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智能时代信息科技学科的转型方略

发布日期:2022-11-17 12:09:44 




图书在版编目(CIP)数据 
 
智能时代信息科技学科的转型方略 / 秦红斌著 . — 石家庄:
河北科学技术出版社,2022.5
ISBN978-7-5717-1126-9
Ⅰ . ①智… Ⅱ . ①秦… Ⅲ . ①计算机课—教学研究—中小学
IV. G633.672
中国版本图书馆 CIP 数据核字(2022)第 085795 号


自  序
 
 

        2020 年新春,一场突如其来的新冠肺炎疫情扰乱了很多人与很多行业的规划,让这个中国年异常寒冷难忘。

        对于教育行业带来的重大影响:各级各类学校开学延迟,影响了学生的上学,很多的培训机构开始陷入各种危机……线下教育开始感到了巨大压力。而在线教育,却出现了如同“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”的良好发展场景。

       各地的空中课堂都纷纷开始录制了在线课程,从而确保学生能够在家学习,实现停课不停学。空中课堂强调开放性,通过互联网、有线电视等形式系统地、全方位地促进区域内高质量教育资源的共享,充分符合了学生个性化发展与高水准教育的实施要求。空中课堂的全面实行,正式开启了教学数字化转型的良好序幕。

       一、智能时代引领信息科技学科转型

       互联网时代之后,是智能时代。

       传感器、大数据、云计算的大规模推广和利用,使低成本、大型并行计算逐渐发展成为现实,推动了深度学习技术与人工智能技术的快速发展。

       从生产线上的工业机器人,到根据车流量不断优化的交通信号灯和打开网页时准确投放的在线广告,还有扫地智能机器人、共享单车上人工智能导航、移动智能手机上的语音智能助手……在很多方面,人工智能技术降低了日常生活与办公的人力投入,人们享受着人工智能带来的方便。

        AlphaGo 击败了韩国职业棋手李世石、Google 推出了一种模仿人类神经学思维的翻译系统,对无人驾驶汽车展开了测试,生产加工流水线上的大量智能机器人代替了工人……智能应用已在各个领域成为现实。

       智能时代的信息科技课程也开拓创新,课程内容的选用体现了历史时代性与课程的基础性,来充分保障学生信息素养的发展。课程的内容中数据、算法、信息系统和信息社会的主要概念紧密联系,同时把信息技术创新的前端知识和全球信息技术教育的发展未来趋向有机融合,人工智能、开源硬件、大数据、移动应用程序等内容体现在选择性必修或选修课程中。

        人工智能技术,为信息科技学科的数字化转型提供了可能性。数字化转型是指数字技术在社会各个方面的综合使用,以完善与拓展产品与服务,这是通过数字化驱动的业务转型。

       信息科技学科的数字化转型,在微观、中观与宏观三个层面上具备不同的内涵。在微观层面上,重点是教学和环境;在中观层面上,关键在于教育与培训活动里的组织机构;在宏观层面上,一般侧重于国家或者区域的教育管理政策与标准。

        二、核心素养背景下的信息技术课程定位与趋势

       信息技术课程的主要教学目标,是培养锻炼学生的信息素养与实践应用综合能力。信息素养是收集、分析、处理、交流和呈现信息的素质,是学生符合信息社会发展的要求。与此同时,中小学信息技术教育还需要同时考虑学生的全面发展与多种综合能力的培养,重视学生多方面的发展,培养锻炼学生批判性思维、创新性思维与问题解决能力。所以,中小学信息技术教育是以培养锻炼学生的信息素养为根本基础,面向学生全面发展的课程。

       为了能够在目前的核心素养环境里,更好地定位中小学信息技术课程,教师需要充分全面理解教育部对培养中小学生核心素养的各项要求。因目前受环境限制,无法完全完成信息技术课程的教学,所以需要充分重视。教师需要明确学生健康成长和全面发展所需要掌握的素养和能力,进而为社会培养更多的高素质人才,使学生将来更快地融入社会。所以,当前时期在中小学实行信息技术课程实际教学时,教师应该直接参与并且使用课程的特征来增加其知名度与影响力。比如,在实际教学过程中,教师要根据科学、人文等多个层面的信息,更好地整合教育内容。同时,有必要加强与其他教师的合作,将信息技术知识整合到其他课程中,使该课程成为学生学习和教师教学的主要手段,提升学生的学习应用综合能力与水平,培养他们的信息素养与核心素养。

       在我国中小学信息技术课程实际教学时,教师应建立完整、完善的数据库,并与互联网进行整合和连接,并不仅限于校园网。假设在目前的核心素养环境里,需要确定定位信息技术课程的教学活动,就需要确定其在培养锻炼学生的核心素养里的重要位置,提升学生的创新思维、拼搏精神、实践水平和能力,以推动中国教育事业健康可持续发展,并且充分保障教育教学方式科学合理的创新与转型,这是目前教育技术不可缺少的关键环节。

       从实际教学应用的分析来看,它主要是基于互联网开发的综合课程。数字资源库被广泛用于多门课程的教育和教学中,并且使用资源共享的方法来实现教育教学目标。该课程使学生能够充分理解信息化和数字化的先进技术,并让学生完全参与到必修课程的学习活动中,而不仅仅是一个学习技能的课程。

        三、信息科技学科数字化转型的策略与路径

       信息科技学科的数字化转型,在微观与中观角度,面临不同的严峻挑战。

       在狭义角度,远程在线学习是教育数字化转型的核心表现。少数专家学者以为以往的远程在线学习效果不好的主要因素,是缺少和教师、学生的当面交流、自律性与学习动机差,包括课前没有通过培训及陌生的在线学习环境。其他原因包含缺少高水准的在线学习内容,缺少对教师的培训与支持。

       在课堂上,教师与学生、学生与学生相互之间有很多层级的交流沟通。提供沟通式的学习成长氛围十分关键。在互联网应用环境里,实时同步通信与沟通,受到网络与机器的严格制约,而且交互比不上当面教育学习环境的直接、高效。

       从原理上分析,课堂控制和教学的实际质量与高效性相关。在线下课堂上,由教师控制的学生数目与课堂整体规模,在一定作用影响范围内展开。在线学习中,教师的学习指导等其他控制行为活动以后,不能高效地了解控制是不是已到达学生,而且教师的控制受到严格制约。

       在中观层面里,数字化转型所面临的问题,可以总结为教学技术、参与程度与资源获取。

教学技术的严峻挑战是怎样选择与运用数字技术来完善教学。从广播、电视到计算机,应用在教育的全新科技屡见不鲜。针对教育来说,选用与运用哪一类技术为教育与教学创造了什么价值,完全比技术自身的科学性更具有挑战性。
        在技术增强的学习成长氛围里,教师与学生是不是充分全面参与是一个挑战。对于教师而言,学习和应用新技术本来就有困难和压力,并且一些教师也会有抵触情绪和不信任感。此时此刻,需要学校管理者、教职工与教师相互之间建立良好的合作伙伴关系,提供有关的培训与实践支持,并且协助教师和学生主动参与全新科技的运用。

       获取是表示学校接入,运用与维护全新科技的难易作用程度。伴随着 5G网络(快速、大宽带、低延迟)与教育专有云(运维极简、信息安全)的发展,它能够为远程在线学习提供支持,AI 视频实时在线分析,AR/VR 在学校与教室里的使用,也将会更为便利。

       最近几年时间以来,教育的数字化转型趋向,已表现出其凸显的作用地位。主要表现在开放的数字资源、翻转的课堂、数字设备的使用和数字评估(教学分析和大数据应用)等方面。在智能时代,教学方法正在发生变化,教育生态环境正在重塑。

       (一)推进线上线下融合教学模式,助力课堂教学数字化转型

在智能时代,线上、线下相互交融教学将逐渐发展成为新常态。从微观或宏观的角度来看,教育资源的不平衡是一个无法迅速改变的痛点。在线教育不仅克服了上学时间和地区差异的问题,而且还为学生提供了使用零散时间进行预习和复习的工具,交流和回答的功能,随时随地向教师提问,也大大提高了独立学习的效率。

       在线教育便于教师添加教学内容并加快教学进度。但是,作为一种相对单向的通信方式,在线教育无法营造集中注意力和身临其境的学习氛围。这种有针对性的、模块化的、互动性有限的教学方式,必然会限制学生的思维方式。

       教师无法使用非语言信息(例如眼睛、手势和面部表情)在一个屏幕上及时获得学生的反馈。

       教育的核心实质是思维锻炼、价值培养、内心情感交流沟通,激起孩子对自主独立学习的兴趣。这些都是在线教育无法完全完成的事情。在线教育不可以完全代替线下教育。教育的未来发展方向必将是一种全场景的教学模式:互补的线上 + 线下优势。线上教育作为线下教育的补充,为学生提供了一个很好的选择,可以弥补线下教育的弊端,并在多个维度上增强学习效果。

        (二)强化数字化资源建设,助力课程资源数字化转型

        利用科技手段整合教学资源,可以使边远地区的学生接受更好的优质教育,使学生的学习更进一步。这使得教育资源分配不均的问题在数字化转型过程中进行了很好的协调。以方便、快捷地完成教学督导、教学质量和水平评价。评测前,教学管理人员制定教学评测与测试项目标准。评估完成后,可以对其进行分析,全面记录教师的数据,以提高教学管理的效率。数据使教学管理更加透明,并实现了教育系统内外的信息共享。

       根据人工智能的大数据能够展开全方位的精确分析与可视智能化分析,并且能够采集教师、学生、专家、家长等的相关数据,从而使管理更加细化、及时和科学。例如,教育智慧管理系统可以进行深入的数据挖掘、可视化显示和操作,实现自动管理,及时在线监督、管理、控制,智能诊治判断与及时迅速反馈调整,使教育与教学管理更为智能、精确与专业,改善提升课程测试管理信息系统,能够高效降低意外失误,使教育教学管理更为科学、安全、有效。

       全面推动城市数字化转型,是上海市“十四五”经济社会快速提升的主攻方向之一。教育如何数字化转型,需要不断进行探索和实践,作为信息科技学科,始终走在信息素养培育的前面,应该把握时代的发展机会,拓展创新,为教育数字化转型提供智慧与实践经验。

       本书主要基于教育部颁布的高中信息技术课程新标准,论述信息科技学科在智能时代面临的挑战及转型机遇,探索信息科技学科转型的策略与方法,展望信息科技学科转型的未来,充分发挥信息科技学科在未来人才培养中的作用与价值。

       特别说明:信息科技学科是一门与时俱进的学科,随着时代的不同,课程名称也不尽相同,相继出现“信息技术”“信息科技”等名称,本著作根据不同阶段,选用相应的名称进行表述。
 
 
                                       著者
                                       2022 年 1 月
 
第一章  机遇与挑战
        智能时代信息科技学科的转型……………………………………… 001
第一节  智能时代的未来已来 ……………………………………………… 001
一、遇见智能时代 ……………………………………………………… 001
二、智能时代的特征与趋势 …………………………………………… 014
三、智能时代的教育 …………………………………………………… 015
第二节  智能时代的信息科技教育 ………………………………………… 025
一、信息科技教育的发展回眸 ………………………………………… 025
二、智能时代的信息技术新课程 ……………………………………… 036
三、智能时代信息技术学科的价值 …………………………………… 047
四、消解信息技术的负面影响 ………………………………………… 066
第二章  责任与使命
        智能时代信息技术学科关键能力的培育…………………………… 068
第一节  信息技术学科的核心素养 ………………………………………… 068
一、学科核心素养的提出 ……………………………………………… 068
二、学科核心素养的内涵 ……………………………………………… 071
第二节  面向未来的数字胜任力 …………………………………………… 081
一、未来将消失的职业 ………………………………………………… 081
二、培育学生终身受益能力 …………………………………………… 083
三、信息技术学科的能力培育使命 …………………………………… 085
第三章  回归与重构
        智能时代信息科技学科的教与学…………………………………… 088
第一节  基于数据的信息科技教学 ………………………………………… 088
一、信息科技学科的教学转型 ………………………………………… 088
二、信息科技学科的教学方略 ………………………………………… 090
第二节  基于个性化的信息科技学习 ……………………………………… 103
一、信息科技学科的学习变革 ………………………………………… 103
二、信息科技学科的学习方式 ………………………………………… 104
三、项目化学习的教学策略 …………………………………………… 105
第三节  基于创新的信息科技教学实验 …………………………………… 116
一、信息科技学科的实验内容 ………………………………………… 116
二、信息科技学科的实验教学 ………………………………………… 119
第四节  基于核心素养的信息科技教学评价 ……………………………… 128
一、信息科技学科的评价重塑 ………………………………………… 128
二、信息科技学科的评价实施 ………………………………………… 129
第四章  创新与引领
        智能时代信息科技学科教与学的发展趋势………………………… 136
第一节  聚焦立德树人,课程建设不断深化 ……………………………… 136
一、把握课程改革的育人方向 ………………………………………… 136
二、高度重视立德树人的重大意义 …………………………………… 137
三、信息科技课程的育人方式 ………………………………………… 138
四、智能时代尤其要重视育人 ………………………………………… 140
第二节  大规模因材施教,自适应学习成为常态 ………………………… 142
一、大数据为学生的个性化学习提供参考 …………………………… 142
二、大数据为教师的教学设计提供参考 ……………………………… 143
三、大数据为教学的科学评价提供参考 ……………………………… 143
第三节  新型智能教材,富媒体资源嵌入课程 …………………………… 144
一、智能数字教材系统的特征 ………………………………………… 144
二、智能数字教材系统的应用 ………………………………………… 146
第四节  问题解决与创新,项目化创客学习成为主流 …………………… 151
一、重新审视项目化学习 ……………………………………………… 151
二、素养视角下的项目化学习 ………………………………………… 153
第五节  实现数字转型,培育适应智能时代创新人才 …………………… 154
一、信息技术发展为数字化转型奠定了基础 ………………………… 154
二、数字化转型需要信息化学习与创新素养 ………………………… 154
三、数字化学习与创新的方式 ………………………………………… 155
后  记…………………………………………………………………………… 156
技术助力“双新”落地,赋能育人方式变革 ……………………………… 156
一、深入学习,全面领悟“双新”
……………………………………… 156
二、聚焦课堂,践行育人方式变革 …………………………………… 158
三、成就学生,让每个孩子都出彩 …………………………………… 160
参考文献………………………………………………………………………… 162
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