把握本質(zhì)　建設(shè)和諧數(shù)字校園

陳奕望

復(fù)興高級(jí)中學(xué)1998年異地新建校舍，當(dāng)時(shí)學(xué)校信息化必要的物理環(huán)境建設(shè)就已經(jīng)納入到建設(shè)方案之中。數(shù)年來的實(shí)踐促進(jìn)了學(xué)習(xí)者的發(fā)展，提升了學(xué)校的辦學(xué)水平；但在實(shí)踐中，“什么是教育信息化的內(nèi)核”、“數(shù)字校園究竟是設(shè)備的集合還是其他的什么內(nèi)容”、“我們?nèi)绾文軌蚴菇逃畔⒒男б娴玫秸嬲穆鋵?shí)與體現(xiàn)”、“實(shí)踐中的彎路是否與這些問題答案有關(guān)”等等問題引發(fā)了我們更多的思考。為此，我們?cè)噲D通過對(duì)上述問題的研究，從教育的邏輯出發(fā)，給出我們自己的回答，在實(shí)踐中逐步生成新型的社會(huì)文化生態(tài)系統(tǒng)——數(shù)字校園。

從異地重建校園開始，復(fù)興高級(jí)中學(xué)教育信息化發(fā)展經(jīng)歷了這樣的幾個(gè)階段：

一、基礎(chǔ)建設(shè)階段

1998年開始結(jié)合校園重建進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)布線、互聯(lián)網(wǎng)接入、基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)等方面得以初步實(shí)現(xiàn)。

在基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)方面，建設(shè)了學(xué)校信息發(fā)布和公共服務(wù)系統(tǒng)（FXHS Net & Service）、學(xué)校教育信息管理系統(tǒng)（FXHS EMIS）和學(xué)校網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（FXHS NMS）。

1.學(xué)校信息發(fā)布和公共服務(wù)系統(tǒng)（包括通常所說的學(xué)校網(wǎng)站）

主要承擔(dān)了公共信息的發(fā)布如新聞公告等公共服務(wù)功能。

2.教育信息管理系統(tǒng)

主要支持教務(wù)管理等工作，對(duì)教務(wù)基本信息、學(xué)籍管理、課程、考試和成績統(tǒng)計(jì)等信息進(jìn)行管理。

3.學(xué)校網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

主要管理學(xué)校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的硬件與系統(tǒng)，保障網(wǎng)絡(luò)安全，對(duì)用戶分級(jí)分類上網(wǎng)等實(shí)行全面的有效管理。

二、應(yīng)用啟動(dòng)階段

從2002年開始，我校根據(jù)前一階段的運(yùn)行，以及教師學(xué)生在日常教與學(xué)過程中的具體應(yīng)用，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了必要的維護(hù)和升級(jí)。2003年對(duì)應(yīng)用軟件系統(tǒng)進(jìn)行了必要的功能擴(kuò)充升級(jí)與初步統(tǒng)整。

1.基礎(chǔ)設(shè)施方面

對(duì)校園互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)容，升級(jí)至4M光纖接入；

空間校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)管理從純軟件升級(jí)為軟、硬件相結(jié)合的管理模式。依托可靠的網(wǎng)絡(luò)管理，維護(hù)了學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)暢通和系統(tǒng)安全；

校園部分地區(qū)重新優(yōu)化布線；

為每位教師配備了工作電腦；

為每間教室配備了計(jì)算機(jī)和投影電視。

2.應(yīng)用系統(tǒng)方面

開放式資源管理系統(tǒng)升級(jí)為非接觸式交換方式，將校園生活的各空間使用與圖書館借閱活動(dòng)管理整合起來，并實(shí)現(xiàn)了與教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)生基本信息的同步，這樣在方便了師生的學(xué)習(xí)、工作、生活的同時(shí)，全面提升了學(xué)校的智能化管理水準(zhǔn)，可靠地保證了校園內(nèi)各類信息的真實(shí)采集和流通。

建設(shè)數(shù)字校園內(nèi)部網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)——求真網(wǎng)，將其作為學(xué)校師生在教與學(xué)過程中的信息交換空間、活動(dòng)中轉(zhuǎn)空間，給師生在網(wǎng)絡(luò)的行動(dòng)提供統(tǒng)一入口和結(jié)構(gòu)性的導(dǎo)航機(jī)制。通過網(wǎng)站系統(tǒng)中的系列工作按鈕，將原先分散的操作整合起來。據(jù)此師生可以方便地連接各類數(shù)據(jù)庫，可以直接打開經(jīng)過授權(quán)的文件夾以存放自己的文件，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的文件傳輸，可以看到學(xué)校的有關(guān)安排等等。求真復(fù)興教育內(nèi)網(wǎng)如圖1。

3.課程教學(xué)方面

我校從拓展型課程、研究型課程入手嘗試新型教學(xué)方式。結(jié)合典型學(xué)習(xí)環(huán)境，我們開展了下列實(shí)踐探索。

（1）開放性生物學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

2004年底，學(xué)校建立了數(shù)碼顯微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室。數(shù)碼顯微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室是集生物數(shù)碼顯微鏡、體視顯微鏡與計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)于一體的多媒體、多功能生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室。與傳統(tǒng)各自獨(dú)立的生物顯微鏡相比，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的顯微鏡由于設(shè)置了數(shù)碼聯(lián)動(dòng)裝置及測(cè)量軟件等，功能更加強(qiáng)大，可進(jìn)行圖像的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)預(yù)覽、錄像和靜態(tài)捕捉，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)室的布局改變了傳統(tǒng)的條桌分布設(shè)計(jì)，以一個(gè)可坐六個(gè)學(xué)生的六邊形實(shí)驗(yàn)桌為單位，配置了九張實(shí)驗(yàn)桌，每張桌上配有三臺(tái)數(shù)碼顯微鏡和三臺(tái)計(jì)算機(jī)。教師講臺(tái)上配有教師機(jī)和數(shù)碼顯微鏡。教師可以演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)時(shí)觀察到課堂上每個(gè)學(xué)生的顯微鏡畫面，及時(shí)對(duì)所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)效果進(jìn)行觀察指導(dǎo)。學(xué)生也可通過提問系統(tǒng)主動(dòng)請(qǐng)求教師幫助，可與教師交流討論，并能進(jìn)行圖像處理和高精度的多種方式測(cè)量，生成電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)室布局如圖2。

主講教師精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)方案，并預(yù)先在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布，學(xué)習(xí)者可以在任何可以上網(wǎng)的地方瀏覽到該學(xué)習(xí)活動(dòng)方案，有效突破了時(shí)空的局限，為學(xué)習(xí)者的開放性學(xué)習(xí)提供了必要的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的結(jié)構(gòu)性導(dǎo)航。

例如，《植物氣孔的觀察》實(shí)驗(yàn)單元。教師拋出課題，創(chuàng)設(shè)情境，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)下達(dá)單元任務(wù)目標(biāo)，布置了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：①觀察氣孔的運(yùn)動(dòng)；②探究影響氣孔開放和關(guān)閉的化學(xué)物質(zhì)；③光誘導(dǎo)氣孔的開啟。實(shí)驗(yàn)任務(wù)中列出了實(shí)驗(yàn)操作步驟，提出了分析和思考的問題，學(xué)生根據(jù)學(xué)案可以自行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行有步驟的探究。三個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)安排層層遞進(jìn)，通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生逐步了解氣孔的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，影響氣孔開閉的外界因素，進(jìn)而在氣孔知識(shí)的基礎(chǔ)上，了解氣孔與光合作用、抗旱節(jié)水、鮮花保鮮等生產(chǎn)生活實(shí)踐的關(guān)系。

其中實(shí)驗(yàn)②要求學(xué)生觀察比較分別處于1.5％硝酸鉀、15％甘油、1％乙酸、1%阿司匹林溶液和蒸餾水中的鴨跖草葉片氣孔，了解氣孔的開閉情況及原理。一般的光學(xué)顯微鏡觀測(cè)的是即時(shí)的物像， 傳統(tǒng)的測(cè)量細(xì)胞大小的方法是利用測(cè)微尺進(jìn)行測(cè)量，不僅速度慢，而且誤差較大(如圖3）。而利用數(shù)碼顯微鏡的圖像軟件系統(tǒng)，學(xué)生可以通過“拍照”功能保存氣孔圖像，通過“測(cè)量”工具計(jì)算氣孔的張開程度，通過“錄像”手段記錄氣孔的動(dòng)態(tài)變化，最終通過圖形和數(shù)據(jù)的結(jié)合，說明氣孔在不同溶液中的開閉狀況，并生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以往記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方式是文字、表格和簡圖。這些都是間接的實(shí)驗(yàn)記錄方法。數(shù)碼顯微系統(tǒng)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法除上述傳統(tǒng)方法外，通過拍攝數(shù)碼顯微照片，能夠更加直接地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而數(shù)碼顯微鏡與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)使得該系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出來的能量和速度大大增加，有利于及時(shí)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)換成圖表。學(xué)生還可以把自己的作品存儲(chǔ)起來，以備進(jìn)行階段性的研究總結(jié)。

數(shù)碼顯微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的圓桌分布，從教學(xué)的一開始就將學(xué)生進(jìn)行了“組”的分配，學(xué)生自由組合，三個(gè)人形成一個(gè)小組，每個(gè)人擁有一套“數(shù)碼顯微鏡＋計(jì)算機(jī)”設(shè)備，每次課程共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。每個(gè)小組學(xué)生在任務(wù)完成過程中，根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的性質(zhì)進(jìn)行分工協(xié)作，相互配合、相互幫助、相互促進(jìn)。所有小組又可聯(lián)合成大組，共享實(shí)驗(yàn)成果。而數(shù)碼實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在信息獲取和認(rèn)知支持等方面都很好地支持了基于問題的協(xié)作學(xué)習(xí)。

（2）物理學(xué)探究實(shí)驗(yàn)室

2004年根據(jù)高中物理課程教學(xué)改革的需求，學(xué)校為物理實(shí)驗(yàn)室添置了相關(guān)的數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)器材，組建了由“傳感器+數(shù)據(jù)采集器+計(jì)算機(jī)”構(gòu)成的新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，有力地支持了信息技術(shù)與物理教學(xué)的全面整合。

實(shí)驗(yàn)室裝備了各類傳感器，如聲學(xué)傳感器可以將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并上傳至數(shù)據(jù)采集器，由數(shù)據(jù)采集器以115200波頻率（10K）的高速傳輸至計(jì)算機(jī)，朗威DISLab實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件即可實(shí)時(shí)描繪出聲波的波形圖線，同時(shí)支持聲波波形的存儲(chǔ)、回放，進(jìn)一步方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這類構(gòu)件物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室為學(xué)習(xí)者在學(xué)科學(xué)習(xí)中，提供了自主建構(gòu)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的可能性，為資質(zhì)優(yōu)秀學(xué)習(xí)者的深度學(xué)習(xí)預(yù)留了活動(dòng)的場(chǎng)所。

（3）數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作室

2004年9月，學(xué)校建立了數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作室，面向高一和高二學(xué)生開設(shè)了《DV創(chuàng)作》和《作曲與MIDI音樂》選修課，師生共同探索數(shù)字藝術(shù)的奧秘。

創(chuàng)作室裝備的現(xiàn)代化數(shù)字藝術(shù)裝備，為學(xué)習(xí)者在實(shí)踐中體驗(yàn)新型表達(dá)方式提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們的數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作課程，并不是常見的軟件操作的活動(dòng)，也不是簡單的技能習(xí)得活動(dòng)，而是建立在新型文本觀基礎(chǔ)上，將媒體文本也視為一類表達(dá)的要素，運(yùn)用圖片、視頻等視覺符號(hào)來表達(dá)學(xué)習(xí)者內(nèi)心的感受，表達(dá)我們視覺聽覺中的現(xiàn)實(shí)世界與夢(mèng)想空間，可謂是一類新型的“作文”課程。我校學(xué)生在全國NOC中小學(xué)生創(chuàng)新賽上，數(shù)碼藝術(shù)作品取得了優(yōu)異的成績。

（4）創(chuàng)新構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室

學(xué)校分期分批添置了最新型的結(jié)構(gòu)搭建套裝、可編程工控套裝等學(xué)習(xí)裝備，建立了復(fù)興高級(jí)中學(xué)創(chuàng)新構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室。開出了機(jī)器人選修課與創(chuàng)新構(gòu)造研究課。

社會(huì)公眾是根據(jù)技術(shù)制品來感受科學(xué)的進(jìn)步與科學(xué)對(duì)人類日常生活的作用。在另一方面制造技術(shù)作為所有技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，在科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展中起到了工作母機(jī)的作用。

創(chuàng)新構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室模塊化結(jié)構(gòu)構(gòu)件，有效免除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)金屬加工工具的嚴(yán)重依賴，使得中小學(xué)能夠有效地突破條件與費(fèi)用的局限，讓學(xué)習(xí)者能夠便捷地構(gòu)造各類機(jī)械構(gòu)造以實(shí)現(xiàn)某類能力。同時(shí)變成工控模塊通過各類傳感器接收各類動(dòng)態(tài)信息，通過中央控制運(yùn)算模塊的運(yùn)算輸出脈沖控制各類電動(dòng)機(jī)和相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有效反饋。

我校學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)室放飛自己的創(chuàng)意，通過悉心建構(gòu)，學(xué)習(xí)活動(dòng)取得了可喜的成績，在2006年世界中學(xué)生機(jī)器人大獎(jiǎng)賽中榮獲金獎(jiǎng)。

4.教學(xué)管理方面

根據(jù)上海市教委對(duì)學(xué)生全面發(fā)展的系統(tǒng)思考，我校建設(shè)了學(xué)生成長發(fā)展系統(tǒng)。該系統(tǒng)為學(xué)生提供了一個(gè)屬于自己的虛擬的學(xué)習(xí)、生活空間。在此學(xué)生可以記錄自己的成長腳印，記載自己的榮譽(yù)等。通過成長發(fā)展系統(tǒng)，學(xué)生可以與班主任、任課教師、家長留言交流；可以看到自己每學(xué)期的各個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)成績；可以作學(xué)科分析，系統(tǒng)能自動(dòng)幫學(xué)生按學(xué)科成績列表畫點(diǎn)，顯示每門學(xué)科的學(xué)習(xí)成績?cè)谀昙?jí)中的相對(duì)位置?？梢院苤庇^地告知學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和發(fā)展趨勢(shì)，學(xué)生就能客觀地了解自己每門課的學(xué)習(xí)情況。在每個(gè)學(xué)期末，系統(tǒng)將為每位學(xué)生打印一份《學(xué)習(xí)情況表》，情況表中匯總了學(xué)生的學(xué)習(xí)、德育等多方面的重要數(shù)據(jù)。學(xué)生畢業(yè)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)為每一位畢業(yè)學(xué)生提供一份個(gè)人在校學(xué)習(xí)、生活信息的完整的電子檔案——《學(xué)籍卡》。

在學(xué)生成長發(fā)展系統(tǒng)中，融入了互動(dòng)的教學(xué)理念，設(shè)計(jì)了學(xué)生和任課教師之間的信息溝通渠道。配置有學(xué)生——學(xué)生、學(xué)生——教師、教師——家長、家長——學(xué)生等多類信息通道，通過學(xué)生的自評(píng)和互評(píng)，教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，以及家長對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，就可能較全面地展現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活面貌，有利于學(xué)生的成長和發(fā)展，學(xué)生成長信息流示意圖如圖4。

系統(tǒng)整合了能使家長和班主任相互溝通的家校交流平臺(tái)，與其他功能系統(tǒng)（如學(xué)籍管理、健康檔案管理等）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。

三、總結(jié)與思考

從2004年以來復(fù)興高級(jí)中學(xué)數(shù)字校園建設(shè)的實(shí)踐探索中，我們得到了以下的幾點(diǎn)體會(huì)。

我們?cè)跀?shù)字校園建設(shè)的歷程中，在教學(xué)管理、課程建設(shè)、學(xué)生社團(tuán)、班級(jí)經(jīng)營等方面開展相應(yīng)的探索實(shí)踐，為后續(xù)深入而全面的建設(shè)進(jìn)程奠定了必要的實(shí)踐基礎(chǔ)。

數(shù)字校園的全面建設(shè)，還需要在管理、教學(xué)等方面全面啟動(dòng)相應(yīng)的探索實(shí)踐，明確更多的需求，進(jìn)一步提煉出穩(wěn)定的部分，形成必要的模型，把握建設(shè)運(yùn)行的本質(zhì)。進(jìn)而要在整體性方法論的指導(dǎo)下，支持對(duì)物質(zhì)環(huán)境建設(shè)的系統(tǒng)思考。從這個(gè)角度來說數(shù)字校園不可能一蹴而就。

數(shù)字校園的建設(shè)需要我們從組織建設(shè)、管理、信息標(biāo)準(zhǔn)化、課程教學(xué)、人際交流等等方面深入思考，數(shù)字校園的運(yùn)行需要理解數(shù)字校園所代表的新型文化的各類實(shí)踐者——管理人員、骨干教師與教育科研志愿者、技術(shù)支持人員等角色。

我們的實(shí)踐和探究并不表明復(fù)興高級(jí)中學(xué)已經(jīng)建成數(shù)字校園，而是全面吹響數(shù)字校園建設(shè)的啟動(dòng)號(hào)角。我們?cè)谪瀼芈鋵?shí)復(fù)興高級(jí)中學(xué)新三年發(fā)展規(guī)劃的歷程中全面實(shí)施建設(shè)方案。在發(fā)展中走向未來，在科學(xué)行動(dòng)中落實(shí)社會(huì)效益。

（編輯：劉軒）