清華附中空中學(xué)堂信息化教育平臺(tái)的應(yīng)用與研究

吳新勝

我特別渴望和呼喚的是信息化對(duì)于教育本質(zhì)的推動(dòng)，不要為了時(shí)尚而時(shí)尚，為了信息化而信息化；現(xiàn)在應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，有了新的技術(shù)了，要充分認(rèn)識(shí)教和學(xué)的變化，用信息化手段徹底改變學(xué)和教的方式。

—— 王殿軍校長(zhǎng)

開(kāi)學(xué)伊始，清華大學(xué)附屬中學(xué)的學(xué)生們通過(guò)自己的校園信息化教育平臺(tái)——“空中學(xué)堂”進(jìn)行了較大規(guī)模的一輪在線自主選課。初一、初二、高一、高二各年級(jí)的學(xué)生分別借助空中學(xué)堂平臺(tái)選到了自己心儀的校本課程及社團(tuán)選修課程，其中超過(guò)90%的學(xué)生在開(kāi)選30秒內(nèi)就通過(guò)線上完成了選課。2200余名學(xué)生先后從223節(jié)備選課程中累計(jì)選課次數(shù)達(dá)5306課次。

選課過(guò)程，可以概括為一個(gè)“搶”字。上千鼠標(biāo)同時(shí)點(diǎn)擊課程，搶手的課程幾秒鐘就會(huì)被選完。學(xué)生對(duì)于本次在線選課感受頗多：“想選的課一眨眼就選滿了”“我把想選的課‘收藏了，開(kāi)選時(shí)想選的課程就排在最前面，手疾眼快一下子就‘搶到了”……不同于以往的選課程序，從填表到老師調(diào)整，既占用太多時(shí)間，又不能讓學(xué)生及時(shí)了解課程內(nèi)容和是否選中。本次選課可以在選前詳細(xì)了解課程內(nèi)容，選后即時(shí)顯示選課結(jié)果，每人的課表中也能立即顯示所選課程，課程名稱、時(shí)間、地點(diǎn)和授課老師一目了然。同時(shí)，教學(xué)主任等相關(guān)老師也可以隨時(shí)登錄后臺(tái)管理，導(dǎo)出需要的選課數(shù)據(jù)，便于統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析。

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，將課程教學(xué)與應(yīng)用服務(wù)有機(jī)結(jié)合已經(jīng)成為當(dāng)今的趨勢(shì)，立足清華附中的實(shí)際需求，為高效地輔助學(xué)校校本課申課、審課、選科、排課、成績(jī)管理以及教育教學(xué)，搭建了專屬清華附中的可以為學(xué)校提供教學(xué)、管理、學(xué)習(xí)、活動(dòng)及學(xué)生個(gè)性化檔案管理等功能的綜合性網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，即“清華大學(xué)附屬中學(xué)空中學(xué)堂”。

清華附中空中學(xué)堂開(kāi)發(fā)的Web端在線教育教務(wù)平臺(tái)，通過(guò)采用多層的緩存機(jī)制，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層與數(shù)據(jù)庫(kù)層的分離，將數(shù)據(jù)本地化存儲(chǔ)；用戶信息和資源信息采用多種加密方式，保證了系統(tǒng)的高效性及可靠性；采用組建化的系統(tǒng)框架，各個(gè)子系統(tǒng)組件化；支持子系統(tǒng)的的分布式部署和集中式管理；基礎(chǔ)框架開(kāi)放，提供多種數(shù)據(jù)接口，方便進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)以及與其他系統(tǒng)的集成。該平臺(tái)分為教師端、學(xué)生端、管理員端三個(gè)主權(quán)限入口。

1. 在線教學(xué)系統(tǒng)

該系統(tǒng)分為教師端和學(xué)生端兩部分，其中教師端包括教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)輔導(dǎo)，學(xué)生端可以進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)。

（1）教師可以組織教學(xué)設(shè)計(jì)、推動(dòng)教學(xué)過(guò)程，也可以開(kāi)展作業(yè)、自測(cè)、主題討論等教學(xué)活動(dòng)。同時(shí)教師可以添加課程通知公告，查看學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)數(shù)據(jù)及對(duì)課程的評(píng)價(jià)，在線上更加流暢、方便地開(kāi)展教學(xué)。教師可以進(jìn)行教學(xué)輔導(dǎo)，可以批改學(xué)生作業(yè)、評(píng)價(jià)學(xué)生主題、發(fā)布課程通知和查看學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。

（2）學(xué)生按照教師計(jì)劃、組織的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以查看本課程所有的資源，可以完成教師布置的作業(yè)、自測(cè)，并隨手記筆記和參與主題討論等。

2. 德育活動(dòng)系統(tǒng)

教師及學(xué)生可自由申請(qǐng)活動(dòng)，通過(guò)審核后，組織者可設(shè)計(jì)活動(dòng)內(nèi)容，學(xué)生報(bào)名參加以課程為主導(dǎo)的社會(huì)實(shí)踐項(xiàng)目，可通過(guò)視頻+線下考核+成果展示對(duì)活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)評(píng)論。

（1）教師（班主任、團(tuán)委）可申報(bào)活動(dòng)，對(duì)自己申報(bào)的活動(dòng)記錄進(jìn)行查看、編輯、刪除等操作。擁有審核權(quán)限的角色可對(duì)教師的申報(bào)活動(dòng)進(jìn)行審核。

（2）學(xué)生可以進(jìn)行查看活動(dòng)、報(bào)名活動(dòng)、申報(bào)活動(dòng)等操作，可以對(duì)自己申報(bào)的活動(dòng)記錄進(jìn)行查看、編輯、刪除等操作，可以對(duì)參與的活動(dòng)進(jìn)行查看，學(xué)生也可以管理自己組織的活動(dòng)，可以進(jìn)入課程空間設(shè)計(jì)活動(dòng)。

3. 校本課選課系統(tǒng)

教師申請(qǐng)開(kāi)課，設(shè)定選課規(guī)則、選課時(shí)間段，教研組審核，教務(wù)處審核，管理員排課設(shè)置開(kāi)選，學(xué)生選課。

（1）教師提交校本課及自建課申請(qǐng)。根據(jù)課程類型，設(shè)置相應(yīng)的審核機(jī)制，需要審核的課程需要提交教研組長(zhǎng)及教學(xué)主任審核；已經(jīng)申請(qǐng)的課程可以拉學(xué)生進(jìn)組學(xué)習(xí)，或由學(xué)生自己選擇進(jìn)組學(xué)習(xí)。

（2）學(xué)生可以進(jìn)小組進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。

4. 選科系統(tǒng)

結(jié)合北京市中考改革方案，實(shí)現(xiàn)學(xué)生五選三在線選科，提交確認(rèn)單，并根據(jù)需要打印。

5. 成績(jī)系統(tǒng)

教師可以發(fā)布日常課程、校本課程、五選三課程成績(jī)，班主任、年級(jí)組長(zhǎng)、備課組長(zhǎng)、教務(wù)處、管理員、學(xué)生等不同權(quán)限查看成績(jī)，并記錄學(xué)生平時(shí)成績(jī)、期末成績(jī)，同時(shí)根據(jù)一定的比例折算成績(jī)，從而導(dǎo)出學(xué)生個(gè)性化成績(jī)單、出國(guó)成績(jī)單。

6. 課表系統(tǒng)

學(xué)校可發(fā)布全校課表，對(duì)課表進(jìn)行管理，同時(shí)可以根據(jù)課表對(duì)教師及學(xué)生進(jìn)行考勤。

7. 個(gè)人中心系統(tǒng)

可以通過(guò)個(gè)人中心系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)布相關(guān)通知及消息。

截至目前，清華附中初三的學(xué)生也已經(jīng)借助平臺(tái)順利完成了五選三選科。

平臺(tái)總體采用了Lvs-nginx/Apache-tomcat-mysql 基礎(chǔ)框架，基礎(chǔ)架構(gòu)核心是Web-數(shù)據(jù)庫(kù)的傳統(tǒng)模式，包括前端的均衡器代理，Web容器的tomcat和數(shù)據(jù)庫(kù)的MySQL。同時(shí)平臺(tái)引入讀寫(xiě)分離中間件，MySQL-Proxy、分布式緩存框架Redis-sentinel、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Cassandra、Zookeeper-Dubbo技術(shù)框架、消息隊(duì)列中間RocketMQ、數(shù)據(jù)聚合框架等以確保平臺(tái)穩(wěn)定，保證學(xué)生進(jìn)行選課等在線活動(dòng)時(shí)平穩(wěn)流暢運(yùn)行，選課高峰期間沒(méi)有出現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)卡頓、崩潰等異常問(wèn)題。

考試制度改革將催生教學(xué)改革、高校選拔制度改革等一系列變化。比如文理不分科，學(xué)生從政治、歷史、地理、物理、化學(xué)、生物6科中選3科作為選考科目，就將產(chǎn)生20種不同選課組合，這將對(duì)學(xué)校教學(xué)管理帶來(lái)挑戰(zhàn)。清華附中空中學(xué)堂為高中學(xué)生提供的6選3選科模塊也即將上線，未來(lái)學(xué)生們可以根據(jù)自己意向報(bào)考的院校借助平臺(tái)從六科中有針對(duì)性的選取3門(mén)課程，幫助學(xué)校高效完成學(xué)生選課意愿的收集工作。這項(xiàng)功能大大減輕了中高考改革背景下學(xué)校完成學(xué)生選課工作的負(fù)荷，提高了學(xué)校的教學(xué)管理效率。經(jīng)過(guò)多次在線選課活動(dòng)，空中學(xué)堂平臺(tái)的在線選課功能日趨成熟，成為清華附中特色素質(zhì)課程開(kāi)展的重要支撐。

目前，清華附中空中學(xué)堂平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理、5選3選科、6選3選科、校本課程及社團(tuán)課程選課、學(xué)生成績(jī)管理、教師備課、學(xué)生課前復(fù)習(xí)、分層教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、教師教研活動(dòng)、集體備課，學(xué)生成績(jī)管理及學(xué)生個(gè)性化檔案管理等功能模塊。

除在線選課外，教師還可以使用平臺(tái)中的智慧學(xué)堂空間進(jìn)行在線教學(xué)。在清華附中的教學(xué)模式中，已是多種教學(xué)模式共存：線上教學(xué)、線下教學(xué)及線上線下相結(jié)合教學(xué)模式。除了正常的課堂教學(xué)外，教師還可以在線發(fā)布微課視頻、文檔、鏈接資料、作業(yè)、自測(cè)、在線考試等多種教學(xué)內(nèi)容，有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。根據(jù)學(xué)校及教師的需求，空中學(xué)堂平臺(tái)在本學(xué)期上線自建課程和自主組織活動(dòng)的功能。自建課程功能類似于微信中的群組運(yùn)用，教師可根據(jù)課程需要自行組建聽(tīng)課班級(jí)，選擇學(xué)生進(jìn)入群組，建立獨(dú)立的課程空間，與小組成員共同進(jìn)行研究和探討，并設(shè)計(jì)有針對(duì)性的課程內(nèi)容。這種自由組合的教學(xué)形式，可實(shí)現(xiàn)靈活的分層、個(gè)性化教學(xué)。自建課程的功能不僅針對(duì)學(xué)生，也可以針對(duì)相關(guān)的教師培訓(xùn)、團(tuán)課黨課、教研活動(dòng)等，適用于校內(nèi)外教師的在線學(xué)習(xí)、課程研討與培訓(xùn)。同時(shí)，在線建課教學(xué)可以對(duì)參與學(xué)習(xí)的人員進(jìn)行跟蹤記錄，對(duì)學(xué)習(xí)人員、學(xué)習(xí)時(shí)間、疑問(wèn)困惑、作業(yè)提交等進(jìn)行在線記錄，并得出相應(yīng)數(shù)據(jù)，方便統(tǒng)計(jì)并形成學(xué)習(xí)檔案。這將讓真正的個(gè)性化教學(xué)得益于該項(xiàng)信息化成果，實(shí)現(xiàn)信息化成果全校師生共享。

在線自主組建活動(dòng)模塊也是清華附中空中學(xué)堂平臺(tái)的一大特色，旨在通過(guò)在線策劃、在線組織、在線申報(bào)審核、在線報(bào)名及線上線下相結(jié)合的活動(dòng)開(kāi)展方式，促進(jìn)學(xué)校素質(zhì)教育活動(dòng)的有序開(kāi)展。教師或?qū)W生可以在平臺(tái)發(fā)起活動(dòng)，系統(tǒng)對(duì)學(xué)生活動(dòng)從發(fā)起到結(jié)束均可以進(jìn)行全程自動(dòng)記錄。活動(dòng)照片、活動(dòng)視頻、心得體會(huì)、學(xué)生評(píng)價(jià)及討論等信息可通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行展示，記錄永久保存，隨時(shí)便捷查詢。

清華大學(xué)附屬中學(xué)校長(zhǎng)王殿軍認(rèn)為，教育信息化為學(xué)生獲取學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)資源提供了方便，但他更希望看到教育信息化讓教育內(nèi)涵在學(xué)、教、評(píng)等方式上得到更深層次的提升。

可以預(yù)見(jiàn)，清華附中空中學(xué)堂也將不斷向深化教育內(nèi)涵的方向進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，并更加注重平臺(tái)建設(shè)對(duì)教育本質(zhì)的推動(dòng)和提升。王殿軍校長(zhǎng)表示：“我特別渴望和呼喚的是信息化對(duì)于教育本質(zhì)的推動(dòng)，不要為了時(shí)尚而時(shí)尚，為了信息化而信息化；現(xiàn)在應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，有了新的技術(shù)了，要充分認(rèn)識(shí)教和學(xué)的變化，用信息化手段徹底改變學(xué)和教的方式。”從這一方向上講，清華附中空中學(xué)堂平臺(tái)向前邁出了新的一步如果說(shuō)在線選課、選科和組織在線考試等功能對(duì)教育的貢獻(xiàn)是提供便捷和提高效率，那么自建課程、自主創(chuàng)建活動(dòng)等功能則是探索素質(zhì)教育本質(zhì)的一種嘗試。清華附中空中學(xué)堂平臺(tái)今后將真正實(shí)現(xiàn)教育過(guò)程中師生近乎真實(shí)的互動(dòng)和交流，通過(guò)大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)的深入挖掘，把握教育的發(fā)展規(guī)律。

（作者單位：清華大學(xué)附屬中學(xué)）