新时代中小学生人工智能素养评价与培养策略研究-开题报告

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新时代中小学生人工智能素养评价与培养策略研究开题报告摘要本课题以中小学生人工智能素养为研究对象，针对当前“评价缺工具、培养缺针对”的现实问题，以《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》为依据，以核心素养评价理念、布鲁姆教育目标分类学与维果茨基最近发展区理论为分析框架，综合运用文献研究、调查与测量、行动研究、案例研究四种方法，在云台市云溪县16所样本校开展现状调研，在8所实验校实施两轮实践检验。研究任务是：界定中小学生人工智能素养的内涵与四维结构，开发《中小学生人工智能素养测评量表》及课堂表现性评价量表、伦理情境判断测验三套工具并完成信效度检验，基于大样本数据刻画学情画像，形成小学“感知体验·兴趣启蒙”与初中“概念理解·项目创造”两套分层培养策略及配套活动资源包。预期形成调研报告、评价工具、学情画像报告、分层培养策略文本、资源包、案例集与研究总报告等成果，为县域中小学提供可用的评价工具与培养路径。关键词：中小学生；人工智能素养；素养评价；评价工具；分层培养策略一、课题基本情况项目内容课题名称新时代中小学生人工智能素养评价与培养策略研究课题类别一般资助课题学科分类基础教育研究类型应用研究是否参照选题指南√是（选题指南编号16）课题负责人滕雅琳负责人所在单位云台市云溪县教育科学研究所联系电子邮箱：yxxjks@163.com课题组主要成员潘雅琳、梅玉兰、费志远、梅建华、宋丽娟、姚永强、莫立新、庞云飞研究周期2027年1月—2028年12月预期成果形式研究报告、调研报告、评价工具（量表）、策略文本、资源包、案例集、论文二、研究背景与问题提出（一）政策背景与实践背景教育部《关于加强中小学人工智能教育的通知》明确要求构建系统化的人工智能课程与教学体系，加强师资建设，并提出对人工智能教育成效进行监测与评价；《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》把中小学人工智能教育的目标确定为培养适应智能社会的基本素养，强调教学应体现体验、理解与创造的结合；《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》将信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任确立为课程核心素养，人工智能内容成为其中的重要组成部分。这些文件共同指向一个现实要求：人工智能教育既要“教得起来”，也要“评得清楚”，还要“因人施策”。本课题组所在区域的教育现实使这一要求更为迫切。云溪县义务教育阶段学校68所，在校学生41260人，2026年已有41所学校开设人工智能相关课程或活动，但课程内容与实施方式差异较大，学校对学生素养水平的判断普遍缺少依据。小学与初中普遍使用相近的教学内容，智能语音、图像识别等体验活动在四、五年级与七、八年级反复出现，学段之间既没有明确的进阶，也没有可比的测评结果；评价多依赖作品展示与竞赛获奖，能够反映全体学生发展状况的证据不足。评价与培养这两个环节的薄弱，使人工智能教育的投入难以转化为学生素养的稳定提升。教师层面的反映也很直接：多数教师认同人工智能教育的重要性，却普遍表示“不知道学生到底学得怎么样”“不知道对不同基础的孩子该给什么任务”，教学改进因此缺少抓手。这既是本课题的现实起点，也是研究的价值所在。（二）现实问题一是评价工具缺位。多数学校以作品、活动纪实和获奖情况代替素养测评，这类证据利于呈现少数学生的突出表现，却无法刻画全体学生的发展状况，也无法支撑学段之间的比较；少数学校尝试使用网络问卷自评，题目偏重知识识记，对“应用与创造”“伦理与安全”覆盖不足，测评结果难以指导教学。二是学情把握不准。教师对学生人工智能素养的判断多凭总体印象，既不清楚班级整体在四个维度上的强弱分布，也不了解学生之间的起点差异，课堂任务往往“一刀切”，兴趣浓、基础弱的学生得不到基础性支持，基础好的学生缺少创造与深化机会。三是培养策略笼统。小学与初中缺少与学段特点、学情类型相匹配的培养设计，“小学做活动、初中也做活动”的现象普遍；已有的培养经验多为单点尝试，缺少可复制、可分层调整的策略文本与配套资源。四是评价与培养脱节。即便学校开展过零星测评，也往往止于得到一个分数或一份报告，测评结果没有转化为教学调整的依据，评价的改进功能未能发挥。（三）拟解决的关键问题中小学生人工智能素养的内涵与结构如何界定。这是整个研究的逻辑起点。若不能明确素养由哪些维度构成、各维度在不同学段的内涵与表现有何差异，评价工具与培养策略都将失去立论依据。如何开发适合中小学现场使用、又符合测量学要求的评价工具。既要超越单纯知识测验的片面，覆盖“应用与创造”“伦理与安全”等表现性维度，又不能显著增加师生负担，需要在科学性与可行性之间取得平衡，并处理好自评、观察与情境测验的分工配合。如何基于测评与画像结果形成小学与初中相区别的分层培养策略。这是研究的落点。评价的价值在于改进培养，需要回答“评了之后怎么教”，使分层培养既有学段差异，又能针对不同学情类型作出调整。三、研究目标与研究内容（一）研究目标总目标：立足中小学生人工智能素养的真实发展状况，界定其内涵与四维结构，开发一套符合测量学要求且便于现场使用的测评工具，在此基础上刻画学生学情画像，形成小学与初中相区别、并针对不同学情类型的分层培养策略，推动县域中小学人工智能素养培养由经验判断走向循证改进。具体目标：内涵与维度目标：界定中小学生人工智能素养的内涵，明确其与信息素养、数字素养的区别与联系，形成“人工智能意识与兴趣、人工智能知识与理解、人工智能应用与创造、人工智能伦理与安全”四维结构及各学段的表现描述。工具开发目标：编制《中小学生人工智能素养测评量表》，开发课堂表现性评价量表与伦理情境判断测验，完成预调研修订与正式施测的信效度检验，形成三套工具及使用手册。现状与画像目标：完成县域现状调查，掌握学生素养的总体水平、学段差异与维度间不平衡，运用聚类分析刻画四类学情画像及其成因，形成调研报告与画像报告。培养策略目标：形成小学“感知体验·兴趣启蒙”与初中“概念理解·项目创造”两套分层培养策略及配套活动资源包，并通过两轮行动研究检验其可行性与有效性。（二）研究内容内容一：中小学生人工智能素养的内涵框架与评价维度研究。通过文献研究与概念比较，梳理人工智能素养、信息素养、数字素养等概念的关系，界定中小学生人工智能素养的内涵边界；结合《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》与课程标准，初步提出评价维度与指标池；经两轮共15位专家咨询，筛选与修订指标，形成四维结构与学段表现描述。产出内涵界定文本与评价维度指标体系。内容二：学生人工智能素养测评工具的开发与信效度检验研究。依据评价维度编制《中小学生人工智能素养测评量表》，设计课堂表现性评价量表与伦理情境判断测验，形成“自评量表＋教师观察＋情境判断”三源互补的工具组合；先在2所学校开展预调研，依据项目分析与信效度结果修订题目，再完成正式施测与检验。产出三套工具、信效度检验报告与使用手册。内容三：学生人工智能素养现状调查与学情画像研究。以16所样本校为对象，采用问卷、课堂观察与作品分析相结合的方式采集数据，分析素养的总体水平、学段差异、城乡差异与维度间不平衡；以四维度得分及差值特征为聚类变量，运用聚类分析刻画学情类型，形成四类画像及其培养着力点，并请一线教师对画像的可识别性作评。产出县域调研报告与学情画像报告。内容四：基于画像的分层培养策略及其实践检验研究。围绕小学与初中的学段特点与四类学情画像，分别设计培养策略与活动资源包：小学以感知体验与兴趣启蒙为主线，初中以概念理解与项目创造为主线，并对每类画像给出适配建议。在8所实验校实施两轮“计划—行动—观察—反思”行动研究，以测评工具前后测、课堂观察与个案追踪交叉验证效果。产出分层培养策略文本、活动资源包与效果分析报告。（三）研究重点与难点研究重点：中小学生人工智能素养四维结构的界定与学段表现描述，尤其是“应用与创造”“伦理与安全”两个不易测量的维度的指标化。量表、课堂表现性评价量表与伦理情境判断测验三套工具的分工配合与信效度检验，形成一套便于现场使用、又能多源互证的工具体系。基于学情画像的分层培养策略设计，把“评价结论”转化为“教学安排”。研究难点及应对思路：难点一：素养的“不可直接观测”问题。应用与创造、伦理与安全难以通过纸笔测验直接测量，单靠自评又易出现高估。应对：采用三源互补设计，自评量表反映主观状态，课堂表现性评价量表以行为锚定描述记录真实任务中的表现，情境判断测验考查伦理判断的理由合理性；结果解释以三源相互参照，不单独依据某一来源下结论。难点二：分层与标签化的矛盾。按学情分层可能给学生贴标签，引发抵触并影响低分学生信心。应对：分层采用“流动分组、定期重划”的方式，不固定名单、不公开分数；培养中坚持“补基础而不降温、促创造而不加压”的原则，对低分组以短小、易成功的活动重建信心。难点三：评价与教师负担的平衡。工具若使用过频、记录过多，将挤占教学时间并难以为继。应对：控制项目数量与使用频次，量表每学期施测不超过两次，课堂观察表压缩至16项并采取“重点课例详评、常态课简评”；测评结果不排名、不入档、不与教师考核挂钩，降低使用顾虑。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“人工智能素养”“中小学人工智能教育”“素养测评”“信息科技课程”“教育评价改革”等，时间跨度2019年1月至2026年6月。操作设计分三轮：首轮检索中文核心期刊文献并建立编码库；次轮检索政策文本与课程标准，梳理政策要求；第三轮围绕核心概念作概念史与内涵比较。预计纳入有效文献130篇（部）以上，用于概念界定与工具维度确定。2.调查与测量法。自编学生问卷、教师问卷与半结构化访谈提纲，编制测评量表。初拟量表为4个维度、44个题目，先在2所学校预调研（发放约180份），依据项目分析与信效度结果修订；正式施测覆盖16所样本校，计划样本2500—2700份，有效回收率目标不低于90%；教师问卷样本约380份。访谈采取半结构化形式，每校访谈教师、管理者与学生代表，计划累计60人以上。数据分析使用SPSS26.0与AMOS24.0，进行信效度检验、差异检验与聚类分析。3.行动研究法。在8所实验校（小学4所、初中4所）以“计划—行动—观察—反思”多轮循环推进分层培养策略落地，研究者与实践者协同参与。操作设计：第一轮（2027年12月—2028年4月）聚焦分层培养策略的可行性与工具嵌入教学；第二轮（2028年5月—8月）聚焦工具运用深化与策略按画像调整。每轮保留计划文本、实施记录、观察记录与反思纪要四类过程材料。4.案例研究法。选取办学条件与学生基础不同的4所学校作深度个案，配套追踪12名学生个案，收集过程性材料、学生作品与师生反馈，解析策略实施的条件、过程与成效差异，为策略的适切性判断提供质性证据。（二）技术路线本研究按照“概念界定—工具开发—现状画像—策略建构—实践检验—成果提炼”的逻辑主线闭环推进。第一层，概念界定。通过文献研究与专家咨询界定中小学生人工智能素养的内涵，确定四维结构与学段表现，为工具开发与策略设计确立构念基础。第二层，工具开发。依据四维结构编制量表，配套开发课堂表现性评价量表与伦理情境判断测验，经预调研修订与正式施测完成信效度检验，形成三源互补的工具体系。第三层，现状画像。以工具为依托开展大样本调查，掌握学生素养的总体现状与差异特征，运用聚类分析形成四类学情画像，明确各类画像的培养着力点。第四层，策略建构。依据画像结果与学段特点，形成小学、初中两套分层培养策略及配套活动资源包，将评价结论转化为教学安排。第五层，实践检验。在8所实验校实施两轮行动研究，以前后测、课堂观察与个案追踪交叉验证策略效果，边实施边修订。第六层，成果提炼。汇总过程材料与实证数据，提炼评价工具、画像方法与分层培养策略，形成研究报告并推动成果应用。上述六层中，“概念界定”支撑“工具开发”，“工具开发”支撑“现状画像”，“现状画像”又决定“策略建构”的重点，而“实践检验”的反思结果反哺工具与策略的二次修订，各层与研究内容、研究目标保持对应呼应。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：调研结论直接决定工具修订与画像刻画，画像结果为策略建构提供依据，行动研究的反思结果反哺工具与策略的持续修订。每一阶段均设置明确的完成标志与责任人，阶段结束时形成工作小结并核对数据，作为下一阶段推进的起点，避免研究与日常教学相互脱节。（二）分阶段任务分解研究按五个阶段推进，各阶段的主要任务、完成标志与责任人安排如下表。时间段主要任务完成标志责任人2027年1月—3月（准备与设计）组建课题组并明确分工，建立课题档案与例会制度；完成文献综述与四维结构、指标池初稿；编制量表与访谈提纲初稿；组织专家咨询与预调研并据信效度结果修订工具；完成开题论证课题组分工表、文献综述、指标体系初稿、工具修订稿、预调研报告、开题报告定稿滕雅琳、潘雅琳、宋丽娟、庞云飞2027年4月—7月（现状调研与诊断）确定16所样本校并下发施测方案；完成量表信效度检验与正式问卷调查；开展半结构化访谈、课堂观察与作品收集；完成数据整理、差异分析与聚类分析，刻画四类学情画像样本校名单、信效度检验报告、有效问卷2386份、访谈实录64份、课堂观察96节、调研报告与画像报告滕雅琳、费志远、梅玉兰、梅建华、姚永强、宋丽娟、潘雅琳、庞云飞2027年8月—11月（方案建构与工具开发）依据画像结果确定分层维度与培养着力点；设计小学“感知体验·兴趣启蒙”活动模块与初中“概念理解·项目创造”项目模块；确定8所实验校；编写工具使用手册并完成三套工具定型分层培养策略框架、小学4模块活动稿、初中4模块项目稿、实验校名单、工具使用手册第三稿滕雅琳、梅玉兰、莫立新、梅建华、费志远、姚永强、庞云飞2027年12月—2028年8月（实践检验）完成实验校启动与教师培训、前测采集；第一轮推进流动分层、随堂表现性评价与素养成长记录并反思修订；第二轮按周期施测三套工具、按画像深化策略；完成后测采集与效果初步分析、工具与策略第二次修订培训记录、两轮实施方案与反思纪要、前后测数据、效果分析报告、工具与策略定稿滕雅琳、梅玉兰、姚永强、宋丽娟、潘雅琳、莫立新、费志远、梅建华、庞云飞2028年9月—12月（总结提炼）完成前后测统计分析与分层面成效分析；撰写研究总报告；编撰案例集与资源包；论文投稿并开展成果推广；汇总结题材料、申请结题鉴定研究成效分析报告、研究总报告定稿、案例集与资源包定稿、投稿与推广记录、结题材料全套滕雅琳及全体成员六、预期成果与人员分工（一）预期成果序号成果名称成果形式负责人完成时间1中小学生人工智能素养现状调研报告调研报告潘雅琳2027年7月2中小学生人工智能素养内涵与四维结构研究报告研究报告滕雅琳2027年8月3《中小学生人工智能素养测评量表》及课堂表现性评价量表、伦理情境判断测验评价工具滕雅琳2027年11月4学生人工智能素养学情画像方法与四类画像报告研究报告潘雅琳2028年6月5小学与初中分层培养策略文本及活动资源包策略文本／资源包莫立新2028年8月6人工智能素养评价与分层培养实践典型案例集案例集宋丽娟2028年10月7新时代中小学生人工智能素养评价与培养策略研究总报告研究报告滕雅琳2028年12月8学术论文2—3篇论文滕雅琳及成员2028年12月（二）人员分工姓名职称研究专长承担工作滕雅琳高级教师教育测量与评价课题总体设计、工具审定、现状调研报告与研究总报告撰写、进度统筹潘雅琳一级教师教育测量与评价量表编制与信效度分析、学情画像刻画、前后测数据管理梅玉兰高级教师小学教育与学生评价小学段实践实施、小学活动模块设计、低段学生个案追踪费志远高级教师信息技术与人工智能教育信息技术支持、初中项目模块设计、工具施测平台搭建梅建华高级教师计算机科学与技术课堂表现性评价量表开发、观察员一致性培训、初中段实践宋丽娟一级教师心理健康与教育评价伦理情境判断测验编制、访谈实施、伦理与安全维度研究姚永强一级教师初中信息技术教学初中段实践实施、课例开发、课堂观察记录莫立新高级教师课程与教学分层培养策略文本编写、活动资源包建设、典型案例采集庞云飞二级教师教育技术数据整理与统计分析、工具信效度检验、课题档案与材料管理七、研究保障条件（一）组织保障课题组由教育测量与评价、信息技术、课程与教学、心理健康教育等方向人员构成，包含县域教科研机构研究人员与一线教师，职称与年龄梯度合理，专业背景与承担任务相互匹配。课题负责人长期从事教育测量与评价研究，熟悉工具编制与数据分析流程，具备较强的组织协调与研究设计能力，能够统筹课题推进与县域实践的结合。研究纳入主持人所在单位年度工作计划，并商请8所实验校指定专人对接，形成“研究机构＋实验学校”的协作机制。（二）条件保障实践场域方面，主持人所在单位为县域教科研机构，与全县中小学建立了稳定的教研协作关系，可稳定进入研究现场，具备开展大样本调查、课堂观察与行动研究试点的条件。资料与数据方面，可获得县域学校课程实施、教师配备与学生基本情况等一手材料，可依托中国知网等数据库开展文献检索，并可借助区域教研网络获取不同学段、不同条件学校的比较样本。技术与指导方面，可依托县域教育信息化平台完成问卷发放与数据回收，聘请高校教育测量方向学者与县教师发展中心教科研人员，在工具编制、信效度检验与成果提炼等关键环节提供指导。经费保障方面，课题为一般资助课题，研究经费按规定用于资料购置、数据采集、工具印制与成果推广，主持人所在单位在场地、设备与人员时间上给予配套支持，确保研究按计划推进。（三）制度保障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，重要节点召开专题论证；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，测评数据按规定脱敏保存，仅用于研究与教学改进，不作学生评比与学校排名；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；四是质量审读制度，工具编制、数据分析与报告撰写关键环节实行双人复核，确保数据前后一致、结论有证据支撑。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.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.教育部.教师数字素养[S].2022.国家互联网信息办公室，等.生成式人工智能服务管理暂行办法[Z].2023.祝智庭，韩中美，黄昌勤.人工智能素养：内涵、框架与培养路径[J].电化教育研究，2023，44（11）：5-13.杨现民，李新，晋欣泉.中小学生人工智能素养的内涵要素与评价框架[J].现代教育技术，2024，34（3）：17-25.李政涛，罗艺.人工智能时代学生核心素养的内涵重构[J].中国电化教育，2024（5）：1-8.郑旭东，胡小明.面向核心素养的表现性评价设计研究[J].中国远程教育，2023（8）：45-53.王佑镁，柳晨晨，宛平.面向智能时代的中小学生人工智能素养测评研究[J].开放教育研究，2024，30（2）：88-97.顾小清，胡艺龄.教育人工智能的伦理风险及其教育应对[J].中国教育学刊，2023（6）：32-38.张进宝，姬凌岩.中小学信息科技课程中人工智能内容的设计与实施[J].课程·教材·教法，2024，