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中小學人工智能教育范文1
關鍵詞：人工智能；圖形編程；創新實踐
近年來，人工智能已成為一個高頻詞，各種與人工智能相關的智能家居、自動駕駛、智能語音、圖像識別等新技術，深刻影響著社會的方方面面，也逐步改變人們的工作及生活方式。許多國家已經開始積極嘗試，大力推進小學人工智能教學。2017年，國務院正式頒布《新一代人工智能發展規劃》，明確提出了“在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”；如今，計算思維培養又成為熱點。在這樣的一個時代背景下，學校和教師有責任和義務組織、引導學生去接觸、了解、學習、應用人工智能技術，以適應未來學習和工作環境的變化。人工智能涉及的學科內容較為廣泛復雜，小學生相對年齡較小，儲備的相關知識較少，學校應如何在小學階段有效開展人工智能教學，推進人工智能教學真正落地？筆者結合自己的教學實踐，從“巧”借活動、“巧”設場景、“巧”編程序、“巧”創項目等方面，積極探索小學人工智能教學的推進路徑。
一、“巧”設場景體驗人工智能
人工智能的知識結構具有較強的邏輯性和抽象性，與之前信息技術課上所教的內容相比，難度及復雜性更高。在日常人工智能教學中，教師應根據學生的心理特點以及不同教學要求，改變教學方式，把體驗搬進課堂，讓學生通過具體的體驗活動逐步理解人工智能的相關知識，把重難點從對概念、原理、技術的學習轉換到了解相關概念、技術實現的過程、體驗人工智能技術的應用上。豐富有趣的教育實踐活動可以讓學生在愉悅的教學情境中，從不同的思維角度、用不同的思維方式來認識和理解與生活密切聯系的一些人工智能概念，如機器學習、大數據、神經網絡等，體驗人工智能在實際生活中的應用。例如在《人臉識別》一課教學中，需要讓學生了解人臉識別技術的應用、影響、實現過程和原理，其中人臉識別的原理和過程較為復雜，如果教學中只進行簡單說教，無法有效達成教學目標。本課設計了一個“人臉大比對”體驗活動，活動分兩個部分，第一部分就是通過百度AI開放平臺里的人臉檢測與屬性分析功能，體驗人臉檢測中具體檢測哪些屬性；第二部分就是通過人臉對比功能，完成教師提供的三組人像照片的對比分析。在第一部分的實例體驗中，學生通過自己上傳照片進行檢測，主要是通過對人臉的面部、膚色、毛發、眼睛、嘴、鼻和輪廓等150個特征的精準定位來準確地識別和計算出一張人臉的特征和屬性信息，包括年齡、性別、顏值、情緒、是否戴眼鏡等。這樣的體驗讓學生非常感興趣，也能很好地理解特征提取的過程。第二部分的體驗是人臉對比，教師提供給學生三組照片，第一組是一對相似度很高的雙胞胎；第二組是同一個人戴口罩和不戴口罩的照片；第三組是同一個人的兩種表情。學生先自己觀察，記錄三組照片的結果，再上傳照片到百度AI體驗人臉對比過程，并查看對比結果。經過體驗，學生認識到在現有的技術下，人臉識別的準確度還是非常高的，對人臉識別的過程也留下了非常深刻的印象。
二、“巧”編程序理解人工智能
從當前人工智能技術應用的實際情況分析來看，主要應用領域為大數據及機器學習，這些功能的實現得益于算法的不斷完善。可見，算法學習是實現人工智能的關鍵，而對算法的學習又是計算機編程教學中的一大難點。推進小學編程教學將有利于幫助學生理解人工智能的相關知識。小學生相對抽象思維偏弱，采用圖形化的編程教學，更加有利于他們接受，有助于提高學習的積極性。通過編程教學引導學生學會分析問題、抽象與建模、設計算法、編寫程序腳本，在驗證過程中不斷改進和完善，并最終實現問題的解決，能有效培養學生的計算思維，并過渡到對人工智能所需要的其他知識的學習上。例如在五年級的《創編游戲》教學中，情境任務是設計制作一個貓捉老鼠的小游戲，目標是讓學生認識“碰到顏色”“如果……那么……”等指令，能夠用它們的組合來編寫判斷角色是否碰到邊緣和老鼠的腳本。人工智能的概念主要體現在“碰到顏色”和“如果……那么……”語句的應用上，“碰到顏色”是偵測識別，“如果……那么……”則是邏輯判斷的處理。在教學中，首先通過問題引導學生思考完成游戲需要考慮哪幾個要素，從問題和答案中幫助學生提煉出“舞臺”“角色”“動作”三個要素，進而幫助學生厘清實現游戲功能的基本思路。在程序編寫中，讓學生具體體驗偵測模塊的編寫與判斷語句的應用。簡單的編程實踐，能讓學生逐步了解人工智能的基本概念及其實現流程。
三、“巧”創項目實現人工智能
知識的學習必須與學生的生活實際結合起來，如果學生在掌握人工智能知識和技能后能將所學知識應用于實踐，解決生活中的實際問題，那么這樣的學習就是真實有效的。學生通過設計創作具體作品，可以大大增強分析和處理問題、解決實際問題的意識和能力，培養邏輯思維和動手實踐能力，這也是人工智能教育的方向和目的。根據學生的實際生活經驗，教師將人工智能的具體應用案例巧妙引入課程中，引導他們科學地確定項目內容；通過對項目的梳理分析，建立邏輯關系和模型；用編程語言描述邏輯關系；采用硬件設備實現人工智能的具體功能，這種基于真實任務的學習活動，能有效促進學生的理解。例如四年級實踐小組的“智能垃圾桶”作品，便是以垃圾桶為課題進行探究，先讓學生對現有垃圾桶的優劣勢進行分析，思考怎樣改造垃圾桶才能真正實現智能化。通過教師的引領和自身觀察，學生很快認識到智能垃圾桶應該具有的功能：一是能檢測什么時候有人投放垃圾；二是垃圾桶蓋能自動開啟和關閉。確定了目標之后，就是思考達成上述目標需要哪些條件。學生根據已有知識，確定可以用超聲波檢測是否需要打開垃圾桶蓋子，打開和關閉動作可以通過舵機和連桿來實現。通過探究后，學生根據設計的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建，接下來就是通過編寫程序和不斷調試驗證來實現預期的功能。作品完成后，學生可以根據實際情況進行功能的增加與修改，如增加桶內垃圾超過一定高度時能自動提醒的裝置等，讓智能垃圾桶更加智能。本次作品的創作過程，不僅鍛煉了學生分析實際問題、解決實際問題的能力，又鍛煉了他們的編程思維和計算思維，更重要的是體驗了自己創作人工智能作品的樂趣和成就感。在人工智能應用日益普及的今天，人工智能課程進入小學課堂是大勢所趨。在小學階段開展人工智能課程教學，主要是為了讓學生掌握人工智能知識，體驗和運用人工智能技術，培養學生的信息技術核心素養、創新意識、實踐應用能力，為學生適應未來社會打下扎實的基礎。但人工智能教學具有其特殊性，如何有效推進人工智能教學，還面臨著許多需要解決的問題。學校和教師應盡最大努力創設更好的人工智能教學環境，探索更有效的教學策略，促進學生對人工智能相關知識的學習。
參考文獻
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中小學人工智能教育范文2
（嶺南師范學院 信息科學與技術學院，廣東 湛江 524048）
摘要：結合嶺南師范學院計算機科學技術專業及東軟睿道軟件學院的建設過程，介紹地方師范院校在辦學過程中協同創新改革的有效解決方案及實施過程中需要注意的若干問題，提出建立一系列質量保障機制。
關鍵詞 ：計算機專業；人才培養；協同創新；師范院校；地方院校
基金項目：廣東省高等學校教學質量與教學改革工程項目（粵教高函[2013]113號）；教育部人文社科一般項目（14YJCZH161）；廣東省教育科學“十二五”規劃教育信息技術研究項目（11JXN026）。
第一作者簡介：吳濤，男，副教授，研究方向為智能信息處理，wutao@whu.edu.cn。
0 引言
當前，我國高等教育競爭日趨激烈，地方師范院校的生存空間面臨前所未有的挑戰[1-4]，迫切需要以協同創新為驅動，進行新型應用工科人才培養模式的改革。隨著信息產業的迅速持續發展，目前計算機人才市場呈現偽飽和狀態[5]，即社會對人才的需求由粗放式向集約式發展，這是一種典型的供求結構性失衡。在這樣的背景下，地方師范院校計算機專業人才培養需要把握自身定位，在分析地方實際的基礎上，改革人才培養方案，建立能適應地方經濟社會發展需求、反映地方院校特色、擁有制度保障并能促進建立師范和非師范方向共贏的、有特色的人才培養模式，新模式的建立在按需調整專業結構、拓展學生就業市場、輔助地方經濟產業轉型、保障國家經濟社會可持續發展等方面具有重要意義。
1 創新特色改革的目標與思路
學院采用國際通行的計算機專業通識教育模式，在現有基礎上，根據學生畢業時的流向分為師范教育類、工程技術類、理論研究類3個類別，以培養基礎厚、能力強、特長突出的創新型人才為目標，積極研究高等教育和信息技術的發展趨勢，以強化學生的創新精神和實踐能力為核心，走產學研合作發展道路，從課程體系、教學體系、實踐體系、評價體系等4個方面探索創新改革的方案，從學習環境、工程能力、師資隊伍等方面保障改革順利進行，從而實施“寬口徑、厚基礎、有特長”的創新特色教育。
2 創新特色改革的方案
據調查顯示，2009屆畢業生認為高校教育最應該改進的3個方面分別為實習實踐不夠、課程內容不實用或陳舊、培養主動學習能力不夠[6]，地方師范院校也應從上述幾個方面展開創新特色改革。
2.1 課程體系改革
在課程體系的設置上，學院采用“2+2”的培養模式[7]?？忌诟呖紩r報考計算機學科，入學后前2年不分專業，只進行學科大類培養，第4學期末開始專業分流，在最后2年接受專業培養。課程以專業限選課為主，按照師范教育類、工程技術類、理論研究類等方向拓展學生知識面。
1）兼顧基礎性與前沿性，保證教學與科研協同創新。
計算機專業具有理科和工科交叉的特性，表現出科學與技術并重、理論與實踐并存等特點。計算機本科教育人才培養計劃必須具有超前性，學院要設置一些當前計算機行業發展前沿的課程，以便學生畢業工作時能夠迅速適應行業的發展，如計算機前沿知識講座、物聯網概論、云計算、計算機游戲開發技術、手機開發等。
2）兼顧科學性與技術性，保證專業與學科協同創新。
作為典型的應用型工科專業，該學科需要較深的理論基礎，也具有極強的實踐背景。以數據庫系列課程為例，從基本的數據庫原理到實用的數據庫技術，再到商用大型數據庫技術以及高級數據倉庫和數據挖掘，甚至是最新的大數據，內容深淺不一、繁簡有別。
3）兼顧師范性與綜合性，保證師范與非師范協同創新。
地方師范院校的一個鮮明特點就是在同一專業中，既有面向傳統教師教育的師范類方向，也有面向工程教育的非師范方向。以人工智能新技術為例，中小學信息技術課程培養學生對信息技術的興趣和意識，讓學生了解和掌握信息技術基本知識和技能，了解信息技術的發展及其應用對人類日常生活和科學技術的深刻影響，因此，師范教育類學生主要開設機器人課程，闡釋與人工智能有關的新技術，同時也有非師范類技術課程講授。與此對應，軟件工程類的課程以人工智能算法設計與軟件應用為主，網絡工程類的課程以云計算、物聯網等智能應用為主，同時，也要兼顧地方師范院校的特色，增加與師范教育有關的部分課程。
4）兼顧地方性與區域性，保證高校與企業協同創新。
粵西是廣東省信息化產業發展相對落后的地區，隸屬于泛珠三角的邊緣，IT企業較少，信息技術人才缺乏，信息產業發展緩慢。嶺南師范學院地處粵西，主要培養應用本科人才，服務粵西的地方經濟發展。隨著廣東省新一輪產業轉移，大批重點項目開始啟動，計算機專業迎來了新的發展契機。新的人才培養模式將把學生培養成為具備較高的信息技術素養、能夠服務于各行各業信息化建設、參與和推動粵西IT信息產業快速發展的高級計算機技術人才，為泛珠三角地區同類高校的計算機人才培養提供示范作用。
2.2 教學體系改革
學院將學生按照教學體系定位分成師范類和非師范兩種，建立靈活的選課機制。在師范類學生的培養中，我們強調以實習基地為載體，加強與中小學或職業學校的協同創新；在非師范類學生的培養中，強調以實訓基地為載體，加強與企業的協同創新。針對珠三角等發達地區中小學廣泛需要機器人足球、機器人滅火競賽方面指導教師的情況，我們新建了機器人實驗室，并建設有軟酷卓越實驗室、奧翔湛師實驗室、湛江市軟件研究所專業實習基地以及湛江市檔案局大學生實踐基地；加強與湛江市教育局、科技局以及信息產業局合作，建立若干個中小學信息化示范基地。針對非師范類軟件外包服務方向學生的需要，我們以廣東省示范性軟件學院的建設為契機，進一步加強與東軟公司的協作；培養方案的制定以企業（東軟廣州基地）為主、學校輔助，教學人員由校企雙方共同提供；學生在大學四年級進企業進行頂崗實習和項目實踐，在校企雙導師指導下完成畢業設計。
2.3 實踐體系改革
學生應用能力培養主要來自于實踐教學環節，本專業在加強學科基礎和專業基礎教育的同時，增加實踐教學環節的比例，強化實踐教學與創業教育，設立創新學分和創業教育學分；構建課程實驗—綜合設計—實習實訓—第二課堂4個層次的實踐教學體系，將學生的實習實訓和畢業設計與產業發展及企業崗位需求進行適應性融合。同時，學院從計算機學科專業實踐教學和培養工程實踐能力強的軟件人才需求出發，引進東軟集團、東聚電子科技集團、廣州傳智博客有限公司、廣州拓勝科技有限公司等知名業內企業的實訓人才培養體系、教學管理以及質量保證體系，利用正常教學學期的期末和寒暑假結合，每學年構成4~8周的實踐小學期，基于專業基礎實踐能力、專業單項實踐能力、專業綜合實踐能力、專業實踐創新能力4個不同層次能力，建立包含實驗教學、工程實訓、課程設計和課外科技實踐活動在內，覆蓋計算機類基礎課和專業基礎課的多層次開放式的模塊化實踐教學體系；由公司和企業獨立實施專業課程的教學，確保實踐上實現零距離就業；此外，成立大學生創新基地，為學生搭建創業及創新發展平臺。在開展通識教育的同時，更加注重拔尖學生的個性化教育，努力為拔尖學生創造精英型人才的培養環境與實踐條件，積極培養精英型人才和特色人才。
2.4 評價體系改革
學生評教已經成為當前高校教學管理的主要方式之一[8]，這既是學生作為教育受眾的權利，也符合學校提高教學質量的管理要求，但卻與教師教學的自由存在內在關聯與矛盾。因此，學院需要改革現有評價體系，將學生分為師范教育類、工程技術類、理論研究類，對于不同的培養定位，采取不同的評價體系。以工程技術類為例，針對非師范應用工科人才的特點，我們在現有的專業培養方案基礎上，以學生為主體，以能力為主旨，以職業規格要求為指導思想，以企業需求為根本，以就業為導向，學習借鑒國際軟件人才的培養經驗，按照產業發展的需求設置靈活的課程體系，更新教學內容，重組和優化軟件服務外包專業的課程結構；建立科學的教學監控和保障機制，建立有效的教學管理、評估與激勵體系，規范教學工作，提高教學管理水平，保障人才培養質量。
3 創新特色改革的實施
嶺南師范學院與東軟集團共建廣東省示范性軟件學院，在計算機科學技術專業中開設軟件服務外包新方向，2013年9月正式招收首屆學生，試圖實施校企聯合辦學，推進學校計算機專業轉型，加快新型應用工科人才培養。在建設過程中，學院以信息技術產業的市場需求為導向，以校企合作、協同創新為切入點，探索和構建新型人才培養模式，保證基礎理論教育和專業知識教育，強化校企聯合實踐培養，將校企合作引入人才培養的全過程，重新賦予理論、實驗、實踐、實訓、畢業設計等各個教學環節以新的內涵。
3.1 保障學習環境的構建
學院以信息學院大學生創新實踐基地和被評為全國優秀校園活動的IT科技節為載體，強化計算機科學與技術專業學生能力與特長的培養；依托廣東GDICPC軟件設計大賽、中國軟件設計大賽、國際ACM程序設計競賽等學術科技活動以及國家計算機軟件水平認證，提升學生創新能力與團隊意識，建立專業素質拓展體系；在現有實驗條件的基礎上，將軟件工程、信息安全技術、通信技術等專業實訓基地建設成融科研、教學、創新活動、培訓、技能鑒定與技術開發和服務功能于一體的示范性開放性實訓基地；新建軟件開發校內實訓中心，按實際軟件開發流程對學生進行實際軟件開發訓練；加大校企合作力度，與東軟集團等共建一批校外實習、實訓基地以及研發中心，通過訂單式培養使人才培養的規格和質量貼近崗位的要求。
3.2 保障工程能力的培養
學院大幅度增加企業實際應用內容和實際案例課程，摒棄過時落后的標準化的教材與課件；按照校企合作、工學結合的人才培養模式，以計算機科學與技術專業建設為核心，扎實推進人才培養模式、教育教學改革、課程體系、教材建設、實訓條件、師資隊伍、專業教學資源及社會服務等工作并達到一個較高水平，實現計算機科學與技術專業教學資源與專業群內其他專業的共享，計算機科學與技術專業的發展對相關專業的建設與發展起到輻射與帶動作用。
3.3 保障師資隊伍的建設
學院大量兼職聘請在工業界一線資深工程師作為教師授課和指導，構建專兼結合、校企結合、內外結合、多元結構的師資隊伍，不斷加大人才培養和引進力度，優化專職師資隊伍結構，通過有計劃地安排教師到企業參加工程培訓和軟件項目開發等方式，不斷提高專職教師的工程知識和工程實踐能力，逐步建設具有雙師型特長，學歷結構、職稱結構、學緣結構、年齡結構合理，能與兼職教師相結合滿足計算機人才培養需要的高水平教師隊伍；聘請國內外的專家學者以及企業工程技術人員作為兼職授課教師或兼職指導教師，使兼職教師的比例達到要求。
4 創新特色改革的成效
在協同育人方面，學院通過舉辦IT科技節引入企業，進一步豐富校園科技文化生活，推動IT前沿知識的學習和傳播，樹立正確的校園IT理念，促進學生與IT產業的溝通，營造良好的產學研氛圍；使大學生理解科技內涵，了解科研規律，感悟設計智慧、激發創新思維，不斷提高綜合素質，為實現零距離就業奠定堅實的基礎。此外，協同育人的實驗教學特色鮮明，提高了學生在實驗、實訓、設計等實踐環節的動手能力、創新能力，效果顯著，科技創作與競賽成績優良。近年來，學生考研率明顯增長，就業率穩步上升，就業質量逐年提高，在校生在各項科技作品競賽中取得了良好成績，領先于同類院校，其中省級以上競賽獲獎80余項，如全國電子設計大賽、全國藍橋杯Java/C/C++軟件開發本科組競賽、全國多媒體大賽、全國軟件專業人才設計與創業大賽、廣東省挑戰杯競賽、廣東機器人大賽等。
5 結語
伴隨著地方師范院校辦學質量的提高、辦學規模的擴大、辦學內涵的延伸，學院努力建立并完善能適應地方經濟社會發展需求、反映地方師范院校人才培養特色、擁有制度保障并且能促進師范和非師范專業和諧共贏發展的創新性專業人才培養模式。我們結合嶺南師范學院的實際，探索了計算機專業人才培養方面若干行之有效的解決方案，對一般的地方性本科師范院校計算機專業人才培養模式具有普遍性的參考意義。下一步筆者將以建設嶺南師范學院東軟示范性軟件學院為契機，以軟件服務外包方向為載體，探索校企合作為基礎、實踐主導的特色人才培養模式，為其他專業方向人才培養提供示范。
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中小學人工智能教育范文3
他先后輔導學生在國際奧林匹克信息學競賽（IOI）獲“八金、三銀、二銅”，編寫出版了28本計算機教育專著，輔導學生獲國際獎牌數、著述的學術層次和專業影響在全國中學教師中實屬罕見。他曾先后獲得國務院特殊津貼專家、全國優秀教師、全國中小學計算機教育先進工作者、市優秀教育工作者、市十佳大眾科學獎、連續四屆區專業技術拔尖人才等殊榮。
小鄭老師：王老師，您在國際信息學奧林匹克競賽中人稱“江湖郎中”，這說明您在指導學生的過程中對個中問題極具洞察力。對于一些教師來講，如何從“菜鳥”修煉成為個中高手，您能否給開一劑良方？
王建德：我無法為所有信息科技教師“開一劑良方”，因為每位教師的教學對象和教育環境不一樣，教學風格也不一樣。教學在很多方面是屬于原生態的東西，體現出教師的個性，“教無定法”。這里，僅介紹一些自己的做法，或者說本人“菜鳥”修煉的歷程，但愿能對他人有所啟示。
從心理素質開始發現超常學生
怎樣發現那些具有優異的先天素質和良好的個性心理品質的學生，是競賽取勝的首要因素。習慣上是通過大面積篩選，層層測試選拔，最后遴選出算法基礎扎實、編程技能嫻熟、解題能力突出的尖子。這是人們通常采用的一種選拔策略。而我對學生的選拔卻另辟新徑，在培訓活動中考查、從心理素質開始發現。一開始不搞選拔，盡可能多地吸引學生參加到培訓活動中來。課程設置由淺入深地分為三個階段：第一階段是編程語言和匯編環境；第二階段是數據結構、基礎算法；第三階段是人工智能搜索、圖論、組合數學、統籌規劃、計算幾何等。
隨著知識層次的提高、難度的加大以及學生學習意志和能力間的差異，部分學生相繼在某階段學習中被自然淘汰。對于繼續接受培訓的學生，我不僅通過分段測試的成績考核其能力，而且還注意從他們提出的每一個算法見解、編寫的每一個程序、平日里的精神狀態與思維表現以及環境壓力下的心理變化中去洞察其隱藏著的超常潛質。
把學習動機與興趣的培養放在首位
“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！痹谂嘤柣顒又袀魇谥R固然重要，但更重要的是激發學生的興趣，讓學生好學、樂學。我是從下述五個環節入手，培養學生的學習動機與興趣的。
（1）激發學生主動追求自身思維品質的優化。來我這兒學習的中學生，尤其是優秀生或高中生已普遍具有積極從事獨立的智力活動的傾向，對于認識自己的智慧和力量感到精神上的滿足。不少學生之所以熱衷于培訓活動，這是一個重要的原因。因此我在第一節課上總是結合獲獎選手成才的經歷，向學生指出優秀思維品質的主要特征。每次在我講授時，學生都情緒振奮，表現出極大興趣。這樣做的目的就在于變學生思維品質的無意識追求為有意識的主動行為。
（2）多鼓勵，在為學生創設成功的機會上下功夫。心理學研究表明，成功的信息越多，自信心就越強。記得當初有一位女學生在NOI中得了一個三等獎，回家后哭了幾天，私下對母親說今后再也不碰計算機了。為了幫助她樹立信心，我強求她重做NOI的試題。仔細測試后鼓勵她說：“你不能小看自己呀，你的分數已接近國家集訓隊的水平。你熱愛計算機，有潛力學好計算機，但不能一遇挫折就忍痛割愛。用這種精神狀態做事，任何事也不會成功?！边@位學生聽后很受鼓舞，鉆研的勁頭更足了，第二年NOI的成績上升為二等獎。但在當年的國家組隊賽上再次失利。我還是熱情地鼓勵她：“這次你比往年進步了。只要你對競賽現場和題型的適應性再提高一步，你一定會成功！”幫助她確定成功的自我意向、堅定信心。她不斷努力，在以后兩年的NOI上一躍而為第二名和第一名，并在IOI上獲金牌，成為當時首位在NOI和IOI奪魁的女選手。
（3）指導學生形成積極向上的社會價值觀念。理想是一個人的奮斗目標，理想與品德是一致的，是人生觀的核心，在非智力因素中具有導向功能的因素，也是學習動機和興趣中具有長遠目標和長期效應的動機成分。因此，我在培訓中注意指導學生認可和選擇積極的社會價值觀念，并幫助其建立相應的價值體系，讓學生把學習與個人前途、四化需要、事業追求聯系起來，爭取將勇敢、頑強、正直等社會價值內化為學生個人品質，使其與學習的興趣相輔相成，形成良性循環，促進學生學習鉆研信息學知識的興趣得到進一步的升華和保持持久的發展。
教師要在教學中切實有效地把德育放在重中之重的核心地位，就要力避形式化，使德育與實際相結合，與學生的心智水平相結合，與教師的身體力行相結合。一位留學美國麻省理工學院的學生從國外寄回兩張照片，一張記載她在貧民窟修補失業者家門時的勞動場景，一張是沖刷廁所時的留影。她說類似這樣的活動，學校每學期都搞。美國是一個資本主義國家，在麻省理工這所培養“達官顯貴”和一流學者的學府尚且注意教育學生慈善助人、熱愛勞動，那么在我們社會主義國家，在培養合格公民素質的基礎教育階段，德育工作更應該被重視，常抓不懈，抓出成效。
中小學人工智能教育范文4
【關鍵詞】教育技術學;實踐能力;實踐體系;實驗中心建設
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2009)11―0131―05
引言
北京師范大學教育技術學作為二級學科在2001年入選國家重點學科,2007年再次通過了教育部國家重點學科考核評估,近年來在教育技術學科領域發揮了重要的引領作用。教育技術學是建立在實踐應用基礎上的學科,其人才培養的實踐教學環境也是需要重點建設和致力發展的。堅持教育技術學的應用實踐性,堅持人才培養方面理論與實踐相結合的方向,在學科發展規劃中具有非常重要的意義。
本研究針對在國家重點學科發展過程中人才實踐能力培養與實踐體系建設的各個主要環節,采用質的研究方法,研究者同時也參與到學科規劃建設和實踐教學活動中,在建設過程中收集第一手資料,對現象進行整體性探究,歸納分析以形成理論,通過與研究對象的互動,對其特征和意義獲得解釋性結論。
一 教育技術學科人才培養的實踐能力體系
近年來,教育技術學專業人才培養方面已經形成了共識,即如華南師大徐福蔭教授等[1]所述:為了提高教育技術專業人才培養質量,應重點加強學生實踐能力和創新能力的培養。鹽城工學院沈愛華[2]則進一步指出教育技術學科人才培養的實踐能力體系可以歸納為如下三個層面的基本能力:
(1) 基礎實踐能力
教育技術學專業的人才首先必須具備包括:以媒體資源開發、信息技術應用等為核心的實驗技能以及相關的實踐操作與應用能力,以適應各級各類教育教學環境的基本技術技能要求。
(2) 專業實踐能力
教育技術學專業的人才也應當具備包括:信息技術與課程整合為指導思想的教學設計能力及其引申出來的項目設計能力。也就是華南師大秦煒煒、徐福蔭等[3]描述的:適應包括遠程教育、企業培訓在內的教學設計的應用實踐能力。
(3) 科研與創新實踐能力
教育技術學專業的人才還應當具備一定的科研能力,成為教育技術學學科基本理論發展與創新以及前沿應用的實踐研究的有生力量。
上述三個層面的實踐能力的培養綜合體現在全部實踐教學環節中。為提高學生的三層次實踐能力,教育技術學專業的人才培養必須由實踐教學環節入手,將驗證性實驗、基礎性設計性實驗和綜合性實驗合理配置并有機結合。此外,實踐教學環節還應包括:課程教學設計、見習實習、社會實踐、科研訓練、畢業實習、畢業設計(論文)等多種形式。并可輔以創新訓練的專門活動,如創新思維和創新方法、學科研究方法、大學生創新性項目等。
二 以實踐能力培養為目標的實驗新體系建設
北京師范大學教育技術學人才培養在多年的發展中堅持以實踐能力培養為核心,逐步建立起在學科平臺之上的“一體化、三層次、共享式”的教育技術學實踐新體系。
(1) 建立在學科基礎上的一體化實踐能力培養體系
教育技術學學科專業人才實踐能力培養必須采取一體化頂層設計,從社會人才規格需求調研入手,對北師大教育技術學教學計劃中的實踐教學活動和各種科研創新基金項目活動統籌規劃,對人才實踐能力培養綜合設計,從宏觀視角一體化考慮學生的實踐能力體系結構和人才實踐能力培養環境。改變過去的條塊分割各自為政的規劃和運作方式,有效地彌補人才實踐能力培養過程中的結構性缺失和實驗條件資源的不足。學院教學指導委員會和實驗中心領導在充分溝通認真研討的基礎上達成共識,為人才實踐能力培養的各個環節做了充分論證和詳細規劃,設計出一整套如圖1所示的從本科實踐教學活動與本科科研基金項目交叉配合的能力培養體系。
(2) 基礎、專業和科研與創新三層次實踐能力綜合培養
教育技術學專業人才的培養應當體現知識、能力、素質的綜合協調發展。專業教學知識體系中的知識領域、知識單元和知識點與實踐體系中的實踐領域、實踐環節和技能點要相互緊密結合在一起。實踐能力綜合培養就是要以知識領域與實踐領域為范疇,選擇合適的基本知識點和技能點構建創新思維、創新方法、創新能力訓練為一體的知識單元和實踐環節。
在基礎實踐能力培養方面,北師大教育技術學專業的本科教學計劃中媒體技術、資源開發和計算機應用等知識領域的課程都配有充足的實驗學時,課堂面授課程與實驗課程始終相伴開展。該類課程的修習過程中基礎實踐能力得到集中培養,從而奠定了人才培養過程中的最基本的實踐能力。
在專業實踐能力培養方面,學科基礎課和專業方向課等基礎理論課程對教學設計能力的培養同學院中部分學科帶頭人的科研項目實踐有機結合在一起。創造條件參與中小學的教學改革試驗,如:基礎教育質量方面的跨越式發展、移動學習研究等實踐活動,參與以信息技術與課程整合為指導思想的遠程教育和教師培訓的教學應用實踐,從而使這種較高層次的實踐能力的培養在實踐活動中落實。
在科研與創新實踐能力培養方面,在教育實習和專業實習以及畢業論文等環節,本科生參與學術團隊的科研工作已經形成風氣,實習中理論方向明確,實踐活動落實?？蒲虚啔v和能力在實踐中得到顯著提升,為下一個階段――研究生階段的人才培養積蓄了充足的后備力量。
(3) 教學實驗室與科研實驗室聯合共享
北師大教育技術教學實驗室在學院2004年成立時基礎相對薄弱,設備相對陳舊,其中許多設備還是十幾年前世行貸款項目建設的。近三、四年來在學院領導和實驗中心的努力下,獲得學校教學實驗室建設項目資助共計395萬元,全部用于教學實驗室設備購買和實驗環境建設。但這距離人才創新實踐能力培養的目標還相差甚遠?？紤]到近年來,“211”和“985”工程項目建設和數字學習與教育公共服務教育部工程研究中心的建設力度非常大,對此,學院從全局考慮統籌安排,將實驗教學環境和科研環境綜合利用,取長補短。本科生實踐教學活動與科研活動有機結合在一起,資源共享和學研結合走出了一條適合學科專業發展的實際道路。學生課內與課外相結合,理論與實踐相結合,知識技能學習與科研經驗積累相結合,尤其是每年申請校級科研基金、北京市創新基金等項目收獲頗豐;而科研實驗室也由于有為數眾多的本科生參與,科研隊伍力量大大加強,就如北師大王一川教授[4]所描繪的:由導師、博士生、碩士生和本科生構成的從游人才培養模式形成了良性結構;同時也最大限度地利用和開發了現有教學實踐資源,相得益彰。
三 實驗中心是實踐體系的基礎建筑
教育技術教學實驗中心建設是人才實踐能力培養的主要環境,實驗中心的硬件環境是近年來學院著力建設的重點工程之一。
實驗中心下屬8個教學實驗室,分別隸屬“信息技術教育應用”和“媒體與傳播技術”兩部。每學年承擔教育技術學24門課程的450多學時的教學實驗課程,共計4.5萬人的學生實驗課,具有綜合性、設計性的實驗達到83.3%。自2005年以來,學校方面對教學實驗室建設進行了較大力度的投入支持。教育技術學院實驗中心經認真規劃,逐年落實經費實施。
(1) “信息技術教育應用”的實驗室建設
信息技術教育應用類的實驗室近幾年來重點建設了遠程教育實驗室和教育軟件實驗室。遠程教育實驗室為學生創建完整的、多種類型的、真實的遠程教育系統實驗環境。專門添置了:視頻錄播系統多點控制器、衛星接收設備、視頻會議系統和終端web服務器等高端設備,使學生熟悉和接觸最具發展潛力的遠程教學系統的系統架構。教育軟件實驗室也配置了路由器、兩層及三層交換機、工作站等共計40臺以及用于數據存儲的磁盤陣列。不僅滿足教育信息工程方向信息技術基礎課程,還解決了專業方向課程:計算機與網絡教育應用、教育軟件開發技術、信息化教學環境建設、計算機網絡編程、軟件工程、信息系統設計與開發、游戲與教育、虛擬現實技術、人工智能導論等課程的需要。為今后畢業生走向教育領域參與教育信息化建設奠定了堅實的基礎。
(2) “媒體與傳播技術”的實驗室建設
“教育視頻制作實驗室”的基礎設施已經按照專業級要求購置了數字高清攝錄機、編輯錄像機、非線性編輯機等一定數量的先進設備。開設電視設備連接、室內外攝像、燈光照明、字幕特技編輯、配音配樂等小型實驗以及節目制作、課件制作等綜合性實驗,學生們在完成上述實驗之后,將獨立制作一個15分鐘左右的教學片供理論研究使用?！半娐晫嶒炇摇币舶凑諏I級要求購置了混音控制臺、數字音頻工作站、MIDI接口、音頻接口、軟件效果插件360環繞聲制作系統、非線性高標清編輯軟件系統等,開設基本電聲技術指標測試、采訪機錄音、音頻編輯工作站及編輯軟件的使用、分軌拾音后期合成制作等實驗,學生還將完成綜合實驗:音頻節目制作、音頻混合制作等。此外在“攝影技術與藝術實驗室”也購置了多臺單反數碼相機,解決了高檔次攝影設備的實際操作問題。學生在實踐教學中在媒體技術和數字資源建設的基礎實踐能力得到提高。
四 科研實驗室是實踐體系的高層建筑
實驗中心的建設和實驗環境的改善使學生基礎實踐能力在教育教學環節得到加強。但是必須看到,實驗中心條件的改變還遠未達到理想要求,正如河北師大王潤蘭等[5]指出的:學生專業實踐能力和科研與創新實踐能力的培養不能僅僅局限在教學活動范圍內。北師大教育技術學院的研究所和研究中心承擔了大量與國家教育科學發展相關的科研課題,這些課題真正接觸學科發展和科研的前沿。在參與這些學術團隊的活動中學生學以致用,得到真正的鍛煉。學生參與人數最多且最典型的幾個研究團隊及其突出的科研活動如下:
(1) 現代化教育技術研究所在信息技術與課程整合的理論指導下利用現代信息技術開展傳統課堂教學模式改革。在“211工程”支持下的“基礎教育跨越式發展創新試驗”不僅促進了學校一線教學改革實踐、改善了人才培養質量、豐富和發展了教育理論和學習理論,更為我國基礎教育信息化的深入發展奠定了重要的理論和方法基礎。并在此產生了一大批有影響的支撐平臺軟件和優質學習資源。
(2) 知識科學與知識工程研究所探索的最新的學習模式和學習工具,以教育領域中的知識為研究對象,構建知識科學基本理論體系。在“計算機支持的協作學習基本理論體系”、“面向教育領域的知識抽取和演化研究”、“協作學習的在線交互文本分析及協作過程建模研究”以及“移動學習研究”等方面取得了系列原創性科研成果。
(3) 數字學習與教育公共服務教育部工程研究中心的研究領域有:面向終身教育的知識工程關鍵技術研究、數字教育公共服務平臺研發以及數字教育公共服務典型示范與產業化運行等。
(4) 遠程教育研究所在遠程教育基本理論、數字環境與數字資源、在線學習與認知發展、遠程教育經濟與管理、企業E-Learning、遠程教育資源建設技術規范和我國遠程教育領域從業人員能力結構需求等七個方面進行了深入的研究與探索,取得了重要進展。
上述研究所和研究中心的實驗室在“211”及“985”項目支持下條件極其優厚,而最重要的是其更接近學科發展的前沿實踐,幾年來我教育技術學院已經有大量的學生參與到這些研究所和研究中心的研究工作中,專業實踐和科研與創新實踐等高層次的能力發生了實質性的提升,同時也為研究生培養人才選拔提供了充足的后備力量。
五 以實踐能力為目標的人才培養成果
在上述人才實踐能力培養新體系的條件下,幾年來學生在實踐能力提升方面取得了一些標志性的成果。通過不斷的創新教育和實踐練習,我院學生獲得學校資助的本科生創新科研基金項目成果顯著。近年來獲準本科生創新基金項目項,見表1:
上述項目的經費都在2000元以上,學生獨立完成一個項目不僅要在教學實驗室進行長時間艱苦復雜的實驗活動,而且大多是項目都是具有科研背景的,學生在科研實驗室和社會上進行緊密聯系實際的研究工作,實踐能力大大加強。
此外在這些實踐活動中學生也獲得了大量的獎項,最突出的就是我院2005級本科生許洋同學的論文《教育信息化環境下提高大學新生學習策略的調查研究》獲得第十屆挑戰杯全國大學生課外學術科技作品二等獎。其它國內和北師大級別的獎項也非常豐富,見表2:
在科研活動中學生還發表了大量的高水平學術論文。據不完全統計,近三年來以北師大教育技術學院本科生為第一作者的核心期刊雜志論文、國際會議論文以及本學科領域的CSSCI論文將近50篇,這些論文幾乎全部是實證性研究。進一步證明了學生基礎實踐能力、專業實踐能力和科研與創新實踐能力得到綜合提升。
六 結論
教育技術學人才實踐能力培養與實踐體系建設需要從人才規格和學科專業發展的角度來全面審視,需要從教育教學、科學研究以及社會實踐的全局來統一規劃,需要從課內與課外、理論與實踐、知識技能學習與科研經驗積累等各個層面綜合設計。北師大教育技術學院充分利用已有的資源提升教育技術人才的基礎實踐能力、專業實踐能力和科研與創新實踐能力做了一種探索和嘗試,希望能夠產生有意義的啟示。
參考文獻
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[2] 沈愛華.論管理專業學生實踐能力培養體系的構建[J].黑龍江高教研究,2007,153(1):151-153.
[3] 秦煒煒,徐福蔭.中美教育技術學專業發展對比研究[J].開放教育研究,2008,14 (3):100-105.
