時間:2023-08-24 17:18:05
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇中小學人工智能課程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:人工智能,基礎教育,專業發展
一、前言
人工智能(Arti?cialIntelligence,簡稱AI)快速發展,在一定程度上促進了人們的思維方式、人際互動模式以及學習和教學方式的改變,我國教育部門不斷重視AI技術在基礎教育領域中的融合,以更好地促進中小學生的個性化發展。AI視域下,教師的工作環境將會越來越智慧化,智能閱卷、智能授課和智能評估逐漸成為可能,教師可以根據學生的學習進度和學習特征,有針對性地對學生開展個性化指導。同時,學生在課堂上也可以更熟練的使用平板電腦而不是手抄本進行交流。目前,AI技術已經成為教育系統性變革的內生變量,不斷推動著教育模式的變革、教育理念的更新以及教育體系的重構,基礎教育信息化進入了創新發展的2.0時代[1]。雖然我國AI教育發展水平落后于國際先進水平,尚未在在中小學教育中普及應用,但是我國教育部門已經制定和出臺了相關政策,以推動基礎教育和AI的不斷融合和發展,可以預見,AI技術必將為基礎教育發展賦予越來越強大的智慧支撐,推動基礎教育現代化。
二、AI教育時代中小學教師面臨的挑戰
面對以AI為核心的信息技術,如何更好的促進學生發展,從適應到引領轉變,實現自身的突破性發展,是教育工作者必須深思的問題。AI技術在一定程度上提高了教學水平和教學質量,但是在教師層面還是存在一些問題,使AI技術與基礎教育在融合過程中面臨一系列的挑戰。1.與AI教育相配套的教學方法創新性不足AI教育作為一個高度依賴技術的跨學科領域,AI應用程序可以在一定程度上扮演教師的角色,觀察學生的學習過程,分析他們的學習表現,并根據他們的需求為他們提供即時幫助。此外,了解AI技術的能力和特點,教師可以在課堂上采用合適的AI應用程序來提高學生的學習成績、動機或參與度。新技術影響了教育體制和教學手段,在這樣的背景下,教師在使用新技術時要關注教育主體、尊重教育主體,而不能秉持以往舊的認識。但是在現實教學中仍存在盲目學習的典型問題,教師未能針對學生的個性特征而進行因材施教,學生在學習的過程中存在“一刀切”的現象,而不是被個性化對待。2.AI師資力量薄弱AI教育屬于多學科交叉領域,教師一方面要具備心理學、教育學和信息技術等各學科相關知識,另一方面要將這些知識進行整合和運用。目前雖然學生的學習意愿強烈,但是從當前AI的師資來看,具有AI學識的師資力量十分薄弱,教師普遍缺乏完整而系統講授AI課程的能力和知識,部分教師簡單地將AI教育視作機器人教育﹑編程教育、計算機輔助教學等,個別中小學的AI教師是由其他學科教師來兼任,此外,AI教師編制不足、師資質量不均衡也是突出的問題。教師師資隊伍建設是改善AI教學質量的關鍵。3.教師培訓缺乏針對性目前教師已了解到AI在教學方面發揮的積極作用,并認可AI對教學的促進作用,但大部分教師都是停留在簡單的意識層面,在教學實踐中并未真正去落實。雖然存在以上問題,但是大部分AI教育教師沒有接受專業培訓,在講授AI知識時,缺乏深入性,只能浮于表面,有違學科初衷。4.實施路徑單一AI教育作為新興學科,是基于時代最新技術的教育,要求教師在專業發展過程中,一方面要注重掌握各學科知識,另一方面更要注重教師專業發展的實踐性和情境性,強調學生在學習過程中的參與和體驗。但是目前中小學AI教育實施路徑比較單一,在課程設計上,教師主要停留在傳統的信息技術與教學設計層面,學生在課堂學習和實踐中難以系統而深入掌握AI的技術、方法和基本理念。在教授形式上,主要采用課堂教學的方式對AI知識進行講解,而學生實踐和體驗的機會相對較少。
三、AI視域下中小學教師發展路徑
中小學教師如何更好適應AI時代,更好的構建AI教育生態體系,以促進AI與基礎教育的深度融合,主要有以下路徑:1.培養信息素養信息素養的本質是全球信息化,人們需要具備的一種能力。面對AI技術的迅速發展,中小學教師應注重信息素養的培養,信息素養主要包括兩方面內容,即信息技術素養和信息意識素養。在信息技術素養方面,中小學教師應呈現趣味性強的教學課件、流暢的運用多媒體、及時反饋學生的問題等調動學生的積極性,以激發學生各科的學習興趣,培養良好的學習習慣。此外,中小學教師要保持對新技術的敏感性。信息意識素養是信息素養中的觀念性成分,是教師對信息的態度、認識層面的關鍵要素,是信息素養的重要組成部分。中小學教師在信息意識層面,要積極接受新興技術帶來的學習和教學方式的改變,決定性意義轉變的前提是更新觀念。2.提升職業道德素養恪守職業道德:傳道、授業、解惑是中小學教師的主要職責。隨著AI與教育的融合,智能平板等設備可以在一定程度上代替教師講授知識、解疑答難和閱卷評分,AI在得到科學利用的前提下,可以成為師生的強大助手,從而大幅提升教與學的效率。教師應積極面對AI技術給教育帶來的便利,提高自身的自主學習能力和創造力,同時注重培養學生思維的創新性,呵護學生的好奇心和求知欲,鼓勵學生發現和解決問題。引導學生樹立正確價值觀、道德觀和法治觀:如今AI技術迅速進入中小學生的課堂教學,深刻改變著學生的學習模式和師生互動模式,一方面教師要充分將AI技術有效整合到課堂,另一方面也要正視AI的使用邊界,AI技術快速發展有可能帶來倫理風險。在中小學階段不乏這樣的例子,有些學生利用課堂上學到的編程知識去充當黑客,或者產生網絡成癮行為,以上學生的偏差行為已經觸及價值觀的層面,對自身的身心健康產生不利影響。因此,面對AI技術的迅猛發展,教師要有效的應對信息技術帶來的倫理挑戰,深入研究思考并引導學生樹立正確的價值觀、道德觀和法治觀,提升學生的誠信意識和社會信用水平。3.更新教育教學觀念改變傳統單一教學模式:隨著AI技術的發展,互聯網、大數據分析、智能化推送等教育產品層出不窮,如果不能科學利用這些技術產品營造適合學生成長的教學生態環境,技術將無法真正促進學生學習效果和教師教學水平的提升。AI視域下,教師要接受并適應智能技術給教育帶來的變化,轉變傳統教育觀念和教師角色,同時,教師在教學中應考慮學生的認知發展的階段性特征,適時了解學生的學習風格和學習策略及學習中遇到的學習障礙,利用多樣的教學活動和教學過程將知識獲取和能力培養結合起來,促進學生認知和非認知能力的發展,最終實現學生的全面和個性化發展。課堂教學中,教師應改變“灌輸式”“注入式”等單一的教學模式,充分利用AI技術實現教學方法多樣化,活躍課堂氛圍,提高課堂效率,樹立教學、體驗和實踐相結合的教學觀,提升學生的動手能力,中小學AI教育在實施路徑方面應該多元化,實現認知、實踐和體驗的有機結合。此外,教師要看到學生的不同進度和情感需求,借助于AI技術,根據學生的發展節奏制定不同的學習計劃,做到因材施教,為每一位學生成長提供學伴式幫助。注重培養線上和線下相結合的自主學習能力:AI視域下信息技術與基礎教育的融合,網絡在線平臺為教師提供了豐富的學習資源,教師要更新自身舊的知識框架,進而不斷提高自身的知識體系。針對目前存在的教師培訓缺乏針對性的現狀,教師可以加強線上自主學習,學習教學中常用的AI技術和程序。首先,線上學習過程中,面對網絡和AI應用提供的多種類別的學習內容,教師要根據所教學科和所任學段的學生發展特點,選擇恰當的教學內容,以便信息技術可以更充分地服務于教學,從而提高教學水平。其次,教師在注重線上學習的同時,也要注重線下學習,教師在教學中可以組織課前、課后的學習討論小組,就教學中遇到的問題進行面對面的溝通與交流。
四、結語
AI技術的迅速發展,給基礎教育帶來便利的同時也必然會帶來較大的沖擊與挑戰,AI視域下,中小學教師應該以積極的心態去面對機遇和挑戰,搶抓機遇、迎難而上,努力培養自身信息素養,提升職業道德素養,更新教育教學觀念,在人與機器日益激烈的競爭中獲得主導地位,在基礎教育改革發展浪潮中實現跨越式自我發展。
參考文獻:
[關鍵詞] 協同創新; 教育技術學; 特色專業; 人才培養; 模式; 推動與示范
[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A
[作者簡介] 徐福蔭(1944—),男,廣東廣州人。教授,主要從事教育電視與信息技術教育研究。E-mail:。
一、課題提出
為了適應我國基礎教育新課程改革和普通高中信息技術課程標準的需要,自2010年開始,我國從小學到高中都要開設信息技術學科教學,因此,急需大量信息技術教育人才。教育部在2004年頒布了我國第一個中小學教師專業能力標準,即《中小學教師教育技術能力標準》,標志著教育技術能力成為信息時代教師必須具備的能力之一。在此背景下,教育技術學專業師范生人才培養面臨著新的問題:(1)未能很好融合校內資源和校外創新力量,協同創新培養本專業師范生;(2)未能適應我國教育信息化發展、基礎教育新課程改革、中小學教師教育技術能力培訓的需求,培養本專業高素質復合型的師范生;(3)本專業師范生教育實習模式存在“重常規教育實習、輕頂崗教育實習”的問題。
華南師范大學教育信息技術學院,充分發揮作為我國第一個教育技術學本科專業、教育部第一批本科特色專業、教育技術學國家級重點學科的優勢,從2007年起以培養優秀的中小學信息技術教師為目標,以協同創新理念為指導,改革人才培養方案,培養了大批能夠勝任教育信息化建設和中小學信息技術課程教學的教育技術學專業高素質復合型人才,為我國同類型高校教育技術學專業建設與改革起到推動與示范作用。
二、指導思想
華南師范大學教育技術學專業,堅持協同創新理念,融知識傳授、能力培養、素質提高為一體,培養理論與實踐能力兼備的高素質復合型人才。
1. 堅持協同創新理念,突破傳統人才培養機制壁壘,促進人才培養各種要素與資源匯聚融合,借鑒與超越國外經驗,創建我國信息化進程中的教育技術學本科特色專業。
2. 遵照《教育部高等學校教育技術學專業規范(征求意見稿)》(2010)、《普通高中信息技術課程標準》(2003)、《中小學教師教育技術能力標準》(試行)(2004),結合中國國情、社會需求、科技發展,創建教育技術學特色專業的知識體系與課程體系。
3. 根據教育部高教司《關于啟動“第二類特色專業建設點”申報工作的通知》(教高司函〔2007〕134號)的要求,針對社會需求和教育發展趨勢,與教育部高校教育技術學專業教學指導委員會、基礎教育部門、中小學校、電化教育館、電視臺、IT企業等部門共同研究課程計劃,制訂培養方案和課程體系。
4. 聚合資源,有機融合校內資源和校外創新力量,創建教育技術學國家級特色專業人才培養協同創新平臺、“五個三結合”協同創新人才培養模式,提高教學質量。
5. 改革教師培養和使用機制,加強教師隊伍建設。校內專任教師到基礎教育部門、電化教育館、中小學校進行交流實踐;建立行業人員兼職授課的制度和機制;建立教師發展的常規機制;形成一支高水平教師隊伍。
6. 堅持知識、能力、素質協調發展,加強師范生技能培訓與信息技術動手能力培養,建立學生到基礎教育部門、中小學校、電化教育館、電視臺、IT企業等實踐基地開展信息技術教育實踐實習機制與考評機制。
三、實施方案
通過“提問題、搞調研、定目標、搭平臺、建模式、出機制”的技術路線,有序地開展本特色專業的各項建設工作。
1. 開展需求調研,確定培養目標和規格
廣泛調研了信息技術領域發展趨勢、基礎教育新課程改革要求、國家教育宏觀政策導向、中小學校對優秀信息技術教師的人才需求,從而明確教育技術學人才的知識、能力和素質結構,確定了專業人才的培養目標和培養規格。
2. 研制培養方案,構建專業課程體系
與教育行政部門、中小學校用人單位、行業協會等,共同研究制訂適合信息時代需要的專業人才培養方案,制定與課程改革、教師教育技術能力培養相適應的課程體系。
3. 優化課程內容體系,加強教材建設與雙語教學
注意課程內容與實驗內容更新,充分反映本專業的新發展、新要求。優化課程結構內容,建設課程教材與優質資源,加強國外優秀教材的引進和使用,提升雙語教學質量。
4. 搭建人才培養的協同創新平臺,改革實踐教學
建立高校與地方政府、高校、用人單位、行業等參與的人才培養協同創新平臺。統籌協調理論教學與實踐教學,完善實踐課程體系,注重學生創新實踐活動,優化教育實習環節,探索多元化的教育實習模式。
5. 改革教師的培養使用機制,提升質量
培養與引進并重,制定吸引、培養和激勵人才的措施,優化隊伍結構,建設一支適應本特色專業需要的創新型師資隊伍。
四、創建教育技術學國家級特色
專業人才培養協同創新平臺
華南師范大學教育信息技術學院以協同創新理念為指導,突破師范生培養機制壁壘,有機融合校內資源和校外創新力量,積極推動教育技術學國家級特色專業與國內高校、研究機構、政府教育信息化部門、地方中小學校、IT企業、國外高校的合作,創建高素質復合型師范生培養協同創新平臺(如圖1所示),相互拉動、整體加強、共同發展。
1. 開展院校協同培養,充分實現學術資源共享
選擇教育技術學科有影響的國內高校,實施校際合作計劃,搭建院校協同培養平臺。(1)學生交換。如派出陳虹妃等赴陜西師范大學學習,接收西南大學和陜西師范大學同學前來交換學習。(2)師資建設。合作開展師資建設。交流借鑒,如學院與西北師范大學教育技術學專業開展教授互聘。(3)科研合作。就本學科和教育信息化建設的重大課題合作研究、互通學術信息、聯合舉辦高層次學術會議。(4)教材開發。聯合兄弟高校建設高質量的專業教材。
2. 開展院所協同培養,吸納教育技術學科前沿成果
加強與各類教育信息化研究機構的專業人才協同培養:(1)機構合作共研,共同解決教育信息化建設中的各種實際問題;(2)師范生參與研究,增加師范生參與研究的機會,提升研究意識和能力,如與協同教育研究院、學院遠程教育研究所、信息傳播研究所、教育技術研究所合作,給師范生提供參與科學研究的平臺。
3. 開展院政協同培養,支持地方教育信息化建設
加強與各級地方政府教育職能部門的專業人才協同培養。通過與電化教育館、教育技術中心、教研室合作,鍛煉和培養教育技術學專業人才。例如,與廣東省電化教育館合作開展了《教育信息化促進廣東教育均衡優質發展改革試點實施方案》;與廣東省中山市、肇慶市合作建立了學生校外實踐基地;與廣東省佛山市南海區、順德區以及廣州市天河區等地教育局合作開展教育信息化研究項目。
4. 開展院地協同培養,支持中小學信息化教學
加強與中小學校的專業人才協同培養。(1)指導一線教研。本專業教師主動參與中小學信息技術學科等教學研究,提供指導。(2)學生跟崗實踐。結合用人單位需求,鍛煉和培養專業人才。如通過導師帶隊,派遣研究生、本科生到當地教育部門、中小學校進行實習觀察、跟崗實踐等,提高了師范生的信息技術職前教師上崗能力和就業地區覆蓋率,促進了信息技術的教學應用。
5. 開展院企協同培養,增強師范生的媒體制作與技術能力
與IT企業、教育電視臺合作,協同培養師范生的媒體制作與技術能力。例如,本專業和廣東省惠州市TCL集團簽訂了教育技術學專業人才合作協議,創建創新實踐培養基地,為學生提供實踐平臺;與廣州遠程教育中心簽訂建立廣東數字教育研究院的合作框架協議;與廣州聯奕信息科技有限公司共建產學研基地,為推動廣東省教育信息化進程服務。
6. 擴大國際交流協作,拓展學生的專業學術視野
通過多元渠道吸取國外高校的先進經驗,提高專業辦學水平和質量。(1)專家講學,如邀請聯合國教科文組織信息技術教育應用部主任苗逢春博士等為本專業兼職教師進行授課;(2)師資進修,如組織黃昌勤、穆肅、況姍蕓等一批年青骨干教師赴歐美等國進修;(3)學習交換,如派出師范生分別赴韓國漢陽大學、新羅大學,美國俄亥拉荷馬州中部大學、恩波利亞州大學等開展短期實踐、交換學習等;(4)雙語授課,如歸國博士趙建華開設了“計算機輔助教育”國家級雙語示范課程等。
五、創建“五個三結合”協同創新教育技
術學國家級特色專業人才培養模式
華南師范大學教育信息技術學院以培養優秀的中小學信息技術教師為目標,全方位改革師范生培養方案,創建了“五個三結合”協同創新教育技術學國家級特色專業人才培養模式(如圖2所示)。
國家級特色專業人才培養模式
1.“知識傳授、能力培養、素質提高”三結合,更新課程內容結構
設置與知識、能力、素質培養方案
教育技術學國家級特色專業的課程設置(如圖3所示),注重“知識傳授、能力培養、素質提高” 三結合,開展教學改革。(1)更新課程知識。綜合前沿成果更新課程內容,使課程設置與普通高中信息技術課程標準要求緊密關聯。例如,徐福蔭、胡小勇教授參與編寫了全國中小學教師教育技術能力培訓教材《教育技術培訓教程》,把教材內容融入到專業課程之中。徐福蔭教授主編了經全國中小學教材審定委員會通過的《全國普通高中信息技術課程標準實驗教科書》,培訓了全國二十多個省市高中信息技術教師。徐福蔭教授主講“信息技術課程教學論”,把實驗教材內容融合進本專業課程中。結合《普通高中信息技術課程標準》設置的課程模塊要求,本專業相應開設了“數據庫原理與應用”、“人工智能概論”等課程;結合基礎教育開展機器人競賽要求,開設了“機器人原理”等課程。(2)注重能力培養。根據《普通高中信息技術課程標準》、《中小學教師教育技術能力標準》要求,以“以生為本、知行并舉”教學理念為指導,設置本專業課程群和實踐創新訓練體系。(3)開設人文類、科技類、創新訓練類等課程,培養學生的人文素養、科學素養、技術素養和求實創新意識等。
2. “課程實驗、校內實踐、校外平臺”三結合,搭建實踐教學體系
注重學生實踐能力培養,搭建了“課程實驗、校內實踐、校外平臺” 三結合的實踐教學體系。(1)課程實驗教學體系。建立基本型、綜合設計型、研究創新型的“三類型、五層次”實驗教學模式,開放、探究、任務驅動型的實驗教學方法,將科研成果融入實驗內容;開展實驗教材建設。(2)校內實踐創新體系。導師制指導學生科研,為學生畢業設計、課外科研、競賽類立項和自主開展創新研究型項目提供支撐,建構了校內實踐基地,提升實踐教學質量。(3)校外平臺擴展體系。建立基礎教育部門、電化教育館、電視臺、企業等校外實踐基地。例如,與廣東省中山、肇慶等地合作建立學生校外實踐基地,與廣東士丹尼電腦動畫科技有限公司合作共建動漫制作實驗室,為學生創造校外學術交流的機會等。
3. “創新實驗、課外科研、專業競賽”三結合,強化創新技能訓練
開展“創新實驗、課外科研、專業競賽” 三結合的創新技能訓練。(1)創新實驗。以大學生創新實驗項目為載體,組織本科生開展創新實驗,培養學生提出、分析和解決問題的興趣和能力,提高創新能力和實踐能力。(2)課外科研。通過導師提供選題,組織本科生在課外進行科學研究活動,促進學生對學科研究方法的理解,加深學生對學科應用實踐的認識,及早進入學科前沿。(3)專業競賽。開展大學生多媒體課件制作比賽、師范生技能比賽、DV作品大賽等系列專業競賽,找出技能競賽與課程教學的結合點,建立課程教學與專業競賽、創新能力培養相對接的機制,強化學生的專業技能。
4. “科學編隊、頂崗實習、專項訓練”三結合,優化教育實習環節
針對如何將本專業師范生職前培養與中小學教師教育技術能力標準要求有效銜接的問題,堅持時長一學期的教育實習,開展“科學編隊、頂崗實習、專項訓練” 三結合的教育實習模式。(1)科學編隊。一種是統一編隊,選拔優秀教師帶隊組織師范生成立實習隊伍,在中小學校開展信息技術教育實習,倡導異質分組,特長互補;另一種是混合編隊,將本專業師范生與其他專業師范生組隊,委托實習學校全面指導,促使學科互補,形成良性循環。(2)頂崗實習。將常規教育實習拓展為多種方式相結合的頂崗實習(如圖4所示),分別與經濟發達地區(廣東省中山市)、經濟欠發達地區(廣東省肇慶市)、我國西部地區(廣西壯族自治區桂林市)的教育部門合作,開展用一至二名本專業師范生頂替一名中小學信息技術教師崗位,將教師置換進行脫產培訓。(3)專項訓練。在實習過程中結合《中小學教師教育技術能力標準》所要求的“意識與態度、知識與技能、應用與創新、社會責任”四個維度,以及信息技術教師的能力要求設置實習內容,通過完成信息技術學科教學、班主任、科研調查、校園信息化建設等專項任務,全面提升本專業師范生的職業技能。
5. “專業導師、實習導師、論文導師”三結合,創新本科生導師制
從師范生入學到畢業,建立了“專業導師、實習導師、論文導師”三結合的本科生導師制,為學生提供全方位的導師指導。(1)專業導師。在校期間,學生以小組(4~6人)形式由院系分派導師,全程參與學生培養,負責學生適應大學生活、學業指導和非學業幫助等。(2)實習導師。教育實習實現“雙導師制”:校內導師由專業導師兼任或其他老師擔任,校外導師則由實習學校業務素質高、工作能力強、職業道德好的教學骨干擔任。學生在實習單位將理論與實踐相結合,并由校外導師進行考核評定,再由實習學校加以確認。(3)論文導師。實行師生“一對一雙向自愿選擇”和“一人一題”的辦法,選題來源多樣化,包括結合專業教師的科研項目提供選題、學生在實習實踐中發現選題、師生共同協商提出選題等。
六、成果創新點
1.創建了教育技術學國家級特色專業人才培養協同創新平臺,為國內同類專業首創
以協同創新理念為指導,突破本專業師范生培養機制壁壘,有機融合校內資源和校外創新力量,積極推進教育技術學國家級特色專業的院校協同、院所協同、院政協同、院企協同、院地協同、國際交流,創建高素質復合型人才培養協同創新平臺。從而,相互拉動、整體加強、共同發展。
2. 創建了“五個三結合”協同創新教育技術學國家級特色專業人才培養模式,為國內同類專業首創
以培養優秀的中小學信息技術教師為目標,全方位改革本專業師范生培養方案?!爸R傳授、能力培養、素質提高”三結合,更新課程內容結構;“課程實驗、校內實踐、校外平臺”三結合,搭建實踐教學體系;“創新實驗、課外科研、專業競賽”三結合,強化創新技能訓練;“科學編隊、頂崗實習、專項訓練”三結合,優化教育實習環節;“專業導師、實習導師、論文導師”三結合,創新本科生導師制;創建“五個三結合”協同創新教育技術學國家級特色專業人才培養模式。從而適應我國教育信息化發展、基礎教育新課程改革、中小學教師教育技術能力培訓的需求,培養本專業高素質復合型的師范生。
3. 創建了“科學編隊、頂崗實習、專項訓練”三結合的教育技術學國家級特色專業教育實習模式,為國內同類專業首創
將常規教育實習拓展到“科學編隊、頂崗實習、專項訓練”三結合的教育實習模式。采用統一編隊和混合編隊兩種科學編隊方式,分別與經濟發達地區、經濟欠發達地區、西部地區的教育部門合作開展頂崗實習,設置信息技術學科教學、班主任、科研調查、校園信息化建設等專項訓練實習任務。從而滿足不同區域教育信息化建設需求,提升教育技術學國家級特色專業師范生的職業技能。
七、成果的推廣應用效果
1. 深化教學改革,顯著提高本專業師范生培養質量
本成果培養了一批適應我國教育信息化發展、基礎教育新課程改革、中小學教師教育技術能力培訓需求的高素質復合型師范生。2007年以來,學生獲得113項省級以上獎項,其中2項國際級獎,79項國家級獎;學生就業率高,主要分布在珠江三角洲地區,受到用人單位好評,促進了信息技術教育和教育信息化建設。
2. 成果輻射廣泛,社會反響好
本成果先后在華南師范大學校內、教育部第一批特色專業經驗交流會、教育技術國際論壇暨院長系主任聯席會議、中國教育技術協會信息技術教育專業委員會學術年會、高等學校教育技術學專業教學指導委員會、高等教育出版社聯合主辦的全國教育技術學專業課程與教材建設研討會以及東西部教育技術系主任協作會議等學術會議上進行了經驗介紹和成果推廣,國內外同行對本成果的理論創新和實踐效果給予了高度評價,取得了良好效果。
[參考文獻]
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關鍵詞:小學數學;數學思想;數學應用能力:探討
引言
隨著科學技術的發展,數學作為基礎學科,其作用日益凸顯。數學對整個社會的影響不僅表現在其數值計算能力上,還表現在數學思想和方法對各行各業的影響上。比如,阿爾伯特愛因斯坦利用純手工數學計算推導發現的狹義相對論、廣義相對論以及光電效應等。當前社會中互聯網、物聯網、人工智能、量子力學的發展都是基于數學思想和方法的應用而產生的。因此,可以說整個社會數學基礎知識的強弱是衡量社會文明發展程度的方法之一,培養新一代高素質數學人才顯得尤為重要。數學的學習是一個循序漸進的過程,掌握對數學的基礎知識往往對于后面深層次的數學知識的學習起著關鍵作用,因此,提高小學生對數學思想和方法的掌握能力至關重要。數學是一門高度抽象、思維嚴密、應用靈活的課程。由于小學生思維發育的不健全而導致小學生在學習數學的過程中往往感到非常吃力,無法掌握數學思想和方法的精髓,更無法將數學應用于生活中[1]。
一、數學思想與方法的重要性
數學方法是一種在數學學習的過程中學習到的用以解決數學問題的方法,通常具有統一性和普適性。數學思想是人們在學習數學的過程中將各種思想加工、總結后形成的一種用于解決抽象數學關系問題的潛在意識,體現為將真實生活的三維空間或更加高維空間結構關系以及對象與對象之間的數量關系,通過一系列數學思想將其本身具有的高度抽象性的問題轉化為簡單、明了的數學問題,最后能根據現有的數學方法給予解決。數學思想不僅可以解決數學問題,還對人的思維觀念具有很大的指導意義。因此,可以說數學思想就是一種舉一反三的方法,是一種將數學方法應用于現實生活的指導思想,是自然界創新的源泉,教師在數學教學中要高度重視數學思想與方法的滲透。
二、小學數學的學科內容特點
小學數學的主要內容包括四個方面的教學:加減乘除的數字計算、含有未知數方程式的求解、應用題的求解以及二維或三維圖像的空間結構的計算。加減乘除的計算主要包括兩種,直線型的加減乘除的運算以及分式型的加減乘除的運算。直線型的加減乘除的運算主要涉及掌握運算符號的優先級進行數值計算;分式型的加減乘除的運算主要涉及如何將小數轉化為分數,然后利用最小公倍數進行通分,最后利用運算符號的優先級進行數值運算。含有未知數方程式的求解主要涉及如何在加減乘除運算中將未知數準確地提取到方程的一邊,然后對方程式另一邊的數值,利用加減乘除進行計算。應用題的求解主要涉及如何將題目中給出的應用場景的描述轉化為含有未知數的方程式,然后利用含有未知數方程式的求解方法進行求解。二維或三維圖像的空間結構的計算主要是利用題目中給出的二維或三維圖片各個邊角(包括高)的屬性,然后利用這些屬性求解面積、周長、體積等高級屬性,或者已知部分屬性和部分高級屬性求解圖片的其他屬性等。
三、小學數學教學中滲透的數學思想與方法
(一)分類的思想
首先根據數學題目判斷題目的題型屬于數學學科內容(加減乘除的數字計算、含有未知數方程式的求解、應用題的求解以及二維或三維圖像的空間結構的計算)哪一方面的題型。對于這四個方面的題型,我們再進一步進行細分,最終將題型劃分到一個很小的子集,這樣我們就大大縮小了問題的范圍,最終解題時主要思考這個子集類型的題型通常采用的解題方法,并快速定位到具體的解題方法和步驟。通過分類的思想,小學生通常能快速地定位題目所屬的題型,并以最快的方法找到解題思路及方法,提高解題速度。
(二)數形結合的思想
小學生由于思維較為簡單,對于復雜、不直觀的問題往往比較吃力。由于圖像比純文字的數學公式更能吸引小學生的興趣,可以在小學生數學教學中滲透數形結合的思想和方法,這樣一方面可以集中小學生的上課注意力;另一方面可以提高小學生的數學學習能力以及理解數學知識的效率[2]。數形結合主要是將數學理論性的知識通過圖畫或動態視頻進行演示和教學,圖畫和動態視頻能給學生更直觀的感覺,因此更利于其理解數學知識。比如,在進行二維或三維圖像的空間結構的計算時,教師可以采用動態視頻的方法進行講解,這樣學生就可以更加清楚地了解題目描述內容的空間結構是什么樣子的,加深對題目的理解,進而提升解題效率。
(三)場景轉化的思想
場景轉化思想主要應用于小學應用題型。應用題通常給出的都是一段文字性的描述,然后求解某個未知的參數,而應用題的難點就是根據文字描述的內容,確定未知數并建立方程,即場景轉化。通常應用題文字描述的主題內容都能和我們生活中的具體場景相對應,通過與現實生活中的場景相對應是一種理解題意最高效的方法。因此,學生首先要做的就是厘清題目的含義,將各個文字描述轉化為數學方程,然后求解未知數。對于應用題場景轉化的思想主要包含以下幾點:(1)確定問題需要求解的屬性是什么。(2)確定所要求解的屬性和哪些屬性有關,確定其具體的加減乘除的結合方式。(3)確定所需屬性哪些是題目已知的,哪些是題目未知的,同時確定這些屬性是否又是關于其他屬性的函數,直到確定當前沒有下級屬性為止。然后找出題目中所需的但未知的屬性,設其為未知數,通過這些屬性間上下級的相關關系建立方程組。(4)上面幾步建立的方程組,可能方程較多,可以通過變量替代的方法進行方程的組合,減少方程的個數。(5)通過移項將方程組的未知數提取出來放置到方程的一邊。(6)利用加減乘除運算符號的優先級進行計算。通過場景轉化的方法,學生往往能抽絲剝繭地將一個極度復雜的問題轉化為一個相對簡單的問題,從而加快求解速度。
結語