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化抽象概念为具体操作,幼儿早期学STEM教育最佳

[日期:2017-05-20] 来源:三亚二中  作者:2017-05-20 14:15 [字体: ]

  人工智能时代已经降临。新资料、3D打印、AI、VR、脑学、基因??新一轮技术工程革命正促进技术科学发展,再次将人类社会推进向前。

  “我们的孩子怎样更好地为未来社会做准备?最重要的是,他们应该学会怎样掌握机器而不是被机器所节制。”近日,美国人工智能专家Mitch Rosenberg展示了一个出自6岁孩子之手的波斯舞者机器人。通过与舞蹈家协作,这个孩子利用编程让机器人能跳一段真正的波斯舞蹈。

  这也是美国1986年首次提出STEM教育概念后,STEM逐渐从本科延伸到中小学,现在在幼儿科技教育范畴发展的真实写照。“机器人只是代替了传统的玩具,好比黏土和旧式积木。”

  2016年,我国教育部就将跨学科学习(STEAM教育)写入《教育信息化“十三五”规划》。目前,北上广深等地已经开设了STEM课程。

  (2016年2月,新加坡160个学前班开始试点幼儿STEM套件)

  幼儿早期学STEM最佳

  13日,Mitch Rosenberg告知澎湃新闻(www.thepaper.cn),“认知科学和经济学的最新研究都发现:教授STEM最好的时代是在幼儿早期,即在儿童早期,STEM取得的投资回报最大。”

  STEM由Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)和Mathematics(数学)的首字母组成,致力于以学生为主体,以项目为基本,以小组为单位进行跨学科知识融会,激励学生发展一种问题解决式、探索发现式学习的课程模式,培育学生的综合科技素养、解决问题的能力以及配合能力。

  近年来,在增强STEM教育的同时,美国教育界发生了新的呼声,要求将艺术(Arts)纳入全国性教育战略中,将STEM转变为STEAM。STEAM的中心教育理念包含编程、排序、建造、传感器以及变量等。

  然而,如何使孩子在幼儿阶段也能接受STEAM并获益呢?

  塔夫茨大学Eliot-Pearson儿童学习与人类发展部教学Marina Umaschi Bers是Mitch Rosenberg的合伙人。据2016年她发表于《国际技巧与设计教导杂志》(《International Journal of Technology and Design Education》)的论文显示,通过在幼儿园到二年级的60名儿童中使用机器人套件并联合编程语言,团队在为期8周的课堂上完成了机器人课程。成果表明,从幼儿园前一阶段开端,孩子们就可以掌握根本的机器人套件和编程技能,而较大的孩子可能在相同的时间内应用相同的机器人套件,掌握更复杂的概念。

  依据研究,Marina认为,教授幼儿STEM的最好方式就是把抽象化的概念变得详细并可触摸。还要把STEM教育与艺术、历史等其它课程结合在一起,尤其是阅读和识字。“重要的是让孩子们知道教育不是干燥的盘算,而是关于创造力”。

  Marina的博士生导师是近代人工智能领域的先驱者之一的Seymour Papert教授。Seymour教授是美国麻省理工学院人工智能实验室的开创人,发明了LOGO编程语言。其最重要的学习实践即只有当学生做主时,最好的学习才干够实现。

  Marina教授进一步拓展了导师的理想,如今,她发现,编程或计算机语言已经成为一门新的语言,应该用教授英文或语文的方式来进行教学。

  基于Marina的研究成果,她和Mitch Rosenberg花了15年开发了一组机器人套件来辅助4-7岁的早期儿童进行STEM学习,制造、装饰他们本人的机器人。Mitch Rosenberg表示,许多同行的学术研究证明,该系统能够提高孩子的STEM能力,比方,在两周内幼儿园小朋友的排序能力能提升62%。

  寰球STEM热深刻中小学

  2014年,新加坡政府颁布了“智慧国家2025”的10年方案。2015年,新加坡信息通讯发展局(IDA)推出PlayMaker打算。

  据Mitch Rosenberg介绍,2016年2月,新加坡160个学前班开始运用PlayMaker,数目约占10%。孩子们可以使用木制块创立一系列指令(程序),告诉机器人要做什么,非常适合幼儿测序,估算,解决问题和规划技巧。一年之后,结果显著。考察结果显示:除了提升科技素养,93%的老师以为孩子的毅力、创造力、创新力等得到了提升;90%以上的老师都希望在教室里持续使用这些玩具套件。

  “孩子们应该通过‘做’科学来学习科学知识。”在2017年上海国际幼教年会的国际视线专场上,新加坡惠洛克学院执行理事Beth C Fredericks也提出,锤炼科学数理思维的教学方式STEM同样也能够应用到幼教方面。

  Beth认为,在儿童早期发育过程中,多个感官同时发育,因此在锻炼大脑、学习科学的时候,应该通过触觉、嗅觉等其余感官一起刺激大脑发育。而在这个过程中,幼师可以起到为孩子供给视察和探索材料的作用,通过问题引导孩子,并鼓励孩子积极探讨畅所欲言。

  近年来,美国、澳大利亚、香港及欧洲诸国的教育部门也都有加强了STEM教育战略的推广和落实。

  2016年,我国教育部将跨学科学习(STEAM教育)写入《教育信息化“十三五”规划》。计划中指出有前提的地域要踊跃摸索信息技术在“众创空间”、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用,着力晋升学生的信息素养、创新意识和创新才能,养成数字化学习习惯,增进学生的全面发展,施展信息化面向未来造就高素质人才的支撑引领作用。

  目前,北上广深等地已经开设了STEM课程。2016年8月,北京八一学校举办了STEM老师培训暨新学年STEM课程启动仪式,成为北京首家开设STEM课程的公立学校。据《新闻晨报》2016年11月报道,上海已有近100所学校引进STEM课程。此外,国内一些教育培训机构也开始试水STEM教育。

  2016年8月,教育部长江学者特聘教授石中英接收《环球时报》采访时表现,当前中国对STEM教育政策层面重视还不够,实际发展也确切有难度。首先是师资气力欠缺;其次是教学设施未到达相应程度;此外,STEM教育以项目试验为主的方式,在中国推行也很难。STEM教育在中国还有很长的路要走。

  【对话】“让女孩也喜欢上编程”

  澎湃新闻:你认为STEM在全球热火朝天最重要的原因是什么?

  Mitch Rosenberg:当STEM在全球日益受到重视的今天,最主要的原因是家长们认为这个跟未来的工作机遇是挂钩的。我们的教育方式确实要转变,全世界都面临这样的挑衅。

  澎湃新闻:在幼儿STEM教学中,最重要的环节是什么?

  Mitch Rosenberg:在孩子早期阶段,教STEM不仅仅是教授STEM能力,而是让他们酷爱和喜欢上STEM,不要认为学习是一件恐惧的事。尤其对女孩来说,怎么让她们喜欢上编程?可触摸的套件起了作用,女孩们可以随便装饰装扮自己的机器人。另外,也可以把STEM教育跟识字教育结合在一起,用自己制造的机器人完故意爱书籍中主人公所作的事件。

  磅礴新闻:让满4岁的小朋友就能感想编程乐趣的秘诀是什么?

  Mitch Rosenberg:最好的方式就是用详细的、儿童能够懂得的材料和其它教学相结合。比如可以使用木块编程,而不是老式的键盘或屏幕。我们设计的套件今后将由国家资助科学基金会贸易化并在全球范围内推出。

  (起源:澎湃新闻)

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