教育扶贫视域下的湘西少儿科技教育发展路径研究——基于吉首大学星火智能少儿实验室的实践与探索

□宋婉冰 孙皖湘 莫 异

一、引言

2020年，我国的脱贫攻坚工作圆满完成。在全面建成小康社会的“后脱贫时代”背景下，如何以可持续、高效率的方式实现教育扶贫机制的长效稳定运行成为当下教育领域的关键课题。习近平总书记曾明确指出：“让贫困地区的孩子们接受良好教育，是扶贫开发的根本之策，也是阻断贫困代际传递的重要途径。”[1]如今，由于我国地域经济发展的不平衡性，在广大的中西部地区尤其是边陲山区，其教育水平还是处于非常落后的状态。如果说改善资源分配不均的现状，积极推进各地区教育服务均等化是教育扶贫的核心，那么少儿科技教育便是解决教育扶贫问题的一把钥匙，可以培养每个孩子独立思考、创新思维能力，符合我国科教兴国、人才强国的战略。

2020年末，教育部对政协委员所发布的《关于稳步推动编程教育纳入我国基础教学体系，着力培养数字化人才的提案》做出了回应，将编程纳入了中小学相关课程[2]。国家在关于新时代人工智能与教育信息化的大方向上保持着长久的鼓励与支持。然而，由于技术、交通、师资、成本、基础设施建设等多方面因素影响，针对少儿的启发式智能科技创新教育是乡村教育扶贫工作进程中的难中之难。基于此，本文在教育扶贫的背景下，立足于少数民族地区少儿人工智能教育、编程教育、机器人教育、创客教育、STEAM教育等启发式科技教育实施和推广的难点，以湘西自治州吉首大学星火智能少儿实验室为例，探讨助力湘西少儿智能科技教育的难点与解决路径，以期为其他地区的教育扶贫提供参考。

二、湘西地区小学少儿智能科技教育的现实困境

(一)缺乏科技教育培养意识。目前，小学生同样面临小升初压力，教师教学更加注重对学生语文、数学、外语等应试科目的培养提升，而忽略了对学生科技素养的启发性教育。相对于传统的美术、舞蹈、体育等兴趣课程，包括人工智能教育、编程教育、机器人教育、创客教育、STEAM教育等在内的少儿智能科技教育课程还比较新，大众对其了解度、接受度还比较低。尽管近年来此类课程在国内一二线城市以及三四线城市的省会城市比较火热，但湘西地区智能科技教育仍处于较冷状态，笔者通过关键词查找，查阅湘西生活网等湘西本土化信息资讯平台、论坛，发现仅有几条有关科技课外培训机构广告，且浏览量不多、相关主题资讯、评论几乎没有。少儿编程教育行业对大部分家长来说也只是处于半听的状态，大多数启发性教育都选择奥数入门，缺乏科技启蒙的兴趣培养。同时，传统的教育观念具有一定的保守性沿袭性和统一性。若是按照这种过于形式化的趋势发展下去，我国的教育模式很容易陷入困境，无法得到长足的发展。一些学校教育工作管理者认为将诸如此类创新式教育内容及模式引入课堂会打破原有的管理模式，扰乱秩序、增加学校教育教学管理工作的压力，因而当前教育模式的改革创新尝试进程缓慢。从全国的角度来说湘西地区缺少全面普及科技教育的思想理念。

(二)教学体系建设缺乏成熟经验。尽管湘西地区大部分乡镇小学已配备电子白板、电脑机房等设备设施，受师资力量、教学资源等多方面的限制，乡镇小学现有科技课程多为传统式应试教育,其主要内容大部分是依赖于固定的书本，缺乏创新，且未能很好地联系时代发展。传统的课堂教学以教师、书本为中心，重知识和技能的灌输而忽略了计算思维和创造力的培养，学生自主学习、探究的意愿不强，这种被动的学习不适用于强调思考、动手操作与创造的启发式科技教育，难以启发少儿的多维思考与创新思维。2019年11月底国家教育部在教基〔2019〕16号《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》中提出“应切实扭转忽视实验教学的倾向；拓展创新，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学，丰富内容，改进方式；注重实效，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。”[3]而国内目前未完全普及的人工智能教育、编程教育、机器人教育、创客教育、STEAM教育等课程尚处于发展阶段，此领域教育市场现流行的教学体系尚待研究考察，教学体系的建设缺乏理论研究指导，教育实践仍需持续探索。

(三)师资体系的滞后发展。湘西地区从属武陵山连片特困区，地处偏远、交通落后，经济条件落后。湘西自治州全域面积15万平方公里，而人口不足300万，呈现出地广人稀的状态。正是这些特征，使得湘西自治州的各个学校分布呈现出规模小、分散程度高的状态。有关数据显示，全州的小规模学校(200人以下)大约有70%，分布的教学点将近1,000个。湘西地区乡镇小学师资存在整体学历水平不高、青年教师比例偏低的问题，教师教学专业以语文、数学、外语等主科为主，大多不具备专业性较强的科学小制作、少儿编程等科技启发式创新实验课授课能力。由于乡镇小学师资的匮乏，科学课由数学教师兼授的现象比较普遍，由于课程缺乏专业教师授课，课程所运用的教学软、硬件设施无法实现正常运用，课程内容难以实现与时俱进的更新，针对学生人才培养的创新性、启发性、思维导向性教学目标难以实现。科技教育成为贫困地区、乡镇小学的一块短板。

(四)课程教学研发孵化成本偏高。少儿人工智能教育、编程教育、机器人教育、创客教育、STEAM教育等启发式科技教育涉及到软、硬件课程研发、设备的购买以及科教人员教学技能培训，如一辆教学用的智能小车需要用到arduino扩展板、arduino、车模、面包板、led灯泡、红外遥控器、HC-SR04超声波、杜邦线、tybe-B等材料，不同项目功能组件以及各种硬件设备也需持续性的换代升级。适合不同年龄阶段的初阶、高阶课程，同样需要与课程内容相匹配的教具持续跟进支持维护。当前课外教育市场上广泛使用的“乐高”科创套餐积木教具一套售价在4,000元左右，购入成本高昂。同时在实际教学过程中的设计、制作、设备量化投入、设备损耗等所需要的人力、物力、财力资源也是制约少儿科技创新教育普及的重要因素。

三、星火智能少儿实验室的实践

星火智能少儿实验室成立于湖南省湘西自治州吉首大学，团队由吉首大学各学院相关专业的学生组成，是一个以少儿编程教育为内容的“教育+公益”学生工作室。团队深入湘西地方小学开展公益宣讲、趣味课堂等实践活动，对少儿科技创新教育做了些许探索。

(一)多渠道的课程推广。工作室在线上建立起以微信、微视频为主的新媒体矩阵，以星火智能少儿实验室公众号为主要阵地，在公众号内设置“星火资讯”、“课程乐园”等栏目，推送、转载相关政策、课程资讯。在各大新媒体平台如抖音、快手、微视等同步课程动态资讯，利用互联网进行传播推广，实时分享教学动态。线下分社区进行传单分发与海报张贴，覆盖学校、广场、小区等人群密集地，采用社区口碑传播方式，逐步打开整个湘西的科技教育市场。

(二)个性化的课程设计。星火智能少儿实验室在课程设计中结合学生素质教育课程内容，将创新科学教育与各学科融合贯通，拉近学科间的距离，提升学生举一反三、融会贯通的思维能力。团队在每一次教学过程中，以生活化场景的情节为背景，将日常生活中的小问题作为切入点，把影视动画、游戏要素融进编码，引导学生发现问题，在一次次的编写调试中不断发现其中的错误和漏洞，循序渐进地解决问题，让学生运用自己的想象力，充分发挥主观能动性创造并完成项目。在授课过程中加入竞赛内容，以小组趣味赛的形式引导学生合作动手操作，促进学生的学习积极性与创造性。

(三)定期性的公益驻校。团队在开展少儿编程教育的同时，不时在吉首大学校园内举办爱心义卖的活动。同时，吸收吉首大学各院系专业学生，对有志参与公益教育活动的学生展开教学培训，在地方政府的扶持下，团队对接偏远山区的地方小学，开展“互联网+教育”公益支教活动，与当地马颈坳小学、乾城德雅小学、太平希望小学等小学达成公益性科学课堂合作，给孩子们带来科技教育的启发课。目前已与周边多所乡镇小学达成教育帮扶合作，宣讲已覆盖学生2,000余人次。

四、湘西少儿科技教育的探索路径

(一)“校际”联动的模式构建。“校际”联动即地方高校与地方小学合作构建联动桥梁。地方高校组建以学生为主体、校内外专家指导的“互联网+”公益团队，下设研发部、教学部、组织部，吸收信息科学与工程学院、软件学院、师范学院等多院系的学生合作研究并组织实践，打造“实践促学”专业实践站。地方小学成立工作小组对接科技教育教学的设计与培养实施，对接高校资源，联合培养本校相关教学人员，从而实现可持续的教学实践。通过这样“点对点”的模式逐渐辐射到“一点对多点”、“多点对多点”的整体格局，进而形成科学、高效、互利的运行生态圈，以适应现阶段贫困地区少儿科技教育状况，实现低成本、可持续、渐进性的实践发展模式构建。

(二)资源共享的平台整合。未来项目开展过程中，由团队中计算机专业人员构建起统一的多资源集约化云平台，在线上形成湘西区域全覆盖的校际联系网，实现教学资源的持续更新与实时的交互共享，助推弥合区域教育信息差。星火智能少儿实验室可以借助云平台上传微课视频，在校际联系网覆盖下的乡村小学，都可以随时自主选择性的观看，这对于团队来说可以进一步的打开整个湘西偏远地区的科技教育市场。学生积极进行线上网络课堂和线下传统课堂的互动，实现三方的有效沟通和答疑咨询，及时发现问题，共同营造线上线下课程教学氛围。“双线”的同步协作学习模式是因网络协作学习的逐渐普及而提出的学习模式，通过多元化、多维度的互动内容提升学生的学习体验。在线上虚拟与线下真实教学环境结合的情况下，人机互动与师生人际互动形成了良性互补[4]。乡村小学可以运用云平台上提供的编程软件，让学生在微课的启发下充分发挥自己的创造力，通过云平台的校级联系网，互相展示学生创造能力，共同学习借鉴，这对于乡村小学来说可以更好地培养学生的思维能力。利用好云平台既可以实现实验室与乡村小学之间的互利共赢，逐步扩大基础教育领域，也可以让乡村小学之间互相交融，形成多校联合，共同教育交流的场所之一。

(三)融合创新的课程体系设计。2018年4月，经济合作与发展组织(OECD)出版《教师作为学习环境的设计者：创新教学的重要性》一书，书中总结出了6类创新教学法，即混合式学习、游戏化、计算机思维、体验式学习、具身学习、多元读写与基于讨论的教学。

混合式教学是一种将在线学习和课堂教学结合起来的教学组织活动，能够实现面对面教学和远程教学优势互补，通过对传统课堂的重构，扩展少儿科技教育教学的时间和空间。团队在未来的课程内容上计划开始实验VR教学，以学生为主体，发挥教师的引导、启发、监控教学的辅助作用，带动学生的积极性、主动性和创造性。在课前的预习中，以VR技术展现硬件化的智能小车结构给予学生构思空间，学习过程中，利用互联网的在线演示，揭示软件操作性及原理，让学生明白当堂课程的核心点，在后续动手实践中，引导学生在原有基础上发挥自己的理解能力，在VR虚拟空间中自己搭建硬件化的智能器械。长期的思维创造占主导地位，能大大带动学生的思考能力，以模画像，学生对传统的语数外课程也能展开多方位思考。

团队计划进一步运用自主开发的云平台，开展网络兴趣教学班，实行摄像头、屏幕共享，邀请孩子与家长共同参与课堂。同时，开通回放与线上答疑功能，在课上不够熟练的操作步骤可以通过回放进行学习巩固，团队教师24小时在线解答，帮助小朋友们进行知识扩展延伸。建设、对接线上教学服务网，融合创新的课程体系，是实现创新教学长期、稳定开展的重要保障。

(四)政企校合力的项目扶持机制。党的十八届三中全会中，习近平总书记强调了市场在资源配置中的决定性作用，并提出了应不断发挥政府作用、深化简政放权的要求，同时，应出台相关针对性的政策，以更有效地解决教育不公平的问题。此外，教育部指出，“各地的有关部门应深入贯彻落实党的教育理念与教育方针，发展全面的素质教育，立足于发展基础教育的战略高度，切实加强党组织领导，保证教育系统平稳运行的同时开拓创新，谋求发展。”各个省级的教育行政部门应协调、统筹好各项工作，对教学实践工作进行有效的落实，并结合实际状况完善相关的制度，不断地加强领导。作为教育学生、培育人才的重要场所,高校必须要迎合时代的发展，将教学工作与现代科技、创新发展结合起来，在确保学生掌握了扎实的专业理论知识的同时,开展相关的课程与活动，以挖掘学生潜力，激发其创新创造的活力，促进学生的全面发展。提高大学生社会实践能力，实现高校“立德树人”的人才培养，增强高校学生的社会责任感，促进高校学生积极地参与社会实践活动。在实际的工作实践中，地方政府、科协、地方高校以及教育、科技行业企业开展多方位合作，实现政策资金扶持、工作方向指引、先进技术指导、教学培训工作开展等各个重要环节的协调运行，形成了强大合力，使项目运行开展更加专业化和多元化。

五、结语

作为青年学生聚集的主要阵营，各大高校应深刻地认识到时代发展之势，秉持着立德树人的理念,引领广大青年学生前行的方向，助力新一代青年之强大、成长。以高校大学生为主要人员构成的星火智能少儿实验室团队提出“以星火点亮未来之光”的口号，深入湘西地方乡镇、对地方小学科技教育开展实践探索，通过多渠道的宣传推广、趣味化的课程设计、多方位的协同合作在试点工作中取得了良好的效果，为后续教育工作的巩固与提升积累了经验。大力推进启发式创新科技教育、使传统课堂注入新鲜血液，从而全面提升孩子们的数字化素养，让科技教育成为巩固湘西州全面脱贫攻坚成果、继续推进乡村振兴的有力推手。全面践行“科教强州”战略，需要坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，围绕湖南省“三高四新”战略、湘西州“562”发展思路、“四州”意识，加强科学谋划，深化科技创新，切实把党中央和省州委决策部署贯彻落实到科技教育中去，并将其打造成建设美丽湘西的一道招牌指向标。