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0引言
随着5G网络、物联网、AR应用技术和全息投影技术等新一代信息技术的快速发展,以及终身教育理念的推进,强调普适性、广泛性、敏捷性、智能性等特征的智慧学习环境,成为基础教育培养学习者创新能力的重要支撑。智慧学习环境可以加深师生之间的交互,教师还能够借助智能终端,给学生提供个性化的资源推荐和学习评价服务,激发学生学习动机和探索欲望,继而推动创新能力的发展。
1智慧学习和智慧学习环境
1.1智慧学习的发展及内涵
智慧学习的发展经历了三个阶段。首先是近代的泛智学习阶段。人们通过书本中对间接经验的记载来学习通识知识,在前人智慧成果的指引下少走弯路,提高掌握生活技能的效率。其次是数字化学习阶段。随着互联网时代的到来和信息技术的普及,教育领域开始搭建互联网平台,学习者能否利用网络平台高效地学习知识和技能,取决于其是否熟练掌握相关的信息技术手段。最后是现代智慧学习阶段。这个阶段学习者认知方式发生转变,不再局限于基本生存知识和技能的掌握,而是更加渴望对获得的信息进行整合、分析和运用,即对知识的深度加工,不仅重视知识的获取速度,更加在意对脑机智潜力的深度挖掘[1]。当前智慧学习是一种灵活的、开放的、便捷的,以学习者为主体,利用智能化的信息技术和随手可见的教育资源,享受完整学习体验的新型学习范式[2]。智慧学习有个性化学习、项目式学习、无缝学习、精准教学、群智学习等,在不同的场域中这些方式各有各的优势。个性化学习认为每个孩子都是独一无二的,有自己独有的特征、优势或劣势,根据这些个性特点,制定个性化学习方法和策略,对每个学生进行全方位立体式的评价,以达到促进学生全面的、有效的个性化发展的目的。项目式学习则通过让学生选择和参与项目,更深入地投入到现实世界中,并且通过团队合作,主动探索问题并寻求解决问题的方法,可以有效锻炼其创新能力、团队协作和项目执行能力。无缝学习是指学生可以借助移动设备,在不同的情景下随时随地且无任何障碍地学习,随时满足自己的求知欲,既可以是线下面对面的直接交流,也可以是线上互动。智慧学习环境是指以先进的教学思想和学习理论为指导,以现代信息技术为手段,通过分析和挖掘学习过程中生成的各项数据,来识别不同学习者的个性特征[2],继而提供灵活的学习资源,通过在学习过程中给予学习者适时的、有针对性的指导,生成最佳的学习方式,最终促进其智慧能力发展和智慧行动出现的学习空间[3]。智慧学习环境有两大特点:一是个性化服务,二是无缝学习空间[4]。首先,智慧学习环境善于抓住学习者的个性化特征,促进学习者个性化发展。每个人在学习活动中会表现出个体差异性,因此采用传统的一刀切式的学习方式,难免会伤害到一部分人。智慧学习环境能根据每个学习者的不同情况,为他们量身定制合适的学习方法。具体而言,智慧学习环境通过大数据分析识别个体特征,提供差异化、个性化的服务和体验,由智慧学习终端提供一对一的指导。这样,学生不再是知识的被动接收者,而是在兴趣的指引下,成为知识的主动探求者,可以有效激发学习者的学习兴趣和创造力。其次,打破了传统课堂的地域局限,为学习者提供了无缝学习空间。随着现代信息技术的发展和普及,可以考虑在家庭、学校、社区,甚至是图书馆、博物馆等地方接入智能终端,通过先进的技术手段,利用便捷的移动设备,实现随时随地的学习和探究。这种无缝学习空间的到来,不仅能大大提高学习者的学习效率,同时能拓宽学习者的眼界和思路,为创新型人才的培养奠定基础。
2智慧学习环境有助于中小学生创造力的培养
2.1智慧学习环境提供了学习动态感知方案
利用现代先进的智慧信息技术,可以丰富课堂组织形式,优化课堂内容,监测课程进程。教师通过丰富的信息资源和技术引导学生的多感官互动,激发学生对知识的浓厚兴趣,并能实时感知学生的学习动态。如课堂上可以利用智慧学习笔,将学生的所思所感所想连接到教师终端设备,教师通过数据分析及反馈即时批阅,同时获得学生的学情分析报告,实时监测和感知学生的动态变化,了解学生对知识点的掌握程度,以便及时干预和调整,使得教学更加有针对性,更加精细化、个性化和智能化。
2.2智慧学习环境实现了多模态互动可能
利用5G高速的信息传输速度,通过智慧学习环境中的智能终端设备和全息技术,可以创设情境,实现异地专家共同答疑解惑、协作互动,有效促进异地专家之间的信息互联,知识互通,资源共享,实现师生之间、生生之间以及教师与专家之间的实时交流和多模态互动[5]。这种教学环境,可以开阔学生眼界,增长见识,利于创造力的生成。
2.3智慧学习环境提供了智能资源推送途径智慧学习环境具有资源开放性的特征,利用先进的智能终端设备,整合各方丰富的优质资源,帮助学习者实现资源和工具的无缝连接。同时,通过大数据的检测、分析,了解学习者的认知特征、行为习惯、思维特点、处事风格等,智能终端系统可以自动推送与学习者特点及当前情境相匹配的资源信息,通过这种定制化的服务,可以最大限度地满足学习者的认知和学习需求,真正实现无边界的有效学习[2]。智能系统的资源推送及大数据对信息的检测分析,可以收集学习过程中的双向反馈数据,而后通过概率预测,调整教师的教学策略,优化学习者的学习内容,改善学习方法,充分满足了个人需求,从而体现了教学过程的人性化、个性化和智能化特征,可以从教学、资源、技术、环境等各方面为中小学生创新能力的培养提供有力支撑[6]。
2.4智慧学习环境提供了自动学习评价系统
教师通过智能终端的数据分析及反馈,可以及时获得学生的学情分析报告;这个学情分析报告,便是教师对学习者进行评价的初始依据。智慧学习环境通过整合教学信息和优质资源,结合大数据的深度挖掘和精准分析技术,实现对学习者学习过程的实时监控和监督,并能对学习过程进行自动记录和分析。教师通过智能终端反馈得到学习者的测评报告,学习者获得科学的评价结果。教师根据评价结果,有针对性地给予学习者指导和帮助,并提供意见和建议。智慧学习环境提供的自动评价系统,让学习者在学习过程中更加流畅、灵活,并有利于精准定位其缺失的基础知识和创新能力。
3利用智慧学习环境培养中小学生的创造力
3.1提升教师智慧教育理念,为中小学生搭建创
造性学习平台中小学校管理层应充分考虑并重视智慧学习环境可能给学校发展和学生培养带来的契机,努力营造和创建智慧学习氛围,提升教师的智慧教育理念,为中小学生搭建智慧教育平台。随着教育信息化不断改革,教育不能只停留在传统的课堂教学,现代社会信息瞬息万变,教师需要不断学习充电,才能捕捉和传达最新的教育理念和科学理论。对学生来说,教师的课堂已经不再是他们学习知识的唯一途径,新兴的现代技术设备随处可见,很容易成为他们获取信息的便捷通道。学校管理者应解放思想,确立技术赋能教育的理念,确信技术是优化教学、促进教学和改善教学的有效手段,并逐步创造条件实现智慧学习环境在学校中“从无到有,从有到优”的过程[7]。进一步而言,智慧学习环境并不鼓励通过引入大量先进设备等方式进行急速扩张,而是利用现有的信息化设备,结合自身的办学特色或学科优势,重点选取某些方向进行突破,为学生搭建合适的智慧教育平台,并配备专人负责智慧平台的运营、信息收集、资料反馈等工作。这样,教师可以在课堂中争取到更多的时间和精力进行精准教学,把控课堂节奏,调整教学策略,培养学生的高阶思维能力,促进学生知识迁移和创新能力的生成。
3.2促进教师智慧教育实践,构建中小学生创造力培养模式
不管多么纷繁复杂的智慧教育方式,最终能起到什么样的效果,其实还是要看教师运用技术融入教育的方式,即构建人与技术之间的和谐关系,因此“人机双师”的教学形态和培养模式必不可少。“人机双师”,顾名思义,人和机器协同作用,共同促进教学。在教育实践中,机器的作用是“帮学”,而非“帮教”,主要负责对学生的共性问题进行收集、统计,并适时反馈给教师[7]。有学者同样认为,虽然技术代替了生活中的很多工作,但在教育行业,再先进的技术也无法取代教师的地位。技术或机器擅长处理一些有章可循的规则性工作,而教育工作无章可循,在真实的课堂情境中,随时可能出现无法预估的情况,教师需要根据课堂实际适时调整教学状态,协调课堂变量,把控课堂全局。在这个过程中,教师的主要任务是发挥好在班级授课中的主导作用,并及时发现学生的个性问题,从而进行单独引导或干预。在智慧学习环境下,技术不能越位,让机器做机器该做的事,让人做人该做的事,二者协同共进,取长补短,相得益彰。“人机双师”的教学模式能够有效提升中小学生的创新能力。具体而言,针对中小学生的个体差异和年级特点,创建适配的智慧学习环境,精心设计智慧课堂教学,在丰富的学习资源和便捷的智慧设备面前,教师、学生和机器交互活动,机器负责捕捉学生的课堂活动数据,经过常规化分析运算,反馈给教师端,教师根据信息反馈,对共性问题统一解答,对个性问题逐一突破,学生在信息化环境下被激发出浓厚的学习兴趣,在兴趣的指引下求知探索,勇敢地表达自己的诉求与疑惑,自信地展示自己的创意和成果。
4结束语
只有将智慧学习环境蕴含的文化信念应用于现代教育理念及教育实践中,才可能改善学习者的思维定势,促进其在复杂环境中提高深入思考的能力,引导其在应对突发问题时形成批判精神及创新能力。技术可以改变学生的认知方式,但从来没有一种技术专为教育而生,技术只是一种教学辅助手段,所以,学校应立足教育,以学生为本,从学校的真实需求和教育的最终目的出发,利用智慧技术,培养有思想、有能力的创新型人才。
作者:刘阳 单位:淮阴师范学院教育科学学院
能力培养论文2
高校实验教学是高等教育教学非常重要的组成内容[1]。2018年5月2日，习近平总书记在北京大学考察时强调：“今天，党和国家事业发展对高等教育的需要，对科学知识和优秀人才的需要，比以往任何时候都更为迫切[2]。”“十四五”规划的100项重点项目中航空发动机名列首位，从中可以看出国家大力发展航空发动机的决心。因此，培养什么样的人才成为飞行器动力工程专业的重要课题。飞行器动力工程专业作为典型的工科专业，在“百年未有之大变局”的当下，必须以“新工科”建设标准助力我国航空发动机产业的战略升级。该项目组在传统的航空发动机理论课程的基础上，结合教师科研、学生创新实践项目，开发了基于实验数据的“微型涡喷发动机装调与试车虚拟仿真实验项目”，该实验项目以培养学生基本理论知识能力、实践能力以及数据分析能力为主要目标，以虚拟仿真实验的形式为载体容纳微型涡喷发动机的零件装配、调试，以及试车测试全过程，既在安全的环境中开展了沉浸式虚拟实验，又可对实验结果进行分析，得出发动机性能变化和规律。
1实验设计思路和目标
该实验项目的培养对象为飞行器动力工程专业，实验设计定位为综合虚拟仿真实践项目，旨在面向航空发动机设计、制造、维修等相关行业，对基础知识扎实、设计能力突出、实践操作熟练的综合性、创新型高素质人才的迫切需求，依据我国产业升级转型的发展趋势，通过智能交互、计算机仿真等新型教学方式，以理论知识为基础，以真实的实验项目为依据，综合运用“基础知识、综合分析、创新能力”这3个层面的实验环节，构建从认知→实操→分析的递进式的教学体系，对飞行器动力工程专业的知识进行全面强化和创新实践训练，使学生循序渐进地开展从“基本原理学习”到“综合能力训练”，再到“创新能力培养”的实践学习过程。该项目选择微型涡喷发动机为代表性实验对象，具体如图1所示。微型涡喷发动机与常见的涡喷发动机的工作原理基本相同但其仍存在自身的特殊性[3]，主要有以下几个特点：压气机通常采用单机离心式、燃烧室为环形蒸发管式、涡轮为单机轴流式、尾喷管为简单收敛式；结构通常非常紧凑，无论和压气机为同轴，无独立的润滑系统；可选择不同中点火和起动方式；通常转子系统尺寸小，因此需要具有较高的设计转速来完成做工[4]。该实验目的主要是：（1）解决复杂机械在装配实验方面存在的结构复杂不易理解、成本高、安全系数低、实验周期长、探索空间不足、创新能力培养不足等问题，达到安全性高、成本低、创新性好的教学效果；（2）培养学生强化设计、加工、装配、测试全流程的理论知识，掌握基本的装配、测试操作技能，综合运用发动机原理、构造、装配调试、测试分析等知识，探索并解决复杂机械工程技术问题，体现创新意识，培养能解决复杂工程问题的高素质创新人才。
2实验原理
该实验围绕飞行器动力工程专业的核心专业教学实践环节，基于项目组自研微型涡喷发动机，具体见图2，重点开展微型涡喷发动机“装调”和“试车”两个主要模块的虚拟仿真实验项目的建设。微型涡喷发动机的装配实验可以帮助学生全面认知发动机的总体结构。总体结构是微型涡喷发动机顶层设计的主要内容，包括转子支承方案、承力系统及传力路线安排。发动机装调主要包括发动机各零部件装配顺序、装配中的细节调试操作等内容。微型涡喷发动机试车是检验航空发动机设计、制造及装配正确性的有效方法。将微型涡喷发动机装配与试车实验相结合，既可以通过试车实验对结构装配实验过程中的典型问题进行再现，加深学生对总体结构和装配过程的理解，还可使学生对航空发动机试车测试系统的原理等建立更为深刻的认识[5]。
3实验过程设计
3.1总体结构认知实验设计该实验环节采取讲解、演示、引导的模式与学生进行交互式操作，帮助学生建立对总体结构和零部件的全面认知和理解，为下一步整机装配实验打下基础。主要内容包括：了解微型涡喷发动机的主要部件、功能、零件组成、工作机制；分析微型涡喷发动机转子支承方案、轴承承力方向、推力分布等特点。该环节允许学生在虚拟实验场景中完成发动机结构的透视、缩放、角度变换等操作，配合相应知识点分析，克服传统教学“重理论讲授、轻实物分析”的不足。
3.2装调实验设计该实验环节采取自主操作的模式使学生开展微型涡喷发动机的整机结构装配实验，旨在帮助学生了解微型涡喷发动机的装配过程和顺序，进一步加深对发动机整机结构设计的理解，所有零件均基于项目组自研微信涡喷发动机的零部件开展虚拟仿真实验，具体见图3。实验重点构建了发动机转子连接结构装配拧紧力矩控制和转子动平衡这两个影响发动机装配质量的虚拟实验过程，并对其核心概念进行考察，考察结果与自主装配实验操作将一同纳入实验的结果评价中。
3.3试车实验设计发动机试车是重要的虚拟仿真实验环节，能够使学生对装配后的发动机的运行状态进行观察和分析。同时，通过对发动机试车测试系统进行操作，增加学生对发动机试车测试系统和过程的理解。该实验环节数据基于项目组自研数据采集控制系统建立，具体见图4。在该实验环节中，学生通过对发动机测控系统中如传感器、信号变送器、数据采集卡等主要元件的认知和信号连接关系的学习，完成试车系统的安装调试步骤。之后，学生通过操纵油门杆进入试车环节。在试车环节中通过试车实验要求完成不同工作状态的发动机测试项目，并记录测试过程中采集的数据。最后，学生可获得试车系统记录的数据，并进一步对数据进行分析、综合。
3.4实验考核设计
高质量的实验课程体系设计不但包含实验内容的合理安排和教学过程的有效组织，还包括恰如其分的实验教学考核体系，即如何评价实验教学的效果，如何评估学生通过实验教学环节所达到的学习效果，合理的考核评价制度能够对学生的学习产生积极的导向作用，是达到实验课程培养目标的有力保障[6]。该实验项目设计了两个考核环节，针对认知性实验内容，采用题库测试，将实验所设计的知识点转化为题目内容考核学生的认知效果，针对实操性内容，采用实验报告引导学生完成实操内容，并完成实验报告中的数据分析内容，考核学生的操作和分析能力培养的效果，具体如表1所示。
4结语
该实验将仿真实验场景和数据的“虚实结合”，基于项目组自行研制的微型涡喷发动机及配套试车台系统构建的，掌握全部测试数据，克服了发动机实物教具难以展视其内部复杂结构的不足，有效地解决了发动机台架试车教学实验成本高、学生受众面小、实验危险性大等难题。提高了实验探索性，大大提高学生的学习兴趣和教学效果，显著加深学生对发动机总体结构与性能的理解，使自主动手能力能得到明显提高。其该实验项目后期开发潜力大，在实验数据的处理可加入随机性变化，避免了学生在“唯一正确”的参数下开展重复的实验，后期还可在上游增加如“零件制造”、下游增加如“发动机控制参数”等方面的实验环节，可以进一步丰富内容和增加创新性。
作者:王炫 于军力 张青付宇 单位:中国民航大学航空工程学院
能力培养论文3
1中职生应当具备的职业素养与能力
1.1集体观念和团队协作的理念。随着现代社会分工越来越细，很多工作和科研项目只靠一个人很难完成，需要依靠群体的通力合作、密切配合，团结互助才能圆满完成较复杂的工作。因此，中职生必须要有集体观念和团队协作理念，这已经成为新时代劳动者必备的基本素养，也成为目前各单位各企业选拔人才的重要条件之一。
1.2勇于改革和善于创新的胆识和气魄。“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是中华民族最深沉的民族禀赋。在激烈的国际竞争中，惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜。”改革开放四十多年的巨大成就再一次证明了，只有改革创新才能打破封闭思维和传统模式，迎来新的希望和曙光。改革是中国的时代精神，同样需要中职生继承和发扬。
1.3终身自我管理、塑造自我的能力。自我管理是指自己约束自己，自己调控自己。面对多变的环境以及来自于各方面的挑战，只有具备了较强的自我控制能力，才能理性的控制自己的言行举止，调整自己的情绪，以良好的状态去面对工作中的困难和生活中的挫折，才能以积极的态度和饱满的热情投入到紧张的学习和工作中。塑造自我就是要学会自我反思、自我评价、自我调整。一个人只有善于自我管理，塑造自我，才能不断发展，不断成熟，不断进步。
1.4坚强的意志、顽强的毅力和高尚的品格。一个人只有具备坚强的意志、顽强的毅力和高尚的品格，才能战胜困苦和磨难。因此，要对中职生加强坚强意志、顽强毅力和高尚品格的培养，使他们具有知难而进、迎难而上、百折不挠、坚韧不拔、勇往直前的中国精神，具有敢冒风险、敢于拼搏、勇于担当的献身精神。只有这样才能经得起风雨的洗礼和历史的考验。
1.5扎实的文化基础和过硬的专业技能。职业教育的教学目标就是培养一专多能的专业技能人才。为此，要引导学生扎实学好专业基础知识，同时，不断提高动手操作能力、实践能力，练就过硬的专业基本功，力争把自己打造成精益求精、超越自我、追求卓越的能工巧匠。
1.6熟练的计算机操作与应用能力，较强的信息技术和数字应用能力。随着信息技术和数字技术的普及和应用，中职生未来的工作需要计算机来辅助完成，计算机操作与应用能力、信息技术和数字应用能力的高低将成为企业选人用人的重要标准。
2培养中职生职业素养与能力的策略
2.1坚持德育为首，学生思想政治教育常抓常新，坚持不懈。坚持用思想武装学生的头脑，用社会主义核心价值观统领学生的思想灵魂，成才必先成人，成人成才两手都要抓，都要硬，把中职生培养成为德、智、体、美、劳全面发展，又红又专的具有崇高职业理想和专业技能的高素质新型人才。要通过三年的中职学习，使学生具备诚信精神、奉献精神、敬业精神、工匠精神。为此，既要狠抓学校传统的德育教育，结合时代要求和学生实际，组织开展一系列的形式多样、丰富多彩的德育教育活动，加强对学生的品行教育、道德情操教育、诚信教育、职业道德教育，使他们养成良好的品德行为习惯，具有高尚的道德情操。
2.2加大课程改革力度，创造使用新教材，扎实学生的专业知识，切实提高专业技能。坚持以党和国家关于大力推进职业教育改革与发展有关文件和精神为指导思想，结合学校的实际，以勇于改革和善于创新的胆识和气魄推进课程改革，精心选修课程，合理调整课程结构，科学制定课程目标，优化教学内容和教学模式，改进教学方法和教学手段，以职业导向和就业能力培养为基本点，重点抓好课堂教学、实训实习关键环节，使学生扎实掌握专业知识，不断提高动手实践能力和专业技能。
2.3加强校企合作，引进现代企业先进的管理理念，使学生感受先进的企业文化和科学的管理模式。在加强文化基础专业知识学习的同时，积极开展校校合作、校企合作，实现优质教育资源共享，优势互补。根据联合办学需求，灵活调整专业设置，实施“订单式”培养模式，增强专业人才培养的实效性，切实提高办学效益；同时缓解企业用工之急，注入新鲜血液，促进企业发展；让学生练就岗位操作能力，增强职业情感，积累丰富的工作经验，实现“三促三赢”
作者:王晓垒 单位:华北工业学校