仲玉維 盧秋紅

記 者：學(xué)科與信息技術(shù)的融合已經(jīng)成為了一種趨勢，作為師范類院校，對于培養(yǎng)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力方面有什么樣的動作呢？

焦寶聰：信息技術(shù)與教學(xué)的關(guān)系，已經(jīng)從“初步整合”到了“深度融合”，現(xiàn)在到了“創(chuàng)新發(fā)展”階段。美國新媒體聯(lián)盟（New Media Consortium， NMC）2015發(fā)布的《地平線報告》K12版明確指出，STEAM教育將成為未來一年到兩年內(nèi)影響學(xué)校教育的關(guān)鍵要素?；赟TEAM的創(chuàng)新教育作為一種培養(yǎng)未來綜合性人才的教育模式，對于當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與教育教學(xué)改革都具有重要意義。我們要以未來創(chuàng)新教育觀為著眼點，面向21世紀(jì)全球化發(fā)展的核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，適應(yīng)素質(zhì)教育與通識教育融合的課程體系和思維框架體系，培養(yǎng)未來具有普適競爭力的泛精英類世界公民。

在培養(yǎng)教師信息化技能方面，我們現(xiàn)在主要做兩個方面的工作，一是對目前的中小學(xué)校內(nèi)的教師進(jìn)行培訓(xùn)；二是對未來的教師進(jìn)行培訓(xùn)。

從今年3月初開始，我們?yōu)閬碜詵|城區(qū)40所小學(xué)的數(shù)學(xué)教師開設(shè)了“小學(xué)教師數(shù)學(xué)游戲教學(xué)設(shè)計與教具開發(fā)專題研修班”， 梳理了一套“理論-設(shè)計-制作-游戲”的教學(xué)方法，將小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與數(shù)字化設(shè)計制作技術(shù)結(jié)合，從游戲教學(xué)設(shè)計與教具開發(fā)設(shè)計、制作、教具的使用方面對教師進(jìn)行培訓(xùn)。

這套教學(xué)方法的說明如下：

理論——依據(jù)當(dāng)前的創(chuàng)客教育和STEAM教育理念，以傳統(tǒng)益智玩具作為實施載體，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)意、創(chuàng)圖、創(chuàng)物、分享等實施環(huán)節(jié)，掌握數(shù)學(xué)原理、游戲教學(xué)模式和教具開發(fā)能力。

設(shè)計——以設(shè)計一款有教育意義的益智教具開始，通過設(shè)計益智教具，學(xué)會如何應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計，如何辨別設(shè)計問題或需要，如何思考各種選擇及其約束條件，如何建模型、優(yōu)化模型，如何提高高階思維技能和實實在在的可見技能。

制作——通過激光切割機(jī)將設(shè)計圖加工出來，形成零部件，通過手工組裝、加膠加固、修修補(bǔ)補(bǔ)完成自己的益智教具。

游戲——根據(jù)教具的數(shù)學(xué)原理創(chuàng)編教學(xué)設(shè)計，以益智教具為載體，進(jìn)行教學(xué)游戲，完成理解數(shù)學(xué)原理、開發(fā)思維潛能、啟發(fā)引導(dǎo)的任務(wù)。

我國中小學(xué)校實施STEAM教育的關(guān)鍵在于師資隊伍，而高等學(xué)校幾乎沒有專門針對STEAM教育師資培養(yǎng)的課程與專業(yè)。在當(dāng)前創(chuàng)客運(yùn)動興起與STEAM教育理念廣泛普及的背景下，許多中小學(xué)表現(xiàn)出踐行STEAM教育的強(qiáng)烈意愿，但卻因為缺乏合格師資隊伍而無法實施。我們及時調(diào)整自身人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與模式，適應(yīng)中小學(xué)校對STEAM教育師資的現(xiàn)實需求，開設(shè)了STEAM教師教育輔修專業(yè)；在大學(xué)新生中面向各專業(yè)學(xué)生開展“創(chuàng)客馬拉松”活動。針對中小學(xué)校內(nèi)的現(xiàn)有教師進(jìn)行的培訓(xùn)，屬于應(yīng)急的方式，可以保證培訓(xùn)后就馬上應(yīng)用和實踐；而對于師范生的培養(yǎng)屬于比較慢的形式，但是非常有必要進(jìn)行。

記 者：也就是說，教育技術(shù)系更重視未來教師技能的培養(yǎng)，可以具體介紹一下STEAM教師教育輔修專業(yè)嗎？

焦寶聰：STEAM教師教育輔修專業(yè)，全校學(xué)生從大二開始進(jìn)行輔修，輔修的優(yōu)勢是，學(xué)生可以來自各個學(xué)院、文科理科交叉互補(bǔ)。學(xué)習(xí)方式靈活，采取的是模塊化，如果能夠堅持下來，完成所有課程及畢業(yè)設(shè)計就會授予第二學(xué)位。我們也考慮到如果學(xué)生沒有時間和精力，不能完成所有課程，只完成了若干模塊，也可以按照結(jié)業(yè)、?？疲l(fā)給相應(yīng)證書。這些學(xué)生掌握了STEAM教育的若干模塊，中小學(xué)校就可以放心聘用其作為教師承擔(dān)STEAM教育課程。

在大學(xué)新生中“創(chuàng)客馬拉松”活動是一個非常有意義的項目。為推動這件事情，我們建立了專門的實驗室，配備了3D打印機(jī)、激光切割機(jī)等各種工具。我們從2017年10月開始，活動一直會持續(xù)到今年的6月。在活動期間，大一的學(xué)生結(jié)合創(chuàng)新教育，每周開展活動，并進(jìn)行現(xiàn)場的動手制作。這為學(xué)生進(jìn)入大學(xué)二年級，進(jìn)行STEAM教師教育輔修專業(yè)打下了基礎(chǔ)。我們也建議全國的師范類院校，都應(yīng)該設(shè)立類似的信息技術(shù)教育的輔修專業(yè)。

記 者：未來的教師最終不僅需要專業(yè)還需要技能、掌握工具和技術(shù)。您怎么看待使用工具的能力對一個人創(chuàng)新能力的影響呢？

焦寶聰：一個學(xué)習(xí)者對工具的掌握程度會影響到一個人的創(chuàng)新能力，掌握的新工具越多、越熟練，越是能夠觸發(fā)靈感。不管是培訓(xùn)教師還是培養(yǎng)學(xué)生，使用新工具這關(guān)必須要過。

一個人掌握了工具和沒掌握工具是不一樣的。一旦掌握了工具，你就知道遇到問題可以使用哪個工具進(jìn)行解決，在創(chuàng)意過程中不會造成障礙，你就會有創(chuàng)意和想法，知道怎么樣去實現(xiàn)；如果你根本不知道一些工具，就會把你的思維掐斷，因為這是一面無法逾越的墻。

我們現(xiàn)在談創(chuàng)新與掌握工具之間的關(guān)系，不是讓每個學(xué)習(xí)者僅僅成為工具的使用者，而是在熟悉工具之后，能有新的想法、不斷產(chǎn)生新的想法。只有你了解了工具背后的知識和原理，才能有助于你的創(chuàng)意設(shè)計。因此，工具的使用會影響到創(chuàng)新的能力。

從傳統(tǒng)的工具到現(xiàn)在的3D打印機(jī)、智能芯片、激光切割，你會使用工具后思考問題的能力就會增強(qiáng)，那么接下來就是創(chuàng)意、創(chuàng)圖、創(chuàng)物，但這個過程需要不斷迭代。你可以從模仿做一些東西開始，最終真正具有意義的創(chuàng)新取決于你的創(chuàng)意。那么創(chuàng)意從哪里來呢？你如果想要做出新東西，就需要不斷的主動學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程方法，還要學(xué)習(xí)美術(shù)、繼承和發(fā)展民族文化，然后再考慮如何與STEAM結(jié)合，這個過程也是在傳承中國的傳統(tǒng)文化。為此，我們與美術(shù)學(xué)院、物理系、數(shù)學(xué)、計算機(jī)學(xué)科教師結(jié)合起來，實現(xiàn)跨學(xué)科融合，這樣才能夠更好的培養(yǎng)人才。

記 者：作為教育部數(shù)學(xué)教育技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新研究中心主任，可否介紹一下這個中心主要的任務(wù)是什么呢？

焦寶聰：教育部數(shù)學(xué)教育技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新研究中心成立于2014年，是教育部教育裝備工作領(lǐng)導(dǎo)小組于2014年8月批準(zhǔn)成立的國家級教育裝備協(xié)同創(chuàng)新機(jī)構(gòu)（教裝辦[2014]19號）?！爸行摹币詳?shù)學(xué)實驗教育為切入點，建立人與科技的高度協(xié)同與跨界（學(xué)科界與族群屆）融合的項目體系，項目體系至少包含數(shù)學(xué)圖形類、數(shù)學(xué)邏輯類、數(shù)學(xué)實驗類、數(shù)學(xué)建模類、科學(xué)探索類、創(chuàng)新思維類、人文藝術(shù)類、信息素養(yǎng)類、智能制造創(chuàng)新類、國際理解類、知識產(chǎn)權(quán)類等，打破學(xué)科之間的孤島效應(yīng)，通過底層的打通鑄就未來積木式研發(fā)創(chuàng)新體系的利劍，并將職業(yè)生涯規(guī)劃作為時間軸貫穿其中，以十五年以上的跨度審視教育的成果，真正做到點、線、面、體的高密度整合，集研究、開發(fā)、應(yīng)用推廣、服務(wù)于一體， 建成互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下支持?jǐn)?shù)學(xué)教育以及與數(shù)學(xué)相關(guān)的創(chuàng)新教育平臺、教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，為中國數(shù)學(xué)教育教學(xué)服務(wù)。

最近這幾年，我們把數(shù)學(xué)教育技術(shù)的創(chuàng)新研究分解成：一是結(jié)合數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，通過研究經(jīng)典的例子和活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，開發(fā)相關(guān)的教學(xué)資源；二是基于項目的STEAM教育，通過創(chuàng)意、創(chuàng)圖、創(chuàng)物、分享的學(xué)習(xí)過程，強(qiáng)調(diào)動手實驗，把數(shù)學(xué)的內(nèi)容融進(jìn)去，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，開發(fā)相關(guān)的教學(xué)資源。

研究需要實踐檢驗。幾年前，我們開始在北京一些中學(xué)，如景山學(xué)校、北京第五十五中學(xué)、北京市第九中學(xué)等作為試點，嘗試將大學(xué)數(shù)學(xué)中的《運(yùn)籌學(xué)》和《博弈論》搬進(jìn)中學(xué)選修課中。去年又在朝陽區(qū)勁松一中嘗試將《運(yùn)籌學(xué)》和《博弈論》等七門課程用于初中的校本課程。這些課程選材新穎、突出數(shù)學(xué)思維訓(xùn)練、強(qiáng)調(diào)動手實驗，數(shù)學(xué)學(xué)科中一些優(yōu)秀的思維方式被中學(xué)生認(rèn)可，他們能聽懂、效果也非常不錯。今后，我們將持續(xù)關(guān)注研究各種新的技術(shù)、工具，期待能夠用更多有效的技術(shù)、工具來促進(jìn)當(dāng)前的數(shù)學(xué)教育與創(chuàng)新教育的深度融合與發(fā)展。