發展歷程
進入21世紀後,機器人教育、創客教育日益受到社會和廣大學校師生的重視。這種教育形式強調把自己的創意變為現實的創新思維和實踐素養的鍛鍊,為智慧型科技教育的出現和發展提供了經驗和內容,客觀上加速了智慧型科技教育從萌芽到成熟的進程。
2012年以後,隨著人工智慧的發展及其在各個領域的快速套用,國家和社會相關企業對人工智慧的意義有了新認識,對人工智慧的研究與產業化、科學普及與套用更加重視,為智慧型科技教育的發展提供了充足的社會環境和技術基礎。
這種形勢下,為貫徹黨中央、國務院的有關指示精神,積極倡導和推動智慧型科技教育在學校、家庭和社會等領域融合性發展,社會上的一些企業率先提出了“智慧型科技教育”這一概念,在智慧型科技教育方法、師資培養、教學體系、教學環境建設、教學用具、教學目的等方面做了大膽探索,逐漸形成了一整套完整的智慧型科技教育體系。
![2018青少年智慧型科技創新金橋大賽全國總決賽](/img/5/d4e/nBnauM3XzgDMwITN4QTOxETM0UTM3MTN5MTM1YTNwAzMxAzL0kzL3MzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
2017年國務院頒發《新一代人工智慧發展規劃》,從國家戰略高度強調了智慧型科技教育的重要地位。科技部主管的社會組織單位中國技術市場協會成立青少年科技創新工作委員會(簡稱“少科委”),以“金橋獎”為依託,積極開展智慧型科技教育,並且針對青少年智慧型科技教育搭建了“青少年智慧型科技創新金橋大賽”“青少年智慧型科技實用能力評定”等平台,成為開展青少年人工智慧科技普及和實踐運用的重要形式。與此同時,教育部、中國科協等政府有關部門以及一些協會組織,也紛紛組織和部署人工智慧的技術、產業、教育等工作,為智慧型科技教育的發展提供了較好的社會環境。
基本特性
經過多年探索和發展,目前,智慧型科技教育已逐步形成了系統化、標準化、專業化、網路化、普惠性、發展性、開放性等自身特色。
系統化。教育內容涵蓋從幼稚園到高中整個教育階段,教學流程涵蓋從教師培訓、實驗室建設到教學跟蹤指導、成果測評全過程,服務內容涉及課前、課中、課後服務到線上服務、教學研修等。
標準化。教材教具、實驗室以及測評體系,產品的生產和課程的使用以及教學各個環節,形成了統一的標準。專業化。產品研發、師資培訓,實現了開發內容、研究人員、研究體系的專業化。
網路化。許多機構採用網際網路教學,也有很多教學採取線上與線下相結合的方式。
普惠性。教學中,教學課程、教學產品、教學服務會使用價格低廉、身邊廢棄且隨手可得的環保材料,青少年可以享受經濟實惠的特色教學。
發展性。智慧型科技教育具有較強的前沿性,隨著人工智慧科技的進步會注入新的教育內容,以適應時代發展的需要。
開放性。智慧型科技教育是一個開放的教學體系,融入了各地區、各學校的特點;同時,教育論壇、各種規格的智慧型科技創新大賽、智慧型科技創新文體交流等活動,可為青少年提供開放的學習平台。
教育體系
智慧型科技教育是一個綜合性體系,涵蓋了從幼稚園到高中的教材體系,以教具、學具、操作工具、課件和科幻動畫情景為一體的教學體系,以名師講授、示範觀摩為基礎的培訓體系,以創新思維、創造發明為主要內容的測評體系,以青少年智慧型科技創新金橋大賽為平台的競賽體系,以觀察體驗、發現探究科學現象為主要形式的科學文化環境建設體系,以學校教育、親職教育和社會教育相融合的社會實踐學習為主要內容的智慧型科技研學體系。這些分支體系相輔相承,共同構成了智慧型科技教育的核心體系。
教學模組
智慧型科技教育致力於學生主動思考,課程教學單元通常包括“思維拓展、知識點講授、簡單模仿、思考策劃、創新引導、創意設計、創造發明、共享智慧”等模組,通過這種層層遞進、構思科學的教學,訓練和提高學生的情緒管理、發現問題、分析問題、解決問題、創新運用等能力,從而實現青少年學生的全面發展和綜合素養的快速提升。
教育階段
智慧型科技教育根據年齡特點分為“六個階段”,針對不同學習階段設計有各具特色的學習內容。
啟蒙階段。課程設定以提升幼兒全面素質和智力、體能的發育為宗旨,以培養創新精神和實踐能力為核心。這個階段,側重把兒童生活科學地融入智慧型科技教學,以此培養兒童的非智力因素和對智慧型科技的興趣。
認知階段。課程設定以探索科學技術知識為宗旨,以理解科學技術進步為核心,著重開發和保護學生對周圍世界的好奇心。按照學生年齡、心理特點開展教學,以確保課堂生動有趣,讓學生清楚了解特定事物發生的全過程,加深對事物發生的印象,提高學生的思維能力和語言表達能力,從而養成制定目標的習慣並具備初級策劃能力。
模仿階段。重點培養學生的發散思維,提升學生注意力,引領學生動手去做,讓學生在學習過程中學會與他人分工協作,在策劃設計和實踐的過程中學會使用工具、設備、材料,掌握技術套用,學會簡單的編程和修改程式的部分函式。
創新階段。課程設定以開拓創新思維為宗旨,以提升創造能力為核心,培養創新意識,明確學習創新、創造的重要性。培養學習各項基本技術的興趣、積極性和勇敢、頑強、團結協作等優良品質,鼓勵他們敢於想像並付出實踐。
探究階段。通過教學,讓學生掌握跨學科知識,讓學生在學習課程、參與項目中潛移默化地提升理論學習與實踐的融合,培育學生的創新精神、團隊協作精神,促進學生獨立思考、自主學習,將新舊知識重新構建,促進學生不斷總結新經驗。
研學階段。以創造發明為核心,實現從被動學習到主動研究的轉型,通過講授理論內涵,引導學生思考,解決教育短板、學科隔離、知識貧乏等弊端,培養科學精神、創新思維和創造能力,更全面系統地認識世界和宇宙。
存在問題
智慧型科技教育是一個創新性學科,也是綜合性、實踐性較強的學科,涉及的科學知識較廣泛,教學方式與傳統教學又有較大區別,要求教師必須具有綜合性的科學知識,掌握專業的教學技能。目前,我國在校的科學教師以及社會上從事相關工作的科技輔導員,多數為從事物理、化學或生物、數學等理科專業的教師轉行而來,他們常常缺乏對智慧型科技教育專業的全面認識,缺乏系統全面的教學技能,加上學校在教師培養方面還無專業性的培訓渠道,這些都在一定程度上制約和影響了智慧型科技教學的開展和推廣。
2017年以來,隨著國務院《新一代人工智慧發展規劃》的頒發,極大地推動了社會企業參加智慧型科技教育的積極性,在教師技能培養、教學方式創新以及教學產品研發等方面,較好地解決了師資培訓、教學體系、測評體系、環境構建體系等方面存在的培訓難題。
然而,企業對智慧型科技教育的推進,只是問題的一方面,目前各政府教育機構、各學校由於對智慧型科技教育還沒有形成一套完整的規範,所以,在智慧型科技教育規章制定、設施建設、資金投入等方面,與現實教學的需要還有較大差距,有待進行全方位的改進。
未來發展
進入21世紀以來,在移動網際網路、大數據、超級計算、腦科學等新理論新技術以及經濟社會發展強烈需求的共同驅動下,人工智慧獲得了快速發展,正成為引領未來的戰略性技術和促進經濟發展的新引擎,受到了世界各國高度重視。
面對新形勢新任務,為搶抓人工智慧發展重大戰略機遇,國務院於2017年下發了《新一代人工智慧發展規劃》,對未來我國人工智慧發展進行了總體部署,並且特別提出“在中國小階段要設定人工智慧相關課程、逐步推廣編程教育、建設人工智慧學科,培養複合型人才,形成我國人工智慧人才高地”。由此可見,智慧型科技教育已經得到國家高度重視。
2017年9月,教育部制定了《中國小綜合實踐活動課程指導綱要》。檔案為學校學生提供的活動主題和活動內容,涉及許多智慧型科技教育方面的內容,而這也是與智慧型科技教育的內容相聯相通的。
智慧型科技教育既是時代發展的客觀需要,也是未來學科教育一個必然的發展方向,未來必將獲得快速而巨大的發展。