实验教学机遇和挑战并存 我国创新教育任重而道远

　　实验教学一直备受各界关注,而教育部最近发布的《关于加强和改进中小学实验教学的意见》(以下简称《意见》)则对实验教学给予了总体指导,并在完善实验教学体系、创新实验教学方式、规范实验教学实施、提高实验教学能力、保障实验教学条件以及健全实验教学评价机制等方面给予了明确要求。

　　《意见》明确指出“促进传统实验教学与现代新兴科技有机融合,切实增强实验教学的趣味性和吸引力,提高实验教学质量和效果。”对于因受时空限制而在现实世界中无法观察和控制的事物和现象、变化太快或太慢的过程,以及有危险性、破坏性和对环境有危害的实验,《意见》明确表示,“可用增强现实、虚拟现实等技术手段呈现”。

　　有业内人士认为,教育部《意见》的公布,无疑是我国创新教育教学模式进化的重要风向标,不仅将借助科技力量改变传统的被动教学模式,而且从长远来说都是对家校师生、教育科技企业以及社会、政府等多方受益的未来。同时,对于一直涉足科技教育领域的腾讯、华为、讯飞幻境等企业来说,也是重大的利好,进而影响我国科技教育领域的新行业格局。

　　实验教学是创造教育的必然

　　开展实验教学等创造教育已是社会发展之必需,也是当前我国教育改革的重要组成部分。简单来说,实验教学就是打破被动教学模式,老师不是简单的传授者,更不是传统的“填鸭式”教学方式,还需进一步强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造,着力提升学生的观察能力、动手实践能力、创造性思维能力和团队合作能力,培育学生的兴趣爱好、创新精神、科学素养和意志品质。

　　根据《意见》要求,教育部制订中小学实验教学基本目录和操作指南。省级教育行政部门要按照国家课程方案和课程标准要求,将实验教学作为课程体系的重要内容纳入学科教学基本规范,强化实验教学要求;中小学校要针对不同学段教学要求精心设计实验教学内容,组织开展好基础性实验和拓展性实验(含探究性实验、创新性实验、综合性实验等)。注重加强实验教学与多学科融合教育、编程教育、创客教育、人工智能教育、社会实践等有机融合,有条件的地区可以开发地方课程和校本课程。

　　据了解,中小学实验教学一般有四大功能:一是将知识、定理等与实际现象联系起来,通过实验现象来检验知识。二是激发学科兴趣,深化学科思维。实验教学的具象化能够引起学生视觉上的关注,激发学生的兴趣,从而将科学常识与知识要点融合到实验过程中,能够更加有效地提高学生对于科学知识的认识。三是发挥学生的主体参与作用。学生实验由学生进行设计与演示,通过学生进行自主探究与实验,能够调动起学习和探究的主体性与主动性。四是完善学科知识结构与技能体系。实验教学是很好的完善知识结构、厘清知识体系的方式,以实验推进教学能够验证许多知识结构的正确性,并在实验过程中优化知识结构。

　　本次《意见》也提出,把学生实验操作能力表现纳入综合素质评价以及2023年前要将实验操作纳入初中学业水平考试,考试成绩作为高中招生录取依据。这表明了教育部门要将实验教学的评价、考试和招生进行协同的布局。只有将实验教学纳入招生体系,健全实验教学评价机制,才能让学校真正重视实验教学,提高实验教学质量。此外,各级教育督导部门要将中小学实验教学纳入对地方政府履行教育职责督导评估的重要内容,并强化督导结果运用。

　　AVR技术天然赋能实验教学

　　特别值得一提的是,《意见》明确表示:“鼓励有条件的地方和学校,积极利用信息技术手段开展实验教学管理,探索通过购买服务方式开展特色实验教学或实践活动。”尤其是明确了“可用增强现实、虚拟现实等技术手段呈现”。这无疑为科技教育行业领域里的企业“大展拳脚”提供了广阔的舞台空间。

　　借助5G、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术优势,作为国内的科技巨头的华为、腾讯、讯飞幻境等纷纷“大展拳脚”,以AR/VR为切入,构建实景体验般的趣味教学。

　　2019年8月,华为与中国科学技术馆正式启动深度合作,双方围绕AR&VR教育领域,优势互补,共同推动将教育类的AR&VR内容普及推广,触及到更多的消费者,加快科普知识的普及。

　　12月初,腾讯教育与英特尔签署战略合作协议。腾讯教育应用平台在AI能力层将开放包括语音识别(ASR)、自然语言处理(NLP)、语音合成、文本识别等通用AI能力,以及口语测评、作文批改、知识图谱、AI教辅等教育AI能力,并通过该平台让应用实现对全终端容器平台的兼容。

(讯飞幻境AR智能课桌)

　　就在大家纷纷下场时,一家视觉人工智能企业讯飞幻境已经抢先进入到了成熟的AR/VR+教育商用阶段。据了解,讯飞幻境的AR智能课桌产品利用增强现实技术,结合人工智能、语音智能可以通过多个二维码卡牌实现3D实训内容的交互。这样的新型实验教学设备已经成功落地全国30多个省市,应用于小初高校园、科技馆、图书馆、普法基地等地。K12全学段各学科的丰富内容,加上法制、职业培训等定制化类目,让体验式学习走进了更多人的学习与生活。    

　　在专业领域,讯飞幻境作为一家技术创新型企业,是2019世界VR产业大会中国VR50强企业中的一员;同时,还先后两次承接过国家重要大型活动的技术支持与保障。从2017年“砥砺奋进的五年”大型成就展,到2019年“伟大历程 辉煌成就——庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”,讯飞幻境的智能交互类展示项目都得到了教育部实力认可。不仅在国内市场大热,讯飞幻境还在今年连接更多国际市场与资源,与澳大利亚中联评估、澳洲成峰高教、韩国OTTIYA等确立了海外合作。

　　由此可见,利用AR/VR技术与实验教学深度融合,完成信息技术推动创新创造教育,实现教育教学方式的革新,的确未来可期。而处于这一前瞻领域的科技教育企业,也将随着实验教学的政策明确与深入推进,得以更快速的发展。

　　新形势下机遇和挑战并存

　　但并不因此而确信实验教学的推进就是一马平川的,有专家认为,长期以来因受学校重视程度、实验设备、管理制度、考核评价等因素的制约,实验教学在各地各校开展情况并不容乐观。主要是学习“指挥棒”以及人财物的“瓶颈”等问题。据了解,实验教学存在重视程度不够、开不齐开不足、内容形式陈旧单一、实验教学质量不够高以及教育经费短缺等问题。这些问题严重制约了基础教育内涵发展,迫切需要改进和加强。

　　尽管解决当前实验教学困境,需要构建与德智体美劳全面培养的教育体系相适应、与课程标准要求相统一的实验教学体系。而《意见》也予以明确了相关要求:一是教育部制订中小学实验教学基本目录和操作指南;二是省级教育行政部门按学科制订实验教学基本规范;三是学校要开足开齐实验课程,组织开展好基础性实验和拓展性实验。但实际落地推进中必然面临诸多现实难题。

　　更具挑战的则是从事实验教学领域的“人才”。尽管在这方面教育部的《意见》表示要对现有相关学科教师实验教学能力进行分析研判,有针对性地制定培训方案,纳入教师培训体系,列入“国培计划”“省培计划”,确保到2022年前完成教师实验教学能力全员轮训,但实验教学能力并非一蹴而就的。

　　值得肯定的是,《意见》在实验教学评价机制等方面予以了明确要求,比如,把教师实验教学能力、教学水平和教学实绩作为相关学科教师职称评聘、绩效奖励等的重要依据。加快畅通实验教学人员和实验室管理人员职称评聘通道,提高其高级职称的比例。把学生实验操作情况和能力表现纳入综合素质评价;2023年前要将实验操作纳入初中学业水平考试,考试成绩纳入高中阶段学校招生录取依据;在普通高中学业水平考试中,有条件的地区可将理化生实验操作纳入省级统一考试…这些无疑对于从事实验教学领域的各方面人员和单位或机构,都是一种积极的驱动力。

　　实验教学机遇和挑战并存,我国创新教育任重而道远。相信随着《意见》的颁布和实施,我国的实验教学必定全面而纵深的发展,到底推进如何,还需拭目以待。

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