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人工智能技术及其应用的发展历史虽然只有短短的50余年,但是它作为信息技术的前沿领域,对社会经济和发展的影响却越来越大。在基础教育课程改革的大潮中,许多国家意识到基础教育领域开展人工智能教育的必要性,努力把人工智能列入技术类教育的教学内容中。作为师范类院校,教授人工智能课是有必要的。?
(1)为部分优秀的学生将来做更深入的研究打坚实的基础。在面向知识经济的今天,研究获取、表示和使用知识的人工智能学科越来越受到人们的重视。目前人工智能研究被列为中国高技术领域的重点之一。以专家系统为代表的智能化系统在信息技术中也占有重要地位。因此在高等教育中开展人工智能教育和智能化系统的研发,不仅是计算机科学的应用,也是促进各学科服务于国民经济发展的必然趋势。为使人工智能的理论、方法和技术的研究与应用普及和深入,教育重心必须要下移,即从研究生教育向本科教育普及。开展本科层次人工智能普及教育的有效途径之一是在本科高年级开设相关选修课。开展人工智能教育,不仅能够更好地发挥高等院校的育人和科学研究功能,而且能为学生拓宽专业路径,扩大自主学习空间和发展个性创造条件,同时也为营造一个使学生不仅有宽厚、扎实的理论基础,且具综合分析和解决问题能力的环境。?
(2)为将来从教的学生积聚大量的知识。英国早在1999年,人工智能课程已经作为选修课出现在中学的信息与通讯技术(ICT)课程中。许多中小学还通过机器人竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣,使学生不仅提高了用信息技术解决问题的能力,而且培养了多种思维方式,获得了更多的创新空间。美国现行的中学信息技术课程设置中,将人工智能的内容作为“媒体与技术”层面对12年级学生的要求。澳大利亚的部分中学开设的信息处理与技术课程,人工智能、信息系统、算法和程序设计、社会和伦理道德、计算机系统分别作为5个主题共同构成了该课程的教学内容。在该课程的大纲中规定,人工智能部分的教学内容在高中第3学期为12年级的学生开设,教学时间为10周。?
在我国,多年以来中学奥林匹克信息学竞赛中一直包含有人工智能相关的题目,涉及启发式搜索、博弈、智能程序设计等问题。2003年4月,我国教育部正式颁布《普通高中技术课程标准(实验)》,首次在信息技术科目中设立了“人工智能初步”选修模块,标志着我国高中人工智能课程的正式起步。?
我国的新课程标准颁布后,教育部评审并通过了分别由教育科学出版社、广东高教出版社、地图出版社、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,并开发了相应的教辅材料,包括教师用书和配套光盘等。为了配合中学人工智能课程的实施,国内也推出了一些适合中学生学习与体验的人工智能软件和网络资源。另一方面,一些高校的本科生、研究生也逐步关注中学人工智能教育的开展并将其作为毕业论文的研究选题。一些师范院校适应形势要求,已为师范生开设了与此相关的选修课程。?
2 人工智能的教育及教学条件现状?
通过对本人多年的教学过程进行总结,我校的《人工智能》课程教育现状可总结为如下几点:?
(1)理论知识充裕。但与实践相脱节,特别是在智能科学技术的教育教学方面。尽管知识面相当广泛,而人工智能理论的普及教育以及智能技术的开发与应用仍然十分滞后。?
(2)同其它普通高等院校一样,在本校,人工智能技术的研究与应用尚未普及,甚至比不上其它院校。这不利于培养学生的科研兴趣及创造精神。?
(3)缺乏配套实验教材,实验教学内容缺乏,无法培养学生的研究能力和创新能力。只有开设实验项目,才能使人工智能的相关知识具有研究性和综合性。?
(4)对中小学智能教育的深度及教学方式、教学特点缺乏研究。做为师范类院校,我认为在对学生进行基础知识教育的基础上,要紧抓中小学智能教育的特点对师范类学生进行相关的教育与培训。?
相对于教育现状,我校的《人工智能》课程教学条件现状要稍好一些,其状态如下:?
(1)教材使用国家级规划教材,此教材非常系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术,适合本科及研究生使用。在我们的授课过程中,也会适当为学生提供相关的国内其他先进教材,如中南大学蔡自兴教授的《人工智能及其应用》等。?
(2)为了促进学生自主学习,我们准备了多种类型的扩充性学习资料,加强学生主动学习的意识,包括:课程相关杂志和书籍目录,以及部分重要的参考文献,与人工智能相关的网络资源如优秀BBS、新闻组、网址等。 它们包括了大量的文献资料、本领域研究的前沿动态等。 使用表明,学生非常乐于查阅这些资源。 使学生能通过使用这些资源进行一些人工智能程序设计,探讨一些问题,在课堂讨论中展示他们的收获。?
(3)校园网的普及与不断优化使本课程有优良的实践性教学环境,能充分满足教学需要。我们拥有较充足的多媒体教室和网络教室,为实现本课程教学提供了物质保障。在网络资源建设方面,全校办公室、教室、学生宿舍和教师宿舍都以宽带网相连,这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用,使本课程教学质量得以明显提高。?
3 人工智能教学方法及手段的改革?
针对我们现在所采取的教学方法,我认为存在许多不足,如教学方式比较单一,教学内容偏重理论讲解等,为此,提出以下教学方法的改革:?
(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣。课程的学习效果,直接受到学生兴趣和参与意识的影响。一般来讲,《人工智能》作为一门前沿课程,开始学生学习兴趣很大,当开始接触到抽象理论知识及部分算法时,学生往往感到不易接受。 我们通过各种途径和方法, 激发和培养学生的学习兴趣,包括鼓励学生参与某部分知识的扩充性资料查找,预留一定时间请学生负责对此内容进行讲解,布置学生对某个基本成型的实验进行纠错及验证,降低问题解决的难度。学生因此产生兴趣从而做更深度研究。?
(2)进行启发式教学。 我们可以尝试在教学过程中不断提出问题请学生思考,启发学生求解这些问题,鼓励学生提出自己的猜想和解决方案,然后摆出教材中的解决方案,并与同学所提出的观点进行分析和比较,这足以加强学生学习的主动意识和参与意识,提高学生学习的积极性。?
(3)课堂辩论与交互式教学。 组织课堂辩论,讨论的议题可定位为譬如人工智能是否能超过人类智能等有争议的问题。学生通过对这些问题展开激烈争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。当然师生间的交流方式还有很多,如邮件互发、QQ留言等,也可在课程网站中的互动平台进行交流。?
(4)分层次因材施教。 在授课过程中,通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况进行及时评估,对学生提出进一步的学习建议和指导, 实现个性化的教学。 对优秀学生探讨,可以在教学设计和实验设计中要求其选作部分探索性、创新性的功课和实验,以发挥学生个性优势。对于有意于将来从事中小学教育的学生可以在机器人及人工智能技术发展现状等知识层面对其做问题讲解。而那些看似缺乏兴趣的学生,我们可以用多媒体手段如播放人工智能相关电影及科学小片引起其兴趣,实行逐步引导的教学过程。?
另外,我们可以尝试双语教学。 采用中文教材和讲授的同时,注重在课程中的关键词同时用英文表示,并适当指定英文参考短文和英文参考书。使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。我们也可以在教学内容安排上,注重理论联系实际,将一些人工智能网络上的虚拟实验给学生进行课外上网练习,从而使学生了解算法的具体运行过程, 通过参与达到知识的理解,掌握基本方法和技术。?
根据现有的条件,我们在教学中可以采用多媒体教学和网络课程教学相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化等特点,构筑以学生为主体的《人工智能》课程现代教学模式。 对于抽象知识,可通过动画和视频演示,通过声音和图像展示人工智能的历史、人物和前景,做到学生直接而深刻地看到知识的内涵外延。网络课程能较好地实现交互并使学习过程情景化,通过网络课程的课堂练习和章节练习,教师可以评价学生的学习情况,并给学生提出学习建议,从而提高学生的研究力和创新力。我们也可以给学生播放中学《人工智能》课程课堂教学录像,以使学生看到初高中学生的知识范围及深度;同时给学生播放现有的《人工智能》科学成果,让学生看到理论背后的实践;也可以播放科幻片,激发学生想象的翅膀从而有兴趣把人工智能作为将来深造的方向。《人工智能》是一门较新的课程,改进教学方法和手段不仅要靠教师,也应增加硬件设备的投入。如果人工智能能采用智能辅助教学系统或机器人辅助教学过程逼真、形象,一目了然,这样可大大提高学生的学习效率,尤其是提高学生的观察判断能力、发现问题和解决问题的能力。?
4 人工智能实践教学设计的探讨?
我们可以在教学过程中,适量开设一些实验和设计,提高学生的动手能力,并加深他们对理论知识的理解,降低理论的抽象度,提升理论的实用性。在近两年的教学过程中,我们会适量加入一些人工智能语言的教学过程。例如,在讲解了“野人与传教士过河”等问题后,我们可以让学生使用Visual Prolog或者C ?++?对算法进行实现;在讲解 TSP 问题的遗传算法解决案例后,指出编码方案、初始种群大小、进化代数、交叉率变异率等因素对求解结果的影响,并要求学生通过实验的方式来分析、理解这些问题,并提出“寻找更有利的解决方案”等问题。把学生的兴趣激发后,为解决这些问题,学生会在课外主动查阅相关文献、相互讨论以实现他们所设计的方案,这样既培养了学生善于钻研和勇于创新的精神又提高了学生的实践与创新能力。?
参考文献:?
[1] 熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨[J].宿州学院学报,2008(1).?
[2] 何元烈,汪玲.“Visual C ?++?”在“人工智能”教学中的应用与探讨[J].广东工业大学学报:社会科学版,2008(8).?
创客、人工智能、机器人竞赛活动”创客现场赛
活动方案
“创客竞赛”项目设置、竞赛方式、评比指标及有关要求
“创客竞赛”是指在电脑辅助下设计和创作,体现多学科综合应用和创客文化的作品。
(一)项目设置
小学组(四年级及以上):创意智造
中学组:创意智造
(二)竞赛方式
采用现场制作的方式。参赛学生在规定时间内按现场公布的主题,通过电脑编程、硬件搭建、造型设计等创作智能实物作品,如趣味电子装置、互动多媒体、智能机器等。鼓励学生在智能制造机器人、智能家居、智能穿戴、智能医疗等方向实现创意创新。
(三)竞赛流程:
(1)公布命题:专家评委现场公布本次竞赛的任务主题和制作要求。
(2)现场创作:参赛学生根据公布的命题,通过团队分工协作,共同创作完成一件作品。
(3)团队展示和答辩:参赛学生可以通过多种形式向专家评委和其他参赛学生展示其作品,并回答专家评委提出的问题。
(4)综合评定:由专家评委综合现场竞赛各个环节表现情况确认获奖等级。
(三)评比指标
1.思想性、规范性
(1)作品契合主题,内容健康向上
(2)设计方案完备,有作品功能、结构、相关器件使用等内容
(3)制作过程中工具和相关器材使用规范;有详细的器材清单、作品源代码注释规范
(4)各功能实现的有效程度;作品的成品化程度,包括外观、封装,及整体的牢固程度、人机交互等界面友好等
2.创新性
(1)功能、结构等具有新意,有一定的实用价值
(2)功能细节实现方法有新意;功能设计能突破原有元器件的应用习惯
3.艺术性
(1)设计具有美感,并能将美学与实用性相结合
(2)作品具有一定想象力和个性表现力,能够表达作者的设计理念
4.技术性
(1)整体结构设计合理;具有一定的功能性和复杂性
(2)使用相关元器件等实现的硬件功能具有一定的科学性、复杂性,有技术含量
(3)软件设计功能明确、结构合理、代码优化、易于调试
5.团队展示与协作
(1)能够很好的展现出作品的设计思路、制作过程和功能实现情况
(2)团队协作分工明确、合理;团队成员充分参与、协作配合
(四)有关要求
1.竞赛报名
以学校为单位统一报名,每校必报1组,最多报3组、每组3人,每组参赛队伍限报1名指导教师,于2021年8月1日至9月15日登录(aliwork.com/s/wzck)报名。联系人:张蕴豪,联系电话:65659038.18626116324。
2.竞赛时间
待定
3.竞赛地点
待定
4.竞赛器材
参照“全国中小学生信息素养提升实践活动”中创客类所提供的器材,当天比赛器材由参赛队员自备。
附件二:
“2021年第三届吴中区中小学
创客、人工智能、机器人竞赛活动”人工智能、机器人竞赛活动方案
“人工智能竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求利用相关人工智能设备完成相关任务。
“机器人竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求搭建、编程,使智能机器人完成相关任务。各类机器人产品均可参加。
(一)项目设置
小学组:
1.轮式机器人综合技能现场赛
2.人形机器人技能现场赛
3.飞行机器人技能现场赛
4.钢铁机甲机器人擂台赛
5.机器人舞蹈赛
6.机器人竞速现场赛(3-5年级)
7.人工智能现场赛(小学)
中学组(初中、高中):
1.轮式机器人综合技能现场赛
2.人形机器人技能现场赛
3.飞行机器人技能现场赛
4.钢铁机甲机器人擂台赛
5.机器人舞蹈赛
6.人工智能现场赛(初中)
(二)竞赛规则及办法
1.竞赛规则:
轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛(3-5年级)、人工智能现场赛任务和规则由比赛当天公布,机器人舞蹈及钢铁机甲机器人擂台赛规则见附件3。
2.轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛(3-5年级)、人工智能现场赛竞赛办法:
(1)竞赛时间:轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛(3-5年级)、人工智能现场赛上午为制作、编程、调试时间(3-4小时),下午开始比赛,比赛开始后不能再对作品进行修改和调试。
(2)设备材料:参赛队所带材料不限。
(3)现场搭建、编程和调试:参赛队员使用自带的电脑和参赛机器人材料,在规定时间内根据要求进行现场搭建、编程和调试。
(4)竞赛:参赛队按照赛程安排和竞赛规则参加比赛,决出优胜队。
(5)综合评定:由组委会综合比赛情况、竞赛名次等情况确认获奖等级。
(三)有关要求
1.参赛名额
轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛(3-5年级)、人工智能现场赛每组限报2名队员,每个组限报1名指导教师。机器人舞蹈赛、钢铁机甲机器人擂台赛每组限报3名队员,每个组限报1名指导教师。
2.报名程序
以学校为单位统一报名,每校每项目最多报3组,参赛队员不得兼项,每组参赛队伍限报1名指导教师,于2021年8月1日至9月15日登录(aliwork.com/s/wzck)报名。联系人:张蕴豪,联系电话:65659038.18626116324。
3.竞赛场地及器材
参赛所需设备(人工智能、机器人、计算机及程序软件等)由参赛选手自备。
竞赛场地及相关器材组委会统一提供。
附件三:
“2021年第三届吴中区中小学
创客、人工智能、机器人竞赛活动”机器人舞蹈、钢铁机甲机器人擂台赛规则
机器人舞蹈赛规则
(一)比赛分组
比赛分小学组、中学组
(二)队伍组成
每队1‐3人。人机一一对应,即参赛队伍必须是每名队员拥有一台机器人。
(三)比赛场地
1.尺寸
舞蹈场地是10mx5m的平坦区域,要求机器人在标明的3x3m的矩形区域内表演。表演区域的边界将会用50mm宽黑色胶带标志出来,周围用20mm宽的红色胶带围起来。这可以使用程序让机器人自己判断处于边界的哪边。赛场提供的地面是平坦的(非光泽)。
2.场景
参赛者可携带表演所需要的场地布景,但不能损坏比赛场地或对随后的参赛队伍造成影响,架设场地布景时间应在控制在6分钟以内,撤除场地布景应在3分钟内。在比赛中如果出现意外而使比赛场地受损,主办方将提供备用场地。主办者将尽力提供投影屏和放映设备,在表演区域的后面各队应使用数码资源(如计算机)放映图片。这将作为他们表演的一部分。
3.灯光
没有直射的光线照在场地上。各队在设计机器人时要能适应灯光的各种变化,如在比赛的一个地点到另一个地点的自然照明的变化等。各队应根据需要调试自己的机器人适应比赛场地的照明条件。
4.音乐
各队需自备机器人表演所需音乐文件(MP3)。文件标明参赛队队名,在比赛之前交给主办方音乐播放工作人员。
(四)比赛时间
机器人舞蹈时间应不少于二分钟但不能超过五分钟。
(五)机器人技术要求
1.构造
机器人构造为任意形式(鼓励使用人形机器人),参赛者可以根据情况自由设计,为增加比赛的公平性、合理性,以及创造良好的学术氛围,激发学生的自主创新意识,鼓励参赛上场的机器人在购买的整套成品机器人基础上进行改进,根据改进情况酌情加一次分。
2.重量、体积
单个机器人重量不得超过5公斤,体积小于60cmX60cmX60cm(包括展开部分)。
3.外形服饰
自主设计服饰,材料不限。
4.控制
机器人舞蹈动作必须是完全自主的,开机启动时可用遥控等各种方式,但表演开始后不得有人为遥控、干扰或引导机器人。参赛队机器人最好在音乐响起6秒内启动机器人。
(六)比赛操作
1.机器人由手动或遥控启动,机器人与音乐的协调有各队参赛人员自行掌握。
2.在机器人启动后的表演过程中,机器人不应与参赛队员有任何接触(其中包括遥控),机器人出现故障时可由一名队员上前处理,同时将对该队成绩给予扣分。如有带视觉系统或有“人机互动的环节”等的机器人,完成全部表演内容(表演时间按本组规则规定),给予一次加分(5分)。
3.参赛者不得蓄意影响机器人或损害比赛场地,否则将取消该队比赛资格。
4.机器人在比赛过程中如果出现故障,参赛队员可以重新启动机器人,但将对该队成绩给予扣分。
5.舞蹈表演总时间(从机器人开始表演算起)不得超过规定时间,比赛前可有1分钟的陈述时间。
6.参赛者在比赛过程中不得干扰评委,违者将对该队给予扣分,严重者将取消该队比赛资格。
7.在比赛后如有队伍认为某机器人不符合上述条件,可以向组委会提出申请(须有证据),机器人所属队伍应该做出解释,若属实,则视情况扣分。
8.在表演过程中,舞台上同队的不同机器人之间可能进行相互通讯。队员应格外小心使用红外通讯装置不要干涉其他队伍。
(七)、评分标准
1.总体设计、创意和创新。10分
2.机器人技术实现与结构构造。10分
3.舞步编排,动作复杂、协调程度,技术难度等。15分
4.舞蹈和音乐的协调。15分
5.比赛场地的利用。10分
6.娱乐价值。10分
7.机器人外型与服饰。15分
8.人机互动(以机器人为表演主体)15分
钢铁机甲机器人擂台赛规则
一、队伍组成:每队3名选手和2台机器人。
二、赛制:本项比赛以小组循环赛的方式进行,对战队伍抽签决定,如遇轮空则自然晋级,每场比赛为三局两胜。
三、竞赛规则:
1.比赛:比赛将在规定的赛场进行。参赛选手使用自备的机器人进行比赛。
2.比赛采用预赛、决赛的方式,比赛结果将根据比赛规则由裁判员当场进行裁定并公布。
3.赛场的规格及环境:
3-1.赛台为机器人擂台赛专用正方形赛台,边长为400cm(包含区划线)。
3-2.赛台图示如下(单位:cm)
3-3.赛场环境:
赛场对普通观赛者、有关报道人员,比赛有关人员使用的摄影机器等不做特别的限制。因此,如果在机器人出场时受到照相机、录像用红外线、闪光、摄影用照明等影响时,请参赛者预先做好各种对策,同时也要考虑有关室内照明、太阳光等影响。
四、机器人规格:
1-1.移动方式:遥控轮式移动机器人。
1-2.机器人规格:
1-2-1.机器人尺寸:长:50cm宽:50cm高:50cm。包含伸展部分。
1-2-2.机器人动力:电池电压≤12V放电倍率≤30C。但必须有硬质保护外壳。严禁使用燃料型,非电动型动力装置。
1-2-3.整车总重量≤8KG。
1-2-4.电机数量≤4个(含伺服电机),动力电机使用的直流有刷或直流无刷电机。
1-2-5.遥控方式:运动员自选无线控制方式,避免同频干扰。
1-2-6.在该回合比赛中选手不得中途更换机器人,同一回合比赛中只能使用同一台机器人。
1-2-7.比赛中机器人主要部件(如铲板、车轮等)发生散落、解体,裁判员将判定出局淘汰。
1-2-8.机器人轮胎不能有粘性的物品。
1-2-9.严禁有脱离机器人身体框架之外的装置使用(如抛洒,射击等)。
1-2-10、除上述以外,如果裁判员判断了违反比赛的精神时以外的规则。
五、比赛流程:
1.预赛时,由参赛选手遥控机器人,展示该机器人所有可作出的动作。(带有对比赛场地和具有一定危险性动作时,裁判员有权要求运动员对机器人作出整改,或者直接取消比赛资格)。
2.决赛时,由计算机的自律操纵、由人的手动操纵都可以。如果是用无线(无线、红外等)手动操纵时,请考虑比赛环境(光、声音、电波)、对对方使用同样的系统操纵时必须没有干扰,再有用小电力、微弱无线电操纵时,请自带8ch以上频率的无线系统。同时使用无线电操纵系统时,应准备8个晶振。
3.说明:
使用无线时请使用以下频率:
a.27MHz频段:26.975-27.255MHz(频段:01-12);
b.40MHz频段:40.61-40.75MHz(频段:61,63,65,67,69,71,73,75);c.AD频段:(25MHz微弱20频段);
d.被认可的无线LAN,Bluetooth,Zigbee等也可使用。e.在国内没被技术认可的无线控制将禁止使用。
4.禁止事项:
4-1.禁止装载有伤害对方和赛场的物品,禁止使用刀、旋转切割等危险物品。
4-2.禁止对脚底设置吸引、吸着装置(含有粘着物)。
4-3.干扰电波发生装置、激光、闪光灯等。
4-4.禁止损害场地,禁止造成污染的物品。
4-5.禁止包藏液体、粉末、气体的装置。
4-6.禁止包藏点火装置和能脱离本体的弹射装置。
5.比赛方法:
5-1.比赛采用三局二胜制。
5-2.预赛时出场者将遵从组委会决定的顺序,进行机器人的预赛。
5-3.决赛时此项目参赛运动员,每轮有三次比赛机会,三局二胜制。允许一个队伍使用最多二台机器人参与比赛,但每一回合比赛中间不允许更换机器人。比赛2分钟1回合。机器人比赛过程中出现零件散落将被判负,被掀翻或者不能移动将采取数“点数”的办法,规定时间内不能重新移动位置将被判负。
5-4.机器人任何部分超出比赛场地,将被判负。
5-5.每回合结束后,运动员有1分钟维护或者更换机器人时间,1钟后继续下一回合比赛。
5-6.若出现平局情况,裁判员将根据机器人的重量判断胜负,重量轻者获胜。相同重量时以电池容量判断胜负,电池容量数少者获胜。
5-7.此规则最终解释权归组员会所有。
附件四:
“2021年第三届吴中区中小学
创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客
作品评选活动方案
一、评选范围和评选条件
(一)评选范围:
遵循中小学各学科课程标准,作品要求能在中、小学各学科(不含特殊教育康复训练器材、虚拟作品、以及不能体现学科教学性的工程类发明创造作品,以下同)教学中使用的,由教师自己设计制作,未参加过苏州大市评选的教学创客作品,特别是实行新课程标准、推进STEM教育以来研制的教学创客作品(含虽参加过评选但近期又有重大改进的作品)。
(二)作品分类:
1.按教学段分为小学作品、中学作品。
2.按所应用的领域段划分(1)小学:语文、数学、科学;音乐、美术、体育、综合实践活动;(2)中学:语文、数学、科学、物理、化学、生物、地理、通用技术、信息技术、综合实践活动、音乐、美术、体育;(3)其他(如:特教、外语,通用设备等)。
(三)教师教学创客作品评选条件:
(1)教学性。符合基础教育课程改革的基本理念,有利于推进STEM和创客教育,培养创新精神和实践能力,有利于实验教学、提高师生的综合素质。
(2)科学性。作品展示内容应符合科学原理,体现科学知识和科学过程相统一的原则,有利于学习科学知识,树立科学意识,掌握科学方法和实验操作技能。
(3)创新性。作品设计新颖,构思巧妙,体现新的实验活动方式、方法和内容;应用新技术、新材料、新工艺方面有创新和发展;在信息技术与传统实验的整合方面有所创意。
(4)启发性。引发学习兴趣和思考,适于探究式教学,有利于学生主动参与、互动、合作交流。
(5)实用性。取材容易,结构简单,易于操作,性能稳定,安全可靠,造价低廉,外形美观,便于自制推广;有助于环保和可持续发展。
(6)安全性。作品在教学中使用要确保无安全隐患。
二、申报程序和评选办法
(一)申报程序:
1.各单位在自评的基础上,至少选送1件教师作品参加评选,最多不超过3件。
2.送评作品的制作人必须按要求填写《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表》一式三份,《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。
3.参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统(py.szwzedu.cn)上进行申报,并通知校管理员(校教技室主任)进行审核送审。联系人:张蕴豪,联系电话:65659038.18626116324。(二)评选办法:
1.为保证评选工作公开、公平、公正,吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行,第一轮为文字材料初评,评选出进入第二轮的作品;第二轮为作品演示操作。
2.本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后,公布2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书,进行表彰奖励。
附件五:
“2021年度幼儿园优秀自制
玩教具评选”活动方案
一、活动目的
(一)贯彻《中国儿童发展纲要(2011-2021年)》《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2021年)》《国务院关于当前发展学前教育的若干意见》(国发〔2010〕41号)精神,落实《幼儿园教育指导纲要(试行)》《3-6岁儿童学习与发展指南》相关要求,全面推进素质教育。
(二)充分发挥自制玩教具在幼儿园教育与游戏活动中的作用,鼓励和提倡利用自然材料和日常生活材料开展教育活动,设计制作简单、发展价值大、游戏功能强的玩教具。
(三)调动广大幼教工作者因地制宜开展自制玩教具活动的积极性与创造性,宣传和推广低投入高质量地利用玩教具材料,有效开展游戏和教育活动的经验,搭建广大教师相互学习、相互借鉴的平台,推动学前教育工作的改革与发展。
二、评选范围、分类
(一)申报的作品须为幼儿园教育教学活动中正在使用,由幼儿园教师、学前教育工作者自己设计并简单制作,或对工业化产品进行改造的玩教具,还包括运用无须制作能体现教育与游戏功能的自然材料和日常材料。工业化生产的玩教具不在本次评选范围之内。申报的作品需真正贴合儿童学习生活,具有切实可玩性且能够符合幼儿园本身的空间要求。
(二)在往届全省市幼儿园自制玩教具展评活动曾获得一、二、三等奖的自制玩教具作品不得申报。
(三)以“落实《3-6岁儿童学习与发展指南》,倡导游戏活动”为主题。申报的作品按所应用的领域分类为:①运动类(YD),②科学类(KX),③建构类(JG),④语言阅读类(YUY),⑤美工类(MG),⑥表演类(BY),⑦角色类(JS),⑧益智类(YZ),⑨音乐类(YY),⑩其他类(QT)。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择,每件作品只能申报一个作品类别。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择,每件作品只能申报一个作品类别。
三、申报程序和申报要求
(一)申报材料及程序:
1.各单位在自评的基础上,至少选送1件教师作品参加评选,最多不超过5件。
2.送评自制玩教具的制作人必须按要求填写《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动申报表》一式三份,《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。
3.参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统(py.szwzedu.cn)上进行申报,并通知校管理员(校教技室主任)进行审核送审。联系人:张蕴豪,联系电话:65659038.18626116324。
(二) 评选办法:
1.为保证评选工作公开、公平、公正,吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行,第一轮为文字材料初评,评选出进入第二轮的作品;第二轮为作品演示操作。
2.本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后,公布2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书,进行表彰奖励。
附件六:
“2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表
申报人(单位):
申报日期:
教学创客作品名称
使用学科
制作人
制作日期
联系电话(手机)
电子邮箱
使用的主要材料
作品简介(包括原理、特点、使用说明、图片等,可另附页)
演示视频或照片上传专题申报网站即可
作品的创新点或在原有作品上的改进点说明(可另附页)
作品STEM体现
(可另附页)
描述作品在“科学、技术、工程、数学”方面的体现
教学中使用效果说明(可另附彩页或盘片)
演示视频或照片上传专题申报网站即可
制作人单位意见
(盖章)
年
月
日
市、(区)及相关主管部门推荐意见
(盖章)
年
月
日
评委会意见及结果
评委签名:
年
月
日
附件七:
“2021年度幼儿园优秀自制
玩教具评选活动”申报表
作品名称:
申报单位:
申报者:
作品类别:请在所选定的类别内划“√”(每件作品只能申报一个作品类别)
运动类(YD)科学类(KX)建构类(JG)
语言阅读类(YUY)美工类(MG)表演类(BY)
角色类(JS)益智类(YZ)音乐类(YY)
其它类(QT)
2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动工作组制
填表说明
1.作品名称
在一个展评作品名称下只能是一件玩教具或围绕某一具体教学内容的一组玩教具。
2.申报单位
申报单位应为第一作者所在幼儿园或学前教育机构。
3.申报者
申报者应是幼儿园教师或其他幼教工作者,可以以个人或多人合作的名义申报。多人合作作品应确定第一作者,其他为署名作者,总人数不得超过三人。作者姓名、次序和名称等各种信息资料,一经上报不得更改,不能增加新成员。
4.作品类别
由申报者按照作品的应用领域在所列的10类中自行选择,每件作品只能申报一个作品类别。
5.作品外形和结构
用图示、照片等方法介绍该作品的基本结构、整体造型、主要材料、外形尺寸。
6.作品主要功能和特点
介绍该作品适合领域、适用年龄、基本使用方法和主要作用。
7.作品制作方法
介绍该作品的制作过程,关键要领,可附图示说明。
8.使用案例
选择最能反映该作品功能价值的典型活动,内容包括活动目标、玩教具教育策略及实施过程等,可附活动录像(时间不超过10分钟)。
9.表格不够可另加附页
参评作品申报表
申报单位概况
园所名称
办园类型
地址
邮编
园所规模
托班数
小班数
中班数
混龄班数
负责人姓名
电话
邮箱
申报者概况
第一作者
姓名
民族
职称/职务
申报者
免冠照片
学历
性别
年龄
邮箱
手机
单位名称
单位电话
单位地址
邮编
第二作者
姓名
民族
职称/职务
申报者
免冠照片
学历
性别
年龄
邮箱
手机
单位名称
单位电话
单位地址
邮编
第三作者
姓名
民族
职称/职务
申报者
免冠照片
学历
性别
年龄
邮箱
手机
单位名称
单位电话
单位地址
邮编
作品外形和结构(附彩色照片)
作品主要功能和特点
作品制作方法
使用案例
申报者确认事宜
本申报者对所申报材料的作者署名负责,同意主办单位根据需要公开、采用或出版所申报的材料。
申报者签名:
年
月
日
申报单位意见
单位盖章
单位负责人签名:
年
月
日
市(区)装备部门意见
同意上报该作品参加2019年度苏州市幼儿园优秀自制玩教具评选活动。我们已要求该作者所在单位及其上级主管部门对该作品做了资格审定,申报内容属实。
主管领导签名:市(区)装备部门盖章
年
月
日
备注
十三五——2016年至2020年,眨眼间,这漫长的五年就弹指而过。回头望望这五年,看看自己所走的路,崎岖而又幸运。这五年,学习不断,成长依然,转变可见。作为教师,为让自己紧跟课程改革步伐,学习培训是不能停的。这五年间,我的学习内容还是非常丰富的,但也有一些指向性的,自己所喜好的。
一、加强师德学习,树立好形象
教师的师德是教师从业的灵魂,有什么样的教师就可能教出什么样的学生。在这期间,认真学习了《新时代中小学、幼儿园教师职业行为十项准则》,更加明确自己该如何做一个合格的人民教师。听了局领导关于《严守纪律底线,打造清廉学校》的专题讲座,宋组长给我们列举了很多我们案例,并进行了深刻的剖析,让我更加清楚作为一个组织的人,要注意自己的言行,慎言慎行,不能随意传播不言论。要站稳自己的立场,擦亮自己的眼睛,不能随意参加社会上的不明活动。遵守组织 纪律,不能无中生有,说人不是,谣言中伤。更加明白要强加政治学习,强责任提高工作效率,强廉洁,常怀律己之心。参加 了网络培训《普陀区中小学教师师德培训》,认真观看视频,积极参加主题研讨,对中华传统美德的理解更加透彻,更加明确了继承和弘扬中华传统美德的重要性。通过内容丰富的师德学习,明确了“思想道德规范、专业道德规范、教学道德规范、生活道德规范、行为道德规范、语言道德规范、交往道德规范”,在工作中自觉依法执教、爱岗敬业、热爱学生、严谨治学、团结协作、尊重家长、廉洁从教和为人师表,树立良好的师德形象。
二、扩展业务学习,适应多岗位
2016年上半年,我任教的是语文教学,所以在培训选课时,我会侧重与语文相关的培训。后来,因为个人原因,工作内容有所改变,先后负责学校图书管理,档案管理等,因此也参加了相关的岗位培训。
语文方面的,参加了教师进修学校“基于预学课堂模式背景下的教学设计与实践”,知道了我区“生本课堂”推进的历程,逐渐明确“教学过程的核心一定是学生的学习,课堂要关注的是学生的活动。培训中,让我领略了上课教师的出色教学。也参加过几个网络培训,其中之一《小学语文阅读教学策略》,学习过程中,我认真聆听专家的讨论,,让自己对语文教材中的文学作品有了更多的认识,也认识到以往自己听课、评课中的一些偏颇,深深地感到自己的不足。知道学会课后反思,欣赏自己的成功之处,是寻找幸福的所在。让我深有感触的培训是《整本书的阅读》。现在的语文教学越来越重视阅读教学,我们也总在感叹学生的阅读量不够,语文水平提不高。我们也一直想对学生进行阅读兴趣的培养,想让学生爱上阅读,能自主阅读。通过本次的培训,让我对整本书的阅读有了更多的了解,如何向学生推荐优秀的阅读书也更加明确。对于课程的实施,不同类型,实施的流程图也有所掌握。兴趣是最好的教师,岳老师指出,对于还没有良好阅读氛围的班级,对阅读兴趣淡薄的学生来说,导读很有必要,而且很重要。导读时要找准进入整本书的切入点,选择分享交流的重要片段,选择适当的教学方式,适当分享阅读的初体验。导读课的成功于否在于是否激起了孩子的阅读这本书的兴趣。如果导读课后,学生迫不及待地想读这本书了,那说明导读成功了。
三、参加信息培训,教学熟应用
现在是信息爆炸的时代,是互联网进入人工智能的时代。学校里的教学设备也在不断地更新之中,为了适应当代教学,学校每学期都会组织相应的信息技术培训。如电子白板的应用,希沃课堂教学,钉钉线上教学等。每次的信息技术培训我都会积极参加,现在我已能较为熟练地应用教室中的教学设备,如对重点词语句子的标记,对生字笔顺的演示等。这次90学时中的《教师信息素养提升》专题讲座,更是改变了我的思维,让我有了互联网的思维,逐渐感受到人工智能时代就在眼前。
四、选择自己喜好,生活增乐趣
关键词:计算机教学;课件;教学案例;智能计算机教学;网络计算机教学
计算机教学是用计算机帮助和代替教师执行教学任务,向学生传递教学信息,传授知识内容和训练技能,直接服务于学生的教学方式。计算机教学产生于二十世纪六十年代,它是教育需要和科技方法相结合的产物,计算机教学有利于突出重点、突破难点,有利于增大课堂容量,提高课堂教学效率,有利于训练学生技能,提高学生素质和自学能力,有利于优化课堂结构,加强指导教材的重要内容。
一、计算机教学的现状与特点
1、计算机教学目前在教育教学中多以“观摩课”的形式出现,并没有真正地把信息技术和学科教学融合在一起。虽然计算机教学是一种很好的媒体教学,但在进行计算机教学过程中,所用的课件基本都是由老师亲自研究与开发,这就需要花费很多的时间和投入很多的精力,是一项投入多而产出少的工作,在教学过程中一般是教学评比和参观学习的时候才用,具有一定的使用局限性。
2、计算机教学软件开发方面的原因抑制了教师自制课件的积极性。市面上虽然有很多形式各异的教学软件,但真正适用于教学、针对性强的软件很少,所以很多情况下都是老师亲自制作课件,一般是由老师编写稿本,再通过计算机编程人员的编程来开发中小型的教学软件,很有可能开发出来的教学软件在实际运行当中与老师原来编写的稿本存在一定的偏差,或是由于教学老师对计算机操作技能不熟而发挥不出课件的最佳效果,很大程度上降低了教师自制课件的热情。
3、由于课件是被事先确定设计好的,因此课件不适应变化多端的教学模式。即使再优秀的专家根据科学的理论方法和丰富的实践经验开发出来的课件,都是由编制者按一定思路设计而成,有系统性且是前后连贯的软件,它只适应于某一特定的教学情境,无法适应于多种教学情境变化的计算机教学的需求,根据我国各地的实际情况,每个地区的学校环境、社会因素、师资队伍、学生对象等各不相同,所以同一课件很难被我们应用到不同的教学情境当中。
4、计算机教学固化了教学的内容和策略,淡化了教师“即兴发挥”角色。师生间的交流和影响也越来越少,计算机教学固化了对知识表达的方式和顺序,一味模式化地让学生去学,对教学当中的师生互动有不利的影响,学生积极参与并思考问题的时间很少,而是被新颖的计算机教学模式所吸引,这很容易使现代化的教学模式又陷入“被动灌输式”的教学模式。
二、计算机教学的前景展析
1、多媒体、虚拟现实技术的进一步发展与应用。多媒体技术在教学中的应用,为计算机在教学领域的应用开辟了一片新天地,虚拟现实技术在教学当中的应用,给学生创建了更加接近真实的学习环境。在计算机教学中如何运用多媒体技术,真正做到以教师为主导、以学生为主体,实现师生教学互动、相互影响,把学生培养成具有运用先进的多媒体手段,能获得知识能力的未来型人才,是我们计算机教学当中一个现实而又紧迫的问题。虚拟现实技术可以创建与现实社会相类似的环境,能够解决和学习媒体的情景化与自然交互的要求,融合了数字图像处理、多媒体技术、传感器技术等多种信息,虽然虚拟现实技术是二十世纪末兴起的一门综合性信息技术,但它在教育领域内,是继多媒体、计算机网络之后有着巨大应用前景的技术,可以使传统教学产生翻天覆地的变化。
2、智能计算机教学是计算机教学进一步发展的必然趋势。智能计算机教学以认知学为理论基础,将人工智能技术应用于计算机教学,可以根据学生的认知模型所提供的信息,通过智能系统的分析和判断,将教学内容与教学策略分开,生成适合于不同教学的内容要求与策略要求。通过智能诊断机制判断出学生的学习水平,可向教师提供教学重点、测试重点等建议,向学生提出更改意见,以及进一步提出学习内容的建议,用来激发学生的学习兴趣,提高学习效率。因此我们可以看出:智能计算机教学与传统的计算机教学相比,更加符合教育教学发展的规律,更加切合学生的认知习惯,具有明显的优越性。
3、计算机教学向网络计算机教学方向发展。网络计算机教学是学生和教师通过计算机网络进行课题内容的学习、讲授的方式。主要优点是不受地域的限制,能够方便地做到资源共享,功能开发灵活方便,缺点是速度慢,缺乏智能性。近年来,随着网络技术的发展,Internet已迅速延伸,网络计算机教学逐渐成为研究的热点。我国网络计算机教学正在起步,各类网校进行的各种课内和课外教学活动为学生提供了一种新的教学资源,具有极大的应用空间。
4、对计算机教学案例的选择更合理,更具有科学性。教学过程中所择取的案例必须是具有明显教学价值的案例,并不是所有的案例都适应于教学的。这就要求我们在案例教学的过程中,能掌握法学基本知识的实际,选择难易适中的案例教学,才能达到我们预期的效果。一方面我们选择的教学案例应当具有典型性。这里所说的典型性, 是指该案例能与所教授的法律知识内容具有较强的切合性,自身存在较多的争议点, 而不是指案例受到社会关注的程度如何。具有明显典型性的案例,可以让学生通过分析讨论来强化对基本理论知识的理解和运用,还可以激发学生探索与思考的热情。另一方面,选择的案例要难易适中。如果选择了很容易的教学案例,不仅激发不了学生的学习热情,也不能起到提高学生学习能力的作用, 但如果选择了太难的教学案例,则会严重影响学生们学习的积极性,因为教学案例过难,超出了学生现有的知识水平和理解能力,使他们对案例无从下手,起不到一点积极的作用。第三方面是教学案例要有一定的时效性,是来源于我们的生活实践。像我们这样一个迅速发展的国家,法治进程也非常快, 不同时期的教学案例, 案例背景更为鲜明会,会反映出当时的时代特色。因此,教师在选择教学案例时,不能选用时间跨度很长的案例,这样的案例内容过于陈旧,没有明显的时代特色,而是要选用时效性强的案例,具有新鲜感,这样的教学案例才能提高学生的学习兴趣,提高 案例教学的质量。
5、网络计算机教学和智能计算机教学相互取长补短,并相结合形成一个新的教学系统——网络环境下的智能计算机教学系统。这种系统会按照学生不同的认知水平为其准备不同难度的教学内容,学生则只需要通过使用学生机房或家中的计算机登录就可完成学习,学生在学习过程中可以随时与其他在线的学习人员进行沟通与交流,还可以用发电子邮件的方式与教师探讨。同时,系统为了能向学生提供下一步学习哪些内容及如何更好学习的建议,会有相适应的测试可以确定学生新的认知水平,并可以作为下一次登录学习时的依据。教师则可使用自己的计算机在教研室或家中就可登录,能够检查学生的学习情况,学习进度等,并根据实际情况对测试的内容及时更新,有针对性地教学,从而更好提高教学效率。
6、课件开发向积件开发的方向转变。随着计算机的普遍应用,计算机技术得到飞快发展,教师掌握计算机技能的水平提高,在教育现代化的迫切需求下,许多教师和教育工作者由积累的实践教学经验与掌握的计算机技能知识相结合,开始发展教学资源库和适应一般教师使用制作的工具或编辑平台的道路,也就是我们所说的积件道路。积件道路发展的方式,教师真正做到了利用计算机这一有力工具,自觉运用学习理论和教学设计,自己制作适合各种情境教学的教学软件,也改变了教学软件的开发设计与使用相互割裂的局面,能充分展现课件的最大性能。
三、总 结
随着科技的进步,家庭电脑的普及应用和计算机网络技术、多媒体、虚拟现实等技术的发展,计算机教学的深度和广度还在不断发展,在教学过程中必将发挥出不可估量的作用,它的前景无量。
参考文献:
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[2]李宝鸿.计算机辅助语言教学现状与前瞻[J].西安外国语学院学报,2002年.
[3]祝智庭,瞿堃 :《多媒体CAI课件设计与制作基础》,北京,电子工业出版社,1998年.
[4]甘霖.多媒体教学的探究[j].四川教育学院学报,2005,4.
但是长期以来,我们一直认为信息技术只是一个工具、一个手段,它真的能够对教育产生革命性影响吗?许多人也怀疑:当年电影未能改变教育,电视也未能改变教育,信息技术就能改变教育吗?
信息技术对教育会有革命性影响吗?
想到这个命题,就经常想起自己的童年,想起我自己上世纪80年代初用过的老课本。在我的课本中,只有第一页是彩色的,上面是一幅图“我爱北京天安门”,其他页全是黑白的,那时候没有电视,偶尔看看电影,也没有各种画报。像长江、黄河、长城等,基本上是靠老师的描述来学习的。但在今天,即使是边远山区的孩子,老师也可以利用电脑或电视,给他们播放一些视频和图片,让孩子有更直观的感受。
更进一步的是,美国人萨尔曼·可汗自2004年起开始利用在线视频教亲戚孩子学习数学,后来不断发展,创办了可汗学院(Khan Academy),利用一种简单的手写黑板技术,录制了许多教学视频,受到了微软创始人盖茨及社会各界的广泛好评和追捧,并先后获得微软教育奖和谷歌的资助。与此相关的是,颠倒课堂(Flipped Class Model)自2007年开始在美国及世界各地流行起来。传统的教学模式是老师在课堂上讲课,学生回家做作业;在颠倒课堂教学模式下,学生在家通过看视频完成知识的学习,来到课堂上做作业并和大家讨论。
可汗学院和颠倒课堂对我们有什么启示呢?有许多人相信,尽管颠倒课堂还存在许多问题,但是这可能是解决传统班级式教学很难解决的“个性化教学”问题的一种方法。尽管我们一直在强调因材施教,但是在传统班级制教学中,教师很难照顾到每一个学生。在颠倒课堂模式下,课下看视频的时候,看得懂的学生可以快点看,看不懂的可以慢点看、反复看,一定程度上实现了个别化教学,在课堂上老师也有更多的时间和每一个学生互动。很多人认为,农业时代是私塾式教学,工业时代是班级制教学,信息时代一定会产生一种新的教学形态。可汗学院和颠倒课堂不一定就是最终的答案,但或许是一种有益的探索。
谈到和视频有关的可汗学院和颠倒课堂,实际上还有一个更令人深思的事情:对于一个病人,如果有条件,他一定希望请中国乃至世界上最好的医生给他看病。那么对于一个学习者,如果有条件,他是否可以跟着中国乃至世界上最好的老师进行学习呢?事实上,现在已经有中小学在做实验研究,比如有人提出“专递课堂”,一个好学校的优秀老师讲课,其他几个薄弱学校的学生利用网络同步上课,本校老师只是进行辅导。由此联想,理论上是否全中国中小学生都可以只听几位最优秀的老师讲课呢?如果真的这样,对于广大教师会产生什么影响呢?
当然,这在基础教育领域基本上还只是实验,并没有大规模普及。但是在高等教育领域则走得更远。2010年前后,一批原来翻译欧美影视剧字幕的志愿者转而去翻译欧美公开课字幕,没想到这些公开课加上中文字幕以后在中国迅速开始流行,很多白领和大学生在网上“淘课”,甚至有学生逃课在宿舍看欧美公开课。
一个巨大的突变是在2011年秋,来自世界各地的16万余人注册了斯坦福大学Sebastian Thrun与Peter Norvig两位教授联合开出的《人工智能导论》免费课程,最后有2万余人通过考试。这引发了大规模多人在线课程(慕课,Massive Open Online Courses,简称为Mooc)的流行,比如美国斯坦福大学教授创办了Coursera,同斯坦福、普林斯顿等大学合作,在线提供免费的网络公开课程。任何人都可以免费学习,如果通过测试并愿意缴纳少许费用,还可以获得学分证书。该项目成立第一年即吸引了来自全球190多个国家和地区的130万名学生。哈佛大学和麻省理工学院也宣布推出MOOC网站edx,北大、清华均宣布加入edx。
泰普斯科特在著作《维基经济学》中曾指出“大规模协作改变一切”。MOOC学习方式与以往不同的是,可能是几万人一起学习一门课程。这样任何人提的问题都可以在以往问题中查到,或者会在很短时间内得到回答,而一个普通班级的网络课程则比较难做到这一点。
当然,以上还主要是技术层面的改变,最重要的是21世纪的青少年发生了什么变化?当我们看到孩子迫不及待地拥抱电脑,当我们看到刚刚牙牙学语的幼儿抱着平板电脑不松手的时候,我们就知道:不管这种趋势是好是坏,信息技术改变一切已经是不可逆转的了。
看了以上的例子,我们基本上可以相信:信息技术对教育确实是有革命性影响的!但是看看目前军事、金融、企业信息化的程度,我们就会得出这样的结论:信息技术在教育领域还不够太革命。
让我们来看企业,先不提苹果、三星等大企业,就看一个专门生产文化衫的小企业。这个企业虽然只生产文化衫,但是企业负责人一直声称他们是做IT的,什么原因呢?他解释说:传统企业靠手工管理订单,如果排列组合(尺寸、颜色、样式、印刷字体等)多过10种,就可能会出错误,而他们利用IT系统来管理订单,理论上可以一件都不错。这个例子可以看作“从IT到传统”的典型代表。近几年,一批搞IT的人转而投向传统行业,但他们不是简单的养猪养鸡,而是利用IT思维和IT技术重新打造了传统行业。所以芬卡特拉曼曾提出信息技术引导企业转变的5个层次:“局部应用、系统集成、业务流程重新设计、经营网络重新设计、经营范围重新设计。”而目前的基础教育和高等教育,基本上都刚刚处于局部应用向系统集成过渡的过程中。教育信息化与企业信息化的差距由此可见一斑。
还有一个与教育比较相似的行业,就是医院。医院信息化虽然发力较晚,但是近几年发展确实非常迅速。医院信息化有两个特点,一方面实现了流程信息化,从挂号到取药,全部利用信息技术完成;另一方面在核心业务方面,采用核磁、CT、微创手术等高新技术,以前检查不出来的病现在检查出来了,以前治不了的病现在可以治了。有一个特殊案例,就是北京大学第三医院,他们依靠优化流程和采用新技术,实现了平均住院日全国最短,2000年平均住院15.31天,到了2010年则减少到了6.57天。缩短平均住院日自然意味着社会效益和经济效益都提高了。
这个例子值得教育领域深思。医院找到了一个可以量化的指标“平均住院日”,优化流程和采用新技术可以直接改变这个指标,而改变这个指标则意味着社会效益和经济效益的提高。在教育领域,我们能找到一个这样的指标吗?我们是否可以将“平均在校日”作为这个指标呢?采用网络课程等新技术缩短平均在校日,缩短平均在校日意味可以招更多的学生,应该也意味着社会效益和经济效益的提高,这一切看起来很美!
当然,学制是否可以改变,是否可以缩短,需要严格的论证。我自己也认为学制确实不能简单地缩短。举这个例子只是引发我们思考:随着信息时代的到来,随着外部环境的变化,有一些约定俗成的规范是否需要重新考虑?是否可以真的改变?教育流程是否可以优化、可以再造?
教育流程再造
德鲁克在1992年曾说过:作为规律,对某一知识主体影响最大的变化往往并非出自本领域内。学校自从300年前以印刷品为核心重新组织以来,从未改变过自己的形态,但未来将发生越来越激烈的变化。这一变化的动力,一部分来自新技术的发展,如计算机、录像和卫星技术,一部分来自知识工作者终身学习的需要,还有一部分则来自人类学习机制的新理论。
目前颇受推崇的里夫金所著的《第三次工业革命》一书中有专门章节论述教育变革。其中提到,目前的教学模式是适应第二次工业革命对大批量标准化人才的需要的,但是第三次工业革命需要大批创新型人才,所以需要打造一批全新的教育机构。
美国政府于2010年11月颁布了《国家教育技术计划》(简称NETP),其中第7部分‘‘生产力:重新设计和改造”指出:教育部门可以从企业部门学习的经验是,如果想要看到教育生产力的显著提高,就需要进行由技术支持的重大结构性变革,而不是进化式的修修补补。
阿兰·柯林斯和理查德·哈尔弗森在最新发表的著作《技术时代重新思考教育》中也认为,目前大多数学者努力研究如何将信息技术融合进学校教育中,殊不知信息技术的快速发展,已使教育的内涵不再仅仅局限于学校之中,移动学习、泛在学习、虚拟学习、游戏化学习、工作场所学习、个性化学习、翻转学习等新型教育模式,使得学习的控制权逐渐从教师、管理者手中转移到了学习者手中,从而动摇了诞生于大工业时代,以标准化、教导主义和教师控制来批量培养人才的现行教育体系。所以,他们认为技术时代需要重新思考学习(学习不等于学校教育)、动机、学习内容(课程),需要重新思考职业及学习与工作之间的过渡,需要重新思考政府在教育中的作用。
确实,我们仔细思考当前教育中的很多做法,再联想企业、金融、医院等其他行业的做法,可以看到有一些做法似乎确实应该改革。
比如基础教育中的课程,像生命教育、环境教育、法治教育、安全教育、职业规划教育等对一个人的发展来说,应该是非常重要的,可是我们的传统课程体系非常严密,这些课程基本处于边缘化的地位。再如信息技术课程,如果说物理化学课程对于第一次、第二次工业革命至关重要的话,信息技术课程对于第三次工业革命是否很重要呢?如今是否应该获得和物理、化学等课程一样的发展地位呢?可是现状呢?如果我们真的拿出学数学、物理、化学和英语的精力来学习信息技术,或许一个高中毕业生就可以找到编程、美工等工作了。
目前MOOC的影响越来越大,美国时代周刊2012年10月发表名为《大学已死,大学永存!》的文章,其中提到:这场从硅谷、MIT发端的在线学习浪潮,理想是将世界上最优质的教育资源,传播到地球最偏远的角落。免费获得全球顶尖高校明星教师的课程,甚至取得学位,并非不可能。而对学校官员来说,变化带来的恐慌随处可见。也有很多人认为,MOOC将颠覆高等教育,会使很多高校消失。
实话实说,我个人绝对不相信MOOC会使许多高校消失,但是我认为MOOC对高等教育来说确实是一个巨大的挑战,确实会产生深刻的影响。不过我更愿意认为MOOC对高等教育是一个机遇,可以促使高等教育进行新一轮变革。如果MOOC延伸到基础教育领域,难道不是可以实现我们一直在追求的教育公平、教育均衡发展的目标吗?
其实,信息技术对教育的改变还不止这些,云计算、物联网、三网融合、虚拟现实、游戏、3D打印等技术将继续产生让我们难以置信的变化。教育将继经济学之后,不再是一门靠理念和经验传承的社会科学,而变成一门实实在在的实证科学。随着计算能力、存储能力的无限提高,随着人工智能、自然语言理解等技术的发展,利用大数据技术,对于每一个学习者的各种学习数据进行智能的、全方位的分析,然后给予其智能的、自适应式帮助,学习者是否可以学得更快,学得更好呢?比如,有一种扫描仪,学生考试完毕以后可以自动扫描试卷,并切分题目,进行分析,提供报告。尽管目前的报告还比较简单,但是已经能够对师生有所帮助。教师不再只是凭经验来判断学生存在的问题,而是靠数据说话。
未来的教育
大数据、云计算、3D打印等新技术虽然看起来很美,但是目前确实还存在很多问题,比如许多企业力推的“云存储”,就有人担心,将资料保存在“云”中,这朵云会飘走吗?事实上,今天的各种信息技术尽管已经深刻改变了整个社会,但是还存在着安全性、稳定性等诸多问题,本质上我们现在还处于“Internet的原始时代”。但是随着时间推移,随着信息技术的不断发展,我们总有一天会步入“Internet的信息时代”。
如果到那一天,我们的教育该是什么样子呢?首先看基础教育:高速有线网和无线网应该覆盖了每一个学校,班班通进入了每一间教室;传统教材应该还会有,但是每位同学应该有一个平板电脑,这个平板电脑功能非常强大,其中不仅有图文并茂、形象生动的数字教材,而且可以直接在线完成作业并提交,在做作业的过程中如果碰到问题,可以在线查看讲解视频,或者咨询老师和其他同学,也可以利用其中丰富的应用软件进行虚拟实验并和其他人交流;学习者的所有学习过程数据都会被记录下来并保存在“云”中,这一方面可以作为电子档案袋,在升学等需要的时候作为客观的评估资料,另一方面系统也会自动分析这些海量数据,发现该学习者存在的问题,并给予智能化的帮助。
再看高等教育:传统大学依然会存在,但是一定会发生剧烈的变革;大学将会变成一个智慧校园,给学生提供一个无所不在的学习环境;学生可以在传统教室中上课,也可以选择通过网络学习;学生可以选修本校老师开设的课程,也可以选修其他学校老师开设的课程,甚至是商业公司提供的课程;学生可以到一些MOOC课程平台上修课,但是需要到指定地方考试,并获取学分,从而真正实现教考分离。