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利用Wolfram 技术实现个性化学习

作者:李 想信息来源:中小学信息技术教育 发布日期: 2017-10-09 浏览次数:20

科技的发展推动教育领域改革不断前行,新的学习技术不仅会对教师的教学产生巨大影响,更改变孩子们探索知识的方法。 

学校教育中按照统一标准、进度来教导孩子们的传统教学,正在逐渐转为“以学生为学习中心”的教学方式. 未来教育的发展应该在于尊重每一个儿童,让他们为自己而去感受、思考和行动。因此, 需要培养学生自己内在学习动机,面对自我进行挑战,以“动中学”帮助自己进行独立个性化的学习。 

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个性化学习在未来教育 

个性化的学习就是每个孩子按照自身的特点和需求,采用适合自己的学习路径、方法和工具,可以不再削足适履去服从统一的标准和进度。在此模式下,每个学生学习目标、内容、成果都可以不同。

如何让孩子们为这样的个性化学习做好准备呢? 如何能发挥学生的最大潜质? 除了教育者为学生指导和建议,鼓励他们自己积极思考,为不同学生进行学习路径规划,帮助制定其学习计划之外,孩子们也必须要在个性化学习过程中掌握一些很好的技术工具,值得关注的是美国天才科学家StephenWolfram 潜心研究了将近 30 年,已经为我们构建的一系列 Wolfram 技术,包括无所不知的知识搜索引擎Wolfram |Alpha、强大的 Wolfram 编程语言以及易于协作的云端平台。现在可以尽早让孩子使用这些工具,充分利用各种内置于 Wolfram 语言的知识和智能自动化功能来最大限度地发挥每个孩童独特的天赋秉性、偏好优势。

自主学习相关科目 

首先,孩子们要有独立自主学习的能力, 并懂得最大化运用资源。Wolfram | Alpha 知识搜索引擎可以随时为学生提供其需要的学习资源,来加深或进一步探索相应的知识点。 

Wolfram | Alpha 可以回答孩子们的各种问题,接受日常英语输入( 未来也会支持中文搜索),经过后台复杂计算只将最直接的答案返回。它的神奇之处不仅可以用于求解数学问题,而且覆盖了天文、地理、概率、统计、化学、物理、历史等科目。比如下图返回的结果是求解多项式的值, 还可以尝试所列出的其他问题: 查询化学元素碳的信息;检索第16 届美国总统;完成一个定积分的计算。 

不论对孩子们还是老师来说,Wolfram | Alpha 都是一种非常强大的学习利器,不需要任何技能,只需要简单的词汇就可以解决很多问题。 

而对于更复杂的概念,也可以利用 Wolfram 提供的演示网站来查找不同年级、各个科目相应的动态模型,涵盖主题包含科学、数学、计算机科学、艺术、生物和金融等。涉及的内容从小学数学到更高深的主题,有浅显的,也有深奥的,如量子力学和生物器官模型。 

所演示模型通常都包含图形,当学生拖动滑块或点击按钮,模型都会实时进行响应。这样学生们可以亲手实践操作,更快、更深地理解科学概念。此网站目前已经超过11000 个演示项目,并在2008 年获得“美国父母最佳选择奖”。 

对于数学相关科目,Wolfram 问题生成器(Problem Generator) 能够帮助检验学生是否真正掌握了相应的知识点,课程涵盖算术、数论、代数、线性代数、微积分、统计等六大类以及各个年龄段。问题分有不同难度,从小学水平到大学水平。 

使用该工具非常简单,学生只需要选择科目和难度,系统将会自动生成题目。如果一个问题学生连试三次都无法正确回答的话,问题生成器更会显示解答步骤,来进一步帮助辅导学生彻底征服这个知识点。 

个性化拓展项目 

如果学生想要更深入进行个性化学习和探索,组织和构建自己想要的东西, Wolfram 语言可以完全实现这一点。它是基于知识的,就是说这种编程语言可以理解现实世界中的事物,并知道如何对他们进行计算,比如时间、城市、人物或照片。并且在这个语言中,每一个知识领域都是内置在工具当中,包括传统学校教授的几乎所有学科,非常轻松就可以使用。 

在传统的标准课程中,孩子们只能模仿教师所教的东西。但有了Wolfram 语言,现在可以做一些专业级别的事情了。比如在人文科目中,如果学生对莎士比亚的戏剧感兴趣,希望进一步探索戏剧中人物之间的关联。自己就可以导入剧本,分析每个场景下人物之间对白的对象,为此创造一个戏剧人物的社交网络图,挖掘某个关键词在整场剧目中出现的频次,很快可以对任何一部戏剧能有全面的了解: 哪些是核心人物? 为什么一些角色好像跟其他人都没有联系? 整个戏剧有没有其他使用更频繁的关键字? 这些都是能够再进一步探索的问题,可以将这些问题再带入到戏剧当中去思考。 

值得一提的是,学生还可以将自己写好的程序部署到 Wolfram 云端供全世界使用,最后只需要将得到的网页链接通过邮箱、QQ、微信等方式发给朋友,其他人通过这个链接就能调用相应的功能。比如在手机上打开相应的链接,上传合乎格式规范的文本就能对任何一部戏剧进行分析,得到显示上面类似的信息图出来。 

教育领域正在借助大数据的力量进入个性化学习普及的时代,对于每一位学生而言,掌握一种强大的工具才能够将各种学习资源更紧密、无缝地连接在一起。相信历经30 年进行研发的Wolfram技术会让求知的过程变得更有趣和高效,在学习中探索,也在探索中学习,以自己独特的方式发展潜力、兴趣及创造力,并将获得的成果展示给同学、朋友或者整个世界来看。