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0引言
隨著5G網絡、物聯網、AR應用技術和全息投影技術等新一代信息技術的快速發展,以及終身教育理念的推進,強調普適性、廣泛性、敏捷性、智能性等特征的智慧學習環境,成為基礎教育培養學習者創新能力的重要支撐。智慧學習環境可以加深師生之間的交互,教師還能夠借助智能終端,給學生提供個性化的資源推薦和學習評價服務,激發學生學習動機和探索欲望,繼而推動創新能力的發展。
1智慧學習和智慧學習環境
1.1智慧學習的發展及內涵
智慧學習的發展經歷了三個階段。首先是近代的泛智學習階段。人們通過書本中對間接經驗的記載來學習通識知識,在前人智慧成果的指引下少走彎路,提高掌握生活技能的效率。其次是數字化學習階段。隨著互聯網時代的到來和信息技術的普及,教育領域開始搭建互聯網平臺,學習者能否利用網絡平臺高效地學習知識和技能,取決于其是否熟練掌握相關的信息技術手段。最后是現代智慧學習階段。這個階段學習者認知方式發生轉變,不再局限于基本生存知識和技能的掌握,而是更加渴望對獲得的信息進行整合、分析和運用,即對知識的深度加工,不僅重視知識的獲取速度,更加在意對腦機智潛力的深度挖掘[1]。當前智慧學習是一種靈活的、開放的、便捷的,以學習者為主體,利用智能化的信息技術和隨手可見的教育資源,享受完整學習體驗的新型學習范式[2]。智慧學習有個性化學習、項目式學習、無縫學習、精準教學、群智學習等,在不同的場域中這些方式各有各的優勢。個性化學習認為每個孩子都是獨一無二的,有自己獨有的特征、優勢或劣勢,根據這些個性特點,制定個性化學習方法和策略,對每個學生進行全方位立體式的評價,以達到促進學生全面的、有效的個性化發展的目的。項目式學習則通過讓學生選擇和參與項目,更深入地投入到現實世界中,并且通過團隊合作,主動探索問題并尋求解決問題的方法,可以有效鍛煉其創新能力、團隊協作和項目執行能力。無縫學習是指學生可以借助移動設備,在不同的情景下隨時隨地且無任何障礙地學習,隨時滿足自己的求知欲,既可以是線下面對面的直接交流,也可以是線上互動。智慧學習環境是指以先進的教學思想和學習理論為指導,以現代信息技術為手段,通過分析和挖掘學習過程中生成的各項數據,來識別不同學習者的個性特征[2],繼而提供靈活的學習資源,通過在學習過程中給予學習者適時的、有針對性的指導,生成最佳的學習方式,最終促進其智慧能力發展和智慧行動出現的學習空間[3]。智慧學習環境有兩大特點:一是個性化服務,二是無縫學習空間[4]。首先,智慧學習環境善于抓住學習者的個性化特征,促進學習者個性化發展。每個人在學習活動中會表現出個體差異性,因此采用傳統的一刀切式的學習方式,難免會傷害到一部分人。智慧學習環境能根據每個學習者的不同情況,為他們量身定制合適的學習方法。具體而言,智慧學習環境通過大數據分析識別個體特征,提供差異化、個性化的服務和體驗,由智慧學習終端提供一對一的指導。這樣,學生不再是知識的被動接收者,而是在興趣的指引下,成為知識的主動探求者,可以有效激發學習者的學習興趣和創造力。其次,打破了傳統課堂的地域局限,為學習者提供了無縫學習空間。隨著現代信息技術的發展和普及,可以考慮在家庭、學校、社區,甚至是圖書館、博物館等地方接入智能終端,通過先進的技術手段,利用便捷的移動設備,實現隨時隨地的學習和探究。這種無縫學習空間的到來,不僅能大大提高學習者的學習效率,同時能拓寬學習者的眼界和思路,為創新型人才的培養奠定基礎。
2智慧學習環境有助于中小學生創造力的培養
2.1智慧學習環境提供了學習動態感知方案
利用現代先進的智慧信息技術,可以豐富課堂組織形式,優化課堂內容,監測課程進程。教師通過豐富的信息資源和技術引導學生的多感官互動,激發學生對知識的濃厚興趣,并能實時感知學生的學習動態。如課堂上可以利用智慧學習筆,將學生的所思所感所想連接到教師終端設備,教師通過數據分析及反饋即時批閱,同時獲得學生的學情分析報告,實時監測和感知學生的動態變化,了解學生對知識點的掌握程度,以便及時干預和調整,使得教學更加有針對性,更加精細化、個性化和智能化。
2.2智慧學習環境實現了多模態互動可能
利用5G高速的信息傳輸速度,通過智慧學習環境中的智能終端設備和全息技術,可以創設情境,實現異地專家共同答疑解惑、協作互動,有效促進異地專家之間的信息互聯,知識互通,資源共享,實現師生之間、生生之間以及教師與專家之間的實時交流和多模態互動[5]。這種教學環境,可以開闊學生眼界,增長見識,利于創造力的生成。
2.3智慧學習環境提供了智能資源推送途徑智慧學習環境具有資源開放性的特征,利用先進的智能終端設備,整合各方豐富的優質資源,幫助學習者實現資源和工具的無縫連接。同時,通過大數據的檢測、分析,了解學習者的認知特征、行為習慣、思維特點、處事風格等,智能終端系統可以自動推送與學習者特點及當前情境相匹配的資源信息,通過這種定制化的服務,可以最大限度地滿足學習者的認知和學習需求,真正實現無邊界的有效學習[2]。智能系統的資源推送及大數據對信息的檢測分析,可以收集學習過程中的雙向反饋數據,而后通過概率預測,調整教師的教學策略,優化學習者的學習內容,改善學習方法,充分滿足了個人需求,從而體現了教學過程的人性化、個性化和智能化特征,可以從教學、資源、技術、環境等各方面為中小學生創新能力的培養提供有力支撐[6]。
2.4智慧學習環境提供了自動學習評價系統
教師通過智能終端的數據分析及反饋,可以及時獲得學生的學情分析報告;這個學情分析報告,便是教師對學習者進行評價的初始依據。智慧學習環境通過整合教學信息和優質資源,結合大數據的深度挖掘和精準分析技術,實現對學習者學習過程的實時監控和監督,并能對學習過程進行自動記錄和分析。教師通過智能終端反饋得到學習者的測評報告,學習者獲得科學的評價結果。教師根據評價結果,有針對性地給予學習者指導和幫助,并提供意見和建議。智慧學習環境提供的自動評價系統,讓學習者在學習過程中更加流暢、靈活,并有利于精準定位其缺失的基礎知識和創新能力。
3利用智慧學習環境培養中小學生的創造力
3.1提升教師智慧教育理念,為中小學生搭建創
造性學習平臺中小學校管理層應充分考慮并重視智慧學習環境可能給學校發展和學生培養帶來的契機,努力營造和創建智慧學習氛圍,提升教師的智慧教育理念,為中小學生搭建智慧教育平臺。隨著教育信息化不斷改革,教育不能只停留在傳統的課堂教學,現代社會信息瞬息萬變,教師需要不斷學習充電,才能捕捉和傳達最新的教育理念和科學理論。對學生來說,教師的課堂已經不再是他們學習知識的唯一途徑,新興的現代技術設備隨處可見,很容易成為他們獲取信息的便捷通道。學校管理者應解放思想,確立技術賦能教育的理念,確信技術是優化教學、促進教學和改善教學的有效手段,并逐步創造條件實現智慧學習環境在學校中“從無到有,從有到優”的過程[7]。進一步而言,智慧學習環境并不鼓勵通過引入大量先進設備等方式進行急速擴張,而是利用現有的信息化設備,結合自身的辦學特色或學科優勢,重點選取某些方向進行突破,為學生搭建合適的智慧教育平臺,并配備專人負責智慧平臺的運營、信息收集、資料反饋等工作。這樣,教師可以在課堂中爭取到更多的時間和精力進行精準教學,把控課堂節奏,調整教學策略,培養學生的高階思維能力,促進學生知識遷移和創新能力的生成。
3.2促進教師智慧教育實踐,構建中小學生創造力培養模式
不管多么紛繁復雜的智慧教育方式,最終能起到什么樣的效果,其實還是要看教師運用技術融入教育的方式,即構建人與技術之間的和諧關系,因此“人機雙師”的教學形態和培養模式必不可少。“人機雙師”,顧名思義,人和機器協同作用,共同促進教學。在教育實踐中,機器的作用是“幫學”,而非“幫教”,主要負責對學生的共性問題進行收集、統計,并適時反饋給教師[7]。有學者同樣認為,雖然技術代替了生活中的很多工作,但在教育行業,再先進的技術也無法取代教師的地位。技術或機器擅長處理一些有章可循的規則性工作,而教育工作無章可循,在真實的課堂情境中,隨時可能出現無法預估的情況,教師需要根據課堂實際適時調整教學狀態,協調課堂變量,把控課堂全局。在這個過程中,教師的主要任務是發揮好在班級授課中的主導作用,并及時發現學生的個性問題,從而進行單獨引導或干預。在智慧學習環境下,技術不能越位,讓機器做機器該做的事,讓人做人該做的事,二者協同共進,取長補短,相得益彰?！叭藱C雙師”的教學模式能夠有效提升中小學生的創新能力。具體而言,針對中小學生的個體差異和年級特點,創建適配的智慧學習環境,精心設計智慧課堂教學,在豐富的學習資源和便捷的智慧設備面前,教師、學生和機器交互活動,機器負責捕捉學生的課堂活動數據,經過常規化分析運算,反饋給教師端,教師根據信息反饋,對共性問題統一解答,對個性問題逐一突破,學生在信息化環境下被激發出濃厚的學習興趣,在興趣的指引下求知探索,勇敢地表達自己的訴求與疑惑,自信地展示自己的創意和成果。
4結束語
只有將智慧學習環境蘊含的文化信念應用于現代教育理念及教育實踐中,才可能改善學習者的思維定勢,促進其在復雜環境中提高深入思考的能力,引導其在應對突發問題時形成批判精神及創新能力。技術可以改變學生的認知方式,但從來沒有一種技術專為教育而生,技術只是一種教學輔助手段,所以,學校應立足教育,以學生為本,從學校的真實需求和教育的最終目的出發,利用智慧技術,培養有思想、有能力的創新型人才。
作者:劉陽 單位:淮陰師范學院教育科學學院
能力培養論文2
高校實驗教學是高等教育教學非常重要的組成內容[1]。2018年5月2日，習近平總書記在北京大學考察時強調：“今天，黨和國家事業發展對高等教育的需要，對科學知識和優秀人才的需要，比以往任何時候都更為迫切[2]?！薄笆奈濉币巹澋?00項重點項目中航空發動機名列首位，從中可以看出國家大力發展航空發動機的決心。因此，培養什么樣的人才成為飛行器動力工程專業的重要課題。飛行器動力工程專業作為典型的工科專業，在“百年未有之大變局”的當下，必須以“新工科”建設標準助力我國航空發動機產業的戰略升級。該項目組在傳統的航空發動機理論課程的基礎上，結合教師科研、學生創新實踐項目，開發了基于實驗數據的“微型渦噴發動機裝調與試車虛擬仿真實驗項目”，該實驗項目以培養學生基本理論知識能力、實踐能力以及數據分析能力為主要目標，以虛擬仿真實驗的形式為載體容納微型渦噴發動機的零件裝配、調試，以及試車測試全過程，既在安全的環境中開展了沉浸式虛擬實驗，又可對實驗結果進行分析，得出發動機性能變化和規律。
1實驗設計思路和目標
該實驗項目的培養對象為飛行器動力工程專業，實驗設計定位為綜合虛擬仿真實踐項目，旨在面向航空發動機設計、制造、維修等相關行業，對基礎知識扎實、設計能力突出、實踐操作熟練的綜合性、創新型高素質人才的迫切需求，依據我國產業升級轉型的發展趨勢，通過智能交互、計算機仿真等新型教學方式，以理論知識為基礎，以真實的實驗項目為依據，綜合運用“基礎知識、綜合分析、創新能力”這3個層面的實驗環節，構建從認知→實操→分析的遞進式的教學體系，對飛行器動力工程專業的知識進行全面強化和創新實踐訓練，使學生循序漸進地開展從“基本原理學習”到“綜合能力訓練”，再到“創新能力培養”的實踐學習過程。該項目選擇微型渦噴發動機為代表性實驗對象，具體如圖1所示。微型渦噴發動機與常見的渦噴發動機的工作原理基本相同但其仍存在自身的特殊性[3]，主要有以下幾個特點：壓氣機通常采用單機離心式、燃燒室為環形蒸發管式、渦輪為單機軸流式、尾噴管為簡單收斂式；結構通常非常緊湊，無論和壓氣機為同軸，無獨立的潤滑系統；可選擇不同中點火和起動方式；通常轉子系統尺寸小，因此需要具有較高的設計轉速來完成做工[4]。該實驗目的主要是：（1）解決復雜機械在裝配實驗方面存在的結構復雜不易理解、成本高、安全系數低、實驗周期長、探索空間不足、創新能力培養不足等問題，達到安全性高、成本低、創新性好的教學效果；（2）培養學生強化設計、加工、裝配、測試全流程的理論知識，掌握基本的裝配、測試操作技能，綜合運用發動機原理、構造、裝配調試、測試分析等知識，探索并解決復雜機械工程技術問題，體現創新意識，培養能解決復雜工程問題的高素質創新人才。
2實驗原理
該實驗圍繞飛行器動力工程專業的核心專業教學實踐環節，基于項目組自研微型渦噴發動機，具體見圖2，重點開展微型渦噴發動機“裝調”和“試車”兩個主要模塊的虛擬仿真實驗項目的建設。微型渦噴發動機的裝配實驗可以幫助學生全面認知發動機的總體結構?？傮w結構是微型渦噴發動機頂層設計的主要內容，包括轉子支承方案、承力系統及傳力路線安排。發動機裝調主要包括發動機各零部件裝配順序、裝配中的細節調試操作等內容。微型渦噴發動機試車是檢驗航空發動機設計、制造及裝配正確性的有效方法。將微型渦噴發動機裝配與試車實驗相結合，既可以通過試車實驗對結構裝配實驗過程中的典型問題進行再現，加深學生對總體結構和裝配過程的理解，還可使學生對航空發動機試車測試系統的原理等建立更為深刻的認識[5]。
3實驗過程設計
3.1總體結構認知實驗設計該實驗環節采取講解、演示、引導的模式與學生進行交互式操作，幫助學生建立對總體結構和零部件的全面認知和理解，為下一步整機裝配實驗打下基礎。主要內容包括：了解微型渦噴發動機的主要部件、功能、零件組成、工作機制；分析微型渦噴發動機轉子支承方案、軸承承力方向、推力分布等特點。該環節允許學生在虛擬實驗場景中完成發動機結構的透視、縮放、角度變換等操作，配合相應知識點分析，克服傳統教學“重理論講授、輕實物分析”的不足。
3.2裝調實驗設計該實驗環節采取自主操作的模式使學生開展微型渦噴發動機的整機結構裝配實驗，旨在幫助學生了解微型渦噴發動機的裝配過程和順序，進一步加深對發動機整機結構設計的理解，所有零件均基于項目組自研微信渦噴發動機的零部件開展虛擬仿真實驗，具體見圖3。實驗重點構建了發動機轉子連接結構裝配擰緊力矩控制和轉子動平衡這兩個影響發動機裝配質量的虛擬實驗過程，并對其核心概念進行考察，考察結果與自主裝配實驗操作將一同納入實驗的結果評價中。
3.3試車實驗設計發動機試車是重要的虛擬仿真實驗環節，能夠使學生對裝配后的發動機的運行狀態進行觀察和分析。同時，通過對發動機試車測試系統進行操作，增加學生對發動機試車測試系統和過程的理解。該實驗環節數據基于項目組自研數據采集控制系統建立，具體見圖4。在該實驗環節中，學生通過對發動機測控系統中如傳感器、信號變送器、數據采集卡等主要元件的認知和信號連接關系的學習，完成試車系統的安裝調試步驟。之后，學生通過操縱油門桿進入試車環節。在試車環節中通過試車實驗要求完成不同工作狀態的發動機測試項目，并記錄測試過程中采集的數據。最后，學生可獲得試車系統記錄的數據，并進一步對數據進行分析、綜合。
3.4實驗考核設計
高質量的實驗課程體系設計不但包含實驗內容的合理安排和教學過程的有效組織，還包括恰如其分的實驗教學考核體系，即如何評價實驗教學的效果，如何評估學生通過實驗教學環節所達到的學習效果，合理的考核評價制度能夠對學生的學習產生積極的導向作用，是達到實驗課程培養目標的有力保障[6]。該實驗項目設計了兩個考核環節，針對認知性實驗內容，采用題庫測試，將實驗所設計的知識點轉化為題目內容考核學生的認知效果，針對實操性內容，采用實驗報告引導學生完成實操內容，并完成實驗報告中的數據分析內容，考核學生的操作和分析能力培養的效果，具體如表1所示。
4結語
該實驗將仿真實驗場景和數據的“虛實結合”，基于項目組自行研制的微型渦噴發動機及配套試車臺系統構建的，掌握全部測試數據，克服了發動機實物教具難以展視其內部復雜結構的不足，有效地解決了發動機臺架試車教學實驗成本高、學生受眾面小、實驗危險性大等難題。提高了實驗探索性，大大提高學生的學習興趣和教學效果，顯著加深學生對發動機總體結構與性能的理解，使自主動手能力能得到明顯提高。其該實驗項目后期開發潛力大，在實驗數據的處理可加入隨機性變化，避免了學生在“唯一正確”的參數下開展重復的實驗，后期還可在上游增加如“零件制造”、下游增加如“發動機控制參數”等方面的實驗環節，可以進一步豐富內容和增加創新性。
作者:王炫 于軍力 張青付宇 單位:中國民航大學航空工程學院
能力培養論文3
1中職生應當具備的職業素養與能力
1.1集體觀念和團隊協作的理念。隨著現代社會分工越來越細，很多工作和科研項目只靠一個人很難完成，需要依靠群體的通力合作、密切配合，團結互助才能圓滿完成較復雜的工作。因此，中職生必須要有集體觀念和團隊協作理念，這已經成為新時代勞動者必備的基本素養，也成為目前各單位各企業選拔人才的重要條件之一。
1.2勇于改革和善于創新的膽識和氣魄?！皠撔率且粋€民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，也是中華民族最深沉的民族稟賦。在激烈的國際競爭中，惟創新者進，惟創新者強，惟創新者勝?！备母镩_放四十多年的巨大成就再一次證明了，只有改革創新才能打破封閉思維和傳統模式，迎來新的希望和曙光。改革是中國的時代精神，同樣需要中職生繼承和發揚。
1.3終身自我管理、塑造自我的能力。自我管理是指自己約束自己，自己調控自己。面對多變的環境以及來自于各方面的挑戰，只有具備了較強的自我控制能力，才能理性的控制自己的言行舉止，調整自己的情緒，以良好的狀態去面對工作中的困難和生活中的挫折，才能以積極的態度和飽滿的熱情投入到緊張的學習和工作中。塑造自我就是要學會自我反思、自我評價、自我調整。一個人只有善于自我管理，塑造自我，才能不斷發展，不斷成熟，不斷進步。
1.4堅強的意志、頑強的毅力和高尚的品格。一個人只有具備堅強的意志、頑強的毅力和高尚的品格，才能戰勝困苦和磨難。因此，要對中職生加強堅強意志、頑強毅力和高尚品格的培養，使他們具有知難而進、迎難而上、百折不撓、堅韌不拔、勇往直前的中國精神，具有敢冒風險、敢于拼搏、勇于擔當的獻身精神。只有這樣才能經得起風雨的洗禮和歷史的考驗。
1.5扎實的文化基礎和過硬的專業技能。職業教育的教學目標就是培養一專多能的專業技能人才。為此，要引導學生扎實學好專業基礎知識，同時，不斷提高動手操作能力、實踐能力，練就過硬的專業基本功，力爭把自己打造成精益求精、超越自我、追求卓越的能工巧匠。
1.6熟練的計算機操作與應用能力，較強的信息技術和數字應用能力。隨著信息技術和數字技術的普及和應用，中職生未來的工作需要計算機來輔助完成，計算機操作與應用能力、信息技術和數字應用能力的高低將成為企業選人用人的重要標準。
2培養中職生職業素養與能力的策略
2.1堅持德育為首，學生思想政治教育常抓常新，堅持不懈。堅持用思想武裝學生的頭腦，用社會主義核心價值觀統領學生的思想靈魂，成才必先成人，成人成才兩手都要抓，都要硬，把中職生培養成為德、智、體、美、勞全面發展，又紅又專的具有崇高職業理想和專業技能的高素質新型人才。要通過三年的中職學習，使學生具備誠信精神、奉獻精神、敬業精神、工匠精神。為此，既要狠抓學校傳統的德育教育，結合時代要求和學生實際，組織開展一系列的形式多樣、豐富多彩的德育教育活動，加強對學生的品行教育、道德情操教育、誠信教育、職業道德教育，使他們養成良好的品德行為習慣，具有高尚的道德情操。
2.2加大課程改革力度，創造使用新教材，扎實學生的專業知識，切實提高專業技能。堅持以黨和國家關于大力推進職業教育改革與發展有關文件和精神為指導思想，結合學校的實際，以勇于改革和善于創新的膽識和氣魄推進課程改革，精心選修課程，合理調整課程結構，科學制定課程目標，優化教學內容和教學模式，改進教學方法和教學手段，以職業導向和就業能力培養為基本點，重點抓好課堂教學、實訓實習關鍵環節，使學生扎實掌握專業知識，不斷提高動手實踐能力和專業技能。
2.3加強校企合作，引進現代企業先進的管理理念，使學生感受先進的企業文化和科學的管理模式。在加強文化基礎專業知識學習的同時，積極開展校校合作、校企合作，實現優質教育資源共享，優勢互補。根據聯合辦學需求，靈活調整專業設置，實施“訂單式”培養模式，增強專業人才培養的實效性，切實提高辦學效益；同時緩解企業用工之急，注入新鮮血液，促進企業發展；讓學生練就崗位操作能力，增強職業情感，積累豐富的工作經驗，實現“三促三贏”
作者:王曉壘 單位:華北工業學校