六齡童編程讓機器人跳舞,STEM教育擴至幼兒科技教育領(lǐng)域
人工智能時代已經(jīng)來臨。新材料、3D打印、AI、VR、腦學、基因 新一輪技術(shù)工程革命正促進技術(shù)科學發(fā)展,再次將人類社會推進向前。
“我們的孩子怎樣更好地為未來社會做準備?**重要的是,他們應該學會怎樣控制機器而不是被機器所控制。”13日,在華東師范大學“人工智能與未來教育”公益論壇上,美國人工智能專家Mitch Rosenberg展示了一個出自6歲孩子之手的波斯舞者機器人。**與舞蹈家合作,這個孩子利用編程讓機器人能跳一段真正的波斯舞蹈。
這也是美國1986年首次提出STEM教育概念后,STEM逐漸從本科延伸到中小學,如今在幼兒科技教育領(lǐng)域發(fā)展的真實寫照?!皺C器人只是取代了傳統(tǒng)的玩具,比如黏土和舊式積木?!?
2016年,我國教育部就將跨學科學習(STEAM教育)寫入《教育信息化“十三五”規(guī)劃》。目前,北上廣深等地已經(jīng)開設了STEM課程。
幼兒早期學STEM**
13日,Mitch Rosenberg告訴澎湃新聞(www.thepaper.cn),“認知科學和經(jīng)濟學的**新研究都發(fā)現(xiàn):教授STEM**的時期是在幼兒早期,即在兒童早期,STEM獲得的投資回報**大。”
STEM由Science(科學)、Technology(技術(shù))、Engineering(工程)和Mathematics(數(shù)學)的首字母組成,致力于以學生為主體,以項目為基礎,以小組為單位進行跨學科知識融合,鼓勵學生發(fā)展一種問題解決式、探索發(fā)現(xiàn)式學習的課程模式,培養(yǎng)學生的綜合科技素養(yǎng)、解決問題的能力以及合作能力。
近年來,在加強STEM教育的同時,美國教育界產(chǎn)生了新的呼聲,要求將藝術(shù)(Arts)納入全國性教育戰(zhàn)略中,將STEM轉(zhuǎn)變?yōu)镾TEAM。STEAM的核心教育理念包括編程、排序、建造、傳感器以及變量等。
然而,如何使孩子在幼兒階段也能接受STEAM并獲益呢?
塔夫茨大學Eliot-Pearson兒童學習與人類發(fā)展部教授Marina Umaschi Bers是Mitch Rosenberg的合伙人。據(jù)2016年她發(fā)表于《國際技術(shù)與設計教育雜志》(《International Journal of Technology and Design Education》)的論文顯示,**在幼兒園到二年級的60名兒童中使用機器人套件并結(jié)合編程語言,團隊在為期8周的課堂上完成了機器人課程。結(jié)果表明,從幼兒園前一階段開始,孩子們就能夠掌握基本的機器人套件和編程技巧,而較大的孩子能夠在相同的時間內(nèi)使用相同的機器人套件,掌握更復雜的概念。
根據(jù)研究,Marina認為,教授幼兒STEM的**方式就是把抽象化的概念變得具體并可觸摸。還要把STEM教育與藝術(shù)、歷史等其它課程結(jié)合在一起,尤其是閱讀和識字。“重要的是讓孩子們知道教育不是枯燥的計算,而是關(guān)于創(chuàng)造力”。
Marina的博士生導師是近代人工智能領(lǐng)域的先驅(qū)者之一的Seymour Papert教授。Seymour教授是美國麻省理工學院人工智能實驗室的創(chuàng)始人,發(fā)明了LOGO編程語言。其**重要的學習理論即只有當學生做主時,**的學習才能夠?qū)崿F(xiàn)。
Marina教授進一步拓展了導師的理想,如今,她發(fā)現(xiàn),編程或計算機語言已經(jīng)成為一門新的語言,應該用教授英文或語文的方式來進行教學。
基于Marina的研究成果,她和Mitch Rosenberg花了15年開發(fā)了一組機器人套件來幫助4-7歲的早期兒童進行STEM學習,制造、裝飾他們自己的機器人。Mitch Rosenberg表示,許多同行的學術(shù)研究證明,該系統(tǒng)能夠提高孩子的STEM能力,比如,在兩周內(nèi)幼兒園小朋友的排序能力能提升62%。
全球STEM熱深入中小學
2014年,新加坡政府公布了“智慧國家2025”的10年計劃。2015年,新加坡信息通信發(fā)展局(IDA)推出PlayMaker計劃。
據(jù)Mitch Rosenberg介紹,2016年2月,新加坡160個學前班開始運用PlayMaker,數(shù)量約占10%。孩子們可以使用木制塊創(chuàng)建一系列指令(程序),告訴機器人要做什么,非常適合幼兒測序,估算,解決問題和規(guī)劃技巧。一年之后,成果顯著。調(diào)查結(jié)果顯示:除了提升科技素養(yǎng),93%的老師認為孩子的毅力、創(chuàng)造力、創(chuàng)新力等得到了提升;90%以上的老師都希望在教室里繼續(xù)使用這些玩具套件。
“孩子們應該** 做 科學來學習科學知識?!痹?017年上海國際幼教年會的國際視野專場上,新加坡惠洛克學院執(zhí)行理事Beth C Fredericks也提出,鍛煉科學數(shù)理思維的教學方式STEM同樣也可以應用到幼教方面。
Beth認為,在兒童早期發(fā)育過程中,多個感官同時發(fā)育,因此在鍛煉大腦、學習科學的時候,應該**觸覺、嗅覺等其他感官一起刺激大腦發(fā)育。而在這個過程中,幼師可以起到為孩子提供觀察和探索材料的作用,**問題引導孩子,并鼓勵孩子積極討論暢所欲言。
近年來,美國、澳大利亞、香港及歐洲諸國的教育部門也都有加強了STEM教育戰(zhàn)略的推廣和落實。
2016年,我國教育部將跨學科學習(STEAM教育)寫入《教育信息化“十三五”規(guī)劃》。規(guī)劃中指出有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學科學習(STEAM教育)、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應用,著力提升學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,養(yǎng)成數(shù)字化學習習慣,促進學生的全面發(fā)展,發(fā)揮信息化面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用。
目前,北上廣深等地已經(jīng)開設了STEM課程。2016年8月,北京八一學校舉行了STEM教師培訓暨新學年STEM課程啟動儀式,成為北京**開設STEM課程的公立學校。據(jù)《新聞晨報》2016年11月報道,上海已有近100所學校引進STEM課程。此外,國內(nèi)一些教育培訓機構(gòu)也開始試水STEM教育。
2016年8月,教育部長江學者特聘教授石中英接受《環(huán)球時報》采訪時表示,當前中國對STEM教育政策層面重視還不夠,實際開展也確實有難度。首先是師資力量欠缺;其次是教學設施未達到相應水平;此外,STEM教育以項目實驗為主的方式,在中國推行也很難。STEM教育在中國還有很長的路要走。
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