時間:2023-09-20 16:01:52
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關鍵詞:人工智能教育;創(chuàng)新思維;實踐能力;信息技術課
新課改要求教學應當促進學生全面發(fā)展,其中,對創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)尤為重視。初中階段如何科學、有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維與實踐能力是每一個教育者需要思考和研究的問題。
一、創(chuàng)新思維與實踐能力的培養(yǎng)
1.創(chuàng)新思維與實踐能力的重要性
每個人都擁有創(chuàng)造能力,這種能力是可以開發(fā)的,并對學生人生發(fā)展起重要作用,如何科學開發(fā)學生的創(chuàng)造能力,離不開對創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)。教師應該有意識的發(fā)現(xiàn)和訓練學生的創(chuàng)新思維,多鍛煉學生的動手能力,提高他們的實踐能力,為學生主動創(chuàng)造做準備。
2.培養(yǎng)創(chuàng)新思維與實踐能力的途徑
培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實踐能力的途徑有很多,初中階段學校的數(shù)學課、自然科學課、社會實踐課、信息技術課等課程是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和實踐能力的有效途徑。其中以人工智能教育為重點的信息技術課可以利用編程技術、信息化技術、大數(shù)據(jù)技術的學習,高效、系統(tǒng)地開發(fā)學生創(chuàng)新思維,科學地提升學生的實踐能力。
二、人工智能教育與信息技術課的融合
當前,人工智能技術發(fā)展得如火如荼,語音識別、機器翻譯、計算機交互、計算機視覺、機器閱讀識別等技術的突破,向我們展示了人工智能的優(yōu)越性和未來前景,很多地區(qū)和學校也已將人工智能教育,如編程、信息處理,作為必修內(nèi)容納入了學校的教學大綱之中。人工智能教育包含編程、大數(shù)據(jù)、機器人等多個技術領域的學習,中學階段可以利用信息技術課將人工智能教育的相關內(nèi)容融入教學中,例如:Python編程、APP制作、機器人教育。
在初中信息技術教學中,應當向學生傳授編程的相關知識,讓學生初步認識編程、了解編程常識,并引導學生利用計算機進行編寫代碼。利用現(xiàn)代教學思路和教學創(chuàng)新激發(fā)學生興趣,提高學生信息技術課學習效率和實踐能力。為學生打造智能化、個性化,富有創(chuàng)造性的學習體驗。
三、人工智能教育的實踐要求
在信息技術課程的教學過程中融入編程等人工智能知識,可以豐富教學內(nèi)容,拓寬學生視野,增加學生知識儲備,同時也能有效激發(fā)學生興趣,滿足學生好奇心,轉化為實踐、創(chuàng)新的動力。但是在實施人工智能教育的過程中,需要注意以下幾個問題,以信息技術課中編程教學為例:
1. 要考慮學生的接受度,體現(xiàn)量力性教學原則,不超綱不越級。
2. 要注重環(huán)境的創(chuàng)設,打造輕松愉快的學習環(huán)境,充分調(diào)動學生熱情,幫助激發(fā)學生創(chuàng)新思維和實踐動機。
3. 要注重編程常識的普及和實踐引導,給學生充足的思維空間和操作機會。
4. 要注重教學的系統(tǒng)性和連貫性,加強編程技術同信息技術知識、其他人工智能技術的關聯(lián),為學習的水平、順向遷移打好基礎。
只有明確教學目標,不斷地優(yōu)化教學過程,監(jiān)控各個環(huán)節(jié),加強與學生溝通,積極開發(fā)和訓練學生的創(chuàng)新思維和實踐能力,才能將人工智能教育的效果最大化,從而不斷提高人工智能教育的教學質量。
四、人工智能教育存在的問題
自新課改提出了信息化教育后,我國不少地區(qū)已經(jīng)開始探索人工智能教育問題,尤其在義務教育階段,開展了各種形式的人工智能教育,但是由于各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平不同,教育基礎、教學水平和資源條件不同,正面臨著諸多問題。
目前在我國中學階段,人工智能教育發(fā)展水平整體較低,存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學水平不均衡、學生學習程度不均衡等多方面問題,需要人力物力財力的持續(xù)投入,優(yōu)化人工智能教育平臺,完善人工智能教育基礎設施,讓人工智能教育更規(guī)范。同時,教育工作者也需要不斷研究、調(diào)整教學模式,更好地激發(fā)學生創(chuàng)新思維,提高實踐能力。
五、結語
本文通過中學生信息技術課和人工智能教育的結合,淺談人工智能教育與培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維、實踐能力的關系。人工智能教育的實施有利于中學生開發(fā)創(chuàng)新思維,提升動手能力,可以和多學科聯(lián)動教學,加強學科間的聯(lián)系,促進學生全面發(fā)展。目前在我國中學階段,人工智能教育發(fā)展水平整體較低,存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學水平不均衡、學生學習程度不均衡等多方面問題,仍需教育工作者不斷研究改進,讓人工智能教育更規(guī)范,更好地激發(fā)學生創(chuàng)新思維及實踐能力。
參考文獻
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關鍵詞:人工智能;音樂教育;智能樂器;大數(shù)據(jù)
1引言
隨著人工智能技術的不斷進步,重新塑造音樂使得音樂教育的學科素養(yǎng)培育、審美感知、藝術表現(xiàn)和文化理解變得更有支持和創(chuàng)意。探索應用人工智能技術推進音樂教學的改革與發(fā)展有具有十分重要的意義。本文通過研究與實踐,引導學生學會用科學的方法培育計算思維創(chuàng)作音樂,用科學的意境欣賞音樂陶冶學生的音樂審美感,用科學的評價提升音樂課堂教學效率。通過這些措施,可以使學校音樂教育精準地開展因材施教差異化教學,彰顯音樂教育的特色。
2人工智能與音樂
人工智能技術與音樂教育有機融合,豐富了課堂教學資源,拓展了智能樂器的功能,提升了音樂教育技術手段。它支持個性化學習,可以觀察音樂課堂學習,分析音樂的旋律與節(jié)拍,有效評價教學效果,激發(fā)音樂教師運用人工智能技術創(chuàng)新音樂教學的熱情,發(fā)揮教師在課堂教學中的主導作用。
2.1樂器的智能化
樂器是學習音樂的重要工具。樂器植入人工智能技術,形成了智能化樂器。它能夠大量儲存多種樂器的音樂數(shù)據(jù)。尤其是在音樂鍵盤中運用,功能的提升特別突出,應用于音樂教學中引發(fā)了多種形式的教學模式。例如,圖1顯示了融合多媒體計算機、主控系統(tǒng)、音樂課堂教學智能評價系統(tǒng)將多部電子鋼琴連接起來的智能樂器實驗室。通過語音室方式授課,可以實現(xiàn)多種樂器的分組教學。這在傳統(tǒng)的音樂課堂上是無法完成的。
2.2智能化樂曲創(chuàng)作
智能樂器不僅能夠儲存樂器音色,而且還能用指令對各種音色播放進行控制,各種音色按照指令進行演奏。這種創(chuàng)作功能是以往其他樂器都無法比擬的[1]。例如,能唱出《月亮代表我的心》十七聲部的合唱團,很好聽,但很難。運用智能樂器按指令合成該十七聲部音樂則輕而易舉。2.2.1機器學習生成樂曲人工智能技術賦能智能樂器,使得機器學習的功能日趨進步。機器學習在音樂領域所做的事情,就是提取音樂作品的“數(shù)據(jù)”,輸入給定模型學習音樂的“特征”,再對音樂數(shù)據(jù)進行分析和編排。例如,如果輸入的是《梨園金曲》民族音樂,則機器就能學會民族音樂的曲調(diào)特征,生成掌握特征模型的民族音樂作品。2.2.2用軟件生成樂譜使用MuseScore3forMac軟件可以制作樂譜,在工具欄選擇對應時值的音符輸入音符。例如,在MuseScore3窗口輸入如圖2所示的“我和我的祖國”樂譜,再導出MP3文件進行播放。2.2.3代碼生成樂曲用Python代碼生成曲子,要借助音樂標準格式MIDI—樂器數(shù)字接口,運用Python-midi庫編寫程序,編譯MIDI文件生成音樂。例如,生成一個簡單樂譜的MIDI文件需要使用Python-midi,其中:Pattern對象表示樂譜;Track對象表示音軌,通常樂譜都有多條軌道組成,每種樂器是一個軌道;midi.NoteOnEvent表示每個音符的開端,在參數(shù)表中可以定義每個音符的音長和音高;midi.NoteOffEvent表示每個音符的結束。參考代碼如下:importmidi#定義patternpattern=midi.Pattern()#定義軌道track=midi.Track()#添加軌道到patternpattern.append(track)#音符開始,并定義位置、音量、音高on=midi.NoteOnEvent(tick=0,velocity=50,pitch=midiG_3)track.append(on)#音符結束off=midi.NoteOffEvent(tick-100,pitch=midi.G_3)track.append(off)#軌道結束eot=midi.EndOfTrackEvent(tick=1)track.append(eot)#存儲midi.write_midifile("example.mid",pattern)程序運行結果生成了如圖3所示的簡單音符:這樣如圖2的“我和我的祖國”樂譜,也可以通過Python代碼生成MIDI文件。
3AI賦能音樂課堂
在AI賦能的音樂教育環(huán)境,促使音樂教學實踐變革以及學生學習音樂方式。例如,圖4所示的集音樂創(chuàng)作教學及教學評價于一體的“智能化音樂課堂教學評價系統(tǒng)”,在教學設計的優(yōu)化、教學方法的高效、教學手段的更新、教學評價的智能、教學策略的調(diào)整方面都具有借鑒意義[2]。
3.1大數(shù)據(jù)學習
大數(shù)據(jù)云計算可以將所有音樂家們音樂數(shù)據(jù)存儲在云中,運用人工智能技術為學生提供更多有價值的音樂數(shù)據(jù)。學生通過音樂云學習音樂知識,欣賞音樂魅力、體驗音樂節(jié)奏、理解音樂韻律。它使得優(yōu)質音樂教學資源跨越校園,開放延伸音樂教學,遠程輻射共享資源。這樣就擴展了學生的視野,音樂知識的來源無限擴大,整個音樂云皆有學生的學習教材。特別是大數(shù)據(jù)音樂云不僅可以推送給學生更多的即興音樂和更多的音樂信息,還能指導音樂愛好者創(chuàng)作出雅正、健康的音樂作品。
3.2個性化學習
人工智能技術從音樂學習行為數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分析與運用、個性化學習評價多方位幫助學生定制個性化的學習成長路徑。推送在線音樂教育資源,指導表演建議樂器學習技巧。搭建音樂教育虛擬課堂,匹配音樂教學資源,實現(xiàn)因材施教的個性化學習,支持一對一的教學輔導和群組式討論。通過這些措施提高教學質量和效率。
3.3教學評價智能化
運用人工智能技術將多個音樂輔助教學設備連接的音樂創(chuàng)作教學系統(tǒng),基于音樂課堂教學的學生學習特質分析與教學效果分析的音樂課堂教學管理系統(tǒng),來實現(xiàn)音樂教學的全程智慧管理,使音樂學習更有效率。例如,在虛擬音樂課堂樂器教學可以變成一對多的自選教學模式,使課堂變得輕松、愉快。教師可以開啟課堂教學觀察模塊,捕捉每位學生同步練習的音準、節(jié)奏、力度數(shù)據(jù),分析判斷將評價信息同步反饋,給出學習指導建議。3.3.1創(chuàng)作教學模塊“智能化音樂課堂教學評價系統(tǒng)”中的音樂創(chuàng)作教學模塊,集視、聽、練和反饋評價為一體,適時演示教師教學作品和評價學生練習作品。例如,在進行《我和我的祖國》授課時導入電影片段,欣賞“我和我的祖國”音樂的表現(xiàn)形式、演唱形式以及歌曲風格,可以使學生更好地體驗作品的創(chuàng)作意境,激發(fā)創(chuàng)作意識。使用MuseScore創(chuàng)作“我和我的祖國”三聲部習作音樂,并能儲存、刻錄,編輯等二度創(chuàng)作。3.3.2課堂教學評價模塊音樂課堂教學評價有著傳統(tǒng)音樂教學評價無法比擬的靈活性、客觀性和實用性。從大數(shù)據(jù)分析角度獲取音樂課堂教與學相關數(shù)據(jù),對學生的音樂基本素養(yǎng)與學習態(tài)度進行科學分析判斷。例如,以創(chuàng)作《紅河谷》中的和聲與音樂作品風格內(nèi)容的“編配伴奏音樂”教學過程為例。課前在“課堂教學評價模塊”上安排學生根據(jù)作品風格完成伴奏的音樂;播放制作好的《紅河谷》MIDI音樂(在第二和第六個小節(jié)缺失編配和弦);使學生感受、探討大小三和弦的表現(xiàn)力,形成對大小三和弦的感知。然后要求學生試著用MuseScore為《紅河谷》缺失的兩小節(jié)選配和弦,以適合歌曲的伴奏風格。學生需要邊哼唱歌曲邊試著套用不同的伴奏風格,找到他們認為最恰當?shù)暮拖野樽囡L格,說出理由并提交[3]。評價系統(tǒng)將學生提交的作業(yè)比照音樂要素進行評價。及時反饋學習評價的信息,并對學生的學習進程制定一個個性化的學習方案[4]。同時通過教學反饋深度優(yōu)化決策模型,促進教師實時改進教學策略,提高教學效率和效果,提升教學質量。
4結語
人工智能技術在音樂教育領域中的廣泛應用,為傳統(tǒng)的音樂教育模式注入了活力,為音樂教師創(chuàng)新音樂教學理念開辟了新思路[5],為因材施教提供了新的適合學生學習的音樂教學模式。人工智能在音樂教育模式方面的探索,不僅給音樂教育教學的發(fā)展帶來了物質技術層面的進步,還從音樂教學層面促進計算思維培育開辟新途徑。這對音樂教育理念、教學手段、教學方式和方法以及拓展學生音樂視野、學習音樂、享受音樂、創(chuàng)造音樂等都帶來深刻的變化和積極的影響。
參考文獻
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近期,哈工大和黑大的創(chuàng)業(yè)團隊、創(chuàng)業(yè)導師以及相關負責人利用多種方式,面向全省高校交流分享了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗。
探索融合教學
從大學生變成老板需要多長時間?華鯨州只用了不到10個月。2014年9月進入黑大軟件工程專業(yè)學習的他,在2015年6月就注冊了哈爾濱追光人科技有限公司。如今,他開發(fā)的人工智能平臺,已經(jīng)吸引了眾多投資人的目光。
這個人工智能平臺之所以有這么大的吸引力,是因為華鯨州開發(fā)出了一個十分簡單的編程方法。“在我的人工智能平臺上,不需要學任何編程語言,只要用漢字就能編出私人訂制的人工智能程序,而且10分鐘內(nèi)就能學會編程方法。”華鯨州自豪地說。
和華鯨州一樣自豪的,是他的專業(yè)老師郭興凱。華鯨州說,“要不是郭老師,我根本不可能這么快走到創(chuàng)業(yè)的路上來。”
原來,郭興凱為新生上第一堂課時,并沒有講任何編程理論,而是問所有學生,學習編程軟件有什么用。當時華鯨州就說,“可以開發(fā)出鋼鐵俠。”
很多同W都笑了,但郭興凱沒有笑,反而鼓勵華鯨州嘗試著去開發(fā)鋼鐵俠那樣的人工智能系統(tǒng)。在郭興凱的鼓勵和指導下,華鯨州大一上學期從科技創(chuàng)新項目開始做起,很快就研發(fā)出自己的人工智能平臺,隨后注冊成立了公司。
“華鯨州是黑大十分突出的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)典型。”郭興凱繼續(xù)道,“如今在黑大,大部分學生都會尋找自己專業(yè)的科技創(chuàng)新點或創(chuàng)業(yè)機會,讓專業(yè)理論得到應用,真正實現(xiàn)了專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的深度融合。”
實際上,黑大已經(jīng)將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與思想政治教育、素質教育、專業(yè)教育、職業(yè)教育充分融合,并不斷將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念融入項目研究、學科競賽、校園活動中,提升了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實效性。
哈工大也在這個方面進行了有益嘗試,學校在做好傳統(tǒng)教學和專業(yè)教學的同時,將創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)思想融入到了教學的各個環(huán)節(jié)中,讓廣大學生在專業(yè)學習中掌握了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)所需的知識,激發(fā)創(chuàng)造的欲望,為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐打好了基礎。
秉承“做中學”
和華鯨州一樣,哈工大超過70%的大一新生都會做科技創(chuàng)新項目,并形成了一項制度――“大一年度項目”。
“大一年度項目”是由大一學生以項目團隊的形式,借助各種教學和科研資源開展為期一年的研發(fā)與制作項目。該項目自2010年開始,經(jīng)過5年的發(fā)展,如今已成為哈工大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的起點。
回想起自己大一時做項目,學生馬忠超說:“那會兒單片機是什么,三極管有什么作用,步進電機怎么驅動,這可難倒了沒有任何電路知識基礎的我們,通過查閱資料、文件檢索,以及自學單片機和C語言課程,我們慢慢學會了這些元件的連接和使用。最終,我們做出了獲得全國電子設計大賽一等獎的項目。”
哈工大相關負責人表示,“大一年度項目”充分體現(xiàn)出哈工大“做中學”的傳統(tǒng)。學校重視培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理論基礎,更重視培養(yǎng)學生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中的實際能力培養(yǎng)。哈工大目前已經(jīng)構建了基于項目的學習、各級各類科技創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)實踐競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練、拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐等系統(tǒng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐體系。
據(jù)了解,哈工大每年有80%以上的本科生投入到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關活動,“十二五”期間,學生完成基于項目的學習計劃1.6萬余項,完成大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目2535項,其中獲國家級資助583項,參與學生7500余人次。
黑大也在不斷加強訓練項目平臺、實踐基地平臺和競賽實訓平臺建設,注重用通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽提升學生的“雙創(chuàng)”能力,建立了競賽實訓與管理機制,鼓勵學生在專業(yè)教師指導下參加“挑戰(zhàn)杯”、數(shù)學建模等各級各類競賽,實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實訓課程化、常態(tài)化,已有3000余人次學生獲省部級以上獎項。
堅持專業(yè)化
李海東是黑龍江大學的一名教師,但和其他教師不同,他是黑龍江大學創(chuàng)業(yè)教育學院專職教師,專門教授學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。他告訴記者,“黑大是全國唯一一所擁有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專職教師的高校,實現(xiàn)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的專業(yè)化。”
但創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)真的是能教出來的嗎?
“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)也許不能教出老板,這本身也不是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的目的,但通過專業(yè)化的教學,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神可以培養(yǎng)出來,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力能夠提高。”李海東說。
他告訴記者,一直以來,黑龍江大學堅持“面向全體、基于專業(yè)、分類教學、強化實踐,融入人才培養(yǎng)全過程”的原則,突出面向全體學生,培養(yǎng)創(chuàng)新精神與意識;面向具有創(chuàng)業(yè)潛質的部分學生,培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)精神與能力;面向具有創(chuàng)業(yè)意愿的少數(shù)學生,培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)知識與技能,構建出教學、實踐、保障“三位一體”的“融入式”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式。“近三年,學校‘融入式’創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式共使6萬余名學生受益,用人單位滿意率高達96%,畢業(yè)生自主創(chuàng)業(yè)人數(shù)676人,創(chuàng)辦企業(yè)101家,多項成果實現(xiàn)市場轉化。”
實際上,社會上對專職創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教師有很多不同的看法,一方面認為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育應該而且可以更專業(yè)化,但另一方面,又認為專職的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教師缺少實踐經(jīng)驗,應該讓成功的創(chuàng)業(yè)者來擔當創(chuàng)業(yè)教師。
在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾的時代背景下,中國工程院院長周濟院士指出,信息技術指數(shù)級增長、數(shù)字化網(wǎng)絡化普及應用、系統(tǒng)集成式創(chuàng)新和人工智能技術戰(zhàn)略突破是新一輪工業(yè)革命的四大驅動力。隨著更多“AlphaGo”的出現(xiàn),未來的工程科技人員需要應用現(xiàn)在還未出現(xiàn)的技術,去解決還未出現(xiàn)的問題。科技革命改變教育內(nèi)容,信息革命改變教育模式,工程教育必須主動適應,幫助未來的工程師們建構起符合時代要求的思維方式和知識結構,并且更加注重培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。
一、更新工程教育理念,驅動改革持續(xù)深入
理念是行動的先導,深化工程教育改革一定是在適應時代要求的教育理念指導下進行的。必須充分關注人工智能、智能制造等技術所帶來的顛覆式創(chuàng)新,研判未來10年、20年就業(yè)與職業(yè)更替變化的重要趨勢,全面貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念,主動更新工程教育理念。在回答“為誰培養(yǎng)人”“培養(yǎng)什么樣人”“如何培養(yǎng)人”等問題上,一是堅持立德樹人的根本任務,堅持“面向工業(yè)界,面向世界,面向未來”,始終對焦需求、聚焦服務、變焦應用;二是堅持對標國際最佳實踐,更加強調(diào)與現(xiàn)代工業(yè)文明和制造業(yè)發(fā)展需求相適應的復雜工程問題解決能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和“工匠精神”;三是堅持“以學生為中心”“成果導向”“持續(xù)改進”等理念,高質量建設工科專業(yè)。
二、主動布局“新工科”建設,服務新經(jīng)濟發(fā)展
當前,我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài),必須培育壯大新動能,加快發(fā)展新經(jīng)濟。新經(jīng)濟是發(fā)展新動能的源泉,以綠色能源環(huán)保、互聯(lián)網(wǎng)等為重要內(nèi)容,以新技術革命為引領,以信息化和工業(yè)化深度融合為突破,以商業(yè)模式和體制機制創(chuàng)新為標志,以人力資本的高效投入減少對物質要素的依賴,推動了新一輪生產(chǎn)方式變革和經(jīng)濟結構調(diào)整。實踐證明,新經(jīng)濟發(fā)展越快越活躍的地區(qū),發(fā)展的新動能就越強勁,應對經(jīng)濟下行壓力的韌性和回旋余地相對更大,發(fā)展的動力、活力和空間、前景也相對更好,能夠有力支撐經(jīng)濟保持中高速增長、邁向中高端水平。
但應該注意到,目前迅猛發(fā)展的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、網(wǎng)絡安全、大健康等新經(jīng)濟領域已經(jīng)出現(xiàn)人才供給不足現(xiàn)象,面向光子與量子芯片、腦科學與智能技術、基因組健康技術等前沿交叉與未來技術的人才培養(yǎng)仍未引起足夠重視。必須加快建設和發(fā)展“新工科”,培養(yǎng)新經(jīng)濟急需緊缺人才,提前布局培養(yǎng)引領未來技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才,推動傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級,為我國產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、經(jīng)濟轉型、創(chuàng)新發(fā)展提供人才支撐。
三、深入實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”
“卓越計劃”是工程教育改革“試驗田”,主要任務是建立高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制,創(chuàng)新工程教育人才培養(yǎng)模式。實施6年來,208所高校的1257個本科專業(yè)點、514個研究生層次學科點,參照《卓越工程師教育培養(yǎng)計劃通用標準》和工程認證標準,從建立組織管理體系、制定培養(yǎng)標準、制訂校內(nèi)學習和企業(yè)學習培養(yǎng)方案、重構面向工程的課程體系、改革教學方法和學習方法、建設工程教育師資隊伍、建設工程實踐教育中心、推動工程教育國際化等方面,采取了一系列措施,積極推進工程教育改革。參與高校和企業(yè)反映“卓越計劃”學生的就業(yè)率、就業(yè)質量、對企業(yè)的適應能力有明顯提升。
為更好地服務制造強國建設,制造業(yè)相關的“卓越計劃”專業(yè)或學科,一是必須深入推進人才培養(yǎng)與社會需求間的協(xié)同,與實務部門、科研院所、相關行業(yè)部門共同推進全流程協(xié)同育人,建立培養(yǎng)目標協(xié)同、教師隊伍協(xié)同、資源共享協(xié)同、管理協(xié)同機制,加強高校教師與實務部門專家雙向交流;二是著力推進信息技術與教育教學深度融合,建設一批以大規(guī)模在線開放課程為代表、課程應用與教學服務相融通的優(yōu)質在線開放課程,推進以學生為中心的教與學方式方法變革,全面推進信息化實踐教學平臺建設;三是擴大工程教育對外開放,既培養(yǎng)一批認同中國文化、熟悉中國標準的留學生,又鼓勵具備條件的高校“走出去”,面向“一帶一路”沿線國家培養(yǎng)工程科技人才、工程管理人才和工程教育師資,為我國制造業(yè)對外輸出做好人才儲備。通過深入實施“卓越計劃”,在面向社會需求培養(yǎng)人才、調(diào)整人才培養(yǎng)結構、推動教育教學改革、提高人才培養(yǎng)質量、增強畢業(yè)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)能力發(fā)揮示范作用。
四、推廣實施產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目
2014年以來,教育部組織高校與阿里巴巴、v訊、谷歌、英特爾等國內(nèi)外知名企業(yè)共同實施產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目,以產(chǎn)業(yè)和技術發(fā)展的最新成果推動工程教育改革。2016年,60余家企業(yè)項目2500余項,資助經(jīng)費約1.12億元,提供云平臺、軟硬件免費使用權價值近4億元;300多所高校與企業(yè)深入合作。
企業(yè)通過協(xié)同育人項目可以密切校企合作,一是可以培養(yǎng)一批認同企業(yè)理念、勝任崗位要求的未來員工;二是可以培養(yǎng)一批認可企業(yè)標準、熟悉企業(yè)技術的潛在用戶,從而占領未來市場;三是可以充分利用高校智力資源,為企業(yè)發(fā)展提供創(chuàng)意和技術;四是可以彰顯企業(yè)社會責任感,提升社會美譽度和影響力。企業(yè)(特別是國有企業(yè))應立足長遠,面向未來,積極參與產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目,從而提升制造業(yè)整個產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員素質。
高校通過協(xié)同育人項目可以促進人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求緊密對接,提升人才培養(yǎng)的適應性,一是可以匯聚企業(yè)資源支持專業(yè)綜合改革和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,為高校提供重要但自身缺乏的重要知識或資源,如前沿技術、實踐師資、現(xiàn)場環(huán)境和先進設備等;二是有助于搭建合作平臺,破解實習難題,為學生工程實踐能力培養(yǎng)營造更好環(huán)境;三是可以進一步深化產(chǎn)學合作,促進高校科研成果轉化。高校應高度重視產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目,提前謀劃,積極申請,做好做實,以此為契機深化教育教學改革。
1.信息化建設夯實學校管理
信息化建設助力校園安全。校園所有角落和教室實行監(jiān)控全覆蓋,學校每天安排學生會到監(jiān)控室通過攝像頭查看各班早中晚自習情況。信息化建設重構教學空間。2016年11月,駐馬店市第九中學注冊并開通微信公眾號,利用微信平臺展示學校活動,宣傳學校理念,成為眾多家長、學生乃至教育同人了解九中的重要渠道。肺炎疫情期間,學校通過微信群通知學校消息、統(tǒng)計學生人數(shù),利用釘釘?shù)绕脚_直播教學,所有的班級和學科均按照在校時間進行網(wǎng)上授課,有的班級甚至進行了早讀和夜自習,利用線上方式重構教學流程。另外,學校引入了家長教育云平臺,為家校共育做出貢獻,學校獲得“河南省卓越家長學校”榮譽稱號。信息化教學提高學習效率。在科技手段的支持下,學校利用遠程監(jiān)控監(jiān)考,并實現(xiàn)網(wǎng)上閱卷,在提高閱卷效率的同時,便于家長們查看孩子的真實成績。同時,很多在線學習軟件和學習資源平臺為學生提供知識的窗口,學生能快速、便捷地獲取各種知識,學校課程資源庫的構建和教師的微課、視頻直播課也使孩子們根據(jù)自己的掌握程度進行自主學習。學習強國、青年大學習等軟件的使用也使得孩子們自覺加強思想政治教育,努力成為社會主義建設者和接班人。
2.翻轉課堂模式促進課程建設
翻轉課堂教學模式是信息技術帶來的一種創(chuàng)新的課堂模式。學生在課前或課外觀看教師的講解視頻,自主學習,上課不再只是教師講、學生聽的狀態(tài),而是將更多時間留給師生互動或者學生之間的互動。這種創(chuàng)新模式是信息技術與學校教育深度融合的一個代表性模式。“三翻兩段十環(huán)節(jié)”教學是翻轉課堂的核心。它指的是將教學過程分解為課前、課中兩個階段,通過課前的教師一次備課、任務,學生自主學習、反饋交流,教師獲取學情、二次備課環(huán)節(jié),以及課中的展示交流、合作釋疑、檢測提升、總結評價等環(huán)節(jié)活動的組織,最終實現(xiàn)三個翻轉。這三個翻轉指的是教學理念由“以教師為中心”向“以學生為中心”翻轉,教學結構由“課堂傳遞知識,課后吸收內(nèi)化”向“課前傳遞知識,課堂吸收內(nèi)化”翻轉,教學角色由“演員型教師、觀眾型學生”向“導演型教師、演員型學生”翻轉。翻轉課堂教學模式有三個作用。一是激活學生積極性、主動性,培養(yǎng)學生的表達能力、獨立思考能力和協(xié)作能力等綜合能力,讓每個孩子能夠全面而有個性地發(fā)展,落實立德樹人根本目標。二是解放教師,轉變教師角色,使其依據(jù)自己的知識傳授經(jīng)驗和學情掌握經(jīng)驗,對學生進行精準的學情評測,實時調(diào)整教學策略,提高課堂效率,改變學習模式。三是更好地構建師生關系,讓學生在互動中拓寬視野、掌握知識、培養(yǎng)品格。在進行翻轉課堂教學改革之前,駐馬店市第九中學采用的是與駐馬店市實驗中學共同實踐探索并獲得國家課題獎的“三環(huán)六步教學法”,其理念與翻轉課堂一致,即在教師的引導下讓學生做好準備,為打造更高效的課堂做鋪墊。但教師的教學資源匱乏,孩子們僅僅依靠課本預習難有效果,實際效果不好。通過接觸網(wǎng)絡平臺、挖掘網(wǎng)絡資源,我們發(fā)現(xiàn)要真正實現(xiàn)學生的課前深度學習,必須借助現(xiàn)代化工具,激發(fā)學生學習興趣,為學生提供一個便捷且高效的通道。2018年,駐馬店市第九中學設立翻轉課堂班,許多家長不認識、不理解、不認同,報名者寥寥無幾。但經(jīng)過一年的探索與努力,翻轉課堂班無論是在教育教學還是在班級管理上,都取得了很大的進步,學校連續(xù)兩屆把翻轉課堂增至兩個班。如今,“互聯(lián)網(wǎng)+”席卷了各行各業(yè),信息技術邏輯重構了許多行業(yè)生態(tài),人工智能、萬物互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等也成為社會熱詞。在快速變革的技術背景下,我國中小學教育信息化建設與應用工作也順勢而上,為轉變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式、提高教育質量和促進教育公平奠定了基礎。
3.信息化教學過程中的反思與探索
【摘 要】在基礎教育領域,智能機器人教學以其讓學生在動手操作的過程中培養(yǎng)邏輯思維能力、合作精神和創(chuàng)新能力的特點,成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的良好載體。本文通過分析STEM教育理念,結合中國國情和實踐構建了基于活動的小學低年級智能機器人體驗學習模式,對于提高學生的科學素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)具有一定的理論價值和應用推廣價值。
關鍵詞 STEM教育;小學智能機器人;體驗學習;教學模式
【中圖分類號】G443 【文獻標識碼】A
【論文編號】1671-7384(2014)05-0052-03
研究背景
1. STEM教育的內(nèi)涵
STEM教育源自20世紀80年代的美國,其內(nèi)涵旨在將科學、技術、工程、數(shù)學這四個領域看作彼此聯(lián)系的整體,試圖提高未來國家的國際競爭力。在STEM教育中,科學素養(yǎng)是重點,是為學生將來進一步從事科學研究打下基礎;技術素養(yǎng)和工程素養(yǎng)則是在實際的社會分工中最經(jīng)常體現(xiàn)的,它以明顯的應用特點為科學研究提供工具和思路;數(shù)學素養(yǎng)是STEM教育的基礎,技術深入、工程論證、科學推理和建模,都需要數(shù)學作為基礎。
21世紀的競爭,歸根到底是人才的競爭。面對“為什么我們的學校總是培養(yǎng)不出杰出人才”的錢學森之問,我們試圖通過融合重整科學、技術、工程和數(shù)學這四大領域的教學內(nèi)容,培養(yǎng)出適應21世紀的復合型、創(chuàng)新型人才,達到錢先生的“大成教育”的理想。
2. 智能機器人教學的意義及現(xiàn)狀
智能機器人技術是涉及機械、電子、計算機、人工智能等多種技術的實踐性學科。智能機器人教學的總體目標是在了解機器人內(nèi)部構造、功能及應用狀況等知識的前提下,動手搭建機器人,設計機器人行動策略,編寫機器人程序。由于其自身的知識綜合性和技術應用領域的廣泛性,為培養(yǎng)學生的綜合能力,如邏輯思維能力、分析和解決問題的能力、動手能力、合作能力和創(chuàng)造能力提供了良好的平臺。因此,機器人教學是素質教育的重要載體,將對社會發(fā)展和人才培養(yǎng)產(chǎn)生重大影響。
教育部 2003 年頒布的《普通高中信息技術課程標準(實驗)》中,把“人工智能初步”和“簡易機器人制作”設為技術領域的選修模塊,意味著我國的人工智能和機器人教育在大眾化、普及化層面上進入了一個新階段[1]。隨著信息化的發(fā)展以及人們科技意識的加強,機器人教學逐漸趨于幼齡化,很多經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)從小學低年級開設智能機器人(校本)課程、興趣班,社會上的幼兒機器人培訓班、機器人高手俱樂部層出不窮。學校及市場培訓機構的教學質量關系到該領域能否健康、良性發(fā)展,也關系到面向21世紀未來人才的培養(yǎng)。
3. STEM教育視野下的智能機器人教學
智能機器人教學能夠實現(xiàn)STEM教育四要素的有機整合。如在完成FLL機器人前進爬坡并摘取果實的任務時,教師通常會要求學生先思考可以有幾種策略完成任務、哪種策略最佳。在編程時,教師要求學生畫程序流程圖,通過反復測試、分析現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、提出修改方案并及時調(diào)整,使機器人表現(xiàn)出最佳狀態(tài)。在這一任務中,體現(xiàn)了如下素養(yǎng)。
科學素養(yǎng):運用重力、摩擦力等物理知識,需要具備確定問題、尋找思路、解決問題、相互共享制作經(jīng)驗的科學精神。
工程素養(yǎng):編程之前畫流程圖,這是工程設計的基本思想,機器人編程調(diào)用標準化程序模塊也蘊涵了工程意識。
數(shù)學素養(yǎng):需要測量斜坡高度和手臂長度,并通過計算,得出機器人的速度和完成任務所需時間等。
技術素養(yǎng):指對科學和技術進行評價和做出相應決定所必需的基本知識和能力。學生在分析任務、選擇策略和編寫程序上均體現(xiàn)了技術素養(yǎng)的運用。
STEM教育視野下小學低年級機器人教學模式探索
1. 基于活動的體驗學習模式
基于活動的體驗學習模式源自于體驗學習法,是指從學生個體發(fā)展的需要和認知規(guī)律出發(fā),在親身經(jīng)歷學習的過程中,通過反復觀察、感受、實踐、探究,對知識進行感悟與理解的學習方法[2]。
應用最廣泛的體驗學習理論模型是1984年由庫博提出的四階段循環(huán)模型,又稱為“體驗學習的循環(huán)理論模型”。庫博用四個元素建立起了該模型:具體的體驗、觀察與反思、形成抽象的概念和普遍的原理、在新情境中檢驗概念的意義(如圖 1)。
基于活動的體驗學習模式則通過教師設計的一系列漸進的具有邏輯性、趣味性的活動,使學生在具體情境中結合實踐和反思來獲得知識與技能,具體的教學流程(如圖2)。
第一階段:教師創(chuàng)設情境,提出問題,學生感知情境,思考問題,帶著問題進入具體的實踐——觀察。
第二階段:學生在教師的指導下,通過教師提供的資源和工具動手操作,在實踐中觀察與反思,并感知情境,發(fā)現(xiàn)一些對后續(xù)學習有用的信息與資源。
第三階段:學生將學習內(nèi)容抽象成新的觀點和方法,新的概念在頭腦中初步形成。
第四階段:學生自己遇到或由教師提供各種類似的情境,檢驗第三階段形成的想法、觀點、理論和認識。
2.《競速小車》教學案例
學生特征分析:本課教學所面對的是遼寧省某市青少年活動中心的低年級組學生(小學二、三年級居多)。他們的特點是好動,注意力易分散,抽象思維尚未完全建立,但思維活躍,具有強烈的探究欲望,不滿足于對書本知識的簡單死記硬背。在前面的學習中,學生們已經(jīng)知道了一般機械的組成,知道常見的傳動方式,并且已有使用樂高教學材料的經(jīng)驗。
教學目標:知識與技能:了解常見齒輪傳動的特點、形式;探究如何通過齒輪傳動結構使機器人加速。過程與方法:通過實踐了解齒輪傳動結構的基本規(guī)律,提高學生應用所學知識解決實際問題的能力;通過小組合作和匯報交流促進學生的協(xié)作探究精神、學習交流能力、語言表達能力以及分析總結能力。情感、態(tài)度與價值觀:對機器人技術有求知的欲望,產(chǎn)生探究科學的勇氣。活動準備:樂高教育器材、PPT課件、黑膠帶(粘貼跑道)、活動記錄表、秒表等。
活動過程:
環(huán)節(jié)一:情境創(chuàng)設
教師播放F1賽車視頻,請學生談談感興趣的話題,如“你知道在F1中,最快的賽車時速是多少嗎”、“有哪些著名的賽車手”、“F1團隊獲勝的秘訣是什么”等等,進入今天的課題:我們自己設計并搭建一輛電動小車,看什么樣的小車跑得最快!(板書:競速小車)意圖:通過情境引入本次活動主題。
環(huán)節(jié)二:操作與反思
師:生活中有一些常見的簡單機械可以實現(xiàn)速度的變化,你都知道哪些?
學生思考后回答:滑輪、齒輪。
師:在機器人的設計中,機械結構是完善系統(tǒng)的一個重要因素。在零件盒中老師給大家提供了三種齒輪,請同學們按照實驗記錄的要求,搭建不同齒輪結構的小車,探索齒輪的特性。
學生以小組為單位動手搭建小車,教師讓學生思考:在搭建過程中應該注意什么?
搭建好小車的組可以將電動車放在平直的跑道上,用秒表測試行駛所需要的時間。每次測試前,先估計一個時間,看看實際用時和預估時間是否接近,并將記錄填寫在實驗記錄表中。
實驗記錄表
教師提出四個問題:(1)你們的小車在前進過程中出現(xiàn)了哪些問題?你們是怎么處理的?(2)你們小組哪種組合跑得最快?為什么?(3)誰能總結一下,齒輪傳動結構對速度有哪些影響?(4)轉速相同的情況下,為什么大齒輪帶動小齒輪時的速度會變快呢?
意圖:讓學生對他們看到的或建構的內(nèi)容進行思考,對方案進行探討、反思并調(diào)整他們的看法,同時也通過提問鼓勵學生繼續(xù)探究。
環(huán)節(jié)三:總結與抽象
經(jīng)過觀察思考,學生得出結論:(1)在傳動中,產(chǎn)生加速的方法就是大齒輪帶動小齒輪,相反,如果需要減速的話,就是小齒輪帶動大齒輪。因為大齒輪牙齒多,它轉動一圈,會帶著小齒輪轉動好幾圈。(2)速度加快的小車反而起步很慢,因為小車起步的剎那馬達需要力量來啟動,所以啟動速度不夠快。
環(huán)節(jié)四:驗證與應用
活動的最后,請學生結合今天活動的內(nèi)容,發(fā)揮聰明才智,設計爬坡機器人。
師:什么樣的齒輪結構可以使你的機器人小車順利爬上陡坡?在記錄表上畫出你的設計并實踐。
意圖:把孩子們引入一個新的“聯(lián)系”階段,使他們在螺旋式上升的循環(huán)中接受難度不斷增加的挑戰(zhàn)。
3. 總結分析
教學中,學生不僅獲得了與機械、物理知識有關的感知能力,探索了齒輪傳動結構的基本規(guī)律,還在操作與反思階段對不同組合的齒輪進行了“測試—比較—分析”,體現(xiàn)了工程設計的基本思想。對時間的預估以及對小車速度的計算強化了學生的數(shù)學能力,而動手對不同齒輪進行組合和搭配,并檢驗其效果,最后得出加速與減速的搭配規(guī)律,則提高了學生的技術素養(yǎng)。可見,在基于活動的體驗學習模式中,學生通過一系列的階段性學習過程獲得了相應的改變,使其有能力再投入到新一輪具體體驗情境中去學習,并再次獲得新經(jīng)驗。這種模式不僅關注知識與技能的獲得,更關注對實踐過程的總結和反思,形成科學地解決問題的思路,這種模式更適于低年級課外科技活動。
學生經(jīng)歷了科學研究的所有階段,從關注問題、發(fā)現(xiàn)探索、搜集數(shù)據(jù)、分析歸納、推理篩選到最后利用技術得出研究結論的科學方法,形成一系列科學研究方法,具備工程意識和信息素養(yǎng),為日后的研究和創(chuàng)新奠定必要的基礎。
當然,隨著STEM到STEAM,將藝術和設計的元素融入其中,將賦予學生作品豐富的表現(xiàn)力。我們將繼續(xù)探索如何在智能機器人教學中培養(yǎng)學生的藝術素養(yǎng)和創(chuàng)意設計能力。
注:本文系2011年全國教育信息技術研究青年課題《中小學智能機器人教育的理論和實踐研究(立項編號:112340246)和遼寧省教育科學“十二五”規(guī)劃2013年度課題《基于虛擬名師工作室的教師發(fā)展共同體研究》(項目編號:JG13CB094)系列研究成果之一。
參考文獻
張劍平,.機器人教育: 現(xiàn)狀、問題與推進策略[J] . 中國電化教育, 2006,(12):65-68.
李英.體驗:一種教育學的話語[J] .教育理論與實踐,2001(12):1-5.
關鍵詞:CDIO教育理念;數(shù)字經(jīng)濟;人才培養(yǎng)模式;應用型
隨著信息數(shù)字技術的快速發(fā)展與普及應用,數(shù)字經(jīng)濟浪潮勢不可擋,數(shù)字化轉型已經(jīng)成為各方行業(yè)共識。據(jù)上海社科院報告顯示,2018年中國數(shù)字經(jīng)濟體量為31.3萬億元,占GDP比重超過三分之一,達到34.8%,數(shù)字經(jīng)濟對GDP增長的貢獻率高達67.9%,中國正從數(shù)字經(jīng)濟的追隨者轉變?yōu)轭I跑者[1]。百行百業(yè)開始意識到,在國家數(shù)字經(jīng)濟戰(zhàn)略背景下,外部環(huán)境的數(shù)字化轉變已經(jīng)決定數(shù)字化轉型將會是未來傳統(tǒng)企業(yè)的必經(jīng)之路和戰(zhàn)略重點,誰能率先在包括企業(yè)戰(zhàn)略、營銷、商品、商業(yè)模式、管理乃至企業(yè)文化和思維方式等整體的數(shù)字化轉變升級中成功推進并取得成效,誰就能在激烈競爭的市場環(huán)境下?lián)屨嘉磥戆l(fā)展先機[2]。在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型背景下,應用型數(shù)字人才將成為未來市場上最為短缺的專業(yè)人才。一方面,數(shù)字技術和數(shù)字產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和原有就業(yè)崗位造成沖擊,造成就業(yè)崗位大幅度消減,同時數(shù)字技術及其相互融合也會催生出許多新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式,繼而創(chuàng)造大量的就業(yè)機會[3]。數(shù)字技術與數(shù)字化轉型帶來的上述雙重效應必將在未來重塑就業(yè)市場結構,同時伴隨著對就業(yè)人群數(shù)字能力的升級需求,應用型高素質數(shù)字人才將成為未來市場上最為短缺的專業(yè)人才。波士頓咨詢公司認為,當前中國數(shù)字人才缺口巨大,預測到2035年中國整體數(shù)字經(jīng)濟就業(yè)容量將達4.15億,擁有“特定專業(yè)技能(尤其是數(shù)字技能)”對獲取中高端就業(yè)機會至關重要[4]。因此,在數(shù)字化轉型背景下,如何培養(yǎng)與時俱進的數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)人才是當前地方高校急需面對的重要問題。
1CDIO教育理念
CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程[5]。CDIO教育理念是:充分利用大學學科齊全、學習資源豐富的條件,以盡可能接近工程實際,涉及技術、經(jīng)濟、企業(yè)和社會的團隊綜合設計大項目為主要載體,結合專業(yè)核心課程的教學,使學生在CDIO的全過程中不斷地在理論知識、個人素質和發(fā)展能力、協(xié)作能力和對大系統(tǒng)(集社會、歷史、科技為一體)的適應與調(diào)控能力四個方面得到全面的訓練和提高。作為高度重視數(shù)字技能的應用型本科專業(yè),數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)是系統(tǒng)培養(yǎng)具有利用數(shù)字技術來分析解決經(jīng)濟問題,掌握在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化過程中綜合性問題的發(fā)現(xiàn)、分析、設計、評價和改善能力,適應新型經(jīng)濟業(yè)態(tài)發(fā)展所需要的復合型、高素質、應用型數(shù)字人才,這與基于CDIO教育理念的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)目標大體上相吻合,因此,基于CDIO教育理念來構建數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式在理論上是一種可行的選擇途徑。
2基于CDIO教育理念的數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究
2.1研究定位人才培養(yǎng)目標
根據(jù)數(shù)字化轉型背景下的數(shù)字人才需求特點,數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)培養(yǎng)目標的設置必須體現(xiàn)以下三個特色:第一,注重應用。據(jù)波士頓咨詢公司預測,未來不僅需要擁有特定信息專業(yè)技能的人才,還需要大量與信息專業(yè)技能互補協(xié)同的跨界人才,具體包括數(shù)字戰(zhàn)略管理、深度分析、產(chǎn)品研發(fā)、先進制造、數(shù)字化運營和數(shù)字營銷等六類數(shù)字人才,這些人才需求無不體現(xiàn)出實踐性與應用型特點。第二,注重學科交叉融合。數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)辦學面向國家數(shù)字經(jīng)濟戰(zhàn)略和數(shù)字化轉型背景,培養(yǎng)的是需要熟悉中國數(shù)字經(jīng)濟運行規(guī)律與改革實踐,將來能夠從事有關區(qū)塊鏈、人工智能、電子商務等新興領域的寬口徑人才。這種人才呈現(xiàn)出顯著的、具有多學科背景的復合型人才特征,因此培養(yǎng)目標需要綜合考慮多學科的交叉融合。第三,強調(diào)數(shù)字化能力。數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)培養(yǎng)面向企業(yè)數(shù)字化背景下的應用型人才。實踐能力,特別是數(shù)字化能力,將是未來企業(yè)用人最重視的部分。培養(yǎng)學生包括數(shù)字戰(zhàn)略管理、數(shù)字產(chǎn)品、數(shù)字化運營以及數(shù)字營銷等方面的數(shù)字化能力,是人才培養(yǎng)目標的一個重要方面。
2.2研究構建專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系
在數(shù)字化轉型背景以及人才培養(yǎng)目標的導向下,基于CDIO教育理念,從系統(tǒng)工程的視角來研究設置人才培養(yǎng)的課程體系,審視并處理好各門具體課程的邏輯關系,從課程目標、課程內(nèi)容、課程教學方法等方面來組織課程大綱建設,優(yōu)化課程體系。首先搜集政府部門、企事業(yè)的人力資源管理代表,同類院校或相關專業(yè)的專家代表,本學科帶頭人以及本專業(yè)教師代表等方面的意見和建議,充分調(diào)研市場人才需求特點來設置課程體系。在專業(yè)核心課程方面,注重包括經(jīng)濟學、管理學、計算機科學、統(tǒng)計學、數(shù)據(jù)科學等多學科之間存在交叉性的內(nèi)容,根據(jù)CDIO教學理念及其“做中學”的教學方法論,以盡可能接近企業(yè)需求或工程實際,涉及技術、經(jīng)濟、企業(yè)和社會的團隊綜合設計大項目為主要載體,有針對性的培養(yǎng)數(shù)字化思維、實現(xiàn)數(shù)字化價值的綜合能力與素質,以此為導向來構建課程實施大綱。
2.3基于CDIO理念開展案例教學、SPOC、線上線下混合式教學等教學方法革新
數(shù)字化轉型背景下市場需要的是知識與能力雙優(yōu)的高素質數(shù)字人才,在知識體系方面,需要掌握與技術快速發(fā)展相匹配的新技術、新產(chǎn)品,在能力構建方面,需要匹配崗位要求,不論從事服務、市場、還是研發(fā)崗位,既要具備良好的實踐技能,還要具備良好的職業(yè)素養(yǎng)。利用當前“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的教育理念、教育技術和教學成果,采取SPOC或雨課堂線上線下混合式教學方式,將更多的網(wǎng)絡課程資源利用結合到傳統(tǒng)課程教學中來,豐富教學手段,提升教學深度,提高學生學習主動性,改善課堂教學效果。同時,在專業(yè)必修課(特別是多學科交叉的課程)開展案例教學,通過搜集行業(yè)應用案例,基于CDIO教學理念及其“做中學”的教學方法論,實施案例教學法引導學生積極投入到具有實際應用背景的場景或問題中來,引導學生通過溝通與合作來分析解決實際問題的應用能力,讓學生在“做中學”的過程中體會和掌握數(shù)字技能在各行業(yè)數(shù)字化轉型中的應用。該部分的重點,一是優(yōu)化數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)的案例教學課程體系。明確案例教學法應用的課程,明確課程中的案例教學基本知識點與教學單元。二是建設案例庫資源。作為案例教學的基礎,案例庫將圍繞課程知識點,以盡可能接近企業(yè)需求或工程實際的綜合性項目來進行建設,兼顧體現(xiàn)專業(yè)辦學特色。三是組織實施案例教學、SPOC、線上線下混合式教學。通過組織實施符合數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)培養(yǎng)目標的教學過程,并合適選擇案例教學、SPOC、混合式教學方式,講解、討論、歸納來向學生展現(xiàn)一個真實應用場景,學生按照問題或任務來開展組織多樣化的學習過程。
2.4根據(jù)CDIO教育理念推進產(chǎn)教融合,打造產(chǎn)、學、研、創(chuàng)一體化的校企深度合作模式
在云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新技術推動下,未來5-10年是數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展時期,而國內(nèi)高校開展云計算、大數(shù)據(jù)等高端數(shù)字化人才培養(yǎng)的時間不長,獨立于企業(yè)的學校教育在瞬息萬變的技術市場上不能滿足社會需要,市場上掌握相關技術和應用的人才十分短缺,幾乎供不應求。根據(jù)CDIO工程教育模式,實行符合國際標準、以工程項目生命周期全過程為載體培養(yǎng)學生的實踐能力,實施產(chǎn)教融合、校企合作,是我國高等教育數(shù)字化專業(yè)人才培養(yǎng)的發(fā)展趨勢。考慮校企深度合作方案,打造產(chǎn)、學、研、創(chuàng)一體化的校企合作模式,推進產(chǎn)教融合,一方面充分利用企業(yè)市場觸覺敏銳、反應快的特點以及優(yōu)質數(shù)字人才資源,為高校專業(yè)教師和學生的數(shù)字化知識快速更新提供支持;另一方面,組織學生進入企業(yè)進行實訓或實習,或將企業(yè)現(xiàn)實項目或企業(yè)員工培訓工作直接帶入高校課堂,基于企業(yè)運營管理中完整的項目實施過程,引導學生參與到包括設計、部署、運維、優(yōu)化等各項目階段,注重培養(yǎng)學生規(guī)劃能力、解決問題能力、組織溝通能力,通過熟悉企業(yè)項目流程規(guī)范,提前理解和把握企業(yè)對人才素質與技能要求,體會并適應企業(yè)的工作環(huán)境、工作流程與工作模式。
2.5構建數(shù)字化教學信息平臺,充分挖掘學生數(shù)據(jù)價值
傳統(tǒng)教學方式通常嚴重依賴于教師個人的教學經(jīng)驗來把握學生學情和教學方式,其弊端是無法客觀而準確刻畫真實學情,并且無法向其他課程教學進行復制和推廣。利用大數(shù)據(jù)信息技術構建數(shù)字化教學信息平臺,充分吸收當下“大數(shù)據(jù)+教育”的創(chuàng)新理念和思想,合理應用當前最新的教育技術和教學成果,可有助于實現(xiàn)上述“經(jīng)驗式”教學向“大數(shù)據(jù)服務式”教學的轉變,有效加強課堂教學和人才培養(yǎng)的精細化管理,走出一條具有數(shù)字化特色的新型教學之路,增強專業(yè)辦學的競爭力與吸引力。該部分的重點有兩個方面。一是深度挖據(jù)學生數(shù)據(jù)的信息價值,促進個性化教學。利用后臺數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計學生各方面信息數(shù)據(jù),利用大數(shù)據(jù)技術和統(tǒng)計分析方法獲取學生畫像與學情報告,研究其學習過程存在的規(guī)律、特點和代表性問題,并對這些現(xiàn)象進行歸因,然后利用當下“大數(shù)據(jù)+教育”的創(chuàng)新理念和創(chuàng)新方法,研究設計符合學生性格特點和學習規(guī)律的教學情景和教學方案,采取具有針對性教學方式進行教學,實現(xiàn)因材施教。二是開展研究和探索在線教學方式。大數(shù)據(jù)技術與豐富的優(yōu)質網(wǎng)絡教學資源使得在線教學成為未來教育的一種可行方式,可以聯(lián)盟兄弟院校相關專業(yè),以課程共享的形式推動各校優(yōu)質教學資源的開發(fā)和校級共享,竭力打造出多門精品課程,逐漸擴大平臺課程資源的廣度和深度。
2.6構建科學而多元化的人才培養(yǎng)質量評價體系
顯而易見,面向數(shù)字化轉型背景的應用型數(shù)字人才培養(yǎng)體系不能依靠單一化的評價方式,必須重點突出包括評價目標、評價主體、評價指標和評價方法等方面在內(nèi)的轉變,構建科學而多元化的數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)人才培養(yǎng)質量評價體系。考慮從以下幾個方面來構建人才培養(yǎng)質量評價體系。第一,教育評價。利用數(shù)字化教學信息平臺進行數(shù)據(jù)挖掘獲取學生特征,對照CDIO教育理念和專業(yè)人才培養(yǎng)目標對學生的知識與能力要求,從教育活動、教育過程和教育結果等方面進行評價,為提升教育質量和決策提供可信依據(jù)。第二,學業(yè)評價。利用考試評價、考核測評以及心理測評等多種方式對學生完成學業(yè)所應掌握的理論知識與實踐能力進行科學評價。第三,社會評價。通過電話、郵件等多種途徑回訪用人單位和企業(yè),設計調(diào)查表及時了解用人單位或企業(yè)對實習生或畢業(yè)生的滿意度情況,全面收集和分析用人單位或企業(yè)對人才培養(yǎng)工作的評價意見和建議,并匯總反饋給學院主管領導、專業(yè)教師以及學工進行調(diào)整改進。
3結語
國家數(shù)字經(jīng)濟戰(zhàn)略和社會數(shù)字化轉型趨勢對未來就業(yè)人群的數(shù)字能力提出了升級需求,在上述背景下,本文以CDIO教育理念為指導,研究構建數(shù)字化轉型背景下的數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式,從人才培養(yǎng)目標、課程體系、教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、考核方法以及人才評價等多個方面進行研究和探索,以適應數(shù)字化轉型背景下的數(shù)字人才需求,研究結果可以為地方高校推進數(shù)字經(jīng)濟相關專業(yè)的人才培養(yǎng)模式研究和探索提供借鑒和參考。
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