时间:2023-08-20 15:01:02
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇小学人工智能教学,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、网站的构建
1.网站框架设计
我国高中阶段人工智能教育还处于起步阶段,据调查,全国已开设人工智能课程的中学不超过十所。事实上,对于人工智能这一前沿学科,大部分信息技术教师还缺乏足够的了解,因此对于该课程的开设也一直处于观望状态。考虑到人工智能教育的实际情况以及网站的主要对象,我们以高中信息技术选修课教材《人工智能初步》为基础,按教学内容设置和划分栏目,同时又围绕“学人工智能、教人工智能、用人工智能、机器人专题”四大专题进行内容重组。当然,网站的基本架构并非一成不变,它需要在实际应用中进行检验与修正,最终实现网站的完美架构。依据上述思路建构的网站基本框架如图1所示。
2.网站的栏目设计
新闻栏目以图文的形式人工智能发展的最新情况,这是激发并维持广大师生关注人工智能的基础,也是师生获取最新信息的窗口。子栏目“中国动态”“欧美动态”等分别介绍了各地区最新的人工智能信息,尤其是机器人产品的新闻。子栏目“会议论坛”,“比赛通知”为师生、参与比赛提供服务。
论文栏目是作为资源型网站的基础。子栏目“教学研究”主要面向从事人工智能教育的研究者和教师,探讨教学方法、分析教学案例、推荐教材和参考书,为更好的开展人工智能教学提供理论依据。子栏目“学习乐园”主要面向学生,展示活动实录、阐述学习感受,聆听专家意见,为更好的学习人工智能提供事实参考,教师也通过“学习乐园”来了解学生的所思所感所想。子栏目“赛事规则”介绍了各个地区和各级机器人比赛的一些规则,有利于师生更好的进行人工智能的教与学。
资源、视频、图库、酷站:这四个栏目是资源型网站的核心。尤其是资源模块中的子栏目“电子书刊”“教学课件”“人工智能软件”分别以不同的文件格式向师生提供教与学的资源,使其能快速准确地获取符合需求的资源,免去了在因特网上盲目搜索出现大量冗余信息的麻烦。网站整合了文本、视频、图片等多媒体信息,以丰富多彩的形式呈现资源,增强了网站的吸引力和信息的可阅读性。
爱问栏目是作为学习型网站的基础,也是本网站的一大特色。“爱问”是采用了模仿“百度知道系统”的程序设计,更注重知识的答疑解惑。我们将此栏目划分为“学人工智能”“教人工智能”“用人工智能”“机器人问题”四个子栏目,师生可根据各自的需要进行提问、回答问题、搜索问题等操作。同时,设立了积分制,激发师生提问和回答问题的热情。
用户中心栏目是学习型网站的核心。作为一个专题网站,必然要十分强调学习的功能。子栏目“网络书签”的功能可以使学习者记录自己所浏览过的或所感兴趣的网页,便于在下次登陆后继续学习。在子栏目“信息”功能中,学习者可以新闻、论文、资源、爱问等信息,待管理员审核通过后即可在网站中显示出来。另外,教师也可在教学过程中通过此模块要求学生提交作业,便于教师随时随地的批改作业。
二、网站的访问数据分析
人工智能教育专题网站从开设至今将近8个月的时间,已经有超过1万的独立访客访问了本站,我们选取了最近访问的2000位独立访客进行研究。通过对地域、被检索方式、受访页面及回头率的分析,可为网站下一步的改进与完善提供依据,为其他人工智能教育类网站的建设,在网站的用户类型,网站的内容选择与更新,网站的推介宣传等方面提供参考与借鉴。
1.地域分析
在统计到的访问该网站的地域中,国外共有12个国家访问了本网站。国内除西藏、澳门之外,其他省份、直辖市、特别行政区都有访问过本网站,这为我们今后在高中普及人工智能教育提供了有力的依据。但是,通过图2的数据我们也可看到,各个地区间的访问量差距较大,并且访问量靠前的几个省份基本上是沿海地区,而中部和西部地区的访问量比较少,所以在今后的工作中不仅要加强网站本身的建设和宣传,更要把人工智能教育的理念推广到中部和西部地区,使那里的中小学师生也接触人工智能的知识,激发他们对信息技术美好前景的向往。
2.被检索方式分析
搜索引擎是网络上最常用的获取资源的方式。掌握用户使用搜索引擎的情况,有助于了解网站的被检索方式。统计搜索关键字的次数,有助于了解网站被检索访问的原因。在专题网站建设完成后,向“百度”、“Google”等大型搜索引擎系统提交收录网页申请是极其必要的,它有利于提高网站的知名度和访问量。而在网站中增加“人工智能”,“prolog 源程序”等文字内容,将会有利于用户在盲目搜索时能访问到该专题网站。
3.受访页面分析
受访页面是指用户访问该专题网站时所停留的页面。通过对受访页面的统计,使我们能够掌握用户相对较为关注网站的哪些内容。表1数据中“学人工智能”占23.82%,“资源下载”占了16.32%,表明用户对人工智能的知识还不是很了解,对人工智能的认识还停留在“学”的层面,远未达到“教”的程度。人工智能教育类网站在建设中,如果能提供大量的人工智能的基础知识以及丰富的可下载资源,将会显著提高网站的受欢迎度以及用户的认可度。
4.回头率分析
在网站访问统计中,通常将距离上次访问超过12小时的再次访问记录为一次回头。通过对回头率的统计(表略)看出该专题网站的粘性不是很高,尤其是3次回访以上的用户还不多。通过对部分用户访谈后了解到,网站的更新速度慢,资源较少,内容偏难是其不愿进行多次回访的主要原因。所以,人工智能教育类网站在维护期间要注意内容的时效性、丰富性、通俗性才能保证网站访问的可持续性。
三、网站建设的若干思考
目前国内外有关人工智能的专题网站不多,针对人工智能教育的网站更少。在可供借鉴的成熟案例较少、研究又处于刚起步阶段的情况下,有必要对我们的工作进行反思总结。通过上述访问数据的分析,以及在人工智能教育专题网站建设的准备阶段,实施阶段及运行阶段的实践,我们认为在建设人工智能教育类网站时应当注意以下几个问题。
1. 充分关注用户信息
访问量是综合类或门户类网站的生命线,应当尽可能地拓宽访问者的类型与层次。但人工智能作为一门新兴学科,其专题网站的学科性特点甚至比普通的专题学习网站还要突出,因此单从访问量上来说,它是无法和门户类网站相比的。所以在建设的初期首先就要考虑的网站的对象问题,也就是要关注哪类人访问了网站。只有准确的掌握了用户的信息才能更好提供用户需要的资源。
在这里,人工智能教育专题网站是通过以下三种手段来获取用户信息的。
第一,用户必须注册才能访问网站,注册的内容包括年龄、身份、学历,电子邮件等内容。
第二,在网站中设立“网站调查”栏目,可以对“你是如何知道本站的”,“你觉得本站建设的如何”等内容教学在线调查。
第三,通过“中国站长站”等专业的数据收集程序来获取用户基本信息,可收集到用户地域、受访问页面、用户回头率等信息。只有掌握了准确的用户信息,才能更好的为用户提供服务。
2.与用户携手共建网上资源
人工智能的子学科门类众多,仅高中教材《人工智能初步》中就有知识及其表达、推理与专家系统、人工智能语言与问题求解等多个主题。而且我国的人工智能研究相对薄弱,很多资料都是外文的。任何一个人要很熟练的掌握人工智能的各个内容是很困难也是不现实的。我们通过一年多的实践也体会到,仅仅依靠课题组成员很难保证网站资源库内容的全面性和针对性。所以在网站最新一次改版中,我们增加了用户的信息功能,使得用户自己可以新闻、添加文章,上传资源,只要经过管理员审核即可在网站中显示。
另外,在人工智能教学过程中,我们也充分利用学生的优势,要求学生以作业的形式提交文本和视频资源,并将作业的数量和质量作为考察学生学习效果的一个指标。这些举措保证了网站内容更新的时效性和内容的针对性。用户所的就是用户所关注的,用户所关注的就是网站所要收集的。
3.通过多种形式充分发挥网站作用
目前,全国高中开设了“人工智能初步”选修课的学校极少,教师手头上可供选择的教材也只有5套。从专题网站上统计的数据来看,虽然网站目前的用户主要是教师,但“学人工智能”页面访问量却远多于“教人工智能”。从这些情况看,单靠几个人工智能教育类的专题网站无法从根本上解决高中人工智能教育现阶段所面临的窘境。所以,在条件允许的情况下,可以通过研修班、会议论坛等形式组织教师进行面对面的交流。
例如,我们就在2007年5月25日至27日在浙江师范大学举办了全国首届“高中人工智能课程研修班”,来自全国十个省市的70余位信息技术教师及教研员参加了研修班的学习。在研修活动中,教师不仅学习了人工智能的知识,也对人工智能教育的现状及发展过程中遇到的问题做了充分了探讨和交流。本次研修活动结束后,人工智能教育专题网站则成了学员们交换信息、交流体会、共享资源的有效平台。
四、结束语
总之,借助专题网站的平台作用开展各种活动,不仅弥补了人工智能教育网站缺乏面对面交流和互动的缺点,也为把网站资源建设的更具针对性提供了有效帮助。
参考文献:
[1]张剑平. 关于人工智能教育的思考[J] .电化教育研究.2003,(1).
[2]曹瑞敏. “中国海”学生专题学习网站应用[J] .中国电化教育.2005,(5).
2016年12月29日,由中关村科技园区管理委员会主办,中关村海外人才创业园协会协办,北大科技园承办的“中关村留学人员企业精品项目推介会(三三会)项目专场”在北大科技园举行。
此次会议推介的项目聚焦物联网、科技金融、在线教育和人工智能等领域。北京泰清科技有限公司、杭州街角科技有限公司、北京天天卓越科技有限公司、北京墨加科技有限公司、人加智能机器人技术(北京)有限公司和康智达数字技术(北京)有限公司等六家公司进行了现场路演。本刊记者就其中四家企业进行详细报道。
罐装生产管理
物联网与制造业紧密结合
北京泰清科技有限公司(以下简称“泰清科技”)成立于2014年,从事智能制造、生产制造系统评估与协同优化,以及新能源领域的技术创新。围绕物联网技术布局,泰清科技已经在制造业物联网搭建与研发、罐装全自动化生产线效率的评估与优化、太阳能支架跟踪器的研发等领域取得了不错的成绩。
冯消冰是泰清科技创始人,北京大学工程管理硕士、清华大学在读博士,在机械行业有多年从业经历。在创新研发方面,他很重视公司与国内外科研院所、高新技术机构的合作交流,从而不断增强公司在制造业、新能源领域的自主研发能力与核心竞争力,加快科技成果转化,为推动我国传统企业生产效率优化贡献一份力量。
截至目前,公司已经与英国OptimumFX公司、中国食品发酵工业研究院等机构达成了合作关系,进一步打通了制造业上下游产业链。
此次项目路演会上,冯消冰展示的创新项目是灌装生产线效率管理系统。他强调,这一系统通过三维实时监控生产线环境,实现数字化产线,从而量化各种效率指标、识别各类损失,是国内第一家罐装包装生产线整体效率评估与优化解决方案的提供商,其中的核心技术及设备包括软件云平台、工业以太网、数据采集器和智能硬件传感器等。
“通过灌装生产线效率管理系统,企业可以对瓶颈机器执行损失实时分析,同时还可以采集一系列数据,包括机器正常运行时间、停机时间、故障次数等。系统对整个工厂以及每天生产线、每台机器做到全局概览,能够标记急需解决的问题,以便及时采取行动。企业还可以找出影响生产力的最大问题,以及造成效率低下的主要原因。
冯消冰说,通过灌装生产线效率管理系统的使用,企业预期生产效率可以提升8%左右。
“目前,国内没有同类产品,市场空间广阔,据互联网统计数据,中国包装企业大约800万家,规模庞大,灌装生产线效率管理系统适用于啤酒、白酒、饮料、医药等多种类型的产品包装生产线。”
在泰清科技与中国食品发酵工业研究院战略合作中,研究院负责推广灌装生产线效率管理系统,同时拥有产品知识产权,泰清科技负责产品研发,双方发挥各自优势,迅速占领了一部分中国罐装产品包装市场。
如今,泰清科技希望以股权出让形式融资500万元,投资方最好有相应的市场资源。
在线收银系统
开便利店也要高大上
此次项目路演会,北大科技园邀请了一位远道而来的朋友――杭州街角科技有限公司(以下简称“街角科技”)创始人兼CEO张桥。他曾供职于阿里巴巴、怡亚通等知名公司,积累了深厚的消费品线上交易和消费品供应链经验。
自2012年起,创始人开始自营便利店和加盟便利店的尝试,结合B2B、供应链和金融服务的从业经验,思考社区便利店需要的服务。
街角科技为社区零售便利店提供新一代收银解决方案,包含智能触屏平板收银机和软件系统,以及手机端移动店铺管理系统。在收银解决方案的基础上,提供一系列扩展能力,对接接入市场上一流的零售SaaS服务,包括线下支付、库存管理、采购订货、数据分析、会员运营和金融信贷等方面。
新一代收银解决方案在提高营收、控制成本、有效投入三个方面提升便利店运营能力,从而获得更强的市场竞争力,促进社区便利店生态的健康发展。这一方案由三个部分组成,分别是收银机端软件、手机端软件、Android平板硬件。
收银机端软件提供Android平板版本和Windows版本,分别对应立刻收银平板和普通PC,供使用者在收银场景下,在较大屏幕上完成收银结账、资金投库、商品基本管理等操作。
手机端软件提供Android、iOS和微信小程序版本,供使用者在管理场景下,远程通过手机完成查看店铺帐目、订单明细、管理店员、监控店铺数据动态等操作。
Android平板硬件支持触摸操作、语音输入和输出、有线和Wlan无线连接网络、SIM卡数据连接网络和蓝牙传输等。同时提供外设选配,包括便利店收银必备的扫码枪、小票打印机、客显和钱箱等。
创始人强调,新一代收银解决方案的应用空间广阔。根据2015年数据,全国社区便利店数量为80万家以上,GMV在8000亿以上,消费人次在500亿人次以上。预估2020年,全国社区便利店GMV将达到20000亿以上规模。
仅杭州地区的社区便利店数量就达到了1万至1.5万家之间,每1000个市民保有1家社区便利店,h远超过品牌连锁便利店数量的十倍甚至百倍。便利店年客单量达到6亿元以上,年GMV达到100亿以上。
此次,杭州街角科技融资金额是600万元,通过股权融资,在B2B、SaaS等相关服务上进行细化和提升。
自适应学习技术
开启精准个性化学习之旅
北京天天卓越科技有限公司(以下简称“天天卓越”)带来的项目是魔力学院――国内首家结合人工智能和自适应学习技术打造的智能在线教学平台,经过近三年的沉淀,魔力学院在优质课程内容在线化的呈现方面探索出了从体验、效果和成本控制各方面,优于传统课堂的线上智能教学课程,通过互动课堂、机器人讲题、知识点神经网络和思维引导标签等新技术和新的方式,完全替代了教师讲课、讲题、随时随地答疑等教学过程中的核心功能。
2014年11月,天天卓越获得九合投资公司天使投资,并于2015年6月推出1.0版本的魔力学院自适应学习平台,同时开始自主开发GMAT和考研英Z课程。2016年3月天天卓越上线GMAT课程并开始推广运营,目前公司主要致力于推广核心自适应学习系统,寻求与更多的优秀内容方合作,降低教研成本,提升学习效率。
天天卓越CEO张海霞是北京大学软件工程硕士,有五年新东方教学经验,后来学习和掌握自适应学习理论及技术后,创立了魔力学院。
魔力学院通过构建知识点神经元体系,建立起一套完整的自适应学习解决方案,无论用户的基础水平如何,都可以通过平台系统获取精准的个性化学习方案。
如今,魔力学院已经构建起一个以自适应算法为核心的技术平台,拥有4项发明专利和6个软件著作权专利。
张海霞说,“在学习当中,每个人的基础、学习能力和态度都会有所不同,魔力学院通过思维标签体系和全程的数据节点采集,最大程度上做到用户画像的精确,让每一个用户得到精准的全套个性化学习方案。”
在商业模式上,魔力学院所切入的领域是与专家合作研发人工智能教师,用户购买人工智能教师的使用时间,从而让平台盈利。此次项目路演会上,张海霞强调,公司将融资800-1000万元,以股权融资形式寻找投资方,希望对方有教育行业背景。
潘多拉盒子
一站式获取所需知识
传统的知识服务产业,包括教育、培训、咨询、出版等,在过去二十年的时间里并没有随着科技发展发生很多升级迭代,内部产品、服务僵化、封闭,而另一方面用户层面对各类知识服务需求变得更实用化、数字化、个性化,近几年方兴未艾的问答社区、在线教育、数字出版、自出版、O2O咨询正从根本上改造传统的知识服务产业,整个市场空间可达万亿级别。
北京墨加科技有限公司(以下简称“墨加科技”)成立于2014年12月,致力于成为国内有影响力的在线知识推荐、管理社区,在线知识交易平台,进行学习行为数据分析和深度学习等。
墨加科技创始人姚树奇毕业于中央民族大学历史系,在校期间他创办了NGO社团组织馨雅书苑,致力于为中西部小学募捐教育资源。毕业后,姚树奇先后就职于海航、Inditex、新东方、PICC等知名公司,从事投资分析、品牌咨询、项目管理等工作。2013年,他自学编程,创办了在线教育网址导航“潘多拉盒子”。
在“潘多拉盒子”基础上,姚树奇和他的团队开始自主研发中文互联网知识推荐管理社区,并为其取名为“墨加社区”,提供一站式知识推荐和订阅管理服务。2016年10月,墨加科技推出了互联网从业者知识交易平台――Twinkle,旨在培养10万名知识小店主,从而打造高效、实用的知识内容交易、数据平台。
墨加科技目前的产品服务主要有三个方面。
首先是在线知识推荐管理社区。“我们已经认证并扶持了六百余位互联网及金融经营领域从业10年左右的资深知识达人,通过墨加科技自主研发的在线知识推荐、管理系统,将自己每天发现的在线学习资源进行推荐、分类,用户可以通过社区,更高效、精准地发现、订阅自己需要的知识内容,一站式、跨平台地获取和分类管理自己的知识数据。”姚树奇强调。
其次是在线知识内容交易平台。“基于墨加科技认证的知识达人,我们自主研发并上线了中国首个面向职业人群的知识内容订阅、交易平台,以分享经济模式一方面让大量拥有智力及时间盈余的资深从业者通过这个平台输出、定价他们的知识、经验,另一方面也让更多人可以通过这个平台以更低的成本、更高的效率获取到实用、系统的知识经验分享。”
再次是线上+线下付费知识沙龙。“基于在线平台积累的这些高质量知识IP,在线上+线下我们通过与书店、孵化器、传统培训机构合作,开展付费知识分享沙龙,实现知识的产出者与消费者之间更高效的互动交流。”
姚树奇希望通过股权融资募集580万元,投资方最好对知识共享经济、知识图谱、机器学习有一定行业认知及投资经验。
除了以上四家公司外,海豚家(北京)网络科技有限公司CEO孙昊展示了为准中产阶级女性而生的高质量内容社区“种草社”,瞄准高校女生到职场新鲜女白领,提供问答和优质的文章内容分享。
孙昊声称,“种草社正在全球范围内邀请优秀的女性达人来种草社回答和分享年轻用户关注的问题。”
种草社的话题主要集中在女性职业、实习心得、时尚趋势、美妆护肤、穿搭技巧、剁手交流、情感私房、自由旅行、运动塑身等刚需场景,旨在从多维度渗透用户的使用场景,陪伴年轻女性更好地成长。
孙昊欲出让10%股份,以股权融资形式募集500万元,投资人最好在内容领域、新媒体及女性社区方面有投资布局。
人加智能机器人技术(北京)有限公司和康智达数字技术(北京)有限公司也分别展出了自己的核心项目和产品。
人加智能机器人技术(北京)有限公司为包括无人机、自动驾驶、地面移动机器人、头戴式计算机等领域的移动机器人提供视觉感知模组式解决方案。公司CEO李嘉俊欲融资3000万元,用来智能机器人市场拓展。
康智达数字技术(北京)有限公司所展示的项目是康智达乐画数字媒体项目。这家公司一直致力于数字艺术、数字媒体、数码影像技术在教育领域俄应用,开展互动新媒体创意创作。
一、教育技术目前存在的问题
在过去的几十年里,教育技术极大地促进了我国教育的发展,这值得我们欣喜。但我国的教育技术丁作确实还存在不少问题,有的问题还很严重,如果不重视,不解决,势必会阻碍我国教育技术的发展.对我国的教育改革事业产生不良影响:
1.几个误区
(1)硬件、软件建设不同步。这是一个我国教育技术发展过程十的老问题.往往是重硬件,轻软什。70年代末日。年代初,我国出现过一哄而上搞电视课堂搬家的现象,造成了很大的浪费。90年代以后,以计算机为核心的信息技术兴起,教育信息化成为世人瞩目69焦点。据2000年底不完全统计,全国中、小学各类计算机没备242万台,建立校园网的学校5700所。至此,硬件建设已取得一定成绩.但软件建设还是没有跟上硬件建设的步伐,•软件匮乏”成为开展教育技术工作的瓶颈。因此,我们应该关注硬件和软件的并行建设,探索出一条符合中国国情的软件建设的路子。
(2)重效应轻效果。这反映在多个方面:其一,重技术轻理论。教师热衷于学习技术,而对教育技术理论则持怀疑、否定甚至拒绝的态度。其二,重制作轻应用。人们在制作教育教学软件时,认为“只要运用了教育技术,就一定能够促进教学”,而不注重教学过程的设计、教学的反馈和评价,致使真正优质的教育教学软件稀缺。其三,重评奖轻实用。许多教师运用教育技术手段只是为了获得参加各种比赛、公开课的机会。
(3)理论研究与实践需求存在较大差距。一方面,教育拄术的研究人员普遍存在重理论轻实践的现象,另一方面,教育技术的实际工作者,尤其是一线教学人员,存在重实践轻理论的现象。教育技术是理论和实践的结合,实践是理论的先导,同时理论指导实践,并在实践中检验和修改理论。这是一个反复的过程。教育技术研究人员和一线教师各有优势和不足,如果能够协力合作,交流沟通,优势互补,将会促进教育技术在理论和实践领域的更快发展。近几年,在这方面我国取得了一些进展,像"小学语文四结合教学改革试验研究”就是一个理论与实践、专家与教师密切结合的成功范例。
2.几个问题
(1)实践领域的管理体制欠完善。我国各级各类学校中一般都设有专门的教育技术机构,比如电教中心、(现代)教育技术中心、计算机中心等,但相应的管理体制不健全,教育技术机构应有的功能得不到发挥。管理体制疏漏的根源在于人们对教育技术机构的功能没有形成清晰、正确的认识。由于各种原因,人们对于教育技术的看法各种各样,比如认为它就是拍摄和播放电视录像、管理配有电教设备教室、搞多媒体计算机和网络教学等。正是这些不尽全面甚至错误的认识,使得教育技术机构的地位得不到足够重视,很多电教人员常常只是维修工,或者课件制作人员、网络维护人员等,而他们的专业背景往往被人们所忽视。此外,电教人员与学校其他教学人员之间不能实现良好沟通与协作,也是管理中的突出问题。
(2)缺少足够的资金支持。迄今为止,资金一直是困扰我国教育技术发展的一个大问题。从教育技术的发展历史可以看出,教育技术的发展和技术的发展有着密切联系,需要设备、软件的支持,这些都需要资金的支持。教育技术在我国起步之初,主要是国家投资,现在更多的是学校自筹解决,资金主要来源于教育系统内部。在国外,企业投资教育可以用来弥补教育资金不足。美国的—项调查表明,20阗年头5个月,私营机构对教育的投贤达到15亿美元。近几年,我国也出现了企业投资办学的方式,不失为一种解决资金来源的新思路。
(3)照搬国外的理论和经验而忽视中国国情。80年代初计算机进入美国的中、小学,我国也纷纷在中、小学引进计算机。而美国全国教育政策规划及组织协会(HIEPEPO)对全国中、小学微机使用调查后发现,计算机技术在学校中96开发及应用状况,使那些原指望靠这种新技术给教育带来一场革命的人们大失所望,许多教师拒绝使用由软件公司提供的教学程序,理由是这些软件的使用效果不尽如人意。中国也因此面临着同样的情况。
从1996年开始,美国大力发展以互联网为依托的网络教育,兴建中、小学校园网。90年代末,我国的许多中、小学校园网迅速崛起,但由于缺乏相关研究和政策的支持,大部分校园网并没有给教学和管理带来实质性的帮助。面美国1999年、2000年的教育技术标准中,对教师和学生的相关技能与评判标准都有明确规定,美国兼顾了硬件建设和人力资源的建设。此外,我们在引进国外一些先进的教学模式和方法时,往往是不加改造地使用,而不管国家之间的历史文化差异。当然,这个问题已经引起了人们的注意,例如人们在教育技术的定义问题上已经有了深刻的思考。但是,国际上先进的理论、技术、手段等如何本土化?如何建设和发展真正符合中国国情的教育技术?中国的教育技术人才如何培养?等等,都是亟待解决的问题。
二、教育技术未来的发展趋势
1.教育技术作为交叉学科的特点将越来越突出
教育技术属于交叉学科,是连接教育、心理、信息技术等学科的桥梁。作为交叉学科,首先体现在它需要技术的支持,特别是信息技术的支持。教育技术的发展与技术的进步密不可分,在未来的发展中,信息科学和人工智能将发挥越来越重要的作用,教育技术应该关注如何更有效地使用技术以及如何利用技术来促进学习。
其次,教育技术作为交叉学科,体现在它融合了多种思想和理论。从教育技术的发展历程来看,教育技术的理论基础主要有数育理论、学习理论、传播学、系统理论等。时至今日,随着人本思潮的兴起,各种学习理论虽然各执一端,但在教育技术领域内走向子融合,以促进人的发展为目标面各尽其力。人们不仅关注个体的学习心堙,还对学生之间如何协同与合作、如何基于问题进行综合性学习等进行着系统的研究。
第三,教育技术交叉学科的特性决定了其研究和实践主体的多元化,协作将成为教育技术发展的重要特色。包括教育、心理、教学设计、计算机技术、媒体理论等不同背景的专家和学者共同研究和实践,开放式的讨论与合作研究已成为教育技术学科的重要特色。
2.重视教育技术实践性和支持性研究
教育技术作为理论和实践并重的交叉学科,需要理论指导实践,在实践中进行理沦研究。目前.教育技术研究最前沿的两个领域是信息技术与课程融合和网络教育,所有这些乃至终身教育体系的建立都强调对学习者学习的支持,即围绕如何促进学习展开所有工作。正因如此,人们将会越来越重视教育技术的实践性和支持性研究。
(1)教师培训。支持学习首先是谁来支持以及如何支持,即教师培训问题。世界各国都很重视教师培训。2000年,美国国际教育技术协会制定了”全体教师的教育技术基奉标准”,其中规定了教师应该具备的教育技术基本能力,为厂达到该标准需要对教师进行系统的教育技术培训。此外,英国、法国、新加坡、韩国等国家也十分重视对教师的培训工作。据调查,我国教育技术发展较快地区尚有I/3的教师对教育技术知识不甚了解或根本不知道。调查也显示,教学第一线的教师大部分欢迎教育技术培训,具有较强的学习动机。出此,如何对教师进行教育技术培训,特别是如何实施有效的培训,需要我们教育技术工作者在实践中进行不断的探索,
(2)教学资源建设。在教学资源建设方面,特别是教育软件的设计和应用方面值得我们重视。当前教育软件的应用远远没有达到我们所预期的效果:比较突出的问题有:存在科学性错误、适用性较差、交互性不强、制作欠精细、智能性欠佳等。随着网络技术、智能技术、技术、虚拟现实技术等的不断发展,新一代的以网络为核心的智能教育软件将在教育软件市场占据越来越重要的地位。如何克服教育软件业目前的困难,开发出适合学习者特点和需求的网络教学资源,将成为资源建设中重要的研究任务。此外,为了使得教育资源能够大范围地共享和交流,网络教育技术标准研究成为近几年的热点问题。2001年,在软育部的组织下,我国成立了现代远程—:育标准化委员会,专门从事网络教育技术标准的制定和推广工作。
(3)学习支持。教育技术在研究与实践中对于学生学习的支持给予T密切的关注,这种王持包括在信息技术背景F特别是网络环境下学生的学习活动、教学组织和教学评价等方面。广大工作在教育一线的教师,能够深切感受到教学中存在的问题,也只有他们才能根据实际情况结合理论知识来解决问题。教育技术工作者应该为广大教师捉供各种解决实际教学问题的思路和方法,有力地对学生的学习提供支持。
3.对于计算机教育应用的更全面的审视和研究
当前,世界各国都投入了大量的人力、物力和财力来研究和探索新技术在教育领域的应用。我们在为这些做法欣喜之时,不得不冷静地思考计算机应用于教育领域的若干问题,以期获得对计算机教育应用更全面的理解。
应用的针对性:实践证明,计算机并不是对所有学科和对象都同样有效,特别是涉及到人文类或者培养个人情感方面的有关学科以及注重实际操作能力培养的学科等。因此,需要把握的是计算机在教育中的应用应该针对哪些学科,知识点和学习对象而展开.应该采用什么样的策略来进行。
应用的条件:计算机应用于教育,应该考虑领导是舌重视,资金投入能否跟上,教师是否具备基本的计算机技能,是否有足够的教学资源来支持.是否有足够的心理准备等。而且,各个条件之间存在紧密联系,对不同地区、不同学校而言,条件的标准和组合也各不相同。专门从事教育技术研究的工作者,就需要选择不同地区和类型的学校,通过充分的凋研、实地考察和比较,进行科学试验,并将成功经验进行推广。
应用的有效性:应用的有教性包含了两层含义。一层含义是利用计算机教育教学的效果如何,通常以教育教学评价的结果作为主要参考。另一层含义是投入产出的比例如何,也就是效益问题。对于前者人们已经作了大量的工作,对于后者人们也越来越重视。但由于目前对计算机以及其他技术在教育上投入的效益问题还没有实际的研究成果,这会造成人们投入的盲目性,而且还会阻碍教育技术的进一步发展。全面研究计算机教育应用的有效性将是教育技术研究的重要内容。
4.关注技术环境下的学习心理研究
首先,需要研究不同的人在面对技术进行学习时的差异。目前,人们已经认识到问题的解决能力、创新思维、协作技能、信息素养等的重要性,但如伺消除数字鸿沟,所使有的学习者应用技术进行有效学习,是环境建设和资源建设的重要研究课题。
其次,需要进一步研究技术环境下人的学习行为特征和心理过程特征,人与技术环境如何实现交互,什么因素影响学习者的心理(比如动机),随着技术的进步以及技术环境下学习心理研究的深入,教育技术领域的研究将不再只满足于技术的简单应用,适应性学习和协作学习环境的创建必将成为前沿研究的焦点。技术所支持的学习环境将真正体现出开放、共享、交互、协作等特点,在这种学习环境中,将更注重学习者内部情感等非智力因素,更注重社会交互在学习中的作用。
5.更重视学习活动的设计与支持
未来的教学设计将不仅重视学习资源和学习过程的设计,而且更重视学习活动的设计和支持。为了培养综合素质的人才,教学设计将越来越关注课程整合尤其是一般学科与信息技术的整合。而在整合过程中,如何设计研究型的学习活动、基于实际问题的学习活动,综合型的学习活动、协作型的学习活动,以便让学习者综合应用多个学科领域的知识,培养创新人才足教学设计的重点,也是难点。学习者的举习过程和活动的设计将更加灵活和弹性化,教师在学习过程中的指导者角色将更为突出,学习过程的支持研究将变得更为重要。
教师从“讲台上的哲人”转变为“学生身旁的指导者”也意味着,教学设计的方案不再像传统教案那样仅仅是教师教的过程的设计,教案应该向“学案”转变,学生学习过程和活动的设计将成为“学案”中的重要组成部分。
当前网络教育开展得如火如荣,但是对于网络课程和网络教学结构还需要不断研究、探索、实践才能适应其迅速发展的形势。网络课程建设需要更加注重学习过程、学习活动、学习组织和评价,尤其是形成性评价的设计。网络教学平台作为承载网络课程的工具,应该支持更加多样化的学习活动:随着网络教学琐论的深入研究,学习活动将更加个性化、情境化、多样化、综合化。
6.进一步完善教育技术学科建设
现在,教育技术领域的学者和专家就教育技术是什么、教育技术的学科体系、教育技术发展和实践过程中存在的问题和对策、教育技术的未来发展趋势等纷纷提出观点和看法,形成了百家争鸣的局面。这对教育技术学科的发展来讲是一件好事。作为一个学科的定位与学科建设,除了以上这些问题以外,还必须考虑从事工作的人群及其从事的工作,包括理论研究者、实践工作者及其他相关人员。
我国的教育技术工作者主要包括三类人群:第一类是电化教育/教育拄术理论研究者,他们主要来自各大学的教育技术系或教育技术研究中心等;第二类是全国电教系统的专业人员,包括中央及省、市、自治区的电教馆人员以及各学校的电教人员;第三类是计算机学科中从事计算机教育应用研究的相关人虽(如从事网络关键技术的研究、人工智能的研究等)和相关学科的教师,这类人员以全国高等学校教育技术协作委员会为纽带。各学科的教师是教育技术实践领域的生力军。国际上的情况也是如此,除了AEcT(美国教育通信和技术协会)被认为是专门从事教育技术研究的群体以外,许多国际学术会议如CSCL(ComputerSupoo~edCooperallveIeammg,计算机支持协作学习,每两年一次)、1CC[(IntematlonalCon~reneeOllComputerslnEducatlon,计算机教育应用国际会议,每年一次)、CAA(ComputerAidedAs-$essment,计算机辅助评价,每年一次)等汇集了来自于教育、心理、计算机等各学科领域的专家和学者参加,共同致力于教育技术的研究。
关键词:小学数学;数学思想;数学应用能力:探讨
引言
随着科学技术的发展,数学作为基础学科,其作用日益凸显。数学对整个社会的影响不仅表现在其数值计算能力上,还表现在数学思想和方法对各行各业的影响上。比如,阿尔伯特爱因斯坦利用纯手工数学计算推导发现的狭义相对论、广义相对论以及光电效应等。当前社会中互联网、物联网、人工智能、量子力学的发展都是基于数学思想和方法的应用而产生的。因此,可以说整个社会数学基础知识的强弱是衡量社会文明发展程度的方法之一,培养新一代高素质数学人才显得尤为重要。数学的学习是一个循序渐进的过程,掌握对数学的基础知识往往对于后面深层次的数学知识的学习起着关键作用,因此,提高小学生对数学思想和方法的掌握能力至关重要。数学是一门高度抽象、思维严密、应用灵活的课程。由于小学生思维发育的不健全而导致小学生在学习数学的过程中往往感到非常吃力,无法掌握数学思想和方法的精髓,更无法将数学应用于生活中[1]。
一、数学思想与方法的重要性
数学方法是一种在数学学习的过程中学习到的用以解决数学问题的方法,通常具有统一性和普适性。数学思想是人们在学习数学的过程中将各种思想加工、总结后形成的一种用于解决抽象数学关系问题的潜在意识,体现为将真实生活的三维空间或更加高维空间结构关系以及对象与对象之间的数量关系,通过一系列数学思想将其本身具有的高度抽象性的问题转化为简单、明了的数学问题,最后能根据现有的数学方法给予解决。数学思想不仅可以解决数学问题,还对人的思维观念具有很大的指导意义。因此,可以说数学思想就是一种举一反三的方法,是一种将数学方法应用于现实生活的指导思想,是自然界创新的源泉,教师在数学教学中要高度重视数学思想与方法的渗透。
二、小学数学的学科内容特点
小学数学的主要内容包括四个方面的教学:加减乘除的数字计算、含有未知数方程式的求解、应用题的求解以及二维或三维图像的空间结构的计算。加减乘除的计算主要包括两种,直线型的加减乘除的运算以及分式型的加减乘除的运算。直线型的加减乘除的运算主要涉及掌握运算符号的优先级进行数值计算;分式型的加减乘除的运算主要涉及如何将小数转化为分数,然后利用最小公倍数进行通分,最后利用运算符号的优先级进行数值运算。含有未知数方程式的求解主要涉及如何在加减乘除运算中将未知数准确地提取到方程的一边,然后对方程式另一边的数值,利用加减乘除进行计算。应用题的求解主要涉及如何将题目中给出的应用场景的描述转化为含有未知数的方程式,然后利用含有未知数方程式的求解方法进行求解。二维或三维图像的空间结构的计算主要是利用题目中给出的二维或三维图片各个边角(包括高)的属性,然后利用这些属性求解面积、周长、体积等高级属性,或者已知部分属性和部分高级属性求解图片的其他属性等。
三、小学数学教学中渗透的数学思想与方法
(一)分类的思想
首先根据数学题目判断题目的题型属于数学学科内容(加减乘除的数字计算、含有未知数方程式的求解、应用题的求解以及二维或三维图像的空间结构的计算)哪一方面的题型。对于这四个方面的题型,我们再进一步进行细分,最终将题型划分到一个很小的子集,这样我们就大大缩小了问题的范围,最终解题时主要思考这个子集类型的题型通常采用的解题方法,并快速定位到具体的解题方法和步骤。通过分类的思想,小学生通常能快速地定位题目所属的题型,并以最快的方法找到解题思路及方法,提高解题速度。
(二)数形结合的思想
小学生由于思维较为简单,对于复杂、不直观的问题往往比较吃力。由于图像比纯文字的数学公式更能吸引小学生的兴趣,可以在小学生数学教学中渗透数形结合的思想和方法,这样一方面可以集中小学生的上课注意力;另一方面可以提高小学生的数学学习能力以及理解数学知识的效率[2]。数形结合主要是将数学理论性的知识通过图画或动态视频进行演示和教学,图画和动态视频能给学生更直观的感觉,因此更利于其理解数学知识。比如,在进行二维或三维图像的空间结构的计算时,教师可以采用动态视频的方法进行讲解,这样学生就可以更加清楚地了解题目描述内容的空间结构是什么样子的,加深对题目的理解,进而提升解题效率。
(三)场景转化的思想
场景转化思想主要应用于小学应用题型。应用题通常给出的都是一段文字性的描述,然后求解某个未知的参数,而应用题的难点就是根据文字描述的内容,确定未知数并建立方程,即场景转化。通常应用题文字描述的主题内容都能和我们生活中的具体场景相对应,通过与现实生活中的场景相对应是一种理解题意最高效的方法。因此,学生首先要做的就是厘清题目的含义,将各个文字描述转化为数学方程,然后求解未知数。对于应用题场景转化的思想主要包含以下几点:(1)确定问题需要求解的属性是什么。(2)确定所要求解的属性和哪些属性有关,确定其具体的加减乘除的结合方式。(3)确定所需属性哪些是题目已知的,哪些是题目未知的,同时确定这些属性是否又是关于其他属性的函数,直到确定当前没有下级属性为止。然后找出题目中所需的但未知的属性,设其为未知数,通过这些属性间上下级的相关关系建立方程组。(4)上面几步建立的方程组,可能方程较多,可以通过变量替代的方法进行方程的组合,减少方程的个数。(5)通过移项将方程组的未知数提取出来放置到方程的一边。(6)利用加减乘除运算符号的优先级进行计算。通过场景转化的方法,学生往往能抽丝剥茧地将一个极度复杂的问题转化为一个相对简单的问题,从而加快求解速度。
结语