智慧校園：大數(shù)據(jù)“翻轉”學校

●周鵬程

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智慧校園：大數(shù)據(jù)“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(huán)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?yōu)榭赡?，由小能變?yōu)榇竽?，從而培養(yǎng)良好的價值取向、較高的思維品質(zhì)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(fā)展，對傳統(tǒng)的教育思想、觀念、模式、內(nèi)容和方法產(chǎn)生了巨大沖擊。而智慧教育，是教育信息化發(fā)展的新境界。

智慧教育的必然性

教育發(fā)展歷程的必然階段。農(nóng)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(yè)革命帶來的工業(yè)文明，需要大量從事機器生產(chǎn)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(tǒng)“三中心”），決定了今天教育的特點：高效率（批量生產(chǎn)）、標準化、同質(zhì)化。隨著信息技術的飛速發(fā)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(wǎng)絡來組織，需要創(chuàng)新型人才和高素質(zhì)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(yǎng)的必然要求。美國副總統(tǒng)拜登曾說：“中國不足畏懼，因為中國缺乏創(chuàng)新能力”，《時代》周刊也曾提到，“中國現(xiàn)在什么都可以制造，但什么都不能創(chuàng)造”，還有著名的錢學森之問——“為什么我們的學?？偸桥囵B(yǎng)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(yǎng)人的社會活動，其最大的不確定性在于，它所培養(yǎng)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(yǎng)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(chuàng)辦人史蒂夫·喬布斯生前曾質(zhì)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(chǎn)生在生產(chǎn)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(fā)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(tài)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(jīng)過十年努力，現(xiàn)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?；A設施方面，有線網(wǎng)絡教室全接入，無線網(wǎng)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(yè)務部門均部署了應用系統(tǒng)，并通過各類針對性的培訓和教師的自發(fā)嘗試，在信息化應用方面積累了一定經(jīng)驗。

但另一方面，與普通中學比，學校因多校區(qū)、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(zhàn)。如：多校區(qū)、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(shù)據(jù)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(xiàn)實問題，對于開展教學信息化創(chuàng)新嘗試的時間和空間，都形成較大的制約；優(yōu)質(zhì)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(huán)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(huán)境，同時也是踐行智慧教育的主陣地。智慧校園的核心是數(shù)據(jù)，從這個角度講，智慧校園的特征也可歸結為數(shù)據(jù)的感知、采集、整合、融合、分析和利用?？梢哉f，整個智慧校園的建設就是一部數(shù)據(jù)建設史。

我們的目標是，結合國內(nèi)外發(fā)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(yǎng)”教育教學改革實驗。具體來說，就是按照“統(tǒng)籌規(guī)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(shù)據(jù)中心兩大平臺為依托，以教師、學生、家長和課程四個數(shù)據(jù)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(chuàng)新策略實現(xiàn)科學決策與因材施教，逐步實現(xiàn)“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(shù)據(jù)大多因人而產(chǎn)生，并為人服務，要考慮其人性化、體驗性；數(shù)據(jù)治校，樹立大數(shù)據(jù)意識，形成現(xiàn)代化學校治理能力。

采取兩大發(fā)展戰(zhàn)略。云端一體化戰(zhàn)略。數(shù)據(jù)是智慧之鑰，云計算是前提，形成“云平臺+社交網(wǎng)絡+智能終端”的使用模式?！岸恕卑ㄊ謾C、可穿戴設備，以及各類傳感器；大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，把數(shù)據(jù)視為第五資產(chǎn)，形成“人財物+數(shù)字資源+數(shù)據(jù)”的資產(chǎn)管理意識，注重數(shù)據(jù)文化和制度等軟環(huán)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(xù)實現(xiàn)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，?？平淌摇⒐δ芙淌业榷伎赡苁俏磥斫淌业陌l(fā)展方向。

未來教師。智慧教育對教師專業(yè)能力的要求將會持續(xù)提高，尤其是大數(shù)據(jù)意識，利用數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的能力，以及與具體學科教學融合創(chuàng)新的能力。

未來學校。信息技術的發(fā)展催化學校內(nèi)涵與外延的革命性變化，包括教學形態(tài)的重組、教育生態(tài)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(fā)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(yōu)化學校日常教學工作？我們致力于以“培養(yǎng)學生關鍵能力”為宗旨，以大數(shù)據(jù)技術手段為依托，以學生能力發(fā)展為導向，以學科能力發(fā)展和科技創(chuàng)新活動為抓手，以普通學生藝體特長培養(yǎng)和航空班新型飛行人才培養(yǎng)為特色。

重塑學科能力。通過大數(shù)據(jù)手段對學生學科能力進行持續(xù)監(jiān)測、診斷和跟蹤，量化學生學科能力的發(fā)展與變化，實現(xiàn)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(shù)學應用能力為核心的能力發(fā)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(chuàng)新科技教育。適應時代發(fā)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(yǎng)學生關鍵能力”的科技教育思路。依托學校的大數(shù)據(jù)平臺，精心挑選和設計了一批優(yōu)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(tǒng)，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(tǒng)可以識別的量化數(shù)據(jù)，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(tǒng)，建立3D打印、機器人中心、創(chuàng)客基地、實踐操作基地等配套場所，為科技教育提供更優(yōu)的基礎環(huán)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(yè)。藝體項目專業(yè)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，貫穿課前、課中和課后，覆蓋校內(nèi)、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(shù)據(jù)的全時空跟蹤和全方位采集，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的學生運動能力量化管理。

特色培養(yǎng)航空人才。為適應軍隊信息化建設和新質(zhì)戰(zhàn)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(jīng)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(yǎng)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(fā)展和航空專業(yè)技能訓練并重。通過配置優(yōu)質(zhì)師資，創(chuàng)設數(shù)字化學習環(huán)境，以學科能力發(fā)展促進學生航空專業(yè)技能提升。特別是數(shù)字化航空專業(yè)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(fā)展數(shù)據(jù)，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(fā)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）