摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,教育业的发展也十分迅速。全面加强青少年科技创新能力的培养,不断提升青少年科技创新能力与水平,是青少年全面发展的自身需要,是社会进步的迫切要求。家庭、学校、政府及社会组织,在青少年科技创新能力培养过程中,分别承担着不同的职能。要将这四方面的力量结合起来,形成有机整体,共促青少年科技创新能力的提升。
关键词:人工智能背景下;青少年;科技创新;能力培养
引言
为贯彻国家《全民科学素质行为计划纲要(2006-2015-2020年)》,由教育部、科协等部门举办的全国青少年机器人竞赛、青少年机器人交流会等活动蓬勃发展。人工智能已成为国际竞争的新焦点,为抢抓人工智能发展的重大战略机遇,加快建设创新型国家和世界科技强国,国务院于2017年7月印发并实施《新一代人工智能发展规划》,明确规定要实施全民智能教育项目,并在中小学设置人工智能相关课程。各地中小学相应地开设了线上线下、各具特色的科技创新能力培养课程、机器人技术课程、信息技术第二课堂等,其目的在于丰富中小学生学习生活,培养青少年科技创新思维和科技创新能力,激发青少年学生的创新意识,培养实践动手能力,全面推进素质教育。
1青少年创造性的必要性
素质教育最高形式的体现就是创新教育,与此同时,创新教育也体现着素质教育的最高境界。想要更有效的进行素质教育的实施,就不能忽略青少年的创造性培养和创新能力培养所带来的学生潜能的开发。目前来说,学生创造性思维的培养在全球范围内都逐渐的受到重视。目前教学目标的核心主要就是以培养人的创造性思维和创新能力为主,而不仅仅只是知识。就目前的大多数学校来说,他们主要的教学目标就是“为创造性而教”
2国内青少年科技创新能力培养现状及其影响因素
2.1学校教育对青少年科技创新能力的影响
好的环境对青少年科技创新能力的形成和发展具有十分重要的促进作用,对学生个体发展具有强烈的感染熏陶和潜移默化的作用。学校教育环境作为整个教育环境是不可或缺的。对学校教育环境及其构成要素的研究显得尤为重要。通过研究和改善学校教育环境,对提高青少年的创新能力有着不可或缺的重要意义。随着社会的发展,学校和科技创新密不可分。一方面,教育的发展和进步离不开科技的创新;另一方面,科技的进步与创新离不开学校的发展和进步。从学校教育本身来说,并不是一经确定就永恒不变的,这是一个长期发展的过程。因此只有根据当前社会发展的主要任务,紧紧结合微观环境变化,针对出现的新情况,新问题认真讨论,及时总结,及时做出调整,提出新的教育要求,更新学校教育内容,才能让学校教育充满生命力,紧随社会发展步伐。我国的教育经历了几千年的积累和沉淀,形成了一套极其具体的做法。教育内容,教学方法,考核方式具体,老师只需按部就班进行操作即可。这种教学模式,过分注重应试技能,忽略青少年爱好和社会实践。教学方法主要是机械训练,严重忽视青少年的情绪情感及个性发展,忽视青少年创新意识和综合能力的培养。这种以应付升学考试为目的的教育思想和教育行为以及传统教育模式很大程度上限制了青少年科技创新能力的培养和发展,在这种模式下,学生长期生活在“标准答案”下,一系列的校规和班规明确告诉了青少年一天除了学习还是学习,违背了青少年的身心发展规律,脱离了社会发展的需要。为了适应当今社会的发展,对学校教育提出了很高的要求,一方面应提高教师的综合能力,改革传统教育思想、教学方式和模式;另一方面应将分数与综合能力、创新能力等统筹考虑,把学生、家长学校升学的压力释放出来,让科技创新教育真正的成为素质教育的突破口;其次,学校还应加强自主创新文化建设,为学生自主创新营造一个积极的环境。
2.2家庭教育对青少年科技创新能力的影响
家庭是孩子的第一启蒙之地,父母是孩子的第一任老师,家庭教育现如今也受到越来越多的重视。家庭支出中教育支出已经逐年增加,家长对孩子参加各种劳动、社会实践、坚持锻炼等持支持态度,利于孩子身心发展。家庭教育有利于心理健康。父母是孩子最为依赖的相信的人,这种天生的亲和力,使得对于父母的教育处于一种极易被接受的状态,孩子对于父母的行为、语言的模仿也处于一种学习的状态。同时家庭教育的方式、地点、形式也很自由随机,无压力的环境里更加的容易互动。不同于学校教育的知识普及,家庭教育是各种各样的,同时也更加丰富多彩。一对一甚至多对一的教育方式可以使得父母对孩子的了解细致入微,是真正的因材施教。但是家庭教育也存在着不足之处。由于独生子女的增多,父母对孩子的溺爱逐渐增加,从吃穿住行等都给予了细致入微的照顾,在许多事情上亲力亲为,孩子说什么就是什么,孩子做什么事情都有父母扛着。久而久之孩子的依赖性大幅度增加,独立性降低,创新性降低。另一方面,一些父母依旧信仰“棍棒之下出孝子”依照这个定律无休止无条件的苛责打骂,孩子在幼年的就养成了顺从的品行,不敢有反抗行为,甚至不敢产生反抗心理,孩子的创新性自然就扼杀在摇篮之中。现在更多的是一种放任型家长,随着经济的增长,社会生存压力的爆发式增加,很多父母忙于工作,疏忽了与孩子的交流,对孩子的教育只是看中成绩,仅仅是满足孩子的经济条件。长期的缺乏心理上的关爱和言传身教,这种孩子往往性格冷漠、不善交流、孤独心理滋长、性格偏激,创新更是少之又少。再次,父母的期望值偏高。望子成龙,望女成凤。这种心理下父母往往处于对孩子的错误估计。认为孩子应该高人一等,先人一步。孩子在不同年龄的爱好、兴趣、表现是不一样的,强迫孩子在不同的时间里做一些超过心理年龄的事情如高强度补习班、兴趣班、奥数班及各种超越心理年龄辅导班。盲目地加压压榨了孩子的自由时间,孩子的天性得不到尊重,极其不利于孩子创新能力的发展。据调查,95-10后只有知识教育。
他们很少或者没有经历失败,面对失败时,往往以消极心理对抗,或者求助于父母,父母往往不察之下包庇他们,例如在回答问题是害怕回答错误受到耻笑而拒绝回答,甚至因此产生恐惧心理。竞争面试失败时,心理承受能力太差,怯场等等问题,从而拒绝尝试,这些极大的阻碍了孩子创新能力的培养。
3人工智能背景下青少年科技创新能力培养研究与实践??
3.1开发项目式机器人教学案例
创建现代化教育教学模式,开发分层面的项目式机器人教学案例,将技术研发、科普宣传、科普讲座、科技体验、职业体验等统筹规划,实现理论知识及实践相结合,引导学生积极主动进行探讨,提升学生科技创新能力,取得更加理想的效果。按照小学低年级、小学高年级、初中、高中划分其技术层次,把机器人知识、技术归入各层面,具体分层如下。(1)个人体验层面:面向小学低年级阶段(1~4年级),主要是体验人工智能技术产品,激发小学生的科技兴趣。采用平台教具进行演示,让机器人动起来,引导小学生的创新意识、创新思维。(2)实践操作层面:面向小学高年级阶段(5~6年级),主要是感知人工智能技术产品。采用平台教具进行简单组装,让机器人动起来,培养小学生的动手能力、简单操作能力。(3)实践应用层面:面向初中生,主要是应用人工智能技术产品,可通过简单编程、组装,实现对智能设备控制。采用平台教具进行组装,并进行简单编程,让机器人动起来,培养初中生解决实际问题的能力,并可口头表达或书面描述机器人的应用前景等。(4)实现层面:面向高中生,在人工智能技术上进行较高层次的设计,学生可以完成移植、自主发挥、实现完整动作,改造优化实现新功能。培养高中生智力技能,并可口头表达或书面描述并解释机器人对社会的重要意义。
3.2注重引导,激活创新动力
青少年学生很少有机会进行具体的科技实践活动,他们的知识大多停留在书本阶段,要让他们独自完成理论知识与具体实践的结合,完成相关的科学实践还是有很大困难的,这就需要有教师和工作人员的引导。在整个科技实践活动中,我们应结合不同层次的青少年学生的特征与能力制定科技创新活动项目,实施因材施教,这样才能使学生保持学习与研究的热情。要注意的是在具体的实践过程中,我们的引导应侧重于旁征博引,应充分发挥成功者的示范作用和带动作用,通过启发和鼓励的方式来促进学生积极学习科学知识,主动参与科技实践活动,在探索实践中使学生掌握高效的学习方法,不断提高学生的创新能力。另外,有些实践项目来源于科技人员本身的研究领域,这些项目取材于现实生活,具有较强的针对性、真实性和实践意义,具有较高的科研价值。通过科技人员的引导,更能使学生受到启发,更能开阔学生的眼界,帮助学生打开思路,帮助学生将书本上的理论知识与科学实践相结合,促进青少年学生科技创新能力的提升。
3.3培养科学方法,科学态度和科学精神,营造创新氛围
科技教育由于其自主探索的性质因此需要学生主动的、积极的去发现、探索以及解决问题,与此同时,科技教育注重的是学生在活动中是否积极的参与到其中并且获得了怎样的体验。科技教育主要是使学生在实践中锻炼自己的思维能力从而提高自身的科学精神以及思维技巧。科技教育这种教学方式对学生独立解决问题的要求很高,这种方式不仅注重到提高学生实事求、勇于探索是的精神,还能够在一定程度上促进学生之间团结合作的氛围。
3.4加强馆校结合,拓宽科教之路
科技馆的科普教育与学校的学科教育是相辅相成的,它们之间互为补充,科技馆作为学校教育的延伸,在普及科学知识,培养学生创新思维和能力中发挥着不可或缺的作用。科技馆中科普活动大多以动手实践为主,在这里青少年学生可以亲自动手操作各式各样的科普展品,或是经过工作人员的生动讲解和演示,让学生通过具体的展品或现象更加深入的了解事物的本质和发展规律,加深对科学知识的认知与理解,从而激发学生的学习兴趣,树立科学意识,掌握科学方法。因此,学校应加强与科技馆的合作,把学校的书本教育与科技馆的实践性教育有机结合起来,为学生创造更多的实践机会,促使学生将所学的理论知识应用于具体的科学实践活动之中,提高他们的应用能力与动手动脑能力,也增强了他们学习科学的信心。如通过高压放电、动量守恒、滑轮组、雅各布天梯等展品的演示,再配上工作人员的讲解,更能够帮助学生对科学知识的理解和掌握,更能够活跃他们的创新思维,激发他们的创新动力,同时也能够促使他们开展自我学习,努力探索自己未知的科学知识和科学领域,增强科技研究与实践的积极性,从而不断提高自己的科技创新能力。
结语
总之,青少年科技创新教育不是一个人一个家庭的事业,是自身、家庭、学校和社会不断结合的长征。这四个方面各有特点,可以相互配合补齐不足,密切分工。从而对孩子创新能力起到良好促进。
参考文献
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