发布时间:2023-09-22 10:38:34
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中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)16-3865-02
1 概述
2008年11月16日,中国科协成立50周年新闻会在北京召开。在新闻会上,“五个10”系列评选活动,即10位传播科技的优秀人物、10部公众喜爱的科普作品、10个公众关注的科技问题、10个影响中国的科技事件、10项引领未来的科学技术评选结果揭晓。10项引领未来的科学技术是:基因修饰技术;未来家庭机器人;新型电池;人工智能技术;超高速交通工具;干细胞技术;光电信息技术;可服用诊疗芯片;感冒疫苗;无线能量传输技术。
人工智能技术学科是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。指人类的各种脑力劳动或智能行为,诸如判断、推理、证明、判别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动,可以用某种智能化的机器来予以人工实现[1]。
通过《人工智能技术》课程的学习,使学生对人工智能技术的发展概况、基本原理和应用领域有深入了解、对主要技术及应用有一定掌握,并对现代人工智能技术发展的方向有所研究。通过人工智能技术课程的学习与研究,启发学生对人工智能技术的兴趣,培养知识创新和技术创新能力,并能将人工智能技术融入到今后所开发的计算机软件之中。
《人工智能技术》是一门众多学科交叉的新兴课程,其涵盖范围广,涉及知识点多,知识更新快,内容抽象,不容易理解,理论性强,而且需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力,这给该课程的讲授带来了一定困难。《人工智能技术》也是一门应用型学科,怎样将理论运用到实践中,使学生将学到的人工智能技术知识和思想运用到自己的实际课题,这也是该课程需要解决的问题之一。
因此,对《人工智能技术》课程教学来说,我们要了解课程的最新信息,把握课程的特点,帮助学生找到好的学习方法,使他们能充分发挥自己的创新思维能力,提高学习兴趣,该文给出了《人工智能技术》课程的教学与实践的探索。
2 教学与实践的探索
2.1 教材和实验教学内容的选取
1) 人工智能技术是整个计算机科学领域发展最快,知识更新最快,最前沿的学科之一。在教材选用方面,我们采用了蔡自兴教授等主编,由高等教育出版社出版的《人工智能基础》这本教材。蔡自兴教授的主要研究领域为人工智能、机器人学和智能控制等。这本教材是作者在美国国家工程院院士、普度大学教授傅京孙先生的指导和鼓励下编写,借鉴了国内外人工智能技术研究领域专家的最新研究成果和学术书籍的长处,该书比较全面地介绍了人工智能技术的基础知识与技术,材料新,易于理解,兼顾基础及应用[2]。
此外,我们还给学生自主学习提供多种类型的学习资料,其中包括参考书目,如:Russel S, Norvig P.等编著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》一书,人工智能技术国内外期刊,如电子学报,计算机学报,人工智能与模式识别,Artificial Intelligence,Journal of Artificial Intelligence Research,Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence,AAAI: American Association for AI National Conference等人工智能技术会议,使学生能够掌握人工智能技术的更多前沿动态,提高学习兴趣。
2) 配套的实验教学内容。《人工智能技术》是一门理论性和实践性都很强的课程,实践性教学环节对该课程尤为重要。除了完成课本上的作业之外,还注重实验教学,培养学生的创新能力、算法设计能力和编程能力。首先,每个章节设置相应的实验,而实验内容经过严格的考虑,如:五子棋游戏,产生式系统,旅行商问题,传教士和野人问题,BP神经网络实现简单的分类,遗传算法、人工生命程序等,要求学生运用所学章节的知识,独立地设计和实现实验内容。实验报告包括简述实验原理及方法,给出程序设计流程图,源程序清单,实验结果及分析等内容,通过这种方式,进一步加强学生的信息获取能力和研究能力。
2.2 教学方法和手段的改革
人工智能技术课程交叉性强,涉及面广,传统的教学方法手段单一,缺少交流,课堂气氛沉闷,激发不起学生的学习兴趣,教学效果不理想。人工智能技术这门课程内容抽象,如何激发学生的学习兴趣是本课程需要解决的主要问题,也是关系教学改革成败的关键。本课程需采用多种方法进行教学,以此来激发学生的学习兴趣。
1) 问题启发式教学。《人工智能技术》这门课程中有很多似是而非、引人入胜的问题,主要是用计算机模拟人类的智能来解决这种问题。在教学中,有目的的提出这些问题,鼓励学生思考,提出自己的想法和解决方案,并进行分析和比较,这样强化学生的主动学习意识,提高学习积极性[3]。
2) 个性化学习和因材施教。学生中存在计算机专业和非计算机专业本科毕业的差别,由于他们每个人的基础不同,有的计算机知识比较匮乏,因此有必要针对每个学生的学习进度,课堂作业和实验报告情况进行及时评估,对学生提出个性化的教学。例如:在实验教学中,要求有能力和兴趣的学生可以做探究性和创新性的附加实验,从而引导学生发挥个性的空间,而对稍微吃力的学生则要求完成基本的实验,更注重基础知识的学习和夯实,这样就能达到因材施教的目的。同时对不同层次的学生进行分析,进一步提出学习建议,并进行有针对性的指导。
3) 多媒体使用和多学科知识的融合。本课程PPT课件图文并茂,提纲挈领,便于学生理解。课堂讲授、板书与PPT手段相结合,注重课程中的关键词用英文表示,并适当指定英文参考书,使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。PPT课件运用了大量多媒体技术,如动画、声音、图像,通过动画和视频演示抽象的概念、算法和过程,使人工智能技术中抽象的知识形象化,在课件中融入了文学,历史等其他学科的相关知识,便于学生较好地理解知识难点和重点[4]。
4) 师生互动和课内外答疑。在教学中,改变了传统的老师讲,学生听的教学模式。针对人工智能技术的实用性,适当提问,收集学生学习情况,尽量使用实例进行讲解。设置了实验讲解互动课程,对于实验的讲解,学生可以提出疑问,然后在课堂上展开讨论,学生可以看到问题从提出、分析到解决的整个过程,让学生自己在讨论中总结结论。为了解决教学中存在的疑难问题,还设有课后答疑,使学生能将所有的问题都理解透彻。
5) 理论研究与实践结合。在教学内容的安排上,注重学生的理论研究和动手能力,适当布置一些课程相关的论文和实验编程。通过课程论文,可以培养学生钻研问题的兴趣; 通过查阅科技文献使学生掌握如何查找相关文献的技能,可以培养学生撰写科技论文的能力。通过实验实践,使学生可以更加清楚地了解人工智能技术基本概念和难点,也能了解算法的设计具体运行过程,并对其进行验证,提高了学生的编程能力和和学习兴趣。
6) 考试考核方式改革。本课程的考核考试也是一个值得探讨的问题,本课程应采用多种综合考试方法,注重学生对基础概念、知识和基本的技能的掌握以及理论联系实际的能力。平时作业考核成绩,实验实践教学成绩、提交课程论文成绩,以及最后的期末考试成绩形成一种有效的考试考核方法,促进学生主动学习,提高教学质量。实验的评价指标在于算法设计、编程的准确性和实验结果及分析。课程论文评价指是选题是否严谨科学和具可研究性,论文结构、思路是否严谨,论文内容科学性、正确性,能否提出自己的见解。考查查阅科技文献的能力主要通过是否查找到权威的、最新文献以及撰写是否规范。
2.3 学生学好《人工智能技术》课程的建议
《人工智能技术》是一门理论与实践相结合的应用课程,学生如何学习这么课程,也是我们应该探讨的问题。
学生应该正确看待《人工智能技术》这门科学的发展。人工智能技术孕育于20世纪30、40年代,形成于60、70年代,发展至今,人工智能技术只有短短60多年的历史,它是一门不断发展和完善的崭新学科,还有许多课题处于探索中,理论和技术还远未成熟,我们应该对它有科学的认识。
针对非计算机专业本科毕业的学生,除了课堂听讲之外,还应该课下自学该课程的先修课程,如:数据结构、离散数学等课程。人工智能技术中涉及到大量的数学知识,如:模式识别需要具有较好的概率论,数理统计知识,另外还会用到少量随机过程、模糊数学的一些知识。人工智能技术是一门应用课程,编程语言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神经网络,遗传算法等算法,实现这些算法要求学生具有较强的编程能力。
学生应该多读,多查阅资料,特别是国外的期刊文献和重要国际会议论文,多了解人工智能技术最前沿的信息,理论联系实际,加深对基本算法的理解,并将人工智能技术的知识运用到自己所研究的领域,以做到学以致用。
3 结论
人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,该文对《人工智能技术》的课程教学进行了一些探讨,教学与实践效果有了显著提高,但仍然有许多方面还需要我们继续探讨和改进。
参考文献:
[1] 蔡自兴,徐光佑.人工智能技术及其应用[M].北京: 清华大学出版社,2003.
中图分类号:TP393-4
所谓人工智能,就是利用人工方法在计算机上实现智能,也可以说是人工智能在计算机上的一种模拟。人工智能广泛融合了神经学、语言学、信息论和通讯科学等众多学科和领域。目前主要存在三条人工智能研究途径:一是以生物学理论为支撑,掌握人类智能的本质规律;二是以计算机科学为支撑,通过人工神经网络进行智能模拟,实现人机互动;三是以生物学理论为支撑。
1 人工智能技术的特征
智能技术主要分为两类,人类和计算机智能,两者存在相辅相成的关系。利用人工智能技术能够实现人类智能向机器智能的转化,相反,机器智能也能够利用智能教学转化为人类智能。
1.1 人工智能的技术特征。首先,人工智能具备非常强的搜索功能。该功能是利用相关搜索搜索技术实现对海量信息的快速检索,满足个性化信息需求;其次,人工智能具备很强的知识表示能力。具体来讲,就是人工智能对信息的行为,能够像人类智能一样,对模糊的信息加以表示;最后,人工智能具有较强的语音识别和抽象功能。前者主要是为了对模糊信息加以处理。而后者主要是为了对信息重要度加以区分,以便提高信息处理效率。用户只需要智能机器提出具体要求便可,至于复杂的解决方案就交给智能程序了。
1.2 智能多媒体技术。首先,人机对话更加灵活。传统多媒体在人机对话方面极为欠缺,导致教学单调乏味,不能取得预期良好效果,但智能多媒体却不然,他能够实现人机自由对话和互动,同时还能结合学生实际对学生的问题给出不同层次的答案。其次,教学可行性更强。由于学生在认知能力和个人素养方面都存在差异,而且学习主动性也不尽相同,人工智能必须要结合学生实际学习状况,为每一位学生设计制定个性化的学习计划和学习目标,对学生进行针对性较强的教学,真正实现因材施教。再次,具有强大的创造性和纠错性。前者属于人工智能的显著特征,而后者属于人工智能的重要表现方面。最后,智能多媒体具有老师特征。在实际教学过程中,智能多媒体可以对教学双方的行为进行智能评价,以便能够及时发现教学中的薄弱点,有助于实现教学相长,全面提高教学质量和教学效果。
2 计算机网络教育的现状
随着现代科学的进步,网络信息的发达,人们的教学观念和学习观念都发生了前所未有的改变,网络时代正全面到来。为了满足现代社会对人才的实际需求,培养大量现代化优秀人才,计算机网络教学模式业已成型并不断完善。目前,高校正规教学模式依然是现代教学主流,尽管在系统传授知识和规范培养人才方面具有无可比拟的优势,但在资金投入、效益创收和时空限制等方面具有很大的弊端,灵活性不足,无法有效满足现代教育的发展要求。
计算机网络教学对传统教学形成了巨大挑战,并产生了深远影响。它不仅有效弥补了传统教学的时空限制缺陷,而且赋予了教学极大的乐趣性,吸引了越来越多的人积极投身到网络教学建设中去,任何人无论何时何地都能够通过网络课堂去学习和提高。但目前计算机网络教学发展仍处于探索期,在实际运用方面还存在许多问题:第一,计算机网络教学中的学习支持服务体系尚不健全,导学手段和答疑方法还非常落后,由于各种原因,在服务方式上缺乏针对性、策略性和积极性;第二,计算机网络实验教学中存在着空间分散、时间流动和自主性差等问题和弊端;第三,计算机网络的系统承载能力和信息查询能力还十分有限;第四,如何实现计算机网络考试的开放性,确保考试的客观性、公正性、权威性,已经成为网络教学发展的瓶颈;第五,计算机网络教学中的核心支撑系统――CAI,还无法有效满足和适应网络教学的实际需求和发展要求。
主流CAI课件主要有两种,一种是单机版的初级课件,包括简单的Authorware课件、PPT幻灯片和图文网页等。一种是高级的网络版课件。该类课件主要以静态图文和动态演示组成的网页为主,以聊天室、电子邮件和QQ群等形式为辅,实现师生互动、网络答疑的一种改进型课件。初级课件在实际教学中以操作容易、更新及时和维护方便著称,但实际上就是传统教学手段的变相挪用。还有些课件,尽管在互动性方面有着不错的效果,但是制作繁琐、更新较慢和维护复杂。因此,高级网络课件是目前网络教学中的主流课件,已经成为了计算机网络课件的固定模板。改进型的网络课件有效地解决了传统多媒体在师生互动不足的问题。上述两类课件是现在最为常见的两种CAI课件,尽管两者都有各自的优势,但作为网络教学的重要手段,仍存在许多问题和弊端:无法实现因材施教,无法开展层次教学;作为教学的一大主体,学生在个性化交互操作方面仍有很大不足;对学习过程中出现的普遍问题无法进行智能统计、分析和评价等。
3 人工智能技术在计算机网络教学中的运用
3.1 人工智能多媒体系统。(1)知识库。智能多媒体已经不再是用来进行纸质媒体数字转化的工具了,它应该具备相应完善的知识库,而知识库里的教学内容要结合教学实际和学生现状进行针对性、个性化设计。同时,要实现知识库资源的高度共享,并及时加以更新和补充,如此才能充分发挥知识库的教学服务作用。(2)教学板块。教学板块的设计主要是出于教学综合性考虑的,教学方法的创新是其关注的重点内容。该模块的实现要以掌握专业知识、教学策略和人机对话等领域的知识为前提,结合学生实际学习现状和特点,利用智能系统的现代化技术手段对知识和相关教育措施加以高效搜索。(3)学生板块。及时掌握学生心理动态和学习状况是智能网络教学的一大特征,结合学生实际状况加以智能评判,进而加以针对性指导和个性化辅导,实现因人施教和因材施教,全面提高学习效率和学习质量。(4)用户模块。用户模块是智能系统无法忽视和省略的关键模块,整个智能系统的正常运行离不开人工程序操作,用户需要通过用户终端将教学内容上传到网络教学平台,才能顺利完成教学。
3.2 人工智能多媒体教学的发展。(1)加强与网络的结合。随着网络技术的成熟,智能网络教学与网络之间的关系日益紧密,多元化、多维度网络空间日益成为一种趋势。互联网具有信息量大、更新速度快、超时空性等优势,加强与网络的结合是人工智能计算机网络教学未来发展的重要方向。(2)加强智能的应用。人机对话、机器指导的教学模式将成为未来网络教学的核心模式,传统教师的角色将逐渐被计算机取代。最为典型的就是现代智能导航系统。(3)加强系统软件的研发。系统软件的更新日新月异,旧的系统软件已经无法有效满足网络发展的时代要求,加强系统软件的研发以便充分满足网络要求,更好地帮助学生解决实际问题,进而提高学习效率和教学质量。
4 结束语
人工智能技术在计算机网络教学中的运用将为现代化教育提供新的发展思路,将全面改善网络教学环境,拓展学习服务渠道,提高计算机网络教学质量,并有可能彻底打破计算机网络教育的时空限制,全面加强网络教学的开放性,实现网络学习的个性化、人性化和智能化,充分落实以学生为本的教学理念。未来CAI技术的进一步成熟将全面提高网络教学的整体格局,我们有理由相信,智能网络教学将迎来全新的发展春天。
参考文献:
[1]刘广钟,高军,刘,李吉彬.报文分析技术在计算机网络教学中的应用[J].计算机教育,2014(01).
一、思想品德方面
热爱并忠诚于教学事业,教学态度认真,教风扎实,爱岗敬业,工作积极,团结同志。工作中尽职尽责,做到教书育人,为人师表,自觉遵守学校的规章制度。认真完成教育教学工作任务,取人之长,补己之短。在今后的工作中,我会不断严格要求自己。
二、教学方面
本学期,我担任的是《机床电气控制》和《电工技术基础与技能》的教学工作。为了能更好的提高他们的学习成绩,在工作中认真学习新课程标准,使自己的教育教学水平不断创新,不断提高。
1、认真备课
课上的是否成功,很大程度上取决于课备得是否精彩,因此每节课我都认真作好课前备课。认真钻研教材,对教材的基本内容都弄清楚,了解教材的结构,重点与难点,掌握知识的逻辑,能运用自如,知道应该补充哪些资料,怎样才能教好。了解学生原有的知识技能及他们的兴趣、需要、学习方法、学习习惯,学习新知识时可能会有哪些困难,采取相应的预防措施。仔细考虑教法,解决如何把教材的内容传授给学生,如何组织教材、如何拓展教材,如何安排每节课的活动。甚至细化到自己的每句话应该怎么说,以便能调动起学生的积极性和求知欲,让他们对所教课程感兴趣,为能更好的学习打下基础。
2、积极上课
备课充分,能调动学生的积极性,上课效果就会好。但同时又要有驾驭课堂的能力,因为学生在课堂上的一举一动都会直接影响课堂教学。因此一定要组织好课堂教学,关注全体学生,注意信息反馈,调动学生的有意注意,使其保持相对稳定性,同时,激发学生的情感,使他们产生愉悦的心境,创造良好的课堂气氛,课堂语言简洁明了,克服了以前重复的毛病,课堂提问面向全体学生,注意引发学生学数学的兴趣,课堂上讲练结合,作业少而精。教师是每节课的组织者,所以,老师每天都要有充足的精神,让学生感受到一种自然气氛。这样,授课就事半功倍。
3、精心批改作业
要提高教学质量,一定要做好课后辅导工作,本年度由于疫情利用钉钉在线教学。在教学中,我有针对性的对一些学生尤其是后进生进行辅导,从最基本知识点着手,然后是电路结构和原理,每讲完一节课,我都要利用钉钉软件在线布置作业,讲解知识点,当天的内容当天完成,不让学生欠债。不断地给他们鼓励,经常询问他们学习上的困难,帮助他们解决问题,在批改作业方面,每一次都能做到全批全改,对个别学生错的地方、不会的地方,认真讲解,从不放任自流。
三.教育工作方面
其实,当今是一个技术技能立国取胜和回归的时代。发达国家,非常重视科学,因为它要保持领头地位;后发国家,更加重视技术,因为它要先缩小与发达国家的距离;而所有的国家,都重视技术技能,因为它们是现实的生产力。日本在“二战”后就是先经由技术立国战略,走向复兴,而后才开始实施科学技术立国战略的;美国在国际金融危机后开始实施再工业化战略,提出要重返制造业巅峰和打造世界一流的劳动力;德国因为其强大的实体工业支撑和严谨的技术技能人才成长环境,得以成为欧洲经济的领头羊。这些,都是对技术技能重视及其成效的例证。
科学是找出自然界的固有规律,用数学或其它方式总结出的原理、定律、公式,是发现;技术是科学的应用,是人们用已知的原理创造出新的物件来为人服务,是创新;而技能是作为个体的人,完成某项任务的操作或心智活动方式,是直观反应,是能力表现的手段。因此科学是精练的,是少的,有唯一性;技术是广泛的,是多的,有多样性;技能更是普遍存在的,是每个人工作和生存的必须,当然每个人拥有的工作技能可以完全不同。
很多时候技术的重要性高于科学,因为科学原理是公开的而技术手段的保密的,即所谓科学无国界、技术有壁垒。技术技能是生产力的实现方式,技术技能强才能产品好、才能国家强。当然,科学的作用是基础性的,科学是技术的支撑,技术技能反过来又能促进科学的发展。我国作为一个发展中的大国已提出要走新型工业化的道路,其中制造业是重要的基础,因此需要重视技术技能积累和技术技能人才的成长。
2014年,《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》提出“制定多方参与的支持政策,促进技术技能的积累与创新”。技术技能的创新主要来自企业,而其积累则需要学校的参与,大规模、高品质的技术技能人才培养需要通过校企的协同,产教融合是根本出路。
总理强调打造高素质产业工人队伍对于实现中国制造2025目标至关重要,《制造业人才发展规划指南》提出支持基础制造技术领域人才培养、大力培养技术技能紧缺人才,而这需要加快实现产业和教育深度融合来完成。我们需要向各界呼吁:学习,绝不仅止于读书,还须面向实践。面向中国先进制造业未来,我们必须建立和强化校企协同育人的制度和机制。
首先,我们需要积极推动产业界⒂胙校人才培养,相关院校更是要主动开展与企业的协同育人工作。为此,需要打破将协同育人简单等同于“协同创新”、实施“联合培养”项目等思维局限,着力构建以新型制造业发展为导向的协同育人模式。把学校与科研院所、行业企业协同育人纳入制造业从研发到生产、从销售到服务的全过程,以创新链、产业链、价值链统领协同育人工作;制订完善相关法律法规,明确行业企业参与人才培养的责任、权利、义务;应用型院校的教学大纲、教学计划和培养方案制订必须征求相关企业和用人单位的意见,回归工程类院校“工程师摇篮”的办学使命;围绕产业链调整专业设置,对接制造业产业集群建设校企深度合作的专业集群,强化行业特色学科建设;注重从企业吸纳有经验的优秀专业人才进入教师队伍或兼任学校的教学工作,促进专业教学标准有效对接职业标准。
作者简介:庄西真(1967-),男,山东莒南人,江苏省职教科研中心副主任,副研究员,教育学博士。中国职业技术教育学会学术委员会委员。主要研究领域是职业技术教育、教育社会学。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1001-7518(2008)18-0031-04
技术工人的价值是整个企业价值的重要组成部分。技术工人的劳动既有体力的支出。也含有脑力劳动,特别是最近十多年来,企业加工设备的日益智能化,技术工人的劳动知识化趋势非常突出。人们常说的劳动创造世界,这个劳动实际上是指脑力劳动和体力劳动的综合,而非其中的一个方面。科研成果向现实生产力转化,关键依赖于技术工人的直接劳动。但是,我国技术工人队伍无论是数量还是质量都难以满足企业现代化的需要。据有关部门的统计显示,我国平均每100名高级蓝领就有102个职位供其挑选,而软件行业的缺口更加惊人,目前我国对IT技术人员的需求量为60万人,而缺口高达42万人。在日本、美国等发达国家,技术工人中高级技工占35%以上,中级技工和初级技工占50%和15%。而在我国城镇企业1.4亿职工中,技术工人只有7000万人,其中60%是初级工,高级工仅占3.5%。高级技工短缺、技工整体素质偏低带来的影响不可低估。目前我国企业产品平均合格率只有70%,不良品每年的损失近2000亿元。这也影响了科技成果向产品转化。当前我国科技成果转化率仅为15%左右,技术进步对经济增长的贡献率只有29%,远远低于发达国家的60%-80%的水平。在现有的技术工人培养培训制度下分析,“技工荒”的一个重要原因不能不谈职业学校的教学,因为我国职业教育法和相关政策规定,职业学校是培养技术工人的场所,其主要目标就是培养中初级技工。“技工荒”从一个侧面说明过去我们的职业学校教育教学是存在问题的,即使不能断然说职业教育没有为经济社会发展输送足够的技术工人,至少可以说职业学校的教学没有为那些有意成为技术工人的人打下比较扎实的基础。
那么问题在哪里呢?我个人认为。这与职业学校的教学不当有很大关系,教学不当的一个主要表征就是我们的专业课教学没有遵循技术工人操作技能形成的规律,没有根据这些规律来安排和设计教学。如果说这个结论成立的话。那么我们应该如何来改变这种局面,或者说,我们应该如何在职业学校教学中遵循技术工人技能形成规律,通过合理的教学达到提高学生操作和运用技能能力呢?我看首先是要了解技术工人是如何获得操作技能的,然后才能有针对性地进行培养。按照学术型人才成长的规律,用培养学术型人才的方法想培养出来操作技能型工人,无异于缘木求鱼,恐怕不会有好结果。本文试图借助于教育心理学观点,对技术工人操作技能形成过程、特点以及如何运用科学、合理的教学方法提高学生操作技能和综合职业能力进行分析。
一、技术工人操作技能的基本含义及特征
在解释技术工人操作技能的含义之前,让我们先对技能的内涵做一表述。技能是个体运用已有的知识经验,通过练习而形成的一定的动作方式。它包括初级技能和技巧性技能。前者是借助于有关的知识和过去的经验,经过练习和模仿而达到“会做”某事或“能够”完成某种工作的水平,后者则要经过反复练习,完成一套操作系统并且达到自动化程度。技能分为认知技能和操作技能,我们在本文中只谈操作技能,因为技术工人是指掌握不同熟练程度技能的工人。所谓操作技能是按一定要求完成操作程序的能力,联系到职业学校实际。操作技能就是指学生在教师执导下,运用所学专业知识,经过不断训练,最后形成的熟练而准确地使用某种工具完成特定工作任务的能力,比如用车床加工汽车零件的能力,用焊机焊接的能力等。这个定义至少包含以下几个信息:第一。操作技能是通过学习和练习形成的,也是在不断练习和实践中逐渐完善的,没有练习就不可能形成技能,更不可能形成技巧性技能;第二,操作技能是一种活动方式,是由一系列身体动作(身体借助于工具)及其执行方式构成的;第三,操作技能中的活动方式不是任意的动作组合,相反,各动作要素及其执行顺序体现了活动本身的客观法则的要求,符合活动的内在规律,不是一般的随意动作。换言之,技能是有规律可循的。判断操作技能是否形成的依据是必须了解学生在学习操作技能前学会了什么,学习后又掌握了什么,操作技能形成是一个由“不会”到“会”的过程,技术工人操作技能的形成是一个由“会”到“技巧”的过程。
所以说如何判断一个人的技能达到了熟练的程度显得非常重要,因为对熟练的操作技能特征做出描述,有助于职业学校教师在操作技能的教学过程中对自己的教学结果和成效进行评估:
第一,操作技能结构合理。我们说过技能是一系列动作的组合。技能熟练者在完成一个动作时局部操作技能有机组合成一个完美的系统,操作中没有多余动作。各项操作技能之间也没有相互干扰的现象。像弹琵琶,初学者往往一步步地来完成每一个音符,即先由谱子上的音符形成视觉形象,接着传送位置的表象,琴弦和手的视觉与这个表象的关系,以及如何移动手指按某个弦等。等学习者掌握了这一套动作之后,这些笨拙的中间环节就会被节省,可以由曲谱的视觉连贯引起手指适当的演奏动作。
第二,操作技能质量高。操作者的速度快、质量高,运用各项技能不但准确、稳定,而且协调、灵活。在操作技能学习的过程中,视觉控制只起辅助协调作用,主要依靠操作中肌肉的动觉反应,技能的运用基本接近自动化(经验化)。如熟练的司机在开车时,总是在不断地调整方向盘。动作速率快且准确,从而有效地避免撞车和冲出道路。使驾驶达到自动化。
第三,操作技能调节自如。熟练的技能操作者技能的控制主要依靠动觉反应。紧张感消失。技能操作达到高度自动化。各局部技能之间协调自如。如中央电视台10套搞的“360行”技术工人技能比赛(擂台),一些参赛选手(技师或高级技师),由于平时经过长期、大量的训练和实际操作,建立了牢固的技能基础。一旦投入到实际操作比赛中,心理上的紧张感会很快消除,调试、操作、加工、完成等技术一气呵成(如在气球上用钻头钻纸,纸透气球不破),应用自如,并且能够在各种不利的情况下正常发挥其水平。
根据职业学校学生的主观情况和职业学校的客观情况,我认为职业学校的教学很难使大多数学生达到技巧型技术工人的水准,但是职业学校可以为学生未来的成长打下基础。
二、技术工人操作技能的形成过程
和从事技术设计的技术人员不同的是,生产技术工人需要用自己的双手把图纸上的设计变为产品,并要经得起市场和消费者的考验。因此,技术工人的动手能力尤其重要,特别是高级技工无论在理论知识和操作技能上都应该达到相当的水准,进入企业后。他们往往成为企业生产经营中的栋梁之材,是生产经营一线的领军人物。有句俗话说“三年学徒,四年帮操带”,这生动的说明技术工人技能的获得并非一蹴而就。由初级工变为高级工是个循序渐进的过程。高级工从中级工中产生,中级工又必须从初级工做起。一个技术工人的培养,学成一门手艺。少说也要在生产实践中摸爬滚打好几年。要能在企业生产经营中能够独当一面,有所发展更需要长时间的精心打造和磨练,方能成材。通过对一些职业学校学生在各自工作岗位中成长为优秀技术工人的经历的跟踪调查,再加上对《现代上海技师风采录》中100名技师(或高级技师)成长经历的分析,我认为技术工人的形成分为两个阶段:一个是在职业学校的操作技能的形成阶段,也就是打基础的阶段:再一个是在实际工作岗位中的技能发展阶段。职业学校是技术工人操作技能的形成的关键阶段,这一阶段的任务是使一些对企业和岗位技能要求懵懂无知的少年变成为对企业和技能初步了解的工人或初级技术工人(相对于高级技术工人,他们在操作技能方面还是“生手”)。
根据教育心理学对技能形成规律的研究,技术工人操作技能的形成过程大致划分为三个阶段:
1 认知阶段。这一阶段要激发学生的学习动机,认知所要学习的技能。认知所要学习的技能要在教师示范、言语描述和操作分析的基础上进行,使学生了解操作技能的各部分子技能及子技能之间的相互联系以及操作技能的关键点在哪里,从而理解整个操作技能的编制程序。学生在学习某项实际操作技能前,先要让他们了解操作的全过程以及全过程可分解成多少个简单动作,了解操作要求、操作的工具、工作方法和方式等内容以及操作过程如何自检、如何防止出错、如何注意安全等等。例如。讲解锯割操作时,应让学生了解锯割操作的加工范围、锯条选用和安装、起锯的方法、运锯的方式、运锯动作要领以及如何保证锯缝平直、防止锯条折断等。
2 联系阶段。这一阶段,学习者已经初步掌握了完整的操作技能,在此基础之上。通过大量练习,加强有用的反应。排除无用的反应。学生把各个子技能形成大的连锁。这一阶段特点是操作技能依赖视觉减弱。而增强了肌肉的感知力,子技能之间干扰减少,多余操作减少,发现错误能力增强。学生慢慢摆脱只对局部技能和一些概念、定理、公式的学习,从而转向更高要求的发展,即要求用定理、公式、概念等方法解释一些技能,并用局部单元学习来整合某一专业领域的工作任务。
3 自动化阶段。这一阶段学习者熟练地掌握了完整的操作技能,各子技能已经达到协调完善,并达到高度自动化。这一阶段教师的角色不再只是理论的传授者、讲解者。更多地是学生操作能力的观察者、协调者。在上一阶段的基础上,通过有目的和针对性的练习,使学生按操作熟练程度、工序完成的质量、速度和工作协调程度来评价自己的技能,调节自己的活动,最终形成协调和完善的操作技能。
通过以上三个阶段的学习,一个初中毕业生可以基本上掌握相关操作技能,但这离成为一个合格的技术工人还有很大的距离,就像一个师范大学的毕业生并不是一个优秀教师一样,还要经过在企业和实际岗位上的“摸爬滚打”,除了运用和巩固在职业学校学的技能以外,还要积累丰富的实际工作经验。我称这个过程为操作技能的发展阶段,也就是高级技师的成长过程,这个过程大致经过四个阶段:
1 高级新手(相对于从普通中学过来的工人)阶段:有一定基础的职业学校毕业生(或者初级技术工人)在实际岗位运用所学知识和技能的时候,他们会意识到实际工作环境中的一些因素必须考虑(而这些因素在职业学校中是没有遇到的)并调整自己的行为。
2 合格的技术工人阶段:经过一段时间的适应,积累了一定数量的工作经验后,合格的技术工人学会了处理冗余信息,既会使用通用规则也要考虑情景因素。他们能够根据具体情况进行判断。他们的行为目标非常明确,为了实现目标,他们能够有意识地作出计划详实的决策。
3 熟练的技术工人阶段:这一阶段的标志是技术工人形成了直觉或者“知道怎样”的知识,因为以往的经历使他们能够回想起曾经发生过的类似情景和采用过的有效措施,他们已经无须经过有意识思考就能采取行动。
4 高级技术工人阶段:这一阶段的标志是技术工人能够凭直觉轻松自如地、流畅地操作,熟练的操作技能已经成为他们自身的一部分,一般情况下,他们不需要有意识地进行决策或问题解决,他们会根据经验采取可行的行动。与此同时,他们还会对出现的新情况、新问题进行思考,根据经验和平时学习的新知识创造性地提出解决的办法,
上述两个过程的七个阶段,看上去都是操作技能的不断熟练的过程,其实前一个过程是在职业学校中进行的,后一个过程是在企业中进行的,相对于学校来说,企业是一个更真实、复杂,不确定因素更多的环境,也是一个技术工人真正形成的地方。
三、养成技术工人操作技能的有效措施
对于社会来说。一方面,人力资源学者、政府和企业有责任扭转社会对技术工人不是人才的糊涂认识,把对技术工人的使用和尊重放在与大学毕业生同等层次上来对待。只有做好了这种基础性、全局性的统筹规划工作,才能改变目前年轻人不愿当工人的现状。另一方面要尽快建立起适应青年技工成长、进步的激励机制。让他们感受到当一名技术工人并不比大学生差,通过全社会的奖励、表彰和树立先进典范来提高一线技术工人的“知名度”和“身价”,使在工作中做出成绩和贡献的技术工人不仅成为社会的明星,同时让他们在精神和物质上“名利双收”。只要有真本事,技术好,业务精。在生产经营中有过人之处,照样能成为企业发展的功臣,照样能受到社会和人们的尊敬,照样能在事业上有奔头、有发展、有前途。天下之才,无论是从事体力劳动的蓝领,还是从事脑力劳动的白领,只要能成就某项事业,造福于社会和人民,就是人才。
我们说技术工人不是职业学校能够培养出来的,并不是说职业学校在技术工人的成长中无所作为,恰恰相反,职业学校在养成技术工人操作技能方面的作用是不可替代的。
首先。了解、掌握各种职业操作技能的基本标准,把标准变为教学内容。国家已经对我国现在的职业情况进行了细化分类,并制定了相应的国家职业技能标准。对目前还没有职业技能标准的职业,各级职业学校可因地制宜,自己制订有关标准,或请有关行业的专家与学校相关专业的骨干教师共同研究制订。教师可以根据职业标准编写确定相关的教学内容,采取多种多样的方式对学生进行教授,使学生在具体的操作运用中进行掌握。比如教师可以通过多媒体教学,对计算机芯片、集成电路
等这些抽象的、细微的、不易观察的标准件做形象化的教学;还可以充分利用学校的实习车间、实训基地、合作企业。使学生对未来工作的企业和设备有直观的认识。进行操作技能考核时要严格按照部颁和省统一标准或学校标准来执行。通过学习与考核,使学习者不仅对某一专业技能包含哪些步骤有清醒、正确的认识。而且能对操作步骤中出现的差错做出及时纠正。特别要强调的是,学校所传授的某一领域的专业技能要尽量注意与具体企业实务操作相结合。
其次,要根据操作技能形成的不同阶段采取不同的教学措施。比如在认知阶段教学过程中,应启发学生运用已学过的知识来理解操作过程中的因果关系,通过教师讲解、演示,使学生对有关知识、工艺过程形成正确的概念,为规范化地执行每一个动作打下坚实基础,在这个基础上再进行初步练习。在练习开始时,教师要根据这一阶段学生注意范围小、忙乱、紧张等特点,要求学生只集中于个别技能练习。
在联系阶段要求教师在学生中加强对技能由单一到综合、由局部到整体的讲解,并要求学生对各项子技能做出整体匹配。由于在第一阶段学习者已经牢固掌握了关于技能简单、局部的要求。这一阶段教师所要做的就是正确引导学习者将局部、分散的知识结构汇总成某一专业领域内连贯、程序化的工作任务。教师依照动作顺序分别组织训练,使学生形成正确的视觉形象。在视觉形象的基础上,让学生通过自己的操作实践来模仿教师的示范动作,把正确动作的视觉形象与动作表象相结合,化为自己的局部技能。在这一过程中,教师应巡回观察,及时纠错,以防止错误动作养成习惯,影响整个操作技能的形成,,经过反复的操作训练,学生在动作视觉和动作实际效果的不断对比中,逐渐从依靠视觉控制动作发展到依靠动觉控制动作。在各个工序的动作技能形成的基础上,按照整个工艺过程,通过训练把局部的基本动作连贯起来,形成动作系统,进而掌握复杂的操作技能。在这一阶段中,要让学生学会把各个基本动作有机衔接起来,逐步消除动作间的过渡和干扰,增强协调性、稳定性、灵活性。使动作品质不断提高,速度不断加快,并使之成为自动化动作。在这一阶段练习中。练习作业要具有典型性,质量要求要高。这样才能提高练习的效率;同时。练习的多样性、趣味性会激发学生操作练习的兴趣,提高练习的主动性、自觉性,为整个技能的掌握提供保障。在整个操作技能培养过程中,应经常对学生的知识、技能、技巧进行检测,了解教学效果,发现问题,以便下一步对教学进行调整。一般可以从局部动作训练开始进行量化评估,每一个基本动作、每一个工件都及时认真进行评估,会对整个技能形成起到积极的推动作用。教师也可以采用现代化及多媒体等设施对学生的操作技能进行反馈。在学期期中、期末考核中,把具体的操作技能的要求和熟练程度作为考核标准。这样通过宏观和微观的双向把握,不仅可以使学习者对操作步骤有细微的辨别和观察能力,也可以使学习者更轻松自如地运用所学的操作技能。