市域中小學實驗教學云平臺建設與應用路徑、模式與成效：衡水實踐

摘 要：為適應基礎教育改革與發(fā)展的需要，充分運用新技術賦能市域中小學實驗教學管理，近幾年來，河北省衡水市探索以實驗教學云平臺建設與應用為抓手，提升市域中小學實驗教學管理信息化、現(xiàn)代化水平。文中通過回顧衡水市實驗教學云平臺建設與應用實踐：建設背景、過程與路徑以及應用場景與成效，探索并形成了以實驗教學云平臺建設與應用提升市域中小學實驗教學管理的新模式與新成效。

關鍵詞：云平臺建設；實驗教學管理；模式與成效

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

一、實驗管理平臺建設的背景

實驗教學是國家課程標準與課程方案規(guī)定的重要教學內容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。在新的歷史時期下，加強和改進中小學實驗教學，既是推進教育改革的重要內容，也是實施新課程標準、推進素質教育的重要保證。

2019年11月，教育部印發(fā)了《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》，意見明確提出：不斷將科技前沿知識和最新技術成果融入實驗教學，豐富內容，改進方式；鼓勵有條件的地方和學校積極利用信息技術手段開展實驗教學管理，為新時期中小學實驗教學工作提出了新要求。為此，河北省教育廳印也發(fā)了《關于加強和改進中小學實驗教學工作的通知》，通知要求：鼓勵利用信息技術手段對實驗教學進行數字化、網絡化、智能化管理，動態(tài)了解實驗教學開展情況。2019年4月衡水市人民政府制定印發(fā)了《衡水市教育信息化2. 0實施方案（2019-2022年）》，方案中明確：到2022年底要建成“互聯(lián)網+教育”大平臺即衡水市智慧教育云平臺。

為進一步加強和改進市域中小學實驗教學，適應社會發(fā)展與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，一方面我們認真總結多年來河北省中小學教育裝備管理系統(tǒng)建設與應用實踐，另一方面，我們也認真學習借鑒浙江省嘉興市、湖南省岳陽市、山西太原市和長春市農安縣等地在積極推進實驗教學信息化、數字化管理的成功經驗，結合我市教育發(fā)展實際，確立了“以衡水市中小學實驗教學管理云平臺（以下簡稱“實驗管理平臺”）建設為突破點，加快市域內中小學實驗教學信息化和現(xiàn)代化步伐，提升區(qū)域中小學實驗教學開展、普及、提升與管理的決策和治理信息化水平”的建設和發(fā)展目標。

二、實驗管理平臺建設過程與路徑

在河北省教育廳、衡水市委市政府領導和支持下，立足教育信息化2. 0發(fā)展新形勢，以中小學實驗教學建設、裝備、應用及管理實際為基礎，探索實現(xiàn)“市縣校上下聯(lián)動、三級融合互通”的中小學實驗教學管理新模式。2019年以來，先后投資1200余萬元進行衡水市智慧教育專項建設，其中700余萬元用于衡水市智慧教育云平臺（https：/ / www. hsszhjy. cn/ ）的建設與運維。實驗教學管理平臺采用全網化設計，配合IP前端相關設備，市域內“市、縣、?！苯y(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設，堅持“實用性、開放性、安全性”建設原則，建設與安全雙輪驅動，購置了一系列安全服務，如Web應用防火墻、DDos攻擊防護、SSL證書、云安全中心、堡壘機、數據庫審計，從而實現(xiàn)實驗管理平臺全方位安全保護。

衡水市智慧教育云平臺采取統(tǒng)一賬號體系，統(tǒng)一身份認證，包含以湖城云課堂、實驗管理、綜合素質評價、校園巡查等多個子平臺（圖1）。其中，實驗管理子平臺功能不斷完善，基本實現(xiàn)市域內實驗室建設情況實時呈現(xiàn)、實驗數據治理、實驗教學開展與督導、實驗與實踐性活動開展網絡化和數據化。特別是在疫情期間發(fā)揮了重要的作用，實驗管理平臺為全市中小學“停課不停學”提供了重要資源與活動支撐。

按照市政府實施方案，衡水市教育局與北京捷成世紀公司、河北鑫考教育公司于2019年4月簽訂三方協(xié)議，共同研發(fā)建設衡水市智慧教育云平臺，構建系統(tǒng)帳號體系，并通過各子系統(tǒng)完善平臺功能。

建設初期，由北京捷成世紀公司、河北鑫考教育公司兩家公司進行云服務器支撐，自2020年起，市財政又撥專項經費80萬元，通過公開招標方式采購云服務，先后由衡水市聯(lián)通、衡水市智慧城市公司進行相關服務。按照不同的系統(tǒng)需求，分別布置于政務云、阿里云，共計應用17臺高性能服務器，并配備符合三級等保測評要求的網絡安全服務，并按相關要求每年進行一次三級等保測評和備案，不僅保障了數據處理的高效性，也為用戶提供了一個安全、穩(wěn)定、可持續(xù)運行的系統(tǒng)環(huán)境。

經過近三年來的建設，目前實驗管理平臺裝備統(tǒng)計、實驗考試標準發(fā)布、教育教學活動功能已較為完備，實驗平臺的教育教學活動是目前應用度最高的平臺，云平臺共計注冊各級各類學校1849所，教師用戶4. 7萬余人。截止目前，已通過平臺組織省市各類教育教學活動26次，作品10000余件，極大的促進了平臺應用積極性，提高了廣大教師的參與度以及平臺應用信息化素養(yǎng)水平。

實驗管理平臺結合各縣市區(qū)和學校已有的實驗建設情況、實驗教學開展情況、實驗教師隊伍建設情況和傳統(tǒng)實驗教學管理模式，探索創(chuàng)新“兩線三課一結合”的市域中小學實驗教學裝備建設、應用、教學與管理新模式（見圖2），以全面提升全市中小學實驗教學水平。其中，“兩線”是指以大數據、云計算、人工智能技術為代表的信息化2. 0環(huán)境技術路線與課堂教學、教師專業(yè)成長、教育科研為代表的教育業(yè)務應用路線；“三課”是指信息技術與學科教學深度融合的教學環(huán)境建設與應用的三種模式，即翻轉課堂、微課堂和智慧課堂；“一結合”是指以實驗數據治理為核心，通過線上技術運維與線下教學科研相結合，創(chuàng)新實驗教學管理的信息化新模式。

三、實驗管理平臺功能

實驗管理平臺分為實驗數據展示（前臺）和與實驗數據生成與管理（后臺）兩部分，即兩個方面的功能。

（一）實驗數據展示（前臺功能）

實驗數據展示包括“裝備現(xiàn)狀、教學管理、直播課堂、實驗考試、交流展示”五個欄目。各欄目功能如下：

（1）裝備現(xiàn)狀

實驗管理平臺市級管理層按照國家、省、市最新實驗室建設標準，制定相應的線上填報表單，市域內所有學校按照表單內容按時如實填報本校各實驗室建設情況，學校提交表單后即可實時精準掌握市域內各縣市區(qū)和中小學校實驗室建設達標情況。

（2）教學管理

市域內所有學校通過實驗管理云平臺上傳本學期的實驗教學計劃表（包含實驗內容、計劃時間、完成時間）、錄課視頻、完成情況、學生實驗完成情況及評價（包括學生實驗報告單、教師評價及成績）等內容，從而實現(xiàn)市級管理層及時掌握各縣市區(qū)和學校實驗課開設計劃和完成進度情況。

（3）直播課堂

市、縣兩級每學期將制定實驗教學優(yōu)質學校實驗課的直播課程安排表（包含直播課題目、教師姓名、時間、時長、可回放視頻及完成情況），以實現(xiàn)市域內各縣市區(qū)和中小學校優(yōu)質實驗課程的直播和點播服務。

（4）實驗考試

支持所有注冊教師、學生和家長實時了解實驗操作考試的政策資訊，并可隨時瀏覽和下載歷年的實驗操作試題、評分標準及操作示范。

（5）交流展示

所有實現(xiàn)管理平臺注冊的教師和學生均可通過實驗管理云平臺進行預習、學習和復習，從而實現(xiàn)市域中小學優(yōu)質實驗教學資源的展示交流、共建共享。

（二）實驗數據生成與管理（后臺功能）

實驗數據生成與管理（后臺）包括：“實驗考試、活動管理、作品評分、推薦審核、數據統(tǒng)計以及權限分配”六個欄目。各欄目功能如下：

（1）實驗考試

支持歷年物理、化學和生物實驗操作考試試題在線上傳、修改和刪除等功能，也實現(xiàn)了考試相關政策文件與通知資料的公開透明。

（2）活動管理

支持線上多種教育教學的創(chuàng)建、設置、修改與刪除等，從而實現(xiàn)了實驗教學及其他教育教學活動作品上傳、評審、推優(yōu)、展示等全部網絡化。

（3）作品評分

支持師生上傳作品（文字、圖片、視頻等）的評價，評價標準可按省市相關活動評價標準制定，包括評定分數與評語建議等。

（4）推薦審核

支持校、縣、市三級評審與逐級推優(yōu)，下一級未推優(yōu)，上一級無法評審，既實現(xiàn)了逐級評審，又實現(xiàn)了公開公平。

（5）數據統(tǒng)計

支持以單位、作者、學段、學科等關鍵字段的一鍵統(tǒng)計與數據分析，同時，也實現(xiàn)了分級數據統(tǒng)計與分析。

（6）權限分配

支持實驗管理平臺網絡管理員對于群組成員的管理、瀏覽、評審、推優(yōu)等權限的分配與管理，以滿足每項活動的具體靈活的需要。

實驗管理平臺通過后臺生成與實際工作緊密相關的實驗數據，并對數據進行分析、應用與管理；通過前臺對工作重要與重點數據進行公開展示，并予以精準問題定位與督導，從而實現(xiàn)云平臺與實驗教學管理工作的深度融合，最終形成市域中小學實驗教學信息化管理的完整云平臺體系（見圖3）。

四、實驗管理平臺應用場景與成效

實驗管理平臺充分運用云計算和大數據技術，從現(xiàn)有學?；A數據入手，進行市、縣、校三級協(xié)調聯(lián)動的實驗管理數據治理、實驗室對標對表評價、實驗教學優(yōu)質資源共享、教學評價信息化等各管理模塊間的整合互通，基本形成了涵蓋實驗室建設、實驗教學開展、實驗考試、教育活動管理等相關數據生成分析、精準定位與督導、實時科學評價的市域中小學實驗管理新成效。

（一）“市縣?！甭?lián)動管理

實驗管理平臺實現(xiàn)了“市縣?！比壜?lián)動、協(xié)調的實驗室建設與應用數據治理，為市域內中小學實驗室建設規(guī)劃與均衡化發(fā)展提供真實、科學的數據支撐，也促進了市域內中小學實驗室建設、應用及管理信息的交流與共享，促進整體水平的提升，成為全市中小學實驗教學為核心內容的專業(yè)化平臺，基本形成了云平臺支撐下“市縣?！比墔f(xié)調聯(lián)動的實驗教學裝備與管理工作新模式。三年來，收集了全市1078所小學和233所中學實驗室建設情況基礎數據，建立、更新機制，同時實現(xiàn)了問題的精準定向與科學督導。

（二）儀器標準化配備

實驗管理平臺有效促進了市域中小學實驗室儀器設備的標準化配備。在通過云平臺抓好實驗建設數據治理的同時，也提升了實驗室教學儀器與設備的配備與管理數據治理水平。通過實驗管理云平臺進一步明確《河北省中小學教學儀器設備基本技術要求》和《中小學理科實驗裝備規(guī)范》等實驗室儀器設備配備標準，并結合學校實驗教學實際，明確儀器設備、藥品耗材等需求與缺口，及時、精準督導存在問題縣市區(qū)和學校的實驗儀器設備配備標準化。

（三）實驗課“開足開齊”

通過實驗教學優(yōu)質學校實驗室錄播系統(tǒng)建設，實現(xiàn)了實驗管理平臺在線實驗課程的錄播與展播功能，從落實實驗教學“開足開齊”，到切實提升“開好開優(yōu)”。截至目前，已有20多所中小學實現(xiàn)了與市實驗管理平臺對接，很好地實現(xiàn)了學校實驗教學課的線上實時巡查。同時，我們將已錄制完成的20余節(jié)優(yōu)質實驗上傳平臺，形成優(yōu)質共享資源，以促進全市實驗教師隊伍整體素質與實驗教學水平的提升。

（四）實驗教學活動

通過實驗管理平臺促進了實驗教學活動的信息化與網絡化。近三年來，我市中小學相關教育教學活動全面實現(xiàn)了線上開展、分級評審和公開展示，為更多的師生提供動手實驗與實踐創(chuàng)新、交流溝通的成長機遇與展示平臺。同時，也進一步促進了各項教育教學活動開展的規(guī)范化、科學化和信息化，大幅提升了每一項教育教學活動的信度與效度，積累了大量的實驗教學優(yōu)秀人才與優(yōu)秀作品及案例。截至目前，我們已集結實驗教學優(yōu)秀案例集4冊，共收錄實驗教學優(yōu)秀案例300多個。

（五）實驗教學科研

通過實驗管理平臺提升了實驗教師教學科研能力與水平。結合省、市“十四五”教育裝備規(guī)劃課題工作，通過實驗管理平臺，全市共申報課題119項，其中立項省級教育裝備規(guī)劃課題23項，立項市級課題83項。為加強全市實驗教學科研活動，我們充分利用實驗管理平臺開展交流、展示與評價。通過這些活動，既確保了所有實驗教學相關課題的落地實施，也促進了課題組教師的專業(yè)化發(fā)展，提升了各課題研究成效展示與成果推廣，從而開創(chuàng)了全面提升市域內中小學實驗教學整體教學與科研水平新的平臺與路徑。

五、結語

2023年5月29日，教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)了《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，明確要求：按照課程方案“開齊開足開好”科學類課程，強化實驗教學。這進一步為加強市域中小學實驗教學與管理提出了要求，為我們已建實驗管理平臺進一步完善迎來了新機遇。我們將繼續(xù)探索并完善以云平臺建設與應用賦能市域中小學實驗教學管理的路徑與模式，以適應教育不斷改革與發(fā)展的需要。在實施素質教育和落實“雙減”過程中，提升市域中小學實驗教學的高質量發(fā)展，為培養(yǎng)高素質社會主義勞動者和接班人提供有力支撐。

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（責任編輯：加順花）