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【关键词】人工智能;未来教育;未来学校;创新变革;挑战
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384(2017)07-0012-03
近年来,世界各国高度重视人工智能技术的发展,相继了相关研究报告。2016年10月,美国白宫了《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研究与发展战略计划》两份重要报告。2016年11月,英国政府《人工智能:未来决策制定的机遇与影响》报告。2017年3月,国务院总理发表2017政府工作报告,指出要加快培育壮大包括人工智能在内的新兴产业,“人工智能”首次被写入政府工作报告。当前,人工智能正逐渐融入电商零售、医疗健康、交通以及个人助理等多个领域,并展现出巨大的应用空间。人工智能在教育领域同样拥有巨大的应用潜力,随着知识表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、智能、情感计算等关键技术的发展,人工智能将在教育领域发挥越来越大的作用[1]。
人工智能在教育中的典型应用主要集中在智能导师辅助个性化教与学、教育机器人等智能助手、居家学习的儿童伙伴、实时跟踪与反馈的智能测评、教育数据的挖掘与智能化分析、学习分析与学习者数字肖像六大方向[1],已经表现出巨大的应用潜力。学校作为教育活动的重要组织场所之一,人工智能将为学校的管理与教学带来变革性的影响,主要表现在四大方面:维护校园安全、辅助教师教学、变革学习范式以及优化学校管理。
维护校园安全
校园安全是顺利开展学校教育活动的基础,也是教育改革和发展的基本保障。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出,要“切实维护教育系统和谐稳定,深入开展平安校园、文明校园、绿色校园、和谐校园创建活樱为师生创造安定有序、和谐融洽、充满活力的工作学习生活环境”[2]。计算机视觉与机器人技术的发展使得人工智能维护校园安全成为可能,其将在非法人员识别、消防安全预警、活动事故防护三个方面发挥重要作用。
1. 非法人员识别
部署保安机器人将是未来学校保证维护校园安全的重要措施之一。保安机器人能通过眼部的图像采集设备采集进入校园人员的面部信息,识别当前人员身份,若未检测到相关人员信息,系统则会通知学校的安保人员进行身份验证、登记等工作。同时,位于校园各处的保安机器人还将实时监控是否有陌生人通过非正规途径进入校园,检测到相关行为之后,则会通知学校安保人员进行处理。此外,位于学校门口的保安机器人还将采集学生的面部信息,与信息库中的学生信息相比对,确定学生身份,并记录学生到校与离校时间,确保学生在校期间的安全。
2. 消防安全预警
未来学校的消防安全预警系统包含了感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、可燃气体探测器等多种感应器,同时通过摄像设备实时采集图像信息,分析画面中是否出现明火、烟雾等现象。其综合图像分析与探测器感知,判断是否有火灾现象发生。此外,系统通过实时采集校园内人员的行为数据,与数据库中消防安全危险行为做比对,分析是否有相关危险行为发生。若危险行为发生,则会通知学校安防人员。在火灾发生时,拥有智能搜救技术的消防机器人将会代替人进入火灾发生区,通过生命探测仪,自动感应、搜索、识别被困人员,将其救出火灾发生区。消防机器人的部署很大程度上避免了人员进入火灾发生区受到二次伤害现象的发生,其机动性超越了现有的消防安全系统,在很大程度上保证了校园内师生生命和财产安全。
3. 活动事故防护
目前,校园课间活动的伤害事故主要表现在拥挤踩踏伤害、追逐打闹伤害、危险游戏伤害等三个方面。基于人工智能的活动事故防护系统通过校园内的摄像设备实时采集师生行为数据,通过与数据库中活动事故危险行为模型相比对,分析判断是否有危险行为发生。若相关行为发生,系统则会将相关危险行为发生的地点、类型等发送给学校的安防人员,提醒安防人员采取相应措施。
辅助教师教学
随着图像识别、语音识别、自然语言处理等技术的发展,越来越多的人工智能工具被应用于教育领域,成为教师教学的得力助手。教育机器人和智能作业测评工具的出现大大减轻了教师的负担,提高了教师教学的效率。
1. 辅助备课
备课是真实教学实践的预演,是应用教师知识并发展教师知识的过程。其既是确保教学质量的条件,也是教师专业发展的途径[3],是教师教学的重要组成部分。备课机器人能够通过语音识别记录教师话语信息,利用自然语言处理技术分析整合教师话语信息,识别教师要求。备课机器人根据教师提供的教学目标、教学重难点、学生的基础知识等,在相关学科的知识库中进行资源的搜索与整合,形成电子教案。同时,根据教案内容为教师提供课堂测试习题以及上课所需课件。教师只需要根据所教班级的学生特点与自己的教学习惯,对教案、测试习题以及课件稍作调整即可应用于教学。
2. 智能作业测评
自然语言处理技术的进步使得作业自动批改成为可能。科大讯飞将“讯飞超脑”计划的阶段性研究成果“全学科阅卷”技术应用于考试,实现阅卷过程的数据化与自动化,在将教师从简单重复的阅卷工作中解放出来的同时,完成对考试数据的采集[4]。基于人工智能的作业评测系统可对作文、阅读等主观题进行语义识别并提出修改意见,根据学生的作业结果为教师自动生成详细的学情报告。智能作业评测技术的应用将有效分担教师的教学压力,显著提高教学效率,教师能够更多地专注于与学生互动、教学设计和专业发展。
3. 辅助课堂管理
在未来,教辅机器人将走进教室,辅助学生解决学习中遇到的难题。教辅机器人能够识别学生身份,读取学生当天所学课程信息以及学生在课堂的行为数据,为学生提供个性化解题方案奠定基础。教辅机器人通过语音识别获取学生问题信息,利用自然语言处理技术分析整合学生话语信息。然后,教辅机器人通过人脸识别采集学生的面部信息,综合面部表情、姿态和语调通过情感计算技术分析目前学生的情绪状态,综合学生的情绪状态和行为数据确定学生当前学习状态。教辅机器人依托优秀教师授课资源库,智能搜索相关答案,针对不同学习状态的学生采取不用的解题风格。此外,教辅机器人将收集到的学生行为数据上传到学生管理系统,辅助教师等进行学生的日常管理工作。
变革学习范式
学习范式是指特定时代的学习共同体所共有的学习理念、学习方式,并对学习者的学习态度、学习行为产生积极的引导作用,以促进学习的有效进行[5]。人工智能技术的发展使自适应学习系统真正地为教育所用,为学习所用,人工智能将使现有的学习范式走向自适应学习。
自适应学习系统在本质上是一类支持个别化学习的在线学习环境。它针对个体在学习过程中的差异性(因人、因时)而提供适合个体特征的学习支持,包括个性化的学习资源、学习过程和学习策略等[6]。基于人工智能的自适应学习系统将整合自适应内容、自适应评估和自适应序列三种工具。自适应内容通过分析学生对问题具体的回答,为学生提供个性化的内容反馈和学习资源推送。自适应序列利用一定的算法和预测性分析,基于学生的学习表现,持续收集数据。其中在数据收集阶段,自适应序列会将学习目标、学习内容与学生互动集成起来,再由模型计算引擎对数据进行处理以备使用。自适应评估可根据学生回答问题的正确与否,及时改变和调整测评的标准。
优化学校管理
学校是教育的核心单元,高效的学校管理是学校开展各项工作并得以高效运行的重要保障[7]。人工智能的融入将使未来学校的管理工作更加高效,使学校更好地服务于教师的教学与学习者的学习。其将在考务管理、教师管理、学生管理三方面发挥重要作用。
1. 考务管理
在未来的学校中,监考机器人将代替监考人员进行考务工作,很大程度上节省学校考务管理方面的人力资源。监考机器人通过内置于眼部的摄像头采集学生的面部信息,与数据库中学生信息比对,确定学生身份,自动完成签到。其通过内置于手臂端的金属探测器,扫描学生全身,z测学生是否带有作弊物品。监考机器人通过摄像头、红外感知等确定学生位置以及教室内的桌椅等位置,规划行动路径,分发和收集试卷。此外,监考机器人还将通过位于眼部的摄像头实时采集学生行为数据,与数据库中作弊行为实时对比分析,如果学生有作弊行为发生,则会立即制止,维护考场纪律。
2. 教师管理
教师管理是学校管理工作中的重要组成部分,教师评价则是教学管理中的核心部分。人工智能为教师的智能评价提供了可能。基于人工智能的教师评价系统通过教室的摄像设备实时采集教师及学生的行为数据、表情数据,通过学生的穿戴设备采集其体征数据。系统经过对教师和学生的行为数据、情绪数据和体征数据的分析(如系统与学校的学科管理系统相连通,确定教师的教学内容是否与教学大纲要求相适应,重难点是否突出,所讲述内容是否具有实用性;教师讲授知识时,根据学生的行为、情绪和体征的反应确定教师所讲授知识是否被学生理解;教师在讲授内容和组织学习活动时,语言是否规范、清晰,态度是否亲切和蔼等),最终评定教师的教学效果,并生成可视化报告,辅助学校完成对教师教学效果的评估工作。此外,系统还将通过教室的摄像设备采集教师面部信息,识别教师身份,自动记录教师的出勤情况,辅助学校的教师管理工作。
3. 学生管理
学生管理在学校管理中同样发挥着重要作用。基于人工智能的学生管理系统可通过位于学校门口以及教室的摄像设备采集学生面部信息,识别学生身份,自动记录学生的到校时间和离校时间,为学生的出勤考核提供数据支持。通过位于教室的摄像设备实时采集学生的行为数据,分析学生的课堂表现以及课余时间的同学之间的交流情况,为学生管理的班风、学风管理提供决策支持。同时,通过分析学生的学习成绩、课堂表现、课下交流情况,判断学生是否有异常行为(趋向),并及时反馈给学校管理者。此外,系统还将学生的在校情况,包括到校时间、离校时间、测试成绩、作业完成情况等反馈给学生家长,家校协同完成学生管理工作。
让机器在没有人类教师的帮助下学习,让机器像人类一样感知和理解世界,使机器具有自我意识、情感,以及反思自身处境与行为的能力,是人工智能面临的主要挑战[8]。除此之外,人工智能在教育领域中的应用目前还处于初级阶段,在学校的管理与教学应用方面仍面临着数据基础薄弱、决策和推理机制适应难、缺乏专业应用人才等挑战。
(作者单位:江苏师范大学智慧教育学院)
参考文献
闫志明,唐夏夏,秦旋等. 教育人工智能(EAI)的内涵、关键技术与应用趋势――美国《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研发战略规划》报告解析[J]. 远程教育杂志,2017(1): 26-35.
程天君,李永康. 校园安全:形势、症结与政策支持[J]. 教育研究与实验,2016(1): 15-20.
翁春敏,陈群波. 基于教师情境知识的备课研究――国外研究的视角[J]. 外国中小学教育,2015(5): 51-57.
搜狐教育. 科大讯飞吴晓如:互联网+人工智能时代的教育变革[EB/OL]. http: // sohu. com/a/69484549_372506,2017-6-15.
George R. Boggs. What Is the Learning Paradigm? [EB/OL]. http: //vccslitonline. cc. va. us/mrcte/learning_paradigm. html, 2017-6-13.
陈仕品,张剑平. 基于EAHAM模型的适应性学习支持系统体系结构[J]. 电化教育研究,2008(11): 53-57+82.
关键词:IRobotQ3D; 乡镇高中; 机器人教学软件; 机器人选修课
中图分类号:G434文献标识码:A文章编号:1006-3315(2014)03-022-001
《江苏省普通高中信息技术课程标准教学要求》(2006年)中有一个模块选修5:人工智能初步,本模块的教学应强调让学生体验人工智能技术的具体应用;根据高中学生的知识基础和本校实际情况开展教学;要注意发现有特长的学生并对他们进行有针对性的教学。
而机器人就属于人工智能的一块分支,它是一门集合了应用数学、力学、机械、电子、计算机、控制、传感技术、通信和人工智能等多种技术在内的综合实践性课程,它要求学生能够综合地、灵活地运用各种知识,在团队合作、实践操作的学习形式下完成一个个小项目,从而达到培养学生综合运用信息分析问题、解决问题的能力。机器人教学体现了“做中学”的教学理念,在学习过程中强调动脑与动手的结合,从而有利于改变传统的教学方式,为学生的终身学习打下基础。世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教学纳入中小学教育之中,我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。
但由于受到经费、师资、器材等因素的制约,在高中阶段只涉及软件的学习,在完全虚拟的3D环境来进行组装,调试,更改,成为一个很好的介入机器人学习的一种可行的途径。
但正因为是全软件的缘故,没法给我们实际环境中的真实的体验,比如轮胎材质的摩擦力,马达的不同转速所带来不同的扭矩感受等,当然这是由于直接的经济问题带来的结果,下面就我使用这款软件所得的感受论述之,以此证明IRobotQ3D用在高中选修教学中还是有其独特的优势的。
核心技术:
IRobotQ3D虚拟机器人软件提供了多个平台,有机器人搭建平台,设计场景调试平台,在线网络对战平台。
场景调试平台突出了基于物理引擎的设计,能模拟真实的物体运动以及物体的密度、质量、速度、加速度等各种现实物理属性,在发生碰撞、受力、摩擦等运动时能模拟出不同的运动效果。
优点:可以选择不同的测试场景,不用制作购买相应的材料。也可以自己定义构造一个测试的环境,天空,陆地,海洋信手拈来。是一个完全开放的任务体系。
缺点:情景不够真实,另外虚拟机器人软件的各种不足,教学中设计的任务往往会忽略很多现实生活中的因素,出现机器人运动过于理想化,虚拟化的现象。使学生对所学习的物理传感器的作用不够真实、深刻。不利于学生思维严谨性和周密性的培养。
搭建平台是3维的,可以360度球形的看整个设计、拼装的机器人,在搭建的过程中只要注意相对应的拼装点连接就可以了,释放起来也很方便。相同的部件可以通过复制的方式完成,减少实际过程的工作量。制作好的机器人可以保存起来,如果要在不同的环境中调用,只要更改一些细节的地方就可以了,着实方便。
优点:可以培养学生的三维空间感,减少反复拼装所花的时间。
缺点:没法体会到实际拼装,动手的快乐。
完成一个项目、构建一个机器人作品,需要考虑机械搭建、建好执行机构、构思控制电路,选择传感器及其安放位置,设计控制逻辑和编写程序等。当这些内容都考虑好并实施后,发现机器人也未必能像想象中的那样工作。这时,就要求制作者仔细分析问题的症结及其解决办法。让制作者按照规定的逻辑一步一步去实验、去探索、去研究,从而真正完成项目机器人的制作。这个过程是个手脑结合的过程,面对相同的任务,不同的思考就有不同的设计和结果。
Noc网络竞赛平台,类似QQ的对战游戏。大家在统一构造好的场景下,各自设计自己的赛车和程序,然后去放在同一环境下竞赛,看各自的成绩,在此过程中大家可以相互交流设计的思路,然后去完善,共同提高!
优点:可以省却比赛必须要面对面的方式,节省其中所要花费的交通、住宿费用,而且在同一台服务器下竞赛,比真实的环境更加公平公正,机器人也没有损坏的危险。
缺点:大家交流时,机器人的直观性不够,相互使用的计算机配置不可能完全一样,或许这点不够公平。
不少虚拟机器人比赛的任务场景华丽,设计新颖,对学生有很大的吸引力和挑战性。在IROBOTQ3D中,大部分任务都具有很强的目标导向性,学生完成任务的情况,只看运行结果就能一目了然,以致学习评价通常都采用终结性评价。
虚拟机器人教学,既有明显的程序特征,又有典型的应用特点,让学生通过虚拟机器人的学习,能够在创新思维、动手实践和解决问题等能力上得到真正的发展与提升,为今后的学习、工作、生活打下良好的基础。
任何事物都是有两面性的,在面对实验器材少、训练场地的制约时,通过开展3D虚拟机器人的学习,能大大的提高我们机器人教学效果,为我们的素质教育提供了一条很好的出路,也应该能在机器人教学(高中)中拥有美好的明天。
参考文献:
本栏目将聚合你我他的视点,每期邀请几位嘉宾对教育领域中的热点、焦点、前沿问题以圆桌形式展开讨论,以期引发思考,推进探索,共同促进教育大发展。
话题引导:《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》的正式公布,引发了新一轮的教育改革浪潮。多年的教育改革中,各级各类信息技术教师大赛始终红火地开展着。在众多的大赛中,优质课大赛历来受到教师们的重视,可在每年各类大赛评出那么多信息技术优质课之后,我们还是不由感叹,现实的信息技术课堂中缺少优质课,所谓的优质课很多时候都是“作秀课”。那究竟什么样的课才称得上优质课呢?想必您也思考过这个问题。针对此话题,我们将分两期来探讨,第一期从信息技术一线教师的视角来讨论,第二期将从信息技术教研员的视角来分析,我们邀请您一起来畅谈,汇聚您的声音,教育改革会更有力量。
主持人:本期,我们邀请到几位战斗在信息技术教育一线的教师,共同参与我们话题的讨论――什么样的信息技术课才能称为优质课?
参与嘉宾:
■黄丽娜辽宁省沈阳市第五中学
■ 赵丽辽宁省北票市尹湛纳希高中
■杨冬宁贵州省贵阳市第三实验中学
■ 代斌陕西省西安市第六十六中学
主持人:你们作为战斗在信息技术教育一线的教师,以往肯定听过不少信息技术优质课,也上过优质课,你们心目中的信息技术优质课的衡量标准是什么?
黄丽娜:我心目中的信息技术优质课应该具备两个特点:有效和价值。有效是指大部分学生通过这节课的学习有收获、有提升。价值是指这节课对生活、其他学科的学习有帮助。我认为无论教师采用什么样的教学方式、学生采用什么样的学习方式,只要它能够达到设定的教学目标就是适合的,就是有效的。而对于价值的体现,就需要教师精心的设计,让一节课的学习变成几节课的触类旁通,并能够通过信息技术改变生活和学习。
赵丽:一堂好课应该能出色地完成教学目标,而教学目标的确立应以促进学生的发展为根本宗旨;能科学合理地安排教学内容。信息技术教材各地区都有差异,教师要能正确理解并根据学生的实际水平和特点创造性地使用教材,合理确定重点和难点,精选具有基础性、范例性和综合性的学科知识,让学生扎实掌握基础知识和学科基本结构;灵活运用使学生主动学习的教学策略与方法,努力为学生创设各种机会和条件让学生积极主动地参与教学;同时,好的课堂教学应该体现以主体教育思想为核心、适应学生终身学习与发展要求的现代教学观。
杨冬宁:我是1996年开始从事信息技术教育的,第一次上优质课是在1999年,记得当时围绕多媒体技术的概念和运用,我利用文字、图片、动画、音频、视频等丰富的素材,不但吸引了学生的注意力,连评委也感到兴趣盎然。如今反思一下,这节课实在不能算“优质”,因为在那个年代,多媒体设备在我们那个地区还不是很普及,虽然上得轰轰烈烈,但只不过是一节新技术的展示课,学生虽然感兴趣,却没有从中获得实质性的成长。
2006年,我参加了全国中小学信息技术创新与实践活动(NOC活动)。比赛之前,我从选题到试教,反复和教研组的教师进行商量,最终确定了课题,之后又用了七八个班级来进行演练,做到每个环节都心中有数,比赛结果也令人满意。如今反思,却觉得这节课更像表演课,虽然能够圆满地完成教学目标,学生也能从中学有所得,然而,这节课不能成为一节常态课,不能为教师平时的教学提供有益的示范。
2009年,我参加了全国高中信息技术优质课展评活动,因为当时正忙于辅导学生参加竞赛,所以没做太多准备,就把一节随堂课加工了一下就去参加比赛了。没想到的是,这节带有随堂性质的课,获得了全国一等奖。反思一下,这节课没有作秀,而是从学生的实际出发,不但学生能从中有所收获,也能为大多数信息技术教师提供一定的示范和参考。
总结一下自己上优质课和公开课的经历,在我心目中的信息技术优质课应该是技术基础要落实,教学目标要完成,学生学习要有收获的课。此外,优质课的课堂预设性和生成性要自然真实,教学的方法和过程要能为别的教师所借鉴,让优质课回归朴实。
代斌:一堂好课,必须使所有的学生都经历“真实的学习过程”;教师必须精心设计在班级授课制条件下学生群体的“科学的学习方式”;还应该有教师“高超的教学艺术”来点缀。另外,在新课程中的优质课,应该十分明确地凸现在学习主体――学生的身上,以考察学生在课堂上的学习活动状态为主。
主持人:衡量一节课的优质与否,不仅要看整体,也要看部分。教学过程中有很多步骤,而导入一般是教学过程的第一步,怎样导入才能称得上优质?
赵丽:好的导入是教师精心打造的一把金钥匙,放射出独特的光芒,带领着学生登堂入室。导入的方法多种多样:捕捉热点――新闻引导法;实验激疑――悬念探究法;任务驱动――作业前置法;背景导引――情节激趣法;实例感受――价值激励法;温旧引新――承上启下法… …关键在于教师慧眼选择,巧妙设计,因地制宜。理想的新课导入要依据教学目的,教材内容特色,学生年龄心理特征和教师自身特点。创造性是导入新课的最佳入口,它能扣住学生的心弦,创设愉悦的学习氛围,激发学生的情感和学习兴趣,引发学生强烈的参与欲,促使学生以最佳心理状态进入新课的学习。
黄丽娜:导入分成很多种类型,我个人觉得没有最好的,要根据实际的教学目标和设定的教学内容进行选择,也要取决于教师自身的特点。但是优秀的导入应该做到:第一,抓住学生兴趣;第二,引入教学内容;第三,直达教学目标。在这三点中,我认为第一点尤为重要,一定要在课堂的一开始就把学生的兴趣抓住,让他们愿意投入学习,并且还能主动创造。但是为了引起兴趣而忽略教学内容和教学目标,这是不可取的,要时刻记住导入是为教学服务的。
杨冬宁:我对导入的理解,应该是为了学生积极投入到教学活动中而在课堂开始营造的学习环境。一个好的导入,应该能引起学生的注意力、激发学生的学习动机、为教师的知识传授铺路搭桥。比如,我在上《人工智能初步》这节课的时候,对课堂的导入前后做了几次修改。
导入一:播放一段人工智能机器人的视频录像。
导入二:利用歌曲智能识别系统,实时唱歌,系统识别出歌曲名。
导入三:展示科学家霍金的照片,简介霍金的事迹,并播放他借助人工智能学习和工作的简短视频。
导入一能够快速吸引学生的注意力,但观看完视频之后,并不能够真正激发学生的学习动机,而且通过教学实践检验,经过人工智能机器人的视频强化,容易给学生造成人工智能就是人工智能机器人的误导。
导入二不但能够快速吸引学生的注意力,还极大地激发起学生的参与性,很多学生主动要求参与到唱歌识别的活动中。但这种活动式的导入,冲淡了教学的主题,占用了过多的课堂时间,导致课堂教学效益下降。
导入三是借鉴成都七中赵敏老师的导入法。通过展示学生们所知晓的科学家借助人工智能进行科学研究的视频,既吸引了学生的注意力,又激发了学生的学习兴趣,并能够在紧密围绕教学主题的前提下,对学生进行有关的人文教育。
导入,并不是一个孤立的教学环节,也不是教学的最终目标,因此导入在引起学生注意力、激发学生学习动机的基础上,应该不脱离主题,简明有效。
代斌:导入是课堂教学的起始环节,主要是为课堂教学提供动机、知识铺垫。因此,教学设计时应整体考虑,既要注意知识的前后联系,又要注意一堂课的前后联系。
学生是课堂的主体,课堂上导入的内容与形式必须依据学生的具体情况来确定,只有当学习的材料与学生的已有知识与认知水平相符时,学生对学习才会是有兴趣的,才会主动获取知识。激发学生的学习兴趣是导入的目的之一,但是情境的创设,不管问题的提供方式是否新颖多样,营造的氛围是否轻松活泼,最终要达到为课堂教学服务、引起学生思考的目的,因而要控制好时间,掌握好度,防止导入环节喧宾夺主,妨碍学生对主要信息的获取和理解。
情境导入,虽是采用较多的导入方式,但还需要我们每一位教师在教学设计时再多一些细心,问题考虑得更全面,让它能真正激发学生的求知欲望,引发学生的思考,使学生的学习变得更主动,更有生机和效率。
主持人:第一步的导入有很多种方法,在教学整个过程中也有很多种方法,那在一堂课中,多种教学方法如何运用才能使一堂课成为优质课?
杨冬宁:叶圣陶先生曾说过:“教亦多术矣,运用在乎人,孰善孰寡效,贵能验诸身。”这就是说,教学方法是多种多样的,教师要根据自己的具体情况选择应用。到底采用什么教学方法效果最好,这要经过自己的教学实践去进行验证。
在我的教学设计中,一般不规定具体采用什么样的教学方法,而是更多地从教学策略上进行思考。教学策略的设计,可以让我根据特定的教学情境对教学原则、教学模式、教学方法来变通使用,它的稳定性相对来说不足,但更具有灵活性。
例如,在理论性较强的课堂中,我一般采用替代性的教学策略,通过讲授传递知识主体,通过提问启发学生思考探索,通过总结帮助学生归纳升华。而在操作性的课堂中,我主要采用生成性的教学策略,通过分层任务驱动让不同学习基础的学生都得到进步,通过小组合作训练学生的合作习惯,通过探究学习培养学生的自主学习能力。
这些方法的运用,还要根据不同学生和不同教学情境进行临时的调整,使得课堂教学能够深入浅出、教学气氛活跃而不散乱。
黄丽娜:在现在的信息技术课堂中,教师最常采用的方法就是任务驱动和小组教学,并且这两种方式一般也是结合运用的。记得我参加全国高中信息技术优质课展评活动,有位专家在点评的时候提到,评价一节课是否成功,主要看这节课学生在干什么。我认为让学生动起来是一节课成为优质课的关键。“动起来”可以有很多种方式,如讨论、发言、操作等。但同时要注意如果一节课学生一直忙忙碌碌,就可能让他感到疲惫,所以我们在选择教学方法的时候,应秉承有张有弛、一静一动的原则,这样可以让一节课有节奏感,让学生的学习水到渠成。
赵丽:信息技术教学方法主要有讲授法、演示法、实验法、任务驱动法、协作型教学法、练习法、游戏引导法等。作为信息技术学科的教师一定要善于引导,根据本学科的特点设计教学方法,并运用现代化的教学手段激发学生的学习兴趣,高效掌握技能,培养信息素养。学生的年龄特征、心理特点、智能水平、生活经验、学习习惯等,都是选择教学方法的重要依据。教师必须在教学实践中,调查研究学生的实际情况,同时了解各种教学方法的优缺点,根据教学内容,合理正确地选择教学方法。只有综合考虑,充分考虑各种相关因素,才能达到理想的程度。
代斌:信息技术课不同于其他学科,除了学生自主探究外,必须运用多媒体网络教室进行演示,以确定习题的正确步骤以及操作方法。我在课上,对于一些带有共性的问题及时进行精确演示。有时还找学生进行演示,让学生判断自己的做法正确与否,极大地调动了学生的兴趣。
学生要熟练使用计算机,仅靠教师的讲授和演示是远远不够的,必须通过大量的实践练习,才能掌握操作技能和技巧。在练习过程中加强督导,组织小组互相检测,保证练习正确率。每教学一项新内容,及时让学生进行定量的练习,这样有利于激发学生的学习兴趣,巩固所学的新课内容,熟练掌握操作要点,提高学习效果。
主持人:多种方法在多个阶段综合运用好,才有可能成就一堂优质课,但每位教师心中,对优质课看重的阶段可能不一样,那在信息技术优质课的教学过程中,你们认为哪个阶段最重要,为什么?
赵丽:我认为评价阶段最重要。在新课标、新课程改革理念指导下,任务驱动教学已成为课堂教学新模式,它给我们带来了新的问题:在当前以任务驱动为主要教学模式的信息技术课堂中,如何提高课堂教学的有效性。目前影响教学有效性的问题有很多,如:①学生的学习基础不同,任务的完成差异性很大;②学生在提供帮助和接受帮助上缺乏主动性;③在自主探究性教学中,有些学生容易偏离主题,有些学生对下一步设计心中茫然;④如何有效地评价学生信息技术知识、技能的学习,等等。
以上所述问题如处理不好,势必影响整个教学进度和教学效率。而合理的评价,能提高信息技术课堂教学的有效性。也有助于学生对自己的信息技能掌握情况、信息素养、各方面能力有清醒的认识,并能及时反思、总结,同时,在相互的交流与评价中锻炼了能力,弥补了不足。
黄丽娜:一节信息技术优质课,可以说各个环节都很重要,他们相辅相成。如果一定要选择哪个环节最重要的话,我认为是任务的设置,有效的任务会使学生少走弯路,能达到事半功倍的效果。这个任务要让学生愿意接受,并且以他现有的能力可以完成或者是有解决的方向。如果任务设置得不好,过难或过易、抽象和乏味都是不妥的,学生容易产生畏难或无聊的想法。
在设计任务时教师一定要用心,并尽可能在一节课中呈现出不同形态的任务。
杨冬宁:从课堂导入到知识传授,从学生操作到教学评价,教学中的每个过程都环环相扣,每个环节都有其特定的作用,都十分重要。但在我们信息技术教师中,最容易忽略的一个环节是课堂的结束。
【关键词】教育信息技术;
多元智能培养人类已经步入了信息化时代,随之而来的是计算机、多媒体、网络、人工智能等为代表的各种先进信息技术迅速在教育领域获得广泛的运用,并且取得了很好的成效,更新了教育观念和教学模式,丰富了教学手段和教学方式,也带来教学内容方面的变革和发展。通过应用现代信息技术,大力培养学生的多元智能,提高学生思维和创新素质,受到了教育界的重视。如何才能充分借助教育信息技术的优势,有效培养学生的各种潜在的特质和多方面的潜能,如何为学生的多元智能发展提供和谐的学习环境,变被动学习为主动学习,成为主动的知识建构者,是我们教育工作者思考的重要难题。
1多元智能的理论内涵分析
多元智能理论英文名称是Multiple Intelligences,简称MI理论,是一种从上世纪80 年代中期已经风行至今的国际著名教育新理念。1983年,美国当代著名教育学家和心理学家加德纳博士在《智力的结构》中,首次提出了多元智能理论。作为一种新异的人类智能理论,多元智能理论主张人的智能是多元的。该理论的意思是指人包含多元智能:视觉空间智能、言语语言智能、音乐韵律智能、数理逻辑智能、身体运动智能、自我认识智能、人际沟通智能以及自然观察智能。教育学家加德纳在1983年指出,智力指的就是基于某种社会文化背景的价值标准,个体在解决遇到的各种难题或生产制造某种产品所具备的能力。因为人类认识和改造世界的过程中需要面临各种挑战和问题,是在充分发挥人类多元智能的前提下,才创造出美好的世界,所以各种智能具有相同的重要性。但是作为个体,自身具备多少种智能是允许存在差异的。人的某种能力能否被认定为一种智能,这需要具备足够充分的论据才能做出判断。多元智能理论重视人的个性发展和全面发展的和谐统一,目标是培养出能够处理实际问题,具备创新能力的创新型人才。多元智能理论自从问世,就在美国及其他国家获得了人们的强烈反响,目前我国教育界也越来越重视多元智能理论。
2信息技术在培养学生多元智能过程中的重要性
2.1信息技术搭建活动平台促进学生多元智能的发展。目前,随着计算机技术的高速发展,逐步形成了以计算机网络为核心的多媒体信息技术,该技术能够为广大学生提供一种虚拟的、适应性、感观的以及诱导性的学习环境,构建出诱导、激发以及强化学生多元智能培养的高效活动平台。学生在这个高效活动平台中,根据自身的不同优势智能,选择适合自己学习的途径和方法。因为多媒体网络技术提供的各种多重刺激,比如声音、视觉、动画、图像、线条、形状、色彩、视频、音量,那些难以寻找到重点或者缺乏耐心的学生是非常适合这种环境的,而且为另外一些学生提供丰富多彩的感观世界,创设出具有愉悦特性的学习环境。广大学生能够在多媒体网络技术构建出的高效活动平台中,各种智能活动能够得以开展,各种活动也能得到有效的培养。各种智能活动获得了按需所求和自得其乐的效果。对于那些语言文字智能比较发达的学生来说,他们可以选择到文字的世界里飞翔。学生也可以选择具有挑战性的学习方式和内容,比如研究词的起源、接触外国口语、写作诗歌和散文作品等,也可以伙伴之间开展词汇含义的讨论。对于其他智能的学生,比如自然观察智能,他们可以参加网上的虚拟实验,将获得很大收益。
2.2信息技术能够提供丰富的学习资源有效促进学生多元智能的发展。加德纳的多元智能理论提出,人的智能的发展史需要有关同一智力领域的材料和媒介的参与。意思是说多元智能的培养需要适当的丰富的学习资源作为智能培养的必备条件。迅速发展的多媒体信息系统具备超文本特性和网络技术特性,能够成为学生多元智能培养和发展的理想环境。我们知道Internet作为世界上最大的资源库和知识库,包含了海量的信息资源,而且信息具有开放性,信息资源丰富,所呈现的方式多样,过程交互性好等特点,因特网采用超文本链接技术对信息加以组织和管理,能够为学生多元智能的培养提供充分的学习资源。通过充分发挥Internet包含的各种搜索引擎,广大学生能够迅速查询到所需要的各种知识。另一方面,网络技术又能为广大教师备课、选取教学资源提供丰富的资料,满足学生的不同智力发展需要,实现因材施教。
2.3信息技术通过提供各种有效的评价手段满足学生多元智能的发展。学生多元智能的培养缺少不了恰当有效的评价手段。而信息技术正好提供了各种评价手段,而且评价方式具有个性化和多样化的特点。信息技术评价工具很多,比如电子学档ELP、电子绩效评价系统EPSS,能够准确方便地对学生学习过程、方式、时间和结果加以记录和比较,从而帮助学生进行反思,吸取经验,提高学习的策略,促进多元智能的发展。由于学生处在这种评价体系中,他们学习过程中和技术形成了智能伙伴。借助技术,学生能够逐步形成在反思中学习的习惯,逐渐提高内省的能力,促进意义生成,努力形成个性化的学习作品,加深各个层次的思考,提高多元智能的培养效率。
3利用信息技术培养学生多元智能的策略
3.1构建多元化的教学情境,促进学生智能结构的优化。在研究的过程中,人们发现人类在出生之前已经具备了各种智能发展的条件和基础。所以,如果教师能够借助先进的信息技术为学生的某种智能发展提供各种必要的条件,几乎任何人都可以在那一种智能获得很大的发展。反过来,即使学生的生理潜能非常巨大,如果没有后天发展这种智能的环境,也会出现退化和消失的结果。从这里我们可以发现后天的环境对于学生智能培养和发展的重要性。所以,学校教育需要借助信息技术为广大学生构建丰富的情境,最大限度的为各种智能的发展提供必要的外部条件,促使他们的智能结构得到优化。借助信息技术构建成的各种丰富情境,学生能够借助多媒体计算机开展有关文字处理、数据分析、多媒体创作和编曲欣赏等活动,使自身的语言智能、逻辑数理智能以及音乐韵律智能获得发展的空间。通过把多媒体计算机技术和人工智能技术有机结合起来,对现实进行虚拟,帮助学生形成在虚拟的环境中完成学习任务,参与模拟活动的习惯,促进学生空间形体智能的发展,培养肢体动觉智能的形成,激发自然观察智能的培养。还可以充分发挥网上交流工具的巨大优势,有效创设协作学习情境,有效促进学生合作精神的培养、发展学生高级认知能力、培养学生和谐的人际关系。作为信息时代的教师,必须学会运用信息技术的各种能力,努力构建出多元化的教学情境,借助丰富的形象、活泼的教学方式、丰富的教学资源,调动学生多种感官参与到学习活动中,促进各种智能的形成。
3.2充分利用网络学习平台,有效提高学生的人际关系智能的培养效率。在多元智能理论中,人际交往智能是其中非常重要的一种。通过合作学习方式,能够有效培养学生的交往能力和意识,促进人的人际交往智能的发展,最终形成智能互补的目的。作为教师,应该努力为学生提供各种形式的合作学习的计划,充分发挥合作学习的这种作用。教育信息技术在创设交流、沟通和合作的学习情境的过程中的作用非常明显,通过建立合作学习模式,发挥教学的开放性、平等性、民主性和互动性特点,促进学生在合作学习模式中增强把握自己和与人合作的能力,继而形成相互接纳、分享和欣赏等良好品质。通过经常性的合作学习,学生逐渐建立起一种相互促进的积极的人际关系,能够有效提高学生的人际交往能力和意识。充分发挥计算机网络的技术优势,借助伙伴、合作和竞争等方式,促进学生主观能动性的发挥,提高学生在教学中的主动性,促进学生智能发展。
3.3努力借助各种手段,提供师生合作学习的各种机会。在开展各种师生合作学习的活动之前,教师需要有机地制定好学习目标。对学习资源、教学环境、合作学习平台以及合作学习的阶段过程都需要进行必要的恰当的规划和设计,评价手段也是需要引起教师注意的重要内容。教师在进行学习目标的设计过程中,要把知识的学习、学习任务和问题情境等要素巧妙结合起来,有效协调好各种知识的深度和广度、专一性和多样性问题,处理好理解和运用的关系。学生能力的培养目标主要是培养学生的解决实际问题的能力、合作能力、思维能力、信息获取传播和评价能力、社会交往能力、计算机应用能力等。而在设计学习资源的过程中,可以借助网络构建出多样化的知识资源库,为问题解决提供知识来源,帮助学生建立各自的问题列表,继而依此检索和定位各种解决问题的信息,提高学生认知水平。在合作交流工具的选择上,教师更是需要投入更多经历,选择适合实际的合作交流工具,符合学生的需求,又能帮助学生提高合作能力。教师可以借助校园网建立属于教师和学生的讨论区,发挥BBS论坛和留言板一对一、一对多交流的特点。通过这种方式一方面避免了师生面对面之间的隔膜,缩短了师生之间的距离,另一方面能够有效促进学生的人际交往智能的培养。在合作学习的过程中,教师要本着学生自愿的情况下,帮助他们进行异质性分组,努力让学生形成优势互补的习惯,促进学生的全面发展。通过组内异质和组间同质的特殊分组方法,能够既保障组内成员的合作,又能增强组间的相互竞争,提高合作学习的成效和质量。
3.4借助多元评价体系有效促进学生自我认知智能的培养。多元评价能够有效提高学生自我认知智能的培养。因为多元智能理论主张的是多渠道、多角度和多形式地对学生创造能力和解决问题的能力进行全面评价和考核。这种评价观超越了传统的评价取向,那种传统的以考试成绩和智力测验为考核重心的标准已经明显不适合时代的发展。多元评价观把结果和过程、评价和学习有机结合在一起,由重视结果的评价逐步转向以情景化为基础的过程性评价,能够很好地增强学校、家长对学生的学习特点和需求的了解,从而帮助学生充分认识到自身的弱势智能和优势智能所在,有计划地朝富有个性特色的方向努力奋斗。基于信息环境而形成的学生多元智能评价方法在选取电子学档作为主体外,把教师评价、自我评价和学生评价以及系统测验等多种方式有机结合起来构成过程性评价方法。在学生进行一系列学习过程中,对他们的多元智能情况加以检测,最终获取比较准确的材料。在整个多元智能评价过程中,学生能够不断反思,继而学会有效管理自己的学习过程,发扬自身优势,最终促使学生的自我认知智能在不断的学习过程中获得较好的发展。
3.5通过开展综合实践活动,促进学生多种智能和谐发展。在教学过程中,教师应该充分借助信息技术开展各种综合实践活动,促进学生多种智能的组合发展。教师能够基于网络为学生开展研究性学习,激发学生多种智能的融合。因为研究性学习课题超出了单一智能的界限,实现了跨学科效果,能够有效调动学生的多种智能潜力,从而帮助学生从自身的智能特长和兴趣对研究课题加以选择。而在研究性学习的实施阶段,又充分发挥了学生的主体性。这些学生能够根据自身智力的实际情况,有针对性地选择研究方法、研究手段、研究过程和研究策略,有效借助计算机技术和网络媒体技术,充分发挥学生运用不同技巧和智能的能力,促进学生多元智能的发展。
4结束语
在开发学生多元智能的教学进程中,促进素质教育的实施,培养具有高素质、创新型人才越来越需要发挥现代信息技术的重要作用。因此,在实际的教学中,教师首先需要树立先进的现代教育理念,充分利用各种先进的信息技术,促进学生多元智能的发展。
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随着机器人技术和人工智能技术的发展,如何让多个智能体相互协调、协商来完成任务,即实现多智能体系统,已经成为新的研究热点。作为多机器人系统的研究和实验模型,足球机器人系统是一个多学科交叉的前沿领域。本文结合笔者五年来在机器人社团的教学经历,分析足球机器人在技术课程中的教育价值及其实现策略。
足球机器人在技术课程中的教育价值
1. 使学生理论与实践相结合,提高动手能力、创造能力、协作能力和综合能力
足球机器人作为多机器人系统的典型代表,研究始于20世纪70年代。协作多机器人系统的快速发展体现为三个方面的相互影响:问题、系统和理论。为解决一个给定的问题,想象出一个系统,然后进行仿真、构建,借用其他领域的理论进行协作。对于中小学生,我们不可能奢求其能独立地设计出高效能芯片或是别人从未涉及过的发明创造。我们只是需要他们能在别人未过多研究的领域提出属于自己的创新点。所以,综合设计成果的多样性为学生提供了大量的创新机会。例如,竞赛规则限制每台足球机器人至多有三个驱动轮,怎样将三个直流电机合理地摆放在塑胶板上,就是一个极具挑战性的问题。这就需要学生经过大量反复的设计实验进行论证,得出有三种合理的摆放方法。其中正向轮摆放法属于常用方法,而左、右偏向轮摆放法则完全可以理解成一种创新。
2. 更灵活的技术教学、更有效的师生互动,培养学生的技术素养和创新精神
技术课程标准决定课程的教与学应立足于现实的生活环境,并以实际应用需求来获得相关技术理论,培养学生把课程知识转化为生活技能的能力,用于指导和解决在生活和学习中遇到的实际问题。紧扣这一精神,笔者选择设计了简易的轮式足球机器人,用于体现课标的核心思想。这里尤其要强调的是,一般我们在讲解感知系统时,都是片面地强调单个感知。使用足球机器人这一载体,学生就会形象直观地发现机器人能正确识别足球、己方队员和敌方队员,以便机器人能准确完成踢球、拦球、传球等动作,还有对机器人的自定位、方向、编号的识别就是靠感知系统这个眼睛在起作用的。这将引导学生利用生物学知识,运用仿生学的原理设计出各种优于人类感知器官的感知原件,甚至有学生直接找来生物教师与通用技术教师,讨论用仿生学的手段改进电子感知系统的可能性,使课堂瞬间进入到了一种自主、积极、充分互动的气氛当中。同时,这也是机器人感知系统研究的一个突破方向,学生创新能力的一种体现。
3. 学生经历简易智能机器人系统的制作过程,实现生活问题技术化的过程,体会用机器视角的问题思考法机器人足球决策系统是整个系统的核心部分,起到了人类大脑中枢的作用。正因如此,对“大脑”的开发一直是学生热衷的方向,学校多名学生为使控制器支持一些深奥的算法,使机器人具有更强的智能性,部分改写过控制器的底层驱动。因此,教师在讲解机器人控制系统时,需更多地讲解控制器的底层驱动方法,方便有能力的学生进行更好的拓展。也有一部分学生联系实际,认为中学阶段研究的机器人不宜太复杂,重点在于程序的条理性。机器人足球本身又是一个有较高难度、较为复杂的竞赛项目,于是他们产生了另一种思路,即在控制器端把一个独立、复杂的程序分割成具有独立小功能的多个程序,如罚点球程序、对方坠球点进攻程序、己方坠球点防守程序,等等,就像人的大脑的各个部位控制各个部分的机体功能一样,我们称之为切盘。其实无论是哪种思路,笔者都认为这恰恰是学生已将机器人这一载体与人融为一体,实现生活问题技术化的过程。
足球机器人教学的实现策略
近年来,机器人成本的降低及教师们持续的关注和积极参与,使得机器人进入课堂的基础条件已基本具备。许多教师也尝试使用普及机器人、仿真机器人为载体进行教学,并取得了不错的成果,同时也发现了一些问题。一是小学、初中、高中开设的内容极为一致,造成了有基础的学生不想学,没基础的学生要花大量时间学。二是高中阶段很难大面积普及。学生面临高考压力,很难抽出大量时间学习机器人普及方面的内容,不少农村学校甚至大量挤压学生的技术课时间。鉴于此,笔者分别从小学、初中、高中三个学段设计足球机器人教学的实现策略,形成一个递进的教学体系。
1. 小学阶段:以普及、激发学生兴趣为主
小学生的性格特点通常是对新事物既有新鲜感,但又不习惯,因而一时难以适应;对学习有好奇感,却很难专心听讲和独立完成任务。在此阶段不适宜让学生承担难度较高、独立任务性较强的学习活动。设计总体策略让学生以单个足球机器人主框架为结构,以流程图的架构为实现手段,教师着重讲解机器人各元件的功能原理和流程图软件的使用方法,设计一定数量的简单任务,如低速走直线、S型线、圆形、正方形,让学生合作完成,激发学生的兴趣。尤为重要的是,必须从小培养学生良好的学习习惯,教师只能担当“授业者”的角色,而不是大包大揽,否则只能强化学生的虚荣心,而无法激发学生学习兴趣。
2. 初中阶段:以夯实基础、确立研究方向为主
学生进入初中阶段,更多的基础性课程逐步开设。随着所学科目的增多,如物理、化学的开设让学生更加理性地看待自己的学习过程,小学时学习的新鲜感也会消失,此外,学生的知识体系也愈发丰满起来。因此在初中阶段,教师可以尝试以足球机器人为模型,直接以程序语言(C语言)为手段,使用标准的机器人足球场地教导学生实现足球机器人的更多功能。
在这个过程中,既要教授学生各元件的性能参数、驱动原理,也要讲述实现各项功能的各个程序块。对于异常出色的学生,授课教师应能及时地甄别出来,再多讲些实用的、甚至有点深奥的算法,以拓宽学生视野,为其以后的学习做好铺垫。
3. 高中阶段:以体现学生创新思路、初级自主研发为主
进入高中阶段以后,基础较好的学生已经有了很强的理论支撑和程序编写能力,也具备了较强的自主学习能力、自我认识能力和团队协作能力。教师只需花很少时间告诉学生足球机器人发展的前沿动态和革新方向,而把重点放在引导学生开动脑筋把创新的理念转变为现实上。记得在一次青少年机器人大赛上,笔者发现有一支足球队伍的机器人之间使用蓝牙系统实现了通讯,但据笔者所知,在高速运转的足球机器人上,蓝牙通讯实现的多机器人协同工作基本上是无意义的。因为在蓝牙采集到信号的瞬间,机器人有可能就已经发生了移动而且干扰较大。如何提高其协同效率呢?回来后笔者把这个信息告诉给了学生。结果其中有位学生就提出了自己的想法,即以球为参照物,在一定范围内,只要防守机器人看得到球,就参与进攻,一旦看不到球,立即跑回球门前变为防守机器人。这种想法就从根本上解决了硬件通讯协同的问题,变为以软件实现协同进攻。后经其无数次试验发现,机器人的进攻效率明显提高,而防守则几乎不受影响。经历了这件事,笔者得出结论,机器人只是一个优能、高效的教学载体,它的最大价值是把学生的创新想法现实地表达出来,为学生进入大学后进行工业创新设计提供新思路和新方法。
一、提高了信息课程的地位
高中信息技术课程标准纳入到了基础教育课程改革的总体系之中――将信息技术作为学习领域之一的技术领域中的一个科目,使信息技术与语文、数学等科目并列。而原有的课程纲要是单独颁发施行的,只是强调农村“中学将信息技术课程列入毕业考试科目”,实际上不少农村中学将其作为“副课”排列。这次农村高中信息课程改革提高了它的位置,突出了信息课在农村高中教育过程中的重要性。
二、课程内容有较大的拓展和深化
新的信息课改体现了社会需求的变化与信息技术的新发展。通过与原课程纲要的对比分析可以看出,农村高中信息技术课程标准中的内容进行了如下调整:
拓展与深化部分:“信息技术基础”、“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”等五个模块。新增部分:“人工智能初步”模块。压缩与淘汰部分:原课程纲要中的“文字处理的基本方法”、“操作系统简介”、“计算机硬件结构与软件系统”等3个“零起点”模块,在新课程标准中不再单独列出,各学校可根据实际需要将其内容适当补入必修模块“信息技术基础”之中。
三、突出信息技术内容学习的过程性评价
倡导纸笔测验和上机测验相结合的多样化评价,适当弱化评价的选拔与甄别功能。
四、强调“任务驱动”、“问题解决”教学策略的正确运用
新课程标准别强调从问题解决出发,让学生亲历处理信息、开展交流、相互合作的过程。特别强调结合学生的生活和学习实际设计问题,让学生在活动过程中掌握应用信息技术解决问题的思想和方法,同时鼓励学生将所学的信息技术积极应用到生产、生活乃至技术革新等实践活动中。
五、课程目标体系发生变化
新思想,新理念,新标准的农村信息课改学习中,不免心里还存有疑惑,有些问题:
1.“非零起点”
因为义务教育阶段的信息技术课程标准尚未制定,农村高中信息技术课程标准不免成了“空中楼阁”,这就难免事实上还要从“零起点”去考虑问题。信息技术课和其它课不同,它需要电脑作为工具实现其自身的价值。城市和农村的学校在这方面有着很大的差异。比如,我校地处城乡结合部,城市与农村学生在信息技术能力方面差异很大。城市的学生条件好,接触电脑的时间早,学校大多从小学就开设了这门课程,而农村的学生,由于自身受到客观条件的影响,对信息技术知之甚少,而高一信息技术教材是在继承初中知识的基础上编写的,有许多计算机的基础知识都不讲了,那么必修模块的教学在现有课时和现实条件下,如何实现因材施教,以学论教?这对信息技术教师的教学是一个挑战。
2.教师能力
信息技术是一门日新月异发展很快的学习课目。新课改的实施对教师提出了更高、更广阔的要求。上好这门课,需要教师在备课时比以前花更多的精力和时间,需要教师不断地关注、学习和研究新知识、新问题。更需要授课教师不断自我地学习、自我更新。
3.选修模块
课改加大了选修分量,学生学习的自由度大了,老师讲课的灵活性大了,新课改在教与学中很容易激发起教学双方的兴趣。但是不同地区不同学校由于教育资源的差别,所能开出的选修课差别甚大。比如信息技术新课标虽然规定了5个选修系列,但是,每个系列的模块怎样进行教学设计?怎样考核?老师按自己所长报出的选修课是否能够满足学生的要求?学生选择老师时如果厚此而薄彼,课改大大压缩了必修课的课时,却没有减少旧课程的内容,这就要求信息课教师在教学过程中,要善于对比、分析、研究解决其中的各种问题。
4.评价方式
【关键词】信息技术;高效课堂;教学效率;新课程标准
学生的学习兴趣与热情是发自内心深处的,充分调动学生学习积极性,提高其信息能力,培养其信息素养。 “使教师因此而少教,学生因此而多学,让校园充满着欢乐”(夸美纽斯语),只有充分调动学生的主体性,让学生热爱学习、享受学习,改变被动接受知识的局面,才能切实提高课堂教学质量和效率。
1 树立良好的服务意识是提高教学效率的前提
教师的教是为学生的学习和发展而服务,因此教师要努力创设一切有利于学生学习的情境与条件。每节信息技术课都是在多媒体教室进行的,如果教师能在每个班学生来之前就把机器打开、调试好,那么既节省了课堂时间,又避免了因学生开关机器而造成的课堂混乱。在每节下课之后教师应尽快整理机房、调试机器,让下一个来上课的班级有一个整洁的环境,事情虽小,但能坚持下来就是不凡,这对于教师的责任心和服务意识提出了较高的要求。
2 不断加强教师自身能力建设是提高教学效率的基础
教必有法,但无定法,提高课堂效率的因素有很多,但其中重要的一条——信息技术教师应不断提高工作能力,这包括较强的教学能力、扎实的理论知识和终生学习的学习习惯,只有这样,才能顺应现代信息技术教学发展的要求,将教学效率的提高落到实处。
2.1 提高教学研究能力。
只有研究型的教师才能胜任教育改革和创新工作。教学研究能力是一种源于教育实践而又有所超越和升华的能力,教学研究的根本目的在于不断完善现有的教学模式,提高教学效率,构建有效课堂。信息技术学科属于应用性工具学科,教学方法、教学模式都在不断的探索、研究、尝试当中,信息技术教师普遍也都比较年轻,因此教师更应该通过研究、学习,提高教育教学研究能力,争做一名科研型、专家型教师。
2.2 加强课堂驾御能力。
新课程改革强调人的发展,因此小组合作教学、探究教学等新型教学模式不断出现,这对于还很年轻的信息技术教师来说一项挑战,因为不仅要根据教学内容进行充分的课前设计,而且在课堂中还应根据学生的状态及时调整教学内容与顺序,根据学生的情绪与反应控制教学进度,既保证三维知识目标的落实,又要保证学生学习的主动性、积极性,只有这样才能提高课堂教学效率。
2.3 培养知识更新能力。
计算机与网络的发展一日千里,这就要求我们信息技术教师必须具备较强的自我学习能力,不断增加知识内容,不断提高专业技术。黑龙江省学业水平测试考试中包含五个内容:数据库管理技术、多媒体技术应用、网络技术应用、算法与程序设计、人工智能初步。由此可见,学科发展对于教师也提出不断加强知识储备、不断更新知识结构的要求。
3 合理安排教学内容是提高课堂效率的前提
3.1 精选教学内容。对于信息技术课来说,小组合作教学已经成为较为普遍的教学模式,学生自主探究、合作学习会在教师的指导、组织下进行。这就要求教师对于课堂内容的选择要有预见性,能够根据学生的实际情况、教材内容合理设计课堂教学,适量讲授、合理组织、正确引导、留出空白,以学生学懂、学好为标准,不能为了大容量赶进度而盲目扩大课堂容量,让学生消化不良,须知“夹生饭更不好吃”。
3.2 拓展教学内容。信息技术来是一门实用性工具学科,它将基础知识与实践操作相结合,目前信息技术知识更新速度快,课本上的知识内容往往要比实际落后很多,如果我们将课本所讲的知识当下技术发展趋势相结合,就会提高学生的学习兴趣,让学习做到有的放矢,真正地学以致用。例如,在介绍图片的获取时,不仅介绍一些常见的图像获取方法,例如扫描仪、视频头、数据相机等设备,还组织学生详细了解了有关这几种设备的常见技术参数,尤其是数据相机,有效像素与最大像素成为学生关注的话题,另外,还向学生介绍一些计算图片存储大小的方法,以便让学生掌握存储卡的存储容量,真正地做到学以致用。
3.3 增强教学内容趣味。课堂不是教堂,怎么样让学生学得好,又学得快乐,这是新课程改革的要求,也是教师一直努力的方向。为此,我在安排课程内容时,尽量以多种方式、多角度让学生认识所学的知识,如采用演示法、举例法、讨论法、竞赛法、游戏法来组织课堂,将传统课堂演变为网络学堂,制作丰富多采的课件,通过这些方法,使学生在学习过程中始终处于新鲜好奇的状态,使学生易学乐学。
4 培养学生自主学习能力是提高教学效率的关键
4.1 保持浓厚的学习兴趣。
对于每一节课的教学内容,教师都要做好教学设计,让学生对每一节课都充满新鲜,即使是以前学习过的内容他们也会重新找到知识的乐趣。例如学习WORD艺术字的时候,学生大多以前有小学、初中都有学习过,所以大都不感兴趣,为了提高同学们的兴趣,我特意利用艺术文字制作的一个勾边文字的效果,这是使用了三组艺术文字通过对线条与填充颜色的设置而达到的效果,结果同学们对这个效果非常感兴趣,通过对勾边字的制作从而很快掌握艺术文字的操作方法。
4.2 掌握正确的学习方式。
机器人教育活动有助于青少年创新能力的培养
随着科学技术的迅猛发展,机器人技术在工业、农业、医疗、空间探测、教育等领域的应用十分广泛,机器人技术给21世纪的人类社会带来了更多的福音。机器人技术是现代信息技术与先进制造技术的综合,已成为世界各国竞相发展的科技前沿之一。机器人技术涉及机械工程、电子工程、人工智能、计算机视觉、自动控制、精密仪器、传感和信息等一系列学科,它代表着一个国家高新技术发展的综合水平。
青少年在机器人教育活动中需要综合运用电子、机械、自动控制、计算机、信息等多学科知识,发挥团结协作、顽强拼搏、创新不息的精神,在制作机器人活动中不断提高自身科学素养和综合能力。机器人活动使青少年在科技领域不断学习、探索和研究,在培养青少年创新意识和实践能力、提高青少年的科学素养和团队协作精神方面发挥了积极的作用。
目前,中小学机器人教育活动主要围绕以下6项国内外赛事开展。
中国青少年机器人竞赛
主办单位:中国科协青少年科技中心
竞赛项目:机器人综合技能赛、FLL工程挑战赛、VEX工程挑战赛、机器人创意赛、机器人足球赛
全国中小学电脑机器人竞赛
主办单位:教育部电教馆
竞赛项目:机器人灭火、机器人足球、机器人篮球、机器人舞蹈、人形机器人全能挑战赛
Robocup Junior(RCJ)世界杯比赛
主办单位:中国自动化学会
竞赛项目:机器人足球、机器人搜救、机器人舞蹈、Cospace机器人赛、慧鱼工程技术竞赛、机器人创意闯关(RTEC)
FLL(FIRST LEGO League)国际工程挑战赛
由美国FIRST机构和LEGO集团联合主办的一个针对9~16岁孩子的国际性机器人比赛。
WRO(World Robot Olympiad)国际机器人奥林匹克机器人大赛
由国际奥林匹克机器人委员会(IROC)和LEGO教育部主办的国际性机器人比赛。
竞赛项目:机器人常规赛、机器人创意比赛、机器人表演赛
VEX机器人世界锦标赛
参赛的机器人既能自动程序控制,又能通过遥控器控制,并可以在特定的竞赛场地上,按照一定的规则要求进行比赛。 机器人活动的困境 从目前国内机器人活动的现状来看,主要存在以下儿个问题。
机器人活动虽然得到广大师生的热爱,但参与人数有限,且主要集中在市区
机器人教育在提高学生素质方面的作用已经得到大多数学校的认同,软硬件结合的学习方式改变了过于一贯的重理论轻实践的学习模式。学生在机器人的制作过程中,理论和实践能力同步提高,部分学校在机器人竞赛方面取得了很好的成绩。目前,以机器人竞赛为手段促进机器人科普活动的开展,成为机器人活动的主要形式。按目前竞赛队伍的人员配置看,一个竞赛代表队按项目的不同,可以配置2~4个学生,每所学校、每个项目可以推荐2个代表队参加比赛。这样的话,每所学校即使所有项目都参赛,能参加机器人活动的学生数量也非常有限,无法在学生中得到普及。以福州市为例,从2010年的74支代表队近200名选手参赛,发展到2013年144支代表队350名选手参赛。目前全市有50多所学校参加了机器人竞赛活动,而2005年的参赛学校不足10所,参赛选手不足百人,虽然学校和学生的参与热情都大为提高,但在福州市(包括5个城区和8个县)近2000所中小学中,普及率仅约3%;参与学生的数量上,只有极少的一部分,且主要集中在软硬件条件较好的部分市区学校。 机器人器材价格高昂 参加机器人竞赛的代表队为了获得好成绩,都争相配置高标准设备,每套机器人少则数千元,多则上万元甚至几万元,虽然成绩上去了,却无法使该项活动得到普及。在与机器人指导教师的日常交流中,教师们普遍认为缺乏适用、经济的教育机器人器材是目前开展机器人教育活动的首要“拦路虎”。
机器人教师专业背景复杂,专业能力参差不齐
数据统计,大多数教师来自信息技术、科学、通用技术这3个相关性较强的学科,这些教师的专业知识与机器人教学所需知识与能力吻合度较高。除此之外,一些数学、物理、自然等理科教师甚至体育教师也加入到机器人教学活动。虽然教师们有着一腔热情,然而机器人学科是一门交叉性极强的综合性学科,具有不同专业背景的教师在从事机器人活动时,势必遇到知识和技能上的难题。因此,无论是何种专业背景出身的教师,由于机器人教育的综合性和专业性,在从事机器人活动时都有着自身的优势与不足。
机器人教育学习资源分散,教学研究资源匮乏
新老教师在获取机器人相关知识和技能的途径上存在差异。新教师主要通过参加科协每年举办的若干场相关培训进行学习,且学习的主要内容为机器人竞赛规则解读和技术实现方法,学习途径比较单一、被动。而富有机器人教学经验的老教师,学习途径则显得多样化。除参与培训之外,他们还会主动地通过机器人技术交流网站、博客、QQ群、自主研究等多渠道获取相关信息。这说明机器人指导教师在成长初期,由于缺乏丰富的机器人教学资源和有效的信息交流平台,只能通过为数不多的培训活动接受知阻,靠自身慢慢积累,摸索到其他的学习资源与渠道,才得以逐步成长。从国内儿大机器人相关网站显示的信息看,大部分都是关于竞赛的通知、报道和技巧分析,或者是爱好者的自娱自乐,而关于机器人教育、教学的讨论与研究、技术资源的共享是极其缺乏的。这主要源于缺乏相对应的教师奖励、职称评定机制,缺乏适合普及的教学模式,教师自身为获取竞赛的好成绩而对相关技术保密,缺乏相关部门和领导的支持,以及缺乏完善的教学内容、教学目标和教学评价机制。
关键词:教学;课堂;合作
小学英语教学发展迅速,随着新的国家英语课程标准的颁布,小学英语教学逐渐实现跨越式发展,并成为我国基础教育的重要组成部分之一。小学英语课堂教学方法多样,作为小学英语教师,应在日常教学中努力探索,掌握语言教学规律,使英语教学逐渐符合心理学与教育学规律。如此一来,可以有效提高教学效率,缓解学生的学习压力,提高学生的综合素质。那么如何构建高效的英语课堂呢?我觉得应该做到以下几点。
1创造适宜的语言环境
对于我们的乡村小学,因受条件限制,英语实践机会较少,英语交流仅仅在课堂上实现。所以,作为英语教师,应为学生提供尽可能多的交流机会,例如英语游戏、情景表演、英语对话等,使每一位学生都有用英语表达自我的机会。对英语课堂教学进行灵活安排,教师为主导,尊重学生的主体地位,通过开展各式各样有趣的活动,充分激发学生的学习兴趣。只有这样,才能保证每一位学生都能参与到英语课堂实践中,充分体现英语的交际性,实现师生互动性。不管何种语言,如果不多加练习,只做不说,语言学习便会失去其真正的意义。对于英语课程的学习,更为如此。在英语教学中,最关键的一点就是为学生创造适合的语言环境,培养学生的英语语感,逐渐形成用英语与他人交流的习惯,从而帮助学生进一步掌握英语,使英语学习变得更有价值。
2我们应该关注学生的情感态度
对于英语课程的学习,学生能够积极主动参与是最有效的教学效果。那么,如何才能实现学生的积极主动参与呢?教师应重视学生的情感态度。对于小学生而言,在未接触英语课程之前保持浓厚的兴趣非常可贵,因此,教师应对这种兴趣格外珍惜与保护,多多鼓励学生,避免打击学生的学习兴趣。例如,在实际英语教学中,难免有些学生对相关课程掌握不好,或发音不准,英文朗读不够顺畅,产生自卑心理,课堂上不敢举手回答老师的提问,久而久之对其自身的英语成绩产生不利影响。此时,教师应时常鼓励学生,对学生表现出极大的耐心与信心,使学生感受到老师的关爱,即使学生发音出错,也不可批评学生,要用温和的态度提示正确读音。如此一来,逐渐建立起学习英语的自信,对英语产生浓厚的兴趣,并爱上学习英语。如此,小学英语课堂才更有意义。
3掌握好会话教学
会话教学的量影响着学生的学习效果,在会话教学中,教师需要:1、充分利用教材所提供的材料,将学生现有的生活经验与学习内容充分结合起来,帮助学生更好地构建起知识结构。2、活化教学内容,为学生创立贴合实际生活的语言情境,使学生在更加真实的语境中理解、应用英语语言,最终达到习得语言的目的。3、避免将对话教学变为“跟老师念、跟录音读”,使对话教学变得枯燥无味。
4注重教学过程管理,强调先进教学方法和理念的实施
小学开设英语课程,主要目的是培养学生对英语的学习兴趣,形成学习英语的积极情感,培养其英语语感,奠定今后学习英语的基础,培养学生用英语交流的能力。因此,在实际的英语教学中,教师应进一步明确教学目标,指导英语课程教学的实施,灵活使用多种教学方法,进一步提升教学效果。在实践过程中应该明确以下几点:
4.1在教学模式与教学方面,要做到重体验、重实践与重参与。
对于很多孩子来说,激发他们学习英语的兴趣,创造一个良好的开端至关重要。上课不要急于完全按照本单元的教学内容进行教学,而是以学生已有的经验和知识为切入点,组织形式多样的活动给学生进行英语学习的启蒙。用学生会说的一些英语词语,如:Ok、Bye-Bye、CD、VCD以及汉英对比等活动,让学生感到学习英语很有趣、不难,才能激发学生渴望获得英语知识的欲望。国际21世纪教育委员会在向联合国教科文组织提交的《教育———财富蕴藏其中》的报告中,指出现代教育“四大支柱”为学会学习、学会做事、学会合作、学会生存。由此可见,现如今,学习合作已逐步成为当代人生存的重要条件,同时也是现代教育的一大基础目标。另外,小组合作学习中,组内成员对于其他成员的英语知识掌握程度具有一定的责任,组内所有成员对所学知识都掌握了,才能完成学习任务,如此一来,学生之间互相帮助、互相协作,学生在合作过程中,分享学习成果的同时,培养了学生的团结协作精神,从而充分有效地开发人工智能,调动组内成员的学习积极性。在实际的英语教学中,通过学生之间的小组合作学习,既学会用英语进行交流、学习与合作,又逐渐学会了与他人分享学习成果,同时也学会为别人的成功而满足,并以此鼓励自己。学生之间既能取长补短,在竞争学习与合作学习中提高学习成绩,获得更多的英语知识;又能在提高成绩之余,培养团结协作精神,开阔视野,激发学生的创新能力,提高学生的想象力。另外,学生能通过别人审视自己,为自己今后的学习、良好品德的形成奠定坚实的基础。可以说,小组合作学习已逐渐成为学生学习英语的最佳学习方式。
4.2在教学目标方面,教师应重视对学生学习兴趣的培养,建立学生学习英语的信心。
英语教师可以采取多种不同的激励方式,例如任务激励、奖品激励、信任激励、荣誉激励或情感激励等,激发学生参与互动的热情,使学生真正体验到成功的喜悦。建立起学生对英语学习的成就感,便能逐渐建立其自信心,学生逐渐对英语学习产生渴望,从而有效提高课堂效果。在课程实施方面,教师应重视课堂环境的创立,注重教学效率。教师在教学过程中,应该充分利用多媒体教学手段,例如电视、电脑、录音、录像等,充实教学内容,进一步活跃课堂气氛,进而为学生创设更加真实的英语交流环境。
5要把高效的课堂延伸到课外
对于小学生而言,仅仅依靠课堂内短短的40分钟学习英语远远不够,教师应引导学生在课堂上掌握更多知识的同时,对学生的课余时间进行适当安排,将教学内容适当延伸至课外时间。例如,可以为学生布置适当的英语课外作业,让学生课外通过小组合作或查资料的方式完成作业。如此一来,不仅节省了课堂时间,而且让英语学习逐渐扩展到课外,进一步巩固学生的学习效果。另外,还可以将英语学习逐渐延伸至课外时空,例如创立课外英语角、制作英语画刊、布置英语走廊等,通过各种课外英语活动,提高学生对英语课程的学习兴趣,让学生在课堂以外的时间与空间里感受英语的存在。
6结语
总而言之,小学英语教学(尤其是农村学校)是一项复杂而艰巨的教学任务。在英语教学过程中,教师不能仅仅将教学视作简单的知识传授,应利用多种教学方法使课堂教学成为学生开心学习的重要乐园,学生通过合作学习,掌握知识,提高自身的英语学习能力。在这样的课堂环境下,学生才能真正爱上英语,并逐渐掌握用英语交流的技巧。这样的课堂才能视作高效的英语课堂。
参考文献
[1]《英语课程标准》解读.