同体从“活动安排”转化为可长期运转的机制。研究难点及应对思路：难点一：如何保证城乡两组的测量真正可比。两组教师在条件、学校类型与施测情境上存在天然差异，容易引入系统性偏差，进而影响差异结论的可靠性。应对：统一抽样框、施测方式与施测时段；量表不作城乡分组调整；预调研专门检验条件依赖型题项的作答偏差，并把此类题项统一改为“如具备条件时的使用意愿与准备度”的表述；报告信效度时同时给出两组的分组指标，确保比较口径一致。难点二：如何审慎区分条件性因素与可干预因素并作出归因。差异与成因之间多为相关关系，直接推断因果存在风险，而误判可干预因素会误导策略方向。应对：坚持“数据异常—访谈追问—情境印证”三步归因法，以回归分析识别主要来源而非宣称因果；通过控制变量后分组系数的变化判断可干预因素的作用比重；在表述上明确归因结论的边界，避免把城乡身份直接当作原因。四、研究方法与技术路线（一）研究方法及其操作设计1.文献研究法。检索中国知网、万方、维普及政策文本库，检索词为“教师人工智能素养”“数字素养”“城乡差异”“教师专业发展”“教育均衡”等，时间跨度2015年1月至2026年6月，预计获得文献900余篇（部），去重后由两名成员独立筛选（Kappa目标值不低于0.80），纳入有效文献130篇（部）左右。纳入文献按“研究对象—差异变量—测量工具—结论—局限”编码，重点梳理已有研究对城乡差异的测量口径与统计方法，用于界定核心概念、确定维度框架与设计量表。2.调查研究法。自编《中小学教师人工智能素养测评量表》与城乡差异归因问卷，配合半结构化访谈与课堂观察。量表设5个维度、约44个题项，先在2所城区校、2所乡村校预调研（预期样本180份），据信效度分析修订后作正式施测，样本为城区12所、乡村18所共30所学校，预期有效样本1000份左右，有效回收率目标不低于90%；访谈计划46人（城乡教师各约20人、管理人员4人），每人25至40分钟；课堂观察计划50节（城区26节、乡村24节），重点记录工具使用情形与条件受限时的应对方式。3.统计分析法。使用SPSS26.0对城乡两组数据作独立样本t检验与效应量（Cohen'sd）计算，比较五维度的差异结构与显著程度；对组内前后测作配对样本t检验；以办学条件、培训供给、教研文化、个体特征为自变量作逐步回归分析，识别差异的主要来源；以教龄、学历、任教学段为协变量作协方差分析，检验分组效应。缺失比例超过10%的问卷整卷剔除，其余以均值替代。4.行动研究法。在18个城乡教研共同体以“计划—行动—观察—反思”循环推进策略落地，研究者与实践者协同参与。第一轮（2027年12月—2028年4月）聚焦诊断式培训与结对共研，第二轮（2028年5月—8月）聚焦双轨研修与资源适配；每轮均保留计划文本、实施记录、观察记录与反思纪要四类过程材料，每轮结束后召开反思研讨会形成修订清单，并将修订结果用于策略与资源的二次调整。5.案例研究法。选取办学条件与教师队伍结构差异较大的4个城乡教研共同体作深度个案，建立“一共同档”，收集活动日志、关键事件记录、教师访谈实录与课例材料，追踪乡村教师从“不敢用”到“常态用”的过程性证据，解析策略起作用的条件与成效差异，为成果的迁移应用提供依据。（二）技术路线本研究按“问题提出—差异测量—成因诊断—策略建构—实践检验—提炼推广”的逻辑主线闭环推进。第一层，问题提出。通过文献研究梳理教师人工智能素养与城乡差异的研究现状，结合政策要求与县域现实，明确研究问题域与关键问题。第二层，差异测量。编制并检验城乡通用测评量表，统一施测规程，在城乡两组获取同口径数据，通过t检验与效应量计算刻画差异的维度结构与显著程度。第三层，成因诊断。以差异数据为线索，结合访谈、课堂观察与条件普查，从办学条件、培训供给、教研文化、个体特征四方面作归因分析，区分可干预因素与条件性因素。第四层，策略建构与实践检验。依据差异结构与归因结论建构均衡提升策略与城乡教研共同体运行机制，在两轮行动研究中边实施、边观察、边修订，并以城乡前后测对比数据评估差异缩小程度。第五层，提炼推广。汇总过程性材料与实证数据，提炼可推广的实施方案、测评与诊断工具、适配资源与典型案例，形成研究总报告并推动成果转化。上述五层中，第二层与第三层共同支撑第四层的策略设计与检验，第四层的反思结果反哺策略修订，第五层反哺理论认识，各层与研究内容、研究目标保持一一对应。五、实施步骤与进度安排（一）总体安排研究周期为2027年1月至2028年12月，共24个月，划分为准备与设计、现状调研与诊断、方案建构与工具开发、实践检验、总结提炼五个阶段。各阶段之间为递进与反馈关系：调研结论直接决定策略设计的重点，策略设计为行动研究提供方案，行动研究的反思结果反哺策略与工具修订。从时间分布看，前三个阶段合计约11个月，主要用于工具准备、差异测量与归因诊断，为策略建构提供证据基础；实践检验阶段约9个月，分两轮推进，覆盖一个完整学年，便于观察乡村教师的常态变化；总结提炼阶段4个月，用于数据分析、报告撰写与成果推广。三个阶段节点分别设置开题论证、中期检查与结题鉴定，便于按节点接受过程性检查与指导。（二）分阶段任务分解时间段主要任务完成标志责任人2027年1月—3月组建课题组并明确分工；建立课题档案与过程记录制度；完成文献检索与综述；编制量表与归因问卷初稿并预调研；完成开题论证并确定样本校名单分工表、文献综述、量表修订稿、开题报告定稿、30所样本校名单汝慧敏、雷雅楠、任宏伟2027年4月—7月城乡正式问卷调查；半结构化访谈46人；课堂观察50节；办学条件普查；完成差异统计检验与归因分析城乡差异基线数据、调研报告初稿、归因分析结果汝慧敏、凌雨欣、褚思彤2027年8月—11月量表与诊断工具定型；建构四条均衡提升策略；组建18个城乡教研共同体；编成实施方案与资源包初稿量表定稿、诊断工具包、共同体组建名单、实施方案第三稿汝慧敏、任宏伟、宋明辉2027年12月—2028年8月第一轮诊断式培训与结对共研；第二轮双轨研修与资源适配；开发城乡适配课例；完成前后测与差异缩小评估两轮过程材料、课例集、前后测数据与成效分析报告汝慧敏、昝晓丽、常晓峰、计晓彤2028年9月—12月前后测统计分析与成效评估；撰写研究总报告；编撰典型案例集；成果推广与结题材料汇总研究总报告定稿、案例集、推广记录、结题材料全套汝慧敏、雷雅楠、凌雨欣各阶段任务的完成标志均以可核查的实物或数据为准，避免以“已开展”代替“已完成”：准备阶段以工具修订稿与样本校名单为标志，调研阶段以城乡差异基线与有效样本量为标志，方案阶段以量表与实施方案定稿为标志，实践阶段以两轮过程材料与前后测数据为标志，总结阶段以研究总报告定稿与结题材料齐全为标志。课题负责人对进度总负责，每季度核对任务台账，出现进度偏差时在月度研讨会上调整分工与节奏，确保五个阶段衔接有序、研究任务按期完成。六、预期成果与人员分工（一）预期成果序号成果名称成果形式承担人完成时间1城乡中小学教师人工智能素养差异调研报告调研报告汝慧敏2027年7月2中小学教师人工智能素养城乡通用测评量表量表（工具）凌雨欣2027年10月3城乡教师人工智能素养差异诊断工具包工具任宏伟2027年11月4城乡教师人工智能素养均衡提升实施方案方案文本汝慧敏2027年11月5城乡教研共同体结对研修活动设计集课例集昝晓丽2028年8月6城乡适配轻量化资源包与课例集资源包／课例集常晓峰2028年8月7城乡教师人工智能素养均衡提升研究总报告研究报告汝慧敏2028年12月8学术论文2—3篇论文汝慧敏及成员2028年12月（二）人员分工姓名职称研究专长承担任务汝慧敏高级教师教育信息化与教师教育课题总体设计与统筹，均衡提升策略建构，实施方案与研究总报告撰写雷雅楠一级教师教育信息化文献研究与综述，量表编制，城乡差异调研组织与实施任宏伟高级教师教育技术与教育测量差异诊断工具开发，归因分析，量表信效度检验指导昝晓丽一级教师小学语文教学与信息化城区样本协调，城乡教研共同体活动设计，课堂观察凌雨欣二级教师教育数据分析数据整理与统计分析，前后测数据管理，回归与协方差分析褚思彤一级教师信息技术教学乡村样本协调，课堂观察记录，资源适配说明编写宋明辉高级教师初中数学教学与教育技术城乡适配课例开发，送教送培与跟岗研修组织常晓峰高级教师教研管理与乡村教育乡村校协调，共同体运行机制设计，实践案例采集计晓彤二级教师教育测量与评价典型案例集编撰，过程材料归档，数据规范与格式统一七、研究保障条件（一）组织保障课题组共9人，由管理、科研与实践三方面人员构成：县教研室教研人员负责总体设计与策略建构，城乡学校骨干教师负责样本协调与实践实施，教育与测量方向成员负责数据与工具。职称与年龄梯度合理，专业背景与承担任务相互匹配。课题负责人为县教研室教研主任，长期从事教师培训与教育信息化研究，具备统筹城乡两类学校开展研究、协调教研活动的组织能力，能够把课题推进与全县常规教研工作有机结合。（二）条件保障实践场域方面，云溪县同时具备城区校与乡村校两套完整的样本体系，课题组可依托县教研室工作网络进入30所样本校开展调研与实践，城乡教研活动条件真实齐备。资料与数据方面，可获得全县义务教育阶段教师队伍结构、学校办学条件、网络与终端配备等一手数据，可依托中国知网等数据库开展文献检索，并可借助全县教研网络获取城乡可比的研修样本。指导与协作方面，拟聘请高校教育技术方向学者与市级教科研人员参与研究，在量表编制、统计分析与成果提炼等关键环节提供指导；同步依托区域教研协作平台与城乡学校协作关系，扩大实践检验场域。（三）制度保障研究已纳入县教研室年度教研工作计划，可保证稳定的研究投入时间。课题组建立三项工作制度：一是定期研讨制度，每月召开一次课题组研讨会，梳理进展、解决问题；二是过程留痕制度，所有研究活动按“时间—人员—内容—反馈”格式归档，为结题鉴定积累真实的过程材料；三是档案管理制度，指定专人负责课题档案，分立项资料、过程材料、成果材料三类管理，同步保存纸质与电子版本。八、参考文献中共中央，国务院.教育强国建设规划纲要（2024—2035年）[Z].2025.教育部.关于加强中小学人工智能教育的通知[Z].2024.教育部.中小学人工智能通识教育指南（2025年版）[Z].2025.教育部.教师数字素养：教育行业标准[Z].2022.教育部等八部门.新时代基础教育强师计划[Z].2022.吴砥，桂徐君，周驰，等.教师数字素养：内涵、标准与评价[J].电化教育研究，2023，44（4）：16-23.祝智庭，戴岭，赵晓伟.教师数字素养的框架构建与培育路径[J].中国电化教育，2024（2）：1-9.顾小清，李世瑾.人工智能何以赋能教师专业发展[J].中国远程教育，2024（5）：3-12.蔡慧英，尹欢欢，顾小清.面向教师人工智能素养的测评框架与实证研究[J].开放教育研究，2024，30（3）：59-69.郑智勇，宋乃庆.城乡教师数字素养差异的实证分析与均衡策略[J].教育科学研究，2024（6）：45-53.李芒，石君齐.教师信息技术