小學(xué)人工智能教育精選(九篇)

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第1篇：小學(xué)人工智能教育范文

關(guān)鍵詞:機(jī)器人教育 教育機(jī)器人 認(rèn)知發(fā)展 教學(xué)目標(biāo)

一、引言

據(jù)預(yù)測,21世紀(jì)中期,人類社會(huì)將全面進(jìn)入以智能機(jī)器人為代表的智能時(shí)代,機(jī)器人的廣泛應(yīng)用將極大促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。近年來,隨著機(jī)器人價(jià)格的下降、簡易性的提高、其潛在的巨大教育價(jià)值逐漸得到社會(huì)的認(rèn)可,使得機(jī)器人進(jìn)入了教育領(lǐng)域。在發(fā)達(dá)國家,尤其是英、美、日等國家,已將機(jī)器人作為一種教學(xué)輔助工具,上至高等院校、研究機(jī)構(gòu),下至中小學(xué)、幼兒園,都正在積極開展機(jī)器人相關(guān)的教研活動(dòng)。為了適應(yīng)未來科技社會(huì)對人才培養(yǎng)的需要,我國教育部從2003年起把中小學(xué)機(jī)器人比賽納入全國中小學(xué)電腦制作活動(dòng)中,2003年頒布的普通高中新課程標(biāo)準(zhǔn)又將“人工智能初步”及“簡易機(jī)器人制作”列入選修內(nèi)容。

機(jī)器人是一種能夠通過程序控制,自主完成某類任務(wù)的機(jī)器系統(tǒng)。教育機(jī)器人則是一類應(yīng)用于教育領(lǐng)域的機(jī)器人,它一般具有以下特點(diǎn):首先是教學(xué)適應(yīng)性,符合教學(xué)使用的相關(guān)需求;其次是具有良好的性能價(jià)格比,特定的教學(xué)用戶群決定了其價(jià)位不能過高;再次就是它的開放性和可擴(kuò)展性,可以根據(jù)需要方便地增、減功能模塊,進(jìn)行自主創(chuàng)新;此外,它還應(yīng)當(dāng)有友好的人機(jī)交互界面。

國內(nèi)中小學(xué)機(jī)器人教育教學(xué)的開展雖已有近十年的時(shí)間,但仍然游離于日常課堂教學(xué)之外。究其緣由,其中一主要因素是當(dāng)前教育機(jī)器人產(chǎn)品缺少規(guī)范,品牌繁雜,開放性低等教育機(jī)器人產(chǎn)品自身的問題。以下,我們將結(jié)合各個(gè)教學(xué)階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和機(jī)器人教學(xué)的要求,在對此進(jìn)行闡述分析的基礎(chǔ)上對不同階段使用者所需的配件、人機(jī)界面等產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出一些意見和建議。

二、各階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展與機(jī)器人教育目標(biāo)

1.小學(xué)階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展與機(jī)器人教育目標(biāo)

著名的兒童教育學(xué)家和心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為:兒童的認(rèn)知是由他自身與外部世界不斷地相互作用而逐漸形成的一種結(jié)構(gòu)。兒童在觀察事物時(shí),往往注意新鮮、感興趣的東西,他們對周圍世界有著強(qiáng)烈的好奇心和探究欲望,樂于動(dòng)手操作具體形象的物體。因此,這一時(shí)期是培養(yǎng)科學(xué)興趣、體驗(yàn)科學(xué)過程、發(fā)展科學(xué)精神的重要時(shí)期。

小學(xué)階段的機(jī)器人教育,主要是讓學(xué)生了解智能機(jī)器人的應(yīng)用價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)習(xí)使用機(jī)器人的興趣。具體到教學(xué)要求上,對于硬件部分則要求學(xué)生了解簡易機(jī)器人的基本構(gòu)造;說出各類傳感器(如聲音、光敏、紅外、溫度、觸摸)的功能及其對人類功能的模擬。能描述機(jī)器人各部分的功能更和工作原理,能描述機(jī)器人各部分的功能和工作原理,如通過傳感器搜集信息、通過程序來判斷處理信息、控制外部動(dòng)作等;如果條件允許,則可要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已有的模塊化組裝部件,嘗試動(dòng)手制作或組裝簡單的實(shí)物機(jī)器人,將編制好的控制程序?qū)氲綄?shí)物機(jī)器人;在程序設(shè)計(jì)方面,學(xué)習(xí)LOGO等簡易語言或圖形化操作界面,能夠結(jié)合使用傳感器模塊和流程控制模塊等編寫程序,感受利用程序解決問題的一般過程。

2.初中階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展與機(jī)器人教育目標(biāo)

初中階段正是“形式運(yùn)算”階段(12～15歲)。這個(gè)階段的主要思維特點(diǎn)是,在頭腦中可以把事物的形式和內(nèi)容分開,可以離開具體事物,根據(jù)假設(shè)來進(jìn)行邏輯推演,能運(yùn)用形式運(yùn)算來解決諸如組合、包含、比例、排除、概率及因素分析等邏輯課題。初中生思維活動(dòng)的基本特點(diǎn)是抽象邏輯思維已占主導(dǎo)地位,但有時(shí)思維中的具體形象成分還起作用。

初中階段的機(jī)器人教育,不僅要求培養(yǎng)學(xué)生使用機(jī)器人的興趣,還要教授機(jī)器人的基本工作原理,了解機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展前沿。在硬件知識(shí)部分,除了在制作和操縱簡單的機(jī)器人的基礎(chǔ)上,探究機(jī)器人的機(jī)械裝置、電子裝置、傳感器裝置等,能力強(qiáng)的學(xué)生可對機(jī)器人構(gòu)件功能進(jìn)行拓展應(yīng)用,例如用繼電器和聲音傳感器組裝聲控?zé)?在軟件部分,了解計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人做出各種動(dòng)作的簡單流程,感知程序和程序設(shè)計(jì)語言,理解程序的基本結(jié)構(gòu),了解“確定算法,編程實(shí)現(xiàn)”這一計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程。

3.高中階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展與機(jī)器人教育目標(biāo)

高中生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完整體系基本形成。高中生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的各種要素迅速發(fā)展,各認(rèn)知能力不斷完善,認(rèn)知的核心成分――思維能力更加成熟,抽象邏輯思維占了優(yōu)勢地位,辯證思維和創(chuàng)造思維有了很大的發(fā)展。思維的目的性、方向性更明確,認(rèn)知系統(tǒng)的自我評價(jià)和自我控制能力明顯增強(qiáng)。他們情感豐富、意志力增強(qiáng),興趣更廣泛和穩(wěn)定,學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)更強(qiáng)烈。

高中階段的機(jī)器人教育,已經(jīng)出臺(tái)了一些課程標(biāo)準(zhǔn),如新課標(biāo)“簡易機(jī)器人制作”模塊要求學(xué)生知道單片機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)的基本知識(shí),能設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)和傳動(dòng)機(jī)械等組成的簡易自動(dòng)控制機(jī)器人或簡單的自動(dòng)控制系統(tǒng)。對于硬件知識(shí)部分,學(xué)生除了對各部件功能結(jié)構(gòu)的了解外,也會(huì)自行改造;在程序設(shè)計(jì)方面,考慮到對學(xué)生算法與程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),因此除了對圖形化編程的掌握外,還要求使用更高級(jí)的程序設(shè)計(jì)語言,如Qbasic、C、Java等,通過代碼編輯器直接設(shè)計(jì)程序來控制機(jī)器人運(yùn)行,在編程的過程中鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。

三、教育機(jī)器人的功能設(shè)計(jì)分析

綜上所述,不同階段學(xué)生的認(rèn)知水平和教學(xué)要求都各不相同,那么不同層次的教學(xué)對象就需要選用不同的教育機(jī)器人產(chǎn)品,以便提供合適的功能、配件以及人機(jī)界面。那么,目前的教育機(jī)器人產(chǎn)品能否滿足各種年齡層次的學(xué)生的需要呢?市場上不乏有很多好的教育機(jī)器人產(chǎn)品,但也存在一些不近如人意的地方,因此根據(jù)上述不同階段學(xué)生的認(rèn)知水平和機(jī)器人教育的要求,我們對四個(gè)階段所用機(jī)器人產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)與功能、程序設(shè)計(jì)與傳輸、機(jī)器人本體三部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,提出了如下表1所示的教育機(jī)器人的結(jié)構(gòu)功能及標(biāo)準(zhǔn)要求簡表1。

1.應(yīng)用于小學(xué)階段的教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)

適用小學(xué)階段的教育機(jī)器人,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,主要體現(xiàn)在插件應(yīng)用上,對于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)可選用積木式或插件式或變形式三種類型。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利于學(xué)生在機(jī)器人外形上做創(chuàng)新,憑自己的想象任意搭建機(jī)器人,設(shè)計(jì)出形態(tài)各異的機(jī)器人;對于機(jī)器人控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng),這部分知識(shí)要求超過了這一年齡段學(xué)生的認(rèn)知,因此可選用模塊功能封裝的形式,分別采用一體化控制模塊和成品設(shè)備;在人機(jī)交互上,可以采用人工控制的方式,例如遙控;也可用程序控制,選用簡易的可視化圖形編程語言,如用LOGO語言做一些簡單的編程。兒童學(xué)習(xí)LOGO語言,有利于他們元認(rèn)知能力的發(fā)展。考慮到學(xué)生的能力水平和教學(xué)要求,可選用程序傳輸這種安全簡便的方式把程序?qū)氲綄?shí)體機(jī)器人當(dāng)中;對于小學(xué)生來說,還應(yīng)選用結(jié)實(shí)耐用的、安全的機(jī)器人產(chǎn)品。小學(xué)教師認(rèn)為,除了以上幾點(diǎn)外,選用的機(jī)器人產(chǎn)品也要方便管理。除此之外,根據(jù)學(xué)校的條件可選用一些有外形的機(jī)器人,例如,AIBO機(jī)器狗,這樣可以提高學(xué)生對機(jī)器人的興趣。

2.應(yīng)用于中小學(xué)階段的教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)

初中階段使用的機(jī)器人在設(shè)計(jì)上不再以外形為主,需要附加一定的功能,要求學(xué)生了解簡易傳感器原理及其使用,并能體現(xiàn)出機(jī)器人在焊接和控制應(yīng)用方面的知識(shí),其機(jī)械傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可采用遙控式或單片機(jī)式,這樣學(xué)生對單片機(jī)的原理將有初步的了解。同時(shí),采用單片機(jī)還可以大大降低產(chǎn)品的價(jià)格,利于機(jī)器人教育的普及推廣;控制系統(tǒng)可直接采用控制版,使得單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)更為直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前;對于執(zhí)行系統(tǒng),設(shè)計(jì)成半成品的形式,使之功能封裝成模塊化,利于學(xué)生自行組裝;在人機(jī)交互上,除了選用遙控式外,弱化益智類玩具的概念,體現(xiàn)出機(jī)器人一定的智能化,可選用一些較LEGO語言要復(fù)雜些的程序設(shè)計(jì)語言,如Qbasic,為后續(xù)學(xué)習(xí)VB語言作了鋪墊。傳輸技術(shù)還是采用安全系數(shù)高、操作簡便的數(shù)據(jù)傳輸形式。初中教師提出,除了以上幾點(diǎn)功能設(shè)計(jì)要求外,所設(shè)計(jì)的教育機(jī)器人不僅可以用于課堂教學(xué),還可以用于參加比賽。

3.應(yīng)用于高中階段的教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)

適用高中階段的教育機(jī)器人,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要求有更好的可擴(kuò)展性和開放性,注重產(chǎn)品功能的綜合應(yīng)用,最終達(dá)到可在多門課程中通用的要求。因此,機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)除了可選用初中階段所采用的單片機(jī)形式外,還可選用嵌入式。但要注意的一點(diǎn)是單片機(jī)方面的設(shè)計(jì)要緊密結(jié)合通用技術(shù)模塊的要求,選擇可多次燒錄的單片機(jī)型號(hào)和簡單易學(xué)的單片機(jī)編程語言;在控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)部分,可采用套裝散件。采用單片機(jī)和散裝化套件都極大的促進(jìn)了學(xué)生在實(shí)踐過程中動(dòng)手實(shí)踐能力的提高和創(chuàng)新思維的培養(yǎng);在人機(jī)交互方面,除了保留簡易的圖形編程軟件平臺(tái)之外,鑒于高中生的認(rèn)知水平和今后計(jì)算機(jī)編程角度考慮,設(shè)計(jì)相對較抽象的編程語言接口,如Java、NQC、C++、C、匯編語言等。對于程序的傳輸除了選用數(shù)據(jù)線和紅外線發(fā)射傳輸之外,還可選用燒錄技術(shù)。

四、結(jié)束語

教育機(jī)器人作為機(jī)器人教育的實(shí)施平臺(tái),其建設(shè)水平的高低對機(jī)器人教育具有至關(guān)重要的影響。研制適用于不同階段符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平和教學(xué)要求的教育機(jī)器人,不僅有利于解決教育機(jī)器人產(chǎn)品的開發(fā)、選用,教學(xué)實(shí)施等當(dāng)前機(jī)器人教育中所存在的問題,而且有利于機(jī)器人教育資源、實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的共享,對于推動(dòng)我國機(jī)器人教育健康、規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展有著積極的作用。同時(shí),規(guī)范化的教育機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)需要教育政府、高等院校、中小學(xué)學(xué)校、機(jī)器人廠商等各方面的共同協(xié)作與努力。

參考文獻(xiàn)

[1]張國民,張劍平.我國基礎(chǔ)教育中機(jī)器人教育的現(xiàn)狀與對策研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2008,5:92～95.

[2]彭紹東. 論機(jī)器人教育[J].電化教育研究,2002,6:3～7.省略/fuwu/jyfg/200703/142790.html

[6]鄭和鈞,鄧京華.高中生心理學(xué)[M].浙江:浙江教育出版社,1993

第2篇：小學(xué)人工智能教育范文

關(guān)鍵詞:HPS教育;小學(xué)科學(xué);人工智能

隨著我國教育的迅猛發(fā)展，作為科學(xué)教育重中之重的小學(xué)科學(xué)教育逐漸開始被大眾所關(guān)注，所以探索小學(xué)科學(xué)教育的新思路已成為教育改革的關(guān)鍵之一。多年來，我國不斷借鑒發(fā)達(dá)國家的教育改革理念與經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行本土化研究，促進(jìn)我國教育發(fā)展。

一、研究背景

HPS教育作為西方20世紀(jì)80年代盛行的理論，引入中國已有20余年。作為極其受歡迎的教育理念，憑借著自身優(yōu)勢在中國教育課程改革中占據(jù)了一席之地，也為中國科學(xué)教育提供了新思路。

(一)HPS的概念界定

HPS的提出源自科學(xué)內(nèi)部對科學(xué)反思和科學(xué)外部人員對科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的思考。最初，HPS指的是科學(xué)史(HistoryofScience)和科學(xué)哲學(xué)(PhilosophyofScience)兩大學(xué)科領(lǐng)域，但在20世紀(jì)90年代科學(xué)建構(gòu)論流行后，科學(xué)社會(huì)學(xué)與科學(xué)知識(shí)社會(huì)學(xué)被引入科學(xué)教育，HPS逐漸演化成科學(xué)史(HistoryofScience)、科學(xué)哲學(xué)(PhilosophyofScience)和科學(xué)社會(huì)學(xué)(SociologyofScience)三者的統(tǒng)稱［1］:科學(xué)史即研究科學(xué)(包括自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué))和科學(xué)知識(shí)的歷史;科學(xué)哲學(xué)則是對科學(xué)本性的理性分析，以及對科學(xué)概念、科學(xué)話語的哲學(xué)思辨，比如科學(xué)這把“雙刃劍”對人類社會(huì)的影響;科學(xué)社會(huì)學(xué)則討論科學(xué)處在社會(huì)大系統(tǒng)中，社會(huì)種種因素在科學(xué)發(fā)展過程中的地位和作用，這包括了政治、經(jīng)濟(jì)、文化、技術(shù)、信仰等因素［2］。在國外，德國科學(xué)家和史學(xué)家馬赫最早提倡HPS教育，突出強(qiáng)調(diào)哲學(xué)與歷史應(yīng)用至科學(xué)教學(xué)中的作用。我國HPS相關(guān)研究開始晚且研究規(guī)模較小，首都師范大學(xué)的丁邦平教授認(rèn)為HPS融入科學(xué)課程與教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)的一個(gè)重要途徑［3］。

(二)HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的必要性

運(yùn)用科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)等進(jìn)行教學(xué)是目前國際上小學(xué)科學(xué)教育改革的一種新趨勢。2017年，教育部頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)志著我國科學(xué)教育步入了新階段，其不僅要求達(dá)成科學(xué)知識(shí)、科學(xué)探究的相應(yīng)目標(biāo)，也要養(yǎng)成相應(yīng)的科學(xué)態(tài)度，思考科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的融洽相處。該標(biāo)準(zhǔn)提出了“初步了解在科學(xué)技術(shù)的研究與應(yīng)用中，需要考慮倫理和道德的價(jià)值取向，提倡熱愛自然、珍愛生命，提高保護(hù)環(huán)境意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感”。HPS教育與小學(xué)科學(xué)課程的結(jié)合是教學(xué)內(nèi)容由知識(shí)到能力再到素養(yǎng)的過程，是小學(xué)科學(xué)教育的新維度，改變了小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)環(huán)境。將科學(xué)課程中融入HPS教育的內(nèi)容，可以幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)，研究科學(xué)知識(shí)是如何產(chǎn)生的，科學(xué)對社會(huì)的多方面影響以及科學(xué)和科學(xué)方法的優(yōu)、缺點(diǎn)等。當(dāng)《小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀視為科學(xué)教育的有機(jī)組成部分時(shí)，小學(xué)科學(xué)課程就有望成為HPS教育的天然載體，同時(shí)為小學(xué)科學(xué)課程滲透HPS教育提出了挑戰(zhàn)。目前，我國小學(xué)科學(xué)課程雖已有部分設(shè)計(jì)融入了HPS教育理念，但該融入過程仍停留在表面，融入程度低，融入方式單一。所以，研究HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程十分有必要。

(三)HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的可行性

縱觀國內(nèi)外已有的研究，將HPS教育融入小學(xué)科學(xué)課程可分為基于傳統(tǒng)課堂模式的正式教育課程和基于科技館、研學(xué)機(jī)構(gòu)等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院新媒體研究院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社三方通力合作、聯(lián)合打造的《人工智能讀本》系列叢書自出版以來已發(fā)行八萬套，在安徽省多個(gè)市區(qū)的小學(xué)得以應(yīng)用，是青少年人工智能教育上的一次全新探索。該套叢書分三年級(jí)至六年級(jí)共四套，涵蓋了16個(gè)人工智能前沿研究領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)，每一節(jié)課都設(shè)有場景引入、讀一讀、看一看、試一試4個(gè)模塊。小學(xué)《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本，以親切的場景對話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學(xué)生的興趣，不僅可作為學(xué)校科學(xué)課讀本，也可以應(yīng)用于課外場景。本文則以小學(xué)《人工智能讀本》為例，對HPS教育進(jìn)行初步摸索與實(shí)踐，以期對小學(xué)科學(xué)教育帶來教益。

二、HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)的典型案例

《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)實(shí)踐的典型案例，側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生多維度、科學(xué)辯證地認(rèn)識(shí)人工智能，內(nèi)容包括機(jī)器學(xué)習(xí)、決策職能和類腦智能，以及人工智能的不同發(fā)展階段，帶領(lǐng)學(xué)生思考人工智能帶來的倫理問題以及其他挑戰(zhàn)，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級(jí)第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”為例，分析HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)的實(shí)踐。

(一)科學(xué)史:提升課程趣味性

小學(xué)科學(xué)教育作為培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)公眾的重要步驟，提升過程的趣味性則十分重要。過去傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教育注重知識(shí)的傳遞而忽略了學(xué)習(xí)過程，填鴨式教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生失去對科學(xué)的興趣與探索欲，不利于公民科學(xué)素養(yǎng)的整體提高。而科學(xué)史作為研究科學(xué)(包括自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué))和科學(xué)知識(shí)的歷史，已經(jīng)逐漸滲透到科學(xué)教育中來?？茖W(xué)史常常介紹科學(xué)家的事跡，某一知識(shí)誕生所面臨的困難和曲折過程，而將科學(xué)史融入課程可以帶學(xué)生重回知識(shí)誕生的時(shí)刻，切身體會(huì)科學(xué)。讀本作為在小學(xué)科學(xué)教育中不可或缺的工具，利用科學(xué)史內(nèi)容，以敘事方式可以將科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)的思想融入教學(xué)過程中，在讀本中融入歷史，可以提升課程趣味性，幫助學(xué)生更加容易探求科學(xué)本質(zhì)，感受科學(xué)家不懈努力、敢于質(zhì)疑的精神，提升科學(xué)素養(yǎng)。例如《人工智能讀本》六年級(jí)第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”引入部分即以時(shí)間順序展開，介紹人工智能的發(fā)展與面臨的困境。在“看一看”中機(jī)器人索菲亞是否可以結(jié)婚的故事不僅為本章節(jié)提供了豐富的內(nèi)容，提升了課程的趣味性，而且還融入了科學(xué)與哲學(xué)，引發(fā)讀者對于人工智能的思考。

(二)科學(xué)社會(huì)學(xué):提升課程社會(huì)性

科學(xué)社會(huì)學(xué)是研究一切科學(xué)與社會(huì)之間的聯(lián)系與影響，包含科學(xué)對社會(huì)的影響和社會(huì)對科學(xué)的影響?？茖W(xué)是一種社會(huì)活動(dòng)，同時(shí)也受到政治、經(jīng)濟(jì)、文化等多方面影響，比如蒸汽機(jī)的誕生表明科學(xué)促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。在科學(xué)教育的課堂中融入科學(xué)社會(huì)學(xué)不僅可以幫助學(xué)生理解科學(xué)問題，還可以通過介紹科學(xué)與社會(huì)之間的復(fù)雜關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生靈活、批判看待科學(xué)問題的思維能力。如六年級(jí)第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”中，在介紹個(gè)人與技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了政府和環(huán)境這兩個(gè)要素，使學(xué)生在更宏觀的背景下，獲得這樣一種認(rèn)知:環(huán)境與技術(shù)之間有一把“雙刃劍”，個(gè)人與技術(shù)、政府與技術(shù)之間是相互促進(jìn)的主客體關(guān)系。《人工智能讀本》并不全是說教性質(zhì)的文字，在“試一試”中的辯論賽環(huán)節(jié)讓同學(xué)通過親身實(shí)踐，更加了解人工智能對于社會(huì)的多方面影響。通過對于科技是一把“雙刃劍”這一事實(shí)的了解，同學(xué)們可以更好地將學(xué)習(xí)知識(shí)與社會(huì)的背景聯(lián)系在一起，深刻體會(huì)科學(xué)中的人文素養(yǎng)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

(三)科學(xué)哲學(xué):提升課程思辨性

以往研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)學(xué)科教材中關(guān)于科學(xué)史和科學(xué)社會(huì)學(xué)內(nèi)容較多而且呈顯性，而對于科學(xué)哲學(xué)的融入內(nèi)容不夠，且不鮮明。［3］科學(xué)哲學(xué)融入科學(xué)教育無疑可以提升學(xué)生的思辨性，幫助學(xué)生建立起對于科學(xué)正確而全面的認(rèn)識(shí)。例如，《人工智能讀本》六年級(jí)第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”中，引入人工智能倫理，通過介紹人工智能面對的挑戰(zhàn)、人工智能的具體應(yīng)對策略，讓小學(xué)生了解人工智能技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也要重視可能引發(fā)的法律和倫理道德問題，明白人與人工智能之間的關(guān)系以及處理這些關(guān)系的準(zhǔn)則。通過“讀一讀”先讓學(xué)生明白倫理概念，再用一幅畫讓學(xué)生思考在算法的發(fā)展下，人類與機(jī)器人的關(guān)系如何定義，向?qū)W生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術(shù)倫理觀。通過這種方式，可以幫助學(xué)生逐步建立完整的科學(xué)觀，全面且思辨地看待科學(xué)，提升學(xué)生思辨性，進(jìn)而提升科學(xué)素養(yǎng)。

三、HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的實(shí)踐建議

《人工智能讀本》作為一套理論與實(shí)踐相結(jié)合，具有知識(shí)性與趣味性的兒童科普讀物，著重引導(dǎo)小學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)，提升人工智能素養(yǎng)，產(chǎn)生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學(xué)科學(xué)課程的初始，仍存在教育資源不充分、內(nèi)容結(jié)合較淺等不足，為了將HPS教育更好融入小學(xué)科學(xué)課程，可從以下三方面加以改進(jìn)。

(一)開發(fā)HPS教育資源

HPS教育需要教育資源的支撐。HPS教育資源來源廣泛，無論是學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，還是歷史資料，都可以提供契機(jī)和靈感。《人工智能讀本》中收集了大量與人工智能相關(guān)的故事和現(xiàn)實(shí)案例，都可以作為教育資源，從各個(gè)角度達(dá)到科普的目的。在新媒體時(shí)代，進(jìn)行HPS教育資源開發(fā)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意借助最新的信息與通信技術(shù)增強(qiáng)資源的互動(dòng)性，如互動(dòng)多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、科學(xué)可視化技術(shù)等。在傳統(tǒng)的科學(xué)課堂教學(xué)中，主要是通過圖片文字講解，實(shí)驗(yàn)演示及互動(dòng)來開展。這種形式對于現(xiàn)實(shí)中能接觸到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如常見的動(dòng)植物、可操作的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，比較容易開展。而對于地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，或者一些已經(jīng)不存在的動(dòng)植物，則只能通過圖片視頻進(jìn)行展示，不容易進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，則可以虛擬出世界萬物，如不易操作的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、已消失的動(dòng)植物等都可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)的手段得以呈現(xiàn)。這些技術(shù)或能使教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)形象，或通過營造沉浸感以使學(xué)生有更佳的情境體驗(yàn)，或讓學(xué)生與教學(xué)資源進(jìn)行交互從而自定義內(nèi)容，服務(wù)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的終極目的。

(二)對小學(xué)科學(xué)教師進(jìn)行培訓(xùn)

HPS教育的關(guān)鍵是從社會(huì)、歷史、哲學(xué)等角度對自然科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新編排，并不是將大量的內(nèi)容或?qū)W科知識(shí)簡單相加，這對教師能力也提出了更高要求。目前，人工智能教學(xué)領(lǐng)域常常出現(xiàn)“學(xué)生不會(huì)學(xué)、老師不會(huì)教”的狀況，《人工智能讀本》作為內(nèi)容翔實(shí)有趣的讀本可以彌補(bǔ)一部分缺失。但與此同時(shí)，也需要提升教師的教學(xué)能力與知識(shí)儲(chǔ)備。HPS教育理念不僅僅針對歷史中的科學(xué)人物，所有的學(xué)生主體也是歷史中的主體，他們也身處于社會(huì)中，并且對于生活中的各種科學(xué)現(xiàn)象有著自己的思考。所以教師身為引導(dǎo)者，需要注意到學(xué)生的思考，深入挖掘，鼓勵(lì)他們對所思內(nèi)容進(jìn)行反思并付諸實(shí)踐?？茖W(xué)史和科學(xué)哲學(xué)應(yīng)當(dāng)成為科學(xué)教師教育項(xiàng)目中的一部分，這能讓科學(xué)教師更好地理解他們的社會(huì)責(zé)任。為此，對職業(yè)科學(xué)教師進(jìn)行HPS培訓(xùn)便是必要的。

(三)多場景開展小學(xué)科學(xué)教育

科學(xué)素養(yǎng)不是空洞的，它來自學(xué)生的認(rèn)識(shí)體驗(yàn)，并從中獲得生動(dòng)、具體的理解和收獲?！度斯ぶ悄茏x本》作為方便攜帶的讀本，不僅可以在小學(xué)科學(xué)課堂中作為教材使用，也可以應(yīng)用在其他場景，如研學(xué)旅行、科技館等場所。課堂學(xué)習(xí)只是小學(xué)科學(xué)教育中的一個(gè)環(huán)節(jié)，家庭、科技館等也可以進(jìn)行科學(xué)教育。例如，科技館與博物館可以以科學(xué)家和歷史科學(xué)儀器為主題舉辦展覽，展覽中融入HPS教育理念，學(xué)生在參觀和學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)有關(guān)科學(xué)內(nèi)容。一些歷史上大型的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)校教室或?qū)嶒?yàn)室無法滿足條件，但在大型的場館中可以實(shí)現(xiàn)。例如，研學(xué)旅行作為目前科學(xué)教育中最受歡迎的方式之一，已被納入學(xué)校教育教學(xué)計(jì)劃，列為中小學(xué)生的“必修課”，正逐漸成為學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)的另一個(gè)途徑。研學(xué)旅行作為一種集知識(shí)性、教育性、趣味性和娛樂性為一體的旅游形式，通常伴隨著知識(shí)教育的過程，包括科學(xué)知識(shí)的普及，所以也是開展小學(xué)科學(xué)教育的重要場所。在該場景下，運(yùn)用《人工智能讀本》等新興手段進(jìn)行科學(xué)教育往往取得事半功倍的效果。

結(jié)語

目前，HPS教育理念已經(jīng)積極嘗試運(yùn)用到小學(xué)科學(xué)教育中，包括學(xué)校內(nèi)的正式學(xué)習(xí)以及學(xué)校外如科技館、博物館、研學(xué)旅游中的非正式學(xué)習(xí)之中。其中，科技史以時(shí)間維度為線索創(chuàng)造豐富資源的同時(shí)也可以提升課程趣味性;科學(xué)社會(huì)學(xué)以科學(xué)與社會(huì)之間的相互關(guān)系幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)，提升科學(xué)素養(yǎng);科學(xué)哲學(xué)則以哲學(xué)的視域?qū)徱暱茖W(xué)的誕生提升學(xué)生思辨能力。未來，HPS教育結(jié)合小學(xué)科學(xué)則需要更深入，在資源開發(fā)、教師培訓(xùn)以及應(yīng)用場景等方面加以改進(jìn)，為提升國民科學(xué)素養(yǎng)做出努力。

參考文獻(xiàn):

［1］袁維新．國外科學(xué)史融入科學(xué)課程的研究綜述［J］．比較教育研究，2005，26(10):62-67．

［2］張晶．HPS(科學(xué)史，科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)):一種新的科學(xué)教育范式［J］．自然辯證法研究，2008，24(9):83-87．

［3］丁邦平．HPS教育與科學(xué)課程改革［J］．比較教育研究，2000(06):6-12．

第3篇：小學(xué)人工智能教育范文

關(guān)鍵詞：問題學(xué)生；學(xué)生數(shù)據(jù)分析；教育教學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

一、教學(xué)改革背景

因材施教長期以來備受教育界的推崇，但是其實(shí)施有大的難度[1]。在教育教學(xué)中，教育人員難以全面準(zhǔn)確地了解學(xué)生，導(dǎo)致對學(xué)生教學(xué)和管理效率低、難度高。以問題學(xué)生為例，其是指那些與同年齡段學(xué)生相比，由于受到家庭、社會(huì)、學(xué)校等方面的不良因素的影響及自身的因素，從而導(dǎo)致在思想、認(rèn)識(shí)、心理、行為、學(xué)習(xí)等方面偏離常態(tài)，需要在特殊幫助下才能解決問題的學(xué)生[2]。主要表現(xiàn)在品德、學(xué)習(xí)、行為、心理等方面，如大學(xué)生中較為常見的心理健康問題和厭學(xué)問題[3]。下面以大學(xué)生心理健康為例展開討論。研究數(shù)據(jù)表明，大學(xué)生心理問題嚴(yán)重影響大學(xué)生的健康，據(jù)統(tǒng)計(jì)有20%至30%的大學(xué)生存在心理問題，其中有10%的心理問題障礙嚴(yán)重，直接影響日常學(xué)習(xí)和生活，嚴(yán)重的心理健康問題甚至引起校園暴力和自殺行為[4]。并且，心理健康與學(xué)生自身的出勤率、考試成績等客觀指標(biāo)存在密切的關(guān)系。丁澍等基于某重點(diǎn)理工類高校2002級(jí)學(xué)生入學(xué)時(shí)的心理健康調(diào)查表結(jié)果及大學(xué)成績，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析入學(xué)時(shí)的心理狀態(tài)等屬性數(shù)據(jù)對大學(xué)各個(gè)時(shí)期平均成績及各類課程平均成績的影響[5]。結(jié)果表明：存在心理問題的學(xué)生成績顯著低于正常學(xué)生，心理健康是大學(xué)階段取得較好成績的重要保證?？荚嚦煽兊牟▌?dòng)會(huì)極大影響大學(xué)生的心理健康，而心理健康反過來又阻礙了考試成績的提高。目前各大高校對大學(xué)生的心理健康問題均投入了大量的人力物力[6]。以筆者所在的深圳大學(xué)和武漢大學(xué)為例，主要包括：輔導(dǎo)員、班主任、心理班委、心理健康咨詢中心等。但是，這些基于人力的管理模式存在以下幾點(diǎn)問題：（1）學(xué)生基數(shù)龐大，有限的人力難于顧及到所有的學(xué)生。高校的師生比基準(zhǔn)為1：14，但較少高校能符合這一標(biāo)準(zhǔn)。針對專任教師數(shù)量超過1000名的重點(diǎn)大學(xué)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，245所中僅有41所（占比16.7%）大學(xué)師生比在1：14之內(nèi)，其余83.3%的高校高于此數(shù)。投入到大學(xué)生心理健康問題上的師生比則更少[7]。（2）管理人員難于獲取到學(xué)生的全部信息，依靠人力檢查的方式對大學(xué)生的判定較為困難。（3）發(fā)現(xiàn)學(xué)生心理問題具有遲滯性，發(fā)現(xiàn)時(shí)學(xué)生已經(jīng)具有了很嚴(yán)重的心理問題。（4）作為最為了解和關(guān)心學(xué)生本人的父母等親屬往往被排除在外，構(gòu)成了嚴(yán)重的信息不對稱[8]。以上各種因素減弱了高校對心理健康問題學(xué)生教育教學(xué)效果。隨著現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地提取和分析數(shù)據(jù)中所隱藏的信息，從而提高人類進(jìn)行管理和決策的效率[9][10]。如何準(zhǔn)確高效的評價(jià)、分析、預(yù)測一名學(xué)生的狀態(tài)，從而對學(xué)生進(jìn)行有差別化的管理教育，是高等教育長期以來存在的難點(diǎn)問題。啟發(fā)于以上分析，本文提出基于學(xué)生數(shù)據(jù)分析的教學(xué)改革，該系統(tǒng)以學(xué)生的客觀數(shù)據(jù)為主要輸入，學(xué)生的主觀數(shù)據(jù)為次要輸入，對學(xué)生的思想、認(rèn)識(shí)、心理、行為、學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行全面的分析，實(shí)時(shí)輸出學(xué)生全方位的分析結(jié)果，進(jìn)而將結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給輔導(dǎo)員、班主任、學(xué)生家長等，使得學(xué)校人力和學(xué)生家長互享學(xué)生信息，達(dá)到防患未然、降低問題學(xué)生比例、提高學(xué)校教育教學(xué)效果。

二、學(xué)生數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

本部分主要簡介學(xué)生數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的框架，如附圖所示。該系統(tǒng)框架可以根據(jù)教學(xué)中的需求，擴(kuò)展到更加多樣化的數(shù)據(jù)輸入和輸出結(jié)果。該簡化框架主要分為以下幾個(gè)部分：系統(tǒng)輸入、學(xué)生數(shù)據(jù)分析、分析結(jié)果、結(jié)果接收端。

（一）系統(tǒng)輸入

系統(tǒng)的輸入可以來自于學(xué)?，F(xiàn)有的學(xué)生管理平臺(tái)接口。主要有智能簽到、作業(yè)成績、實(shí)驗(yàn)成績、考試成績、身體健康狀況等客觀數(shù)據(jù)，以及主觀評價(jià)等主觀評價(jià)信息。1.智能簽到。學(xué)生課堂的出勤率是衡量學(xué)生課程學(xué)習(xí)質(zhì)量的很重要的因素。研究表明問題學(xué)生的出勤率大大低于平均出勤率[11]。目前大部分高校學(xué)生課堂出勤率主要靠教師在課堂上人工統(tǒng)計(jì)完成，占用了大量的授課時(shí)間。而企業(yè)中采用的非常完善的指紋簽到或者WIFI簽到系統(tǒng)，如指紋簽到機(jī)和阿里釘釘，將會(huì)為高校提供可靠高效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。且系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地將學(xué)生課堂出勤情況反饋給學(xué)生家長，在家長的幫助下完善對學(xué)生的監(jiān)督。2.作業(yè)成績。作業(yè)成績作為衡量學(xué)生課堂上課質(zhì)量的另一個(gè)重要指標(biāo)，可以用來衡量學(xué)生知識(shí)接收效果，可以用來預(yù)測學(xué)生的掛科率，并可以為班主任、輔導(dǎo)員等提供重要的信息參考。3.實(shí)驗(yàn)成績。類似于作業(yè)成績，實(shí)驗(yàn)成績作為衡量學(xué)生課程實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要指標(biāo)，可以用來衡量學(xué)生知識(shí)應(yīng)用的效果。4.考試成績?？荚嚦煽冏鳛樽顬橹匾膶W(xué)習(xí)衡量指標(biāo)，不僅反映了學(xué)生某門課程最終的學(xué)習(xí)效果，還可以根據(jù)具體某門課程反映學(xué)生在學(xué)習(xí)中碰到的難點(diǎn)。這給系統(tǒng)的綜合分析提供最為重要和直觀的客觀指標(biāo)。5.健康狀況。身體等健康因素往往嚴(yán)重地影響學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并最終產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此，其也是系統(tǒng)的重要客觀數(shù)據(jù)輸入。6.主觀評價(jià)。A-E五點(diǎn)指標(biāo)都是學(xué)生學(xué)習(xí)指標(biāo)的客觀數(shù)據(jù)。但是，在很多情況下，客觀數(shù)據(jù)并不能全部地反映學(xué)生存在的問題。因此，系統(tǒng)需要某些的主觀評價(jià)信息作為補(bǔ)充，如：學(xué)生關(guān)系、業(yè)余活動(dòng)情況等。

（二）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是該系統(tǒng)的核心，其以系統(tǒng)輸入為處理對象，并從附圖中的歷史數(shù)據(jù)庫獲取歷史信息，綜合采用深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)處理等計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)時(shí)產(chǎn)生詳細(xì)的分析結(jié)果。

（三）分析結(jié)果

該部分簡要介紹學(xué)生數(shù)據(jù)分析模塊的輸出結(jié)果。其中包含掛科率、出勤率等客觀指標(biāo)，以及學(xué)習(xí)效果指標(biāo)、心理健康指標(biāo)等非直觀分析結(jié)果。1.掛科率。該輸出主要對學(xué)生所有課程的掛科率提供客觀的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，也可以提供學(xué)生某門課程掛科率的預(yù)測數(shù)據(jù)，起到對學(xué)生、學(xué)校、學(xué)生家長的警示和參考作用。2.出勤率。調(diào)查研究表明，出勤率與大學(xué)生成績之間存在密切的關(guān)系[11]。該輸出主要對學(xué)生所有課程的出勤率提供客觀的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，起到對學(xué)生、學(xué)校、學(xué)生家長的警示和參考作用。3.學(xué)習(xí)效果指標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)的輸入，綜合的分析學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀況。包含學(xué)生的學(xué)習(xí)投入、學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)中碰到的難點(diǎn)等，起到對學(xué)生學(xué)習(xí)、學(xué)校管理、教師授課、學(xué)生家長監(jiān)督重要的參考作用。4.健康指標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)的輸入，綜合的分析學(xué)生目前的生理和心理狀況，包含學(xué)生生理健康狀態(tài)、心理問題幾率、心理問題傾向等，起到對學(xué)生、學(xué)校、教師、學(xué)生家長的警示和參考作用，以期防患于未然，降低問題學(xué)生的比例。

（四）結(jié)果接收端

1.學(xué)生。大學(xué)生自我認(rèn)知的內(nèi)部差異比較大，表現(xiàn)為不同性別、年齡、年級(jí)、政治面貌、生源地的大學(xué)生在不同的維度上的差異。可以選擇性地將部分信息定期推送給學(xué)生，讓學(xué)生對自身有很好的認(rèn)知作用。2.教學(xué)人員。可以選擇性地將信息分享給輔導(dǎo)員、班主任、課程老師、心理咨詢中心等教學(xué)人員。教學(xué)人員可以因材施教、防患于未然地對學(xué)生進(jìn)行課程、心理輔導(dǎo)監(jiān)督，改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果，降低問題學(xué)生概率，從而從總體上提高教育教學(xué)效率和質(zhì)量。3.管理人員。將數(shù)據(jù)分享給學(xué)校的管理人員，使得學(xué)校對學(xué)校的教育教學(xué)效果和質(zhì)量有很好的認(rèn)識(shí)和監(jiān)督作用，用于持續(xù)改進(jìn)學(xué)校的教育教學(xué)方法。必要時(shí)采取有效及時(shí)的管理手段，解決教育教學(xué)中出現(xiàn)的突發(fā)問題。4.學(xué)生家長。正如前文所述，學(xué)生家長對于學(xué)生的了解和關(guān)心程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于教育人員。但是目前學(xué)生家長，尤其是大學(xué)生家長，了解學(xué)生狀況的渠道只能來自于學(xué)生自身的片面信息，嚴(yán)重的缺乏信息渠道。針對云南在校90后大學(xué)生與父母的交流現(xiàn)狀的問卷調(diào)查顯示[8]：86.53％的學(xué)生會(huì)選擇用電話與父母溝通；51.84％的學(xué)生每周都會(huì)與父母聯(lián)系；29.8％的學(xué)生會(huì)假裝同意父母的觀點(diǎn)；23.7％的學(xué)生與父母存在溝通障礙時(shí)會(huì)選擇放棄。因此將信息及時(shí)反饋給家長，可以在家長的參與下對學(xué)生的學(xué)習(xí)、心理、行為等方面上的監(jiān)督。從而改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果，降低問題學(xué)生概率，從總體上提高教育教學(xué)效率和質(zhì)量。

第4篇：小學(xué)人工智能教育范文

關(guān)鍵詞：邊疆地方高校；現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)；培養(yǎng)目標(biāo)；課程設(shè)置優(yōu)化

一、邊疆地方高?，F(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的重新定位

做好學(xué)科專業(yè)建設(shè)，首先就是明確培養(yǎng)目標(biāo)，也就是要培養(yǎng)什么樣的人。邊疆地方高校的現(xiàn)代教育技術(shù)多設(shè)為?？茖I(yè)，主要培養(yǎng)的是邊疆地方所需的現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用型人才。不論是本科還是?？?，教育技術(shù)學(xué)科的人才培養(yǎng)目標(biāo)一直以來都存在一個(gè)比較突出的問題，就是比較“全”，也就是要求所培養(yǎng)的人才是一個(gè)“全能人才”，既懂教學(xué)又懂技術(shù)，既懂科研又懂管理。這樣定位出來的培養(yǎng)目標(biāo)，必然導(dǎo)致后面課程的設(shè)置也是非常全面，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候就感覺什么都學(xué)，但又什么都學(xué)不好。針對這種情況，結(jié)合邊疆地區(qū)教育信息化發(fā)展的現(xiàn)狀，在進(jìn)行人才培養(yǎng)方案修訂時(shí)重新對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了定位。本專業(yè)培養(yǎng)主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)文化建設(shè)和九年義務(wù)教育需要的，具備良好的人文、科學(xué)及專業(yè)素養(yǎng)，具有敬業(yè)精神、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ?，能夠?yàn)榈胤絽^(qū)域性經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展服務(wù)的從事小學(xué)（或初中）信息技術(shù)課程教學(xué)、校園教育資源開發(fā)與應(yīng)用、教育影視與多媒體作品制作等工作的應(yīng)用型人才。南國農(nóng)先生曾對教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了闡述，他認(rèn)為“教育技術(shù)學(xué)專業(yè)要培養(yǎng)的，是本學(xué)科領(lǐng)域既懂教育又懂技術(shù)的創(chuàng)造型人才，主要是四種人：教學(xué)人員———中等學(xué)校信息技術(shù)課教師；技術(shù)人員———教育軟、硬件開發(fā)人員；科研人員———新理論、新技術(shù)、新產(chǎn)品研究、設(shè)計(jì)人員；管理人員———電教機(jī)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)等管理人員?！盵1]專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)不可能完全涵蓋這四種人才，邊疆地方高校應(yīng)根據(jù)地方發(fā)展的實(shí)際需求來設(shè)定培養(yǎng)目標(biāo)。對于邊疆地區(qū)來說，中小學(xué)信息技術(shù)教育相對落后，極需能夠從事中小學(xué)信息技術(shù)教育的教師，因此將培養(yǎng)目標(biāo)主要放在能夠從事小學(xué)（或初中）信息技術(shù)課程教學(xué)的人才培養(yǎng)上，也就是南國農(nóng)先生提及的“教學(xué)人員”。對于?？茖哟蔚膶W(xué)生，這種培養(yǎng)目標(biāo)的定位應(yīng)該是恰當(dāng)?shù)?。正如王竹立教授在《衰落，還是興盛？———關(guān)于教育技術(shù)學(xué)科前景的爭鳴與反思》一文中指出：我國目前教育技術(shù)人才培養(yǎng)分為?？粕?、本科生、碩士研究生和博士研究生等不同層次。應(yīng)根據(jù)市場的需求，來確定不同層次的人才培養(yǎng)目標(biāo)。例如，“一般的中小學(xué)需要既能講授信息技術(shù)課程，又能從事計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與平臺(tái)維護(hù)的技能型人才；在線教育企業(yè)和各級(jí)教育信息化部門需要懂得教育技術(shù)和教育信息化基本理論，具有一定的設(shè)計(jì)、開發(fā)與管理能力的人才；高等院校和學(xué)術(shù)單位需要具有較深厚教育技術(shù)理論素養(yǎng)、對教育教學(xué)問題有深刻認(rèn)識(shí)和洞察力的研究型人才。”[2]邊疆地區(qū)整體教育信息化發(fā)展較為滯后，以培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)為目標(biāo)的課程主要由中小學(xué)信息技術(shù)課程來承擔(dān)。因此，對于邊疆地方高校來說，培養(yǎng)能夠承擔(dān)邊疆地方中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的教師應(yīng)是現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)最重要的培養(yǎng)目標(biāo)。在這個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)中，還涉及到了校園教育資源的開發(fā)與應(yīng)用、教育影視與多媒體作品制作等，這與前述并不矛盾，因?yàn)榻逃畔⒒瘯r(shí)代要求所有學(xué)科的“教學(xué)人員”都要具備這些能力。

二、邊疆地方高?，F(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置的調(diào)整與優(yōu)化

明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)后，就要建立相應(yīng)的專業(yè)課程體系，也就是要讓學(xué)生學(xué)什么。對于邊疆地方高校的現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)來說，其培養(yǎng)的學(xué)生可以說是邊疆地區(qū)教育信息化的主力軍，他們既要懂教學(xué)又要懂技術(shù)。因此，在課程設(shè)置中，主要包含四個(gè)方面的課程內(nèi)容：一是專業(yè)教育類課程，二是技術(shù)類課程，三是通識(shí)類課程，四是實(shí)踐類課程。人才培養(yǎng)目標(biāo)重新明確后，對課程設(shè)置尤其是技術(shù)類課程進(jìn)行了較大的調(diào)整與優(yōu)化。在重新調(diào)整后的課程設(shè)置中，教育類課程增加了《新技術(shù)新理念在教育教學(xué)中的應(yīng)用研究專題學(xué)習(xí)》，該門課程主要是針對新技術(shù)新理念在教育教學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)行分專題學(xué)習(xí)，例如人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、SMART理念等在教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究，旨在通過專題學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生了解前沿技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。技術(shù)類課程調(diào)整比較大，主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：第一是在原有課程的基礎(chǔ)上結(jié)合發(fā)展的需要進(jìn)行名稱和內(nèi)容的改變，如將《Flash多媒體課件設(shè)計(jì)與制作》課程調(diào)整為《二維動(dòng)畫創(chuàng)意設(shè)計(jì)》。從目前課件制作和使用方面的實(shí)際情況來看，大多數(shù)教師還是采用PowerPoint軟件來制作，甚少有使用Flash軟件來制作教學(xué)課件的。從以往的教學(xué)情況來看，使用Flash軟件制作課件一是費(fèi)時(shí)二是學(xué)生最終學(xué)下來的效果并不理想，制作出來的Flash課件的質(zhì)量甚至還不如用Power-Point制作的課件。但Flash這個(gè)軟件在制作教學(xué)資源方面也有其長處，比如制作一些具有教育意義的動(dòng)畫短片或一些需要具體形象化的教學(xué)內(nèi)容演示動(dòng)畫，基于這樣的一些考慮，故將這門課程進(jìn)行了名稱的更換，同時(shí)課程內(nèi)容也有所相應(yīng)變化，更多注重的是學(xué)生在教學(xué)資源上的創(chuàng)意設(shè)計(jì)。另外，考慮到課件制作是現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須掌握的技能，故將這部分的內(nèi)容開設(shè)在《信息化教學(xué)資源設(shè)計(jì)與制作》這門課程中，這門課程主要涉及PowerPoint課件、微課等的設(shè)計(jì)與制作，盡可能使教學(xué)內(nèi)容符合當(dāng)前教學(xué)資源的設(shè)計(jì)制作需要?！冬F(xiàn)代教育技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)》調(diào)整為《現(xiàn)代教育技術(shù)學(xué)科實(shí)踐項(xiàng)目專題》，前者主要是以指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)為主進(jìn)行教學(xué)，后者將結(jié)合中小學(xué)校信息化教育的變化來設(shè)置實(shí)踐專題，如創(chuàng)客教育等。第二是新增了一些課程。如《Python程序設(shè)計(jì)語言》，開設(shè)這門課程主要是考慮到邊疆地區(qū)中小學(xué)校今后信息技術(shù)課程內(nèi)容的變化（當(dāng)前有些發(fā)達(dá)地區(qū)的中小學(xué)校已經(jīng)開設(shè)了Python這門課程），現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)學(xué)生盡早掌握這門語言的學(xué)習(xí)對于他們今后的職業(yè)生涯會(huì)有一定的幫助。第三是調(diào)整部分課程的課程類型，并重新梳理內(nèi)容。如《網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用》這門課程之前是選修課，且以理論為主，調(diào)整后將其保留并設(shè)為必修課程，且以實(shí)踐操作為主，如校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)與維護(hù)，慕課平臺(tái)的搭建等。第四是刪減技術(shù)類的選修課程，原課程設(shè)置中有多門選修課程且有些課程之間是有重復(fù)的，如《電視節(jié)目編導(dǎo)與制作》、《教育電視節(jié)目制作》這兩門課程對于現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)來說，最主要是掌握教育電視節(jié)目的制作（主要以與教育教學(xué)有關(guān)的微電影的制作為主），且在必修課程中已有《攝影攝像技術(shù)及后期編輯》作為前期課程作支撐，所以不需再設(shè)置《電視節(jié)目編導(dǎo)與制作》，同時(shí)將《教育電視節(jié)目制作》改為《教育類微電影制作》。原課程體系中技術(shù)類選修課程太多，且課程與課程之間的聯(lián)系不是很緊密，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)得雜而又學(xué)得不精，故最終只保留了四門技術(shù)類的選修課程。通識(shí)類與實(shí)踐類的課程根據(jù)學(xué)校的要求基本沒有做調(diào)整，只是根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在實(shí)踐類課程增加了第二課堂教學(xué)實(shí)踐（主要包括綜合素養(yǎng)模塊、社會(huì)實(shí)踐模塊、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模塊等）。

第5篇：小學(xué)人工智能教育范文

文章編號(hào)：1005－6629(2008)05－0053－04中圖分類號(hào)：G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

21世紀(jì)的課堂是多媒體的課堂，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，教育不再僅僅是“粉筆加嘴巴”的傳統(tǒng)模式，現(xiàn)代教育技術(shù)必然會(huì)引入各學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)和計(jì)算機(jī)管理教學(xué)(CMI)已成為世界范圍的教育研究領(lǐng)域和未來教學(xué)的發(fā)展趨勢。多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)具有明確的教學(xué)目的，能反映教材內(nèi)容和相應(yīng)教學(xué)策略程序系統(tǒng)，具有綜合處理圖、文、聲、像的能力，使學(xué)習(xí)者能通過多種感官獲取知識(shí)，增強(qiáng)理解能力，提高教學(xué)效率。幫助解決教學(xué)過程中的難點(diǎn)、疑點(diǎn)問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，達(dá)到增強(qiáng)教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

1計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的功能

在大力提倡素質(zhì)教育的今天，堅(jiān)持素質(zhì)教育的基本觀點(diǎn)，就在于要面向全體學(xué)生，通過個(gè)體的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全面發(fā)展，同時(shí)幫助學(xué)生具備各方面的基本素質(zhì)，形成合理的素質(zhì)結(jié)構(gòu)，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而要實(shí)現(xiàn)個(gè)體的全面發(fā)展，必須立足于學(xué)生個(gè)體差異、因材施教，使學(xué)生不僅要有雄厚的知識(shí)基礎(chǔ)，還必須掌握獲取知識(shí)技能的方法，形成自學(xué)能力。只有這樣，才能適應(yīng)未來社會(huì)不斷變化的需要。而計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的主要功能，在于它能對素質(zhì)教育目標(biāo)的實(shí)施提供有益的幫助。

我們認(rèn)為，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)中具有以下功能：

(1)多媒體集文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、影視等各種信息傳輸為一體，具有真實(shí)感和很強(qiáng)的表現(xiàn)力，可以激發(fā)學(xué)習(xí)者興趣，引起學(xué)習(xí)者注意，提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣?；瘜W(xué)多媒體軟件的內(nèi)容組織上采用了大量色彩鮮明、活潑有趣的音像畫面，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性。

(2)可以變抽象為具體，模擬微觀世界的化學(xué)反應(yīng)和現(xiàn)象，使教學(xué)更加形象、直觀、生動(dòng)，便于學(xué)習(xí)者理解和掌握。化學(xué)是研究原子、分子等微觀運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律的一門學(xué)科，對于化學(xué)中運(yùn)動(dòng)而復(fù)雜的微觀世界，用傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難使學(xué)生理解掌握，而借助計(jì)算機(jī)的模擬手段，可以使學(xué)生比較直觀、形象地認(rèn)識(shí)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，從而對化學(xué)變化的本質(zhì)能一目了然。

(3)可以動(dòng)態(tài)地、對比地演示一些化學(xué)現(xiàn)象，有效地控制變化的速度，調(diào)節(jié)快慢，從而便于學(xué)習(xí)者觀察和思維。有些化學(xué)反應(yīng)瞬間完成，對其過程很難分步觀察與判斷，通過多媒體技術(shù)，教師可以模擬控制反應(yīng)變化的速度，調(diào)整教與學(xué)的進(jìn)度，在教師與計(jì)算機(jī)的共同啟發(fā)下，培養(yǎng)學(xué)生的能力。

(4)利用多媒體的人機(jī)對話、界面友善、超文本、人工智能、可編著工具、方便的外設(shè)、虛擬現(xiàn)實(shí)等功能，可以使學(xué)習(xí)者沿著自己的思路，適應(yīng)自己的需要去發(fā)展學(xué)習(xí)的過程，及時(shí)反饋教學(xué)信息；可以突出重點(diǎn)，解決難點(diǎn)，增大課堂教學(xué)容量，極大地提高教與學(xué)的效率。計(jì)算機(jī)信息貯量大，處理迅速，具有友好的工作界面，方便的人機(jī)交互功能，能為學(xué)生提供良好的個(gè)別化學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)進(jìn)度和難度，真正實(shí)現(xiàn)因材施教。而教師可以根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，構(gòu)建問題情境，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地上機(jī)學(xué)習(xí)，并輔之以必要的反饋練習(xí)，及時(shí)肯定或解答，幫助學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)方法，查找學(xué)習(xí)障礙，逐步提高學(xué)生自學(xué)能力和處理實(shí)際問題的能力。由此可見，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在提高課堂效率、增大課堂容量、進(jìn)行全面即時(shí)性輔導(dǎo)、減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)等方面，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

(5)多媒體的各種信息傳輸手段作用于學(xué)習(xí)者，可以同時(shí)調(diào)動(dòng)視、聽、說等多種感官，形成合理的教學(xué)過程體系，使學(xué)習(xí)者在最佳的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)，達(dá)到教學(xué)的最佳效果。多媒體的多感官刺激作用，有利于學(xué)生注意力的長期保持和獲取知識(shí)。

(6)多媒體網(wǎng)絡(luò)可以縮短時(shí)空距離，加強(qiáng)人與人之間的聯(lián)系，拓展學(xué)習(xí)者的視野，形成互助合作的良好風(fēng)氣。如電子圖書館和網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，允許用戶把信息(電子郵件)傳給本系統(tǒng)的其他用戶，也可以通過計(jì)算機(jī)獲得圖書館的信息，其好處是不言而喻的。

正如埃斯特倫所說：“計(jì)算機(jī)能非常直觀地、多方面地提供學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，這可以使一個(gè)年輕人在大約幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)達(dá)到用傳統(tǒng)教學(xué)方式需幾年才可達(dá)到的水平”。由于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)具有這些功能，這就決定了它在化學(xué)教學(xué)中定會(huì)發(fā)揮日益重要的作用。

2計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，計(jì)算機(jī)在教學(xué)上的應(yīng)用普遍停留在基礎(chǔ)知識(shí)、文字處理、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)等層次上，計(jì)算機(jī)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用還處于發(fā)展階段。究其原因，一是適合中學(xué)化學(xué)教學(xué)的計(jì)算機(jī)軟件不多，目前已有的一些已商品化的化學(xué)教學(xué)軟件也僅停留在初級(jí)教學(xué)水平，教學(xué)針對性不強(qiáng)，而一些水平相對較高的軟件價(jià)格偏高，脫離了中學(xué)師生的承受能力，因此難以在教學(xué)中發(fā)揮作用。二是市場上的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)軟件品種單一、 制作粗糙、交互性差、界面不理想、連貫性差,難以形成系列產(chǎn)品，更難以在全國推廣。三是現(xiàn)階段我國中學(xué)教師現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平普遍偏低，往往是懂化學(xué)的不懂得軟件編制，許多經(jīng)驗(yàn)豐富的教師不懂計(jì)算機(jī)操作和計(jì)算機(jī)語言，對計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)焦急萬分但無法實(shí)現(xiàn)自己的許多設(shè)想；而會(huì)編制軟件的人員卻又不甚了解化學(xué)教學(xué)，即使他們有豐富的編程經(jīng)驗(yàn)也很難能編制出一個(gè)令人滿意的CAI課件，這種情況就使得課件設(shè)計(jì)與制作相脫節(jié)，因此很難編制出較為理想的教學(xué)軟件。

我們認(rèn)為，計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀突出表現(xiàn)為以下幾方面：

(1)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平很不平衡，在很多地區(qū)存在著資金短缺的情況，很難對計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)進(jìn)行深入的研究與開發(fā)。

(2)研究與編制力量分散，隊(duì)伍不整齊。尤其是對計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的研究缺乏整體設(shè)想與規(guī)劃，CAI課件難以做到質(zhì)上的突破。

(3)在突破教學(xué)難點(diǎn)上還缺乏好的CAI課件。CAI化繁為簡、化虛為實(shí)、變亂為明、化難為易等功能開發(fā)得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

(4)加大教學(xué)密度、增加信息容量方面的研究做得還不夠。利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以做到高密度的知識(shí)傳授，大信息量的優(yōu)化處理，能大大提高課堂效率。從目前已知的CAI課件看，在這方面的研究工作應(yīng)該加強(qiáng)。

(5)對優(yōu)化教學(xué)過程、反饋教學(xué)成果的研究還不夠深入。從目前情況看，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件研制和教學(xué)實(shí)踐時(shí)，尚不能把握堅(jiān)持整體觀點(diǎn)、重視多樣化，貫徹綜合觀點(diǎn)、力爭最優(yōu)化的方法論原理。

我們認(rèn)為，在當(dāng)前課程改革不斷走向深入，由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)軌的背景下，應(yīng)該采取措施向課堂40分鐘要效率，進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的研究。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，要著力發(fā)揮CAI的模擬功能、多媒體綜合功能、個(gè)別輔導(dǎo)功能，要以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、計(jì)算機(jī)為輔助手段開展教學(xué)活動(dòng)，要組織力量進(jìn)行CAI的專題研究，在一定范圍內(nèi)，開展CAI課件的開發(fā)與協(xié)作，多出精品。建議政府或教育行政部門要做好統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作，減少個(gè)體作坊式的低水平、無序的軟件開發(fā)狀況，同時(shí)也可以避免由于重復(fù)勞動(dòng)而造成的浪費(fèi)。各級(jí)教育行政部門和相關(guān)學(xué)會(huì)在協(xié)調(diào)、引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，在人力、物力上要對計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)研究工作給予支持，加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)交流，做好推廣工作。

3 開展計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的策略

針對目前開展計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，我們認(rèn)為，必須解決以下四個(gè)方面的問題，才能促進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的全面深入開展，提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

3.1 要解決好教育手段現(xiàn)代化的要求與當(dāng)前設(shè)備落后、資金短缺的矛盾

在課堂教學(xué)中使用多媒體技術(shù)，就需要有硬件和軟件的支持。多媒體軟件對硬件的要求較高，設(shè)備等需要較大的投資。而目前我國的國情是教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足，教學(xué)經(jīng)費(fèi)還主要是供給教師工資和學(xué)校的日常開支，所以開展計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)也只能先在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)、教學(xué)條件較好的地區(qū)起步，然后逐步推廣，同時(shí)也希望國家能加大對教育的投入，積極推進(jìn)中小學(xué)實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化。隨著社會(huì)進(jìn)步和物質(zhì)條件的改善以及計(jì)算機(jī)的發(fā)展，硬件建設(shè)問題的解決對學(xué)校或是個(gè)人來說，也會(huì)變得越來越容易。

3.2 要解決好計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)中的"輔什么”和“怎樣輔”的問題

進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的研究，首先要明確其地位是“輔助”而不是“代替”，不要以計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)去盲目地代替其他教學(xué)手段和方法。

化學(xué)CAI課件在課堂上不能替代教師，而是輔助教師進(jìn)行教學(xué)。因此，就不能將化學(xué)CAI課件設(shè)計(jì)編制成課本教材的翻版。就化學(xué)學(xué)科而言，化學(xué)的概念與原理抽象程度較高，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)既看不見，又摸不著，單靠語言和文字的描述，很難在學(xué)生的大腦中留下深刻的印象；同時(shí)有些有毒、有危險(xiǎn)的化學(xué)藥品與化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及常規(guī)方法難于實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)也無法在課堂上向?qū)W生演示。因此，從“輔什么”的角度講，化學(xué)CAI課件的內(nèi)容應(yīng)為用其他教學(xué)方法或手段進(jìn)行時(shí)效果不理想或難于實(shí)現(xiàn)的教學(xué)問題，如化學(xué)反應(yīng)歷程的模擬，原子和分子等微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，電子的空間運(yùn)動(dòng)與s、p、d電子云軌道的形狀和空間伸展方向，分子結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)，離子化合物與共價(jià)化合物的形成過程，物質(zhì)的溶解過程，原電池的形成，有危險(xiǎn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不易觀察的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，易造成環(huán)境污染而學(xué)生又必須知道的一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)，用普通方法不易操作和實(shí)現(xiàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)代化科研設(shè)備與工藝流程等。諸如此類的知識(shí)與內(nèi)容都是化學(xué)CAI課件的可以表現(xiàn)素材，這些內(nèi)容如果能設(shè)計(jì)編制成質(zhì)量較高的化學(xué)CAI課件，將會(huì)使化學(xué)課堂教學(xué)效率大大提高，有助于學(xué)生把化學(xué)中抽象的東西形象化、動(dòng)態(tài)化，使化學(xué)教學(xué)過程具有更強(qiáng)的教育性、直觀性和活潑性。對于“怎樣輔”問題，則要求化學(xué)CAI課件必須具有可編輯功能，教師可以根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和需要進(jìn)行選用和編輯，可以將其隨意拆分和組合，使制作出的課件符合自己的課堂設(shè)計(jì)需要，使化學(xué)CAI課件的課程內(nèi)容有機(jī)地成為教師所設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。

我們認(rèn)為，教師在設(shè)計(jì)編制化學(xué)CAI課件時(shí)，還應(yīng)該特別注意以下幾方面的問題：

(1)要注意化學(xué)學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的科學(xué)性與可接受性；

(2)要選取教材的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容；

(3)要注意符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律，加強(qiáng)直觀性與發(fā)展學(xué)生思維相結(jié)合；

(4)不能用模擬實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生實(shí)驗(yàn)，可以通過CAI課件解決局部放大模擬或微觀變化、宏觀展現(xiàn)問題；

(5)滲透部分教學(xué)錄像內(nèi)容，避免花費(fèi)很多時(shí)間和資金放在制作動(dòng)畫內(nèi)容方面；

(6)化學(xué)CAI課件應(yīng)具有較強(qiáng)的交互性、較友好的界面，并具有可編輯功能；

(7)課件設(shè)計(jì)與編制要有明確的指導(dǎo)思想和理論基礎(chǔ)，要堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)，處理好總體構(gòu)思與具體設(shè)計(jì)的關(guān)系。

2．3 建立一支合格的編制人員隊(duì)伍，并對教師開展操作培訓(xùn)

要編制出大量好的化學(xué)CAI課件，一定要有一支穩(wěn)定的高素質(zhì)的編制隊(duì)伍，這支隊(duì)伍的建立需要有教育行政部門和計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的共同努力。要努力做到開發(fā)與應(yīng)用并行、專職與兼職并重、教學(xué)人員與研制人員并用，形成一個(gè)相對穩(wěn)定的CAI開發(fā)、研制、應(yīng)用的系統(tǒng)。

要使多媒體在教育教學(xué)方面發(fā)揮更大的作用，必須進(jìn)一步加強(qiáng)對專業(yè)人員計(jì)算機(jī)知識(shí)的培訓(xùn)和計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)，使教師特別是青年教師都懂得計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解CAI課件的使用，掌握計(jì)算機(jī)操作方面的基本技術(shù)，這樣才能把多媒體用于教育教學(xué)工作中，也才能與編制人員更好地交流，提出對CAI課件的開發(fā)需求。同時(shí)，要注意培養(yǎng)懂得化學(xué)學(xué)科專業(yè)知識(shí)的計(jì)算機(jī)骨干力量，能夠更多更好地掌握CAI課件開發(fā)的技術(shù)，努力設(shè)計(jì)出能把教學(xué)工作的需要最佳地表現(xiàn)出來的實(shí)用軟件。

3.4 建立各省、市乃至全國的信息交流網(wǎng)絡(luò)

從全國的情況看，各地開展計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)程度各不相同。有些地區(qū)、學(xué)校硬件建設(shè)已基本配套，但缺少適當(dāng)?shù)能浖?，因此設(shè)備利用率不高。還有相當(dāng)數(shù)量的地區(qū)和學(xué)校對化學(xué)CAI課件的研究工作相互重復(fù)或相近，缺少彼此間的交流與聯(lián)合，造成人員與資金的浪費(fèi)。為了能協(xié)調(diào)好各地、學(xué)校對化學(xué)CAI課件的研究與制作，有必要建立起一個(gè)市級(jí)、省級(jí)乃至全國的計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)研究信息交流網(wǎng)絡(luò)中心，定期交流與探討對計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。人類已經(jīng)進(jìn)入了信息高速公路時(shí)代，近30年來世界科學(xué)技術(shù)90%以上的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展都與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密相連。把計(jì)算機(jī)引入課堂教學(xué)、引進(jìn)家庭輔導(dǎo)、作為現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)的重要組成部分不僅有利于加強(qiáng)教學(xué)的時(shí)代性、競爭性和開拓性，有利于面對新時(shí)代的挑戰(zhàn)，也有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成新思想、新觀念、新方法，對他們今后成長為高素質(zhì)的化學(xué)人才將發(fā)揮重點(diǎn)的積極作用。計(jì)算機(jī)與基礎(chǔ)教育的結(jié)合是世界范圍內(nèi)教育改革的一大趨勢，我們應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的研究，促進(jìn)我國計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的深入開展，全面提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]JeffreyFrates,WilliamMoldrup,Computersandlife-AnIntegrativeApproach,p87,Perntice-Hall,Inc.,EnglewoodCliffs,NewJersey07632.

[2]JeffreyFrates,WilliamMoldrup,Computersandlife-AnIntegrativeApproach,p90,Perntice-Hall,Inc.,EnglewoodCliffs,NewJersey07632.

[3]ThomasY.Crowel,Computersinyourlife,MelvinBerger,NewYork(1981).

[4]V.V.AlexandrovandN.D.Gorsky,FromHumanstoComputers-CognitionThroughVisualPerception,WorldScientificPublishingCo.Pte.Ltd,Singapore(1991).

[5]ImplementingComputerSupportedCooperativeLearning,KogamPageLimited,London(1994).