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人工智能基础教育实用13篇

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人工智能基础教育

篇1

关键词:高职;理史教学;育人

教师在开展高职历史教学时,不能一味的向学生灌输理论知识,而要以帮助学生积累历史知识、培养思维水平、提高实践能力为目标开展教学活动。教师要通过高职历史教学,使学生能全方位的发展,成为具有知识、思维水平、实践能力的人才。

1职业高中历史教学概述

历史是一门自然学科,高职教师在引导学生学习历史的过程中,可以让学生了解到过去,国内国外发生的重大历史事件,从而对过去历史当中存在的人、事、物有一定的了解。当前我国职高的历史课本过于强调理体系,它具有抽象化概念多、理论性强、知识点密集的特点。对于职高的学生来说,要掌握这样的历史知识,存在一些障碍。历史教师必须通过优化教学活动,帮助学生克服历史学习的障碍。

2基于育人功能的教学理念

在过去的历史中,人类曾经犯下过种种错误,这些错误是值得今人去借鉴的,避免今人再犯类似的错误;同理,历史的人物也曾创下过光辉灿烂的文明,这些人物值得后人去敬仰、去学习。教师要引导学生去思考,学习前人的思维,从中获取经验。历史人物在创下文明的同时,留下了大量的实践经验,教师要引导学生掌握这些实践经验,把这些经验应用到当下的学习、生活中。高职历史教师开展历史教学活动的目的,是为了让学生积累知识、培养学生的思维水平、提高学生的实践能力,其最终,是为了达到育人的目的。

3基于育人功能的教学措施

3.1应用信息技术把历史知识具象化

职高的历史知识具有抽象性强的特点,很多学生因为不能理解抽象化的概念,从而不能掌握历史知识。为了帮助学生突破学习障碍,教师在教学中,要应用信息技术,把抽象的知识变得具象化,教师要引导学生在体验具象化知识的过程中理解抽象的概念。

以教师引导学生学习“文艺复兴”这个概念名词为例。教师可以引导学生观看在文艺复兴前西方的绘画和文艺复兴后西方的绘画,让学生对比图画的差异。教师可以引导学生思考,在文艺复兴前和文艺复兴后,绘画的体裁有什么差别?此时学生会发现在文艺复兴前,西方的绘画以绘画宗教中的神话人物为主,或者以绘画宗教事件为主。在文艺复兴以后,画家绘画的体裁被大大的拓展,有些画家会画生活中真实的人、绘画风景、绘画动物,或者画家会画真实生活中发生的事件,或者真实的历史事件等。教师又可引导沉降 一思考,在文艺复兴前后,画家用的绘画技巧有什么差异?经过思考,学生会发现在文艺复兴前,西方画家绘画的图像技巧比较单一,画面缺乏真实感。文艺复兴以后,画家开发出了各种绘画的技巧,此时画家们已经可以通过绘画光影,让画面变得真实。此时,教师可引导学生结合体验思考文艺复兴是什么意思呢?通过体验学习,学生会意识到,在文艺复兴以前,人们不重视自己内心的体验、不重实真实的生活。而文艺复兴则要求文艺作品能以人为本,把关注的重点放到人本身,去展现人们的嘉怒哀乐、真实生活等。此时学生能从具象化的体验感受到文艺复兴的抽象本质,文艺复兴,就是强调以人为本的理念,它关注人性的复苏。

3.2应用思维工具培养学生的思维水平

高职的历史知识具有理论性强的特点,如果学生的思维能力不强,则不能深入的理解高职学习的历史知识。为了让学生理解高职学到的历史知识,教师要引导学生应用科学的方法来思考问题。教师在教学中可以引导学生就用思维工具来分析知识、理解知识。

以教师引导学生理解中国古代专制主义中央集权制度为例,很多学生不能理解这一知识。教师可引导学生思考,中国古代的专制中央集权制度是一成不变的吗,还是中间发生过数次变化?经过思考,学生认为它发生过数次变化。教师可引导学生应脾绘图的方法,把古代中央集权制度的变化分类描述出来,学生将变化分为雏形建立发展强化四个阶段。学生庆用了图式的方法描述这四个阶段的变化,会发现图式的方法能把这种变化呈现得一目了解、简洁明了。教师又引导学生应用概念图来展现每个阶段,能够呈现出中央集权制分类的特点,此时,学生在雏形期列出了分封制宗法制、王位世袭制这样的概念。依此类推,当学生完成了每个阶段的概念图以后,便能理解了在不同的阶段中央集权制具有的特征,从而理解了为什么中国的古代中央集权制是被不断强化的。

3.3应用多样的教学活动培养学生的实践能力

教师在引导学生学习历史知识时,不仅要引导学生学习课本上的理论知识,还要引导学生去实践,使学生把实践体验与理论知识结合起来,深入的理解每个知识概念的意思。教师在教学中,要引导学生掌握实践的方法,自发应用实践的方法来探讨理论问题。

以教师引导学生学习《苏德互不侵犯条约》为例,教师要引导学生了解,学生不能盲从历史课本的介绍,要学会质疑,这一历史事件是真的发生过吗?用什么历史证据来说明它真的发生过呢?教师要引导学生去分辨一手史料、二手史料。教师要引导学生通过学习史料来分清历史的正伪,让学生通过学习史料来弥补课本上知识量的不足。学生通过实践,才会理解历史课本上的概念知识不是平空生成的,它是前人学者在实践及总结的过程中生成的。学生要学会自己实践和总结历史史料,批判已经存在的历史概念、创新历史概念。

4小结

篇2

【作者简介】赵春声,江苏省镇江市教育局教研室(江苏镇江,212000)教研员。

随着科学技术日新月异的发展,人类社会正进入以机器人为代表的智能化时代,机器人教育越来越受到人们的关注。在一些发达国家,机器人教育已经在中小学得到了普及,在我国基础教育阶段,机器人教育才刚刚起步。因此,在信息技术课程中开展机器人教育成为信息技术课程改革发展的一个趋势。江苏省句容高级中学的机器人创新教育课程基地在这个方面做出了积极的可贵的探索。

首先,机器人教育可以成为学习程序设计的基石。基础教育用到的机器人的编程软件功能简单,大都具有图形化、模块化的特点,它能够通过靠鼠标的拖拽实现编程,不像一般程序设计语言那样要记很多语句。同时,所有编写出来的程序都能执行,程序中出现错误能够在编写中指出,不会出现运行中出错的情况。虚拟机器人通过软件平台对所编写的程序进行仿真,实体机器人通过硬件的实际行动来执行人们编写的程序,使初学编程的人不再觉得编写程序是抽象的、没有具体运用价值的一件事,而是实实在在地看到自己所编写的程序的功能与作用。

其次,机器人教育可以作为人工智能的学习平台。机器人是人工智能研究与应用的一个具体领域。随着微电子和人工智能技术的发展,目前的机器人大都配有相关的智能部件。在高中阶段开展对机器人的探索和研究,通过对看得见、摸得着的人工智能实际应用的问题展开教学,能够使学生受到有关人工智能科学的启蒙教育,既能促进学生的个性发展,又能促使学生未来产生对信息技术的追求。

篇3

教育行业已有的人工智能研究和应用

Woolf等人在2013年提出了人工智能在教育领域应努力解决“五大挑战”:①为每一个学习者提供虚拟导师:无处不在地支持用户建模、社会仿真和知识表达的整合。②解决21世纪技能:协助学习者自我定位、自我評估、团队合作等。③交互数据分析:对个人学习、社会环境、学习环境、个人兴趣等大量数据的汇集。④为全球课堂提供机会:增加全球教室的互联性与可访问性。⑤终身学习技术:让学习走出课堂,进入社会。

过去十年,一些研究者对人工智能在教育领域中的应用做了大量的探索。相关的研究成果包括:①跟踪学习者的思维步骤和解决问题的潜在目标结构(Anderson等,1995);②诊断误解和评估学习者的理解域(VanLehn,1988);③提供及时的指导、反馈和解释(Shute,2008);④促进高效学习的行为,如自我调节、自我监控和自我解释(Azevedo&Hadwin,2005);⑤以合适的难度水平和最适当的内容来规划学习活动(VanLehn,2006)。

这些研究,基本上使用到了人工智能的每一项技术——自然语言处理、不确定性推理、规划、认知模型、案例推理、机器学习等。“智能导师系统”就是基于这些研究和技术而开发的人工智能教育应用。类似的成熟产品包括Tabtor(hellothinkster.com)、CarnegieLearning(carnegielearning.com)和FrontRow(frontrowed.com)。2014年,加拿大西蒙弗雷泽大学的一项试验发现用智能导师系统的学习者比使用其他教学方法的学习者获得的成绩更高。

人工智能在教育行业的新发展

教育行业的三种类型(内容、平台和评估)的服务商都在经历着一场变革。内容出版商面临纸质印刷到数字出版和开放教育内容的挑战。学习平台正试图区分自适应、个性化和数据分析的功能。评估供应商则继续探寻从多项选择题测试转向更具创新性的问题类型。人工智能将为这三种类型教育服务商带来新的发展思路和契机,同时也惠及教育生态系统中的所有利益相关者。学生通过即时反馈和指导提高学习效率,教师将获得丰富的学习分析和个性化指导经验,父母能够低成本地为孩子改进职业前景,学校能够规模化提高教育质量,政府能够提供负担得起的教育。2017年,人工智能将在以下领域发挥其效益。

1.人工智能批改作业

批改作业和试卷是一件乏味的工作,这通常会占据教师大量的时间,而这些时间本可以更多地用于与学生互动、教学设计和专业发展。

目前,人工智能批改作业已经相当接近真人教师了,除了选择题、填空题外,作文的批改能力已经大幅提高。美国斯坦福大学已经成功开发出一种机器学习程序,能够批改8~10年级的作文。随着图像识别能力的大幅提高,手写答案的识别也接近可能。就连占有美国标准化考试60%市场份额的全球最大教育企业——培生公司也认为,人工智能已经可以出现在教室并提供足够可信的评估。据培生公司近期的报告IntelligenceUnleashed推测,人工智能软件所具有的广泛的、定制的反馈能够最终淘汰传统测试。

2.人工智能实现一对一辅导

自适应学习软件已经能为学生提供个性化学习支撑。据2011年VanLehn的一项研究发现,人工智能在某些特定主题和方法上比未经训练的导师更具有效性。进一步的研究发现,人工智能导师能在学生出错的具体步骤上给予实时干预,而不是就整个问题的答案给予反馈(Corbett&Anderson,2001;Shute,2008)。

自适应学习在拉美地区正在兴起。AndréUrani市政学校的学生使用人工智能软件Geekie观看在线课程(视频和练习)。Geekie为学生提供每一步的实时反馈,并随着学习的进展来传授更为精细的课程内容。

早在1984年,本杰明·布卢姆的研究就提出一对一辅导能带来更好的学习效果。而人工智能技术可以模拟一对一辅导,以更好地跟踪、适应和支持个体学习者。这将是人工智能在教育中更高层次的个性化学习应用。例如,比尔·盖茨看好的人工智能聊天机器人或个人虚拟导师,能在学生面临挑战时提供强有力的支持,随时随地回答学生的提问;还可以为学生订制学习方案和规划职业发展路径,并引导学生走向成功。更重要的是,人工智能可以匹配聊天机器人或虚拟导师的面孔和声音来满足学生个人喜好。对比网页界面的自适应学习系统,这才是真正做到了一人一导师。

3.人工智能关注学生情感

2016年地平线报告高等教育版把情感计算列为教育技术发展普及的重要方向。也就是说,人工智能不仅限于模拟人类传递知识,还能通过生物监测技术(皮肤电导、面部表情、姿势、声音等)来了解学生在学习中的情绪,适时调整教育方法和策略。例如,机器人导师捕捉到学生厌烦的面部表情时,就可以立即改变教学方式努力激发他们的兴趣。这种关注情感的人机交流为学生营造一个更真实的个性化学习环境,更好地维持了学习者的动机。美国匹兹堡大学开发的AttentiveLearner智能移动学习系统就能通过手势监测学生的思想是否集中。突尼斯苏斯国家工程学院的研究人员正在研究开发基于网络的人工智能教学系统。该系统能够识别学生在任何地方开展科学实验的面部表情,以优化远程虚拟实验室的教学过程。

进一步的研究发现,人工智能还可以关注学生的心理健康。当前已经有使用人工智能来为自闭症儿童提供有效支持的案例。例如,伦敦知识实验室在Topcliffe小学开展试验,让自闭症学生与半自动虚拟男孩安迪开展互动交流,研究人员发现患有自闭症的学生在社交能力方面有进步。

4.人工智能改进数字出版

教科书等课程材料并非总是完美,传统印刷出版让课程的修订变得过于缓慢。这不仅是生产工艺的问题,更主要的是纸质课程材料无法快速获取使用者的反饋来识别缺陷所在。而数字化出版在人工智能的支撑下能彻底改变这一现状。

人工智能可帮助使用者快速识别课程缺陷。大规模网络开放课程Coursera的提供者已经将这一想法付诸实践。当发现大量学生的作业提交了错误的答案时,系统会提示课程材料的缺陷,进而有助于弥补课程的不足。

另一项人工智能在数字化出版的应用是自动化组织和编写教材。这是基于深度学习系统能模仿人类的行为进行读和写。ScottR.Parfitt博士的内容技术公司CTI就依据这项技术帮助教师定制教科书——教师导入教学大纲,CTI的人工智能引擎能自动填充教科书的核心内容。

随着自然用户界面和自然语言处理在人工智能领域的成熟应用,课程材料的数字化出版也会有更新的形态——不再局限于书本或网页的形式,聊天机器人和虚拟导师将成为内容表达的更好的方式。

5.人工智能作为学生

多年的研究表明,教会别人才是更好的学习,即learning-by-teaching。美国斯坦福大学教育学教授DanielSchwartz正基于这一理念来开发新的人工智能产品。他联合了多个领域的专家一起开发了人工智能应用——贝蒂的大脑(Betty’sBrain),让学生来教贝蒂学习生物知识。试点研究发现,使用这一方法来学习的学生比其他学生成绩更好,且在科学推理上也更胜一筹。

类似的研究和开发还有瑞典隆德大学的TimeElf和美国卡内基梅隆大学的SimStudent,这两个人工智能产品也是基于learning-by-teaching而开发,让学生在教会机器人知识的过程中深化对知识的理解。

篇4

近年来,人工智能技术在教育领域逐步扩大其落地应用场景,但大多数应用场景仍然很难真正渗透到教学的核心环节并对学生的学习效果起到关键性作用。由于可以在不同教学环节提供人性化交互方式及个性化智能辅导与教学,基于人工智能技术的教育机器人受到越来越多的重视和发展,因此有必要对教育机器人在教育产业发展中的应用进行研究。

二、教育机器人的简介

提起机器人,我们马上就会联想到科幻小说和电影中的机器人。近一个世纪以来,机器人在娱乐和虚构的世界中有着重要的地位,甚至“机器人”这个词本身就来自一部科幻作品—— 1920年,前捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克的科幻小说中第一次出现“机器人(Robot)”这个词,它被用于指代人类创造的用来代替人工的物体。随着计算机网络、机械制造、人工智能等技术的不断发展,机器人已经从一个虚拟的名词发展成一项蓬勃的产业,并从工业领域向医疗救援、教育、娱乐、勘测、探险、救援等领域迅速扩展。

本文所论的机器人主要是指教育产业中的教育机器人。教育机器人主要由硬件平台和软件平台组成,硬件平台主要包含教育机器人的硬件规格以及提供硬件之间的通信,完成某些动作或者输入输出某些信号,它相当于机器人的手脚;软件平台主要包含教育机器人的各种输入信号的处理和开发,完成某种可预期的场景的实现及表述,它相当于机器人的大脑。教育机器人是面向教育领域专门研发的,以培养学生的分析能力、创造能力和实践能力为目标的机器人[1],它具有教学适用性、交互性、开放性、可扩展性等特点[2]。教育机器人的出现为机器人教育提供了载体。

三、教育机器人产业化发展的意义

当前,国外教育机器人的发展集中在青少年陪伴与辅助教学、特殊教育、机器人竞赛等领域,也更加注重实践性研究与课堂中的实际应用。相比于国外,国内教育机器人总体上还处于起步阶段,在理论与实践研究上都存在一定差距。但随着人工智能教育、STEM教育、创客教育等的兴起,国内对于教育机器人技术的研究及大规模实践应用在迅速增长,产学研相结合的模式也促进了该领域的市场化进程。因此,产业化发展具有一定意义。

1. 对教育创新的推进

教育机器人产业化有助于对教育创新的推进,包括创客教育、STEAM教育、素质教育、STS教育(科学、技术、社会)和教学改革。Chris? Rogers认为,教育机器人产业化教育能够将“Engineering”带进基础教育中,培养学生的STEM素养,推动基础教育改革[3]。

2. 对教学模式和策略的改进

对教学模式和策略的改进,包括教学目标、教学模型、教学策略、教学设计、课程开发等。王雪雁等认为,教学形式的多元体验是教育的重点,而将体验教学法融入机器人教育中进行研究,也在一定程度上促使其他科目在教学改革中形成较有前景的发展方向[4]。

3. 对学生综合素养的提升

对学生综合素养的提升,包括创新精神、实践能力、科学素养以及综合能力。D? Alimisis在调研了目前教育机器人领域现状的基础上,对当前教育机器人领域热点问题发表了自己的看法,他肯定了机器人在培养学生创造力和“? 21世纪技能”方面的重要作用[5]。

四、教育机器人在教育产业化进程中的遇到的难题

教育机器人除了让学习者获取机械、电子、信息、传感技术知识,还能培养技术应用、解决问题、动手能力、团队协作以及表达能力、批判思维能力。《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》鼓励全国有条件的高校、研究院开设人工智能专业,在中小学开设机器人相关的课程和竞赛。为此,教育机器人表现出了其无可比拟的教育价值及实用潜质,为培养多学科交叉融合、高素质、复合型的工程人才提供了一个理论教学、实训实践和资源共享的综合平台。

为了更好地促进高层次人才的培训与培养,一方面,我们要大力研究开发及生产高端合格的教育机器人产品,另一方面,我们要全面开展机器人教育宣传,但是还有一些难题亟待破解。

一是诸多教育机器人课题亟待破题。在经济全球化背景下,通过机器人教育促进创新型科技人才队伍壮大与建设是我国人才培养的新途径和新模式。为此,在技术传授的前提下,加快相关理论研究、学术探讨和培养模式研究,激发学生的兴趣,引导学生思考,加深对理论的引领、理解和人才培养研究,是教育机器人的主要研究问题。

二是服务于机器人教育的公共资源比较稀缺。与国外相比,无论是教学设备还是教学案例及教育在线资源,远远不能满足教学的需求。为此,实现中小学、大学课程及教学资源的开发,促进更多的教育教学资源共享,满足机器人教育需求是前提。

三是教师队伍的人数不多。纵观整个发展过程,无论是中小学还是大中专院校,机器人教师需求缺口较大。?一方面是培养出口师资力量薄弱,另一方面受薪资待遇的影响,?具有机器人操作技术和技能的人才就业口径比较宽,较少人愿意去当教师。为此,应加强教师队伍建设及师资长远规划,将崇尚教育、乐教和施教的人聚集过来。

五、破解教育机器人产业化难题的对策

1. 构筑机器人教育云平台

当前,教育机器人可以应用于教学的资源很少,因为每个厂家基于自己的水平开发资源平台,彼此不兼容,不同机器人安装不同的APP程序,资源设计者从单一的角度设计教学资源,没有考虑普众需求,制约了产品的应用推广。为此,开展机器人教育工程技术方面的研究,从教育机器人资源共享标准制定、服务技术策略及数字化资源服务设计与推送角度出发,立足自主知识品牌,促进规模及规范的产业化发展,充分考虑物联网、大数据及云服务技术,在共建共享技术上对教育机器人进行完善与功能提升。

2. 健全教育机器人法律体系

教育机器人在设计、开发、生产、销售和使用过程中,关乎国内外的道德准则、社会伦理、用户安全和权益诉求等诸多法律方面的问题。一是探究国际规则,深化法律规范,构建风险防控机制和预警监测体系,研判就业替代与社会伦理道德问题,促使教育机器人教育资源绿色健康、安全可靠可控、造福于民。二是研究机器人教育与教师职业岗位有机结合与协调发展问题,依托机器人智能技术发展,构建教育机器人的伦理学特性。

3. 加快行业标准完善

据了解,工业机器人标准相对成熟,但从教育机器人这个角度来说,无论外国品牌还是正在崛起的中国自主研发的品牌,都缺乏与之相适应的规范与标准约束。教育机器人是机器人产业细分领域的一大类产品,研究制定科学化、规范化的标准体系,才能促进教育机器人产业健康发展。所以,加快教育机器人相关标准的研究时不我待,同时需要尽快上升为国家标准,从而引领国际标准,倒逼产业,给产业发展提供方向,规范和促进产业发展。

4. 构建教育机器人产业联盟,提高教育产业转化度

为了更好地满足多样化的用户需求,坚持经济全球化大方向,发挥高校、科研院所、企业和行业组织的作用,健全高效灵活、优势互补的教育机器人产学研用协同创新体系,在教育机器人产品试制、功能完成、系列产品打造和产业链塑造等方面进行全方位一体化设计。以笔者所在中职学校为例,可以联合当地的高校、政府和其他企业单位建设产学研平台,丰富教学实践手段,提高教育机器人在教育产业中的转化度。

5. 强化产品开发,增强教师参与度和教学应用度

机器人教育产业链涉及硬件制造、平台开发、应用服务提供等几类厂商,但目前很多机器人公司只负责教育机器人硬件的开发、制造、组装及测试,提供简单的产品说明和操作手册,并不参与课程开发和教学设计。这样的产业模式显然不利于机器人教育发挥最大的作用。只有当教育机器人的制造商与学校教师共同参与课程开发和教学设计,设计开发出丰富的教学情境应用程序、服务与内容,才能使教育机器人真正满足教与学的需求。

总之,教育机器人的产业化应该结合当地经济社会和文化特点,真正有力有效服务于地方教育和经济文化。同时要注意在“互联网+”时代,恰当发挥政府宏观调控的杠杆优势,立足本国,面向国际,引导教育机器人产业进行科学布局,打造具有时代特色的教育机器人产业基地,形成中国特色产业集群。

[1] 黄荣怀,刘德建,徐晶晶,等 . 教育机器人的发展现状与趋势[J].现代教育技术,2017,27(01):13-20.

[2] 张剑平, . 机器人教育:现状、问题与推进策略[J].中国电化教育,2006(12):65-68.

篇5

V学教育董事长栗浩洋浸教育行业十几年,是业内知名的资深专家。而作为一个标准的“学霸”,他很早就对人工智能产生了浓厚的兴趣。当IBM的“深蓝”赢了国际象棋大师,栗浩洋受到了很大的冲击,他开始相信人工智能未来会颠覆世界。身为创业者,这样的机遇不容错过。

学霸的烦恼

有句网络上很流行的话说:“最可怕的是比你优秀的人还比你努力。”放在现实生活中,栗浩洋就是个很形象的例子。

读书时代的他像是开了挂:从小学习成绩拔尖,9岁就成为计算机实验生写游戏程序,初中就读完了高中全课程,荣获奥数一等奖,进入上海交大天才试点班。升大学时,北大、清华、上海交大、复旦等8所高校同时保送。分数对他而言从来就不是问题。

但这并不代表他没有缺点――中学时代,他有社交恐惧症。大学选择专业时,为了向陌生的学长学姐请教,他端着盘子在食堂游走了5天,最终也没敢开口。他是个不轻易认输的人,清楚地知道自己的弱项,然后加以训练。如今的栗浩洋思路清晰,语速极快,说起自己的项目来滔滔不绝。在各种论坛、演讲、路演的场合,他甚至有不间断发言6小时的纪录。

栗浩洋曾做过名为“人是自己性格的雕刻家”的主题演讲,详细描述了自己克服性格缺陷的过程。他说:“我要像一个雕刻家一样,把自己塑造成最完美的艺术品。”

这与V学教育的理念不谋而合。在栗浩洋看来,传统的教育培训十分简单粗暴,把教科书上的知识点全部线性推进,学完这个知识点才能学下一个。但每个学生知识点的掌握情况都不尽相同,如果好学生把大量时间用于重复学习已经掌握的知识点,而成绩较差的学生总在学习对他来说难度太大的知识点,最终的结果只能是所有学生的学习效率都很低下。要迅速提高学生的成绩,应该针对每个学生制订独一无二的学习方案,让他们有针对性地补好短板。

过去,有针对性的一对一辅导只能依赖经验丰富的老师,但这种辅导十分奢侈。“上海有300多个特级教师,最低的一小时的成本是1500块钱,最好的前10名大概要8000块钱一小时,而且只能上几百人的大课,根本不可能去一对一,哪怕你是土豪也支付不起这样的费用。”栗浩洋分析道。

而人工智能技术带来了梦想照进现实的希望。将人工智能技术应用于教育,自美国的Knewton公司始。为应付GMAT、SAT等全球性考试,Knewton做了一个智适应学习工具。该平台将各类课程数字化,建立在线教学资源库,为用户“个性化”选题,从而提高应试能力。

受此启发,栗浩洋看到了国内基础教育领域的机会,促使他创办了V学教育。就好比GPS和自动导航未来会代替老司机,V学教育也希望通过智适应系统代替老教师,一对一地用智能系统给学生授课,让每个孩子接受到最高级别和最高质量的教育。

现有的教育培训机构,不管模式怎么变,本质上还是传统教学,非常依赖于老师。V学教育则是依赖于科技。栗浩洋打了个比方:“一个教育机构聘请老师,就像聘请会武术的员工一样,那么最高的水平就是练成武术高手。但我们不是通过武术解决问题,我们是通过武器,通过飞机、大炮、导弹和航空母舰来解决问题。”

量体裁衣式的教学

用人工智能技术帮助学生学习,简单地解释,就像阿尔法狗用智能体系模拟围棋大师一样。V学教育智适应系统是用智能化的系统去模拟特级教师。对于特级教师来说,见到每一个学生,首先会快速摸底学生的学习状态。然后根据这个学生的学习状态、能力,以及学习习惯,采用不同的教学策略、教学方法和表达的语言,帮助这个学生进行学习。在学生学会或者没学会的不同情况下,会调整自己的方法。

特级教师教学的这种能力,是基于其过去几十年的教学经验和几千个学生,几万几十万的题目,以及这些学生在学习过程中会和不会的反应等大数据,以及自己大脑的判断。V学的解决方案其实就相当于把近百位特级教师的经验、智慧、大数据解决方案,放在智能大脑里面,然后用这个智能大脑去模拟教学过程。

V学的智适应系统,能够将每个知识点拆分成“纳米级”。所谓“纳米级”,是指把一个知识点拆成最基础的内容,变成最简单的颗粒,然后针对每一个知识颗粒进行专门的视频讲解、专项练习和专题测试。通过对学生进行精准的摸底测试,了解学生掌握了哪些知识点,哪些没有掌握,哪些掌握得非常牢固,哪些是略知一二。同时,智适应系统还能通过学生的反馈数据,不断地深度学习,提升测试的准确度。

栗浩洋举例说:“在错题本这种粗浅智适应的模式中,我们可能经常会判断一个学生说他是一个冠词掌握得不太好,但这其实是一个非常笼统的判断。冠词又分定冠词、不定冠词和不用冠词,那么这个学生可能是定冠词13种当中的第9种和第12种不会,以及不定冠词11种用法中的第7种和第10种不会。”

“一开始我觉得系统不靠谱,它给出的所有知识点我都掌握得很好,后来我一看里面的讲解,没想到被动语态可以讲得这么深,其实好多题并不是因为粗心做错了,而是还没有真正地理解。”这是一位通过智适应系统学习后的学生的真实反馈。一位风险投资人也曾亲测V学智适应系统,他是美国哈佛商学院毕业的学霸,系统竟然检测发现他有一个初二的数学知识点没有掌握,他一开始不相信,后来一翻书,发现自己真的没有掌握那个知识点。

根据学生的知识掌握情况和目标,智适应学习系统会自动规划最适合该学生的学习难度和顺序,不会让学生因为目标过高而丧失信心,也不会因为目标过低而失去挑战的欲望。通过这样的方式,让40分水平的同学可以逐渐提高到60分、70分,让70分水平的同学逐渐提高到80分、90分,最终使得所有不同水平的学生都能够循序渐进地提高到较高的水平。

栗浩洋坚信,找到合适的学习方法,每个孩子都可以成为学霸。“中国在几千年前提出的教育三大理念,就是教无定法,有教无类,因材施教,这三个词其实是对智适应教育的一个完美的诠释。”他表示。

让学习轻松快乐

“V”,一个有些生僻的汉字。栗浩洋与合伙人用这个字作为公司名大有深意。公司最早立项时,代号是“X PLUS”。他们认为,教育技术的深度对大多数人来说是未知,而且有着非常高的潜力待发掘,每个孩子都可以比过去提升10倍甚至百倍的学习效率,其中有无限的可能性,这是起名X PLUS的原因。

“与X最接近的中文字,就是V。V字在中文中作为动词时,有治理的意思,V天下就是治理天下。我们希望通过教育,可以改变整个中国社会。V字作为名词,又有才德出众的意思,我们希望把每个孩子都教育成才德出众的人,也就是说我们不仅希望他们提升学习效率,获得更高的分数,而且希望他们在素质教育上也有更好的提升,真正帮助孩子成为有能力,有礼仪,有智慧,有价值观的人。”栗浩洋介绍说。

这是栗浩洋在教育领域的第三次创业,显而易见,他有很深的“教育情结”。在他看来,对于世界上的每个人来说,教育是能够改变其一生命运的最重要因素。每个人出生的地域、家庭、国家等注定无法公平,但是如果是每个人都可以享受到这个世界上最优质的教育,就可以通过自己的努力,通过教育去彻头彻尾改变自己的人生轨迹。所以他觉得教育不仅仅是一个事业,也是一件非常有社会意义的事情。

与此同时,中国的整体教育水平相对较差,国家在教育上的投入占GDP的比例不足,教育理念也比较落后。因此,栗浩洋心中还有一份对国家和民族的使命感。“中国的学生数理化学得是全球最深的,孩子学得是最苦最累的。但是全球最好的科技却不是中国人发明的,都是美国那些学得很轻松,很自由,很自主的孩子创造的。这就说明我们中国的教育其实特别失败,所以我非常希望能够通过自己的力量,彻底改变中国教育这样一个现状。”

学生通过高效的方式学完了知识点,节约的时间就可以自由支配,花在兴趣爱好素质教育甚至是娱乐上。栗浩洋认为,这就是为什么国外的学生学得又轻松又好,而国内的学生学得又累又苦还是学不好。V学教育其实是要彻底解放孩子们的时间,让他们热爱学习又享受生活。

在对自家双胞胎儿子的教育上,栗浩洋践行着自己的理念。他每天都要抽出时间教儿子认字,孩子们进步的速度比他想象的快。1岁半的时候,他们就认识了500多个汉字和100多个英文单词;3岁不到读了300本书;3岁的时候可以和外教进行简单的日常英文对话;在好奇心、想象力、逻辑的组织能力上更是超过同龄人许多,并且非常快乐。

栗浩洋对他们有很多期望,比如希望老大成为第一个不是在美国出生的美国总统,希望老二成为金融家,做出超过高盛的金融集团。“但是我并不会勉强他们,也做好了所有的准备。哪怕他们想做地下摇滚歌手、和尚、义工等等,都可以。”

方向对了路还长

作为连续创业者的栗浩洋,成功过也失败过。但现在他信心十足。

在教育研发方面,栗浩洋拥有超过十年的经验,对教材、配套动画片、网络产品都有很多心得。栗浩洋认为,过去的经验和教训,可以让V学的研发过程至少少走三四年的弯路,能够达到比其他同行更高的效率。教育行业的研发有着非常高的壁垒,如果没有在行业中摸爬滚打过五年八年,直接做研发,会跌入很多坑。

其次,传统教育模式中最重要的因素师资力量,对V学教育已经完全不是问题了。大型教育机构在全国发展的时候,遇到的最大问题就是师资力量。培训老师的成本非常高,老师的流失率也居高不下。留下来的老师,若干年后水平也参差不齐。而V学教育采用的是“中央菜谱”的方式,就像肯德基麦当劳一样,所以全国所有的学生得到的都是最好的资源。

事实上,V学教育的野心不止在线上。其在线下的实体学校,今年会开到100家,明年还要新增300家。他希望通过5年的时间,开设2000多家学校,做到100万学生的规模,以及超过30亿元的销售额。未来,V学会在全国设几千个,甚至一两万个学习中心,所有的学生都可以在线下培训中心进行学习,但是老师是通过智能化系统在线上完成教学,所以V学教育是要做一家真正把线上线下结合到极致的公司。

在中国五千亿规模的培训教育市场中,新东方、好未来、学大等知名教育机构加在一起,基本只占1%左右的市场份额。根据日本、韩国的教育市场调研可以推断出,中国第一大的教育企业可以占到10%的市场份额,中国有40多万家培训机构,也就意味着行业第一应该可以开到4万家培训机构。摆脱了师资力量的约束,V学教育能够实现这样的目标吗?栗浩洋不清楚,但会以此作为努力的方向。

但栗浩洋也清楚,现有的智适应技术还谈不上尽善尽美。最大的问题,是系统和知识点的匹配度的问题。真正要发挥这个系统的作用,那么所有的教学内容和知识点,都必须尽可能为这个智适应系统所研发,才能达到最好的效果。这就要求之前做线下教育的教学专家,必须了解智适应的系统和算法能力,了解引擎,了解这一套系统的运转原理,以及其所要达到的目的,才能够生产与这个系统相适应的内容,而这需要时间。

为了进一步探索智适应教育最深层的可能性,以及未来的发展,和科学与最前沿的一些技术,V学教育与国际顶级高校及教育专家共同开设了“智适应学习研究联合实验室”。这些探索不是马上就可以商业化和实践的,而是一些前沿性实验技术,代表了最高的科技水平。在实践层面,V学秉持开放的态度,愿意与优秀的传统教育机构深度合作,提供智适应学习引擎。这一切,都是为了帮助更多孩子享受到最好的前沿科技和教育方法,给他们带来快乐和效率。

BM:人工智能可以细分出很多种技术,你认为其中还有哪些能和教育相结合?

L:人工智能中的很多技术其实都可以和教育相结合,只不过是深度和浅度的问题。比如说语音识别技术在未来就会非常重要,通过视频连接学生的语音,人机交互的感受会更好。

机器人未来也可以作为助教的形式,提供一些服务。我们在年底之前,就会在每个学校都配置人工智能机器人,来完成一些简单的互动和辅助的工作。

人工智能的语义分析相对来说会更加深入一些,因为很多题目是主观题,如何进行比较智能化的语义分析、分类和评判,就变得非常重要。

除了人工智能技术之外,现在非常火的VR和AR技术,在教育领域的应用也是非常广泛的,我们也正在研究如何用最高效的手段,通过这些技术来去提升教学效果。

BM:V学产品研发中融入了多少你的个人经验?

L:因为我自己从小学到大学,获得过数学奥林匹克和全国竞赛一等奖,再加上计算机专业的学习背景,所以我对技术方面的理解度,其实是超过绝大多数人的。我提出过很多算法方面的理念,都是同事非常认可的。我个人会在研发中和大家有很多思想的碰撞,智慧的交流,和研发团队一起商量如何去解决各种各样的问题和困难。

BM:你与合伙人是怎样分工协作的?

L:目前在V学教育我担任的是董事长的职位。CEO周伟,CTO樊星,以及首席科学家崔炜博士,他们承担了大部分的工作。我主要的核心工作就是战略思考,研发,还有团队组建这三个方面。

BM:智适应学习系统能否惠及成人?

L:可以的,海外的智适应教育在18岁以上的教育和职业教育中非常普及,智适应教育其实是有普适性的。在美国,不但是物理、数学这样知识点结构非常清晰的学科可以使用,像经济学、生物学和心理学等所有学科,都可以使用。

BM:公司目前融资情况如何?资金会用在哪里?

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20世纪90年代以来,随着科技的进步,人工智能技术的发展,智能机器人在全世界范围内掀起犷一股热潮。随着机器人技术理念的逐步完善和相关设备更新,人们也笋越来越重视智能机器人的教学和竟赛活动。正是因为看到了这一点,我国的高等教育以及中小学教育在这方面也都投人了巨大的热情和精力,智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。笔者通过文献检索发现,智能机器人教育在国内外已不是少数学校的事。

1.国内外高校智能机器人教育开展现状

无论国内还是国外,在高校开设智能机器人教育课程的现象已经非常普遍。但主要是一些综合性大学。比如日本是世界上机器人教育和机器人文化普及最高的国家之一,在日本不仅每所大学具有高水平的机器人研究和教学内容,且每年举行多种不同档次的机器人设计和制作大赛,通过大赛培养了大批机器人技术研究和应用人才,使日本的机器人技术走到了世界前列。其他再比如一些欧美国家,亚太地区等都有该类项目的开设。

在国内,据不完全统计也有为数相当的高校有开设这项课程。其中有包括清华大学、北京大学、北京理工大学、西安理工大学等综合型大学,也有北京师范大学、浙江师范大学等师范类大学,其他还有一些职业技术学院等等。可以说我们的教育界还是注意到了这门新兴的学科,也在这块领域投人了相当的支持和关注。

2.国内外中小学智能机器人教育开展现状

国外青少年热中于机器人基于他们的历史文化环境:一是高新科技(尤其是IT的超速发展);二是漫画、电影、电视、体育竞赛、电子游戏以及互联网的影响。也正是由于这些文化因素的影响,智能机器人教育在国外开展地如火如茶,发展也比较迅速。目前,各国都有举办不同级别、科目、门类的比赛:比如日本的ROBO-ONE比赛至今已经举办了7届,还有“青少年机器人大赛”等,其主要参赛者都是年轻人。与此同时韩国的青少年也在掀起一股机器人热潮,韩国政府和企业也正在投人大量资金开发机器人产业,并使之商品化。而在美、德、法等国家,机器人产业也正在受到重视,一般采取“官产学”形式。“官”即政府的支持和调节,“产”即产业界的自我分类的研究和开发,“学”即学校专门设置的课程,进行学校教育。在如此庞大的体系下,机器人产业在国外已占非常重要的地位,尤其在当今的信息技术时代。

我国的智能机器人教育现状又如何呢?据不完全统计,在 2005年全国已有2. 5万余所中小学、320余万学生参与到智能机器人教育当中来。随着这几年经济的快速发展,目前我国中小学参与到机器人教育这个项目当中的人远远超过了上述数据,而且还在不断上升。特别是沿海发达地区,比如上海、广东、浙江、江苏等地区。目前的主要开设形式是校本课程或者兴趣小组等,参与的学生也大多是出于个人兴趣爱好。

3.中小学智能机器人教育的师资现状

由于智能技术是信息技术的核心领域,智能机器人也成为了培养学生动手能力、创新能力、协作能力和逻辑思维能力,提高学 生综合素质,开拓智力的平台;同时,也是进行程序设计形象化、成果化教育的平台。

目前就已开展智能机器人教育的学校来看,其主要的指导老师就是信息技术老师。智能机器人教育主要多个学科的知识,由于没有专门的机器人教育专业,使得我国基础教育领域机器人方面的师资处于接近真空状态。可以看到中小学信息技术教育在师资方面还存在着诸多欠缺的地方。而计算机科学与技术、教育技术这两类专业在培养目标和培养模式上都带有局限性。比如计算机科学与技术专业,他们培养的人才往往有双重性:一是培养具有教书育人的良好素质,能胜任中小学计算机教育的教师;二是可从事计算机行业的相关人才。而教育技术专业虽然把培养目标调整为“具有良好的信息素质,胜任中小学信息技术课程的教学工作”,但是,目前多数教育技术专业、计算机科学与技术专业的培养模式培养大批“胜任”智能机器人教育课程的教师显然不切实际。

4.关于师范院校开展智能机器人教育的情况

在我们国家而言,智能机器人还属于比较新兴的项目,作为科研重要基地的大学起步也较晚,大家的水平差距相对较小。如果师范院校现在开设该项目,以时机来看,比较恰当。正因为大家处于同一起点,相互之间的差距不是很大,更加有竞争。师范类院校作为为社会培养人才的基地,更应该看到这一事实。目前师范类院校较综合大学来实力上看处于劣势状态,但师范院校由于和基础教育结合紧密,在发展机器人教育方面事实上具有先天优势。为提高师范类院校的竞争地位,增强培养人才的实际能力,创造出师范特色的新的人才培养模式,都值得我们思考并加以实施。

二、师范院校开展智能机器人教育的价值

1师范类院校提高本身竞争力的需要

在师范类院校开设智能机器人教育正是顺应了师范教育改革的潮流。不仅可以为基础教育提供更好的师资力量,也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。拓宽了师范生的就业渠道,增强了社会竞争力。

2.中小学智能机器人教育的需要

智能机器人教育引人中小学,不仅有利于信息技术的发展;有利于我们探索教育改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时,也将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促使新兴的智能机器人产业的形成。因此智能机器人进人中小学已成为一种必然趋势。我们可以通过智能机器人教育这个平台挖掘学生的创造潜能培养造就创新人才。不久的将来,智能机器人教学必将进人我们的周围,越来越多的人员便会参与到其中。如果师范类院校开设智能机器人教学,那么等到这些人员从事到中小学教育以后,他们发挥出来的作用将不可限量。

3.培养学生的诸多能力需要

智能机器人技术是世界强国重点发展的高技术,也是世界公认的打开21世纪大门的钥匙。智能机器人融合了机械、电子、人工智能等技术。如果把它引人教育,不仅有利于信息技术教育的发展;有利于我们探索人才改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促进新兴产业的形成。实践证明它不仅可以激发学生的想象力,培养学生的设计能力、创造能力、动手能力和跨专业的综合应用能力而且还培养了学生的协作精神。把智能机器人引人师范教育,不仅培养了学生的诸多能力,同时又为师范类院校学生在就业竞争中提供了一项优势,何乐不为?

4.师范性和专业性结合,培养更全面人才的需要

师范教育的根本目的不在于培养文学家、科学家,而是培养能培育文学家、科学家的教育家。在师范类院校开设智能机器人课程便是培养模式上的一种尝试和创新。由于师范类院校其本身的特殊性,它主要为基础教育培养师资力量,侧重点在于培养教师而不是培养研究性人才。师范类院校要培养智能机器人教育的人才,势必要调整培养目标和培养模式,把专业性和师范性更好到结合在一起,只有这样才能优化人才,增加竞争力。师范类院校要看到自己的缺点的同时也注意发挥自己的优势。目前中小学存在的问题就是专业教师的缺乏。为中小学智能机器人教育提供更优的师资,也为师范类院校学生提供更多的就业机会而言,在师范类院校开设智能机器人教育也就非常必要而且也很有利。

三、要研究智能机器人教育发展的师范模式

1.要总结开设智能机器人教育的做法和经验

湖州师范学院于2004年开始智能机器人教育,目前拥有机器人仪器80台,实验室两个。主要以学科竞赛、兴趣小组形式开展设,目前正在课程开设试验。举办过六次机器人院级比赛,五次机器人校级比赛,举办过两期暑期培训,并代表学校参加过7次全国性的比赛,参与到这项教育活动的学生数大约有600人,获得了全国一等奖多项,引起社会、其它学校的关注。

作为师范院校,开展智能机器人教育的主要目的是为突出专业特色,增强社会竞争力。虽然我们开展的时间并不是很长,但无论是自己举办活动还是参加大规模的比赛,我们的师生都认真努力,收获颇多。在教学实践和理论方面都有了很大的提高,积累了一定的经验。

从笔者的走访来看,无论是参与到其中的教师还是学生,都得到了一定的锻炼。一些同学甚至还受到了一些中小学的邀请,去担任他们的兴趣小组指导教练,参加省级比赛,也取得了不错的成绩。智能机器人教育开阔了学生的视野,培养了学生的能力,同时打造了学校品牌,为学生就业提供了多一条的途径。

但同时在教育对象、课程设置、实验室管理等方面也都还存在着一定的问题。比如智能机器人是融合了多种技术的综合性课程,开设培训课程以前,需要学生有一定理论基础。所以需要开设一定的前序课程。由于受到实验室、师资等问题的限制,目前我们学院开设的项目还比较少,学生参与面还不够宽等等。

2.要明确培养目标,更好地开展机器人教育,形成师范模式

就师范类院校开展智能机器人教育而言,笔者认为我们要按师范专业的特点开展一系列智能机器人教育课程、活动,形成一种师范模式,更好地普及机器人教育,为基础教育培养优秀人才。

(1)在师范专业开设一些信息技术课,培养学生信息素养

当今时代,对学生的信息技术素养要求越来越高。根据我院实际经验,学生在参与到机器人活动中时需要一定的信息技术基础,比如C语言编程,而我们师范生缺少的就是这方面的知识。如果师范院校在这方面能开设一些系列课程,使学生的理论知识水平有所积累,对于我们开展机器人教育必将有极大的帮助。我们在从小学教育专业、教育技术专业本科生中开展智能机器人教育,就十分重视学生信息技术课程知识的补充,因此师范生在智能机器人教育的一系列活动、选修课程中理解能力、动手能力就迅速提升。

(2)建立配套完备的机器人教育实验室

智能机器人是技术的前沿之一,集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、软件等众多领域的科学和技术知识,没有一种技术平台比智能机器人更综合。所以为了使现在的师范生能够更适应未来信息时代的要求,在教学实验环节中及时地增加教学实验内容是非常有必要和可行的。况且,机器人教学需要有实际的场地设备等要求,机器人教育实验室的创办非常需要。加强机器人教育实验室建设,重点在对学生进行机器人教育指导能力的训练,同时要注意实验室的专业完备程度,规范管理等,并提高机器人实验室的软件建设、社会服务能力。

(3)成立大学生机器人教育协会,组织机器人学科竞赛

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何为计算机思维?这是本文首先需要考虑的问题。笔者认为,计算机思维就是遵循计算机运行方式方法,解决问题,进行系统设计,运行人工智能的一系列包含广泛的思维方式的综合。所谓的计算机思维,其中最主要的就是抽象化和自动化。就是说,问题进行抽象,由计算机自动解决。如同人类思维一样,可以进行一些抽象思维,可以进行包括诸如人像识别、人工仿真等一系列在内抽象运行方式。同时,计算机思维又是自动进行处理的。只要在满足特定条件下,就能触发相应的行为,或者经过系统设计,自动实施某种行为。这些都是由计算机自动完成的,不需要外力的介入。计算机思维,是一种递归的思维。所有的运行,按部就班地进行,完成一项步骤之后,将其结果作为下一个步骤的运行条件,自动进入到下一个步骤中。在运行过程中,还可以同时运行多项任务,同时处理多种事物,即并行多线程运算。计算机思维,从根本上来说,是人类依托计算机来解决问题的一种途径。计算机运行所需要的程序,就如同人类思考模式一样,只不过是这种思考模式需要遵循计算机的运行规律,只有通过将人类思维翻译成计算机能识别的语言,才能真正使计算机运行起来。为了更好地实现这两者思维之间的转换,这就需要加强学生的计算思维的锻炼。

2高职计算机基础课程的重要性

随着经济社会的发展,人工智能在经济运行中所占据的地位愈加重要,自动化设备异军突起。在各行各业,几乎都与计算机或多或少地相关联。尤其是全国上下都在推进“互联网+”的战略,计算机对于经济社会发展的渗透程度进一步加深。比如,无论在哪里都离不开的话题——电商,其重要基础就是计算机运用。同时,随着经济下行压力增大,劳动力成本日益提高,企业的自动化程度在几年内得到了快速提升。机器工厂,即只需少部分机器操作和维护人员的,全程自动化作业的工厂,目前在东莞、深圳等地得到了快速的发展。这些全自动的机器设备,无一不是计算机进行操控的。接下来,不懂计算机,将很难适应现代化的机器工厂内的环境,更不用说在里面进行一番作为。作为培养技能型人才的高职院校,计算机基础教育的重要性,已如同阅读、写作一样成为了最基本的职场技能。可以说,不具备良好的计算机基础,培养出来的技能型人才是不符合社会发展需要的,也是不合格的毕业生。

3高职计算机基础课程存在的问题

在高职教育中,计算机基础课程是必修课,也是学生必须要掌握的一门技能。但是,从目前来看,高职院校中的计算机基础课程设置也存在着狭隘的“工具论”思维,即把计算机当成是一种工具,把计算机能力作为一项基础的职业技能来培养,存在短视思维。除了一般的计算机运用外,少有相关思维以及文化方面的教育。与此同时,课程设置上,对于一些课程也是主要以上机操作为主,并且将一些课程浓缩在一起,导致相关的课程设置太过紧密,而且主要侧重于实际运用方面。这对于学生来说,是学期起来,具有一定的困难。在计算机课程的未来发展上,并没有相应的衔接课程,只是为其他技能基础服务。最终导致的结果,就是计算机在经济社会发展中的重要地位和学生对于计算机的兴趣成反相关性,并形成鲜明的对比。职业技能在高职院校中占据有重要地位。高职院校主要的任务就是培养合格的技能型人才。但是,光拥有职业技能还不够,对于高职院校来说,还需要适当地增加一些未来发展的课程。从这方面来说,培养学生的计算机思维,是一种非常有效的途径。

4高职计算机基础教育优化建议

高职的计算机课程,一般由计算机基础,学科的计算机运用等方面的课程所组成。当然,高职院校学生最早接触的还是计算机基础,而这也是培养学生计算思维的重要途径。对于,第一门课程,笔者建议将其更改为计算思维导论。从计算思维的角度开设相关的计算机基础课程,帮助学生建立起最初的计算思维。

4.1课程的地位、性质和任务计算思维导论,作为高职学生进入学校以来最早接触到的一门课程,对于他们学习计算机相关文化和知识具有重要的作用。课程主要目的,就是帮助学生建立起对计算机的整体感知,这是一门入门级课程。在这门课程中,主要就是讲述计算机的发展历史,计算思维的一些基本概念,以及相应的计算文化,计算机运行基本程序。该课程,主要用通俗易懂的语言,将向学生讲述,究竟什么是计算机,计算机以及计算思维将在人类未来的发展中起到什么作用。

4.2课程基本要求

通过一些计算机基础性课程,要让学生建立起关于计算机的一些基本概念,懂得运用一些基本的计算思维方法去解决学习中所需要的较为简单的问题。同时,还要让学生明白什么是计算机的运行的一些基本步骤,并用他们所掌握的计算思维知识,初步学会如何在日常生活中进行运用。

4.3一些计算机文化相关的内容,让学生从历史和现实,以及未来的角度去认识计算机,去了解计算机在生活中所起到的重要作用。与此同时,还要增加一些计算机交叉学科方面的内容,让学生了解在其他的学科中,计算机是如何帮助他们进行优化升级的,计算思维在其他的问题解决过程中,是如何运行的。

4.4教学原则优化

通过基础性的课程,让学生建立相关的概念。与目前的基础类课程相比,计算思维下的高职计算机基础课程,应该增加一些可阅读性的东西,增加更多的案例,主要从思维的角度来进行剖析,从而得出一般的解决方法。通过经典案例分析,可以让学生更加清晰地树立计算思维图。在遇到相关问题时,便会自觉地运用计算思维进行分析和解决。启发原则也是教学中需要考虑的问题。在基础类的课程中,增加一些启发性问题和课程,引导学生进入到计算思维中去。

参考文献:

[1]美国国家科学基金CPATH计划2009年项目申报说明[EB/OL].

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计算机应用技术不仅是自身在发展,而且贯穿于其它学科,现代社会各个科学领域的发展都得益于计算机的应用。随着计算机的发展和迅速普及,计算机除了传统的应用,还应用于办公自动化、人工智能化、电子商务以及现代化教学中。

1.计算机的应用

计算机是人类20世纪伟大的科学技术发明之一。是一种不需要人直接干预,能够快速准确的对各种数字信息进行分析和计算的电子设备,有硬件和软件组成,常见的形式由台式计算机、笔记本计算机、大型计算机等几种类型。计算机在社会生活中应用是相当广泛的,现代生活中我们无时无刻都在用着计算机。它对人们的生产活动和社会活动产生了极其重要的作用,并以强大的生命力飞速发展。例如,宇宙飞船、生物技术研究等高科技的研发都离不开计算机。这足以说明计算机在当代社会中的地位。[1]

2.现代社会中办公软件的应用

随着人类进入信息时代,计算机已经普及到各行各业。计算机作为一种新型的工具,给人们的生活、学习和工作带来了无可比拟的优越性,可以说它渗透了世界的每个角落,计算机网络的应用,缩短了人与人之间的距离,同时也推动了整个世界经济的发展。计算机在各行各业中的应用显著提高了经济效率和社会效益,无论是企业还是个人,都要熟练掌握计算机的应用程序,计算机操作已经成为现代人最基本的操作技能之一。近年来,由于计算机在办公软件的广泛应用,其早期从最简单的文件输入、文档查询,转变为数据管理、数据库的相互结合、甚至是信息网络化等等,从而真正达到了办公自动化。目前,计算机办公软件主要分为文字处理、图像处理、媒体播放软件处理等几种形式。

2.1文字处理软件是所有软件的核心,是一种基本的办公软件,主要是通过对文字的录入和输出对软件进行操作,这种软件还提供了各种控制输出格式和打印功能,使编辑和打印既美观又整齐,基本满足了文字工作的需要。

2.2图像处理软件是集图像扫描、编辑修改、广告创作、图像输出及输入的对图像进行编辑的一种软件,这种软件主要应用与平面设计 、广告设计、包装设计、网页制作、三维动画等的处理。是对图像或者照片、动画进行美化、后期处理加工的一种软件。

2.3媒体播放软件是将声音转化成数字,在计算机上播放出来,主要是用于音乐或者声音的处理,对从事音乐的人十分有帮助。[2]

3.计算机技术在各行业中的应用

3.1计算机在办公自动化中的应用

随着计算机技术的发展与应用,企业办公已经逐渐摆脱了纸、墨、笔形成文件的方法,大大提高了工作效率。网络时代的工作人员必须适应信息化浪潮席卷全球的趋势,大力加快办公自动化建设步伐,积极适应办公自动化的需要。

实现办公自动化以后,大部分工作都可以借助先进的办公设备实现对文字的处理、信息传递、检索的现代化管理,使工作人员从繁忙、低效率中解脱出来。办公自动化的应用大大提高了工作人员的工作效率,减少时间和人力的浪费。因此,要实现以计算机为核心的信息处理就要培养出一批高学历、高素质的复合型人才。[3]

3.2计算机在人工智能领域中的应用

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学。人工智能是计算机学的一个分支,该领域研究的主要包括机器人、语言识别、图像识别和专家系统等。人工智能是一门及富有挑战性的科学,从事这项工作得人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能的主要目标是使机器能够胜任一些需要人类智能才能完成的复杂工作。例如繁杂的科学和工程计算都是需要人脑来完成的,现在利用计算机不但能够完成此项任务,而且还能够更快更好的完成。可见复杂的工作是随着时代的发展和技术的进步变化而发展的,一方面不断获得新的进展,一方面又转向更具有意义和挑战性的目标。目前能够研究人工智能的主要手段和实现人工智能的机器就是计算机。

3.3计算机在电子商务中的应用

电子商务通常是在全球各地广泛的商业贸易活动中,在开放的网络环境下,基于浏览器的服务方式,买卖双方进行各种商贸活动,实现网上消费的商务活动,实现与金融活动相关的一种新型的商业运营模式。

3.4计算机在教育教学中的应用

早期的计算机辅助教学是非常机械的,显然,这种软件不能激发学生的创造力和想象力。随着多媒体技术的广泛应用,教育教学中应用的软件不仅仅是文字和图像那么简单了,还包括声音、语言和三维动画等视频。有些软件还可以采用真人发音方式,让学生学习语言发音,这些软件采用了仿真技术,不仅使教育发生了根本变化,还可以让学生在学校里就能体验计算机的应用,使学生牢固的树立了计算机意识,有助于复合型人才的培养。

计算机在教育领域的另一个重要作用就是远程教学。当今网络技术和通信技术十分发达,使学生和老师之间在家里就能相互通信,目前,许多大学都开展了远程授课。

4.计算机现代办公软件应用的问题

随着计算机的普遍应用,现代办公软件的应用逐渐趋于多元化,也日益凸显出重要的作用,但是由于我国的办公软件起步的比较晚,我国信息化总体水平偏低,许多产业尚不能完全满足计算机现代化的应用需求。另外,科技成果转化慢,缺少高素质的专业型人才,致使在算计在现代办公软件上没有发挥好真正的作用。因此,为了提高办公自动化软件应用,我们必须对软件内容进行深入分析,提高计算机操作人员专业水平,从根本上解决软件应用问题,从而提高计算机在我国办公软件中的应用水平。[4]

5.提高计算机在现代社会中的应用

目前的办公软件的应用是为了提高办质量和效率,加快信息化步伐,并从单一的应用向智能化、多样化、多功能化转变。

5.1加快现代办公软件的开发。目前我国使用的大部分办公软件都不是自主研发的,好多都是国外引进,这样就严重制约了我国办公软件研发的水平,因此,需要我们加快对多行业办公软件的研发,实现真正的自主研发,从而加快我国经济建设的步伐。

5.2加大对人才的培养。办公软件离不开人的操作,只有加大对高素质人才的培养,才能真正满足现代办公的无纸化操作,这就需要我们在学校里增加实践经验,加强对人员素质的培训,这样才能真正实现办公软件的应用。

5.3提高管理水平。目前许多企业都已经从过去单一的办公模式转化成效率高的现代办公模式,这就需要我们强化对企业的管理水平的提高,从思想上加强对办公软件的认识,强化管理水平,从而提高我国的经济效率和社会效率。

结语随着科技的发展,计算机的普及,现今的办公软件的应用涉及到社会的方方面面,也对时代的发展起到重大的推动作用,并成为数字时代的一次重大变革。因此我们只有加强计算机在社会办公中的应用,提高自身应用水平,真正实现现代社会办公软件的应用,从而推动社会的稳定发展。

参考文献

[1]丁东阳.计算机技术在当今社会的应用及前景展望.才智.2013-01-15

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【中图分类号】G443 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384(2014)05-0052-03

研究背景

1. STEM教育的内涵

STEM教育源自20世纪80年代的美国,其内涵旨在将科学、技术、工程、数学这四个领域看作彼此联系的整体,试图提高未来国家的国际竞争力。在STEM教育中,科学素养是重点,是为学生将来进一步从事科学研究打下基础;技术素养和工程素养则是在实际的社会分工中最经常体现的,它以明显的应用特点为科学研究提供工具和思路;数学素养是STEM教育的基础,技术深入、工程论证、科学推理和建模,都需要数学作为基础。

21世纪的竞争,归根到底是人才的竞争。面对“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才”的钱学森之问,我们试图通过融合重整科学、技术、工程和数学这四大领域的教学内容,培养出适应21世纪的复合型、创新型人才,达到钱先生的“大成教育”的理想。

2. 智能机器人教学的意义及现状

智能机器人技术是涉及机械、电子、计算机、人工智能等多种技术的实践性学科。智能机器人教学的总体目标是在了解机器人内部构造、功能及应用状况等知识的前提下,动手搭建机器人,设计机器人行动策略,编写机器人程序。由于其自身的知识综合性和技术应用领域的广泛性,为培养学生的综合能力,如逻辑思维能力、分析和解决问题的能力、动手能力、合作能力和创造能力提供了良好的平台。因此,机器人教学是素质教育的重要载体,将对社会发展和人才培养产生重大影响。

教育部 2003 年颁布的《普通高中信息技术课程标准(实验)》中,把“人工智能初步”和“简易机器人制作”设为技术领域的选修模块,意味着我国的人工智能和机器人教育在大众化、普及化层面上进入了一个新阶段[1]。随着信息化的发展以及人们科技意识的加强,机器人教学逐渐趋于幼龄化,很多经济发达地区从小学低年级开设智能机器人(校本)课程、兴趣班,社会上的幼儿机器人培训班、机器人高手俱乐部层出不穷。学校及市场培训机构的教学质量关系到该领域能否健康、良性发展,也关系到面向21世纪未来人才的培养。

3. STEM教育视野下的智能机器人教学

智能机器人教学能够实现STEM教育四要素的有机整合。如在完成FLL机器人前进爬坡并摘取果实的任务时,教师通常会要求学生先思考可以有几种策略完成任务、哪种策略最佳。在编程时,教师要求学生画程序流程图,通过反复测试、分析现象、发现问题、提出修改方案并及时调整,使机器人表现出最佳状态。在这一任务中,体现了如下素养。

科学素养:运用重力、摩擦力等物理知识,需要具备确定问题、寻找思路、解决问题、相互共享制作经验的科学精神。

工程素养:编程之前画流程图,这是工程设计的基本思想,机器人编程调用标准化程序模块也蕴涵了工程意识。

数学素养:需要测量斜坡高度和手臂长度,并通过计算,得出机器人的速度和完成任务所需时间等。

技术素养:指对科学和技术进行评价和做出相应决定所必需的基本知识和能力。学生在分析任务、选择策略和编写程序上均体现了技术素养的运用。

STEM教育视野下小学低年级机器人教学模式探索

1. 基于活动的体验学习模式

基于活动的体验学习模式源自于体验学习法,是指从学生个体发展的需要和认知规律出发,在亲身经历学习的过程中,通过反复观察、感受、实践、探究,对知识进行感悟与理解的学习方法[2]。

应用最广泛的体验学习理论模型是1984年由库博提出的四阶段循环模型,又称为“体验学习的循环理论模型”。库博用四个元素建立起了该模型:具体的体验、观察与反思、形成抽象的概念和普遍的原理、在新情境中检验概念的意义(如图 1)。

基于活动的体验学习模式则通过教师设计的一系列渐进的具有逻辑性、趣味性的活动,使学生在具体情境中结合实践和反思来获得知识与技能,具体的教学流程(如图2)。

第一阶段:教师创设情境,提出问题,学生感知情境,思考问题,带着问题进入具体的实践——观察。

第二阶段:学生在教师的指导下,通过教师提供的资源和工具动手操作,在实践中观察与反思,并感知情境,发现一些对后续学习有用的信息与资源。

第三阶段:学生将学习内容抽象成新的观点和方法,新的概念在头脑中初步形成。

第四阶段:学生自己遇到或由教师提供各种类似的情境,检验第三阶段形成的想法、观点、理论和认识。

2.《竞速小车》教学案例

学生特征分析:本课教学所面对的是辽宁省某市青少年活动中心的低年级组学生(小学二、三年级居多)。他们的特点是好动,注意力易分散,抽象思维尚未完全建立,但思维活跃,具有强烈的探究欲望,不满足于对书本知识的简单死记硬背。在前面的学习中,学生们已经知道了一般机械的组成,知道常见的传动方式,并且已有使用乐高教学材料的经验。

教学目标:知识与技能:了解常见齿轮传动的特点、形式;探究如何通过齿轮传动结构使机器人加速。过程与方法:通过实践了解齿轮传动结构的基本规律,提高学生应用所学知识解决实际问题的能力;通过小组合作和汇报交流促进学生的协作探究精神、学习交流能力、语言表达能力以及分析总结能力。情感、态度与价值观:对机器人技术有求知的欲望,产生探究科学的勇气。活动准备:乐高教育器材、PPT课件、黑胶带(粘贴跑道)、活动记录表、秒表等。

活动过程:

环节一:情境创设

教师播放F1赛车视频,请学生谈谈感兴趣的话题,如“你知道在F1中,最快的赛车时速是多少吗”、“有哪些著名的赛车手”、“F1团队获胜的秘诀是什么”等等,进入今天的课题:我们自己设计并搭建一辆电动小车,看什么样的小车跑得最快!(板书:竞速小车)意图:通过情境引入本次活动主题。

环节二:操作与反思

师:生活中有一些常见的简单机械可以实现速度的变化,你都知道哪些?

学生思考后回答:滑轮、齿轮。

师:在机器人的设计中,机械结构是完善系统的一个重要因素。在零件盒中老师给大家提供了三种齿轮,请同学们按照实验记录的要求,搭建不同齿轮结构的小车,探索齿轮的特性。

学生以小组为单位动手搭建小车,教师让学生思考:在搭建过程中应该注意什么?

搭建好小车的组可以将电动车放在平直的跑道上,用秒表测试行驶所需要的时间。每次测试前,先估计一个时间,看看实际用时和预估时间是否接近,并将记录填写在实验记录表中。

实验记录表

教师提出四个问题:(1)你们的小车在前进过程中出现了哪些问题?你们是怎么处理的?(2)你们小组哪种组合跑得最快?为什么?(3)谁能总结一下,齿轮传动结构对速度有哪些影响?(4)转速相同的情况下,为什么大齿轮带动小齿轮时的速度会变快呢?

意图:让学生对他们看到的或建构的内容进行思考,对方案进行探讨、反思并调整他们的看法,同时也通过提问鼓励学生继续探究。

环节三:总结与抽象

经过观察思考,学生得出结论:(1)在传动中,产生加速的方法就是大齿轮带动小齿轮,相反,如果需要减速的话,就是小齿轮带动大齿轮。因为大齿轮牙齿多,它转动一圈,会带着小齿轮转动好几圈。(2)速度加快的小车反而起步很慢,因为小车起步的刹那马达需要力量来启动,所以启动速度不够快。

环节四:验证与应用

活动的最后,请学生结合今天活动的内容,发挥聪明才智,设计爬坡机器人。

师:什么样的齿轮结构可以使你的机器人小车顺利爬上陡坡?在记录表上画出你的设计并实践。

意图:把孩子们引入一个新的“联系”阶段,使他们在螺旋式上升的循环中接受难度不断增加的挑战。

3. 总结分析

教学中,学生不仅获得了与机械、物理知识有关的感知能力,探索了齿轮传动结构的基本规律,还在操作与反思阶段对不同组合的齿轮进行了“测试—比较—分析”,体现了工程设计的基本思想。对时间的预估以及对小车速度的计算强化了学生的数学能力,而动手对不同齿轮进行组合和搭配,并检验其效果,最后得出加速与减速的搭配规律,则提高了学生的技术素养。可见,在基于活动的体验学习模式中,学生通过一系列的阶段性学习过程获得了相应的改变,使其有能力再投入到新一轮具体体验情境中去学习,并再次获得新经验。这种模式不仅关注知识与技能的获得,更关注对实践过程的总结和反思,形成科学地解决问题的思路,这种模式更适于低年级课外科技活动。

学生经历了科学研究的所有阶段,从关注问题、发现探索、搜集数据、分析归纳、推理筛选到最后利用技术得出研究结论的科学方法,形成一系列科学研究方法,具备工程意识和信息素养,为日后的研究和创新奠定必要的基础。

当然,随着STEM到STEAM,将艺术和设计的元素融入其中,将赋予学生作品丰富的表现力。我们将继续探索如何在智能机器人教学中培养学生的艺术素养和创意设计能力。

注:本文系2011年全国教育信息技术研究青年课题《中小学智能机器人教育的理论和实践研究(立项编号:112340246)和辽宁省教育科学“十二五”规划2013年度课题《基于虚拟名师工作室的教师发展共同体研究》(项目编号:JG13CB094)系列研究成果之一。

参考文献

张剑平,.机器人教育: 现状、问题与推进策略[J] . 中国电化教育, 2006,(12):65-68.

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一、个性化学习概述

1.含义

个性化学习概念源自英文PersonalizedLearning,[1]是信息时代教学变革的新趋势,相对于工业化时代统一标准、统一进度的大规模集体教学来说,个性化学习是承认学生的个性差异,促进学生的个性化发展的教学。英国在《个性化学习:技术提供机遇》中将个性化学习定义为一种“以学生为中心、以满足全体学生特别是那些学习有困难的学生所需求的包容性学习方式”。[2] 美国的《地平线报告(2015基础教育版》,认为个性化学习是针对个体学生特定的学习需求、兴趣、意愿或文化背景而推出的一系列教育项目、学习经验、教学方法和学术支持策略。国内学者李克东认为个性化学习是以学生个性差异为基础,针对学生个性特点采取恰当的方法、手段、内容等促进学生充分、自由、和谐发展的学习范式。纵观国内外研究者有关个性化学习的定义发现,个性化学习指以学生为中心,以反映学生个性差异为基础,以促进学生各方面充分、自由、和谐发展为目标的学习方式。

2.理论基础

“个性”一词最初源于拉丁语Personal,指演员所戴的面具,后来指演员――具有特殊性格的人。随着认知科学和教育理论的发展,人们开始用个性化的思想探讨教育问题。多元智能理论认为人的智能可以分为九个范畴,九种智能的不同组合形成了学生不同的智能特点,并各有一种或数种优势智能,只要教育得法就能将其优势智能激发出来。因而教育必须研究并尊重个体差异,要根据不同的教育对象选择不同的教学内容、教学方法等来适应学生个体智能的差异性,促进学生个性化发展。[3] 元认知理论认为人具有元认知知识、元认知体验和元认知监控三方面自我认知的能力,三方面不同的组合形成个体不同的认知风格,教育必须崇尚个性、关注个性的体现,帮助学生形成与自己的认知风格相吻合的个性化的学习方式,最大限度的发挥教育的作用。人本主义理论强调“以人为本”,重视人的潜能、个性与创造性的充分发展,教育关键在于提供适当的教育,促进学生的自我实现。建构主义理论认为世界是客观,个体以自己的经验为基础构建对世界的理解,学习是学生在一定的情境下,借助学习资料和他人的帮助,主动地建构知识的意义完成的。教育的重点在于创设适当的环境促进学生个性化的知识建构。从多元智能理论、元认知理论到人本主义理论,再到建构主义理论,都强调教育必须尊重学生的个体差异,以个性化学习来发挥教育的最大功效。

二、个性化学习的研究进展

在个性化学习的研究领域,国外起步较早。20世纪70年代以来,基础教育大众化使得学生的差异性和多样性越来越显著,学生都倾向于以个性化的方式进行学习,包括探索、质疑、实验、冒险以及检测等,发达国家开始用个性化学习应对基础教育面临的挑战。芬兰自1970年开始推出个性化教育改革,改革学生的考核标准,把促进学生个性和兴趣的发展,让学生掌握未来社会中所需的知识和技能作为基础教育的主要目标;新西兰政府允许学校在教育教学中有更多的自,考核评价中加大学生自我评估的比重;美国自2010年起兴起个性化学习,在全美24个州和哥伦比亚特区的公立学校采用了个性化学习。[4] 个性化学习理念的深入也推进了个性化学习系统的开发。美国匹兹堡大学的Peter Brusilovsky教授开发了InterBook , ELM-ART等自适应学习系统,以满足学习者与系统交互过程中的个性化学习需求;荷兰爱因霍芬科技大学DeBra教授、澳大利亚墨尔本皇家理工大学wolf教授及希腊雅典大学的Papanikolaou等人也分别研发了相应的个性化教育超媒体系统。此外,国外还有很多机构应用大数据进行学习分析,为学习者提供个性化的学习服务。如希维塔斯学习公司基于机器的学习技术、培生集团的“我的实验室”与“梦盒学习”的学习者学习行为数据分析等。

国内在个性化学习领域起步较晚,最初停留在理论探讨,近年来进入了小规模尝试阶段。王艳芳利用人工智能技术、数据挖掘技术等构建基于网络的个性化学习系统;杨丽娜等人通过案例推理Agent合作,解决了e-Learning环境下学习资源个性化推荐问题;[5] 陈仕品从认知状态、学习风格两个维度入手,构建了适应性的教学内容组织模型;东北师范大学赵蔚团队研发的个性化自适应学习系统,初步实现了根据学习风格建模、优化个性化学习路径推荐,向同伴推送学习资源等功能。[6] 国内机构应用大数据学习分析,为学习者提供个性化的学习服务的趋势也显现。“狸米个性化教学平台”依托互联网大数据技术,通过对学生个性化记忆管理、错题辅导、针对性训练等收集分析学生的学习状态数据,为学生定制个性化学习资源和学习路径;[7] “猿题库”基于大数据技术分析,利用人工智能算法对学生进行一对一智能出题,实现个性化学习。

纵观国内外研究发现,个性化学习的需求是真实存在的,信息技术也为个性化学习的开展提供了良好的环境,但是在《地平线报告(2015基础教育版)》中个性化学习被定位为“有难度的挑战”,原因在于现有的技术和实践还没有办法充分满足个性化学习的需求,学校现有的运行机制也阻碍着个性化学习的实现,其中最大的障碍在于如何把纷繁复杂的方法和技术转变为一套精简有效的策略,以便在相关学校实施和推广。

三、小学英语个性化学习模式构建

个性化学习是数字化时代教育变革的重要趋势,也是推动英语教学改革,促进有效教学、实现学生个性化发展的关键。本文以小学英语PEP三年级下Unit5 Do you like pears?(单元复习课)为例进行小学英语个性化学习模式构建尝试,以期对个性化学习模式在相关学校实施和推广提供借鉴。

1.学生模型构建

学生首次登陆个性化学习系y,填写个人信息,完成教师课前设计好的个人认知风格量表,形成基本的个人偏好、学习动机和学习风格,作为个性化方案实施的依据。[8] 教师通过数据挖掘、分析等来构建学生模型、建立学生与课程资源库间的联系,从而实现个性化推荐,形成个性化的学习路径。

2.学生学习水平检测

本节课属于单元复习课,课前的翻转课堂教学已经让学生完成了基础知识的学习。教师根据单元教学目标、学习内容及学习过程中检测的数据分析提供一套有一定区分度的单元测试题目,用于检测学生对本单元内容掌握程度,并以此为依据开展个性化学习。根据测试分数分为三个等级:90~100分为一等,70~89分为二等,70分以下为三等。学生完成试题提交后可以查看自己得分、每道题的答案以及自己所在的相应等级。学习平台经过数据分析将每位学生的诊断结果,每道测试题得分情况反馈给教师,帮助教师进一步调整教学,并利用数据挖掘技术实现个性化推荐服务。

3.学生个性化分组

平台结合学生的学习风格和水平检测分数自动将全班同学分为三个组,进行基于群组的个性化学习。教师可查看所有学生的组别情况、每组中的学生名单以及学生答题情况分析,在此过程中,教师也可根据学生的实际表现以及个性化认知特点,手动调整个别学生的分组情况。

4.个性化学习资源推送

教师提前将课程学习资源上传到平台,资源选择采用5分制来取舍备选资源与学习主题之间的相关度,5分代表备选资源与学习主题的相关度最大,1分代表资源与学习主题相关度很低。教师依据学生模型,根据分组情况,将差异化的学习资源分配到相应组别的学习端。学习资源的推送方式可以采用系统平台自行推送,也可以由教师结合实际进行手动推送。

根据学生水平检测得分发现,三组学生水平差异较大,一组的学生已经达到本单元的预期学习目标,无需重复练习,只需稍加复习即可,为这组学生推送的是用于拔高的拓展资源;二组的学生基本达到预期学习目标,但还有个别单词没有掌握,对句型Do you like...及I don’t like ...的应用缺乏灵活性,因此为他们推送的是适当拓展的巩固资源;三组的学生离单元要求有一定距离,为他们推送的是强化对单元内容的理解和记忆的基础资源。基于不同的资源布置了差异化的学习任务,以便有针对性地实现单元学习目标。不同组别学生推送的差异化学习资源及学习任务如下。

一组(拓展)。学习资源包括:(1)Other fruitn ouns (已学过的关于水果的单词,微视频);(2)Fruits songs(含个别没学过的水果单词,微视频);(3)I like peachs(含个别没学过的水果单词,微视频)。学习任务包括:(1)flas每次呈现三张水果图片,然后图片消失,学生快速猜测三个单词;(2)通过唱歌流利说出水果单词;(3)通过动画配音练习巩固本单元的水果单词,以及进餐时需表达的语言;(4)完成讨论版的讨论内容。

二组(巩固)。学习资源包括: 1.Other fruit nouns(已学过的关于水果的单词,微视频);(2)Do you like... (已学过的关于水果的单词,微视频);(3)I like peachs (含有个别没有学过的水果单词,微视频)。学习任务包括:(1)flas每次呈现三张水果图片,然后图片消失,学生快速猜测三个单词;(2)通过微视频中的角色扮演巩固句型Do you like...或I don’t like...或I like;(3)通过动画配音练习巩固本单元的水果单词和进餐时需表达的语言。

三组(基础)。学习资源包括 1 .Fruit nouns (已学过的关于水果的单词,flas);2.Other fruit nouns(已学过的关于水果的单词,微视频);3.Do you like(已学过的关于水果的单词,微视频)。学习任务包括:(1)采用头脑风暴法,看flash图片快速选出pear,apple,banana,orange,watermelon, grape,strawberry等有关水果的单词;(2)玩游戏“Happy Train”,根据图片和单词的排列顺利,猜猜最后一张是什么;(3)通过微视频学习,体验进餐情景中需表达的语言,Do you like...

5.学生开展个性化学习

学生基于测评结果和教师建议,依据教师推送的个性化学习资源和学习路径进行个性化学习。每个学生只能看到自己的内容,完成分组学习后,学生之间可以自行交流,也可以生动向老师申请进人上一组别的学习序列。

6.形成性评价

教师依据一定的指标,采取一定的手段对学生的学习过程和学习结果进行评价,可将测试结果及每次动态分组中作业完成情况纳入评价,也可查看学生的各种数据,如在线学习时长、登录系统次数、观看视频的频率、单元小测得分等,教师依据搜集的数据采用学习分析技术对学生进行形成性评价。

参考文献

[1]孔晶,郭玉翠,郭光武.技术支持的个性化学习:促进学生发展的新趋势[J].中国电化教育,2016,(4):88-94.

[2]费龙,马元丽.发展个性化学习,促进教育公正――英国个性化学习基本理论及实践经验探讨[J].全球教育展望,2010,(8):42-46.

[3]李广,姜英杰.个性化学习的理论建构与特征分析[J].东北师大学报(哲学社会科学版),2005,(3):152-156.

[4]钟志荣.基于Web2.0环境的个性化学习模式建构与应用[J].中国电化教育,2012,(8):107-110.

[5]郑云翔.信息技术环境下大学生个性化学习的研究[J].中国电化教育,2014,(7):126-132.

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生涯教育;学生发展指导;核心素养

中图分类号

G41

文献编码

A

文章编号

2095-1183(2017)07-00-04

随着学界对核心素养及学生发展指导的“鼓与呼”,广大中小学校纷纷“起而行”。学校是学生生涯教育的重要场域,学校生涯教育理应成为学生发展指导的重要路径。于是学校生涯教育热潮涌现,学界热衷于形而上的对各类生涯教育理念的臧否,基础教育界则聚焦形而下的多样技术工具的引进、多种项目活动的实施。一时之间,人人都是弄潮儿。

但不论是理论的研究还是实践的操作,都有不尽人意之处。学界的理论研究更多地停留在理论的“象牙塔”里,关注眼前多,高瞻远瞩少;坐而论道多,起而行之少;纸上谈兵多,具体操作少;形式建议多,实际效果少;单一评价多,综合考量少。如:有的研究从理论、理念、制度、内容、模式等方面做了细致的设计,但只立足于当前教育,而对未来的职业观、人才观和具体的操作避而不谈;而在一线学校,大多偏向由学校邀请不同职业的代表担任导师,利用讲解或座谈会的形式为学生介绍职业特点和要求,再由学生根据自己的爱好、性格、能力对职业作出意向选择。但这种方法受时间场地等客观条件和讲解者主观条件等的限制,学生难以对相关职业甚至更多职业有系统认识。而在生涯教育的评价上,有的学校只重视理论课后学生自己的评价,评价手段和对象较为单一,评价不全面客观,既没能在职前充分征求学生、老师、学校和家长的意见,也没能在职后听取学生、领导、同事、用人单位的意见等。

眼光不够长远,视野有所局限,思维比较僵化,行动必然落伍。对当前人类社会环境判断不足,对未来的人类社会发展、未来的教育认识不足,用“现在”的眼睛去窥探“未来”,没有关注到学校生涯教育的对象是走向未来的“人”……导致在很大程度上学校生涯教育研究的思路被桎梏,学校生涯教育工作的格局难以打开。

人发展的本质是从自然人发展为社会人。人的发展离不开生活空间,受生活空间各要素的影响。正因如此,人的发展呈现出鲜明的历史阶段性特征、地域文化特征。围棋国手柯洁在公开比赛中败于“阿尔法狗”之后,许多人才猛然发现,未来已来!当我们陶醉于“摩尔定律”和“超越摩尔定律”带来的人类智慧推动电脑“升级换代”的时,却忽略了科技发展给人类社会带来的“加速量变”。对未来如何认识?仅仅“人工智能”“基因改造”“大数据”等几个关键词就已经让我们觉得人类的未来扑朔迷离。作为发展人最重要的场域之一,学校如何把握好自己的角色,尽好本分,不辱使命?学校的生涯教育如何为未来的教育和社会提供更优秀的人才?

笔者认为,学校生涯教育不仅要“热”,而且要更“热”,但前提是不玩虚火,要烧就烧“三昧真火”:在科技已经改变了现在和未来的大背景下,学校生涯教育需要一种自我革命的勇气――冲出“象牙塔”,从内容、手段和管理三个维度,点燃未来之火,c燃科技之火,点燃博弈之火。

一、点燃未来之火

学校生涯教育要点燃未来之火,是说要站在未来的制高点,用未来的眼光指引学校生涯教育,而不是只盯着眼下。这就需要我们更新几种观念。

(一)未来的职业观

“不是我不明白,这世界变化快。”不用说很久,单是三年前的普通老百姓,就想不到今天坐在家里就可以享受到打车服务。科技改变未来,也改变未来的职业。未来的职业,必将发生令人惊讶的变化。可以确定的是,大量现有职业将会消失,而可能出现的新职业,也许是我们现在完全无法想象的。不仅如此,未来更换职业的频率将比现在更高。这一方面是因为未来的职业对人的专业技能将有更高的要求(低要求的职业“早已”被人工智能取代),使得不能胜任的人面临失业再就业的困扰;另一方面则是人对体验丰富人生和实现自我价值的要求更高,使得越来越多的人不再死守一份职业而愿意尝试不同职业带来的挑战与精彩。既然完全无法想象未来的职业,既然胜任不同的职业需要不同的能力,那么,采用课堂讲解和座谈会的形式来开展的生涯教育,能有多大的作用?

现在的教育要引导学生为未来的职业作能力上的储备,就需要站上未来的制高点。“我们应该明白自己擅长什么,而不是贸然进入由计算机设定好规则的赛场中。”[1]既然“这世界变化太快,我要比它更快”,生涯教育不能只停留在某些专业知识、技术技能上的传授和培养,而是要更着眼于脑力(尤其是想象力)的多维发展,综合素质的培养,坚毅、激情、自制力、乐观态度、感恩精神、社交智力、好奇心等与意志力而非智力有关的词汇应该成为学校生涯教育内容的关键词。

(二)未来的人才观

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教育是开启未来大门的重要钥匙。今天,学校教育亟须进行一场结构性变革,以与社会发展和技术浪潮带来的巨大变化相适应。

面对未来的前提是面对现实,现实为未来教育的变革提供了坚实的基础和发展动力。

1.立德树人的教育价值取向

未来培养什么样的人?党的十报告提出,“把立德树人作为教育的根本任务,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。立德树人,即教育不仅要传授知识、培养能力,还要把社会主义核心价值观融入国民教育体系之中,引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观和荣辱观。

立德树人是教育的价值取向,要求把人放在教育的中心。教育不再以分数为导向,而是基于人的全面发展,把培养精神独立、人格完整、品德高尚、懂得担当的合格公民为己任。立德树人为教育的发展厘清了困惑,指明了方向。

2.基础教育改革的新进展

怎样培养人?近期,顾明远先生指出,教育的未来关系到国家和民族的未来,教育的未来应该是从“教”到“学”的转变。

新世纪以来,我国基础教育领域的一系列重大举措正是推动从“教”到“学”的全面、根本性的转变。诸如高考制度的改革、中国学生发展核心素养的颁布、管办评分离等,表明教育工作的重要方面开始重心下移,有利于激发学校、教师的积极性、创造性,为教育的发展提供了良好的政策和制度环境。

3.技术浪潮的推动

互联网推动社会的变化无处不在,也在不断冲击和挑战教育,学校正在承受着技术变革带来的挑战与压力。

随着云平台、移动学习、游戏化学习、MOOCs、翻转课堂等的出现,技术发展正在变革着传统的学习方式。在此情况下,我们既要关注传统的正式学习,也要多关注或聚焦学生的各种非正式学习。同时,基于人工智能和学数据分析将影响学校教育的深层变革,推动和促进教育流程再造,包括课程模式、组织管理、教师角色等方面。

变革与重构:学校呈现的新特点

虽然未来学校不是一种明确、获得共识的概念,但从今天的一些探索和实践中,我们能够看到一些新的特点。

1.跨界融合

组织、资源边界的消失,让跨界融合成为一种趋势和特点。

课程的融合,技术与学习的融合,空间的融合……边界正在消失。随着社会的发展,开放成为时代的趋势和特点,教育边界开始被打破,意味着更多的融合、更大的发展。

跨界让学校发生深刻的改变,课堂的改变、课程的改变、管理的改变随之而来。比如,将历史、地理、语言和经济等跨界科目整合到一起的“跨学科的专题式教学方式”正在被越来越多的学校接受和采用。

2.关注个体

教育正在从学生适应教育到教育适应学生的转变。

法国教育家保罗・朗格朗说,教育要有意义,就必须使每个人按照他自己的本性得到发展。基础教育应致力于每一个学生的发展,为每一个学生创造适合的学习类型。我们只想把一个孩子塑造成我们期望的样子,而不关注他们实际上可能成为什么样子。

尊重、体现个性是基础教育改革的基本方向。衡量教育是不是真正好的教育,要看它能不能让每个人成为他

自己。

3.不确定性

当传统教育强调的标准、规范、统一的模式下的确定性,被丰富的个性、选择、可能性所取代时,“迎战不确定性”正成为教育的头等挑战。

瞬息万变的技术浪潮,让不确定性成为时代的特点。教育的改革也在不断打破确定性的温床,学校应始终保持鲜活的生命力,在观念和行动上主动接纳变革带来的不确定性。

探索与尝试:激发新的力量

虽然学校在过去几十年没有太大的改变,但未来学校是我们对教育发展的期待,设计与创造未来学校的探索一直在进行。

我们欣喜地发现,以北京大学附属中学、深圳明德实验学校为代表的一批学校正在进行自我发展的突破和超越。他们通过教育理念的转变、课程改革及教学方式的探索,释放了课程、教师、组织以及环境的活力,改变了传统的教育模式,构建了一种新的教育模式。这些诸如学院制、全课程、翻转课堂、走班制以及教育技术的深度应用等探索,呈现出鲜明个性和特点,体现出学校独特的价值取向和基本思考。

篇13

新课程理念对高中信息技术课程的要求2001年6月教育部颁布《基础教育课程改革纲要(试行)》,规定将信息技术列为必修课程,并与同年下半年开始启动普通高中课程标准的制定,并于2003年1月6日审议通过了《普通高中技术领域(信息技术)课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)。信息技术课堂中,如何有效地组织教学活动来实现目标,使用什么样的方法才能适应课程的要求,是信息技术教师迫切需要解决的问题之一。

一、信息技术新课程模块结构

高中信息技术课程包括必修与选修两个部分,共六个模块,每个模块2学分。高中信息技术课程总学分为2+2+(x),其中必修2学分,科目内选修2学分,跨领域选修x学分。必修部分只有“信息技术基础”一个模块,2学分。它与九年义务教育阶段相衔接,是信息素养培养的基础,是学习后续选修模块的前提。选修部分包括“算法与程序设计”“多媒体技术应用”“网络技术应用”“数据管理技术”和“人工智能初步”五个模块,每个模块2学分。选修部分强调在必修模块的基础上关注技术能力与人文素养的双重建构,是信息素养培养的继续,是支持个性发展的平台。模块内容设计既注重技术深度和广度的把握,适度反映前沿进展,又关注技术文化与信息文化理念的表达。

二、普通高中信息技术新课程改革

1. 归属于技术领域

过去一直用劳动技术作为技术课程的唯一形式,并且偏重劳动,轻视技术。实际上,技术教育不能等同于劳动教育,技术课程的目标不是培养一定的专门技术,而是培养学生合理地和创造性地使用技术的思维方法,了解技术本身的原理、科学与技术的关系及社会与技术的关系。信息技术课程的改革就是由过去的侧重知识和操作技能的传授转变为传授给学生获取知识的技能、解决问题的方法和激发学生创造性的能力,从根本上改变学生获取知识的方式由被动吸收转变为主动获取,充分调动学生的主体能动性。

2. 基础必修课程和选修课相结合

新课程改革后,实行了高一阶段基础必修课程和高二阶段选修课程相结合的模式,实际上,这是一种新课程管理的具体体现。就我国现实情况来看,普通高中课程管理权力逐步分散,从上到下实行中央、地方和学校三级管理,这样,中央能统一调控课程,地方和学校又有很大的自由度、选择权,既可以保证全体学生获得广泛而坚实的文化科学基础知识,又能促进他们全面、个性化地发展。

3. 课程内容上有很大的调整

新教材分为高一必修:信息技术基础;高二选修:多媒体技术应用、网络技术应用、算法与程序设计、数据管理技术和人工智能初步。涉及面很广,又不失灵活性,在教材内容的编写上,淡化了操作步骤和理论知识的描述,转而提高了过程与方法的引导,最终提高学生的信息素养。

信息技术是科学现代化发展下产生的一门电子化技术,强调学生个性化发展及创造性才能的发挥。其中,“互动、开放”的课堂教学管理模式能够有效提高专业素养,增强教师和学生之间的交流,促进学生和学生之间的互动,让学生有充分的空间来体验信息技术给生活带来的各方面的便利,激发学生的学习兴趣和扩展其创造思维。自律是指学生能够自觉给自己施加准则,达到自我控制的能力。传统的课堂教学活动中,教师控制和决定着课堂纪律,而且必须课前预先安排教学活动,课堂学习完全在教师的计划之中,这种规划的课堂学习不适合信息技术课程的学习,信息技术课程的中心是学生,学生在自己操作、学习的过程中遇到问题、发现问题,互相讨论并提出自己的想法,教师应该给予解答和引导,而不是在强迫纪律下,学生的兴趣、爱好和独特想法得不到教师的认可。

三、“任务驱动”教学法教学过程示例

第一章是信息技术入门;第二章是计算机操作系统;第三章是文字处理系统;第四章是网络基础与运用。我们在学习的时候先学第二章,通过上机操作熟悉计算机的特点及应用,而后学习第一章理论知识。从而提高了学生学习计算机的兴趣。按照《中小学计算机课程指导纲要》的要求,从小学、初中均应开设计算机课,但实际情况是,许多小学、初中都未开设计算机课程。因此,在高一开设计算机课,学生既有新鲜感的一面,更有缺乏基础知识的一面。针对这种情况,我们在高一年级,利用上课的时间,讲授键盘指法、汉字输入等基础知识,并向全校学生介绍计算机基本知识及计算机在社会生活中的广泛应用。增加了学生在这方面的知识,提高了学生的计算机意识。

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