時間:2023-11-22 15:44:27
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托馬斯口中的奇跡,卻真實地發生了。不久前,在天津惠靈頓國際學校舉辦的一場主題為“如何培養21世紀人才”的論壇上,來自中、英、韓三國知名中學的校長坐在了一起,就人才培養達成了共識:技術正在迅速地改變著這個時代,教育也必須與時俱進地變革,才能培養出未來需要的人才。
在瞬息萬變的大數據和信息時代中,在不斷融合的全球化大趨勢里,到底什么才是未來人才最重要的品質?這個話題成為與會者討論的焦點。
死記硬背的知識記憶已經過時
“我大學畢業的時候,學校只有一臺電腦,有整整一間屋子那么大。而今天,技術在突飛猛進。”托馬斯說,目前的教育和考試系統都是源自于過去的時代,當時對于大多數學習者來說,最重要的學習技能是記憶力。”但這種強調記憶力的教育僅適合過去的時代,而今天,應該是改變的時候了。
“讓每個孩子在離開學校后,保持一種非常積極的狀態,他們不僅是愿意學習的,并且對自己所做的事情很感興趣。”這是托馬斯理解的“好的教育”。
他理想中的教室,并不是鴉雀無聲、秩序井然的樣子,“在一個非常安靜的教室里,老師給學生傳授知識,這并不是最好的學習方法。”他認為,一個在未來有持續學習能力的人,首先要學會自主學習,因此課堂上老師不應是僅僅灌輸知識,而是要讓學生學會獨立學習。基于興趣的學習,能讓學習者不會淺嘗輒止,而愿意在某個領域進一步鉆研和探索,不斷深入。
托馬斯認為,教育的本質在于釋放孩子各方面的天性。在中學階段,應該給孩子們留下更多可以伴隨一生的良好品格,即積極、慎思、獨立、個性和包容這五大特質。
“我想先跟大家講一講圍棋的事兒。”天津韓國國際學校校長姜聲奉開門見山地提到今年3月韓國棋手李世石多次敗給人工智能“阿爾法狗”的故事。顯然,這次人機大戰給教育者帶來更多思考——學生是不是可以完全依賴技術而不再學習?
姜聲奉認為,既要看到人工智能給人類帶來的巨大便利,也應該透過這場人機大戰看到人工智能代替不了的人類能力。比如李世石的拼搏精神,面對失敗尋求突破的創造力和耐心,以及帶領團隊分析的領導力,“這些能力是今后我們應該對學生培養的重點”。
他以一份對外公布的聯合國報告舉例,未來很多工作都會被人工智能取代。不僅是簡單的、初級的勞動,甚至也包括一些專業性較強的工作,比如會計、醫生等。那么,在人工智能時代,教育的方向又應該是怎樣的呢?他認為,教育應該關注的是那些不能被人工智能取代的能力。如感知能力、創造力和洞察力,以及與人合作的能力等。
天津惠靈頓國際學校校長邁克爾·希金斯舉起手機說,現在我們每個人在使用智能手機,它的計算能力都具備了上世紀六七十年代把人帶到月球的水平,甚至這種能力還在不斷增強,“那么對教育而言,除了傳統的數學、英語等必不可少的課程學習之外,我們更應關注一個人的能力和品質”。
更重要的教育在課堂之外
“考什么才學什么,一定要警惕這種功利傾向。”托馬斯舉例說,如何修理自來水管,這種跟實際生活關系很密切的技能,也是不應忽視的教育內容。
“學習不僅是上課、寫作業,還有很重要的一點是‘軟實力’的培養。”希金斯解釋說,軟技能是與人互動的能力。比如學校要準備一場足球賽,在準備的過程中首先會激發學生對足球的興趣,而過程中鍛煉學生的領導力、團隊協作力,并且學會共同承擔風險,這些都是軟實力。
天津南開中學第六任校長、天津南開翔宇學校總校長康岫巖也表示,一個在未來有競爭力的人才,首先要有國際理解力,也就是說,不僅能夠植根于本民族的文化,還能夠客觀看待、理解并尊重外國的歷史文化和歷史傳統,主動參與多元文化的交流。
不約而同的,來自三國的中學校長都提到了,要想讓教育方式徹底轉變,考試模式必須隨之變化。
從本質上講,人工智能技術是信息技術革命的集大成者。自從托夫勒1970年寫出《未來的沖擊》,信息技術革命越來越快,概念越來越多,沒有停止的跡象。僅從近五年來看:大數據、數據科學、生命信息、工業4.0、物聯網、新硬件時代、機器人、互聯網+、人工智能,表面上概念你方唱罷我登場,但內在邏輯一直沒有變:從單項技術走向全面融合,從局部應用走向全面工具化,而人工智能至少在目前看來是集大成者。硬件上物聯網的成熟、軟件上高可用性和動態數據庫的成熟、生物學上神經科技的進展、數學上網絡算法的應用、材料科技上納米和感知材料的進展、信息科技上芯片和云技術的快速進步。從物理世界到混合世界,再到比特世界,人工智能技術剛剛開始,但人們基于過去工業革命的經驗,明確感到這是臨界點的來臨。
STEM 成為后人工智能教育的不動點:應對科技的變化,教育的變革一直都在進行且與科技的發展互為因果。從彼得?蒂爾對教育的質疑,到創客熱潮在美國教育中的掀起,事實上,STEM教育是美國對過去概念化的“實用主義”教育和“通識教育”百年爭論的落錘之音。起源于杜威和哈欽斯的那場爭論,恰恰是工業革命已經明確成型后的兩種教育理念的爭論。之所以今天的美國已經很少爭論到底是實用主義還是通識教育,是因為美國的科技已經進入到一個新的階段。教育是一個組織行為,一個圍繞未來10年不變的知識、20年不變的技能、30年留存的體驗的穩定的復雜社會經濟形態,因此不那么容易被顛覆。恰恰是科學、技術、工程、數學(STEM)構成了工業時代(數理化)和后工業時代(文科、理工科)中的不動點,在物理學和幾何學中,不動點對于系統的穩定和概念的一致性非常重要,而目前的STEM教育,不僅僅是一個概念的東西,而是舊技術時代向新技術時代過渡的“不動點”。在這個不動點體系中,新的側重開始后,原有的教師和學科體系以及支撐可以平穩切換,不至于導致教學秩序的混亂。
元學科、應用學科和副科發生結構性的變化。由于人工智能的出現,使得復雜計算和系統計算以及簡單的人機交互計算工具化全面超越人類,對技術基礎這個原有概念的教育的分歧越來越大。人工智能視野下學科概念如果表述成元學科、應用學科與素質學科,那么教育學科的概念的持續性還能以最大公約數繼續運行:以數學、物理、化學等元學科為代表的學科,在今后的教育中更加重要并將作為篩選人的條件。而應用科學:(生物、地理、信息、勞動)學科,將著重項目制學習、體驗學習,成為培養人的目標;社會科學(歷史、哲學、思想品德)將來的重點在于綜合應用,批判性思維學習,更加側重學科的來源和發展;而綜合素質類(音樂、體育、美術)將從副科走向前臺。@樣,圍繞STEM的教育,人工智能下的教育體系還是一貫的科學(元學科)、技術(應用學科)、工程(素質學科、社會學科、管理學科)、數學(邏輯、數學學科)。
人工智能技術對學科的影響:越理性,越感性
數學:傳統的工業時代的數學,其訓練方法是數值計算,其指向是力學計算,這種側重至今還非常濃厚。隨著知識庫的普及和共享以及計算工具的進化,越來越少的人將來從事傳統的工程計算行業,而正宗的工科專業越來越向著專業化和高端化演化(如學材料的將來的進入門檻很可能是博士)。但是,人工智能今后用到的大量的數學以及人與人打交道用到的計算機數學,統計學基礎的數學,這方面中國數學還停留在工業時代。美國學生從高中就開始問卷處理和微積分的學習,大學數學更加有用的是方程組、統計學等。數學是一個典型的年齡相關性學科,一定要從小學,而且轉向數值和算法類的學習,從偏向材料計算的高等數學方向,轉向偏向矩陣計算的統計數學方向,邏輯學、幾何學和統計學成為三個數學學習的支柱。
物理:有一位著名的物理學家回顧過去物理百年,發現一個有趣的現象:“力”這個概念,在物理學上看,已經不是一個原始的變量了,能量和質量才是,為什么我們的老師還在使用這個概念呢?那是因為在機械時代,“力”是最容易理解的組合概念。在工業革命前后的幾百年直到今天,物理學教育的重點還是偏向傳統力學計算方向,從中小學來說就是牛頓力學。然而隨著工業時代的結束,人們更容易見到的力學概念不再是機械和天體,而是轉向社交網絡、計算機圖像、信息變量、生物體和電子學以及更容易接受的能量、時間維度。數學老師們轉向統計學的同時,物理老師應該考慮從牛頓力學轉向量子力學和熱力學甚至時空維度,這些對于孩子未來的人生更是基礎,而通過物理學進行基礎的科學實證的訓練以及科學觀測和數據處理,才是物理學最基礎的作用和價值體現。不然,人生什么年齡都可以去學物理而不必非要從未成年時代去學。
元科學化學:中美物理學和化學都是選擇性的,但比較中美化學教育,卻發現有很大的不同。美國高中化學就允許且必須使用帶有功能性計算的計算器,而中國大學生都沒有這方面的訓練。也就是說,隨著化學和生物化學要求越來越高、知識點越來越多,設法繞過煩人的記憶而走向邏輯,是美國學習化學的方向,這點也值得我們注意。另外,化學的側重由從偏向無機化學方向的基礎化學,轉向偏向生物和有機化學方向甚至與物理相結合的量子規律,是化學學科的重點。例如,很多美國的大學錄取要看高中生在化學創新方面的實踐,能創新的往往是生物化學。
外語:工具性的外語逐漸失去市場,形式節奏上的美學、邏輯學角度的詞源學、社會學角度的語言學、心理學角度的語義學成為外語復興的落腳點。另外,似乎從來沒有人將計算機程序當作外語來教,事實上,隨著工具性的外語被人工智能取代,計算機程序語言很可能成為一種外語,而很多軟件人才是學外語出身的,也不斷印證這個結論。
語文:可以預料的是,隨著工具性的人工智能的出現,原先學習語文的工具性的方法(如語法),逐漸將退出語言學習(包括外語),而作為母語的語文之所以在工具化人工智能時代還得到重視,最重要的理由也許是儀式感的表達:回到經典、回到表達、回到應用、回到美學。
除了以上學科教育的重點隨著技術經濟必然發生變化外,學科學習的醒悟和內在邏輯將更加重要,學科歷史、學科邏輯、學科故事將替代題庫訓練,因為作為計算的精確性除了特殊人才的培養外,將讓位于工具和人工智能,而人要考慮體驗和持續學習的興趣和邏輯。學科學習之間還將朝著融合的方向發展,應用學科和元學科的分離意味著應用學科更加朝著整合的方向發展:地理、生物、科技等融合課程,朝著綜合應用發展。
人工智能技術對教育技術的改變:從工具到空間
隨著人工智能的發展,也許目前花里胡哨的信息技術將隱身后臺。課堂上也許看不見信息化了,師生在課堂層面體驗將會越來越好,越來越貼近自然:看不見計算機的信息化,距離教育更近而不是技術更近。
學校之所以存在是因為學校為學生模擬了一個高度抽象的比真實世界還真實的教育世界。因此,未來的校園從改變世界的信息模版角度,將更加強調與客觀世界的互動、映射和高度抽象。
美國的大學錄取是更接近人工智能手段的個性化錄取,而學生選拔是更接近大數據角度的GPA(平均成績點)。從培養角度,學生畫像比GPA更加個性化地從個體角度描述學生的個性特征,學生的學習行為、實踐行為、創新行為,在全地域、全信息、全自動、全過程的記錄下,將更加全面地反映學生的全貌。智能實驗室和智能校園的方向,將來是基于個體的專業學習和評價。
與學生相對應的教育行為畫像,將側重于聯系社會、聯系科技、聯系家庭、聯系團隊,從重復性勞動變為創造性勞動。
而學校的管理行為將演變成支撐技術:支撐數據、支撐品牌、支撐環境。今后的教育將出現越來越專業和自由的教師,越來越職業的校長。
在教育政策上,由于全國性的數據和人工智能的使用,教育測評將更加專業化、教育本體化(而不是被測評機構和排名所左右),教育選拔將更加科學化和長期化,短視模式隨著計算方法和智能評估的進展而迅速被迭代掉,衡水模式將逐漸退出歷史舞臺,未來應該篩選更應該上清華大學的人和更應該培養好每一個想學習的人。即使僅從功利教育目標來看,教師個體經驗也逐漸讓位于人工智能和大數據,教育重心從教育哲學屬性逐漸走入教育科學屬性;而被恐懼綁架的教育所強調的教育的篩選功能,逐漸將重心轉向教育培養功能,個體成功的培養目標,逐漸轉變成為未來視角的社會價值角度;教育回歸人與人的本質關系和專業培育孵化的社會職能,功利性和工具性減弱,過程幸福成為教育者追求的目標。教育者由工匠逐漸轉型為藝人,教師由于工具化的替代,將會越來越有尊嚴和個性,而不是越來越像工具。
“人創造”的價值逐漸凸顯,教育的價值在于“創造人”
柯潔在被人工智能的計算機打敗之后,接連戰勝外國圍棋高手,刷了一下存在感并表示:“與機器下棋沒意思”。同樣,在工具制造時代,如果從質量和精度考慮,無疑機器越來越超過人,然而手工的紅木家具、手工的藝術品、手工的食品、甚至手工的衣服和汽車,比起無論從什么角度來看的機器人制造的東西,都越來越貴,人也越來越愿意采購。“人創造”的價值凸顯,是體驗經濟產業升級的一個標志,人工智能時代也不能例外。因為,“有意思和不可復制”才是人消費的高級時代。
不同于機器代替人的重復勞動的趨勢,教育與學校會替代機械的班級成為人與人關系的場所,在這個場所中,機器越來越像人來代替人的高級狀態,而人越來越擺脫工具性、擺脫重復性,更具藝術性和創造性。研究教育的歷史會發現一個普遍的現象,就是隨著工具性的增強,反而是班級規模的縮小和師生比的擴大,這也印證了:人畢竟要與人打交道,教育是一個個性化的活動。C器代替人意味著更多的時間人會回到家庭陪同孩子,這在美國已經持續發生了50年,幾乎多數的女性甚至男性在孩子成長過程回到家庭(如果他們算教師的話,教師比例更大)。在學校里未來的師生比會持續增加,教育更加不再計較投入產出,而將演變成一種創造性的職業。
一、教育形態轉變:關注個性化教學
美國《時代周刊》有一期封面人物是蘋果公司的“I”。這是“我”的時代。學生個性越發鮮明,教師的挑戰隨之而來,工作形態處于轉型之中。
(一)利用大數據,發現學生個性
教師工作的總體重心要從以知識傳授為中心,轉變為關注每個學生個性的特征。在“互聯網+”時代,任何一個學習者都可以憑借網絡獲得豐富的信息資源和廣泛的人機互動機會。這一事實促使我們對教育者自身所承擔的角色進行新的思考。教師作為知識壟斷者的權威地位被徹底打破,教師的工作形態發生意義深遠的改變。這種改變的基本方向是面向群體的、集體化的教學轉變為信息技術支持下的教學,在精確了解學生的知識結構、能力結構、學科素養結構、身體健康、心理和認知能力等一系列數據的前提下,用信息技術來實現知識的傳授和遷移。
在原始社會,教育主流的形態是個性化的、小范圍的教育。在孔子時代,實行私塾制,教師帶徒弟。孔子門下七十二賢,個性不一。針對弟子們的不同特點,孔子實行小范圍的個性化教學。工業社會以后,《大教學論》提出了班級授課制,把教學內容分成不同的學科,按照班級開設不同的課程,班級內統一進度。班級授課制大規模地提高了教育的覆蓋面,但不可否認的是這種授課制無法兼顧每個學生個性的發展。隨著科技的不斷進步,教育大數據所呈現的優勢不僅僅表現為數據量大,它更強調全樣本、全過程。我們可以通過教育大數據及時地記錄,利用技術采集學生學習過程中的全數據,通過建模設計出學生的知識、能力、情感以及學科素養結構,發現并增強每個學生的個體優勢。
(二)摒棄“一刀切”教學,發展新型講學
如果沒有大數據的輔助,要實現大范圍的個性化教學就像盲人走迷宮一樣困難。在準確地了解學生的個性差異,知識掌握以及學科素養程度之后,我們可以為學生提供精準的、個性化的支持。面對一個班級的學生,統一的進度和教學內容這樣“一刀切”的教學方式不再適用,教師要根據學生個體特征來講授不同的學習內容,開展不同的學習活動,給學生制訂不同的學習計劃。在個性化教學體系轉型的過程中,教師的關注點要從如何把一個知識點講清楚,轉變為基于大數據的個性化教學或學習方案的設計以及學習的引導。不同背景、不同能力、不同個性的學生,可能都需要學習同樣的知識,但是他們經過的學習路徑、參與的學習活動、接受的學習資源是不一樣的。以前,教師面對一個班級四五十名學生,每節課都要統一講解,很難兼顧每個孩子的學習特點。而在“互聯網+”時代,一對一個性化教學已經有條件實現。
教師如何根據每個學生的個性特長,激發他們的學習潛能?根據學生的不同個性發展新型講學呢?美國有一所學校正進行未來教學形態的探索,這所學校有三個特點:一是包班制教學。一個班有25名同學,由兩位教師負責所有學科;二是互聯網教學。教師負責提前準備好教學內容,通過互聯網講授。每個學生有一個平板,平板里有學習列表,不同的W生走不同的路徑。教師通過后臺數據就能知道每個學生的學習進展以及學習過程中面臨的困難,然后進行定向的輔導。因此,同一個班上的學生,有的學習進度進入二年級的狀態,有的則已進入五年級的狀態;三是實施能力課程。學校要求教師每周帶領學生到科技館、博物館做綜合課程交叉項目。教師設計項目相關問題,學生將在平板上學到的知識遷移、運用、轉化到項目中。
(三)構建生態圈,融合虛擬現實
新一代移動網絡、云計算技術提供了無處不在的網絡和計算空間,教育進入到一個虛實結合、虛實融合的智慧空間。在這種形態下,育人的空間不僅僅是學校的實體空間,還包括網上的虛擬空間。放眼未來學校教育,知識性的講授一定會被互聯網的工具所取代。比如,英語教學,我們給學生提供語法軟件、單詞軟件、口語軟件、閱讀軟件,聽、說、讀、寫通過軟件就能完成,不再需要教師的講授。
我們需要轉變學生獲取知識的路徑,在這個過程中,教師講授性的功能會被電腦所取代,并不是教師的教學功能被機器取代。知識性的教學將由技術替代,教師的主要工作形態是培育學生能力。學生在教師的陪伴下,完成整個學習的流程。在學習的過程中,學生在獲得知識的同時擁有自主學習、獨立思考、協作協同、知識遷移和運用的機會。教師的陪伴、組織,對中小學生有非常重要的作用。未來的學習形態一定是學生線上學習,教師線下督促、管理、陪伴三位一體的形態,而不是以課堂講授為主的單一形態。
工業時代的教育是培育人工林,而未來的教育是培育一個生態圈,在這個生態圈中有參天大樹、小草,還有其他各種各樣的動植物,各得其所、相互支撐。我們要拋棄一致性的教育,因為學生是多元化的,他們有的情緒感知能力比較強,有的運動能力比較強,有的社交能力比較強,有的感性思維比較強,有的理性思維比較強……所以,我們要從培育人工林到培育一個生態圈。
培育人工林很容易,把樹苗統一種下,澆水就可以了。構建生態圈不一樣,教師要把握每一個個體之間相互競爭、相互依賴的關系,要關注生態圈里每一個個體的需求。未來的教師要關注學生個性、培養學生個性、促進學生個性的良性發展。
二、教師職能分化:人機結合的
智能教育
(一)全能型和R敵徒淌
在大數據時代,未來教育是基于精確了解學生數據的前提下,給學生提供權威的學習支撐、精準的學習內容和學習活動,實現多元的教育服務供給。新形態個性化教育體系強調領導力、人才的多元化,對教師提出了更高的要求。
不妨預測一下,未來教師隊伍會向兩個方向分化。
一是全能教師。教師要對個性化的群體、生態圈提供支持,這就要求他們既要掌握學科知識,又要掌握教學知識、技術知識;既要掌握認知、腦科學發展、兒童身心健康發展相關知識,還要了解各種社會屬性,具有領導力。
二是專業性教師。未來教師角色會越來越多地出現精細的、個性化的分工。讓每一位教師成為全能大師是不可能的,不過部分教師可以在某一方面做到極致。未來會有專門做練習輔導的教師、專門做項目設計的教師、專門疏解學生心理問題的教師、專門授課的教師、專門做教學設計的教師等。這種分工就像拍電影,拍一個電影要有編劇、演員、導演、攝像、后期制作。今后,一門課可能由多位教師負責,有學科的專家、教學的設計師、知識的傳遞者、活動的設計者,有越來越多專業化的分工。互聯網的萬物互聯改變了社會組織機構以及大規模的社會化系統,未來教師要擅于基于大規模的社會化協同來開展教育服務。
(二)人機結合的思維方式
數據、信息和知識日新月異,“互聯網+”時代,呼喚著人機結合的教育技術,我們借助智能設備而生存的時代已經到來。運用人機結合的思維方式,教育才既能實現大規模的覆蓋,又能實現與個人能力相匹配的個性化。我們要利用外部的工具或者智能設備將智慧發揮到極致,創造新型事物、新穎范式。人機結合的思維體系是我們未來思維方式非常重要的轉變方向。一個人的能力是有限的,但如果將人的智慧與手機、電腦結合,那么我們處理信息、數據的總量,應對突發事件的能力會大幅度地提高。人與電腦的結合可以突破人類個體認知的極限,使我們能夠駕馭超越個體認知極限的復雜性,處理超越個人認知能力的海量信息,應對超越個體認知能力的急速變化。
人工智能于教師有特殊意義。機器來替代機械化的工作,而智慧化的工作通過人機結合的方式完成。在教師的日常工作中,有很多煩瑣、機械性的工作,比如閱卷,而智能批改技術可以把教師從重復性、機械性的事務中解放出來。人工智能,一方面會取代教師某一項單一的技能;另外一方面,人工智能技術會成為未來教師有機的組成部分。面向學生個體發展的生態圈,單靠教師個人是很難平衡的。尤其在中國大班級授課的模式下,沒有技術的支撐想要了解每個學生的具體情況是不可能的。大數據時代,在全面采集、分析學生學習過程數據的基礎上,可以實現基于大數據的個性化教學。
現階段,大部分人工智能處于弱人工智能的狀態,但是人工智能技術本身在快速地更新迭代,在摸索中成長、壯大,它會顛覆很多現有的行業,創造出新的秩序。我們可以推測在未來的五到十年里,人工智能的水平可以與特級教師的水平相媲美,甚至會做一些特級教師處理不了的事情。
三、綜合素質評價:創新制度,
服務未來
現在中高考強調綜合素質評價,要求家長、學生填寫數據。在當今社會中,教師、家長、學生填的數據是沒有公信力的。通過對學生學習過程數據的分析,計算機能夠對學生的知識結構、能力結構、認知能力、情感態度和價值觀做到相對科學的評價。比如美國醫學考試中心對醫生的測試,通過計算機仿真出病人的癥狀讓學生做診斷,系統里面有各種儀器,學生可以自主選擇,它是一個開放的系統。根據學生在仿真情景中做的決策,判斷學生知識遷移和運用的能力,這是我們傳統教育難以企及的。由此可見,在教育測評方面,大數據可以發揮非常重要的作用。
另外,在心理健康、心理問題的咨詢方面,人工智能可以對學生進行有效的心理疏解,尤其是對早期現象進行干預。中科院心理所做過學生心理異常干預的研究,通過在大學校園的部分論壇網站加載數據采集程序,搜集學生的數據。研究分析發現,有心理隱患的人容易出現共有的模式,例如他們經常在半夜上網,一分鐘切十幾個瀏覽頁面。通過搜集網上的數據,與常見的行為數據庫匹配,再根據其他觀察的數據綜合判斷,就可以對學生心理問題進行早期的干預預防,當然前提是要嚴格保護學生的隱私。
新事物的發展前途是光明的,道路是曲折的。教育制度、教師的知識結構、教師習慣、教師觀念的轉變是漫長的、痛苦的過程。一個新的教育體系的構建,也必然會經歷很多艱辛的過程。要使人工智能發揮作用,我們就要突破原有的制度,創造出新的范式、新的流程、新的結構、新的業務形態,來為我們未來的教育服務。
當前,我國已進入互聯網經濟高速發展的新時期,如何打通數據“鴻溝”,讓蘊藏著巨大價值的海量數據真正產生和發揮作用,讓數據“活”起來已成為當務之急。在人工智能、大數據、“互聯網+”的時代,在《“十三五”國家信息化規劃》的帶領下,我們新的教育呼喚著新的業務流程、新的制度、新的業務形態、新的教育結構,只有突破傳統的制度,我們才能創造出嶄新的、適應未來發展的教學。
1.信息技術
隨著信息技術的發展,其內涵也在發生著不斷地變化,對此也沒有準確的定義。一般來說,信息采集建工存儲傳輸和利用過程中的每一種技術都是信息技術,這是一種狹義的定義。在現代信息社會里,技術發展能夠導致虛擬現實的產生,信息本質也被改寫,一切可以用二進制編碼的東西都被稱為信息。因此,聯合國科教文組織對信息技術的定義是:應用在加工處理中的科學、技術與工程的訓練方法和管理技巧和應用;計算機及其與人、機的相互作用;與之相應的社會、經濟和文化等諸種事物。
信息技術不僅包括現代信息技術,還包括在現代文明之前的原始時代和古代社會中與那個時代相對應的信息技術。不能把信息技術等同為現代信息技術。
2.現代信息技術的內容
一般說來,信息技術(Iformation Technology,IT)包括三個層次的內容:信息基礎技術、信息系統技術和信息應用技術。
2.1信息基礎技術
信息基礎技術是信息技術的基礎,包括新材料、新能源、新器件的開發和制造技術。近幾十年來,發展最快、應用最廣、對信息技術以及整個高科技領域的發展影響最大的是微電子技術和光電子技術。
微電子技術包括系統電路設計、器件物理、工藝技術、材料制備、自動測試以及封裝、組裝等一系列專門的技術,微電子技術是微電子學中各項工藝技術的總和。
光電子技術是由光子技術和電子技術結合而成的新技術,涉及光顯示、光存儲、激光等領域,是未來信息產業的核心技術。
2.2信息系統技術
信息系統技術是指有關信息的獲取、傳輸、處理、控制的設備和系統的技術。感測技術、通信技術、計算機與智能技術是它的核心和支撐技術。
感測技術是獲取信息的技術,主要對信息進行提取、識別或檢測并能通過一定的計算方式顯示計量結果。
現代通信技術,一般指電信技術,國際上稱為遠程通信技術。
計算機與智能技術是以人工智能理論和方法為核心,研究如何用計算機去模擬、延伸和擴展人的智能;如何設計和建造具有高智能水平的計算機應用系統;從機器學習,到知識發展;從搜索推理,到規劃決策;從智能交互,到機器行為,到人工生命等,構成了智能科學與技術科學特有的認識對象。
控制技術是指對組織行為進行控制的技術,常用的控制技術有信息控制技術和網絡控制技術兩種。
2.3信息應用技術
信息應用技術是針對種種實用目的,如由信息管理、信息控制、信息決策而發展起來的具體的技術群類,如工廠的自動化、辦公自動化、家庭自動化、人工智能和互聯通信技術等。它們是信息技術開發的根本目的所在。
信息技術在社會的各個領域得到廣泛的應用,顯示出強大的生命力。縱觀人類科技發展的歷程,還沒有一項技術像信息技術一樣對人類社會產生如此巨大的影響。
3.現代信息技術的發展趨勢
展望未來,在社會生產力發展、人類認識和實踐活動的推動下,信息技術將得到更深、更廣、更快的發展,其發展趨勢可以概括為數字化、多媒體化、高速度、網絡化、寬頻帶、智能化。
3.1數字化
當信息被數字化并經由數字網絡流通時,一個擁有無數可能性的全新世界便由此揭開序幕。大量信息可以被壓縮,并以光速進行傳輸,數字傳輸的品質又比模擬傳輸的品質好得多。許多信息形態能夠被結合、被創造,例如多媒體文件。無論在世界的任何角落,都可以立即存儲和取用信息,這是即時存取了大部分人類文明進化的記錄。新的數字產品也將被制造出來,有些小巧的足以放進你的口袋里,有些則大得足以對商業和個人生活的各層面都造成重大影響。
3.2多媒體化
隨著未來信息技術的發展,多媒體技術將文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計算機繼承在一起,是計算機的應用由單純的文字處理進入圖、文、聲、影集成處理,隨著數字化技術的發展和成熟,以上每一種媒體都將被數字化并融進多媒體的集合里,系統將信息整合在人們的日常生活中,以接近于人類的工作方式和思考方式來設計和操作。
3.3高速度、網絡化、寬頻帶
目前,幾乎所有的國家都在進行最新一代的信息基礎建設,即建設寬頻高速公路。盡管幾日的Internet已經能夠傳輸多媒體信息,但仍然被認為是一種低容量頻寬的網絡路徑,被形象的稱為一條花園小徑。下一代的Internet技術的傳輸率將可以達到2.4GB/S。實現寬頻的多媒體網絡是未來信息技術的發展趨勢之一。
3.4智能化
直到今日,不僅是信息處理裝置本身幾乎沒有智能,作為傳輸信息的網絡也幾乎沒有智能。對于大多數人而言,只是為了找有限的信息,卻要在網絡上耗費許多時間。隨著未來信息技術向著智能化的方向發展,在超媒體的世界里,“軟件”可以替我們在網絡上漫游。“軟件”不再需要瀏覽器,它本身就是信息的尋找器,它能夠收集任何可能想要在網絡上獲取的信息。
4.信息技術對教育的影響
互聯網的迅速普及,信息技術給教育改革與學習帶來巨大的沖擊。現代技術極大地擴展了學生的知識來源。信息時代的學生,不僅僅從包括家庭、社會、學校在內的本土文化環境以及書本中吸收知識,而且可通過衛星電視、國際互聯網,從跨文化、跨時空的電子信息資源中汲取知識。知識資源的拓展,提供了學生發展的更廣闊的天地,也向學校教育提出了新的課題——如何使學生在廣闊的電子空間中得到充分的發展,成為信息時代所需要的人才?
首先,信息時代需要有知識的人才。其次,信息社會不但要求會學習的人才,同時還需要具有協作能力的人才。再次,信息社會需要身心健康的人才,無論在什么社會,人都必須學會生存。技術的高度發達可以提高物質文明水平,而與之相適應的精神文明建設則非技術之所能及。
總而言之,信息技術給教育帶來了前所未有的改變和挑戰,這對于每一個教育工作者來說,新世紀的教育改革任重道遠。 [科]
2智能網絡時代提高大學生教育方法的研究
智能網絡時代的到來給大學生的教育工作帶來了巨大的優勢和機遇,同時也給大學生的教育工作帶來了極大地挑戰,那么如何正確對待網絡的雙面性,引導大學生有效的利用其優勢提高自己,自覺隔離不良信息,促進學生身心健康發展,是我們當前急需研究的重要課題。我們可以從以下幾個方面來入手:
1)創新教育模式,有效利用網絡的優勢。針對網絡知識豐富,多媒體技術生動形象的優勢,在大學生知識教育的過程中,高校教師可以有效的利用多媒體技術,制作更加形象生動的課件或者視頻,豐富課堂內容,增加最新前沿技術,擴充學生的知識量,提高學生的學習興趣。
2)在網絡時代背景下,大學生的思想相對自由,他們可以充分利用網絡選擇自己感興趣的學習內容,而面對網絡中各種有利和不利信息,高校教育工作可以開展多種講座或者討論組,引導大家自己論述網絡的優勢和不足,從而得出網絡的有效利用方式,以及規避不良信息干擾的方法,讓大家參與其中,深刻認識到沉迷網絡的危害,從而在今后的學習生活中能更好的認識到網絡的風險和優勢,更好的學習和提高。
3)加強網絡的管理和監督。針對大學生自制能力差的特點,我們可以通過學校主要網絡,對信息進行篩選和處理,從根源上避免學生受不良網站,不良信息的影響,凈化學校的校園環境。
4)開展多種形式的班級群體活動,加強學生之間的交流和溝通,營造更好的班風和人際交往環境,提高大家的現實交往能力。為了更好的防止學生沉迷網絡交流溝通,通過各種各樣豐富多彩的活動給大家交流的機會,增進學生之間的感情,同時鼓勵學生參加各種各樣的社團等組織,豐富課余生活,同時也可更貼近真實的生活,避免網絡的侵襲。
5)加強學生自制力的教育和人生觀價值觀的培養,引導大家提高自制力,利用互聯網的優勢,通過網絡視頻的形式,開展網上學術講座或思想道德辯論,從視頻中觀察學生的言行和舉止,通過各種方法了解學生的心理狀態和思想狀況,對大學生進行積極引導,對待網絡要取其精華,去其糟粕,樹立遠大目標,形成正確的價值觀和人生觀,并能夠為之不斷地努力。
關鍵詞:高中地理教學;學生;多元智能;培養
1引言
21世紀是一個競爭極為激烈的時代,在這樣的一個特殊時代里,學生僅僅掌握一定的理論知識和基本技能是遠遠不夠的,還要不斷提升自身的綜合素養。學校作為教書育人的場所,自然要擔負起這樣的責任,高中地理課堂教學自然也不嫩鞏固例外。
2關于高中地理教學中學生多元智能培養的分析
真正要想在高中地理教學中實現學生多元智能的培養,筆者認為教師就要不斷探索,敢于創新,大膽摒棄傳統教學中那種教師講、學生聽的“填鴨式”教學,為學生多元智能的培養和發展提供良好的機會和平臺。為此,筆者認為,教師可以從以下幾個方面著手努力:第一,全面轉變教學觀念,為學生多元智能的培養奠定基礎。要想加強高中地理課堂學生多元智能的培養,教師應該首先轉變教學觀念,充分尊重學生在地理課堂中的主體地位,為學生能夠進行自主思考,自主學習提供必要的客觀因素。為此,筆者認為我們從以下幾方面著手努力:首先,營造輕松、和諧的地理課堂氛圍。教師應該力求營造一種較為輕松、和諧的課堂氛圍,選擇輕松的方式對知識點進行必要的、準確的講解,同時應該給予學生以必要的鼓勵,鼓勵學生大膽思考,大膽提問。只有在輕松、和諧的課堂氛圍中,學生的多元智能才有可能得到最大限度的提高。其次,尊重學生的主體地位,為學生預留必要的思考時間。在傳統的地理課堂上,教師恨不能在一堂課45分鐘的時間里,將所有的知識全部傳授給學生。然而,效果卻并不容樂觀。因為,學生接受知識的容量畢竟是有限的,如果不及時給學生以必要的思考學生,學生不但很難消化、吸收各種地理知識,而且很容易對地理產生一定的厭惡情緒,進而大大影響學生學習的興趣和動機。因此,在實際的高中地理課堂教育教學活動中,教師應該充分尊重學生的主體地位,為學生留出部分時間,供學生進行思考、討論和交流。只有這樣,才能夠有效保證課堂教學的效果,又能夠促進學生多元智能的提高。第二,在情境教學中實現學生地理多元智能的提高。情境教學是當前課堂教學中經常采用的方式。高中地理課堂教學也不例外。因此,我們應該在在情境教學中實現學生地理多元智能的提高。例如,在進行中國人口有多少合適這一部分的教學時,我們可以這樣進行:教師:通過多媒體演示中國近些年來人口增長的速度以及由此帶來的相關問題同時提問“大家認為我們國家有多少人口合適呢?”聽到這樣的問題,學生們開始了激烈的討論,有的紛紛打開課本,有的開始自發形成小組,還有的自己在進行著思考…通過這樣一個簡單的過程,同學們不僅進行了積極的思考,我們也可以順利地引出本課的知識點。第三,在地理題目練習的過程中實現學生多元智能的培養。地理是一門較為特殊的學科,并非學生所想的只要花費時間來背就可以,而是同樣需要理解。因此,我們應該通過必要的練習題目來達到培養學生多元智能的目的。但是,我們應該特別注意以下問題:首先,題目應有較強的針對性和重點性。在題目練習時,將重點內容和容易出錯的部分進行重點練習,加強學生對這類題目的反思和歸納總結;在單元小結時,為學生留出一定的時間讓學生進行知識點的回顧和反思,溫故而知新。其次,在題目練習的不同階段培養學生的多元智能。在地理教學中,通過練習題目進行知識點的理解和記憶是非常重要的方式。因此,在地理課堂中要想培養學生的多元智能,就必須將“思考”融入貫穿到審題、解題、糾錯、歸納等過程之中。再次,通過對解題思路的思考提高學生的多元智能。對于高中階段的地理題目來說,由于涵蓋了較多的知識點,往往不是只有一種解題思路和方法。為此,教師應該引導學生對題目進行多思維、多角度的思考,從而能夠提供多種解題思路。在這樣的一個過程中,不僅能夠達到鞏固知識的目的,也有助于學生思考能力的全面提升。
3結語
高中地理課堂多元智能的培養有著較為重要的作用和積極意義,這也是需要眾多一線的教師更加重視的,其主要原因在于僅僅掌握基本的理論知識和基本技能是很難真正適應未來社會激烈競爭的。因此,教師應該對學生予以必要的引導,結合學生之間在知識水平、綜合能力等方面所存在的個體差異,因材施教,采取多種措施和方法,幫助學生盡快養成積極、主動投入課堂教學的良好習慣。只有這樣,才能最終達成高中地理課堂學生多元智能培養的目的。
參考文獻:
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[3]黃政、魏永莉.基于多元智能培養的中學地理教學分析[J].經濟研究導刊,2012,24.
技術、教育、人是什么關系?技術之于教育,教育之于人,歸根結蒂是培養什么樣的人。時代在發展進步,人的培養需要與社會和時展相適應。美國21世紀技能計劃對21世紀人才技能教育提出明確的目標和實踐方式,這對我國培養創新人才具有借鑒價值和意義。時代已經發展到后工業時代,社會需要更多的具有創新意識和實踐能力的人才,需要有夢想并敢于筑夢的人。信息化環境下,教育的生態發生了變化,學生的學習內容、方式等也需要隨之發生變化。網絡游戲中包含的文化、藝術與美對孩子意味著什么?網絡游戲為什么那么吸引孩子們?或許我們能夠從安福杰《探尋網絡游戲中的美》一文中得到網絡游戲對于教育的啟示。
1981年,畢業于浙江美術學院工藝系(現中國美術學院),學士;
1982年-1983年,任教于中國美術學院,教師;
1984年-1986年,德國慕尼黑造型藝術學院與柏林藝術大學訪問學者;
1986年-1988年,獲美國耶魯大學藝術學院碩士學位,被授以作為表彰最優秀畢業生的諾爾曼?艾弗斯紀念獎;
1988年,成立個人設計工作室,為Adobe公司提供設計;
1989年-1997年,美國耶魯大學藝術學院,講師;
1991年-1998年,就職于全球最大的出版O計軟件公司Adobe,先后擔任設計師,高級藝術指導,設計總管,負責全公司設計工作;
1998年,加入兩方設計公司,任設計總監;
1999年,任上海大學美術學院,客座教授;
2001年,參加北京申奧工作,藝術指導;
2006年-2008年,任北京奧組委形象與景觀藝術總監;
2003年-至今,任中央美術學院設計學院院長、長江學者特聘教授、博士生導師
主要設計、研究項目:2001 年參與北京市申奧工作,設計北京申奧多媒體陳述報告;2004建立中央美院奧運藝術研究中心并任主任,中心設計了奧運獎牌、奧運體育標識、奧運色彩系統、奧運景觀系統指南、奧運門票等奧運設計項目;2006年10月至2008年10月任北京奧組委形象與景觀藝術總監,負責北京奧運形象與景觀設計工作;2009年作為學術總監與主要發起人負責申請、籌備、舉辦了ICOGRADA 北京世界設計大會。大會有40多個國家2000人參會,超過100場演講,24個專業展覽,成為推動中國設計發展的一項重要活動。曾任教于美國耶魯大學藝術學院并擔任世界最大出版設計軟件公司Adobe 高級藝術指導與設計總管,負責全公司設計工作。作品多次參加國際重大展覽并獲獎,作品被多家博物館收藏;多次被邀請作為設計比賽評委;在世界多地舉辦過學術講座,主持過很多與設計相關的學術活動。
技術的進步、互聯網的發展和數字化時代的到來使得設計行業面臨著巨大的機遇和挑戰。在2016年11月召開的國際藝術設計教育年會上,中央美術學院設計學院院長王敏教授就現階段技術和數字化發展所引發的設計領域的一系列變革問題進行了名為“Envision, Empower, En-hance―Design in the Era of 4th Industry Revolution”的主題演講,在設計領域引起了巨大的反響,更是吸引學者們廣泛的關注。發言中,其不僅對目前數字和人工智能背景下的設計問題進行了廣泛的論述,更對未來設計行業和設計教育的發展指引了方向。本期,我刊特別邀請到了王敏教授做客權威人物欄目,就第四次工業革命所引發的設計價值與設計蛻變相關問題接受我刊專訪,深入探討設計未來的研究方向和設計師的培養問題。
本刊主編:王院長您好!感謝您接受我刊的專訪!我們知道,在去年年底結束的國際藝術設計教育年會上,您的發言引起了巨大的反響,特別是其中有關人工智能所引發的設計變革方面的問題,更是得到了很多學者和教育工作者們的關注。您能進一步深入解讀一下您是如何看待設計師與人工智能的關系的呢?
王院長:好的。首先,我想說的是目前人工智能的發展已經對設計師帶來了巨大的沖擊,而且在未來,設計師的很多工作還將會被人工智能系統所取代。但其次,我想進一步說明的是某些工作的消失并不意味著設計行業的消失,因為設計師的很多工作是不能被人工智能所取代的。因此我想,設計師和人工智能的關系應該是相互促進、相互激勵發展的關系。歷次的工業革命,都帶來了設計理念、設計價值的轉變,也為設計領域的發展帶來了巨大的機會。第四次工業革命也以一樣。在人工智能、物聯網Internet of Things ,工業4.0、新能源、新思維興起的時候,也為設計領域和設計師帶來了前所未有的機遇與挑戰。
本刊主編:王院長,剛剛您談到了歷次工業革命和第四次工業革命的問題,您能介紹一下四次工業革命都對設計帶來了怎樣的影響嗎?中國在這四次革命過程中又處于一種什么樣的狀態呢?
王院長:當然可以,而且我個人認為將四次工業革命的影響梳理清楚對于我們現階段把握好設計發展的脈絡是非常有幫助的,因為伴隨工業革命、技術革命發生時,設計師設計理念的轉變、設計所帶來的價值的轉變、設計行業發生的變化,這都會給我們一些對未來的啟示和思考。首次,第一次工業革命由蒸汽機引發,人類進入機械生產時代,機器產生的能量大于人與動物的力量,機器取代了人工,帶來了生產的進步,但也帶來了各種毫無美感的粗劣的機器,在人們為工業進步歡呼之時,莫里斯倡導的藝術與手工藝運動也開始掀起,隨后新藝術運動,新裝飾,青年風格等在歐洲形成,很多藝術家設計師投入其中,創造了大量的精美設計作品,今天仍為很多人喜愛,這讓人們看到了藝術與工業結合去創造美的可能性;其次,電與工業流水線帶來了第二次工業革命,電報電話的能力遠優于人的傳播能力,人類通訊方式從此發生了革命性的變革。福特的T型車流水生產線大大提高了工業生產效率,將汽車帶進普通人的生活,也預示著工業產品對人類生活所將帶來的巨大影響。此時出現的包豪斯帶來了現代設計教育的理念,包豪斯倡導藝術與技術統一,功能性與極簡的現代審美觀,其后形成的現代主義設計潮流極大推動了工業化對人類生活形態與審美的滲透與改變,在這個現代主義設計發展的進程中吸引了眾多人才,也產生了很多設計大師,設計的價值為社會所關注;其三,第三次工業革命始于60年代,從計算機再到互聯網,第三次工業革命又一次引起了生產方式和生活方式的巨大變革,比如計算機的應用顛覆性改變了設計、印刷、傳播的過程,改變了設計師的工作與設計的價值,3D打印勢必引發產業組織形態和供應鏈模式包括設計價值的顛覆性變化;最后,第四次工業革命來到,隨著互聯網的發展和計算機技術的更新,人工智能和機器學習開始成為新的熱點,也是必為設計行業帶來巨大挑戰與機會。
再來看看我國,由于歷史原因我們錯過了第一次與第二次工業革命,僅僅搭上了第三次工業革命的末班車,面對第四次工業革命,我們從來沒有像今天這樣與世界領先的技術浪潮如此接近過。尤其是在人工智能領域,中國最大的優勢在于7億多互聯網用戶,而大量的用戶就意味著更多的數據。2016年白宮前沿峰會報告指出,在人工智能的新領域深度學習領域中,中國無論是數量或是被引用論文數量都趕超美國位居全球第一。深度學習的應用也體現在我們的日常生活之中,購物平臺利用大量的數據分析用戶需求,匹配并推薦其需要的商品,或是資訊類APP為用戶匹配并推送相關的新聞訊息。除此以外,深度學習最終價值的體現其實還有更多,比如AlphaGO大戰李世石,深度學習在背后也起著非常重要的作用,再比如自動駕駛、語音識別、圖像識別等都是深度學習的研究范疇,也將是人工智能未來在我們生活中的應用場景。
本刊主編:王院長您的思路太清晰了!正如您所說,歷次的工業革命都對設計和人類產生了幾乎是具有顛覆意義的影響,那么我想進一步請教一下您,您認為設計在第四次工業革命中是一個什么樣的身份?設計存在的價值在哪里?而我們如此眾多的設計師將何去何從?將如何重新找到自己的社會價值呢?
王院長:這個問題非常好,它正是我們中國設計和設計師們面臨的困惑,這里我就談談我個人的看法。前面幾次工業革命過程讓我們看到,技術的發展淘汰了一些行業、工種,但它也不斷創造新的機會、新的工作。在社會、技術發展的進程中,設計與藝術起到技術無法替代的作用。我們應該將第四次工業革命當作機遇、機會,來實現設計的新的價值。現階段,第四次工業革命帶來了對設計新的要求、新的機會。設計的定義、價值正在改變,企業對設計的需求也在改變。這是一個擁抱創新、創意、設計的時代。近年來,很多大型公司開始并購設計公司;國內外很多商業學院陸續開設設計思維的相關課程,新加坡甚至將設計思維作為高中的必修課;越來越多的設計師開始創業。這里我們所說的設計師創業,并非開辦一個設計師事務所,或者打造一個設計品牌,而是更多的涉獵到非設計行業。這些變化就要求我們不斷重新定義設計、重新定義設計師、重塑設計師,作為最根本的,我們還需要重新定義設計教育。在人工智能時代,很多行業或是消失,或是大量削減人數,設計行業也一樣,但這并不意味著設計行業的消亡,正相反的是,未來社會更需要設計師,只是是與以往不同的設計師。我們要不斷重新定義設計、重新定義設計師、重新判斷設計的價值。設計師因為他們的職業特點,他們對用戶體驗的關注、他們所普遍具有的同理心、他們的創造性思維的能力,加上對跨行業的經驗,使他們可以為企業帶來美化產品之外的價值。設計由最初對產品的關注被提升到組織與策略的層次,設計一詞不再局限于有型的產品,而是一種策略思考。
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領域學科,是模擬、延伸和擴展人的智能的一門新技術。由于信息環境巨變與社會新需求的爆發,人工智能技術的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來,大數據、云計算等新技術的應用也愈發廣泛,對于管理類人才來說,加強對人工智能知識的深入學習,不斷將人工智能技術與管理知識結合起來,對其未來職業生涯的發展有著重要作用。人工智能是一門前沿學科,管理學院開設人工智能課程的目的是為了更好地培養學生的技術創新思維與能力,基于其覆蓋面廣、包容性強、應用需求空間巨大的學科特點,通過概率統計、數據結構、計算機編程語言、數據庫原理等基礎課程的學習,加強學生解決實際問題的能力,為就業打下基礎。本文基于社會對于人工智能領域的人才需求,結合諸多長期從事經管類專業課程教學的老師意見,針對管理類人才的人工智能課程教學內容與方法進行探討,以期對中國高校人工智能課程教學改革研究提供幫助與借鑒。
1、教學現狀與問題
作為一門綜合性、實踐性和應用性很強的理論技術學科,人工智能課程內容及內涵及其豐富,外延極其廣泛。學習這門課程,需要較好的數學基礎和較強的邏輯思維能力。針對管理類人才,該課程在課程教學過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學氛圍枯燥目前,中國大多數大學仍采用傳統的課堂教學模式,在教學過程中照本宣科,忽略與學生的互動,并且缺乏能夠有效引起學生學習興趣與加深知識理解的教學環節設置,如此一來大大降低了學生自主思考的能力。在進行人工智能相關課程知識講解時,隨著章節的知識難度不斷增加,單向介紹式的枯燥教學方式無法反映人工智能學科的全貌,課堂講解難以同時給以學生感性和理性的認知,部分學生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學進度,導致學習動力不足。(2)基礎課程掌握不牢管理類專業的學生大部分都會走向更加具體化的管理崗位,具有多學科的素養,但這也導致很多學生所學知識雜而不精。學生在基礎不夯實的情況下去學習更高層面的知識,給學生學習與老師教學都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多,涵蓋模式識別、機器學習、數據挖掘等眾多內容,概念抽象,不易學習。一些管理類專業的學生未能熟練掌握高等數學、運籌學、數據結構、數據庫技術等先修課程,缺乏一定的關聯思考和研究意識,導致課程學習難度增加,產生學時不足和教學內容難點過多的問題。(3)教學與實際應用脫節當下,人工智能廣泛應用于機器視覺、智能制造等各個領域,給學生提供了大量的現實案例,使得人工智能不再是高深莫測的理論,而是現實中可以觸及的內容。例如,在機械學科領域,人工智能技術是電氣工程、機械設計制造、車輛工程等方向的重要技術來源;在醫療領域,是醫療器械的創新生產源動力;在能動領域,是高端能源裝備與新能源發展的重要驅動;在光電信息與計算機工程領域,技術的發展時刻推動著智能科學與技術核心價值的提升。然而,對于管理類專業的學生來說,現階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關理論,在教學過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復雜算法,書本中的應用實例大多紙上談兵,缺乏專門適用于管理類專業知識與人工智能技術相結合的教學實踐,加上一些教師授課方法單一,不利于引導學生將人工智能算法應用于現實生活。另外,大學生對知識的理解能力差異很大,教師采用統一的方式教給他們,這使一些學生無法跟上和理解,教師也無法控制學生的學習狀況,導致學生缺乏動力。因此,如何結合學生的現實情況,提高他們的動手能力和實踐經驗也是人工智能課程教學要考慮的問題。
2、管理類人才的人工智能課程教學改進策略
課程教學改革是一項提高大學教學效果和人才培養質量的重要手段。如何在時代背景下應用新技術和新思想進行實施課程教學改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學工作而言,教學目標、教學內容和教學方式的變化不再是課程資源的簡單數字化和信息化,而是充分利用時代信息資源優勢的新型教學模式。針對管理類專業人工智能課程教學過程中存在的問題,可以從教學方法改進和教學內容設置兩個方面進行課程教學改進。
2.1教學方法改進
教師對學生具有引領作用,其教學方法的改進能夠帶動學生改進自身學習方法。(1)啟發式案例教學案例教學法就是教師根據教學目標、教學內容以及教學要求,通過安排一些具體的教學案例,引導學生積極參與案例思考、分析、討論和表達等多項活動,是一種培養學生認知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學方法。啟發式案例教學以自主、合作、探究為主要特征,調動學生的學習積極性,并緊密結合人工智能領域的相關理論與方法,有效理解知識要點及其關聯性,適用于管理類專業學生的教學。具體而言,高校基于其問題啟發性、教學互動性以及實踐有用性等特點,可以建立基于人工智能知識體系的教學案例庫,雖然這項建設將極具挑戰性與耗時性,但具有很強的積極效果:培養學生較強的批判性思維能力,更多地保留課程材料,更積極地參與課堂活動,對提高教學質量、培養具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如,通過單一案例教學,讓學生掌握相關基礎知識原理及應用;通過一題多解的案例使學生思考如何獲取最有效的解題方法;通過綜合案例的設計,啟發學生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學研討互動式的各個教學環節是逐漸遞進、有機結合的。研討是基于學生個體的差異性,在課堂討論的過程中對學生做出評判,從而對不同類型的學生開展針對性的教學。互動則是在研討的基礎上,通過老師與學生、學生與學生的互動,讓學生主動參與到課堂教學的過程中來。在人工智能課程教學過程中,教師通過課堂討論了解學生對于知識點的掌握情況,可以有針對性地設計教學內容,例如,對于學校積極性不強的學生,將人工智能理論內容與學生個人興趣范疇、社會產業發展及研究現狀聯系起來,能夠極大程度地提高學生學習的自主能力;對于基礎知識較為薄弱的學生,可以在教師的指導下查閱相關文獻資料,根據自己的理解撰寫心得報告,并在課堂或課外進行師生互動。像這樣研討與互動相結合的模式。有助于增強學生的探索和求知欲望,建立起濃厚的學習氛圍。(3)有效激勵式教學人工智能是引領未來的戰略性技術,人才需求量極大,對教師的教學水平也提出了更高要求,因此,進行有效激勵極為重要。在學生激勵方面,可以舉辦各類人工智能競賽項目,設置相應項目獎學金,吸引學生參與實踐,調動學生做研究、發論文的積極性。例如,教育部主辦的中國研究生人工智能創新大賽,圍繞新一代人工智能創新主題,激發學生的創新意識,提高學生的創新實踐能力,為人工智能領域健康發展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式,在各學院乃至全校開展此類競賽項目,激發學生的創新能力與團隊合作能力,鼓舞更多學生加入到人工智能課程的學習中來,激發其學習興趣。在教師激勵方面,在教師聘任和提升過程中把參加學生課程制定、課堂與課外作業、課程項目和論文指導等看作教學任務的一部分,鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學科滲透式教學人工智能學科知識融合程度較高,學科交叉性強。基于人工智能的學科交叉性特點,增強管理類人才對學科應用的領悟,可以采取開展學科滲透式教學的方法。從2015年起,國務院和教育部先后印發了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見教育》、《高等學校人工智能創新行動計劃》等文件,“互聯網+”、“智能+”已經滲透到各個領域,人類進入數字經濟時代,社會需求“技術+管理”的高端復合人才。例如,基于工業4.0和強國戰略,人工智能技術在智能制造的應用極為廣泛。上海理工大學非常重視少數民族預科班的教育質量。為增強少數民族管理類人才對該領域應用的認識,我們請機械工程、能源動力領域的相關專家以授課或講座的形式,進行相關領域知識和發展趨勢的講解,使學生理解更為透徹。此外,在教學實踐過程中,還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式,促進不同專業間老師、學生對于人工智能知識模塊的見解,相互交流、滲透和學習,從而推動人工智能課程教學的改進。
2.2教學內容設置
一、引言
20世紀90年代以來,隨著科技的進步,人工智能技術的發展,智能機器人在全世界范圍內掀起了一股熱潮。隨著機器人技術理念的逐步完善和相關設備更新,人們也將越來越重視智能機器人的教學和競賽活動。正是因為看到了這一點,我國的高等教育以及中小學教育在這方面也都投入了巨大的熱情和精力,智能機器人教育在學校教育中的地位也越來越重要。筆者通過文獻檢索發現,智能機器人教育在國內外已不是少數學校的事。
1.國內外高校智能機器人教育開展現狀
無論國內還是國外,在高校開設智能機器人教育課程的現象已經非常普遍。但主要是一些綜合性大學。比如日本是世界上機器人教育和機器人文化普及最高的國家之一,在日本不僅每所大學具有高水平的機器人研究和教學內容,且每年舉行多種不同檔次的機器人設計和制作大賽,通過大賽培養了大批機器人技術研究和應用人才,使日本的機器人技術走到了世界前列。其他再比如一些歐美國家,亞太地區等都有該類項目的開設。
在國內,據不完全統計也有為數相當的高校有開設這項課程。其中有包括清華大學、北京大學、北京理工大學、西安理工大學等綜合型大學,也有北京師范大學、浙江師范大學等師范類大學,其他還有一些職業技術學院等等。可以說我們的教育界還是注意到了這門新興的學科,也在這塊領域投入了相當的支持和關注。
2.國內外中小學智能機器人教育開展現狀
國外青少年熱中于機器人基于他們的歷史文化環境:一是高新科技(尤其是IT的超速發展);二是漫畫、電影、電視、體育競賽、電子游戲以及互聯網的影響。也正是由于這些文化因素的影響,智能機器人教育在國外開展地如火如荼,發展也比較迅速。目前,各國都有舉辦不同級別、科目、門類的比賽:比如日本的ROBO―ONE比賽至今已經舉辦了7屆,還有“青少年機器人大賽”等,其主要參賽者都是年輕人。與此同時韓國的青少年也在掀起一股機器人熱潮,韓國政府和企業也正在投入大量資金開發機器人產業,并使之商品化。而在美、德、法等國家,機器人產業也正在受到重視,一般采取“官產學”形式。“官”即政府的支持和調節,“產”即產業界的自我分類的研究和開發,“學”即學校專門設置的課程,進行學校教育。在如此龐大的體系下,機器人產業在國外已占非常重要的地位,尤其在當今的信息技術時代。
我國的智能機器人教育現狀又如何呢?據不完全統計,在2005年全國已有2.5萬余所中小學、320余萬學生參與到智能機器人教育當中來。隨著這幾年經濟的快速發展,目前我國中小學參與到機器人教育這個項目當中的人遠遠超過了上述數據,而且還在不斷上升。特別是沿海發達地區,比如上海、廣東、浙江、江蘇等地區。目前的主要開設形式是校本課程或者興趣小組等,參與的學生也大多是出于個人興趣愛好。
3.中小學智能機器人教育的師資現狀
由于智能技術是信息技術的核心領域,智能機器人也成為了培養學生動手能力、創新能力、協作能力和邏輯思維能力,提高學生綜合素質,開拓智力的平臺;同時,也是進行程序設計形象化、成果化教育的平臺。
目前就已開展智能機器人教育的學校來看,其主要的指導老師就是信息技術老師。智能機器人教育主要多個學科的知識,由于沒有專門的機器人教育專業,使得我國基礎教育領域機器人方面的師資處于接近真空狀態。可以看到中小學信息技術教育在師資方面還存在著諸多欠缺的地方。而計算機科學與技術、教育技術這兩類專業在培養目標和培養模式上都帶有局限性。比如計算機科學與技術專業,他們培養的人才往往有雙重性:一是培養具有教書育人的良好素質,能勝任中小學計算機教育的教師;二是可從事計算機行業的相關人才。而教育技術專業雖然把培養目標調整為“具有良好的信息素質,勝任中小學信息技術課程的教學工作”,但是,目前多數教育技術專業、計算機科學與技術專業的培養模式培養大批“勝任”智能機器人教育課程的教師顯然不切實際。
4.關于師范院校開展智能機器人教育的情況
在我們國家而言,智能機器人還屬于比較新興的項目,作為科研重要基地的大學起步也較晚,大家的水平差距相對較小。如果師范院校現在開設該項目,以時機來看,比較恰當。正因為大家處于同一起點,相互之間的差距不是很大,更加有競爭。師范類院校作為為社會培養人才的基地,更應該看到這一事實。目前師范類院校較綜合大學來實力上看處于劣勢狀態,但師范院校由于和基礎教育結合緊密,在發展機器人教育方面事實上具有先天優勢。為提高師范類院校的競爭地位,增強培養人才的實際能力,創造出師范特色的新的人才培養模式,都值得我們思考并加以實施。
二、師范院校開展智能機器人教育的價值
1.師范類院校提高本身競爭力的需要
在師范類院校開設智能機器人教育正是順應了師范教育改革的潮流。不僅可以為基礎教育提供更好的師資力量,也為師范類院校在人才培養模式上帶來了新的思考。拓寬了師范生的就業渠道,增強了社會競爭力。
2.中小學智能機器人教育的需要
智能機器人教育引入中小學,不僅有利于信息技術的發展;有利于我們探索教育改革和人才培養的新途徑、新方法;有利于高素質人才的培養;同時,也將推動我國智能機器人知識和技術的普及;促進我國智能機器人事業的發展和專業人才的培養;促使新興的智能機器人產業的形成。因此智能機器人進入中小學已成為一種必然趨勢。我們可以通過智能機器人教育這個平臺挖掘學生的創造潛能培養造就創新人才。不久的將來,智能機器人教學必將進入我們的周圍,越來越多的人員便會參與到其中。如果師范類院校開設智能機器人教學,那么等到這些人員從事到中小學教育以后,他們發揮出來的作用將不可限量。
3.培養學生的諸多能力需要
智能機器人技術是世界強國重點發展的高技術,也是世界公認的打開21世紀大門的鑰匙。智能機器人融合了機械、電子、人工智能等技術。如果把它引入教育,不僅有利于信息技術教育的發展;有利于我們探索人才改革和人才培養的新途徑、新方法;有利于高素質人才的培養;同時將推動我國智能機器人知識和技術的普及;促進我國智能機器人事業的發展和專業人才的培養;促進新興產業的形成。實踐證明它不僅可以激發學生的想象力,培養學生的設計能力、創造能力、動手能力和跨專業的綜合應用能力而且還培養了學生的協作精神。把智能機器人引入師范教育,不僅培養了學生的諸多能力,同時又為師范類院校學生在就業競爭中提供了一項優勢,何樂不為?
4.師范性和專業性結合,培養更全面人才的需要
師范教育的根本目的不在于培養文學家、科學家,而是培養能培育文學家、科學家的教育家。在師范類院校開設智能機器人課程便是培養模式上的一種嘗試和創新。由于師范類院校其本身的特殊性,它主要為基礎教育培養師資力量,側重點在于培養教師而不是培養研究性人才。師范類院校要培養智能機器人教育的人才,勢必要調整培養目標和培養模式,把專業性和師范性更好到結合在一起,只有這樣才能優化人才,增加競爭力。師范類院校要看到自己的缺點的同時也注意發揮自己的優勢。目前中小學存在的問題就是專業教師的缺乏。為中小學智能機器人教育提供更優的師資,也為師范類院校學生提供更多的就業機會而言,在師范類院校開設智能機器人教育也就非常必要而且也很有利。
三、要研究智能機器人教育發展的師范模式
1.要總結開設智能機器人教育的做法和經驗
湖州師范學院于2004年開始智能機器人教育,目前擁有機器人儀器80臺,實驗室兩個。主要以學科競賽、興趣小組形式開展設,目前正在課程開設試驗。舉辦過六次機器人院級比賽,五次機器人校級比賽,舉辦過兩期暑期培訓,并代表學校參加過7次全國性的比賽,參與到這項教育活動的學生數大約有600人,獲得了全國一等獎多項,引起社會、其它學校的關注。
作為師范院校,開展智能機器人教育的主要目的是為突出專業特色,增強社會競爭力。雖然我們開展的時間并不是很長,但無論是自己舉辦活動還是參加大規模的比賽,我們的師生都認真努力,收獲頗多。在教學實踐和理論方面都有了很大的提高,積累了一定的經驗。
從筆者的走訪來看,無論是參與到其中的教師還是學生,都得到了一定的鍛煉。一些同學甚至還受到了一些中小學的邀請,去擔任他們的興趣小組指導教練,參加省級比賽,也取得了不錯的成績。智能機器人教育開闊了學生的視野,培養了學生的能力,同時打造了學校品牌,為學生就業提供了多一條的途徑。
但同時在教育對象、課程設置、實驗室管理等方面也都還存在著一定的問題。比如智能機器人是融合了多種技術的綜合性課程,開設培訓課程以前,需要學生有一定理論基礎。所以需要開設一定的前序課程。由于受到實驗室、師資等問題的限制,目前我們學院開設的項目還比較少,學生參與面還不夠寬等等。
2.要明確培養目標,更好地開展機器人教育,形成師范模式
就師范類院校開展智能機器人教育而言,筆者認為我們要按師范專業的特點開展一系列智能機器人教育課程、活動,形成一種師范模式,更好地普及機器人教育,為基礎教育培養優秀人才。
(1)在師范專業開設一些信息技術課,培養學生信息素養
當今時代,對學生的信息技術素養要求越來越高。根據我院實際經驗,學生在參與到機器人活動中時需要一定的信息技術基礎,比如C語言編程,而我們師范生缺少的就是這方面的知識。如果師范院校在這方面能開設一些系列課程,使學生的理論知識水平有所積累,對于我們開展機器人教育必將有極大的幫助。我們在從小學教育專業、教育技術專業本科生中開展智能機器人教育,就十分重視學生信息技術課程知識的補充,因此師范生在智能機器人教育的一系列活動、選修課程中理解能力、動手能力就迅速提升。
(2)建立配套完備的機器人教育實驗室
智能機器人是技術的前沿之一,集成了數學、物理、化學、生物、機械、電子、材料、能源、計算機硬件、軟件等眾多領域的科學和技術知識,沒有一種技術平臺比智能機器人更綜合。所以為了使現在的師范生能夠更適應未來信息時代的要求,在教學實驗環節中及時地增加教學實驗內容是非常有必要和可行的。況且,機器人教學需要有實際的場地設備等要求,機器人教育實驗室的創辦非常需要。加強機器人教育實驗室建設,重點在對學生進行機器人教育指導能力的訓練,同時要注意實驗室的專業完備程度,規范管理等,并提高機器人實驗室的軟件建設、社會服務能力。
(3)成立大學生機器人教育協會,組織機器人學科競賽