智慧校園：大數據“翻轉”學校

●周鵬程

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智慧校園：大數據“翻轉”學校

●周鵬程

什么是“智慧教育”？教育部教育信息化技術標準委員會主任、華東師范大學終身教授祝智庭說，智慧教育的真諦，就是利用先進的信息技術構建智能環境，讓師生能夠施展靈巧的“教”與“學”，為學習者提供最適宜的個性化服務，使其由不能變為可能，由小能變為大能，從而培養良好的價值取向、較高的思維品質和較強的思維能力的人才。

教育信息化帶來了教育形式和學習方式的重大變革，促進了教育改革與發展，對傳統的教育思想、觀念、模式、內容和方法產生了巨大沖擊。而智慧教育，是教育信息化發展的新境界。

智慧教育的必然性

教育發展歷程的必然階段。農耕時代的教育，主要通過學徒式的、一對一的人際交互來完成。工業革命帶來的工業文明，需要大量從事機器生產的勞動者，于是催生了班級授課制。班級授課制有三個基本特征：教師中心、課堂中心、書本中心（即傳統“三中心”），決定了今天教育的特點：高效率（批量生產）、標準化、同質化。隨著信息技術的飛速發展，計算機的廣泛應用，人類社會進入信息時代，工作流程開始圍繞信息網絡來組織，需要創新型人才和高素質技能型勞動者，他們應當具備關鍵能力。與之相應，我們的教育教學應該個性化、差異化。

人才培養的必然要求。美國副總統拜登曾說：“中國不足畏懼，因為中國缺乏創新能力”，《時代》周刊也曾提到，“中國現在什么都可以制造，但什么都不能創造”，還有著名的錢學森之問——“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”，這些都給中國廣大的教育工作者敲響了警鐘。教育作為一項培養人的社會活動，其最大的不確定性在于，它所培養的人將生活在一個我們目前還看不到的未來社會，學校教育應幫助學生為適應和改變未來社會做好準備。因此，必須將教育的重心由知識習得轉移到能力培養上來。只有具備關鍵能力、必備品格，才能成為世界通用的中國人。

技術變革的必然趨勢。蘋果公司創辦人史蒂夫·喬布斯生前曾質疑：“為什么IT改變了幾乎所有的領域，卻唯獨對教育的影響小得令人吃驚？”2011年9月，美國教育部長鄧肯也提出：“為什么在教育領域，信息技術的投入很大，卻沒有產生在生產和流通領域那樣的效果呢？”什么原因呢？他說可能是“教育沒有發生結構性的改變”。未來，信息技術在教育領域的應用，必將催生工具與技術的改變、教學模式的改變、學校形態的改變。

自2005年開始，華中師范大學第一附屬中學（以下簡稱華師一附中）經過十年努力，現已形成基礎設施完備、技術隊伍健全、應用情況良好的信息化建設格局。基礎設施方面，有線網絡教室全接入，無線網絡學校全覆蓋，有自己的服務器機房和多功能媒體教室；人員方面，形成了一支超過10人的專職技術隊伍，保障學校信息化工作良好運行；應用方面，學校相關業務部門均部署了應用系統，并通過各類針對性的培訓和教師的自發嘗試，在信息化應用方面積累了一定經驗。

但另一方面，與普通中學比，學校因多校區、大體量以及高中占比大等特殊校情，信息化建設面臨諸多挑戰。如：多校區、初高中、級部制等特點，增加了管理信息化的復雜性，增加了數據采集和整合的難度；高中階段因教師的工作強度、學生的升學壓力等現實問題，對于開展教學信息化創新嘗試的時間和空間，都形成較大的制約；優質學校自身改變的動力略顯不足。

智慧校園建設路徑構想

校園是教育的主要環境和場所，尤其是基礎教育領域。因此，我們認為，智慧校園是支撐智慧教育的主環境，同時也是踐行智慧教育的主陣地。智慧校園的核心是數據，從這個角度講，智慧校園的特征也可歸結為數據的感知、采集、整合、融合、分析和利用。可以說，整個智慧校園的建設就是一部數據建設史。

我們的目標是，結合國內外發展趨勢和自身實際，建設智慧華師一附中，助力“學生關鍵能力培養”教育教學改革實驗。具體來說，就是按照“統籌規劃，分步實施；種子教師，以點帶面；學科融合，能力導向”的具體實施策略，以信息化基礎設施建設為先導，以教育云平臺和大數據中心兩大平臺為依托，以教師、學生、家長和課程四個數據庫的建設為核心，以智慧管理和智慧教學為兩個重要抓手，通過以點帶面的創新策略實現科學決策與因材施教，逐步實現“智慧華一”的目標。

堅持“以人為本”的建設理念。不能唯技術論，數據大多因人而產生，并為人服務，要考慮其人性化、體驗性；數據治校，樹立大數據意識，形成現代化學校治理能力。

采取兩大發展戰略。云端一體化戰略。數據是智慧之鑰，云計算是前提，形成“云平臺+社交網絡+智能終端”的使用模式。“端”包括手機、可穿戴設備，以及各類傳感器；大數據戰略，把數據視為第五資產，形成“人財物+數字資源+數據”的資產管理意識，注重數據文化和制度等軟環境建設。

未來，智慧校園建成之后將會是一幅怎樣的圖景呢？

未來教室。作為學校教育的主陣地，隨著教育信息化的不斷推進，可預見的是未來教室除繼續實現物理空間、虛擬空間和社交空間三空間融合外，另一個特點將是更加多元化，專科教室、功能教室等都可能是未來教室的發展方向。

未來教師。智慧教育對教師專業能力的要求將會持續提高，尤其是大數據意識，利用數據、分析數據的能力，以及與具體學科教學融合創新的能力。

未來學校。信息技術的發展催化學校內涵與外延的革命性變化，包括教學形態的重組、教育生態的重構以及教育理論的重塑等，智慧校園的建設必然使學校發生根本性的變革。

以智慧教育理念指導學校教學改革

如何以智慧教育理念優化學校日常教學工作？我們致力于以“培養學生關鍵能力”為宗旨，以大數據技術手段為依托，以學生能力發展為導向，以學科能力發展和科技創新活動為抓手，以普通學生藝體特長培養和航空班新型飛行人才培養為特色。

重塑學科能力。通過大數據手段對學生學科能力進行持續監測、診斷和跟蹤，量化學生學科能力的發展與變化，實現對學生學科能力科學化、精準化評價。如正在試點的物理學科，學校建立了以理解能力、推理能力、分析綜合能力、實驗能力以及數學應用能力為核心的能力發展與測評體系，對學科知識體系進行全面梳理和重構、對學科教學流程進行精心設計、對診斷和分析模式進行新的探索。

創新科技教育。適應時代發展需要，學校科技教育也面臨著改革，我們確定了“以科技研究項目為引導，培養學生關鍵能力”的科技教育思路。依托學校的大數據平臺，精心挑選和設計了一批優秀科技項目和科研課題，有針對性地建立起一套科技教育基礎素材體系；通過科技活動研究記錄和分析系統，詳細記錄學生在科技研究中的過程和成果，如學生研究課題設計情況、課題知識學習情況、項目實施情況、研究結果評價等，并形成計算機系統可以識別的量化數據，建立起一套與科技教育相適應的關鍵能力考評體系。目前，學校正在完善科技活動研究記錄和分析系統，建立3D打印、機器人中心、創客基地、實踐操作基地等配套場所，為科技教育提供更優的基礎環境支持。

全面提升藝體教育。從今年9月起，學校全面實行體育藝術“2+1+1”方案，即在華師一附中高中三年，學生要掌握兩項體育特長（游泳和另外一項球類運動）、兩項藝術特長（音樂和美術各一項），四項特長考核均合格后才能順利畢業。藝體項目專業性強，注重技能訓練，建立科學合理的學生能力評價標準至關重要。學校首先選擇其中一項體育特長作為試點，運用大數據技術，借助運動腕表等新型設備，隨時隨地記錄學生的運動情況、身體狀況等相關數據，貫穿課前、課中和課后，覆蓋校內、校外。每學期進行一次例行身體測量與運動能力檢測，三年積累下來，完成對學生運動數據的全時空跟蹤和全方位采集，實現數據驅動的學生運動能力量化管理。

特色培養航空人才。為適應軍隊信息化建設和新質戰斗力生成需要，超前培育軍事航空航天領域的新型飛行人才，經報國家教育部、公安部和解放軍總政治部批準，從2015年起，華師一附中成為全國首批16所空軍青少年航空學校之一，承擔起培養新型飛行人才的重任。航空班學員有日常學習和專項訓練兩大任務，學科能力發展和航空專業技能訓練并重。通過配置優質師資，創設數字化學習環境，以學科能力發展促進學生航空專業技能提升。特別是數字化航空專業技能模擬操作平臺，從課堂學習、課外訓練、班會研討、模擬駕駛等多場景、全方位記錄學員能力發展數據，助力航空班學員快速成長。

狄更斯在《雙城記》有這樣一段話：“這是最好的時代，這是最壞的時代；這是智慧的時代，這是愚蠢的時代；這是信仰的時期，這是懷疑的時期……”作為教育人，面向知識更新不斷加快、技術發展日新月異的信息時代，對于勇于擁抱者，這是最好的時代，對于裹足不前者，這也許就是最壞的時代。

（作者單位：華中師范大學第一附屬中學）