2023年11月18日,由北京师范大学计算思维教育研究中心和北京师范大学青少年人工智能创新计划(元卓计划)联合主办的两岸三地“计算思维与人工智能教育”系列研讨会第二期成功举办。
本期研讨会邀请香港教育大学江绍祥教授,上海交通大学教育学院芦畅老师,香港教育大学赛马会小学罗金源副校长、邝灵俊老师,温州科技高级中学谢作如老师围绕“人工智能教育的趋势与挑战”主题展开分享。
一、教育发展:小学编码的教育探索
江绍祥教授以《小学编码教育中计算思维发展研究:背景、框架、工具、评价研究、数据分析和写作》为题,介绍了计算思维发展研究的背景、主题、经验和建议。在谈及计算思维课程的架构时,江绍祥教授提出计算思维教育课程设计七项原则:
· 将计算思维概念作为设计的基础策略。
· 将计算思维实践作为设计的核心。
· 通过程序设计过程中的经验培养计算思维视野。
· 在活动设计中采用自上而下的策略,创造解决复杂计算问题的机会。
· 使用最终项目样本作为一种策略,来审查计算思维概念在各个层次上的涵盖情况。
· 利用兴趣导向的活动设计策略,激发并培养出热衷于创新的人才。
· 通过设定评估标准并分阶段开展最终项目来激发和培养创造力。
在谈到计算思维领域的研究时,江绍祥教授解析了涉及心流体验、程序设计赋能、教师发展、青少年正向发展以及趣创者理论的论文,并强调研究者要不懈努力,追求产出有深度、有意义的研究成果。
江绍祥教授分享计算思维论文
二、理论解读:测评框架的深度探析
芦畅老师以《计算思维三维度测评框架——理论与实践》为题,从教育数字化的背景出发,阐述了计算思维的理论框架。芦畅老师以现有知识体系为基础,围绕计算概念、计算实践、计算观念三个维度对现有计算思维的理论框架进行整合:
· 计算概念:逻辑与逻辑思维、批判性思维、数据、同步、算法与算法思维、模式识别、信息处理、评估、自动化
· 计算实践:抽象、问题分解、推理、问题解决、组织、计划、测试与调试、模式化与建模、交互、叠加与迭代
· 计算观念:创造力、沟通、合作、自我效能、自信、表达与质疑、反思、总结
芦畅老师还对计算思维的测评方式和工具进行评述,解读了题目测试、量表测试、作品分析、行为分析和访谈五大非编程测评手段的优势及局限性。关于未来研究的方向,她认为应侧重提升教师的计算思维能力,并提出四点挑战。
芦畅老师分享提升教师计算思维的四点挑战
三、创新实践:计算思维的实践融合
罗金源老师、邝灵俊老师以《解密人工智能教育:计算思维的关键角色》为题,首先解析了香港人工智能教育的发展历程,并指出人工智能教育的中心问题在于教育内容的选择、明确教育的根本目标和明确人工智能教育面临的困难。随后,罗金源和邝灵俊两位老师介绍了计算思维的教育框架,并阐述了计算思维教育在科技学科教学中的七个步骤:
第一步: 程序设计环境的工具、功能
第二步: 介绍计算思维概念、计算思维实践及计算思维视野
第三步: 教学法:例如 “To play, to think, to code” 及课堂活动
第四步: 老师对使用程序设计环境的知识及运用特定合适的教学法
第五步: 提问学生如何将学到的新功能套用到新的程序及数码世界
第六步: 提问学生,以巩固他们对计算思维概念、计算思维实践及计算思维视野的理解
第七步:老师对教学法的反思
最后,两位老师分享了应用人工智慧教育的计算思维案例,介绍了多个富有创造力和实用性的项目,包括模仿大熊猫的机械人、智能乒乓球机器人、用于识别中国传统节庆食品的AI辨识系统等案例。
邝灵俊老师介绍计算思维案例
四、理解拓展:人工智能的实质理解
谢作如老师以《让学生真实理解“数据、算法和算力”》为题,探讨了中小学新一代人工智能教育的定位与设计。谢作如老师从人工智能的三次“浪潮”出发,阐述了为何数据、算法和算力能够成为推动人工智能发展的三大基础要素。随后,谢老师分享了关于中小学层次的AI学习工具的看法:应将专为程序员设计的工具进行适当封装,以降低技术门槛来吸引学生。
谢作如老师介绍青少年通达新一代人工智能的“标志”
最后,谢作如老师提出对于未来的中小学新一代人工智能教育的五点展望:更新知识、更新能力、让科技平权、让创造落地、与AI共创未来,并提出展望的基础在于学生能够真正理解“数据、算法和算力”,以此与AI携手、共创未来。
两岸三地“计算思维与人工智能教育”系列研讨会第二期至此圆满落下帷幕。第三期研讨会将以“计算思维与人工智能教育经验的国际分享”为主题,邀请澳门和珠海等地专家、教研员和教师共同探讨。期待再次与各位老师相见。
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https://yuanzhuo.bnu.edu.cn/course/206
元卓学堂往期回放地址:
https://yuanzhuo.bnu.edu.cn/course/explore/xuetang