碰撞与交流!科教专家共话青少年科技教育

 新闻资讯     |      2019-11-07 23:48
2019年11月1-2日,2019年中国青辅协年会在南京举办。年会设置了“人工智能走进中小学”、“新时代科技辅导员专业发展”、“STEM教育与人才培养”和“研学旅行中的科技教育”等四个专题论坛。 目前中小学信息科技教育还有一部分停留在给学生讲解操作、实践、劳动、编程、3D打印、机器人等知识层面,严格意义上算不上“入门”,只是在信息技术的“门口”转悠。 中小学信息科技教育路线应将技术转化为科技,应将知识教育转向素养教育。中小学信息科技教育目标应将国家意志与国家战略相结合,将立德树人与素质教育相结合,重在培养中小学生形成信息意识,发展计算思维,树立数字化学习与创新精神,践行信息社会责任。 人工智能是高速发展的科学,新发展就有新冲击、新挑战,就会有一定新的伦理问题。人工智能教育中的伦理问题不会一成不变,会不断发展,会不断完善,维护人工智能教育的科学性和健康发展任重道远。对此,学校应成为人工智能教育的主渠道,人工智能教育应纳入义务教育、普通高中和大学的课程体系,明确目标、课程内容和学业质量标准。应该积极培养一线的学校老师,并动员社会舆论和全社会的力量积极参与,共同推动中国人工智能教育健康的发展。 智能教育是基于人工智能、大数据等智能技术,以学习者为中心,构建智能教育环境,打造智能型教师队伍,实现差异化教学等服务,以推动人才培养和教学方法变革,促进学习者核心素养提升和创新型人才的培养模式。目前,从市场的角度已预测到,人工智能教育市场的规模非常庞大。人工智能让教育从过去“填鸭式教育”、应试教育,变成了以学生为主体的教学方式。 如今,教育科技产业正在从IT(Information Technology)时代走向DT(Data Technology)时代。1.0阶段的教育产业,以教师为核心,无论是线下培训机构或者在线教育公司,均以“时间”收费,本质是“服务”产业。而2.0阶段的产业应是以学生为核心,将基于大数据,以“效果和效率”为考量标准,为学生提供个性化的服务,真正做到了“因材施教”。 目前人工智能应用比较成熟的领域,主要包括图像处理、语音处理、自然语言处理、知识图谱等。未来,信息、数据将成为人工智能时代的重要资源。 对于中小学生的教育来说,最重要的是学好语文、数学、英语这三门基础课。如果学有余力,可以学习一些人工智能的科普教育,比如少儿编程。青少年在学习编程的过程中,不应仅仅停留在自己学会了某种语言,或者会写某些代码,而应注重培养自己的计算思维能力。这才是学生们适应人工智能时代的必备技能。 人工智能教育并不是为了赶技术的时髦,而是为了让最有价值和最适合中国国情的教育得到普及。信息素养的培养和发展应贯彻学校教育、家庭教育与社会教育的始终,不能仅依靠某些课程来达成。在新的课程改革面前,教育创新要立足于课标,始于教材、兴在实践、根植于评价。这当中的每个环节都必须创新,但重中之重是教材和课堂的创新。 要注重培养学生计算思维,具备运用计算机解决问题的能力;不仅要让学生体验信息时代的科学工程、人文艺术创新实践、理解智能硬件驱动的现实世界,更重要是让学生思考人工智能能给人类社会带来的深远影响。 课程比赛相结合的模式可以推动人工智能普及教育,课本课程可以建立计算思维,培养信息素养;而俱乐部活动有利于校内、校外结合,实现跨学科的应用实践。参加青少年智能编程类竞赛,可以提高学生团队协作、自我表达的能力,并能得到外部的积极评价。 在人工智能教育大火之后,我们应该逐步冷静地、理性地来看待这个问题,应更多做好计算思维方面的主动培养。在小学的阶段,需要更多的以培养学生计算思维的重点,让学生体验相关智能的应用。初中阶段,则要以高级计算思维培养为重点,以初步理解人工智能实现知识体系为辅。在高中阶段则应有更高的需求,比如应结合高中生已有的知识基础,让他们更深层次的理解和讨论。 本次专题论坛由北京航空航天大学自动化学院副教授、中国青辅协人工智能普及教育专委会委员秦曾昌主持。 2017年《青少年科技辅导员专业标准》(试行)的发布,是促进青少年科技辅导员专业化的发展需要。该标准的实施标志着我国青少年科技辅导员队伍进入了规范化、专业化发展轨道,解决了长期以来青少年科技辅导员行业标准缺失的问题。 科技辅导员要热爱青少年科技教育事业,能够从建设创新型国家的高度,认识青少年科技教育事业的重要意义,具有强烈的事业心、使命感以及奉献和敬业精神。科技辅导员专业发展的基本途径是“实践—反思—再实践”,因此要在科技创新教育实践中努力构建多维的能力结构。 如果教师的创新素养高,课堂会按照“了解现有做法—寻找存在问题—寻找解决问题的突破口—提出改变方案”来进行,那么科技创新思维的培养效果就会更好。科技辅导员除了应具备学习能力外,还应具备课程开发能力、活动设计能力以及跨学科融合能力。 当前STEM教育已成为国际公认的科学教育改革的重要内容,其本质是对创新思维和创新人才的培养。STEM教学讲究立德树人,STEM教师的专业培养尤为重要,需要找到适合的方法和有效的途径,来提升教师综合能力和跨学科思维能力。未来,希望通过校企联合来扩大STEM教育的生态圈,共建STEM教育的新格局。 面向未来,在新时代背景和要求下,科技辅导员应具备六大重要核心能力:一是科技教育的价值理解能力。通过科技教育,促使学生树立社会主义核心价值观,培育助力民族伟大复兴的创新型人才,为国育英才。二是要具有自我更新能力,具有终身发展的潜能。我们要不断学习,更新观念、更新知识。不能故步自封,要不断打破、突破“舒适区”。三是要具备创新能力和批判性思维,平时就要善于发现问题,不断找到解决问题的方法。此外还应具备组织管理能力、课程开发能力、资源寻找、整合和利用能力等。 陆锋磊介绍,我们要培养一批具有专业兴趣,会研究、能实践、会写作、善沟通、能展示、乐合作的学生。在培养模式上,天一中学创建了学生科技社团的自主管理平台——天一科学院,并建设了丰富课程,通过“三高”人才联合培养路径,开展了中外学生科研项目研究以及教师团队的教学研培一体化等一系列探索。 时代在发展,学生太优秀,对于一名科技辅导员来说,自我成长的需求倒逼我们必须不断寻求进步。我们除了专业纵深发展,还需要做好横向的拓展。我们要与时代共进步,与学生共进化,不断地自我迭代。 中国青少年学生工程能力较弱,青少年自主动手的意识不强。引入机器人教育作为载体,贯穿STEM教育为内核是一种有效的解决之道。通过在中小学开展机器人教育,可以让学生们了解机器人技术的相关背景,为学生今后的学习奠定一定的基础。并在教育上实现与国际的接轨,最终赶超世界的先进水平。 目前机器人教育存在“教辅、教材缺乏规范性和适用性”“科技活动专项资金严重缺乏”“竞赛活动商业化”“师资队伍严重短缺”“师资水平良莠不齐“等问题亟待解决。创新教育要向前延伸,新时代要有新的理念、新的渠道和新的方法,希望能在中学和高校之间,架起教育沟通的桥梁。 在STEM教育日渐火热的同时,社会和教育工作者也要进行反思,究竟什么是真正的STEM教育?STEAM教育又需要哪些要素?STEM教育本质上属于一种教学方法的推进和发展,是一种学习方法的变革,把STEM的教育理念融入到学科中,才能真正培养学生的创新理念和创新思维。 创新过程中,最重要的是找出实质性的问题,作出解决问题的决策。要让孩子们在创造的过程中找问题,想办法去解决问题,同时还要鼓励孩子们用自己的决定和方法去解决问题,这也是STEM教育中,最好的教学方法和策略。 在教学过程当中,选取的开始节点不同,则多样性的宽度也不同,她认为真正的STEM教育要有“明确的目标”“多样的过程”和“开放的结果”。STEM教育引发的教育教学变革,就是从旧三新到新三新的转变,学生从学习者,创造者到生产者的转变。她强调STEM教育不能抛弃大概念,只教授零散的知识而没有上升到核心战略,是行不通的。 南京天妃宫小学在教育教学中践行“让教学看见思考的力量”,要力争“思维可视化”,以课堂为本,让学习真正的发生。“思维可视化”,就是让教师看得见学生的学,教师始终知道自己的作用;让学生看得见教师的教,学生逐渐成为自己的教师。关注整个教育的过程,以可视化的教学思路,让教学探讨思考的力量。让教学走向可见化学习,而最终的目标。则是让每个孩子都成为心智自由的学习者。 目前国家高度重视创新人才的培养,发展STEM教育“不可不为”也“不可慢为”。但这一过程当中存在课程标准不严格、社会联动不健全、教师队伍整体水平不高等现实问题。南京外国语学校与高校开展深入的合作,并在与高中高校科研合作当中,创新联合培养模式,突破STEM教育瓶颈。 本论坛由中国青辅协科学教师教育专业委员会委员、东南大学生物医学与工程学院副教授叶兆宁主持。 在“万物皆媒”的时代背景下,中国科普博览搭建了“一站多号广渠道”的传播体系,成为集科学普及、科学教育、科学文化于一体的综合性科学传播平台。在此基础上,中科院科普博览平台推出了系列科学教育行动计划,整合各式内容,针对研学旅行进行了大胆的探索。 从中国科普博览的发展历史来看,从最初的“内容为王”,到“渠道为王”,如今强调的更多的已经转变为“场景为王”。研学旅行当中的场景是什么?为研学旅行的场景,我们要去构建什么样的内容?这些需要更深层次的思考。 博物馆中的研学旅行时间是非常有限的,这是一个巨大的瓶颈。博物馆最大的资源是展览,通常按照主题方式进行内容呈现。在博物馆中的学习是以参观为主的一种体验型的学习方式,这需要学生具有主动学习的欲望,以及对于展览的事先了解。所以再研学旅行过程中,博物馆跟学校方面事先的沟通,组织安排,商讨具体的活动细节非常的重要。 我们需要思考,“如果一个孩子大老远的从北京跑到了西双版纳,然后被关在一个教室里听了一个小时的专家报告,这个是不是研学旅行?” 研学旅行应该是“科学+教育+旅行”,无论是研学旅行背景下的科学教育,还是其他科学教育形式,最终的目的是要让孩子们学会像科学家一样思考。 我们国家的发展,不光是需要政治家、金融家,更需要科学家和工程师,更需要我们的公民具有良好的科学素质。当前国家及各地方出台了一系列重要文件支持中小学研学旅行,学校需要抓住机遇,构建科学素养培育研学课程围绕“科学面向未来”的主题思想,秉承“教育功能渗透在研学过程的每一个环节”的理念,以新课程改革为契机,努力在青少年中宣传科学思想,倡导科学方法,传播科学知识,弘扬科学精神。 中国特色的研学旅行应以“研学为主体,旅行是形式”。科研院所集中着大量优秀科学教育资源,让学生走进科研机构或大学实验室,在领域专家的带领下,化身“小研究员”深入到科研一线动手实践,参与体验完整真实的科研流程,可以激发学生的创新性思维,培养研究性学习兴趣,有利于帮助学生树立科学理想。