挡不住的后疫情时代世界潮流:科技教育终将“从娃娃抓起”

日期: 2021-04-29
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最新重磅消息

2021年4月,加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)中学教育专家Cathy Adam、教育心理学教授Mike Cabornaro、计算机科学教授James Hoover及Paul Lu联名发出倡议:

为适应科技教育的时代需求,作为已经实行STEM基础教育的业界领导者,阿尔伯塔省仍需要进一步改革课程体系,在K-6早期教育中增加计算机科学的课时。

背景:

科技信息大时代以让人措手不及的方式加速降临:2020年疫情爆发以来,全球每一个国家、每一个民族都面临着不可避免的挑战。而应对挑战的同时,人们却在不知不觉间加速推动了各项科技的发展——例如在线授课、云端会议。

与之相应的是,道琼斯指数上升到了前所未有的高峰,尤其以科技股势头最猛:

挡不住的后疫情时代世界潮流:科技教育终将“从娃娃抓起”


科研届的先驱者,哈佛大学(Harvard University),再次走在未来教育的第一线。

哈佛大学宣布,将启动量子科学与工程博士课程,这是世界上最早的有关量子科学与工程的项目之一。该项目旨在培训物理领域的下一代领导者和创新者,该领域已经对电子工程和计算机科学、生物和化学产生了革命性的影响,并准备改变其他领域。

研究项目将利用现有的量子科学课程——包括原子和亚原子粒子尺度上的物理,或与这些物体相关的离散能量态(量子)相关的物理——以及材料科学、光子学、计算机科学、化学和相关领域的课程。

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哈佛大学科学中心


哈佛大学透露计划对牛津街60号进行重大翻修,以容纳其雄心勃勃的量子计划的关键部分。这座建于2007年、面积达94000平方英尺的建筑,将成为量子科学和工程中心。

该项目的负责人之一,哈佛大学应用物理学和电气工程教授伊芙琳·胡(Evelyn Hu)表示,量子科学与工程“在很多方面都是一个全新的领域,”尽管哈佛大学和其他机构已经在量子物理研究上投资了几十年。

目前,根本没有足够的量子工程专业毕业生来满足公司需求。为了填补这一空白并促进该领域的基础科学研究,新的博士计划将提供一种基于“不仅是物理,还包括化学,电气工程,计算机科学,应用数学和机械工程,还有其他许多学科。这就是我们刚刚启动的博士项目的动力所在。”

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笔者认为:

在高精尖的量子领域开始新的博士项目,固然彰显了哈佛大学先驱者的独到视野;但是邓小平说过:“计算机要从娃娃抓起”。坚实的基础才能支撑起前沿课题的研究框架。

而在加拿大阿尔伯塔省,这里与美国湾区拥有同等数量世界500强公司,这里86%以上的居民拥有高等教育学历,这里拥有加拿大三大人工智能研究所之一。而阿尔伯塔大学(University of Alberta)的研究学者近日提出了重视基础教育的倡议——阿尔伯塔省新课程体系:为计算机科学增加重要课时。

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阿尔伯塔大学的学生在一年一度的CMPUT 250游戏开发课程优秀奖评选上测试一款电脑游戏。


在这一新倡议中,阿尔伯塔省已经出现了一个冉冉升起的先驱者:阿尔伯塔省的科技教育局——作为领先的科技教育局,狼溪公立教育局实行STEM基础教育倡议超过20年。

自1997年起,狼溪教育局已经全面实行STEM教育;

至今为止,经过两次课程改革,拥有超过700门STEM课程,当中包括早期编程、早期机器人、环保与清洁能源等课题。

狼溪教育局对前沿科技领域持续不断地输送血液:毕业生就读UCLA人工智能专业、哈佛大学数学专业、阿尔伯塔大学物理系,就职NASA及多家湾区科技机构,拉科姆中学因自主研究太阳能系统、内循环温室等项目获加拿大最环保学校称号,机器人学生团队多次荣获国际大赛冠军…

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以下,通过阿尔伯塔大学Cathy Adams,Mike Carbonaro, H. James Hoover, Paul Lu提出倡议报道原文,笔者将对照狼溪教育局的课程项目。

长期的经济多元化是建立在强大而灵活的K-12和高等教育体系的基础上的。阿尔伯塔省需要计算机科学领域受过良好教育的劳动力,以吸引高科技公司,培养本土初创企业,并在人工智能、机器学习和其他新兴技术领域保持领导地位。数字技术现在已遍及所有行业——从大公司到小企业、医疗保健、教育、社区和政府服务。今天,我们个人生活和职业生活的几乎每个方面都涉及到先进的计算机和通信技术。

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Charles Nokes,阿尔伯塔大学物理系硕士,毕业于狼溪公立教育局拉科姆综合高中(Lacombe Composite High School)。本科阶段即参与阿尔伯塔省首颗近地卫星发射项目,现任以卫星技术监控农田状况的Promethean Labs公司COO


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在中学阶段,Charles Nokes作为项目负责人之一,开发了一个由仅由太阳能及地热能支持、内部形成完整生态系统的温室

2021年3月29日,阿尔伯塔省的K-6科学课程草案发布了一个重要的新内容:计算机科学。在过去的25年里,阿尔伯塔省的教师、利益相关者和教授们为该省的K-12计算机科学课程而努力。我们坚信,计算机思维和数字素养是当今的关键技能,在未来也将继续如此。

K-12计算机科学课程并不局限于为了培养一代程序员。它的目的是为阿尔伯塔省所有的儿童和青年奠定21世纪科学的坚实基础。作为新的K-6科学课程的一部分,学生将获得以下的早期能力构建:

  • 解决问题、计算和逻辑思维能力。例如,学生的许多学习活动并不在课本上,比如对一副纸牌排序或搜索1到1000之间的一个秘密数字,都可以用标准算法解释。学生一旦理解这个算法的逻辑框架,将学会如何将其用于解决许多其他问题。



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阿尔伯塔省狼溪公立教育局与微软工程师协同教学,5年级学生利用微软软件为机器人编程

创造性的设计和早期的工程学技能。例如,同一个问题中,“我们能尝试用不同的方法解决吗?”,这种思维让人们用触摸屏上的图标取代了手机上的物理按键。纯机械无法做到的事情,用信息技术就能做到。

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狼溪公立教育局拉科姆小学课堂:从小在在职工程师的指导下,培养解决问题的能力

对科技对人们生活的正面和负面影响的伦理意识和批判性思维。学生需要了解一项科技的潜力,以明白它应如何被正确使用或滥用是如何出现的。例如,软件是否可以设计成更好地保护基本人权,如隐私和公平待遇?

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狼溪公立教育局从小学阶段起开展Digital Citizenship(数字公民)课程,培养儿童如何正确、适度地使用数码产品、在网络上发表恰当言论等数字时代所需的基本意识

在不同的团队中工作的能力。构建软件是一项团队活动。这是用户描述他们想要做什么和开发人员找出构建方案之间的持续对话。在这个过程中,用户对自己真正想做的事情有了更好的理解,而开发人员经常会提出用户做梦都想不到的可能性。

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狼溪公立教育局Bright Futures早教项目:加拿大首屈一指拥有STEM课程体系的公立早教项目

到小学高年级时,学生将学习一种基于视觉的块编码语言,并使用它来表示内容区域的知识,例如,模拟创建一个食物网,建立一个简单的行星运动模型,或编程机器人绕过障碍。许多这样的活动已经在一些领先的教育局里进行了。为所有小学生增加计算机科学课程,可以为他们7-12年级及日后的深度学习提供可靠的基础。

挡不住的后疫情时代世界潮流:科技教育终将“从娃娃抓起”

狼溪公立教育局贯穿K-12的STEM课程体系:在K-6阶段,让学生科技及职业启蒙;在7-9阶段,学生在超过700门Career and Technology Studies课程中探索不同的职业路线;在10-12阶段,针对日后大学及职业方向,进行不同学科项目的深度学习

计算思维和设计技能在STEM(科学、技术、工程和数学)中是无价的。计算思维能力的发展也为其他学科带来了新的能力和方法。但所有这些进步都可能带来意想不到的后果——好的和坏的——这就是为什么必须在教授计算机素养的同时教授道德意识。如果我们想确保技术创新带来积极的社会变革,我们需要一代关键的数字技术用户和创造者。该课程草案表明,阿尔伯塔教育部明白,计算机科学对我们孩子的未来太重要了,将计算机科学引入早期教育刻不容缓。

在早期教育中引入计算机科学,宣告了数字时代的正式降临;人工智能、生物基因等课题将成为下一代孩子学习的核心。

当阿尔伯塔省的孩子在幼儿园中就为未来尖端科学打基础时,亲爱的家长们,你们准备好迎接这个不可抗拒的科技信息时代潮流了吗?

笔者介绍

Ryan Ma

毕业于多伦多大学金融系

2018年加入狼溪公立教育局中国区独家授权代表安侨教育

参与狼溪国际学生项目运营,为超过150名中加学生提供国际教育支持

挡不住的后疫情时代世界潮流:科技教育终将“从娃娃抓起”

笔者Ryan Ma(右一)与狼溪教育局局长Jayson Lovell(左二),主管科教课程的助理局长Mark McWhinnie(右二)、科教部门负责人Sean Lougheed(左一)



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