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人工智能技術及其應用的發展歷史雖然只有短短的50余年,但是它作為信息技術的前沿領域,對社會經濟和發展的影響卻越來越大。在基礎教育課程改革的大潮中,許多國家意識到基礎教育領域開展人工智能教育的必要性,努力把人工智能列入技術類教育的教學內容中。作為師范類院校,教授人工智能課是有必要的。?
(1)為部分優秀的學生將來做更深入的研究打堅實的基礎。在面向知識經濟的今天,研究獲取、表示和使用知識的人工智能學科越來越受到人們的重視。目前人工智能研究被列為中國高技術領域的重點之一。以專家系統為代表的智能化系統在信息技術中也占有重要地位。因此在高等教育中開展人工智能教育和智能化系統的研發,不僅是計算機科學的應用,也是促進各學科服務于國民經濟發展的必然趨勢。為使人工智能的理論、方法和技術的研究與應用普及和深入,教育重心必須要下移,即從研究生教育向本科教育普及。開展本科層次人工智能普及教育的有效途徑之一是在本科高年級開設相關選修課。開展人工智能教育,不僅能夠更好地發揮高等院校的育人和科學研究功能,而且能為學生拓寬專業路徑,擴大自主學習空間和發展個性創造條件,同時也為營造一個使學生不僅有寬厚、扎實的理論基礎,且具綜合分析和解決問題能力的環境。?
(2)為將來從教的學生積聚大量的知識。英國早在1999年,人工智能課程已經作為選修課出現在中學的信息與通訊技術(ICT)課程中。許多中小學還通過機器人競賽活動來激發中小學生學習人工智能的興趣,使學生不僅提高了用信息技術解決問題的能力,而且培養了多種思維方式,獲得了更多的創新空間。美國現行的中學信息技術課程設置中,將人工智能的內容作為“媒體與技術”層面對12年級學生的要求。澳大利亞的部分中學開設的信息處理與技術課程,人工智能、信息系統、算法和程序設計、社會和倫理道德、計算機系統分別作為5個主題共同構成了該課程的教學內容。在該課程的大綱中規定,人工智能部分的教學內容在高中第3學期為12年級的學生開設,教學時間為10周。?
在我國,多年以來中學奧林匹克信息學競賽中一直包含有人工智能相關的題目,涉及啟發式搜索、博弈、智能程序設計等問題。2003年4月,我國教育部正式頒布《普通高中技術課程標準(實驗)》,首次在信息技術科目中設立了“人工智能初步”選修模塊,標志著我國高中人工智能課程的正式起步。?
我國的新課程標準頒布后,教育部評審并通過了分別由教育科學出版社、廣東高教出版社、地圖出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材,并開發了相應的教輔材料,包括教師用書和配套光盤等。為了配合中學人工智能課程的實施,國內也推出了一些適合中學生學習與體驗的人工智能軟件和網絡資源。另一方面,一些高校的本科生、研究生也逐步關注中學人工智能教育的開展并將其作為畢業論文的研究選題。一些師范院校適應形勢要求,已為師范生開設了與此相關的選修課程。?
2 人工智能的教育及教學條件現狀?
通過對本人多年的教學過程進行總結,我校的《人工智能》課程教育現狀可總結為如下幾點:?
(1)理論知識充裕。但與實踐相脫節,特別是在智能科學技術的教育教學方面。盡管知識面相當廣泛,而人工智能理論的普及教育以及智能技術的開發與應用仍然十分滯后。?
(2)同其它普通高等院校一樣,在本校,人工智能技術的研究與應用尚未普及,甚至比不上其它院校。這不利于培養學生的科研興趣及創造精神。?
(3)缺乏配套實驗教材,實驗教學內容缺乏,無法培養學生的研究能力和創新能力。只有開設實驗項目,才能使人工智能的相關知識具有研究性和綜合性。?
(4)對中小學智能教育的深度及教學方式、教學特點缺乏研究。做為師范類院校,我認為在對學生進行基礎知識教育的基礎上,要緊抓中小學智能教育的特點對師范類學生進行相關的教育與培訓。?
相對于教育現狀,我校的《人工智能》課程教學條件現狀要稍好一些,其狀態如下:?
(1)教材使用國家級規劃教材,此教材非常系統地介紹了人工智能的基本原理、方法和應用技術,適合本科及研究生使用。在我們的授課過程中,也會適當為學生提供相關的國內其他先進教材,如中南大學蔡自興教授的《人工智能及其應用》等。?
(2)為了促進學生自主學習,我們準備了多種類型的擴充性學習資料,加強學生主動學習的意識,包括:課程相關雜志和書籍目錄,以及部分重要的參考文獻,與人工智能相關的網絡資源如優秀BBS、新聞組、網址等。 它們包括了大量的文獻資料、本領域研究的前沿動態等。 使用表明,學生非常樂于查閱這些資源。 使學生能通過使用這些資源進行一些人工智能程序設計,探討一些問題,在課堂討論中展示他們的收獲。?
(3)校園網的普及與不斷優化使本課程有優良的實踐性教學環境,能充分滿足教學需要。我們擁有較充足的多媒體教室和網絡教室,為實現本課程教學提供了物質保障。在網絡資源建設方面,全校辦公室、教室、學生宿舍和教師宿舍都以寬帶網相連,這些硬件設備對本課程教學發揮了重要作用,使本課程教學質量得以明顯提高。?
3 人工智能教學方法及手段的改革?
針對我們現在所采取的教學方法,我認為存在許多不足,如教學方式比較單一,教學內容偏重理論講解等,為此,提出以下教學方法的改革:?
(1)通過多種途徑激發學生的學習興趣。課程的學習效果,直接受到學生興趣和參與意識的影響。一般來講,《人工智能》作為一門前沿課程,開始學生學習興趣很大,當開始接觸到抽象理論知識及部分算法時,學生往往感到不易接受。 我們通過各種途徑和方法, 激發和培養學生的學習興趣,包括鼓勵學生參與某部分知識的擴充性資料查找,預留一定時間請學生負責對此內容進行講解,布置學生對某個基本成型的實驗進行糾錯及驗證,降低問題解決的難度。學生因此產生興趣從而做更深度研究。?
(2)進行啟發式教學。 我們可以嘗試在教學過程中不斷提出問題請學生思考,啟發學生求解這些問題,鼓勵學生提出自己的猜想和解決方案,然后擺出教材中的解決方案,并與同學所提出的觀點進行分析和比較,這足以加強學生學習的主動意識和參與意識,提高學生學習的積極性。?
(3)課堂辯論與交互式教學。 組織課堂辯論,討論的議題可定位為譬如人工智能是否能超過人類智能等有爭議的問題。學生通過對這些問題展開激烈爭論,激發了學習潛能,明確了學習目標。當然師生間的交流方式還有很多,如郵件互發、QQ留言等,也可在課程網站中的互動平臺進行交流。?
(4)分層次因材施教。 在授課過程中,通過對每個具體學生的學習進度、課堂作業情況進行及時評估,對學生提出進一步的學習建議和指導, 實現個性化的教學。 對優秀學生探討,可以在教學設計和實驗設計中要求其選作部分探索性、創新性的功課和實驗,以發揮學生個性優勢。對于有意于將來從事中小學教育的學生可以在機器人及人工智能技術發展現狀等知識層面對其做問題講解。而那些看似缺乏興趣的學生,我們可以用多媒體手段如播放人工智能相關電影及科學小片引起其興趣,實行逐步引導的教學過程。?
另外,我們可以嘗試雙語教學。 采用中文教材和講授的同時,注重在課程中的關鍵詞同時用英文表示,并適當指定英文參考短文和英文參考書。使學生能夠接觸國外文獻資料,加深對學習內容的理解,獲得更寬廣的知識。我們也可以在教學內容安排上,注重理論聯系實際,將一些人工智能網絡上的虛擬實驗給學生進行課外上網練習,從而使學生了解算法的具體運行過程, 通過參與達到知識的理解,掌握基本方法和技術。?
根據現有的條件,我們在教學中可以采用多媒體教學和網絡課程教學相結合的方法,充分利用多媒體的豐富表現形式,利用網絡課程的交互性、情景化等特點,構筑以學生為主體的《人工智能》課程現代教學模式。 對于抽象知識,可通過動畫和視頻演示,通過聲音和圖像展示人工智能的歷史、人物和前景,做到學生直接而深刻地看到知識的內涵外延。網絡課程能較好地實現交互并使學習過程情景化,通過網絡課程的課堂練習和章節練習,教師可以評價學生的學習情況,并給學生提出學習建議,從而提高學生的研究力和創新力。我們也可以給學生播放中學《人工智能》課程課堂教學錄像,以使學生看到初高中學生的知識范圍及深度;同時給學生播放現有的《人工智能》科學成果,讓學生看到理論背后的實踐;也可以播放科幻片,激發學生想象的翅膀從而有興趣把人工智能作為將來深造的方向。《人工智能》是一門較新的課程,改進教學方法和手段不僅要靠教師,也應增加硬件設備的投入。如果人工智能能采用智能輔助教學系統或機器人輔助教學過程逼真、形象,一目了然,這樣可大大提高學生的學習效率,尤其是提高學生的觀察判斷能力、發現問題和解決問題的能力。?
4 人工智能實踐教學設計的探討?
我們可以在教學過程中,適量開設一些實驗和設計,提高學生的動手能力,并加深他們對理論知識的理解,降低理論的抽象度,提升理論的實用性。在近兩年的教學過程中,我們會適量加入一些人工智能語言的教學過程。例如,在講解了“野人與傳教士過河”等問題后,我們可以讓學生使用Visual Prolog或者C ?++?對算法進行實現;在講解 TSP 問題的遺傳算法解決案例后,指出編碼方案、初始種群大小、進化代數、交叉率變異率等因素對求解結果的影響,并要求學生通過實驗的方式來分析、理解這些問題,并提出“尋找更有利的解決方案”等問題。把學生的興趣激發后,為解決這些問題,學生會在課外主動查閱相關文獻、相互討論以實現他們所設計的方案,這樣既培養了學生善于鉆研和勇于創新的精神又提高了學生的實踐與創新能力。?
參考文獻:?
[1] 熊德蘭,李梅蓮,鄢靖豐.人工智能中實踐教學的探討[J].宿州學院學報,2008(1).?
[2] 何元烈,汪玲.“Visual C ?++?”在“人工智能”教學中的應用與探討[J].廣東工業大學學報:社會科學版,2008(8).?
創客、人工智能、機器人競賽活動”創客現場賽
活動方案
“創客競賽”項目設置、競賽方式、評比指標及有關要求
“創客競賽”是指在電腦輔助下設計和創作,體現多學科綜合應用和創客文化的作品。
(一)項目設置
小學組(四年級及以上):創意智造
中學組:創意智造
(二)競賽方式
采用現場制作的方式。參賽學生在規定時間內按現場公布的主題,通過電腦編程、硬件搭建、造型設計等創作智能實物作品,如趣味電子裝置、互動多媒體、智能機器等。鼓勵學生在智能制造機器人、智能家居、智能穿戴、智能醫療等方向實現創意創新。
(三)競賽流程:
(1)公布命題:專家評委現場公布本次競賽的任務主題和制作要求。
(2)現場創作:參賽學生根據公布的命題,通過團隊分工協作,共同創作完成一件作品。
(3)團隊展示和答辯:參賽學生可以通過多種形式向專家評委和其他參賽學生展示其作品,并回答專家評委提出的問題。
(4)綜合評定:由專家評委綜合現場競賽各個環節表現情況確認獲獎等級。
(三)評比指標
1.思想性、規范性
(1)作品契合主題,內容健康向上
(2)設計方案完備,有作品功能、結構、相關器件使用等內容
(3)制作過程中工具和相關器材使用規范;有詳細的器材清單、作品源代碼注釋規范
(4)各功能實現的有效程度;作品的成品化程度,包括外觀、封裝,及整體的牢固程度、人機交互等界面友好等
2.創新性
(1)功能、結構等具有新意,有一定的實用價值
(2)功能細節實現方法有新意;功能設計能突破原有元器件的應用習慣
3.藝術性
(1)設計具有美感,并能將美學與實用性相結合
(2)作品具有一定想象力和個性表現力,能夠表達作者的設計理念
4.技術性
(1)整體結構設計合理;具有一定的功能性和復雜性
(2)使用相關元器件等實現的硬件功能具有一定的科學性、復雜性,有技術含量
(3)軟件設計功能明確、結構合理、代碼優化、易于調試
5.團隊展示與協作
(1)能夠很好的展現出作品的設計思路、制作過程和功能實現情況
(2)團隊協作分工明確、合理;團隊成員充分參與、協作配合
(四)有關要求
1.競賽報名
以學校為單位統一報名,每校必報1組,最多報3組、每組3人,每組參賽隊伍限報1名指導教師,于2021年8月1日至9月15日登錄(aliwork.com/s/wzck)報名。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。
2.競賽時間
待定
3.競賽地點
待定
4.競賽器材
參照“全國中小學生信息素養提升實踐活動”中創客類所提供的器材,當天比賽器材由參賽隊員自備。
附件二:
“2021年第三屆吳中區中小學
創客、人工智能、機器人競賽活動”人工智能、機器人競賽活動方案
“人工智能競賽”是指中小學生按照比賽命題要求利用相關人工智能設備完成相關任務。
“機器人競賽”是指中小學生按照比賽命題要求搭建、編程,使智能機器人完成相關任務。各類機器人產品均可參加。
(一)項目設置
小學組:
1.輪式機器人綜合技能現場賽
2.人形機器人技能現場賽
3.飛行機器人技能現場賽
4.鋼鐵機甲機器人擂臺賽
5.機器人舞蹈賽
6.機器人競速現場賽(3-5年級)
7.人工智能現場賽(小學)
中學組(初中、高中):
1.輪式機器人綜合技能現場賽
2.人形機器人技能現場賽
3.飛行機器人技能現場賽
4.鋼鐵機甲機器人擂臺賽
5.機器人舞蹈賽
6.人工智能現場賽(初中)
(二)競賽規則及辦法
1.競賽規則:
輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽任務和規則由比賽當天公布,機器人舞蹈及鋼鐵機甲機器人擂臺賽規則見附件3。
2.輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽競賽辦法:
(1)競賽時間:輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽上午為制作、編程、調試時間(3-4小時),下午開始比賽,比賽開始后不能再對作品進行修改和調試。
(2)設備材料:參賽隊所帶材料不限。
(3)現場搭建、編程和調試:參賽隊員使用自帶的電腦和參賽機器人材料,在規定時間內根據要求進行現場搭建、編程和調試。
(4)競賽:參賽隊按照賽程安排和競賽規則參加比賽,決出優勝隊。
(5)綜合評定:由組委會綜合比賽情況、競賽名次等情況確認獲獎等級。
(三)有關要求
1.參賽名額
輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽每組限報2名隊員,每個組限報1名指導教師。機器人舞蹈賽、鋼鐵機甲機器人擂臺賽每組限報3名隊員,每個組限報1名指導教師。
2.報名程序
以學校為單位統一報名,每校每項目最多報3組,參賽隊員不得兼項,每組參賽隊伍限報1名指導教師,于2021年8月1日至9月15日登錄(aliwork.com/s/wzck)報名。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。
3.競賽場地及器材
參賽所需設備(人工智能、機器人、計算機及程序軟件等)由參賽選手自備。
競賽場地及相關器材組委會統一提供。
附件三:
“2021年第三屆吳中區中小學
創客、人工智能、機器人競賽活動”機器人舞蹈、鋼鐵機甲機器人擂臺賽規則
機器人舞蹈賽規則
(一)比賽分組
比賽分小學組、中學組
(二)隊伍組成
每隊1‐3人。人機一一對應,即參賽隊伍必須是每名隊員擁有一臺機器人。
(三)比賽場地
1.尺寸
舞蹈場地是10mx5m的平坦區域,要求機器人在標明的3x3m的矩形區域內表演。表演區域的邊界將會用50mm寬黑色膠帶標志出來,周圍用20mm寬的紅色膠帶圍起來。這可以使用程序讓機器人自己判斷處于邊界的哪邊。賽場提供的地面是平坦的(非光澤)。
2.場景
參賽者可攜帶表演所需要的場地布景,但不能損壞比賽場地或對隨后的參賽隊伍造成影響,架設場地布景時間應在控制在6分鐘以內,撤除場地布景應在3分鐘內。在比賽中如果出現意外而使比賽場地受損,主辦方將提供備用場地。主辦者將盡力提供投影屏和放映設備,在表演區域的后面各隊應使用數碼資源(如計算機)放映圖片。這將作為他們表演的一部分。
3.燈光
沒有直射的光線照在場地上。各隊在設計機器人時要能適應燈光的各種變化,如在比賽的一個地點到另一個地點的自然照明的變化等。各隊應根據需要調試自己的機器人適應比賽場地的照明條件。
4.音樂
各隊需自備機器人表演所需音樂文件(MP3)。文件標明參賽隊隊名,在比賽之前交給主辦方音樂播放工作人員。
(四)比賽時間
機器人舞蹈時間應不少于二分鐘但不能超過五分鐘。
(五)機器人技術要求
1.構造
機器人構造為任意形式(鼓勵使用人形機器人),參賽者可以根據情況自由設計,為增加比賽的公平性、合理性,以及創造良好的學術氛圍,激發學生的自主創新意識,鼓勵參賽上場的機器人在購買的整套成品機器人基礎上進行改進,根據改進情況酌情加一次分。
2.重量、體積
單個機器人重量不得超過5公斤,體積小于60cmX60cmX60cm(包括展開部分)。
3.外形服飾
自主設計服飾,材料不限。
4.控制
機器人舞蹈動作必須是完全自主的,開機啟動時可用遙控等各種方式,但表演開始后不得有人為遙控、干擾或引導機器人。參賽隊機器人最好在音樂響起6秒內啟動機器人。
(六)比賽操作
1.機器人由手動或遙控啟動,機器人與音樂的協調有各隊參賽人員自行掌握。
2.在機器人啟動后的表演過程中,機器人不應與參賽隊員有任何接觸(其中包括遙控),機器人出現故障時可由一名隊員上前處理,同時將對該隊成績給予扣分。如有帶視覺系統或有“人機互動的環節”等的機器人,完成全部表演內容(表演時間按本組規則規定),給予一次加分(5分)。
3.參賽者不得蓄意影響機器人或損害比賽場地,否則將取消該隊比賽資格。
4.機器人在比賽過程中如果出現故障,參賽隊員可以重新啟動機器人,但將對該隊成績給予扣分。
5.舞蹈表演總時間(從機器人開始表演算起)不得超過規定時間,比賽前可有1分鐘的陳述時間。
6.參賽者在比賽過程中不得干擾評委,違者將對該隊給予扣分,嚴重者將取消該隊比賽資格。
7.在比賽后如有隊伍認為某機器人不符合上述條件,可以向組委會提出申請(須有證據),機器人所屬隊伍應該做出解釋,若屬實,則視情況扣分。
8.在表演過程中,舞臺上同隊的不同機器人之間可能進行相互通訊。隊員應格外小心使用紅外通訊裝置不要干涉其他隊伍。
(七)、評分標準
1.總體設計、創意和創新。10分
2.機器人技術實現與結構構造。10分
3.舞步編排,動作復雜、協調程度,技術難度等。15分
4.舞蹈和音樂的協調。15分
5.比賽場地的利用。10分
6.娛樂價值。10分
7.機器人外型與服飾。15分
8.人機互動(以機器人為表演主體)15分
鋼鐵機甲機器人擂臺賽規則
一、隊伍組成:每隊3名選手和2臺機器人。
二、賽制:本項比賽以小組循環賽的方式進行,對戰隊伍抽簽決定,如遇輪空則自然晉級,每場比賽為三局兩勝。
三、競賽規則:
1.比賽:比賽將在規定的賽場進行。參賽選手使用自備的機器人進行比賽。
2.比賽采用預賽、決賽的方式,比賽結果將根據比賽規則由裁判員當場進行裁定并公布。
3.賽場的規格及環境:
3-1.賽臺為機器人擂臺賽專用正方形賽臺,邊長為400cm(包含區劃線)。
3-2.賽臺圖示如下(單位:cm)
3-3.賽場環境:
賽場對普通觀賽者、有關報道人員,比賽有關人員使用的攝影機器等不做特別的限制。因此,如果在機器人出場時受到照相機、錄像用紅外線、閃光、攝影用照明等影響時,請參賽者預先做好各種對策,同時也要考慮有關室內照明、太陽光等影響。
四、機器人規格:
1-1.移動方式:遙控輪式移動機器人。
1-2.機器人規格:
1-2-1.機器人尺寸:長:50cm寬:50cm高:50cm。包含伸展部分。
1-2-2.機器人動力:電池電壓≤12V放電倍率≤30C。但必須有硬質保護外殼。嚴禁使用燃料型,非電動型動力裝置。
1-2-3.整車總重量≤8KG。
1-2-4.電機數量≤4個(含伺服電機),動力電機使用的直流有刷或直流無刷電機。
1-2-5.遙控方式:運動員自選無線控制方式,避免同頻干擾。
1-2-6.在該回合比賽中選手不得中途更換機器人,同一回合比賽中只能使用同一臺機器人。
1-2-7.比賽中機器人主要部件(如鏟板、車輪等)發生散落、解體,裁判員將判定出局淘汰。
1-2-8.機器人輪胎不能有粘性的物品。
1-2-9.嚴禁有脫離機器人身體框架之外的裝置使用(如拋灑,射擊等)。
1-2-10、除上述以外,如果裁判員判斷了違反比賽的精神時以外的規則。
五、比賽流程:
1.預賽時,由參賽選手遙控機器人,展示該機器人所有可作出的動作。(帶有對比賽場地和具有一定危險性動作時,裁判員有權要求運動員對機器人作出整改,或者直接取消比賽資格)。
2.決賽時,由計算機的自律操縱、由人的手動操縱都可以。如果是用無線(無線、紅外等)手動操縱時,請考慮比賽環境(光、聲音、電波)、對對方使用同樣的系統操縱時必須沒有干擾,再有用小電力、微弱無線電操縱時,請自帶8ch以上頻率的無線系統。同時使用無線電操縱系統時,應準備8個晶振。
3.說明:
使用無線時請使用以下頻率:
a.27MHz頻段:26.975-27.255MHz(頻段:01-12);
b.40MHz頻段:40.61-40.75MHz(頻段:61,63,65,67,69,71,73,75);c.AD頻段:(25MHz微弱20頻段);
d.被認可的無線LAN,Bluetooth,Zigbee等也可使用。e.在國內沒被技術認可的無線控制將禁止使用。
4.禁止事項:
4-1.禁止裝載有傷害對方和賽場的物品,禁止使用刀、旋轉切割等危險物品。
4-2.禁止對腳底設置吸引、吸著裝置(含有粘著物)。
4-3.干擾電波發生裝置、激光、閃光燈等。
4-4.禁止損害場地,禁止造成污染的物品。
4-5.禁止包藏液體、粉末、氣體的裝置。
4-6.禁止包藏點火裝置和能脫離本體的彈射裝置。
5.比賽方法:
5-1.比賽采用三局二勝制。
5-2.預賽時出場者將遵從組委會決定的順序,進行機器人的預賽。
5-3.決賽時此項目參賽運動員,每輪有三次比賽機會,三局二勝制。允許一個隊伍使用最多二臺機器人參與比賽,但每一回合比賽中間不允許更換機器人。比賽2分鐘1回合。機器人比賽過程中出現零件散落將被判負,被掀翻或者不能移動將采取數“點數”的辦法,規定時間內不能重新移動位置將被判負。
5-4.機器人任何部分超出比賽場地,將被判負。
5-5.每回合結束后,運動員有1分鐘維護或者更換機器人時間,1鐘后繼續下一回合比賽。
5-6.若出現平局情況,裁判員將根據機器人的重量判斷勝負,重量輕者獲勝。相同重量時以電池容量判斷勝負,電池容量數少者獲勝。
5-7.此規則最終解釋權歸組員會所有。
附件四:
“2021年第三屆吳中區中小學
創客、人工智能、機器人競賽活動”教學創客
作品評選活動方案
一、評選范圍和評選條件
(一)評選范圍:
遵循中小學各學科課程標準,作品要求能在中、小學各學科(不含特殊教育康復訓練器材、虛擬作品、以及不能體現學科教學性的工程類發明創造作品,以下同)教學中使用的,由教師自己設計制作,未參加過蘇州大市評選的教學創客作品,特別是實行新課程標準、推進STEM教育以來研制的教學創客作品(含雖參加過評選但近期又有重大改進的作品)。
(二)作品分類:
1.按教學段分為小學作品、中學作品。
2.按所應用的領域段劃分(1)小學:語文、數學、科學;音樂、美術、體育、綜合實踐活動;(2)中學:語文、數學、科學、物理、化學、生物、地理、通用技術、信息技術、綜合實踐活動、音樂、美術、體育;(3)其他(如:特教、外語,通用設備等)。
(三)教師教學創客作品評選條件:
(1)教學性。符合基礎教育課程改革的基本理念,有利于推進STEM和創客教育,培養創新精神和實踐能力,有利于實驗教學、提高師生的綜合素質。
(2)科學性。作品展示內容應符合科學原理,體現科學知識和科學過程相統一的原則,有利于學習科學知識,樹立科學意識,掌握科學方法和實驗操作技能。
(3)創新性。作品設計新穎,構思巧妙,體現新的實驗活動方式、方法和內容;應用新技術、新材料、新工藝方面有創新和發展;在信息技術與傳統實驗的整合方面有所創意。
(4)啟發性。引發學習興趣和思考,適于探究式教學,有利于學生主動參與、互動、合作交流。
(5)實用性。取材容易,結構簡單,易于操作,性能穩定,安全可靠,造價低廉,外形美觀,便于自制推廣;有助于環保和可持續發展。
(6)安全性。作品在教學中使用要確保無安全隱患。
二、申報程序和評選辦法
(一)申報程序:
1.各單位在自評的基礎上,至少選送1件教師作品參加評選,最多不超過3件。
2.送評作品的制作人必須按要求填寫《“2021年第三屆吳中區中小學創客、人工智能、機器人競賽活動”教學創客作品評選活動申報表》一式三份,《“2021年第三屆吳中區中小學創客、人工智能、機器人競賽活動”教學創客作品和自制玩教具評選活動參評作品匯總表》一式一份。
3.參賽教師于2021年9月15日前登錄吳中區評優評先系統(py.szwzedu.cn)上進行申報,并通知校管理員(校教技室主任)進行審核送審。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。(二)評選辦法:
1.為保證評選工作公開、公平、公正,吳中區教育局將成立由各學科專家組成的評審小組進行評比。評選分二輪進行,第一輪為文字材料初評,評選出進入第二輪的作品;第二輪為作品演示操作。
2.本次評選各設一、二、三等獎。評選工作結束后,公布2021年第三屆吳中區中小學創客、人工智能、機器人競賽活動獲獎名單并頒發證書,進行表彰獎勵。
附件五:
“2021年度幼兒園優秀自制
玩教具評選”活動方案
一、活動目的
(一)貫徹《中國兒童發展綱要(2011-2021年)》《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2021年)》《國務院關于當前發展學前教育的若干意見》(國發〔2010〕41號)精神,落實《幼兒園教育指導綱要(試行)》《3-6歲兒童學習與發展指南》相關要求,全面推進素質教育。
(二)充分發揮自制玩教具在幼兒園教育與游戲活動中的作用,鼓勵和提倡利用自然材料和日常生活材料開展教育活動,設計制作簡單、發展價值大、游戲功能強的玩教具。
(三)調動廣大幼教工作者因地制宜開展自制玩教具活動的積極性與創造性,宣傳和推廣低投入高質量地利用玩教具材料,有效開展游戲和教育活動的經驗,搭建廣大教師相互學習、相互借鑒的平臺,推動學前教育工作的改革與發展。
二、評選范圍、分類
(一)申報的作品須為幼兒園教育教學活動中正在使用,由幼兒園教師、學前教育工作者自己設計并簡單制作,或對工業化產品進行改造的玩教具,還包括運用無須制作能體現教育與游戲功能的自然材料和日常材料。工業化生產的玩教具不在本次評選范圍之內。申報的作品需真正貼合兒童學習生活,具有切實可玩性且能夠符合幼兒園本身的空間要求。
(二)在往屆全省市幼兒園自制玩教具展評活動曾獲得一、二、三等獎的自制玩教具作品不得申報。
(三)以“落實《3-6歲兒童學習與發展指南》,倡導游戲活動”為主題。申報的作品按所應用的領域分類為:①運動類(YD),②科學類(KX),③建構類(JG),④語言閱讀類(YUY),⑤美工類(MG),⑥表演類(BY),⑦角色類(JS),⑧益智類(YZ),⑨音樂類(YY),⑩其他類(QT)。作品類別由申報者按照作品的應用領域在以上10類中自行選擇,每件作品只能申報一個作品類別。作品類別由申報者按照作品的應用領域在以上10類中自行選擇,每件作品只能申報一個作品類別。
三、申報程序和申報要求
(一)申報材料及程序:
1.各單位在自評的基礎上,至少選送1件教師作品參加評選,最多不超過5件。
2.送評自制玩教具的制作人必須按要求填寫《“2021年度幼兒園優秀自制玩教具評選活動申報表》一式三份,《“2021年度幼兒園優秀自制玩教具評選活動”教學創客作品和自制玩教具評選活動參評作品匯總表》一式一份。
3.參賽教師于2021年9月15日前登錄吳中區評優評先系統(py.szwzedu.cn)上進行申報,并通知校管理員(校教技室主任)進行審核送審。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。
(二) 評選辦法:
1.為保證評選工作公開、公平、公正,吳中區教育局將成立由各學科專家組成的評審小組進行評比。評選分二輪進行,第一輪為文字材料初評,評選出進入第二輪的作品;第二輪為作品演示操作。
2.本次評選各設一、二、三等獎。評選工作結束后,公布2021年第三屆吳中區中小學創客、機器人競賽活動獲獎名單并頒發證書,進行表彰獎勵。
附件六:
“2021年第三屆吳中區中小學創客、機器人競賽活動”教學創客作品評選活動申報表
申報人(單位):
申報日期:
教學創客作品名稱
使用學科
制作人
制作日期
聯系電話(手機)
電子郵箱
使用的主要材料
作品簡介(包括原理、特點、使用說明、圖片等,可另附頁)
演示視頻或照片上傳專題申報網站即可
作品的創新點或在原有作品上的改進點說明(可另附頁)
作品STEM體現
(可另附頁)
描述作品在“科學、技術、工程、數學”方面的體現
教學中使用效果說明(可另附彩頁或盤片)
演示視頻或照片上傳專題申報網站即可
制作人單位意見
(蓋章)
年
月
日
市、(區)及相關主管部門推薦意見
(蓋章)
年
月
日
評委會意見及結果
評委簽名:
年
月
日
附件七:
“2021年度幼兒園優秀自制
玩教具評選活動”申報表
作品名稱:
申報單位:
申報者:
作品類別:請在所選定的類別內劃“√”(每件作品只能申報一個作品類別)
運動類(YD)科學類(KX)建構類(JG)
語言閱讀類(YUY)美工類(MG)表演類(BY)
角色類(JS)益智類(YZ)音樂類(YY)
其它類(QT)
2021年度幼兒園優秀自制玩教具評選活動工作組制
填表說明
1.作品名稱
在一個展評作品名稱下只能是一件玩教具或圍繞某一具體教學內容的一組玩教具。
2.申報單位
申報單位應為第一作者所在幼兒園或學前教育機構。
3.申報者
申報者應是幼兒園教師或其他幼教工作者,可以以個人或多人合作的名義申報。多人合作作品應確定第一作者,其他為署名作者,總人數不得超過三人。作者姓名、次序和名稱等各種信息資料,一經上報不得更改,不能增加新成員。
4.作品類別
由申報者按照作品的應用領域在所列的10類中自行選擇,每件作品只能申報一個作品類別。
5.作品外形和結構
用圖示、照片等方法介紹該作品的基本結構、整體造型、主要材料、外形尺寸。
6.作品主要功能和特點
介紹該作品適合領域、適用年齡、基本使用方法和主要作用。
7.作品制作方法
介紹該作品的制作過程,關鍵要領,可附圖示說明。
8.使用案例
選擇最能反映該作品功能價值的典型活動,內容包括活動目標、玩教具教育策略及實施過程等,可附活動錄像(時間不超過10分鐘)。
9.表格不夠可另加附頁
參評作品申報表
申報單位概況
園所名稱
辦園類型
地址
郵編
園所規模
托班數
小班數
中班數
混齡班數
負責人姓名
電話
郵箱
申報者概況
第一作者
姓名
民族
職稱/職務
申報者
免冠照片
學歷
性別
年齡
郵箱
手機
單位名稱
單位電話
單位地址
郵編
第二作者
姓名
民族
職稱/職務
申報者
免冠照片
學歷
性別
年齡
郵箱
手機
單位名稱
單位電話
單位地址
郵編
第三作者
姓名
民族
職稱/職務
申報者
免冠照片
學歷
性別
年齡
郵箱
手機
單位名稱
單位電話
單位地址
郵編
作品外形和結構(附彩色照片)
作品主要功能和特點
作品制作方法
使用案例
申報者確認事宜
本申報者對所申報材料的作者署名負責,同意主辦單位根據需要公開、采用或出版所申報的材料。
申報者簽名:
年
月
日
申報單位意見
單位蓋章
單位負責人簽名:
年
月
日
市(區)裝備部門意見
同意上報該作品參加2019年度蘇州市幼兒園優秀自制玩教具評選活動。我們已要求該作者所在單位及其上級主管部門對該作品做了資格審定,申報內容屬實。
主管領導簽名:市(區)裝備部門蓋章
年
月
日
備注
十三五——2016年至2020年,眨眼間,這漫長的五年就彈指而過。回頭望望這五年,看看自己所走的路,崎嶇而又幸運。這五年,學習不斷,成長依然,轉變可見。作為教師,為讓自己緊跟課程改革步伐,學習培訓是不能停的。這五年間,我的學習內容還是非常豐富的,但也有一些指向性的,自己所喜好的。
一、加強師德學習,樹立好形象
教師的師德是教師從業的靈魂,有什么樣的教師就可能教出什么樣的學生。在這期間,認真學習了《新時代中小學、幼兒園教師職業行為十項準則》,更加明確自己該如何做一個合格的人民教師。聽了局領導關于《嚴守紀律底線,打造清廉學校》的專題講座,宋組長給我們列舉了很多我們案例,并進行了深刻的剖析,讓我更加清楚作為一個組織的人,要注意自己的言行,慎言慎行,不能隨意傳播不言論。要站穩自己的立場,擦亮自己的眼睛,不能隨意參加社會上的不明活動。遵守組織 紀律,不能無中生有,說人不是,謠言中傷。更加明白要強加政治學習,強責任提高工作效率,強廉潔,常懷律己之心。參加 了網絡培訓《普陀區中小學教師師德培訓》,認真觀看視頻,積極參加主題研討,對中華傳統美德的理解更加透徹,更加明確了繼承和弘揚中華傳統美德的重要性。通過內容豐富的師德學習,明確了“思想道德規范、專業道德規范、教學道德規范、生活道德規范、行為道德規范、語言道德規范、交往道德規范”,在工作中自覺依法執教、愛崗敬業、熱愛學生、嚴謹治學、團結協作、尊重家長、廉潔從教和為人師表,樹立良好的師德形象。
二、擴展業務學習,適應多崗位
2016年上半年,我任教的是語文教學,所以在培訓選課時,我會側重與語文相關的培訓。后來,因為個人原因,工作內容有所改變,先后負責學校圖書管理,檔案管理等,因此也參加了相關的崗位培訓。
語文方面的,參加了教師進修學校“基于預學課堂模式背景下的教學設計與實踐”,知道了我區“生本課堂”推進的歷程,逐漸明確“教學過程的核心一定是學生的學習,課堂要關注的是學生的活動。培訓中,讓我領略了上課教師的出色教學。也參加過幾個網絡培訓,其中之一《小學語文閱讀教學策略》,學習過程中,我認真聆聽專家的討論,,讓自己對語文教材中的文學作品有了更多的認識,也認識到以往自己聽課、評課中的一些偏頗,深深地感到自己的不足。知道學會課后反思,欣賞自己的成功之處,是尋找幸福的所在。讓我深有感觸的培訓是《整本書的閱讀》。現在的語文教學越來越重視閱讀教學,我們也總在感嘆學生的閱讀量不夠,語文水平提不高。我們也一直想對學生進行閱讀興趣的培養,想讓學生愛上閱讀,能自主閱讀。通過本次的培訓,讓我對整本書的閱讀有了更多的了解,如何向學生推薦優秀的閱讀書也更加明確。對于課程的實施,不同類型,實施的流程圖也有所掌握。興趣是最好的教師,岳老師指出,對于還沒有良好閱讀氛圍的班級,對閱讀興趣淡薄的學生來說,導讀很有必要,而且很重要。導讀時要找準進入整本書的切入點,選擇分享交流的重要片段,選擇適當的教學方式,適當分享閱讀的初體驗。導讀課的成功于否在于是否激起了孩子的閱讀這本書的興趣。如果導讀課后,學生迫不及待地想讀這本書了,那說明導讀成功了。
三、參加信息培訓,教學熟應用
現在是信息爆炸的時代,是互聯網進入人工智能的時代。學校里的教學設備也在不斷地更新之中,為了適應當代教學,學校每學期都會組織相應的信息技術培訓。如電子白板的應用,希沃課堂教學,釘釘線上教學等。每次的信息技術培訓我都會積極參加,現在我已能較為熟練地應用教室中的教學設備,如對重點詞語句子的標記,對生字筆順的演示等。這次90學時中的《教師信息素養提升》專題講座,更是改變了我的思維,讓我有了互聯網的思維,逐漸感受到人工智能時代就在眼前。
四、選擇自己喜好,生活增樂趣
關鍵詞:計算機教學;課件;教學案例;智能計算機教學;網絡計算機教學
計算機教學是用計算機幫助和代替教師執行教學任務,向學生傳遞教學信息,傳授知識內容和訓練技能,直接服務于學生的教學方式。計算機教學產生于二十世紀六十年代,它是教育需要和科技方法相結合的產物,計算機教學有利于突出重點、突破難點,有利于增大課堂容量,提高課堂教學效率,有利于訓練學生技能,提高學生素質和自學能力,有利于優化課堂結構,加強指導教材的重要內容。
一、計算機教學的現狀與特點
1、計算機教學目前在教育教學中多以“觀摩課”的形式出現,并沒有真正地把信息技術和學科教學融合在一起。雖然計算機教學是一種很好的媒體教學,但在進行計算機教學過程中,所用的課件基本都是由老師親自研究與開發,這就需要花費很多的時間和投入很多的精力,是一項投入多而產出少的工作,在教學過程中一般是教學評比和參觀學習的時候才用,具有一定的使用局限性。
2、計算機教學軟件開發方面的原因抑制了教師自制課件的積極性。市面上雖然有很多形式各異的教學軟件,但真正適用于教學、針對性強的軟件很少,所以很多情況下都是老師親自制作課件,一般是由老師編寫稿本,再通過計算機編程人員的編程來開發中小型的教學軟件,很有可能開發出來的教學軟件在實際運行當中與老師原來編寫的稿本存在一定的偏差,或是由于教學老師對計算機操作技能不熟而發揮不出課件的最佳效果,很大程度上降低了教師自制課件的熱情。
3、由于課件是被事先確定設計好的,因此課件不適應變化多端的教學模式。即使再優秀的專家根據科學的理論方法和豐富的實踐經驗開發出來的課件,都是由編制者按一定思路設計而成,有系統性且是前后連貫的軟件,它只適應于某一特定的教學情境,無法適應于多種教學情境變化的計算機教學的需求,根據我國各地的實際情況,每個地區的學校環境、社會因素、師資隊伍、學生對象等各不相同,所以同一課件很難被我們應用到不同的教學情境當中。
4、計算機教學固化了教學的內容和策略,淡化了教師“即興發揮”角色。師生間的交流和影響也越來越少,計算機教學固化了對知識表達的方式和順序,一味模式化地讓學生去學,對教學當中的師生互動有不利的影響,學生積極參與并思考問題的時間很少,而是被新穎的計算機教學模式所吸引,這很容易使現代化的教學模式又陷入“被動灌輸式”的教學模式。
二、計算機教學的前景展析
1、多媒體、虛擬現實技術的進一步發展與應用。多媒體技術在教學中的應用,為計算機在教學領域的應用開辟了一片新天地,虛擬現實技術在教學當中的應用,給學生創建了更加接近真實的學習環境。在計算機教學中如何運用多媒體技術,真正做到以教師為主導、以學生為主體,實現師生教學互動、相互影響,把學生培養成具有運用先進的多媒體手段,能獲得知識能力的未來型人才,是我們計算機教學當中一個現實而又緊迫的問題。虛擬現實技術可以創建與現實社會相類似的環境,能夠解決和學習媒體的情景化與自然交互的要求,融合了數字圖像處理、多媒體技術、傳感器技術等多種信息,雖然虛擬現實技術是二十世紀末興起的一門綜合性信息技術,但它在教育領域內,是繼多媒體、計算機網絡之后有著巨大應用前景的技術,可以使傳統教學產生翻天覆地的變化。
2、智能計算機教學是計算機教學進一步發展的必然趨勢。智能計算機教學以認知學為理論基礎,將人工智能技術應用于計算機教學,可以根據學生的認知模型所提供的信息,通過智能系統的分析和判斷,將教學內容與教學策略分開,生成適合于不同教學的內容要求與策略要求。通過智能診斷機制判斷出學生的學習水平,可向教師提供教學重點、測試重點等建議,向學生提出更改意見,以及進一步提出學習內容的建議,用來激發學生的學習興趣,提高學習效率。因此我們可以看出:智能計算機教學與傳統的計算機教學相比,更加符合教育教學發展的規律,更加切合學生的認知習慣,具有明顯的優越性。
3、計算機教學向網絡計算機教學方向發展。網絡計算機教學是學生和教師通過計算機網絡進行課題內容的學習、講授的方式。主要優點是不受地域的限制,能夠方便地做到資源共享,功能開發靈活方便,缺點是速度慢,缺乏智能性。近年來,隨著網絡技術的發展,Internet已迅速延伸,網絡計算機教學逐漸成為研究的熱點。我國網絡計算機教學正在起步,各類網校進行的各種課內和課外教學活動為學生提供了一種新的教學資源,具有極大的應用空間。
4、對計算機教學案例的選擇更合理,更具有科學性。教學過程中所擇取的案例必須是具有明顯教學價值的案例,并不是所有的案例都適應于教學的。這就要求我們在案例教學的過程中,能掌握法學基本知識的實際,選擇難易適中的案例教學,才能達到我們預期的效果。一方面我們選擇的教學案例應當具有典型性。這里所說的典型性, 是指該案例能與所教授的法律知識內容具有較強的切合性,自身存在較多的爭議點, 而不是指案例受到社會關注的程度如何。具有明顯典型性的案例,可以讓學生通過分析討論來強化對基本理論知識的理解和運用,還可以激發學生探索與思考的熱情。另一方面,選擇的案例要難易適中。如果選擇了很容易的教學案例,不僅激發不了學生的學習熱情,也不能起到提高學生學習能力的作用, 但如果選擇了太難的教學案例,則會嚴重影響學生們學習的積極性,因為教學案例過難,超出了學生現有的知識水平和理解能力,使他們對案例無從下手,起不到一點積極的作用。第三方面是教學案例要有一定的時效性,是來源于我們的生活實踐。像我們這樣一個迅速發展的國家,法治進程也非常快, 不同時期的教學案例, 案例背景更為鮮明會,會反映出當時的時代特色。因此,教師在選擇教學案例時,不能選用時間跨度很長的案例,這樣的案例內容過于陳舊,沒有明顯的時代特色,而是要選用時效性強的案例,具有新鮮感,這樣的教學案例才能提高學生的學習興趣,提高 案例教學的質量。
5、網絡計算機教學和智能計算機教學相互取長補短,并相結合形成一個新的教學系統——網絡環境下的智能計算機教學系統。這種系統會按照學生不同的認知水平為其準備不同難度的教學內容,學生則只需要通過使用學生機房或家中的計算機登錄就可完成學習,學生在學習過程中可以隨時與其他在線的學習人員進行溝通與交流,還可以用發電子郵件的方式與教師探討。同時,系統為了能向學生提供下一步學習哪些內容及如何更好學習的建議,會有相適應的測試可以確定學生新的認知水平,并可以作為下一次登錄學習時的依據。教師則可使用自己的計算機在教研室或家中就可登錄,能夠檢查學生的學習情況,學習進度等,并根據實際情況對測試的內容及時更新,有針對性地教學,從而更好提高教學效率。
6、課件開發向積件開發的方向轉變。隨著計算機的普遍應用,計算機技術得到飛快發展,教師掌握計算機技能的水平提高,在教育現代化的迫切需求下,許多教師和教育工作者由積累的實踐教學經驗與掌握的計算機技能知識相結合,開始發展教學資源庫和適應一般教師使用制作的工具或編輯平臺的道路,也就是我們所說的積件道路。積件道路發展的方式,教師真正做到了利用計算機這一有力工具,自覺運用學習理論和教學設計,自己制作適合各種情境教學的教學軟件,也改變了教學軟件的開發設計與使用相互割裂的局面,能充分展現課件的最大性能。
三、總 結
隨著科技的進步,家庭電腦的普及應用和計算機網絡技術、多媒體、虛擬現實等技術的發展,計算機教學的深度和廣度還在不斷發展,在教學過程中必將發揮出不可估量的作用,它的前景無量。
參考文獻:
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但是長期以來,我們一直認為信息技術只是一個工具、一個手段,它真的能夠對教育產生革命性影響嗎?許多人也懷疑:當年電影未能改變教育,電視也未能改變教育,信息技術就能改變教育嗎?
信息技術對教育會有革命性影響嗎?
想到這個命題,就經常想起自己的童年,想起我自己上世紀80年代初用過的老課本。在我的課本中,只有第一頁是彩色的,上面是一幅圖“我愛北京天安門”,其他頁全是黑白的,那時候沒有電視,偶爾看看電影,也沒有各種畫報。像長江、黃河、長城等,基本上是靠老師的描述來學習的。但在今天,即使是邊遠山區的孩子,老師也可以利用電腦或電視,給他們播放一些視頻和圖片,讓孩子有更直觀的感受。
更進一步的是,美國人薩爾曼·可汗自2004年起開始利用在線視頻教親戚孩子學習數學,后來不斷發展,創辦了可汗學院(Khan Academy),利用一種簡單的手寫黑板技術,錄制了許多教學視頻,受到了微軟創始人蓋茨及社會各界的廣泛好評和追捧,并先后獲得微軟教育獎和谷歌的資助。與此相關的是,顛倒課堂(Flipped Class Model)自2007年開始在美國及世界各地流行起來。傳統的教學模式是老師在課堂上講課,學生回家做作業;在顛倒課堂教學模式下,學生在家通過看視頻完成知識的學習,來到課堂上做作業并和大家討論。
可汗學院和顛倒課堂對我們有什么啟示呢?有許多人相信,盡管顛倒課堂還存在許多問題,但是這可能是解決傳統班級式教學很難解決的“個性化教學”問題的一種方法。盡管我們一直在強調因材施教,但是在傳統班級制教學中,教師很難照顧到每一個學生。在顛倒課堂模式下,課下看視頻的時候,看得懂的學生可以快點看,看不懂的可以慢點看、反復看,一定程度上實現了個別化教學,在課堂上老師也有更多的時間和每一個學生互動。很多人認為,農業時代是私塾式教學,工業時代是班級制教學,信息時代一定會產生一種新的教學形態。可汗學院和顛倒課堂不一定就是最終的答案,但或許是一種有益的探索。
談到和視頻有關的可汗學院和顛倒課堂,實際上還有一個更令人深思的事情:對于一個病人,如果有條件,他一定希望請中國乃至世界上最好的醫生給他看病。那么對于一個學習者,如果有條件,他是否可以跟著中國乃至世界上最好的老師進行學習呢?事實上,現在已經有中小學在做實驗研究,比如有人提出“專遞課堂”,一個好學校的優秀老師講課,其他幾個薄弱學校的學生利用網絡同步上課,本校老師只是進行輔導。由此聯想,理論上是否全中國中小學生都可以只聽幾位最優秀的老師講課呢?如果真的這樣,對于廣大教師會產生什么影響呢?
當然,這在基礎教育領域基本上還只是實驗,并沒有大規模普及。但是在高等教育領域則走得更遠。2010年前后,一批原來翻譯歐美影視劇字幕的志愿者轉而去翻譯歐美公開課字幕,沒想到這些公開課加上中文字幕以后在中國迅速開始流行,很多白領和大學生在網上“淘課”,甚至有學生逃課在宿舍看歐美公開課。
一個巨大的突變是在2011年秋,來自世界各地的16萬余人注冊了斯坦福大學Sebastian Thrun與Peter Norvig兩位教授聯合開出的《人工智能導論》免費課程,最后有2萬余人通過考試。這引發了大規模多人在線課程(慕課,Massive Open Online Courses,簡稱為Mooc)的流行,比如美國斯坦福大學教授創辦了Coursera,同斯坦福、普林斯頓等大學合作,在線提供免費的網絡公開課程。任何人都可以免費學習,如果通過測試并愿意繳納少許費用,還可以獲得學分證書。該項目成立第一年即吸引了來自全球190多個國家和地區的130萬名學生。哈佛大學和麻省理工學院也宣布推出MOOC網站edx,北大、清華均宣布加入edx。
泰普斯科特在著作《維基經濟學》中曾指出“大規模協作改變一切”。MOOC學習方式與以往不同的是,可能是幾萬人一起學習一門課程。這樣任何人提的問題都可以在以往問題中查到,或者會在很短時間內得到回答,而一個普通班級的網絡課程則比較難做到這一點。
當然,以上還主要是技術層面的改變,最重要的是21世紀的青少年發生了什么變化?當我們看到孩子迫不及待地擁抱電腦,當我們看到剛剛牙牙學語的幼兒抱著平板電腦不松手的時候,我們就知道:不管這種趨勢是好是壞,信息技術改變一切已經是不可逆轉的了。
看了以上的例子,我們基本上可以相信:信息技術對教育確實是有革命性影響的!但是看看目前軍事、金融、企業信息化的程度,我們就會得出這樣的結論:信息技術在教育領域還不夠太革命。
讓我們來看企業,先不提蘋果、三星等大企業,就看一個專門生產文化衫的小企業。這個企業雖然只生產文化衫,但是企業負責人一直聲稱他們是做IT的,什么原因呢?他解釋說:傳統企業靠手工管理訂單,如果排列組合(尺寸、顏色、樣式、印刷字體等)多過10種,就可能會出錯誤,而他們利用IT系統來管理訂單,理論上可以一件都不錯。這個例子可以看作“從IT到傳統”的典型代表。近幾年,一批搞IT的人轉而投向傳統行業,但他們不是簡單的養豬養雞,而是利用IT思維和IT技術重新打造了傳統行業。所以芬卡特拉曼曾提出信息技術引導企業轉變的5個層次:“局部應用、系統集成、業務流程重新設計、經營網絡重新設計、經營范圍重新設計。”而目前的基礎教育和高等教育,基本上都剛剛處于局部應用向系統集成過渡的過程中。教育信息化與企業信息化的差距由此可見一斑。
還有一個與教育比較相似的行業,就是醫院。醫院信息化雖然發力較晚,但是近幾年發展確實非常迅速。醫院信息化有兩個特點,一方面實現了流程信息化,從掛號到取藥,全部利用信息技術完成;另一方面在核心業務方面,采用核磁、CT、微創手術等高新技術,以前檢查不出來的病現在檢查出來了,以前治不了的病現在可以治了。有一個特殊案例,就是北京大學第三醫院,他們依靠優化流程和采用新技術,實現了平均住院日全國最短,2000年平均住院15.31天,到了2010年則減少到了6.57天。縮短平均住院日自然意味著社會效益和經濟效益都提高了。
這個例子值得教育領域深思。醫院找到了一個可以量化的指標“平均住院日”,優化流程和采用新技術可以直接改變這個指標,而改變這個指標則意味著社會效益和經濟效益的提高。在教育領域,我們能找到一個這樣的指標嗎?我們是否可以將“平均在校日”作為這個指標呢?采用網絡課程等新技術縮短平均在校日,縮短平均在校日意味可以招更多的學生,應該也意味著社會效益和經濟效益的提高,這一切看起來很美!
當然,學制是否可以改變,是否可以縮短,需要嚴格的論證。我自己也認為學制確實不能簡單地縮短。舉這個例子只是引發我們思考:隨著信息時代的到來,隨著外部環境的變化,有一些約定俗成的規范是否需要重新考慮?是否可以真的改變?教育流程是否可以優化、可以再造?
教育流程再造
德魯克在1992年曾說過:作為規律,對某一知識主體影響最大的變化往往并非出自本領域內。學校自從300年前以印刷品為核心重新組織以來,從未改變過自己的形態,但未來將發生越來越激烈的變化。這一變化的動力,一部分來自新技術的發展,如計算機、錄像和衛星技術,一部分來自知識工作者終身學習的需要,還有一部分則來自人類學習機制的新理論。
目前頗受推崇的里夫金所著的《第三次工業革命》一書中有專門章節論述教育變革。其中提到,目前的教學模式是適應第二次工業革命對大批量標準化人才的需要的,但是第三次工業革命需要大批創新型人才,所以需要打造一批全新的教育機構。
美國政府于2010年11月頒布了《國家教育技術計劃》(簡稱NETP),其中第7部分‘‘生產力:重新設計和改造”指出:教育部門可以從企業部門學習的經驗是,如果想要看到教育生產力的顯著提高,就需要進行由技術支持的重大結構性變革,而不是進化式的修修補補。
阿蘭·柯林斯和理查德·哈爾弗森在最新發表的著作《技術時代重新思考教育》中也認為,目前大多數學者努力研究如何將信息技術融合進學校教育中,殊不知信息技術的快速發展,已使教育的內涵不再僅僅局限于學校之中,移動學習、泛在學習、虛擬學習、游戲化學習、工作場所學習、個性化學習、翻轉學習等新型教育模式,使得學習的控制權逐漸從教師、管理者手中轉移到了學習者手中,從而動搖了誕生于大工業時代,以標準化、教導主義和教師控制來批量培養人才的現行教育體系。所以,他們認為技術時代需要重新思考學習(學習不等于學校教育)、動機、學習內容(課程),需要重新思考職業及學習與工作之間的過渡,需要重新思考政府在教育中的作用。
確實,我們仔細思考當前教育中的很多做法,再聯想企業、金融、醫院等其他行業的做法,可以看到有一些做法似乎確實應該改革。
比如基礎教育中的課程,像生命教育、環境教育、法治教育、安全教育、職業規劃教育等對一個人的發展來說,應該是非常重要的,可是我們的傳統課程體系非常嚴密,這些課程基本處于邊緣化的地位。再如信息技術課程,如果說物理化學課程對于第一次、第二次工業革命至關重要的話,信息技術課程對于第三次工業革命是否很重要呢?如今是否應該獲得和物理、化學等課程一樣的發展地位呢?可是現狀呢?如果我們真的拿出學數學、物理、化學和英語的精力來學習信息技術,或許一個高中畢業生就可以找到編程、美工等工作了。
目前MOOC的影響越來越大,美國時代周刊2012年10月發表名為《大學已死,大學永存!》的文章,其中提到:這場從硅谷、MIT發端的在線學習浪潮,理想是將世界上最優質的教育資源,傳播到地球最偏遠的角落。免費獲得全球頂尖高校明星教師的課程,甚至取得學位,并非不可能。而對學校官員來說,變化帶來的恐慌隨處可見。也有很多人認為,MOOC將顛覆高等教育,會使很多高校消失。
實話實說,我個人絕對不相信MOOC會使許多高校消失,但是我認為MOOC對高等教育來說確實是一個巨大的挑戰,確實會產生深刻的影響。不過我更愿意認為MOOC對高等教育是一個機遇,可以促使高等教育進行新一輪變革。如果MOOC延伸到基礎教育領域,難道不是可以實現我們一直在追求的教育公平、教育均衡發展的目標嗎?
其實,信息技術對教育的改變還不止這些,云計算、物聯網、三網融合、虛擬現實、游戲、3D打印等技術將繼續產生讓我們難以置信的變化。教育將繼經濟學之后,不再是一門靠理念和經驗傳承的社會科學,而變成一門實實在在的實證科學。隨著計算能力、存儲能力的無限提高,隨著人工智能、自然語言理解等技術的發展,利用大數據技術,對于每一個學習者的各種學習數據進行智能的、全方位的分析,然后給予其智能的、自適應式幫助,學習者是否可以學得更快,學得更好呢?比如,有一種掃描儀,學生考試完畢以后可以自動掃描試卷,并切分題目,進行分析,提供報告。盡管目前的報告還比較簡單,但是已經能夠對師生有所幫助。教師不再只是憑經驗來判斷學生存在的問題,而是靠數據說話。
未來的教育
大數據、云計算、3D打印等新技術雖然看起來很美,但是目前確實還存在很多問題,比如許多企業力推的“云存儲”,就有人擔心,將資料保存在“云”中,這朵云會飄走嗎?事實上,今天的各種信息技術盡管已經深刻改變了整個社會,但是還存在著安全性、穩定性等諸多問題,本質上我們現在還處于“Internet的原始時代”。但是隨著時間推移,隨著信息技術的不斷發展,我們總有一天會步入“Internet的信息時代”。
如果到那一天,我們的教育該是什么樣子呢?首先看基礎教育:高速有線網和無線網應該覆蓋了每一個學校,班班通進入了每一間教室;傳統教材應該還會有,但是每位同學應該有一個平板電腦,這個平板電腦功能非常強大,其中不僅有圖文并茂、形象生動的數字教材,而且可以直接在線完成作業并提交,在做作業的過程中如果碰到問題,可以在線查看講解視頻,或者咨詢老師和其他同學,也可以利用其中豐富的應用軟件進行虛擬實驗并和其他人交流;學習者的所有學習過程數據都會被記錄下來并保存在“云”中,這一方面可以作為電子檔案袋,在升學等需要的時候作為客觀的評估資料,另一方面系統也會自動分析這些海量數據,發現該學習者存在的問題,并給予智能化的幫助。
再看高等教育:傳統大學依然會存在,但是一定會發生劇烈的變革;大學將會變成一個智慧校園,給學生提供一個無所不在的學習環境;學生可以在傳統教室中上課,也可以選擇通過網絡學習;學生可以選修本校老師開設的課程,也可以選修其他學校老師開設的課程,甚至是商業公司提供的課程;學生可以到一些MOOC課程平臺上修課,但是需要到指定地方考試,并獲取學分,從而真正實現教考分離。