时间:2023-09-05 16:30:14
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇中小学人工智能教育,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
一、现代大学教育中应强化人文精神
“以人为本”是当代社会被人们普遍认同的价值标准,当然也是教育,特别是高等教育的最根本的价值追求。“人是大学课程实践的主体,‘人的尺度’是根本的,‘物的尺度’必须服从‘人的尺度’。大学课程实践目标要以培养完整的人为价值取向,因为人类实践的最终目的是每一个人的自由充分发展。”[1]“以人为本”的目标应贯穿于现代高等教育的全过程,因此,现代大学教育中需强化人文精神。高等教育中加强人文素质教育,就要对人文价值给予高度的重视,因为“教育是人与人精神相契合,文化得以传递的活动。而人与人的交往是双方(我与你)的对话和敞亮……所谓教育,不过是人对人的主体间灵肉交流活动。”[2]
“以人为本”的价值观要落实在高等教育人才培养目标的实施上。大学教育有两大任务,一是教学,二是研究,这两者最终的目的是关注大学生的成长,促进大学生从智能到人格的健全发展,因此,在高等教育中,要始终做到以人为教学实践的主体,教学过程要始终以人为中心运作。大学教育的中心在于“立人”,这应该是大学教育中普遍遵循的教育理念,强化人文精神应该成为大学教育的主旋律。
社会是人的社会,而人又是一定社会中的人,良好发展的人和良好的社会是相辅相成,互为促进的,人的发展和完善是人类社会进步的基础和保障。在大学教育中坚持“以人为本”,不断强化人文精神,就是要使大学生在科学知识、文化素养、思想品质、操作技能以及创新能力等各方面,得到完善的和全面的发展。近代德国教育家洪堡提出了著名的大学教学理念:大学兼有双重任务,一是对科学的探求,二是个性与道德的修养,是“由科学而达至修养”。显然,科学性智能素质和人文性精神追求,这二者要在当代大学生的头脑中和谐统一,大学生仅有科学理性的追求是不够的,还要有健康向上的人文精神境界,大学生的自我完善与社会的进步也应该是和谐统一的。
在当今社会中,我们应该认识到“大学教育之目的,不仅在于科学研究和专门人才的培养,还在于文化传统之保持,以及人格之铸就和人性之完善。”[3]21世纪的中国高等教育,必须以培养全面发展的、高素质人才为己任,教人求真,教人求善、求美,追求科学与人文的和谐共生,完善知识,完善思想,完善个性,从而造就许许多多有灵魂、有头脑、有专长的现代知识分子,使他们成为民族的脊梁,成为国家的栋梁。教育家潘光旦先生明确指出:“教育只有一个目的,就是每一个人的人格的培养”,“只有可以陶冶品格的教育才是完全的教育”[4]。因此,我国的高等教育绝不能仅仅着眼于知识的传授,而要从人的全面发展和社会整体进步的高度,正确认识人文教育的重大意义,大学教育应该从全面塑造人出发,以创新教育为立足点,把知识的传授与人文精神的熏陶结合起来,为国家的现代化建设造就大批富有创造性、素质全面的高标准人才。
二、高校人文学科肩负着完善大学人文教育的重任
高校人文学科具有双重职能,作为社会科学,人文学科肩负着使高校学生获得社会科学知识和智能的重任,此外,人文学科还有一项潜在的,某种程度上来说是独特的职能,即从人文精神方面铸造大学生爱美向善和求真的灵魂。人文学科对社会进步的促进作用不可忽视,它能够在善与美方面正确引导自然科学服务于社会。高校人文学科的意义归结于一点,即直接指向人的生命意义,以完善大学生的精神世界为教育的目标,从整体上提升大学生的生命状态,使他们的生命价值趋于完善。
高校人文学科在引导大学生进行正确的人生价值的选择,以及促使他们的精神境界和智能素养不断完善方面,肩负着无可取代的重任。此外,人文精神还可从非智力因素方面激发大学生求知的兴趣和潜能,使他们获得更多对社会有益的科技知识。人文学科对人才培养的贡献,以及人文科学研究的价值性,正如法国著名学者丹纳在论述德国人为人类现代文明的进步作出巨大贡献时所言:“在精神文明方面出的力,谁也比不上德国人:渊博的考据,哲理的探究,对最难懂的文字的钻研,版本的校订,字典的编纂,材料的收集与分类,实验室中的研究,在一切学问的领域内,凡是艰苦沉闷,但属于基础性质而必不可少的劳动,都是他们的专长;他们以了不起的耐性与牺牲精神,替现代大厦把所有的石头凿好。”[5]
当前的大学教育中,人文精神的缺失依然是不容忽视的现象,当前的大学教育应强化人文精神,人文学科的改革和完善便可有效地促进大学生在德、智、体、美、情各方面健康成长。人文精神不仅是在美的和善的方面,而且也从真的方面改造及完善人们的精神世界,引导人们的知识生产和传播,使人们在科学进步的同时,也完善了自身。“大学要实现自己的本真理想,就不仅要对学生进行‘何以为生’的知识技能教育,而且要对其进行‘为何而生’的人生理想教育,使之将‘为学’与‘为人’有机地融合起来。……正如先生所说:‘教育者,养成人格之事业也。使仅仅为灌输知识、练习技能之用,而不贯之以理想,则是机械之教育,非所以施于人类也。’”[6]大学者,社会进步之发动机,大学生者,促使国家和民族兴旺之栋梁人才。大学教育应在教育的各种领域、各个层面、各个阶段,实现智能教育和人文教育的和谐统一,使大学生具备造福于社会的技能和人生追求。高校人文学科应根据社会发展现状,积极调整和优化课程体系和课程内容,并在教学实践中不断改进教学方法,使得高校的人文学科能够不断优化大学生的精神素质,使其具备健康和优质的知识素养、心理素质、情感意向、价值追求和发展潜力。
三、大学的科学教育应与人文教育谐调发展
传播知识和科学理念,为社会发展提供智力支持,无疑是大学的重要职责。但知识与科学无法解决自身存在的意义问题,只有在人文精神的规范和引导下,知识和科学才可能被赋予善的目的。[7] “科学探索如果脱离了人文精神的制约,就可能沦为唯科学主义的俘虏。唯科学主义将道德理想、终极关怀、文化价值、情感体验和人生意义等人文因素排斥在大学教育的维度之外,从而助长了工具理性和技术功利的倾向。”[8]失去了人文教育,大学教育可能会沦落为唯科学主义和唯技术功利,大学教育便会退化为一种物化活动,结果只能导致科学精神的扭曲。因此,科学精神与人文精神应和谐发展,二者相互渗透,优势互补。在大力发展科学教育的同时,应注意人文教育与科学教育的同步发展,要避免科学教育与人文教育之间的失衡状态,在高校的课程体系中,则要注意自然学科与人文学科的协调发展,以及二者的互相促进。
我国高等教育长期沿袭的“重理轻文”“文理有别”的思想观念,加深了学科之间的隔膜,其危害是,大学生所学知识圄于专业领域,不能够眼界开阔和触类旁通,这便造成了他们狭窄的知识面和保守的思维模式。为了顺应当前社会的科技、学术、文化的快速发展,大学教育必须彻底消除科学教育与人文教育的隔膜,以培养大学生的综合素质为目标,坚持科学教育和人文教育并重,而且要将二者有机融合。
为了在更深层次和更宏阔的领域加强科学教育与人文教育的谐调发展,大学的课程改革应走综合化的道路,这有利于消除大学现行各门学科之间的隔膜状态,使得大学生避免“专门化”的局限,做到“通专结合”,强化科学理性和人文精神和谐统一的综合素质。所谓课程综合化,一方面,要建设科学的、高水准的课程群,使得各门相关的课程结构为有机整体,这整体应体现出层次性、互补性、综合性;另一方面,同一学科的各类别课程,如,专业基础课程和专业选修课程,要也进行优化组合,此外,以学生的求知进取为中心,还应将各种知识因素、技能因素、研究因素、发展因素加以整合,使其转化为学生的综合素质和创造潜能。因此,实现了大学课程结构的优化,便可“有利于消除大学现行各门学科之间的隔膜状态,以便进行自然科学、哲学与社会科学及其交叉学科的相互渗透、融通与整合,沟通课程之间的知识连带关系,实现课与课之间的交互融汇与递进提高,从而发挥知识的整体功能……”[9]大学教育通过综合化的课程建设,能够有效地培养大学生顺应现代社会的综合素质,并进一步强化其创新思维能力,例如,提高其思维能力、组织能力、交际能力、应变能力、学习能力、适应社会需要的科研能力等等,“课程综合化”促使“人才培养综合化”,如此,课程体系便与社会需求相关联。在当前的高等教育课程体系中,理科与文科课程应进一步相互渗透,做到“贯通文理”,开阔视野,拓宽思路,“破专己守残之陋习”,“立融会贯通之学风”。课程综合化是科学教育与人文教育能够谐调发展的有效途径,它还能够促使大学的课程结构实现现代性转型。
【参考文献】
[1]叶信治.大学课程的“实践观点”[J].南京:江苏高教,2003(1):33-36.
[2]雅斯贝尔斯著,邹进译.什么是教育[M].北京:三联书店,1991:2-3.
[3]刘晓虹.大学与人文教育[J]. 上海:华东师范大学学报(哲社版),2003(5).
[4]潘光旦.寻求中国人位育之道――潘光旦文选[M].北京:国际文化出版公司,1997.
[5]丹纳.艺术哲学[M].北京:人民文学出版社,1963:153-154.
一、前言
人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)快速发展,在一定程度上促进了人们的思维方式、人际互动模式以及学习和教学方式的改变,我国教育部门不断重视AI技术在基础教育领域中的融合,以更好地促进中小学生的个性化发展。AI视域下,教师的工作环境将会越来越智慧化,智能阅卷、智能授课和智能评估逐渐成为可能,教师可以根据学生的学习进度和学习特征,有针对性地对学生开展个性化指导。同时,学生在课堂上也可以更熟练的使用平板电脑而不是手抄本进行交流。目前,AI技术已经成为教育系统性变革的内生变量,不断推动着教育模式的变革、教育理念的更新以及教育体系的重构,基础教育信息化进入了创新发展的2.0时代[1]。虽然我国AI教育发展水平落后于国际先进水平,尚未在在中小学教育中普及应用,但是我国教育部门已经制定和出台了相关政策,以推动基础教育和AI的不断融合和发展,可以预见,AI技术必将为基础教育发展赋予越来越强大的智慧支撑,推动基础教育现代化。
二、AI教育时代中小学教师面临的挑战
面对以AI为核心的信息技术,如何更好的促进学生发展,从适应到引领转变,实现自身的突破性发展,是教育工作者必须深思的问题。AI技术在一定程度上提高了教学水平和教学质量,但是在教师层面还是存在一些问题,使AI技术与基础教育在融合过程中面临一系列的挑战。1.与AI教育相配套的教学方法创新性不足AI教育作为一个高度依赖技术的跨学科领域,AI应用程序可以在一定程度上扮演教师的角色,观察学生的学习过程,分析他们的学习表现,并根据他们的需求为他们提供即时帮助。此外,了解AI技术的能力和特点,教师可以在课堂上采用合适的AI应用程序来提高学生的学习成绩、动机或参与度。新技术影响了教育体制和教学手段,在这样的背景下,教师在使用新技术时要关注教育主体、尊重教育主体,而不能秉持以往旧的认识。但是在现实教学中仍存在盲目学习的典型问题,教师未能针对学生的个性特征而进行因材施教,学生在学习的过程中存在“一刀切”的现象,而不是被个性化对待。2.AI师资力量薄弱AI教育属于多学科交叉领域,教师一方面要具备心理学、教育学和信息技术等各学科相关知识,另一方面要将这些知识进行整合和运用。目前虽然学生的学习意愿强烈,但是从当前AI的师资来看,具有AI学识的师资力量十分薄弱,教师普遍缺乏完整而系统讲授AI课程的能力和知识,部分教师简单地将AI教育视作机器人教育﹑编程教育、计算机辅助教学等,个别中小学的AI教师是由其他学科教师来兼任,此外,AI教师编制不足、师资质量不均衡也是突出的问题。教师师资队伍建设是改善AI教学质量的关键。3.教师培训缺乏针对性目前教师已了解到AI在教学方面发挥的积极作用,并认可AI对教学的促进作用,但大部分教师都是停留在简单的意识层面,在教学实践中并未真正去落实。虽然存在以上问题,但是大部分AI教育教师没有接受专业培训,在讲授AI知识时,缺乏深入性,只能浮于表面,有违学科初衷。4.实施路径单一AI教育作为新兴学科,是基于时代最新技术的教育,要求教师在专业发展过程中,一方面要注重掌握各学科知识,另一方面更要注重教师专业发展的实践性和情境性,强调学生在学习过程中的参与和体验。但是目前中小学AI教育实施路径比较单一,在课程设计上,教师主要停留在传统的信息技术与教学设计层面,学生在课堂学习和实践中难以系统而深入掌握AI的技术、方法和基本理念。在教授形式上,主要采用课堂教学的方式对AI知识进行讲解,而学生实践和体验的机会相对较少。
三、AI视域下中小学教师发展路径
中小学教师如何更好适应AI时代,更好的构建AI教育生态体系,以促进AI与基础教育的深度融合,主要有以下路径:1.培养信息素养信息素养的本质是全球信息化,人们需要具备的一种能力。面对AI技术的迅速发展,中小学教师应注重信息素养的培养,信息素养主要包括两方面内容,即信息技术素养和信息意识素养。在信息技术素养方面,中小学教师应呈现趣味性强的教学课件、流畅的运用多媒体、及时反馈学生的问题等调动学生的积极性,以激发学生各科的学习兴趣,培养良好的学习习惯。此外,中小学教师要保持对新技术的敏感性。信息意识素养是信息素养中的观念性成分,是教师对信息的态度、认识层面的关键要素,是信息素养的重要组成部分。中小学教师在信息意识层面,要积极接受新兴技术带来的学习和教学方式的改变,决定性意义转变的前提是更新观念。2.提升职业道德素养恪守职业道德:传道、授业、解惑是中小学教师的主要职责。随着AI与教育的融合,智能平板等设备可以在一定程度上代替教师讲授知识、解疑答难和阅卷评分,AI在得到科学利用的前提下,可以成为师生的强大助手,从而大幅提升教与学的效率。教师应积极面对AI技术给教育带来的便利,提高自身的自主学习能力和创造力,同时注重培养学生思维的创新性,呵护学生的好奇心和求知欲,鼓励学生发现和解决问题。引导学生树立正确价值观、道德观和法治观:如今AI技术迅速进入中小学生的课堂教学,深刻改变着学生的学习模式和师生互动模式,一方面教师要充分将AI技术有效整合到课堂,另一方面也要正视AI的使用边界,AI技术快速发展有可能带来伦理风险。在中小学阶段不乏这样的例子,有些学生利用课堂上学到的编程知识去充当黑客,或者产生网络成瘾行为,以上学生的偏差行为已经触及价值观的层面,对自身的身心健康产生不利影响。因此,面对AI技术的迅猛发展,教师要有效的应对信息技术带来的伦理挑战,深入研究思考并引导学生树立正确的价值观、道德观和法治观,提升学生的诚信意识和社会信用水平。3.更新教育教学观念改变传统单一教学模式:随着AI技术的发展,互联网、大数据分析、智能化推送等教育产品层出不穷,如果不能科学利用这些技术产品营造适合学生成长的教学生态环境,技术将无法真正促进学生学习效果和教师教学水平的提升。AI视域下,教师要接受并适应智能技术给教育带来的变化,转变传统教育观念和教师角色,同时,教师在教学中应考虑学生的认知发展的阶段性特征,适时了解学生的学习风格和学习策略及学习中遇到的学习障碍,利用多样的教学活动和教学过程将知识获取和能力培养结合起来,促进学生认知和非认知能力的发展,最终实现学生的全面和个性化发展。课堂教学中,教师应改变“灌输式”“注入式”等单一的教学模式,充分利用AI技术实现教学方法多样化,活跃课堂氛围,提高课堂效率,树立教学、体验和实践相结合的教学观,提升学生的动手能力,中小学AI教育在实施路径方面应该多元化,实现认知、实践和体验的有机结合。此外,教师要看到学生的不同进度和情感需求,借助于AI技术,根据学生的发展节奏制定不同的学习计划,做到因材施教,为每一位学生成长提供学伴式帮助。注重培养线上和线下相结合的自主学习能力:AI视域下信息技术与基础教育的融合,网络在线平台为教师提供了丰富的学习资源,教师要更新自身旧的知识框架,进而不断提高自身的知识体系。针对目前存在的教师培训缺乏针对性的现状,教师可以加强线上自主学习,学习教学中常用的AI技术和程序。首先,线上学习过程中,面对网络和AI应用提供的多种类别的学习内容,教师要根据所教学科和所任学段的学生发展特点,选择恰当的教学内容,以便信息技术可以更充分地服务于教学,从而提高教学水平。其次,教师在注重线上学习的同时,也要注重线下学习,教师在教学中可以组织课前、课后的学习讨论小组,就教学中遇到的问题进行面对面的沟通与交流。
四、结语
AI技术的迅速发展,给基础教育带来便利的同时也必然会带来较大的冲击与挑战,AI视域下,中小学教师应该以积极的心态去面对机遇和挑战,抢抓机遇、迎难而上,努力培养自身信息素养,提升职业道德素养,更新教育教学观念,在人与机器日益激烈的竞争中获得主导地位,在基础教育改革发展浪潮中实现跨越式自我发展。
(1)为部分优秀的学生将来做更深入的研究打坚实的基础。在面向知识经济的今天,研究获取、表示和使用知识的人工智能学科越来越受到人们的重视。目前人工智能研究被列为中国高技术领域的重点之一。以专家系统为代表的智能化系统在信息技术中也占有重要地位。因此在高等教育中开展人工智能教育和智能化系统的研发,不仅是计算机科学的应用,也是促进各学科服务于国民经济发展的必然趋势。为使人工智能的理论、方法和技术的研究与应用普及和深入,教育重心必须要下移,即从研究生教育向本科教育普及。开展本科层次人工智能普及教育的有效途径之一是在本科高年级开设相关选修课。开展人工智能教育,不仅能够更好地发挥高等院校的育人和科学研究功能,而且能为学生拓宽专业路径,扩大自主学习空间和发展个性创造条件,同时也为营造一个使学生不仅有宽厚、扎实的理论基础,且具综合分析和解决问题能力的环境。?
(2)为将来从教的学生积聚大量的知识。英国早在1999年,人工智能课程已经作为选修课出现在中学的信息与通讯技术(ICT)课程中。许多中小学还通过机器人竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣,使学生不仅提高了用信息技术解决问题的能力,而且培养了多种思维方式,获得了更多的创新空间。美国现行的中学信息技术课程设置中,将人工智能的内容作为“媒体与技术”层面对12年级学生的要求。澳大利亚的部分中学开设的信息处理与技术课程,人工智能、信息系统、算法和程序设计、社会和伦理道德、计算机系统分别作为5个主题共同构成了该课程的教学内容。在该课程的大纲中规定,人工智能部分的教学内容在高中第3学期为12年级的学生开设,教学时间为10周。?
在我国,多年以来中学奥林匹克信息学竞赛中一直包含有人工智能相关的题目,涉及启发式搜索、博弈、智能程序设计等问题。2003年4月,我国教育部正式颁布《普通高中技术课程标准(实验)》,首次在信息技术科目中设立了“人工智能初步”选修模块,标志着我国高中人工智能课程的正式起步。?
我国的新课程标准颁布后,教育部评审并通过了分别由教育科学出版社、广东高教出版社、地图出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材,并开发了相应的教辅材料,包括教师用书和配套光盘等。为了配合中学人工智能课程的实施,国内也推出了一些适合中学生学习与体验的人工智能软件和网络资源。另一方面,一些高校的本科生、研究生也逐步关注中学人工智能教育的开展并将其作为毕业论文的研究选题。一些师范院校适应形势要求,已为师范生开设了与此相关的选修课程。?
2 人工智能的教育及教学条件现状?
通过对本人多年的教学过程进行总结,我校的《人工智能》课程教育现状可总结为如下几点:?
(1)理论知识充裕。但与实践相脱节,特别是在智能科学技术的教育教学方面。尽管知识面相当广泛,而人工智能理论的普及教育以及智能技术的开发与应用仍然十分滞后。?
(2)同其它普通高等院校一样,在本校,人工智能技术的研究与应用尚未普及,甚至比不上其它院校。这不利于培养学生的科研兴趣及创造精神。?
(3)缺乏配套实验教材,实验教学内容缺乏,无法培养学生的研究能力和创新能力。只有开设实验项目,才能使人工智能的相关知识具有研究性和综合性。?
(4)对中小学智能教育的深度及教学方式、教学特点缺乏研究。做为师范类院校,我认为在对学生进行基础知识教育的基础上,要紧抓中小学智能教育的特点对师范类学生进行相关的教育与培训。?
相对于教育现状,我校的《人工智能》课程教学条件现状要稍好一些,其状态如下:?
(1)教材使用国家级规划教材,此教材非常系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术,适合本科及研究生使用。在我们的授课过程中,也会适当为学生提供相关的国内其他先进教材,如中南大学蔡自兴教授的《人工智能及其应用》等。?
(2)为了促进学生自主学习,我们准备了多种类型的扩充性学习资料,加强学生主动学习的意识,包括:课程相关杂志和书籍目录,以及部分重要的参考文献,与人工智能相关的网络资源如优秀BBS、新闻组、网址等。 它们包括了大量的文献资料、本领域研究的前沿动态等。 使用表明,学生非常乐于查阅这些资源。 使学生能通过使用这些资源进行一些人工智能程序设计,探讨一些问题,在课堂讨论中展示他们的收获。?
(3)校园网的普及与不断优化使本课程有优良的实践性教学环境,能充分满足教学需要。我们拥有较充足的多媒体教室和网络教室,为实现本课程教学提供了物质保障。在网络资源建设方面,全校办公室、教室、学生宿舍和教师宿舍都以宽带网相连,这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用,使本课程教学质量得以明显提高。?
3 人工智能教学方法及手段的改革?
针对我们现在所采取的教学方法,我认为存在许多不足,如教学方式比较单一,教学内容偏重理论讲解等,为此,提出以下教学方法的改革:?
(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣。课程的学习效果,直接受到学生兴趣和参与意识的影响。一般来讲,《人工智能》作为一门前沿课程,开始学生学习兴趣很大,当开始接触到抽象理论知识及部分算法时,学生往往感到不易接受。 我们通过各种途径和方法, 激发和培养学生的学习兴趣,包括鼓励学生参与某部分知识的扩充性资料查找,预留一定时间请学生负责对此内容进行讲解,布置学生对某个基本成型的实验进行纠错及验证,降低问题解决的难度。学生因此产生兴趣从而做更深度研究。?
(2)进行启发式教学。 我们可以尝试在教学过程中不断提出问题请学生思考,启发学生求解这些问题,鼓励学生提出自己的猜想和解决方案,然后摆出教材中的解决方案,并与同学所提出的观点进行分析和比较,这足以加强学生学习的主动意识和参与意识,提高学生学习的积极性。?
(3)课堂辩论与交互式教学。 组织课堂辩论,讨论的议题可定位为譬如人工智能是否能超过人类智能等有争议的问题。学生通过对这些问题展开激烈争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。当然师生间的交流方式还有很多,如邮件互发、QQ留言等,也可在课程网站中的互动平台进行交流。?
(4)分层次因材施教。 在授课过程中,通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况进行及时评估,对学生提出进一步的学习建议和指导, 实现个性化的教学。 对优秀学生探讨,可以在教学设计和实验设计中要求其选作部分探索性、创新性的功课和实验,以发挥学生个性优势。对于有意于将来从事中小学教育的学生可以在机器人及人工智能技术发展现状等知识层面对其做问题讲解。而那些看似缺乏兴趣的学生,我们可以用多媒体手段如播放人工智能相关电影及科学小片引起其兴趣,实行逐步引导的教学过程。?
另外,我们可以尝试双语教学。 采用中文教材和讲授的同时,注重在课程中的关键词同时用英文表示,并适当指定英文参考短文和英文参考书。使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。我们也可以在教学内容安排上,注重理论联系实际,将一些人工智能网络上的虚拟实验给学生进行课外上网练习,从而使学生了解算法的具体运行过程, 通过参与达到知识的理解,掌握基本方法和技术。?
根据现有的条件,我们在教学中可以采用多媒体教学和网络课程教学相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化等特点,构筑以学生为主体的《人工智能》课程现代教学模式。 对于抽象知识,可通过动画和视频演示,通过声音和图像展示人工智能的历史、人物和前景,做到学生直接而深刻地看到知识的内涵外延。网络课程能较好地实现交互并使学习过程情景化,通过网络课程的课堂练习和章节练习,教师可以评价学生的学习情况,并给学生提出学习建议,从而提高学生的研究力和创新力。我们也可以给学生播放中学《人工智能》课程课堂教学录像,以使学生看到初高中学生的知识范围及深度;同时给学生播放现有的《人工智能》科学成果,让学生看到理论背后的实践;也可以播放科幻片,激发学生想象的翅膀从而有兴趣把人工智能作为将来深造的方向。《人工智能》是一门较新的课程,改进教学方法和手段不仅要靠教师,也应增加硬件设备的投入。如果人工智能能采用智能辅助教学系统或机器人辅助教学过程逼真、形象,一目了然,这样可大大提高学生的学习效率,尤其是提高学生的观察判断能力、发现问题和解决问题的能力。?
4 人工智能实践教学设计的探讨?
我们可以在教学过程中,适量开设一些实验和设计,提高学生的动手能力,并加深他们对理论知识的理解,降低理论的抽象度,提升理论的实用性。在近两年的教学过程中,我们会适量加入一些人工智能语言的教学过程。例如,在讲解了“野人与传教士过河”等问题后,我们可以让学生使用Visual Prolog或者C ?++?对算法进行实现;在讲解 TSP 问题的遗传算法解决案例后,指出编码方案、初始种群大小、进化代数、交叉率变异率等因素对求解结果的影响,并要求学生通过实验的方式来分析、理解这些问题,并提出“寻找更有利的解决方案”等问题。把学生的兴趣激发后,为解决这些问题,学生会在课外主动查阅相关文献、相互讨论以实现他们所设计的方案,这样既培养了学生善于钻研和勇于创新的精神又提高了学生的实践与创新能力。?
参考文献:?
[1] 熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨[J].宿州学院学报,2008(1).?
二、学校开展科普活动遇到的困难
(一)教育评估体系对青少年科技创新教育评估的缺失
目前,农村中小学科技教育教师承担科技活动辅导任务未能被列入本人工作量,属“额外工作”;科技辅导教师在工作中取得的成绩和荣誉在晋级和评选先进时得不到教育行政部门的承认;其次,科技辅导教师在撰写科技活动学术论文,即使是参加全国或省级论文评审获奖,其论文在评定职称时,也得不到主管部门的承认等。上述问题的存在,难以调动科技辅导教师(特别是年轻教师)的工作积极性。
(二)农村中小学开展青少年科技教育工作经费不充分的矛盾,制约了科技创新活动的开展
多年来,学校的经费上只能维持正常的办公运转。搞科技创新的实践活动需要购买仪器、材料,培训教师等,每一项都需要一笔不菲的支出。这对于本来经费就捉襟见肘的农村学校来说是不堪重负的经济负担。因此,科技活动的开展也只能停留在“纸上谈兵”的层次,想在科技竞赛的活动获得科技创新大奖也只能是“望洋兴叹”了。
(三)农村教师的知识老化和自身动手能力不强
由于教师教学工作任务重、信息闭塞等多方面的原因,许多教师基本上无法了解学科发展的前沿信息,不能掌握必要的组织开展活动的理论和方法,科技辅导教师知识老化,学科单一的弱点,缺少综合驾驭各门学科知识的能力,迫切需要充实和更新。
三、我校近几年开展科普活动的探索
(一)领导高度重视,构筑青少年科技教育保障体系
学校领导要切实转变观念,像开展新课程改革和艺术教育一样重视青少年科技教育活动,在人力、财力上给予全力支持。为使科技教育活动落到实处,学校成立以校长为组长,科技辅导教师为成员的科技活动领导小组,形成一个领导总体抓、教导处具体抓、各科学任课老师重点抓的科技活动组织网络。学校还应该广泛宣传,使全体教师达成共识,形成全校师生共同参与科技活动的良好氛围。
(二)加大宣传力度,创设科普文化氛围
学校充分利用广播、墙报、黑板报等形式进行科普宣传,让学生感受科技的重要性,营造学科学、爱科学、讲科学、用科学的浓厚氛围,推动学习型学校建设,促进全体学生科学素质的提高,很受学生欢迎。为了让学生自始至终都带着一种高涨的,激动的情绪参加科普活动,在活动中感到自己的智慧和力量,体验到创造的欢乐,我们以专业为主线,挖掘各种蕴涵于专业教学、生活习惯养成教育中的宣传阵地,耳濡目染地渗透科普教育,使得科普教育看得见,摸得着,不仅具有雕塑的代表性而且更有实践功能。
(三)以少年宫建设为载体,推动学校科普活动健康有秩地发展
我校少年宫于筹建于2014年,共投入20万元,装备了可供培训和训练、活动功能室十几间。如何将我校科普活动的有秩开展与少年宫的资源相整会,从而解决科普活动所临的师资、课时和经费缺乏的困难?学校从以下几个方面,将两项活动的资源进行整合,确保科普活动在学校有秩的开展:
1.适当调整课程设置。
学校根据实际情况出发,每学期定期将七、八年级某个下午三节课程全部调整为:体育、美术、综合实践课程,此下午三节课都统称为活动兴趣课。学生根据自己个人的兴趣爱好选择参加不同的兴趣小组。经过近两年的探索,现我校兴趣小组共分为:舞蹈、合唱、美术、声乐、民族特长、信息技术、人工智能、科技、武术、篮球、国学、芦笙、唢呐。
其中,信息技术主要依据学校的电脑室,由信息技术教师负责开展,课程内容为电脑的一些常用软件的使用和后期电脑组装的实践;人工智能的教学内容为简单机器人的设计和实践,教师主要是聘请贵州师范大学人工智能社团的在校大学生担任;科技兴趣小组的教学内容为学校义务教育阶段各学科知识的外延,辅导老师为学校老师或贵州师范学院相关社团的在校学生担任。我校担任兴趣小组的辅导教师,其三节课时量计为教师的工作量,解决了科普活动辅导教师工作量的问题。
2.聘请贵州师范学院的社团担任我校兴趣小组的指导教师。
由于我校是一所农村寄宿制学校,师资力量不足和师资结构不配套等方面的影响,担任科普方面辅导的教师比较少,为解决此师资力量不足的问题,依靠贵州师范学院落户乌当区这一特殊优势,学样主动和师范学院团支部联系,聘请师范学院相关社团的在校生介入我校担任兴趣小组的辅导员。不仅解决了科普兴趣小组缺乏师资的困难,同时师范学生自己带来的相关教学硬件设备解决了我校无力购买硬件的困难。
3.将少年宫的活动经费用于科普活动的开展。
少年宫每年有一定的活动经费,而聘请贵州师范学院社团学生所需相关的经费学校又无力承担,如何解决此问题?将科普活动的开展纳入少年宫活动建设体系,弥补了科普活动开展经费不足的问题。
地方性高校肩负着为地方经济建设和社会发展培养应用型人才的重任,是我国大学的主要群体,其人才培养模式明显区别于重点大学的研究型人才培养模式.属于教学型的地方性高校,应以市场为导向,根据地方和行业人才的需求,根据学校自身的条件,形成有自己特色的应用型人才培养模式.邵阳学院数学与应用数学专业在传统数学教育专业的基础上,结合社会发展和高等教育改革的需要,在人才培养目标与模式的制定和实现等方面进行了一系列的探索和实践.
1.数学与应用数学专业现状分析
邵阳学院数学与应用数学专业最初的专业定位是为邵阳地区乃至湖南省中小学的基础数学教育培养合格的数学教师.然而,随着中小学教师队伍的日渐饱和与独生子女政策导致的初等教育学生生源减少,师范生的就业压力逐渐增大.此外,随着社会的不断进步和发展,用人单位对学生的综合素质提出了更高的要求.传统的数学教学模式落后,教育思维单一,教师创新意识不强,只重视数学理论知识的传授,忽略实践教学环节,导致学生的学习目标不明确,实践能力和解决问题能力较差,不能满足市场对应用型人才的需求.
2.制定与时俱进的人才培养目标和模式
2.1人才培养目标.
培养掌握数学科学的基本理论和基本方法,具有运用数学知识和使用计算机解决实际问题的能力;能在科技、教育、经济和金融等部门从事研究和教学工作,在生产、经营及管理部门从事实际应用、开发研究和管理工作,适应区域经济和社会发展需要的基础实、素质高、能力强、适应快的创新型和技能型的应用人才.
2.2人才培养模式.
基于培养目标定位,构建了“一个主体、两个辅助、三个方向、四种能力”的人才培养模式,即以数学类专业课程为主体,计算机科学技术和智能优化方法为两个辅助,分为数学教育、金融数学和考研深造三个培养方向,注重学生的专业能力、应用能力、科研能力和创新能力的发展.
3.人才培养模式的实践
3.1深化课程体系改革,创新课程教学模式.
根据专业定位和社会需求,对课程体系构建了“四个平台,四个模块”,四个平台是通识教育平台、学科教育平台、专业教育平台、实践教育平台;四个模块是专业基础课程模块、专业主干课程模块、专业选修课程模块和能力拓展课程模块.其中实践教育平台通过校内实验室和中小学校、企业、政府部门等实习实训基地培养学生的实践创新能力;专业基础和专业主干两个课程模块涵盖教育部数学与应用数学专业目录中规定的核心课程;专业选修课程模块分三个培养方向,数学教育方向开设中学数学教材教法、数学史、竞赛数学、中学数学课件制作等课程,金融数学方向开设运筹学、数学模型、最优化方法、金融学、保险精算等课程,考研深造方向开设泛函分析、拓扑学、数学分析选讲、高等代数选讲等课程;能力拓展课程模块开设MATLAB语言及其应用、面向对象程序设计、数据通讯与网络、人工智能等课程.
在创新课程教学模式方面,灵活运用多媒体等多种教学手段讲授基本理论知识;及时把教研成果和学科最新发展成果引入教学,使学生了解本学科国内外的发展动态,提升学生的学术素养;构建案例教学体系,实行案例分析、建模、优化求解的案例教学模式,结合课程实验和课程设计,培养学生的创新思维及分析问题和解决问题的能力;准备课件、案例库、试题库等网络资源,开展网络互动教学模式,有效调动学生的学习积极性,促进学生积极思考,巩固课堂所学知识.
3.2加强数学建模能力培养,提高学生综合素质.
通过多种渠道加强对学生数学建模能力的培养,首先在课程教学中引入案例教学模式,贯穿数学建模的思想方法,布置与建模有关的课程小论文,并鼓励有兴趣的学生加入教师的相关科研项目,激发他们的创造性思维;其次成立数学建模协会,定期进行培训和课外辅导答疑,将往届的数学建模竞赛题以作业的形式布置给学生完成,积极组织学生参加全国大学生数学建模大赛;最后是加强硬件建设,近年来,在学院的支持下,本专业配置了一个拥有120台电脑的专用机房,为师生上机训练和数学建模比赛提供了极大便利.
3.3突出实践教学,注重学生的师范技能培训.
通过课程实验、课程设计、数学建模竞赛、教师技能比武、参与教师科研项目、教育见习、实习、毕业实习等多种途径,培养学生的实践创新能力.建立包括邵阳市四中、六中、十中、十一中等学校在内的教育见习、实习基地及银行、企业、政府部门在内的毕业实习基地.在课程设置上,以学生的认知规律为基础,变单一的集中实习为循序渐进、形式多样的系列实习,具体安排如表一.
3.4加强学生毕业论文的指导,引导论文选题与社会实践相结合.
重视学生毕业论文的指导工作,严把两道关:选题关、开题关.加强毕业论文题目的应用型,可以将学生的毕业论文更多地和教师的应用型科研项目结合起来,使指导教师的指导更专业,学生科研的方向更明确;鼓励学生选择数学建模方向的题目或者将毕业论文和实习、社会实践等相结合.
4.结语
地方高校数学类应用型人才的培养,应结合自身特点和社会需求确立人才培养模式,将课程体系的优化、教学模式的改革和实践教学内容的组织贯穿于教学的每个环节,这样有利于培养适应地方和行业人才需求,服务于地方经济的应用技术型数学人才.
参考文献:
一、边疆地方高校现代教育技术专业培养目标的重新定位
做好学科专业建设,首先就是明确培养目标,也就是要培养什么样的人。边疆地方高校的现代教育技术多设为专科专业,主要培养的是边疆地方所需的现代教育技术应用型人才。不论是本科还是专科,教育技术学科的人才培养目标一直以来都存在一个比较突出的问题,就是比较“全”,也就是要求所培养的人才是一个“全能人才”,既懂教学又懂技术,既懂科研又懂管理。这样定位出来的培养目标,必然导致后面课程的设置也是非常全面,学生在学习的时候就感觉什么都学,但又什么都学不好。针对这种情况,结合边疆地区教育信息化发展的现状,在进行人才培养方案修订时重新对专业培养目标进行了定位。本专业培养主动适应社会主义经济文化建设和九年义务教育需要的,具备良好的人文、科学及专业素养,具有敬业精神、创新意识、实践能力和可持续发展潜力的,能够为地方区域性经济和社会事业发展服务的从事小学(或初中)信息技术课程教学、校园教育资源开发与应用、教育影视与多媒体作品制作等工作的应用型人才。南国农先生曾对教育技术学专业的培养目标进行了阐述,他认为“教育技术学专业要培养的,是本学科领域既懂教育又懂技术的创造型人才,主要是四种人:教学人员———中等学校信息技术课教师;技术人员———教育软、硬件开发人员;科研人员———新理论、新技术、新产品研究、设计人员;管理人员———电教机构、网络教育系统等管理人员。”[1]专业的培养目标不可能完全涵盖这四种人才,边疆地方高校应根据地方发展的实际需求来设定培养目标。对于边疆地区来说,中小学信息技术教育相对落后,极需能够从事中小学信息技术教育的教师,因此将培养目标主要放在能够从事小学(或初中)信息技术课程教学的人才培养上,也就是南国农先生提及的“教学人员”。对于专科层次的学生,这种培养目标的定位应该是恰当的。正如王竹立教授在《衰落,还是兴盛?———关于教育技术学科前景的争鸣与反思》一文中指出:我国目前教育技术人才培养分为专科生、本科生、硕士研究生和博士研究生等不同层次。应根据市场的需求,来确定不同层次的人才培养目标。例如,“一般的中小学需要既能讲授信息技术课程,又能从事计算机和网络设备与平台维护的技能型人才;在线教育企业和各级教育信息化部门需要懂得教育技术和教育信息化基本理论,具有一定的设计、开发与管理能力的人才;高等院校和学术单位需要具有较深厚教育技术理论素养、对教育教学问题有深刻认识和洞察力的研究型人才。”[2]边疆地区整体教育信息化发展较为滞后,以培养学生信息素养为目标的课程主要由中小学信息技术课程来承担。因此,对于边疆地方高校来说,培养能够承担边疆地方中小学信息技术教学的教师应是现代教育技术专业最重要的培养目标。在这个培养目标中,还涉及到了校园教育资源的开发与应用、教育影视与多媒体作品制作等,这与前述并不矛盾,因为教育信息化时代要求所有学科的“教学人员”都要具备这些能力。
二、边疆地方高校现代教育技术专业课程设置的调整与优化
2020-2021第一学期我校教学工作的总体思路是:在学校党总支的坚强领导下,紧密围绕市县教育部门工作重点,创新工作思路,继续落实推进“向班级管理要质量、向年级调控要质量、向规范教学要质量、向教研活动要质量、向归纳总结要质量、向三段学习要质量、向信息化教学要质量”总思路,努力完成本学期既定教学任务。
第二部分主要任务
一、紧密围绕“立德树人”核心,实施五育并举,以全力提高教学质量为核心,以全面侧重毕业年级教学,总结2020年中考备考经验,扬长避短,优化整合九年级教学师资队伍,以2021年中考新目标为基准,全面提前教学规划和阶段检测训练,全力做好新年度教学及中考备考工作,实现中考上线32%,上线人数360人。
二、持续推进“互联网+教育”工作,推进“人工智能助推教师教学发展”工作,
三、继续强化备课组实效;全面停止纸质教案设计,推进导学案、预学案,抓实课前课中课后三段,落实教学导学案研究和学生合作学习模式;整合改进教师教学教研模式,积极参加贺兰一中“互联网+教育”联盟各项教研活动,提升教研实效;
四、实施骨干教师考核管理,提升和发挥各级骨干教师教学示范及教学指导作用,促进学校教育教学质量向好发展。
五、全面开展人身安全教育、预防教育、消防避险等综合安全教育,促进未成年人思想道德教育提质有效。
第三部分 工作重点
一、持续推进教师队伍建设
一是严抓教师职业道德建设。严格执行中小学教师职业行为“十不准”;严格落实师德师风考核要求,推动师德师风建设上台阶。加强学校思政史教师队伍建设,召开思政课教学工作专题会议,加强学生思想道德、国家观念、民族理念教育,开展人身安全教育、预防教育、消防避险等综合安全教育。
二是运用考核机制发挥骨干示范作用。结合全县骨干教师工作实效考核,严格执行骨干教师考核方案,以骨干教师示范课、教研讲座、试题命题、教学指导、课题研究等活动考核进行量化绩效,按效取酬,规范教师队伍管理,充分发挥优秀教师引领示范作用。
三是开展课堂教学评比活动。根据各年级教学特点,开展各类教学新技术支持下的示范课、汇报课、评比课;举行第二期互联网技术背景下虚拟现实技术培训和青年教师课堂教学大赛,推进“微课制作”、腾讯课堂等线上技术培训交流学习;促进年青教师信息化条件下的教学技能掌握和教学能力再提升。
四是继续推进青年教师培养。在已经开展的“互联网+教学”教学助手运用系列活动基础上,继续推进青年教师的培养,在新技术下集体备课、班级管理、教学技术运用、家校合作等方面开展培训,力求出成效,见效果。
五是树立风清气正教育风气。坚持教学成绩和教学实效与绩效考核与评优评先挂钩,突出教学实效,尊崇奉献精神;倡导争先创优,积极进取,学人之长、补己之短、共同进步的良好教学竞争风气。
二、强化常规管理促规范
一是强化教学管理。根据自治区教研室新制定的《义务教育阶段学科课堂教学基本要求》《义务教育阶段学科课堂教学评价标准》进一步规范课堂教学要求和评价标准,增强课堂责任意识,提升课堂教学实效;杜绝私自调课、旷课、迟到、早退、中途离堂等现象;敢管敢抓,坚持谁的课堂谁负责,谁的问题谁解决;坚持提前候课制,教师提前1分钟进教室,不迟到,不拖堂。坚决杜绝教师讲课的随意性和课堂组织失控现象,确保各项教学工作科学、有序进行。
二是加强听课指导。主管教学的教学副校长学期听课总数不少于30节,教务主任、教科室主任听课不少于20节;骨干教师、备课组长听课15节;其他行政领导学期听课不少于10节;普通教师听课不少于10节,青年教师听课不少于20节,其中一师一优课部级、省级优课15节。
三是加强检查力度。坚持教务处、年级部检查双轨并行,将每天检查早自习、下午辅导课、晚自习教师到岗情况并与教师考核挂钩;采取当天通报,一周一汇总,一月一核算的方式,督促教师加强课堂管理。
四是坚持教学研究。定时提请学校党总支、校委会定时召开教学工作、年级管理、成绩分析专题会议,推进七八九年级教学、管理、成绩、学情等信息互联互通,发现问题、分析问题,解决问题,补足短板,改进工作,提升实效。
三、推进教学教研出实效
一是提升教研质量。继续推进和加强备课组建设,推进备课组由教科室、年级部并行管理模式,教科室监督指导引领教研,年级部侧重教学质量的统筹实施,行政领导参与联系指导,名师骨干示范带动,多措并举,协同提升、多维一体提升教学教研实效。
二是提升教学实效。抓实课前课中课后三段,落实课堂学生小组合作学习,实行主要学科教学导案、学案制,进行教师课前布置,学生课前预习,课上练习,当堂复习小结测试,形成学生带着问题来上课,课堂里面能消化,课后复习能巩固,单元测试来提高有效体系。七年级主要抓好入学新生学习习惯养成,实现小初衔接适应;养成各学科学习习惯;持续推进“互联网+教育”工作,推进“人工智能助推教师教学发展”试点,推进智慧教学实验;抓实课前课中课后三段,推进导学案、预(自)学案教学,借助“洋葱数学”“一起中学”“智学阅读”、语文诗词学习视频等教学平台开展课前预习及巩固,全面提升学生学习实效,夯实学科基础。
三是抓好检测备考。加大八年级中考检测生物、地理课目教学,强化训练,适时调整课时,全力抓好教学,为结课测试打好基础。抓好各学科的阶段检测、训练,及时了解、掌握、总结教学情况;严把单元检测、期中、期末等考试试卷命制和质量分析关,试卷必须由年级学科市县骨干教师命制或审阅;重视考的质量分析,测试成绩必须进行年级分析,找差距,寻根源。
四是开展导学案教学。践行翻转课堂教学理念,抓实教学三段实效。抓实课前课中课后三段,推进信息化条件下导学案、预学案教学,抓实课前课中课后三段学习实效,有目的的开展各学科比学习、比进步、赛成绩,促提升活动。
五是落实联系制度。将行政领导参与指导备课组活动纳入考核;树立行政领导是联系指导的学科成绩提升责任人的理念,牢固树立全校上下人人关心教学,人人参与教学,人人服务教学理念。改变行政领导联系指导学科教研空挂名,不到位,无实效、两层皮,考好考坏与己无关系的怪现象;
六是遵循实际原则。遵循“低起点、小步子、多活动、勤反馈”的原则,围绕“教什么,考什么;学什么,讲什么;讲透、学透、练透、巩固好”的思路,狠抓学生良好学习习惯养成,紧扣课本教材不放松,推行高效学习,小组合作学习,培养学生语文、英语学科大声诵读,主要学科记录学习笔记的习惯;抓实抓好阶段小测反馈,查漏补缺;教师要主动多做标准试题,把握重难点检测的题型、广度和走向,以试题有效指导练习,已达到巩固和提高教学质量的目的。
七是立足实情,以“慢、稳”为主基调,做好衔接过渡。七年级起始年级,学生来源复杂,新教师多,学生之间学习能力差异较大,同时学生在学习环境、学习方式方法、课程作业、交友处事、心理适应转变等方面都会存在很多困难,班级管理紧扣“精细、和蔼、耐心、肯定、鼓励、指导、帮助、引领”的原则开展工作;课堂教学紧紧围绕“低、少、慢、稳”教学主基调,切实做好小初过渡衔接工作,即,课堂难度要求低,讲授内容少,作业布置少,课堂节奏慢,课堂整体把控稳;加强对学生学习方法的耐心指导,指导新生学习习惯养成,通过有目的、规范性、引领性活动帮助同学们快速实现小初衔接适应;帮助同学们适应初中课堂学习要求,养成各学科学习习惯,有效提升成绩。
八是发挥信息化教学平台积极辅助作用。借助“洋葱数学”“一起中学”语文诗词学习视频等教学平台开展课前预习及巩固,安排晚自习课堂后20分钟进行“洋葱数学”视频预复习,扎扎实实夯实语数英学科基础。
九是拓展学生时事新闻视野。晚自习6:50-7:30集体收看《新闻联播》,提升学生了解知晓时事能力,拓展学生时事新闻视野。
十是推行“五育并举”,实施素质教育。加大体教融合,分年级分场地分内容开展劳动清单教育。配合开展“七比七赛”德育系列活动。
四、推进互联网运用有创新
一是推进教学新技术迁移。将“停课不停学、离校不离教”空中课堂、网络教学中实践成熟的信息化教学模式迁移到实际教学中,在七八年级走读班级,借用疫情防疫期间 “腾讯课堂”线上教学成功平台,开展走读生在家自习辅导活动。进行“智慧课堂”AR、MR虚拟、半实教学技术前期培训,为“智慧教室”创客教室建设使用做好师资储备。
二是继续充实互联网校本资源。坚持“教学助手”“人人通空间”“云校家”校内及个人空间资源的上传,开展信息化实验创新。关注推进董耀华、曹学文名师空间建设,提升质量,创建品牌。
三是持续开展成绩测评数据分析。继续依托互联网信息技术企业平台,开展成绩测评数据分析。抓实抓好成绩分析工作,考必分析,从试卷质量、课堂教学、学生学习等方面进行精准到位、数据到人,树立大数据分析,信息化助推教师能力提升理念。
四是推进创客活动丰富提质。推进智能机器人课外社团扩面提质,参加区市相关比赛,锻炼并提升机器人社团整体能力。
五、实现教学成绩有提升
一是明确责任目标。以提高教学质量为核心,牢牢扭住中考升学360人目标,签订目标责任书,将中考指标分解到班主任、备课组、责任领导,促使九年级全体教师“心中有目标,眼里有学生,脑中有方法,脚下有行动”,努力完成2021年中考目标任务。
二是抓好临界生提升。牢牢抓住100名临界生,关注激励优秀生,抓住临界生,稳定中职群体生。在有限的复习时段内,提升教学复习实效;通过课堂归纳、习题训练、复习自修、查漏补缺等措施提升升学群体成绩。
三是紧盯中考走向。预计2021年全区中考将遵循教育部“学什么、考什么”的方针进行命题转变,试题回归课本,趋向生活化、实际化,语文传统文化、古诗文;关注体育训练,道德与法治学科时事政治、时事材料分析等方面仍然要加大关注与分析;同时必须加强与县教研室、区市名校银川九中阅海分校、银川二中、唐徕回中的对接交流,掌握跟踪复习走向。
[关键词] 教育信息化 计算机辅助教学 教育技术能力目标 校园网络
在现代科学技术飞速发展的今天,教育的技术手段也在不断的飞速发展,随着计算机的日益普及,计算机在教育领域的作用越来越被人们所重视,计算机课程教学、计算机辅助教学、计算机辅助管理已经进入学校的议事日程。其中计算机辅助教学成为了教育技能的一个重要考核目标。由此出现了一个新的概念教育信息化。教育信息化使计算机和网络步入核心的教学领域,基于行为主义的传统学习理论为当代认知学习理论所取代,它对教师的教育思想、教育观念、教学方法乃至教师的知识、能力结构都提出了全新的要求。
教师的现代教育技术能力是教育信息化的基础。新的教学模式形成、发展,同教师的现代教育技术能力密切相关。学校教育信息化水平和普及程度,取决教师群体的现代教育技术能力。教育信息化的发展要求教师增强终身学习的能力,不断调整自身的知识结构,基于多媒体和网络的现代教育技术能力将是教师进入21世纪的资格证书。 学会使用局域、广域和国际互联网,应用多媒体、学会电子备课成为教师必须具备的基本功,掌握应用远程教育系统将成为优秀教师的新的技能。
知识经济时代,专业分工会越来越复杂,教育所涉及的领域也会越来越宽广,教师的知识结构需要更新,业务水平需要不断提高,尤其需要人工智能的补充。未来的教师队伍不但需要有丰富专业知识的教师,需要大量计算机硬件和软件人员,更需要在多方面都有建树的通用人才。教师在学校的教育教学活动中处于决定和支配地位。教育教学活动是由教师的教育影响和学生的个体发展构成的一种双边协同活动。在这一活动中,学科教师是教学过程的组织者与领导者,肩负着把人类的文化成果、知识体系,传授和转化为学生自身的知识的重任。学科教师掌握着教学目的,决定着教学方向、内容、过程。没有学科教师参与的计算机辅助教学很难满足学科教学的要求。在以前进行计算机辅助教学过程中,大多是采用计算机公司开发的教学软件,或由计算机教师开发教学软件供学科教师使用,有时甚至由计算机教师控制计算机辅助教学全过程。这种现象的产生主要有计算机普及程度不高,非计算机专业的学科教师对计算机充满神秘感。因此在进行计算机辅助教学时,不熟练计算机操作的学科教师往往不能保证课堂教学的顺利进行。
其实在计算机辅助教学过程中学科教师仍处于主导地位,因为学科教师要根据各自的教学特点、教学内容、学生学习情况进行备课,教学过程也应完全由学科教师控制。如果计算机辅助教学软件不能由学科教师灵活使用,必然会导致教学目标难以实现。因此要求计算机辅助软件必须具有较大的自由度,或由学科教师按自己的思路设计计算机辅助教学软件。
根据2004年12月出台的《中小学教育技术能力目标(试行)》的规定,其中规定了所有的教学人员的教育技术能力标准,其基本技能项包括了掌握信息检索、加工与利用的方法,掌握常见教学媒体选择与开发,掌握教学资源管理、教学过程管理和项目管理的方法,掌握教学媒体、教学资源、教学过程与教学效果的评价方法。
为了适应社会发展的要求,以教育的信息化带动教育的现代化,促进教师教育教学水平的跨越式发展,积极推进教师教育信息化建设,已是目前一项迫在眉睫的任务。为了使学科教师掌握必要的计算机技术进行计算机辅助教学活动,如果对教师在这方面提出过高的的要求是不现实的,甚至产生负面效应,所以必须根据中小学教学内容的特点进行分析,归纳出学科教师进行计算机辅助教学时应掌握的基本内容,由浅入深逐步进行培训,以增强学科教师的信心,使学科教师尽快掌握必需的技能技巧。对学科教师应有如下基本要求:
1、首先掌握计算机基本操作,如Windows基本操作,汉字录入及排版。
2、了解网络的基本原理和网络管理的基本方法。
①、要求所有的教学人员懂得应用网上资源,学会查询、学会复制、学会建立新文件。
②、在专线开通和网站镜像完成后,及时进行Internet应用培训,要求教师会使用国际互连网,会在网上搜集、查询、整合信息,会收发电子邮件,会利用互连网资源进行教学。
③、在网络资源管理数据库建成后,要求所有教师会进行网上资源点播,通过网上备课和通过资源重组进行教学。
④、在学校教育网站建成后,要求所有教师建立自己的网页或班队主页,逐步学会进行网上交流和远程辅导。
3、熟练掌握一种或多种多媒体开发工具。如:Authorware 、PowerPoint、Flash、Frontpage等。
组织骨干参与素材库的建设,学习资料数字化处理技术,掌握不同音视频文件格式的编辑、压缩、转换方法。建立起数据量达到500G,以素材为主的教学资源应用系统。基于我校校园网具备的信息高速传输,数据多路并发和资源高度共享的特性,我们提出用足、用透、用够校园网,提出把计算机辅助教学由典型课例变为常规课、家常课。当学科教师工作的科技含量更高,将会有更多的时间投入到精心运筹为学生提供学习材料,创设最佳教学情景,如何组织学生学习活动中的探究和协作,如何通过语言文字、会话和表达,最终建构有意义的知识结构,以及如何对学生认知结构实施定性定量的分析检测并随时做出调控的工作。校园信息网络的建设和应用实践,推进了教学实验的进程,加速了从以教为中心到以学为中心的教学模式的转变。
在提高学科教师的技术能力的时,以培训为手段,在培训时给学科教师提供设备和时间上的保证,根据学科的特点,对学科教师进行不同层次的培训。在培训学科教师时,由于各学科教学内容的差异,对学科教师的开发技能要求也不同。在语文、英语、地理、历史、生物等学科的课堂教学中,演示的内容较多。因此,首先要培训教师如何制作演示类软件,同时也要培训这些学科的教师如何制作和利用多媒体素材,如声音、动画、图像等,而在计算机语言、过程模拟等方面的要求则可以降低一些。在数学、物理学科中,对学科教师的要求要高一些,除了掌握演示软件的制作外,对计算机的图形变换、编程语言、过程模拟等方面的知识也要作一般的要求,这一要求也符合他们的专业特点,因为他们一般都有一定的计算机基础。在培训过程中,要求教师在利用多媒体素材和制作课件搜索所需资料的时候养成随时收集资料并且良好分类的习惯。
中华文化的博大精深给中文应用者提供了纵横驰骋的广阔空间,由于个人的受教育程度、职业需要及文字风格的千差万别,多数人都需要一个完全按照个人意愿编制出来的词库,即具有个性特征的个人专用词库,从这以意义上说,从Windows95开始为用户提供的“输入法生成器”。实在是功德无量。
Windows98问世以后,由于硬盘与内存容量的不断升级,以及CPU反映能力的加速,使得在Windows平台下的自定义输入法有了更加广泛的应用空间,而且突破了6.5万词条的限制。从理论上说,自定义的输入法可以做得无穷大。目前我个人使用的《沈沉词库》的词条就已达6万条。WindowsMe与Windows98是姐妹版,同样可用自定义的方法来生成自己个性化的输入法。但WindowsXP却把原先的“输入法生成器”取消了,即使把Windows98下的“输入法生成器”拷贝到WindowsXP,虽能转换码表,但却不能安装。不论微软对WindowsXP如何地自吹自擂,但取消“输入法生成器”,无论如何是失算的。
一、基于计算机汉字输入的研究
应用需要一些软件的支持,才能科学,优化,好用.目前不少发明人已拥有一些专用软件,为有效利用这些软件资源,节省人力时间,降低研究成本和周期.建议:这些软件集中起来,统一管理。让需用者登记申购,一次发放。这样供,需,管均受益,并助学术繁荣,软件举例:
1.静态重码率自动收索统计软件searcherro
2.汉字词汇自动排序删除重复软件
3.各种输入法教学软件等
4.计算机降低重码软件
5.计算机操作记忆增速软件.
6.汉语各种专业词汇库(20多专业)软件
7.汉语综合词汇库软件
8.直接挂接进入windows9x编码生成器的软件
二、基于智能规范码输入平台的实现
智能规范码输入平台是有八个编码方案的复杂系统。由智能规范拼音、智能规范双拼、智能规范形码、智能规范数码和普通规范合码所组成。其中普通规范合码包括规范拼音、规范双拼、规范形码、规范数码。智能、普通规范数码在数字键区输入汉字。平台初始状态为智能态。智能规范拼音最大输入6码,智能规范双拼与智能规范形码为2码,智能规范数码为3码。用快捷键相互转换。智能状态由转换符转至普通状态时,首字符为数字时码长最长为6码,输入普通规范数码,首字符为字母时码长最长为4码。不足码长时用空格返回智能状态。
智能规范码的用户范围是普通人群,特别是中小学生。所以学生版在GBK字符集中异体字与不规范字不参加编码。由于GBK的字符集里包含了中日韩三国所使用的汉字,所以日本和韩国用的汉字也不参加编码。普通版为GBK字符集,超集版为GB18030字符集。
智能规范码输入平台采取双智能输入的混合输入方式,可以减少输入量即减少码长,减少键选率。加快了输入速度。
汉字不再需要人工编码,智能非智能输入方法已有长时的研究和应用,关于智能混合输入,作者进行尝试,特点很多,尤其对词的岐义处理具有一定的特色。可以说是具有独特风格的智能汉字输入平台生成系统。
三、基于语用统计的智能输入软件
1.原理
主要利用语用统计的数据来消化同音字、词,以及化解歧义分词。在学科分类中属于运筹学范畴。
使用概率统计运筹决策的方案很多,文献[5]通过统计字字相关的同现概率矩阵来完成汉语语用统计库结构.这个矩阵的大小是固定不变的.只与字符集的大小有关。文献[5]作者通过搜索了500万字语料给出了一个3673 X 3673的同现概率矩阵。文献[4]是基于几理解和基于语用统计相结合的设计。该设计根据分词后的输入语句查找知识库.用句法、词法、语义和自定义的规则作为制约对文章进行解析推理,当存在同音词时。采用最优评价法来确定最佳选择作为转换结果。同音词的评价值需要考虑词性、同现概率、近期使用状况等因素。具有最优评价值的选择即为转换结果。当具有最优评价值的第一选择而非日标选择时,可选用次优选择或用手工方式进行修正,候补修正或人工修正均被记录,作为下次转换时修改计算评价值因素的依据,也就是自学习功能。
2.典型作品
蔡榕先生设计的最优评价函数法拼音汉字转换系统;
蒋先生设计的Autoway;
清华大学人工智能实验室夏莹等研制的智能输入软件。
3.优点与存在的问题
优点:(1)对于己经进行过语用统计或者具有相同类型的领域,系统的转换正确率比较高,或者说语用统计具有偏向性。对每一个用户而言,在使用过程中,语用统计库将会从最初的通用型逐渐改变为符合这个用户语用习惯的专用型。(2)软件开销较小,在CPU为486的机器上就能运行。
存在的问题:(1)作为一个整体的同现概率矩阵,不能做到模块化、积木化。(2)偏重整句处理,当出现转换错误时,需要使用者回头去纠正,干扰了正常的思维。(3)当前,自动分词的准确度只能达到98%左右,键选率的降低受到限制。
四、基于模板匹配的智能输入软件
1.原理
寓汉语语法知识于巨量的短语串中,进而利用这些短语串来消化同音字、词.以及化解歧义分词。这种短语串通常称之为“模板词”。
这种系统通过模板词搜索引擎来完成汉语语法体系的组织。需要搜索巨量的语料.获取巨量的短语串,才有可能大体上包容汉语语法知识。例如:智能狂拼搜索了100亿字语料,模板词库最大时需要约540MB存储空间。根据分词后的输入语句查找模板词库和句法规则库,然后进行匹配处理。如果匹配结果唯一,则不必再用概率推理;若存在两个以上的候选结果时,则根据句法规则或概率推断进一步判定,选出一个最有希望的可能结果作为输出。
2.典型作品
中文之星数码科技有限公司推出的智能狂拼;
黑马新技术公司推出的黑马智能输入软件;
大自然软件开发有限责任公司推出的自然码2000(句输入版)。
3.优点与存在的问题
优点:对于几己经搜索过模板词的或者具有相同类型的领域,系统的转换正确率比较高,或者说模板词库具有偏向性。对每一个用户而言,在使用过程中,模板词库将会从最初的通用型逐渐改变为符合这个用户语用习惯的专用型。
存在的问题:(1)模板词数量巨大,对电脑硬件有一定的要求。486及以卜的低档机难以使用。(2)对拼音输入的模板匹配智能输入软件而言,通常只支持汉语拼音的26键位输入,注重连续和完整的音节输入,平均码长较长,采用简化拼音输入时键选率较高。(3)偏重整句处理。当出现匹配错误时,需要使用者回头去纠正,干扰了正常的思维。自动分词的准确度只能达到98%使键选率的降低受到限制。
五、基于上下文关联的智能输入软件
1.原理
文献[5]采用语用统计来实现上下字关联智能输入。下面介绍的是一种基于模糊控制理.利用上下文关联(向上关联4个词语,向下关联1个词语)的语用环境来智能选择重码字。在学科分类中属自动控制分支非线性控制范畴。将自然语言看成是一个模糊的集合,将汉字输入系统作为一个非线性控制范畴的模糊控制系统来对待,预学习工具(或者转换出现错误时的手工键选信号),相当于一个传感器,算法程序、汉语知识库和动态语用统计库作为非线性调节器,使得系统的键选率和平均码长逐渐趋于最优。例如,青月亮汉字通上文关联4个词,下文关联1个词,合计上下文关联5个词,这一调节机制涉及到许多相互矛盾和相互牵制的受控参数,模糊集合的特征函数从[0,1]区间连续取值,可以较为准确地表现各种语言现象差异,获得比较好的效果。
2.典型作品
青月亮科技开发有限公司推出的青月亮汉字通智能输入软件平台GM 3.1
一笔软件有限公司推出的一笔智能输入软件(26键位和10键位)
字原科技有限公司推出的101智能输入软件TZ8.2/9.1/20000
3.优点与存在的问题
优点:(1)对学习过或者具有相同类型的语料,键选率比较低,或者说汉语知识库具有偏向性。对每一个用户而言,在使用过程中,汉语知识库将会从最初的通用型逐渐改变为符合这个用户语用习惯的专用型。(2)青月亮汉字通作为一种音码、形码和笔画码二位一体的通用智能处理平台,支持26键位、10键位、8键位和5键位规模的键兀集,支持GB18030的27533超大字符集,为各种输入法增加上卜文关联智能输入的后处理支持.让这些输入法变得更易学、更好用。(3)采用字段输入,不使用语句级输入,使语法规则简约化,易于知识表达。此举不但降低了键选率,还大大缓解了输入过程中“回头看”的问题.基木上贴近了人们的使用习惯。(4)程序开销积木化,在CPU为486的机器上就能运行。遵从一系列信急处理用的国家标准和规范,特别是与汉字输入密切相关的两个标准《GB/T 18031-2000信急技术数字键盘汉字输入通用要求》和《GB(待定)信息技术通用键盘汉字输入通用要求》。(5)旅拼音输入时,采用人工分词。在形式上与英文接轨,既可以避免3%的歧义分词错误,也可以兼容简拼输入,大幅度降低键选率和平均码长。青月亮汉字通在保证支持完整拼音输入的同时,尤其提倡使用简拼输入(一个音节要么只取音节的首字母,要么就取完整音节)。
存在的问题:(1)字段输入还未能完全根治输入过程中“回头看”的问题,每当终选字词有错时,仍然需要近距离的即时修改。(2)对“上下文关联”机制的人机界,而用户需要一个熟悉的过程。因此,青月亮汉字通也允许使用者关闭“上下文关联”智能输入,仅保留“上文关联”机制和恢复逐字、逐词上屏的输入方式。
六、结束语
上世纪八十年代我国学者提出的“从开发人脑到开发电脑”、“字为基础、词为主导、智能处理”,只是指明了汉字输入技术的发展方向。时至今日,己有近十种输入法采用了智能化处理重码的技术。这些智能输入软件中有的采用人工智能理论,有的依据概率统计方法,有的依靠自动控制技术,多数软件设计两种方法。效果较好的青月亮软件更是在模糊控制的框架内使用了语法规则和动态语用统计。(下转第9页)(上接第4页)如果像当年“万马奔腾”一样,智能化软件也形成“百花齐放、百家争鸣”的局而,则钱伟长教授要求的易学、易用的理想的输入方法的实现为期己经不远了。
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21世纪的课堂是多媒体的课堂,在科学技术发展的今天,教育不再仅仅是“粉笔加嘴巴”的传统模式,现代教育技术必然会引入各学科教学领域,计算机辅助教学(CAI)和计算机管理教学(CMI)已成为世界范围的教育研究领域和未来教学的发展趋势。多媒体计算机辅助教学具有明确的教学目的,能反映教材内容和相应教学策略程序系统,具有综合处理图、文、声、像的能力,使学习者能通过多种感官获取知识,增强理解能力,提高教学效率。帮助解决教学过程中的难点、疑点问题,提高学生的学习积极性和主动性,培养学生的思维能力,达到增强教学效果、提高教学质量的目的。
1计算机辅助化学教学的功能
在大力提倡素质教育的今天,坚持素质教育的基本观点,就在于要面向全体学生,通过个体的发展,实现真正意义上的全面发展,同时帮助学生具备各方面的基本素质,形成合理的素质结构,为学生的未来发展奠定坚实基础。而要实现个体的全面发展,必须立足于学生个体差异、因材施教,使学生不仅要有雄厚的知识基础,还必须掌握获取知识技能的方法,形成自学能力。只有这样,才能适应未来社会不断变化的需要。而计算机辅助化学教学的主要功能,在于它能对素质教育目标的实施提供有益的帮助。
我们认为,计算机多媒体技术应用于化学教学中具有以下功能:
(1)多媒体集文字、图形、图像、声音、动画、影视等各种信息传输为一体,具有真实感和很强的表现力,可以激发学习者兴趣,引起学习者注意,提高学习者学习化学的兴趣。化学多媒体软件的内容组织上采用了大量色彩鲜明、活泼有趣的音像画面,有助于调动学习者的学习积极性。
(2)可以变抽象为具体,模拟微观世界的化学反应和现象,使教学更加形象、直观、生动,便于学习者理解和掌握。化学是研究原子、分子等微观运动和变化规律的一门学科,对于化学中运动而复杂的微观世界,用传统的教学手段很难使学生理解掌握,而借助计算机的模拟手段,可以使学生比较直观、形象地认识微观粒子的运动,从而对化学变化的本质能一目了然。
(3)可以动态地、对比地演示一些化学现象,有效地控制变化的速度,调节快慢,从而便于学习者观察和思维。有些化学反应瞬间完成,对其过程很难分步观察与判断,通过多媒体技术,教师可以模拟控制反应变化的速度,调整教与学的进度,在教师与计算机的共同启发下,培养学生的能力。
(4)利用多媒体的人机对话、界面友善、超文本、人工智能、可编著工具、方便的外设、虚拟现实等功能,可以使学习者沿着自己的思路,适应自己的需要去发展学习的过程,及时反馈教学信息;可以突出重点,解决难点,增大课堂教学容量,极大地提高教与学的效率。计算机信息贮量大,处理迅速,具有友好的工作界面,方便的人机交互功能,能为学生提供良好的个别化学习环境,使学生能根据自己的学习能力调节学习进度和难度,真正实现因材施教。而教师可以根据学生已有的认识基础,构建问题情境,指导学生独立地上机学习,并辅之以必要的反馈练习,及时肯定或解答,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。由此可见,计算机辅助教学在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面,具有明显的优点。
(5)多媒体的各种信息传输手段作用于学习者,可以同时调动视、听、说等多种感官,形成合理的教学过程体系,使学习者在最佳的学习环境中学习,达到教学的最佳效果。多媒体的多感官刺激作用,有利于学生注意力的长期保持和获取知识。
(6)多媒体网络可以缩短时空距离,加强人与人之间的联系,拓展学习者的视野,形成互助合作的良好风气。如电子图书馆和网络的服务,允许用户把信息(电子邮件)传给本系统的其他用户,也可以通过计算机获得图书馆的信息,其好处是不言而喻的。
正如埃斯特伦所说:“计算机能非常直观地、多方面地提供学习经验,这可以使一个年轻人在大约几个月的时间内达到用传统教学方式需几年才可达到的水平”。由于计算机辅助教学具有这些功能,这就决定了它在化学教学中定会发挥日益重要的作用。
2计算机辅助化学教学的现状
目前,计算机在教学上的应用普遍停留在基础知识、文字处理、数据库基础等层次上,计算机在化学教学中的应用还处于发展阶段。究其原因,一是适合中学化学教学的计算机软件不多,目前已有的一些已商品化的化学教学软件也仅停留在初级教学水平,教学针对性不强,而一些水平相对较高的软件价格偏高,脱离了中学师生的承受能力,因此难以在教学中发挥作用。二是市场上的计算机辅助教学(CAI)软件品种单一、 制作粗糙、交互性差、界面不理想、连贯性差,难以形成系列产品,更难以在全国推广。三是现阶段我国中学教师现代科学技术水平普遍偏低,往往是懂化学的不懂得软件编制,许多经验丰富的教师不懂计算机操作和计算机语言,对计算机辅助化学教学焦急万分但无法实现自己的许多设想;而会编制软件的人员却又不甚了解化学教学,即使他们有丰富的编程经验也很难能编制出一个令人满意的CAI课件,这种情况就使得课件设计与制作相脱节,因此很难编制出较为理想的教学软件。
我们认为,计算机辅助化学教学的现状突出表现为以下几方面:
(1)各地区经济发展水平很不平衡,在很多地区存在着资金短缺的情况,很难对计算机辅助化学教学进行深入的研究与开发。
(2)研究与编制力量分散,队伍不整齐。尤其是对计算机辅助化学教学的研究缺乏整体设想与规划,CAI课件难以做到质上的突破。
(3)在突破教学难点上还缺乏好的CAI课件。CAI化繁为简、化虚为实、变乱为明、化难为易等功能开发得远远不够。
(4)加大教学密度、增加信息容量方面的研究做得还不够。利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大信息量的优化处理,能大大提高课堂效率。从目前已知的CAI课件看,在这方面的研究工作应该加强。
(5)对优化教学过程、反馈教学成果的研究还不够深入。从目前情况看,在进行计算机软件研制和教学实践时,尚不能把握坚持整体观点、重视多样化,贯彻综合观点、力争最优化的方法论原理。
我们认为,在当前课程改革不断走向深入,由应试教育向素质教育转轨的背景下,应该采取措施向课堂40分钟要效率,进一步加强计算机辅助化学教学的研究。在中学化学教学中,要着力发挥CAI的模拟功能、多媒体综合功能、个别辅导功能,要以学生为主体、教师为主导、计算机为辅助手段开展教学活动,要组织力量进行CAI的专题研究,在一定范围内,开展CAI课件的开发与协作,多出精品。建议政府或教育行政部门要做好统筹协调工作,减少个体作坊式的低水平、无序的软件开发状况,同时也可以避免由于重复劳动而造成的浪费。各级教育行政部门和相关学会在协调、引导的基础上,在人力、物力上要对计算机辅助化学教学研究工作给予支持,加强经验交流,做好推广工作。
3 开展计算机辅助化学教学的策略
针对目前开展计算机辅助化学教学的现状,我们认为,必须解决以下四个方面的问题,才能促进计算机辅助化学教学的全面深入开展,提高化学教学质量。
3.1 要解决好教育手段现代化的要求与当前设备落后、资金短缺的矛盾
在课堂教学中使用多媒体技术,就需要有硬件和软件的支持。多媒体软件对硬件的要求较高,设备等需要较大的投资。而目前我国的国情是教学经费不足,教学经费还主要是供给教师工资和学校的日常开支,所以开展计算机辅助化学教学也只能先在经济较为发达、教学条件较好的地区起步,然后逐步推广,同时也希望国家能加大对教育的投入,积极推进中小学实现教学手段的现代化。随着社会进步和物质条件的改善以及计算机的发展,硬件建设问题的解决对学校或是个人来说,也会变得越来越容易。
3.2 要解决好计算机辅助化学教学中的"辅什么”和“怎样辅”的问题
进行计算机辅助化学教学的研究,首先要明确其地位是“辅助”而不是“代替”,不要以计算机辅助化学教学去盲目地代替其他教学手段和方法。
化学CAI课件在课堂上不能替代教师,而是辅助教师进行教学。因此,就不能将化学CAI课件设计编制成课本教材的翻版。就化学学科而言,化学的概念与原理抽象程度较高,物质的微观结构既看不见,又摸不着,单靠语言和文字的描述,很难在学生的大脑中留下深刻的印象;同时有些有毒、有危险的化学药品与化学实验以及常规方法难于实现的化学反应也无法在课堂上向学生演示。因此,从“辅什么”的角度讲,化学CAI课件的内容应为用其他教学方法或手段进行时效果不理想或难于实现的教学问题,如化学反应历程的模拟,原子和分子等微观粒子的运动,电子的空间运动与s、p、d电子云轨道的形状和空间伸展方向,分子结构,晶体结构,离子化合物与共价化合物的形成过程,物质的溶解过程,原电池的形成,有危险的化学实验,不易观察的化学实验,易造成环境污染而学生又必须知道的一些化学实验,用普通方法不易操作和实现的化学实验,现代化科研设备与工艺流程等。诸如此类的知识与内容都是化学CAI课件的可以表现素材,这些内容如果能设计编制成质量较高的化学CAI课件,将会使化学课堂教学效率大大提高,有助于学生把化学中抽象的东西形象化、动态化,使化学教学过程具有更强的教育性、直观性和活泼性。对于“怎样辅”问题,则要求化学CAI课件必须具有可编辑功能,教师可以根据自己的教学经验和需要进行选用和编辑,可以将其随意拆分和组合,使制作出的课件符合自己的课堂设计需要,使化学CAI课件的课程内容有机地成为教师所设计的课堂教学的一个重要组成部分。
我们认为,教师在设计编制化学CAI课件时,还应该特别注意以下几方面的问题:
(1)要注意化学学科知识内容的科学性与可接受性;
(2)要选取教材的重点与难点内容;
(3)要注意符合学习者的认知规律,加强直观性与发展学生思维相结合;
(4)不能用模拟实验代替学生实验,可以通过CAI课件解决局部放大模拟或微观变化、宏观展现问题;
(5)渗透部分教学录像内容,避免花费很多时间和资金放在制作动画内容方面;
(6)化学CAI课件应具有较强的交互性、较友好的界面,并具有可编辑功能;
(7)课件设计与编制要有明确的指导思想和理论基础,要坚持高标准,处理好总体构思与具体设计的关系。
2.3 建立一支合格的编制人员队伍,并对教师开展操作培训
要编制出大量好的化学CAI课件,一定要有一支稳定的高素质的编制队伍,这支队伍的建立需要有教育行政部门和计算机专业人员的共同努力。要努力做到开发与应用并行、专职与兼职并重、教学人员与研制人员并用,形成一个相对稳定的CAI开发、研制、应用的系统。
要使多媒体在教育教学方面发挥更大的作用,必须进一步加强对专业人员计算机知识的培训和计算机人才的培养,使教师特别是青年教师都懂得计算机的基础知识,了解CAI课件的使用,掌握计算机操作方面的基本技术,这样才能把多媒体用于教育教学工作中,也才能与编制人员更好地交流,提出对CAI课件的开发需求。同时,要注意培养懂得化学学科专业知识的计算机骨干力量,能够更多更好地掌握CAI课件开发的技术,努力设计出能把教学工作的需要最佳地表现出来的实用软件。
3.4 建立各省、市乃至全国的信息交流网络
从全国的情况看,各地开展计算机辅助化学教学程度各不相同。有些地区、学校硬件建设已基本配套,但缺少适当的软件,因此设备利用率不高。还有相当数量的地区和学校对化学CAI课件的研究工作相互重复或相近,缺少彼此间的交流与联合,造成人员与资金的浪费。为了能协调好各地、学校对化学CAI课件的研究与制作,有必要建立起一个市级、省级乃至全国的计算机辅助化学教学研究信息交流网络中心,定期交流与探讨对计算机辅助化学教学的研究成果和实践经验。
计算机是现代科学技术的基础和核心。人类已经进入了信息高速公路时代,近30年来世界科学技术90%以上的发现、发展都与计算机技术紧密相连。把计算机引入课堂教学、引进家庭辅导、作为现代化教学技术的重要组成部分不仅有利于加强教学的时代性、竞争性和开拓性,有利于面对新时代的挑战,也有助于学生在学习过程中形成新思想、新观念、新方法,对他们今后成长为高素质的化学人才将发挥重点的积极作用。计算机与基础教育的结合是世界范围内教育改革的一大趋势,我们应该进一步加强对计算机辅助化学教学的研究,促进我国计算机辅助化学教学的深入开展,全面提高化学教学质量。
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