中小學(xué)教師計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)素養(yǎng)培訓(xùn)課程研究

陳炳才 王智超 寧芊

摘要： 前期的問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中小學(xué)教師對(duì)計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)知之甚少。但是，中小學(xué)教師所面對(duì)的中小學(xué)生又是未來(lái)的科技生力軍，因此中小學(xué)教師天然地肩負(fù)著創(chuàng)新思維啟蒙的責(zé)任。為了提高新時(shí)代中小學(xué)教師的計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)素養(yǎng)，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了一套培訓(xùn)課程，包括基本原理的講解和典型應(yīng)用案例的介紹、演示和體驗(yàn)式教學(xué)，可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況靈活調(diào)整課時(shí)和培訓(xùn)方式。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)領(lǐng)域；前沿技術(shù)；素養(yǎng)培訓(xùn)；意識(shí)培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2019）06-0119-02

Curriculum Design of Frontier Technology Literacy Training for Primary and Secondary School Teachers

CHEN Bing-cai1， WANG Zhi-chao2， NING Qian3

（1.School of Computer Science and Technology， Xinjiang Normal University， Urumqi 830054， China； 2.Academic Affairs Office， Xinjiang Normal University， Urumqi 830054， China； 3.School of Physics and Electronics， Xinjiang Normal University， Urumqi 830054， China）

Abstract： The previous questionnaire discovered that most of primary and secondary school teachers had few knowledge of frontier technology of computer. However， the school teachers are facing the primary and secondary students who would be the fresh force of science and technology in future， so they naturally shoulder the responsibility of innovative thinking enlightenment. In order to improve the technical literacy about computer frontier technology of primary and secondary school teachers in the new era， a set of training courses is designed. Explanation of basic principles and introduction， demonstration and experiential teaching of typical application cases are adopted in the courses. Also， class hours and training methods can be flexibly adjusted according to the actual teaching situation.

Key words： The field of computer； frontier technology； training of technical literacy； cultivation of consciousness

1 引言

當(dāng)今世界科技日新月異，尤其計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的科技成果不斷推陳出新、層出不窮，我國(guó)在這方面也取得了豐碩的成果，這些成果革命性地改變著人們的生活，也改變了傳統(tǒng)的教育教學(xué)方式，對(duì)于新時(shí)代的中小學(xué)教師提出了新的要求。2012年，教育部頒布《小學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》和《中學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，其中著重指出中小學(xué)教師應(yīng)“具有適應(yīng)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法

現(xiàn)代化的信息技術(shù)知識(shí)。”這些都要求新時(shí)代的中小學(xué)教師應(yīng)該主動(dòng)去關(guān)注、去了解、去理解、去應(yīng)用各項(xiàng)最新技術(shù)，尤其是發(fā)展變化最為迅速的信息技術(shù)[1-2]。

2 當(dāng)前計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)及其應(yīng)用概述

計(jì)算機(jī)學(xué)科和技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最為迅速、推陳出新內(nèi)容最多、應(yīng)用最廣泛的一個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域?？v觀計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，當(dāng)今科學(xué)家正在努力研究和推廣、并且有可能應(yīng)用于教育的重要前沿技術(shù)包括：人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、3D/4D打印、GIS與數(shù)字地球、數(shù)據(jù)挖掘等。此外，當(dāng)今計(jì)算機(jī)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)前沿技術(shù)還包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)、生物識(shí)別與生物計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)空間安全、量子計(jì)算、5G通信、云計(jì)算、超算等，這些都是已經(jīng)或?qū)⒁谏鐣?huì)上廣泛應(yīng)用的前沿技術(shù)，是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的主要研究方向[3-7]。當(dāng)前計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)在中小學(xué)教育中的可能應(yīng)用包括：教育機(jī)器人、智能試卷或作業(yè)批閱系統(tǒng)、虛擬（增強(qiáng)）現(xiàn)實(shí)課堂、數(shù)字地球等。

3 中小學(xué)教師計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)素養(yǎng)狀況

中小學(xué)生作為祖國(guó)未來(lái)的新生力量，他們的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新知識(shí)和創(chuàng)新能力在很大程度上決定著我國(guó)未來(lái)創(chuàng)新型國(guó)家的高度。而中小學(xué)教育是人一生中最為重要的知識(shí)吸收和獲取階段，是創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)、創(chuàng)新知識(shí)傳授和創(chuàng)新能力習(xí)得最為黃金的階段，在這個(gè)階段，與學(xué)生朝夕相處的教師的創(chuàng)新思維高度和廣度將會(huì)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新潛力激發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響；教師對(duì)科技前沿技術(shù)（尤其是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域前沿技術(shù)）的了解和掌握程度，將成為學(xué)生未來(lái)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力是否能達(dá)到應(yīng)有高度的重要因素。中小學(xué)教師了解計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)已經(jīng)成為時(shí)代之需。

3.1 多數(shù)中小學(xué)教師關(guān)注前沿信息技術(shù)意識(shí)缺失

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過(guò)91%的教師對(duì)于前沿技術(shù)關(guān)注不足，對(duì)于較為前沿的信息技術(shù)概念缺少了解，甚至聞所未聞。一些教師雖然對(duì)人工智能、大數(shù)據(jù)等概念有所了解，但僅停留在粗淺認(rèn)識(shí)階段。從調(diào)研結(jié)果可以看到，中小學(xué)教師對(duì)于前沿信息技術(shù)的關(guān)注度較低，這對(duì)進(jìn)一步提升中小學(xué)教師前沿信息技術(shù)的意識(shí)提出了要求。而多數(shù)教師認(rèn)為前沿信息技術(shù)與教育教學(xué)實(shí)際相距較遠(yuǎn)的情況更使得提升中小學(xué)教師信息前沿技術(shù)素養(yǎng)迫在眉睫。

3.2 多數(shù)中小學(xué)教師不了解前沿技術(shù)的獲取渠道，不重視新技術(shù)應(yīng)用的交流

能否有獲取前沿信息技術(shù)的渠道，以及對(duì)于這些渠道的了解和使用程度如何，在很大程度上中小學(xué)教師獲取前沿信息技術(shù)的程度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過(guò)90%的教師不清楚國(guó)際性或?qū)I(yè)性的前沿信息技術(shù)獲取渠道，80%左右的教師對(duì)科普網(wǎng)站、科教頻道等主流的前沿技術(shù)獲取渠道不了解或利用很少。只有不到40%的教師認(rèn)為經(jīng)常性的新技術(shù)應(yīng)用交流或培訓(xùn)很重要。

3.3 多數(shù)中小學(xué)教師“創(chuàng)新思維啟蒙者”意識(shí)淡薄

中小學(xué)教師對(duì)于信息技術(shù)的認(rèn)知情況如何直接影響著中小學(xué)教師自覺(jué)獲取信息技術(shù)的程度，而中小學(xué)教師在這一過(guò)程中對(duì)于自身角色的認(rèn)知也決定了其應(yīng)用信息技術(shù)的程度。十九大報(bào)告指出，加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，要瞄準(zhǔn)世界科技前沿，對(duì)于基礎(chǔ)教育來(lái)說(shuō)，了解世界科技前沿，培養(yǎng)學(xué)生具備創(chuàng)新意識(shí)是時(shí)代賦予的新使命。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，只有13%的教師認(rèn)為中小學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的好壞決定著我國(guó)未來(lái)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的成?。恢挥?0%的教師認(rèn)為自身的前沿技術(shù)掌握或了解程度會(huì)直接影響到中小學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力培養(yǎng)；只有7%的教師認(rèn)為自己今后的工作重點(diǎn)和任務(wù)是做好“創(chuàng)新思維啟蒙者”的角色。

4 中小學(xué)教師計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)素養(yǎng)培訓(xùn)構(gòu)想

為彌補(bǔ)當(dāng)前中小學(xué)教師前沿信息技術(shù)素養(yǎng)的缺失，有必要有組織、有計(jì)劃地對(duì)中小學(xué)教師進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)。

4.1 培訓(xùn)的總體原則

從計(jì)算機(jī)專業(yè)角度看，前面介紹的各項(xiàng)前沿技術(shù)具有許多共性的地方，即它們都需要有輸入、計(jì)算與存儲(chǔ)、輸出這三大環(huán)節(jié)，但考慮到中小學(xué)教師（即使是從事信息技術(shù)教育的教師）的計(jì)算機(jī)理論水平普遍較低而且參差不齊，因此在各項(xiàng)技術(shù)基本原理的講解上要把握四點(diǎn)總體原則，即實(shí)用性原則、直觀性原則、動(dòng)態(tài)性原則和交互性原則。

4.2 培訓(xùn)的課時(shí)安排

在把握以上基本原則的基礎(chǔ)上，以教師集中培訓(xùn)為例（通常是3周時(shí)間），那么可以安排一共10-12學(xué)時(shí)的課程進(jìn)行培訓(xùn)。

具體的課時(shí)及內(nèi)容安排如表1所示：

4.3 培訓(xùn)的前期準(zhǔn)備

除了必要的課堂和教學(xué)常規(guī)條件之外，此類培訓(xùn)更為重要的是要做好以下幾點(diǎn)準(zhǔn)備：①培訓(xùn)教案的撰寫(xiě)和修訂；② 多媒體培訓(xùn)課件；③ 實(shí)訓(xùn)與實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建；④ 課前作業(yè)和調(diào)查問(wèn)卷。

4.4 培訓(xùn)的效果反饋

培訓(xùn)效果的有效反饋是保證培訓(xùn)效果，每次培訓(xùn)結(jié)束后，應(yīng)通過(guò)各種方式對(duì)培訓(xùn)效果進(jìn)行反饋?？梢曰诳率夏Ｊ絒8]，從反應(yīng)、知識(shí)、行為、效果等四個(gè)方面，利用調(diào)查問(wèn)卷、座談等方式對(duì)培訓(xùn)對(duì)象、工作人員、相關(guān)組織者進(jìn)行調(diào)查，了解培訓(xùn)實(shí)效。并對(duì)學(xué)員進(jìn)行持續(xù)追蹤，考察其經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后是否掌握了預(yù)期知識(shí)，對(duì)前沿信息技術(shù)的關(guān)注意識(shí)是否養(yǎng)成，相關(guān)技術(shù)在教學(xué)工作中的應(yīng)用是否得到嘗試等。反饋的結(jié)果應(yīng)及時(shí)反饋給培訓(xùn)部門(mén)和培訓(xùn)教師，據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和改進(jìn)。

5 結(jié)論

中小學(xué)教師的計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)素養(yǎng)的高低直接影響到國(guó)家未來(lái)科技生力軍的啟蒙質(zhì)量，也間接對(duì)我國(guó)未來(lái)建成創(chuàng)新型國(guó)家的速度和質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。依據(jù)本文設(shè)計(jì)的培訓(xùn)課程，可以有效提高中小學(xué)教師對(duì)當(dāng)今計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的重要前沿技術(shù)的了解程度，更重要的是強(qiáng)化了他們對(duì)前沿技術(shù)的學(xué)習(xí)和關(guān)注意識(shí)，掌握了有效的獲取新知識(shí)方法和途徑，從而為他們今后的教學(xué)和啟蒙工作打下堅(jiān)實(shí)而富有成效的基礎(chǔ)。

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