2024年08月14日
2024年7月，理学院赵鹏博士和何雪清博士为两批来自青岛海尔学校的同学们带来了关于生态环境与人工智能的创新教学体验，此次夏校由西浦儿童发展与基础教育中心统筹组织，吸引了从初一到高一不同年级的学生参与，随着8月份计划中的另外3批授课进行，预计将有250名学生加入这场知识的探索之旅。
生态的奥秘 “我是小生态学家”
在阳澄湖悦丰岛有机农场，西交利物浦大学理学院的何雪清博士引导同学们深入生态学的奥秘。通过“鸭稻共作”的实例，何老师生动地讲解了生态学中的共生与竞争关系，让学生们理解了有机农业对环境保护的贡献。在小组活动中，学生们动手构建自己的生态系统，将生产者、消费者和分解者的关系以画作形式呈现，深化了对生态系统的认识。
探索有机农场的过程中，何老师用“为什么要学习生态学？”的提问引发了学生们对知识追求和生命本质探索的深刻思考，同学们积极提问并表示这种身临其境的学习体验是他们宝贵的财富，在有机农场中学到了很多有关环境、种植及生态系统的知识。
人工智能探索未知的世界
赵鹏博士以图灵测试、Siri、变形金刚等案例，将人工智能的复杂概念以生动有趣的方式呈现给学生，激发了学生们对科技的兴趣。在实践环节，学生们使用AI工具撰写作文，体会到了AI的逻辑性和语言能力，同时也认识到了人类情感和创造力的独特价值。
赵老师还介绍了R语言的强大功能，例如如何将数据分析和科学计算变得生动有趣。在AI工具的辅助下，学生们绘制地图，体验了R语言在解决实际问题中的应用。学生们意识到，R语言不仅是一个工具，更是通往科技世界的一把钥匙，激励着他们继续在探索与学习的道路上前行。
教学实践：以学生为中心
何雪清博士，是西交利物浦大学健康与环境科学系的助理教授，她向我们分享了她在夏校课程中的观察：“学生们展现出了极高的课堂参与度，无论是在小组讨论中的积极贡献，还是在与教师互动时的热情响应。”何博士特别强调了实地教学的重要性，她带领学生们走进昆山悦丰岛有机农场，让学生们在自然环境中观察和学习生态学原理的实际应用。
“生态环境与每个人息息相关，了解生态学基本知识有利于同学们更好的认识周围环境，提高环境保护意识。同时有机农业是生态学原理在农业生产中实践的经典场景，介绍有机农业一是以有机农业为例，给同学们展示理论如何运用于实践；二是增加同学们对农业的认识，了解我们的食物是如何生产的。”
据了解，昆山悦丰岛有机农场同时也是健康与环境科学系的野外生态试验站，主要用于教学与科研。何博士表示以学生为中心是日常教学的重点，通过角色扮演等多种方式调动学生的积极性，鼓励学生从被动接受老师的知识输出到主动探索、获取知识。
“比如我在上Module ENV 312 环境影响评价这一门课的过程中，就大量运用了角色扮演的方法，学生将要扮演在环评过程中相关的不同角色，例如开发商、当地居民、政府官员等。在扮演不同角色的互动过程中同学们能够加深对环境影响评价的认识，勇于探索不同角色在这个过程的作用与诉求，以及主动思考如何找到更好的解决方案。”
课程设置：三要素提升课堂体验
同样参与教学的健康与环境科学系赵鹏博士分享了课程设置中的三点要素，分别是吸引力、实用性和西浦自身的实力。
吸引力代表着结合社会热点和趋势吸引同学们的注意力，赵博士说：“人工智能是最近一两年来的最大热点之一，而 R 语言又是科研领域的明星工具，我希望同学们在看到这个课程主题时有想要了解和探索的想法，心向往之，从而愿意来主动地了解这个领域的新知识和新动向。”
在课程的实用性设计上，学生们的收获感是衡量教学成效的关键。早在夏校课程开始之前，赵博士就根据学生年级信息，量身定制了课程的内容板块。
“我发现这次来的同学覆盖了初一到高一，于是我找来这几个年级的课本，尽量在教学当中使用跟他们的学习结合紧密的例子。为了让课堂更加生动有趣，我还特意准备了一些精美的小礼物，并通过人工智能工具和R语言进行了现场抽奖活动来增加课程的趣味性。”
赵博士表示人工智能和 R 语言距离中学生其实非常近，同学们能立刻将学到的知识和技能应用到自己的日常生活和学习中，具有很强的实用性。
另一方面，他还提到了西浦自主研发的人工智能工具“君谋”，以及配备的装有最新R语言环境的机房，为学生提供了一个舒适且功能完备的学习环境。教师团队也在不断探索和实践，将这些前沿工具融入到日常教学之中，以期为学生们带来更加丰富和高效的学习体验。
“作为主讲老师，我已经为环境科学、生物信息学、公共卫生、应用统计学等专业的本科生讲授了 4 年的 R 语言，主讲的 ENV405 纳入了西浦首批人工智能支持的课程计划中，这些尝试给了我足够的信心，来保证给夏校提供高质量的相关课程。”
同时，赵鹏博士也表示希望夏校可以作为一个窗口，向中学生们、家长朋友们以及社会来展示西浦在教育和研究领域的实力与魅力，吸引更多的有志青年加入西浦的大家庭，共同探索知识的无限可能。
记者、新媒体：王璐谣
课堂素材：西浦儿童发展与基础教育
图片和审稿：赵鹏、何雪清、袁林喜
2024年08月14日