创见未来——为未来而学,为未来而教


创见未来——为未来而学,为未来而教

中国教育学会科创教育联盟成立大会暨国际科创教育高峰论坛学习见闻

人工智能时代的到来呼唤怎样的教育方式?未来学校将是怎样的?

古往今来,每一次技术的变革都会对所有的产业和领域带来影响和变化,变化之中,有变也有不变。而未来的学校将会如何?传统课堂和传统教师还会存在吗?学习方式将会有哪些进步?面对社会变革学校又如何应对?

3月下旬,我校15位老师在孙小红校长的带领下,赴北京参加了中国教育学会主办的高峰教育论坛,在诸多国际国内专家的演讲中找到了答案,同时见证了中国教育界一件大事——中国教育学会科创教育联盟的成立。

大会全景


中国教育学会科创教育联盟是由中小学、高等院校、科研机构及相关企业自愿组成的教育创新协作体,着力于借鉴发达国家有益经验,结合中国国情,推进STEAM教育在我国的开展,助力中学课程改革,培养高素质创新人才。

科创教育联盟成立仪式


南京师范大学附属中学因为多年来在课程改革方面的锐意实验与优秀表现而成为联盟成立仪式中江苏省中学界唯一代表,葛军校长以中国教育学会科创教育联盟常务理事的身份参加了联盟成立仪式。

张宏斌老师与凯文凯利先生现场互动


本次高峰论坛的焦点在于STEAM教育在中国的推进。那么什么是STEAM呢?STEAM是跨国而来的一个新名词,但其教育方式在当今世界上非常流行,它旨在加强K12阶段科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)以及数学(Mathematics)的学科融合,是基于项目的学习方式,培养学生跨学科思维以及灵活迁移解决真实问题的能力。

我校老师除参加了四个分论坛的培训活动外,还参观了北京八一学校与三十五中的STEAM工作坊。

部分老师在分论坛


近几年来,国内比较先进的中学都在打造自己的STEAM课程体系。

我校在自己校本课程的打造过程中发现,科学实验、数学建模、仿真模拟、艺术表达、创意设计等方面都具有很好的教学潜力。教学实践中,我们也发现,这样的课程也是最能体现技术价值,最受学生喜欢,最能培养其创新能力的综合性课程。

师生交流


同样在教学实践中,这种以项目为支撑,提升学生团队协作能力、设计能力和实践创新力的课程,能进一步激发学生的学习兴趣。

实践中学校对配套课程的校本开发与实践,强调多学科的交叉融合,反过来又潜移默化地影响学生的思考方式,让学生真正做到像科学家一样思考,像工程师一样做事,像发明家一样创造。

课程体系


总体来看,重新思考人才培养目标,建立面向未来的核心素养,已经成为国际共识,这从根本上动摇了传统教学结构的内在基础。不管是STEM→STEAM→STREAM的转变,不管是发展学生的文化基础,还是培养其科学素养,还是激发其社会担当,我们都是想让学生全面发展,让师生过一个幸福、完整的教育生活。我们坚持课改的目的就是要培养出具有“关爱、责任、创造”特征的树人学子,培养将来能担当起社会发展、民族复兴重任的有创新精神和领跑特质的优秀公民。

2017,立足课堂,优化课程,聚焦学科核心素养落地,发展学生应该掌握的关键未来技能,树人一直在前行



凯文•凯利在中国教育学会科创教育联盟成立大会上的发言:

我不是教育方面的专家,但是我可以跟各位说一下的是,科技环境的变化以及这种变化将会对学校教育产生的影响。

其实技术并不是单一的某种技术,技术本身是无法预测的,趋势是可以预测的。所以我说的更多是一种趋势——所有的产业会朝着什么样的方向发展,教育当然也会受到技术变革的某些影响。


第1个趋势:认知(Becoming)

我们要给任何生产的产品加上智能,现在很多东西都会变得更加智能,我把这个词叫做认知。

就是使什么东西变得更加聪明,我们所创造的所有东西会是其更加智能,这可能是最重要的趋势。

在接下来20—30年当中正是如此,它已经出现了,AI,人工智能已经出现,但是我们是看不见的人工智能,它其实在我们的办公室当中和很多看不见的地方都已经成熟了,在医院诊治过程当中,诊治X光线的时候,人工智能甚至比一般医生诊治的效果更好,人工智能同时也使用在一些法律场所,它们对法律的分析在某些方面比律师效果还好。

另外更重要的一点就是人类为什么需要人工智能。

因为人工智能和人的思维是不同的,比如开车的时候,人工智能的驾驶方式与人类不同,它们不会受到外界的干扰,也不会感到疲惫,自动驾驶的事故率会更小,促进了生产力的发展。

人工智能有自己的思维方式。我们经常会把人工智能的思维看成是一维的,比如声音最开始很小,再越来越大,这种看法是完全错误的理解。

更好的理解人工智能的方式,就是想象不同的乐器有各自的模式,而产生的一种全新的组合,形成了一支庞大的乐队。

我们有不同的认知体系,还有不同的思维方式,它们彼此连接形成一个完整的统一体。与动物比较的话,其实动物的思维方式也是类似的,他们也使用类似的工具,类似的认知方式,但是他们做的比人类还要好,比方说松鼠可以记住所埋下的上千个松子的位置,甚至多年之前埋的他都能记住,人类就做不到,因为不同的动物有不同的认知方式和思维模式,那么智能机器人其实也是类似的。我们可以发明出不同的AI,不同的模式,来强化人类的思维视角。

我想说的是,我们需要改变我们的思维方式,改变思维方式比其他的事情都很重要。我们处在一个创新的时代,AI能够在贯通人与人之间思维的情况下,同时也让我们确保思维方式的不同。

还有AI可以为人类的决策、为我们的评估提供建议。比如建议你应该读什么书,你可以看什么电影,这些都是通过数据收集为大家提供的。

它们能够不断的试错,不断的学习,我们能够教他们学习,让他们做正确的事情,这也是人类学习的过程,也是我们训练他的一种方法,就是训练这些机器人。

人们可能会担心机器人会不会抢了我们的饭碗,我想机器人会为我们带来更多的任务,为人类带来更多的任务,我们需要注意一点,就是所有的工作其实都可以归为不同的类别,有一些工作可以由机器人做,有些机器人做不了,我们需要做的就是重新定义AI人工智能,而不是被替代。

那些对效率要求不高的工作更适合人类,而那些对效率要求高的则适合机器人。我们所擅长的是那些不太强调效率的,比如说艺术,比如说创新,比如说科技发明,这些都是不能要求效率的工作,你不能要求那些工程师科学家,还有创意者他们必须提高效率,他们不能失误等等,他们需要不断的探索,不断的试错,这些工作效率都是不高的,否则我们不能学习到需要的东西,我们也难以真的有价值的发现。


第2个趋势:互动(Interacting)

现在的科技需我们创造的东西与我们进行互动,比如汤姆克鲁斯的一部电影,当时我们和斯蒂芬进行合作,来做未来的电脑是什么样的,人类的指尖就能够创造出电脑屏幕,与大数据进行互动。

这是一个非常小的雷达,如果我们的手有一个小动作,雷达就会有反应,我们可以通过手指与电脑进行对话,未来最重要的就是虚拟现实,也就是VR。

我当时很早就了解到了虚拟现实,当时他们创造了VR这个单词,1989年就有了虚拟现实的技术,当时认为虚拟现实在五年之内大规模生产,但是我错了,当时VR是非常好的东西,我当时所穿戴的设备大概要花费100万美元,这个价格实在是太昂贵了,它的效果还不错,但花费太多了,在当时家里是很难拥有这样的设备。

在五年之后,智能手机普及了,智能手机有三个技术,虚拟现实可以从智能手机当中获取三个技术。

第一个是追踪系统,手指的追踪,也可以做大脑的追踪,今后虚拟现实可以追踪你的大脑。

第二个是屏幕显示或是屏读,手机屏幕显示今后可以做成屏读。

第三个是用几美元就可以买到一个手机芯片。

这对于VR来说也是一个非常大的成本上的好处,接下来还有一个非常大的平台,智能手机将来会是非常重要的平台,会有虚拟如何成为现实的问题,也会有大脑影像虚拟现实嵌入式的虚拟现实,如果你现在有这样一个眼镜,你就可以感受到虚拟现实,可以感受到你身处这个影像之中。

与此同时,还有另外一个对教育非常重要的技术,叫做基于混合现实的远程虚拟现实。

你可以戴上一个眼镜,这个眼镜可以展示出一个虚拟的物体状态、图像,比如你在走路,它就会模拟出你所走的这条路,你就可以看到你想看到的一切地方,人就可以感到就在那个地方,你可以将这些图像与你的手相连接,可以触摸到一些实体,这种虚拟现实就是混合现实,这个从技术上来说更难,如果你能够做到的话就可以做出混合的虚拟现实,能够将真实进行增强。现在有很多资金在做混合现实领域。

还有一个领域是远程视在,比如无人机,就可以在无人机中安装一个虚拟现实的装置,这些也可以在虚拟现实中进行使用。比如说使用这些内容进行设计,可以设计一个新的产品,可以在教育中进行使用,你们可以与现存的真实物品相结合,也可以做一些实在的屏幕,这些虚拟屏幕有时候是可读的,你就不需要直接摆一些新的屏幕,只需要将这些新的东西进行投影,就会出现一些虚拟屏幕,让你进行屏读,这也是微软公司现在所做的工作,这都是基于办公场所进行的,你可以将这些图像投影到任何你想投影到的地方,甚至你可以将一些电影印在你的脑海里,你会发现这是一个非常实用的技术。

同时,还有一项技术是人机交互技术,也可以与虚拟现实相结合,他们可以看到一些虚拟的景象,这就是虚拟现实的魅力。


第3个趋势:使用权(Accessing)

优步、滴滴是没有出租车的公司,脸书是没有内容的社交网络,阿里巴巴就是一个没有存货的商店,airbnb是没有房产的宾馆。

实际拥有权不是最重要的,使用权才是最重要的,使用权在很多情况之下比所有权更重要。

这就是一个接下来的趋势,我不会去购买电影,我可以使用所有这些电影,我可以在网络上看到所有电影,也不用再去购买音乐了,可以在网上找到这些音乐,随时可以买到。

我们也不用再购买书,可以通过kindle看到所有的书和电子游戏,这种使用比拥有他们更加重要。


第4个趋势:分享(Sharing)

我们都听说过这个概念,分享会持续,我们还处于分享的初期,还没有达到顶峰,还处于低端,需要共享的还有很多。

当我说共享的时候,我不单单指的是需要分享的概念,不是说共享一些啤酒或者牙刷,而是分享一种合作的方式,是一种协作、共事,任何能够被分享的事物终究一定会被享,创业家、企业家都可以想一想现在有哪些没有被分享的东西在未来是可以被分享的呢?

现在合作和协作正在驱动着颠覆性的服务,比如说维基百科,借助维基百科,全世界上百万人共同合作,我们能够做的事情就是拥有这上百万人的合作,这就是这项技术的精妙之处。

这就是分享,不仅仅是分享手机这一工具或产品,200万的人们可以在一个事情上进行合作,这有多么大的可能性。这是非常有趣的,这种区块链技术去集中化,这是一种合作性的,你可以有非常多的方式,相信非常多人,不需要一个完整的核心,租赁、借贷、出口都可以利用这种方式,不需要有一个单一的枢纽或核心,它是一项服务,而不单单是合作,这是一种非常强大的技术。

通过货币也会变成一种通讯方式,它是有价值的,所有这些文本的分享、分工协作、广播都会和金钱、资本结合在一起,因为这是一种沟通的方式,我们可以合作,这些是机遇和挑战共存的。


现在一个很困难的事情是如何利用技术在一种规模下进行合作,这种规模是之前想象不到的,未来20年中这种合作规模是令人难以置信的。

互联网教父凯文•凯利在演讲


中国教育学会会长钟秉林在科创教育联盟成立大会上的发言

把握STEAM教育基本特征,

探索STEAM教育实践路径    

钟秉林


一、STEAM教育在世界各国受到重视

在美国,STEAM已经上升为国家教育战略的重要组成部分。

在中国,探索STEAM教育,创客教育等教育模式,加强对学生科学素质,信息素养和创新能力的培养。

二、我们要做的:

1.深刻理解STEAM教育的重要意义

STEAM教育是一种重实践的跨学科整合的教育理念和教育模式

(1)有利于激发学生的兴趣,增强他们对知识的理解。

(2)有利于完善学生和知识结构和思维方式,培养他们的创新思维和创造能力。

(3)为促进学生全面而有个性地发展,满足经济社会和科技发展对多样化人才的需求。

STEAM教育让我们重新思考教育的本质,对我国基础教育教学改革具有重要的启示与指导。

2.准确把握STEAM教育的基本特征

(1)变革教学方式

A.探究式学习

B.养成正确的学习态度,科研精神和团队协作意识

C.培养批判性思维能力及综合科学素养

D.提出问题、描述问题、分析问题、解决问题

(2)注重学习过程

A.颠覆传统教育理念

B.基于问题学习

C.鼓励动手实践

D.允许失败

E.过程比结果重要

(3)改革评价方式

A.阶段性检验学生个体的成长与不足

B.建立科学的评价体系

C.权衡过程性评价与终结性评价的互补效应

D.融入创新能力、时间管理、思考方法、沟通合作等评估维度与指标

3.积极探索STEAM教育的实践路径

(1)转变教师角色,改革传统教学方式

A.新型的学习伙伴的关系

B.引导学生项目式学习

C.加强师资队伍建设,发挥高校优势,开展专业培训

(2)深化教学改革,推进教学资源建设

A.探索课程整合和教学改革,调整教学组织和教室布局。

B.重构科学工作者的课程结构,研发STEAM校本教材,课件等教学资源。

C.加强硬件配套建设,探索建立专业的STEAM实验室或创客中心。

(3)平衡STEAM教育与日常学习的关系

A.将STEAM课程作为特色选修课,为不同兴趣爱好的学生提供不同项目的参与机会。

B.将STEAM教育融入学校的日常教学,在学科课程教学中为学生提供自主探索的机会。

(4)建立互动协同机制

A.建立政府、学校、家庭、教育研究机构、教育学术社团共同参与的互动协同机制,推进资源整合。

B.结合当地的博物馆、图书馆、科技中心等社会资源,打造STEAM教育社区。

钟秉林会长在演讲


部分老师学习感悟

“凯文•凯利先生的报告不但让我明白了“AI”的过去、现在、未来,更让我明白了理念的转变、思维方式的转变才能跟上高速发展的时代。”

“听了第四分论坛《第二次认知革命及未来技术趋势》,报告人是硅谷创客资本创始人、以色列洼地资本创始人赵胜先生,赵胜先生的报告观点和凯文•凯利先生的报告观点相呼应,只不过赵胜先生的报告高度更高、视角更宽,他从宇宙史一直讲到认知革命,再讲到信息时代的发展,既有时间、又有空间,既有微观、又有宏观,既有现实、又有虚拟,最重要的是他给我们展现了人工智能无限美好的未来,听了之后让人脑洞大开。”

“STEAM在中国才刚刚起步,中国教育学会为了推进该课程在国内的发展,成立了“科创教育联盟”,南师附中是江苏省唯一的一所联盟学校,树人学校作为附中集团的一分子,作为树人学校老师的我能做些什么呢?这几天我一直在思考,我觉得首先是教师要改变传统的教学方式,因为一个完整的STEAM教学应该是基于现实生活中的实际问题,提出自己的解决思路。如果缺乏了这一步,STEAM教学的意义缺失了最根本的基础。”

“真正的STEAM教育,是遵循科学探究的流程或工程实践的流程的,这是一个项目化的课程,教学方式以项目为周期,带着孩子去探究或实践,在这个过程中让孩子自己建构知识和技能,达到培养内内在的综合能力的的目标。这个过程中,孩子要能自己描述问题,找出解决这个问题的限制条件;接着通过各种渠道收集资料,找出前人的方法;在已获得的资料的基础上,根据自己拥有的知识提出所有能想到的解决方法;在这些方法中筛选出最好的一个,建立模型;利用材料,创造出实物,实现自己的想法;测试作品;为作品作出评估,并进一步完善设计。这是一个完整的探究式学习过程,只有探究式教学才能让孩子真正学到STEAM教育的精髓。其二,作为教师只具备自己本学科的知识肯定不够,教师自身也要充电,也要跨学科同步学习。其三,学科间融合和交流实在必行,以后的集体备课不光是同学科,而是要大学科集体备课。”



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