在中小学教育当中,如何构建科学体系。

GES观点碰撞:在中小学,如何培养学生的科技创新能力?

2019-11-26 14:45:59发布     来源:多知网     作者:Penny  

  多知网11月26日消息,每年的GES大会,都会针对未来教育的方式方法进行讨论。在GES2019未来教育大会的分论坛上,北京师范大学教授董艳、陕西师范大学教授胡卫平、浙江温州瓯海区外国语学校校长潘春波、北京教育学院朝阳分院基础素质中心主任胡秋萍、网龙网络公司首席执行官以及互联网教育智能技术及应用国家工程实验室副主任熊立围绕《科技创新能力与未来教育》进行了探讨,主持人为北京师范大学教授、互联网教育智能技术及应用国家工程实验室首席战略官郑永和。

  不管在哪个年代,创新能力都无比关键。而创新的关键是在于创新人才,创新人才的成长是要在青少年时期,那么在学校教育中,如何培养学生的创新能力?在做培养学生创新能力的产品时应该注意哪些方面?

  董艳指出,要思考为什么要学习steam教育。我们的教学主要的核心是要培养学生思维,我们要希望引起学生思考,而且不是浅层的思考,我们教师的教学如何促进学生,能够真的引起他的思考。

  潘春波认为,现在中小学教育当中,科学体系的建构,四个关节非常重要:第一,学校顶层设计;第二,学校的课程设计;第三个环节是学科育人;最后一个环节就是形成一个环节,从日常的生活现象回到学生要研究的问题。

  “一个孩子成为创造型人才大致会经过几个过程:第一,有一双善于发现的眼睛;第二,形成规则;第三,建模形成逻辑。”胡秋萍说道。

  熊立认为,创新的能力最需要具备的要素两个方面会比较重要:第一,本身要有创新思维的意识;第二,科学的创新方法。

  

  以下为演讲实录:

  主持人:非常感谢,接下来我们就进入今天的圆桌论坛,有请圆桌论坛的各位嘉宾与领导,大家以热烈的掌声向他们表示欢迎。

  我们今天圆桌会议的主题是三个题目,这三个题目我先给大家念一下,之后请每一位嘉宾根据他对这三个问题或者是其中的一个,提出自己的观点。

  第一,基于各位嘉宾对当前科技发展和创新态势的认识,觉得具有科技创新能力的人才,应该是具有哪些品质或者是能力。

  第二,科学技术是培养学生科学素养的主要战场,您觉得中国的科学教育在这长科技创新竞赛中,发展出什么样的体系和框架,才能更好的呈现起培养科技创新人才的使命,为科技创新提供动力。

  第三,展望一下,10年以后中国的教育,特别是科学教育会是什么样的形态。

  董艳:我刚刚详细的聆听了胡教授他们团队在这些年所做的一些研究的成果以及他们一些重要的思想,收获很大,我想在座的嘉宾也跟我一样。最近,我跟我一些团队或者是一些合作相关的人,我们也是在做刚刚胡老师提到的Steam教育,还有我们最近也一直在关注科学教育。

  甚至,我在想我在做Steam教育的过程中,中国的Steam教育最早是学美国的,或者说美国发起了之后,中国现在做得很热,中国的Steam教育其实并不任何一个国家差。

  所以,我们在做的过程里面,如何通过做Steam教育来反思中国的科学教育,所以在这儿我在想关于未来,我们其实还是踏踏实实在做现在,在做的过程中我们发现Steam教育非常热,但是为什么我们的学科教育,尤其是我们的物理、化学、生物教育,还有我们学校的一些主课程教育,我们很多的老师还是在围绕中考、高考,每天拼命的重试传统的学科教育。

  所以,在这个过程里面,是因为我们的观念来停留在一些比较传统的或者是应试观念的角度,我自己最近也一直在想,提出了一个新的想法,就是刚刚胡老师讲思维发展型,我们的教学主要的核心我们要培养学生思维,我们要希望引起学生思考,而且不是浅层的思考,我们教师的教学如何促进学生,能够真的引起他的思考。

  现在我在想,我们有太多的时候学生都是在学,但是学完了以后并没有形成他自己特定的一些想法,所以我最近有一个观点,我们如何在现有的情况下、教学中,真正让我们的学生产生出他自己的想法,学了很多如果没有产生出他自己的动机、想法、对于学习的热情,学生的学有的时候还是停留在我完成作业与任务,并不是发自内心对于学生的热情。

  所以,我们的教育、教学要引起我们学生真的对于学习的一种喜欢,或者是追随,才能一步一步形成一个能动的方式往下继续学。再回归到,如果要展望2030年,2030年的教育能是每一位家长太那么焦虑的教育,因为我们的孩子如果能喜欢教育,如果能通过学校的教育,每一个孩子找到了一种喜欢学习这样的感觉,或许我们的教育是另外一种状态。

  还有,随着我们科技的发展,5G时代的到来,信息传播的速度越来越快,每秒钟如果能传10G、20G的话,我们的家长是不是会更担心孩子喜欢玩儿游戏、看视频,不太学习,这个是我的一种担心。

  我觉得教育科技的发展,一方面促进我们便捷的同时,会不会也给我们的教育带来新的课题。

  潘春波:非常感谢董教授的分享,关于这三个问题,我的理解是这样的,科学教育如果从人文角度来想,因为我是在做中小学的教育,是体制内的教育,所以我觉得未来科学教育从人文角度来讲,有两个核心是比较重要的,一个是社会责任感,另一个是职业情怀。

  我觉得一个孩子的成长,社会责任感在中小学当中,我们还是要大力提倡的,从高处讲就是立自树人,其实对我们孩子来讲,就是孩子的一种家国强烈的意识。

  因为,一个人有强烈的家国意识,他才能有使命能做更多的努力,这个是我的一个理解,另外就是培养孩子的职业情怀也非常关键,虽然说我们提的科学教育,不单单是指社会和技术学科,更多的是科学和人文的结合,因此我认为孩子的职业体验,在中小学当中应该也要加以强化,至少说有三个理由:

  第一,培养孩子职业的道德意识,我们讲孩子职业的底线思维。

  第二,尽可能把职业变成自己的事业,就成了一种追求,就有了更多的想法。

  第三,其实在培养孩子职业意识过程当中,孩子们和我们成长走一样,就会学会破题、重构,重构首先肯定先要解构,微小的进步这个也是一个巨大的创新。

  这是我简单的理解,我觉得在中小学当中,其实小学当中,更多的就是依托孩子们的活动,小学哪儿有那么多的考试,小学当中强化这个活动,可以结合我们国家当前的综合实践活动课程,这个课程是国家课改的亮点,但是在很多地方就没有把它做好。

  刚刚董老师提到的创新教育在中小学很多地方非常的活跃,其实这个把它结合到国家的综合活动实践课程,本身就是国家的课程,你把它结合好,孩子们的研究性学习、创意物化、职业体验、设计制作都会得到很好的贯彻。

  而在初中当中,因为现在体制内我们中国的初中、高中教学有一个升学的压力,所以我建议初中当中,以学科育人为己任,学科育人当中包括很多创新的点,比如学科知识育人、学科技能育人、学科活动育人、学科文化育人、学科思想育人,包括学科生活育人,这些我们都是可以做的,这是我对刚才郑老师进的第一个问题的理解。

  第二个问题,关于未来科学教育这个框架如何架构,我作为一个从事多年学校管理的校长,我在全国创立了一个乔哈里发行课,作为一个乔哈里课程的创始人和发行了的创始人,我是这样理解的。

  现在中小学教育当中,科学体系的建构,我觉得有四个关节非常重要。

  第一,学校顶层设计,我们通俗讲的顶层设计其实是学校的办学哲学思想的整理,很多人没有去想这个事情。

  我们在贯彻党的教育方针大政策背景下,这没错的,但是每个学校、孩子个体和生情和课程资源其实都是不一样的。

  这个情况下作为学校的管理者,我们用好大学的资源是很多地方都有高校大学的资源跟中小学的对接,所以我们当时也邀请董教授说给我们做一些前瞻性的设计,我觉得这个环节非常重要。

  学校的顶层设计解决什么问题?是解决学校育人目标的问题,这是第一步,必须要清楚。

  第二,学校的课程设计,学校的课程设计是解决学校的课程目标的问题。如果说学校顶层设计育人目标是上位的概念,那么学校的课程目标就是个下位的概念。具体通过课程来丰富孩子们的业余生活和校内的生活。

  再接着第三个环节是学科育人,我刚才讲的学科模式的构建,通俗的讲叫学科建模,这个也是非常关键的。

  从学校顶层设计到课程设计带到学科建模,其实回到老师的身上去了,通过学科建模。比如在科学学科当中,让孩子们学会发现,善于发现,学会研究会、学会归纳、学会整理,最好养成科学探究的精神,这就是需要学科去建模的。

  最后一个环节就是形成一个环节,从日常的生活现象回到学生要研究的这些问题,对于这些问题进行大量的梳理规整、形孩子们需要研究的主题。

  把这些主题的变成孩子们研究的观点,到了观点这一步,我觉得我们的创新教育就有希望了,把观点逐渐变为孩子们和老师共同研究的一些理念,最后成为学科的思想,这是我讲的架构。

  第三,关于2030未来教育的畅想,我想简单说就是一句话,我觉得再过10年,我们中国的未来教育,应该是一个广域的教育,广阔的广,视域的域,更加重视全面发展,看待发展的过程更加去完善人的生命的存在,2030将会是一个心的教育,心情的心,因为他会直抵人的心灵深处,我觉得还是一个暖的教育会把握人性的所需。这才我们教育不单单是科学教育指向和追求,谢谢!

  主持人:谢谢,下面有请胡老师。

  胡秋萍:感谢潘校长,从潘校长的发言里面我发现一个特别好的词语“发现”,因为为了朝阳区信息技术类的师训的工作,信息化的应用研究,做了20年。要让我来理解表达我个人的观点,从如何在体制内培养科技创新。

  首先,我觉得一个孩子从懵懂无知到对生活充满了激情,充满了探索,到高中毕业能成长为一个特别有创造性的人才,我觉得他应该经历几个过程:

  第一,有一双发现问题的眼睛。

  在整个体制教学内,教师也要有一双发现孩子特质和发现他整个探究过程问题的眼睛,这是我觉得发现应该是咱们科技创新的一个非常重要的关键词。研究都来源于真问题,这是咱们已经达成的共识。

  这个真问题出现了,我如何把它创新成一个有创造力的作品、发明,这里面需要一个科学研究的方法,咱们有很多已经形成规律型研究的范式,尤其是我觉得需要在整个的教学体制中给他一个按类或者是有计划的加以引导和培养,加以规范。

  第二,规则,其实有很多东西都有规则,咱们看过《长安十二时辰》把咱们一下子提到了计算机的本质编码,其实编码是计算机一个非常本质的问题,有了编码咱们的文字才可以用Word文档来编解,有了编码音乐才可以变成MP3,也是因为有了编码今天所有的发言整个信号都可以受到和传播。

  因此,编码是整个计算机发展的基础和命脉,但是如果有效的去利用这个编码来达成创新,这里面有非常重要的关键词,咱们要了解,你做的这件事儿和我计算机处理事之间的桥梁,就是规则。

  第三,逻辑,其实这个规则往抽象、建模形成了一定的逻辑之后,就有了一个载体,本着这个原则,我觉得要培养创新型人才,咱们应该关注范式、逻辑、规则的培养,这个是我在20年信息技术教学中的感触。

  同时,我觉得在体制教学中,孩子有他的规律可寻,所有视讯,我一直在琢磨要给孩子一碗水、老师都有一桶水,让孩子去培养他,老师怎么能快速成长为一个科技创新意识的一个优秀的老师。

  首先,创新体验在一个是科技,创新体现在新字上,作为一名老师,我如何能够跟的上科技进步的发展,我说一下我们怎么做的。比如说像我们做视讯,我时刻关注着整个行业、社会科技的发展,比如说今年我做了两个项目:

  第一,带领朝阳区80名信息技术科技老师,走进百度,用4天的时间去学习整个人工智能无人驾驶的技术。

  第二,带领80科技老师走入讯飞,去体验一下最高前沿人工智能的语音是怎么回事。

  追新有两个特点:

  第一,能够让你在教学中把控了科技的脉搏,他的界在哪里。其实孩子在新的状态下,他才能力知道更新是什么,我觉得创新作为老师来说要紧跟一个时代的脉搏,要及时做好知识的更新,我觉得这个是咱们教师应该做的。

  第二,改变教学的方式方法,创新教学培养的模式,尽量用胡教授、董教授他们非常高瞻的创新性的理论、教学模式去有效的引导孩子让他越来越创新,他的能力越来越增长,这个是视讯的感觉。

  其实让我幻想10年以后会怎么样,从小女子的逻辑来说,我希望在10年以后我想干什么都能达成,如果人工智能用10年敞开式的发展,它的逻辑网络技术如果发展到一定程度,我觉得心想事成,可以用思维来控制计算机、机器人,我觉得可能是最广阔的想法。

  其实,事实不是这样,10年以后我觉得更多的应该是教学和人工智能的融合性存在,可能会代替一些复杂性、重复性的工作,让咱们的教学变的更智慧、更有情感,我觉得是这样。

  熊立:大家上午好,很高兴今天能够参加这个论坛,刚刚听了20分钟的分享个人也受益匪浅,今天谈到科技创新能力这个问题,其实我和在座的各位专家可能有一个不同的身份,他们可能更多的关注与孩子的学习、成长,在学生时代的培养,我作为企业的管理人员,可能我更注重企业人员的创新能力和对整个产品或者是商业模式的创新各方面给企业带来影响。

  因为,大家都知道互联网行业是一个充满创新的行业,如果你不创新,事实上你很快就能够被淘汰。所以,从企业的角度来说,当我们看到一个创新的人才,他创新的能力最需要具备的要素,我简单认为有两个方面会比较重要:

  第一,本身的创新思维,他愿不愿意创新这种意识对他个人来讲是非常重要的。

  第二,创新的方法,创新是一件工作,它一样是有方法可寻的,如果他既具备了创新的意识,同时又能够按照科学创新的方法去,按照规定的流程往前走,实际上在很多产品创新方面,其实都可能做出很好的工作。

  我举个例子,大家都知道中国的企业在80年代初到20世纪末,这一段时间其实他的创新能力在全球的排名是非常偏弱的,但是有一点在那20年的过程中,大家会发现中国企业的模仿能力是非常强的,中国的孩子或者是中国的企业家,用他小时候拆闹钟的本事,完全覆盖到他最终对产品的创新当中去。

  因为,在70年代、60年代出身的人,恐怕多多少少在家里面拆过一个闹钟,然后再重新组装起来,虽然组装了以后可能有很多的零件多余出来,但是当亚洲人所谓的模仿能力,实际上直接影响了中国企业从80年代初期一直走到20世纪末的,这样一种快速能够跟随的创新能力。

  但是,21世纪以后,不管我们国家提出2025的人工智造,还是移动互联网行业带来信息传递速度的增加,信息爆炸整个科技的发展,大规模提速这个过程,其实我们现在对现在企业的科技人才、对企业本身的创新能力要求越来越多。

  但是,实际上,并不是每一个企业都能够拥有最高的研发人才,并不是每一个企业都能照到985、211的学生,并不是每一个企业都能够跟中科院、中国工程院或者是各种高等院校形成产业联盟。

  但是,实际上中国的企业在自己的自主创新这条路上一直走的非常的艰苦而又成功,所以一定程度上,依靠所谓的创新设计方法的一种真正的实践。

  我也可以举一个我们自己企业实际例子,我们公司1999年成立,我们最早是做网络游戏的,中国国内的网游公司大部分以靠代理为主,而我们公司从进入这个行业的第一天就靠自主研发开始。

  这个例子其实并不足以说明,所谓的创造创新能力在企业当中如何得到培养,但是有一个例子更容易证明我所说的创新思维和创新的设计方法,其实对一个企业的创造或者说科技人才,能够产出创新性产品更重要。

  我们在2009年,针对移动互联网的市场,我们研发了一款软件叫91手机助手,这个软件在2013年的时候我们通过了19亿美金出售给了百度,创造了截止当时互联网时代最大的并购,但是大家知道91手机助手一个基本的功能,只是在当时的安卓和iPhone的基础上,能够给大家自有下载软件的应用市场,以及由于这个应用市场所带来的移动分发。

  但是,这款软件,其实是一批在公司当中大概只相当于非985、211,可能只是普通大学毕业两三年的学生做出来的,他绝对不是北上广深的优秀人才做出来的,他也绝对不是通过科学研究做出来的,只是遵循了一套所谓的设计方法论,根据当时的移动互联网刚刚萌发的时代开始所需要的产品需求来做的。

  从竞品的分析、情景的模拟、功能列别的拆解通过六个步骤,完成了一个4年19亿美金产品的生产,从这个角度大家可以看到,每个人其实都有创新的意识和思维、需且,一定程度上,不管是学校或者是企业,或者说在每一个人成长的过程中,其实更多时候是对于思维的激发和对一个工具的使用。

  所以,对人的创新思维的激发和使用科学的创新创造设计工具,其实对科技创新人才的培养,其实是非常至关重要的。

  另外,关于未来教育或者是未来怎么样产生一种真正科技创新的培养,今天其实谈移动互联网、大数据、云计算、人工智能大家已经能耳熟能详了,这些名词在过去的两三年被各种科学研究、论坛、媒体报道,基本上让每一个人都能够理解它对未来的整个变化。

  我想如果从教育的本质来讲,其实我们可以看到,中国的传统教育其实是非常优秀的,我记得我们在90年代大学毕业的时候,中国毕业的大学生,会被认为全球综合素质最高的大学生之一,很多优秀的毕业生都出国深造,我们所做的基础教育的研究和培训,其实一定程度上是非常扎实的。

  但是,很多国家或者是发达国家对于中国学生一个缺点的诟病就是缺少创新能力、动手能力、实践能力等等,这个是由当时中国的教育发展状况所决定的,在那个时代我们提倡9年制义务教育,在那个时代我们希望能够把整个国内人口的科学素质得到一定的提升。

  但是,今天基本上每年中国毕业的大学生超过了750万,接近有一半都能进入研究生教学或者是博士教学,我们今天对于学生的培养,已经开始拓展各种各样新的教学模式慕课、发展课堂等等,还是我们今天看到小学、中学、大学所使用的先进的教学方法。

  这些方法我相信一定程度上,都会由于技术的发展,而带来变更,但是事实上大家也理解,在中国今天的教育领域当中,互联网和新技术,对这个行业的影响其实并不大,我们自己做互联网经常开玩笑,中国的互联网发展特别厉害,依靠中国的人口红利也罢、创新也罢,今天阿里巴巴又在香港再次上市,他的股票又涨了6%左右。

  大家如果打开所有的手机应用会发现,你今天的生活、工作,基本上所有的方面,在你的手机当中都能找到相应的APP帮助你提高效率、节省时间,但是在中国唯独两个领域,相对来讲,互联网和新技术似乎对它影响并不大:

  第一,教育。

  第二,医疗。

  我再举一个例子,大家所使用的office,最早的版本95版本,请问我们现在有多少老师有用office、PPT讲课吗?已经24年了,我们今天所谈的技术改革,一定程度上是我们愿不愿意采用新的技术去带动整个科技革命的变化,带动整个创新。

  胡卫平:今天的主题特别好,实际上科技和教育的关系是一个互相支撑的关系,未来的教育支撑未来的科技,科技创新能力我觉得最核心的还是人,不是物。所以,我刚才就人的问题给大家做了一个分享。

  科学这一块,我觉得我们国家特别缺少,因此也就想借助这个机会真正的呼吁一下我们的国家,我们整个科学教育的生态,远远没有形成,这里我觉得从我们国家的几个挑战,刚才老师们都是从课程、教学,还有我们的教师以及企业的视角上来做了一些微观的事儿,我想从更大的事业上说一下我们国家教育的问题。

  有一些非常突出的问题:

  第一,需求与供给的矛盾是非常突出的,未来对科技创新人才的需求是非常大的,但是刚才看到我讲得,学生的创新能力持续的下降的趋势。

  第二,我们未来的科技人才的需求量非常有挑战,在2015年的Pisa项目测试,我们科学是排第十,但是这个不要紧更重要的一个指标是我们的不得不引起国家的关注。

  我们的学生将来有想从事科技相关职业的意愿的只有16.8%,美国为什么从80年代推动Steam教育,最直接的原因是他们的学生没有过多的学这个职业,将来从事这个职业。

  G但是美国是38%,OECD的平均是24.5%,这个事情对我们是非常大的挑战。

  2017年的中国科学的一个调研,我们只有7.3%的学生愿意做科学家,我想我们的需求和供给的矛盾会越来越突。

  另外一个事情,我们从大的教育生态来讲,校内校外的整合,这个是不足的。我们现在有三个系统,科学按系统科学系统和教育系统,这系统是分立的,大家都要面对儿童青少年,但是又分立的,并且我们很少有企业,我们看不到一个真正的支持教育研究的企业,我们只能看到大量的企业做教育是为了利润,这个是非常可怕的一件事情。

  刚才做报告时候讲的图,是从美国拍来的(一个学校拍摄来的),科研对教学的促进是不够的。

  我们大概没有科学研究,科学教育非常缺乏,我曾经在第十届、第十一届两届人大代表,我给自然科学基金委写的一个建议,自然科学基金委通同志给我打电话竟然不知道什么叫科学教育。

  但是全世界所有发达国家和地区自然科学基金里面一定有科学教育专项,现在我们列的F0701实际还是技术导向的,我觉得我没有科学教育,我们科技人才培养是非常可怕的事情,几乎没有投入。

  所以所以分克与综合的关系问题,所有的因此都证明,综合科学综合理科对孩子的发展是特别好的,但是在我们中国实施是非常难的,这在初中阶段是一个非常复杂的问题。

  教师和学生的学科的支撑不,我觉得北师大在明天要成立科学教育研究院,给我们的带了一个非常好的头,我觉得北师大应该带这个头,因为只有北师大带头别的地方才能效仿。

  但是我们的学科是极端不够的,我们的整个的教师队伍,学校特别热衷于Steam,但是科学教育作为辅课,所以这个问题是特别严重的问题。

  保守的说我们做过深度的几次调查,70%的小学科学教师是非理工科的,这样培养学生非常可怕。

  还有政策与经费的支持缺少,我想我们如果这些问题没有解决,我们的人才培养就会有问题,我们的科技创新能力就会有问题,我们观念技术也会有问题。我们的科学更有问题,不仅仅我们需要工程,我们更需要关键技术改变我们从零到一真正的创新,我想这个需要教育生态。

  至于未来的教育问题,我想技术可以促进教育,但是技术可以改变什么?我在想技术可以使得我们对人在的需求目标会有所改变。

  第二,我们的环节会有所改变。

  第三,技术可以改变我们的资源(增加资源)。但是技术不能改变的是什么?是学习的本质,不能改变的是学习的规律,我们现在恰恰都在围绕着外围在转,忽视了学习的规律和我们学生身心发展的规律,这也是我们现在一大问题。

  2012年刘艳东同志到我们实验室视察的时候,我提出一个词语,不能用互联网+教育,应该是用教育+互联网,为什么?我们应该是用教育思想引领技术如何应用教育,现在不要想着违背教育思想等够改变教育。

  我觉得我们教育信息化到零,提出来我们融合创新,深度融合已经过去了,现在到创新发展了,实际上远远没有融合。我们懂教学的人远远没有融合,所以我们不能提出一些新的名词,现在我们整个的教育,一个是新,一个是多。

  新,环境新、技术新;

  多,会议多、模式多、企业多。

  但是,我们需要深:

  第一,深度的研究。

  第二,深度的学习。

  第三,深度的理解教育的本质。

  我们也需要慢,需要一个过程,过程慢下来、教育慢下来、教学慢下来,就像李克强总理说的,教育需要慢下来,我们的教学也需要慢下来,谢谢!

  主持人:非常感谢胡老师精彩的总结,各位专家对于我们教育的学生,他创新的品质,对于怎么样来进行有创新性的教育以及对未来都做出了很好的展望,对我们各位都有非常大的启发。谢谢大家!

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