智能機器人教育探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式
眾所周知的錢學(xué)森之問引發(fā)了自國家領(lǐng)導(dǎo)層面至眾多教育工作者以及全社會對當(dāng)今中國教育改革與發(fā)展問題的整體思考。其中一個較為普遍的觀點是:我們?nèi)鄙賱?chuàng)新和將創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為成果的實踐型人才,培養(yǎng)創(chuàng)新實踐型人才是解決錢學(xué)森之問的首要突破口之一。而如何培養(yǎng)又成為教育界的又一個重要命題。
近年來,教育信息化的新載體——智能機器人正在走進中小學(xué)課堂、走進基礎(chǔ)教育。在中小學(xué)推進智能機器人教育對提升中小學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力,具有重要的現(xiàn)實意義,對我國智能機器人領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和發(fā)展,也具有重要的戰(zhàn)略意義。
智能機器人技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性的科學(xué)技術(shù)。它涉及自動控制、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器、人工智能、微電子技術(shù)和機械工程等多個學(xué)科領(lǐng)域。智能機器人技術(shù)發(fā)展水平已經(jīng)成為一個國家科技整體發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
面對未來的科技發(fā)展的外部競爭和現(xiàn)實的創(chuàng)新人才的培養(yǎng),在大力實施中小學(xué)信息技術(shù)教育戰(zhàn)略的進程中,抓住時機,在中小學(xué)引入智能機器人教育,提升中小學(xué)生對現(xiàn)代科技和信息技術(shù)的全面認識和理解,激發(fā)孩子們對創(chuàng)意和創(chuàng)新的興趣,并作為一種培養(yǎng)創(chuàng)意思維和創(chuàng)新人才的新載體,是十分必要、迫切和切實可行的。
隨著教育信息化的不斷深入,在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域引入智能機器人教育,使中小學(xué)生對智能機器人的系統(tǒng)知識、基本概念和原理有初步的科學(xué)認識。目前,我們智能機器人教育引入基礎(chǔ)教育,可以進一步將中小學(xué)信息技術(shù)教育從文本處理、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的初級階段擴展和完善到更廣闊和縱深的范疇。使青少年對于信息技術(shù)有科學(xué)的認識和較為完整的理解,更重要的是,可以全面提升中小學(xué)生信息素養(yǎng)。
2003年12月,胡錦濤總書記在全國人才工作會議上的講話中就指出:“實施人才強國戰(zhàn)略,就是努力造就數(shù)以億計的高素質(zhì)勞動者、數(shù)以千萬計的專門人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才。”信息時代下,無論是高素質(zhì)勞動者、專門人才,還是拔尖創(chuàng)新人才,信息素養(yǎng)和創(chuàng)新思維都是不可或缺的基本要素。智能機器人引入到中小學(xué)教學(xué)活動,有利于培養(yǎng)青少年從小對機器人產(chǎn)生積極興趣并激發(fā)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識,從而積極實踐。山東濰坊一所學(xué)校的學(xué)生,**學(xué)校的組織參與了教育部開展的全國中小學(xué)電腦機器人活動,逐步了解并學(xué)習(xí)了聲光電傳感器和編程控制的基本知識和方法,并產(chǎn)生濃厚興趣。當(dāng)他見到父母的蔬菜種植大棚需要每天根據(jù)日照時間和溫度變化適時開閉保溫草簾,便利用所學(xué)知識和技能,用簡單的智能控制方法制作了以光學(xué)和溫度傳感控制的自動簾布。這就是自動控制機器人教育帶給學(xué)生的創(chuàng)造性思維的成效。
在我國,全面普及中小學(xué)信息技術(shù)教育已經(jīng)走過了十年歷程,也取得長足發(fā)展。回顧和反思這十年的歷程,信息技術(shù)的應(yīng)用大多是在幫助教師完成傳統(tǒng)知識傳授的教學(xué)輔助工具,而沒有完成從視聽教育向信息技術(shù)教育的提升和跨越。如何使信息技術(shù)成為培養(yǎng)創(chuàng)新思維進而培養(yǎng)創(chuàng)新人才的工具、平臺、載體;如何**教育信息化帶動和實現(xiàn)教育現(xiàn)代化,在目前的教育教學(xué)實踐中還需要教育工作者更多地探索。例如,瑪雅軟件教學(xué),我們的教師往往**反應(yīng)認為這是一個高級動畫制作軟件,只有專業(yè)教育才用得到,即使引進到課程學(xué)習(xí)中,也只能是從技能角度教學(xué)生怎樣使用軟件。我曾在國外考察一所中學(xué),**交流,發(fā)現(xiàn)他們將瑪雅軟件作為培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散型思維、創(chuàng)造型思維等思維培養(yǎng)的方式,讓孩子們自主構(gòu)思、設(shè)計,較好地實現(xiàn)創(chuàng)意與創(chuàng)新培養(yǎng)的理念。
智能機器人教育——目前仍需解決的問題
智能機器人教育作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式,在目前的教育教學(xué)實踐中,應(yīng)該說還處在“活動”層面,還沒有真正意義上進入“課程”層面。目前,智能機器人教育大多是以課外活動和各種興趣班、培訓(xùn)班的模式開展。也的確有相當(dāng)數(shù)量的中小學(xué)校能夠積極組織學(xué)生參加各類智能機器人活動或競賽。但還只有少數(shù)地區(qū)和學(xué)校將智能機器人教育教學(xué)納入課程教學(xué)。推動中小學(xué)機器人教育的發(fā)展仍面臨著幾個問題需要思考并解決。
首先,對于智能機器人教育的重視程度不夠,對引入教學(xué)實踐的理解還有偏差。開展智能機器人教育不應(yīng)該是“形象工程”,也不僅僅是激發(fā)興趣的玩具,而是信息化技術(shù)教育的重要內(nèi)容,是提升信息技術(shù)教育內(nèi)涵的重要方面。對于從目前的教會孩子文本處理的信息化,到培養(yǎng)學(xué)生形成包含人工智能、建模思維、自動控制、自然信息采集處理、人工計算等較為全面的信息素養(yǎng),具有很好的促進作用。
其次,智能機器人教育的教學(xué)目標(biāo)尚欠科學(xué),缺乏教學(xué)目標(biāo)的規(guī)劃和教學(xué)方法的設(shè)計。目前,智能機器人進入課程或者學(xué)科整合的經(jīng)驗或案例還很少,相關(guān)的教研成果更是缺乏。對大多數(shù)中小學(xué)教師而言,它還是一種全新的事物,其課程內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)評價等都還比較欠缺。智能機器人教育的“教材”質(zhì)量還不成體系,大多數(shù)屬于產(chǎn)品說明書或用戶指南的形態(tài)。
再其次,普遍缺乏從信息技術(shù)教育的層面和視角給予重視和投入。即使一些經(jīng)濟相對發(fā)達的地區(qū),在解決基本的教育投入之后,也還是忽視了教育內(nèi)涵的提升。開展智能機器人教育的重視程度和投入問題,亟需給予充分關(guān)注、協(xié)調(diào)與引導(dǎo)。
智能機器人教育——期待多方協(xié)作共促發(fā)展
智能機器人教育是教育信息化的重要內(nèi)容和發(fā)展方向,將智能機器人教育引入中小學(xué)教學(xué),還需要多方協(xié)作,加強推動,共促發(fā)展:
整合與宣傳。目前,從事智能機器人教育的推廣力量較為分散,各自的出發(fā)點、側(cè)重點不同,也缺乏系統(tǒng)化教育教學(xué)的統(tǒng)籌思考。應(yīng)該整合教育工作者和科普工作者的力量,加強宣傳和引導(dǎo),提升對智能機器人教育的認識。開展宣傳和引導(dǎo)也不僅是針對智能機器人教育在培養(yǎng)和提升創(chuàng)新人才信息素養(yǎng)的重要性和意義上,更重要是在教學(xué)研究上,鼓勵教師們?nèi)嵺`、去探究,怎樣將智能機器人作為一個信息技術(shù)的新載體并整合到教學(xué)過程中。
研討和培訓(xùn)。組織教育科普工作者、一線教師、智能機器人領(lǐng)域的專家,針對智能機器人教育教學(xué)的基本模式和規(guī)律進行研討和探索。深入探討如何**把這種信息技術(shù)新載體滲透到教學(xué)環(huán)節(jié)中,以有效地激發(fā)和培養(yǎng)孩子們的創(chuàng)新興趣和創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識,積極探索相關(guān)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)規(guī)律,并形成具有教學(xué)指導(dǎo)作用的文件。同時,還要積極組織相關(guān)信息技術(shù)教師的培訓(xùn),提高信息技術(shù)課程專任教師的指導(dǎo)水平。
標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。智能機器人教育畢竟需要較大的經(jīng)費投入,在教育經(jīng)費投入還處在初級水準(zhǔn)的情況下,依據(jù)國情,本著節(jié)儉精神,需要適時擬定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對引入教育教學(xué)活動或智能機器人競賽的機器人產(chǎn)品進行適當(dāng)規(guī)范性引導(dǎo),不能盲目追求“高(級)、新(穎)、尖(端)”的產(chǎn)品。
呼吁和期待。在思考基礎(chǔ)教育投入問題的時候,僅考慮保障傳統(tǒng)概念下的教育投入是遠遠不夠的。教育信息化是帶動教育現(xiàn)代化重要戰(zhàn)略和途徑,也只有依靠信息化才能實現(xiàn)我們的基礎(chǔ)教育跨越式發(fā)展的宏偉目標(biāo)。
基礎(chǔ)教育的基本目標(biāo),不僅包括要實現(xiàn)“均衡化教育”,還要重視實現(xiàn)“世界一流的教育”和“個性化發(fā)展”的目標(biāo)。在基本普及義務(wù)教育和高中教育的基礎(chǔ)上,為實現(xiàn)人力資源強國目標(biāo),有必要**智能機器人教育等在內(nèi)的各種方式、載體和途徑,提升基礎(chǔ)教育的內(nèi)涵,才能為培養(yǎng)杰出的創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。
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