2019年04月19日 星期五
以学科融合的思维方式解决现实问题
□ 乔 克

    近期的一则“爆炸性”新闻,让我们重新认识了国家对于人工智能的重视程度。教育部正式发文表示,人工智能专业被列入新增审批本科专业名单,全国共有35所高校获首批建设资格。

    另外,96所高校获批“智能科学与技术”专业,203所高校获批“数据科学与大数据技术”专业,25所高校获批“大数据管理与应用”专业,101所高校获批“机器人工程”专业,25所学校获批“网络空间安全”专业,14所学校获批“物联网工程”专业。

    STEAM教育作为K12阶段培养学生创新能力和综合素养的重要手段,不仅代表着一种全新的教育体系,更代表着一种现代的教育哲学,它更注重学习中思考的过程,而不是结果。在目前传统应试教育转型的大时代,以“人”为教学核心,更加注重培养过程,用智能技术赋能,推动STEAM教育理念广泛落地,是教育的未来发展趋势”。

    人工智能融合STEAM教育

    追溯人类的科技发展进程,印刷术、蒸汽机、电视、互联网、移动互联网……每一次的技术革新都会颠覆人们的生活方式,也影响着各个行业的发展走向。

    近几年,人工智能彻底火了,不仅是大家茶余饭后谈论的话题,也是国家的重要科技战略布局。2017年,国家国务院发布《新一代人工智能发展规划》,抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑我国人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国。科技强国从教育开始,不仅是大学开设人工智能本科课程,从9月秋季学期起,统编版高中人工智能教材将逐步走入全国高中课堂。

    人工智能持续升温,在教育领域的实际应用也逐渐崭露头角。创客教育和STEAM教育作为将人工智能融于相关课程并培养创造的最佳载体,各地政府及学校也都积极推进中小学创客教育发展及课程建设工作。2018年11月,中国首部中小学人工智能为主题的STEAM教育配套教材《AI上未来智造者》正式出炉,并且在上海嘉定等区域进行试点教学。全新的教材,将给孩子们的学习带来全新的体验,引发人们对教育改革和人才培养方式的思考。

    STEAM教育理念与人工智能如何互联互通?

    STEAM教育理念与传统的应试教育理念不同,STEAM教育是通过打破学科疆域,引导学生采用学科融合的思维方式解决现实问题的跨学科教育法。

    例如,在手工课做一个小沙包课程中,一般老师是这么教的:第一步,教怎么裁剪布料;第二步,教用针线来缝合;第三步,缝的时候收针怎么做。最后,把沙包封上口,填充沙子。学生只要按老师教的方法一步一步做,就可以做出一个统一的小沙包来。

    但在STEAM课堂里是这样教的:

    第一步,老师问学生,沙包是干什么用的。你要回答这个问题,就得和现实联系起来,思考它的功能是什么。沙包是玩的时候互相丢的,打到人的时候不能很疼,就不能用坚硬的材质来做,但又要保证丢得远,还得有一定的重量。

    这样思考后,学生自然会去想要实现这些现实功能,需要用什么材料。所以,第二步,老师会让学生自己选择用什么材料做沙包比较合适。第三步才是怎么做。做完之后还有第四步,一定要丢一丢检测一下,用现实来反馈。让我们想一想。

    一般老师的教学方式容易导致一种情况:这次做沙包,会了;下次让学生做汽车模型,又不会了。因为他觉得汽车模型和沙包完全没关系,我知道怎么缝沙包,可汽车模型是个全新的东西。

    换成STEAM的教学方式,做汽车模型还是可以用这四步完成:一,有什么用?二,基于用途,需要什么材料?三,怎么做?四,做个检测,获得反馈。这个思维方法还可以延伸到其他地方,甚至长大以后设计轮船、机器人什么的都可以用上。

    这手工课的四步骤体现了STEAM教育核心:发现问题 → 设计解决方法 → 利用科学、技术、工程和数学等知识解决问题 → 运用理性方法验证解决效果。它不追求让孩子掌握做具体东西或解答具体题目的知识点,而是强调掌握一种思考方法。

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