中小學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的校本范式

【摘要】中小學數(shù)字化轉(zhuǎn)型是提升教育質(zhì)量和管理效率的重要途徑，也是適應未來社會發(fā)展的必然要求。本文從信息化和數(shù)字化的內(nèi)涵、區(qū)別與聯(lián)系出發(fā)，提出了適應當前發(fā)展階段的廣義數(shù)字化的含義，探討了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的對象與關鍵做法，并闡述了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實踐與經(jīng)驗。

【關鍵詞】信息化與數(shù)字化；數(shù)智安防；數(shù)字化教學；數(shù)字化素養(yǎng)；數(shù)據(jù)治理

信息化與數(shù)字化是什么？

“數(shù)字化”和“信息化”是兩個在現(xiàn)代社會中廣泛使用的術語，它們都涉及使用技術改變現(xiàn)有的工作方式和生活方式。然而，這兩個術語的含義和側(cè)重點不同。數(shù)字化是指將非數(shù)字的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，使得這些信息可以被計算機處理和網(wǎng)絡傳輸。數(shù)字化不僅是技術的問題，它還涉及社會、經(jīng)濟、文化等多個領域的變革。數(shù)字化使得信息的存儲、處理、傳播和使用變得更加高效和靈活，同時也為創(chuàng)新和發(fā)展提供了新的可能性。信息化是指利用信息技術和信息資源來提高工作效率和生活質(zhì)量的過程。信息化包括了信息技術的應用、信息資源的開發(fā)和利用、信息基礎設施的建設等。信息化的目標是通過信息的應用來提高社會的生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益。

數(shù)字化的核心是將不同類型的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，以便于處理和傳輸，而信息化強調(diào)的是利用數(shù)字格式的信息來改進工作和生活?？梢哉f，數(shù)字化是信息化的基礎，而信息化則是數(shù)字化的目標。數(shù)字化是一個技術過程，而信息化是對數(shù)字格式的信息的應用和實踐過程。在實際應用中，數(shù)字化和信息化通常交叉進行。一方面需要不斷及時地進行數(shù)字化，以獲取和利用信息。另一方面，也需要不斷地進行信息化，以處理和利用數(shù)字化后的信息來提高工作和生活的效率和質(zhì)量。

當我們談數(shù)字化，到底是在談什么？

過去教育信息化發(fā)展的整體特征是重建設、輕應用。具體說來是偏重信息化建設，而數(shù)字化應用較少甚至缺位，從而導致了信息化建設成果的轉(zhuǎn)化率和效益較低。這也與人員老齡化以及信息化素養(yǎng)整體水平偏低有關，所以現(xiàn)階段提出側(cè)重數(shù)字化的目標。我們認為這是一種非常務實的導向，符合國情、符合當前經(jīng)濟形勢、符合時代需要和特征。但這不意味著要完全忽略信息化，我們需要堅持數(shù)字化和信息化交叉進行的做法，這種做法我們把它定義為適合當前發(fā)展階段的廣義的數(shù)字化，即它既包含數(shù)字化的過程又包含信息化的過程，它是在硬件建設的基礎上通過系統(tǒng)規(guī)劃軟件建設來實現(xiàn)，它可以使得信息化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)盡可能地精細且全面地加以利用，從而產(chǎn)生更高的價值和更優(yōu)質(zhì)的體驗。因而，下文中提到的“數(shù)字化”均指的是廣義的數(shù)字化。理解了數(shù)字化的內(nèi)涵，那如何進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型呢？

中小學數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是在相應基礎上，進一步洞察核心業(yè)務，以新建一種業(yè)務運行管理模式為目標的高級轉(zhuǎn)型。它需要中小學校對其業(yè)務進行系統(tǒng)、盡可能全面或覆蓋重點業(yè)務的重新梳理，需要對全流程、業(yè)務模式和員工能力的方方面面進行重新透視并明確量化。這不是學校信息部門單獨的轉(zhuǎn)型，而是系統(tǒng)規(guī)劃后的整體轉(zhuǎn)型。簡而言之，中小學的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路，從含糊到清晰，從抽象到具象，需要進行系統(tǒng)全面或者至少是把握重點的業(yè)務梳理。數(shù)字化的目標是系統(tǒng)科學規(guī)劃后的整體量化，是跨界整合、統(tǒng)籌聚合，從而全面、精準地洞察學校的方方面面，并據(jù)此進行治理。這需要相關人員既有業(yè)務洞察力，又有技術理解力、權力執(zhí)行力、跨部門溝通力，而完全具備以上素養(yǎng)的人員相當稀缺。

我們談了很多年的大數(shù)據(jù)，耗費了人力、物力采集了大量數(shù)據(jù)，但歸根結(jié)底，這些數(shù)據(jù)沒有被高效利用，有的甚至根本談不上什么大數(shù)據(jù)。越龐雜的數(shù)據(jù)越難以組織，所需的數(shù)據(jù)治理能力也就越高，相應人員的素養(yǎng)也就至關重要，這就是為什么過去數(shù)字化的成果格外有限，因為處在關鍵節(jié)點的人員缺乏數(shù)字素養(yǎng)。同樣，要想長期堅持做好數(shù)字化，學校全員的數(shù)字化素養(yǎng)和核心人員的數(shù)字化能力上限就是關鍵。所幸，個人數(shù)字化素養(yǎng)的內(nèi)容與知識工作者在當今時代的本職能力高度重合，那就是知識管理。

那么，缺乏過硬的硬件支持，如何進入數(shù)字化轉(zhuǎn)型階段？

應用為王，靈魂是軟件使用，多種程序功能組合使用，把握了數(shù)據(jù)就把握了數(shù)字化。實際操作中，學?？梢曰谝延邢到y(tǒng)進行利舊改造，把建設重點放在數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面。比如，各校都有安防監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過加裝AI分析服務器提取分析日常監(jiān)控數(shù)據(jù)，以此獲得校園內(nèi)人員行為的數(shù)字孿生。再比如，可以在閑置服務器上部署一些成熟的開源框架，實現(xiàn)相關功能，如通過Dify開源框架實現(xiàn)智慧學伴。當然，部署和實踐都需要相應的時間和人力成本，為了提高效率可以組建技術實踐聯(lián)合共同體，或者和兄弟學校在同一方向采用不同方案或者在不同方向分別自行研究實踐，最后再互相交換成果，以此實現(xiàn)快速多面展開，迅速高效掌握技術，取得成果。另一種更經(jīng)濟實用的方式是采用已經(jīng)成熟的免費軟件，通過理解套用其功能實現(xiàn)工作需求和業(yè)務流程。如用在線協(xié)同智能表格和即時通訊的各種功能，通常是函數(shù)表格、form表單、儀表盤、自動化拼裝實現(xiàn)需求，作為一種臨時的可用原型在日常工作中反復實踐驗證、改進。定型之后再將其模式轉(zhuǎn)化為程序產(chǎn)品，開源方案可以采用nocoDB、openmetadata等。

當今時代，數(shù)字領導力是核心管理能力。而所謂的數(shù)字領導力就是上述將業(yè)務理解之后轉(zhuǎn)化為數(shù)字化流程，明確條件判斷、結(jié)構分支、節(jié)點、權限等要素，初步開發(fā)出流程事務程序原型，并在一段時間內(nèi)監(jiān)測優(yōu)化，乃至最終定型成果化。這種能力甚至比成果本身更重要。具有成果只能在有限的時間空間內(nèi)數(shù)字化，具有能力才能在未來多變的時間空間內(nèi)始終保持數(shù)字化和精細管理。

中小學數(shù)字化的實踐與經(jīng)驗

1.數(shù)字化轉(zhuǎn)型的對象

業(yè)務數(shù)據(jù)涉及方方面面、繁雜龐大，學校初始構建數(shù)據(jù)模型，不宜面面俱到，應當先抓重點，再考慮全面和廣度。首先要確定數(shù)字化的優(yōu)先維度和具體觀測單元，這些必須是直接作用于管理效率和成果的關鍵節(jié)點。中小學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標就是將校園整體環(huán)境、教學空間與軟件和設備融為一體，形成“人、事、物”的數(shù)字孿生，加速物聯(lián)環(huán)境下伴生性數(shù)據(jù)的采集與匯聚，釋放數(shù)字化對教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展的賦能效應?；\統(tǒng)的概括，數(shù)字化的對象有人、事、物三種。人、事的優(yōu)先級要高于物，物有固定資產(chǎn)、財政一體化等系統(tǒng)支持，不緊迫，管理壓力不大，成果也有限，因此優(yōu)先級置后。

人的方面主要有學生、教師以及外來人員，對他們數(shù)字化的主要“原料”是他們的行為，可以基于傳統(tǒng)的安防監(jiān)控系統(tǒng)，通過加裝AI行為分析系統(tǒng)采集。針對師生，還應該把他們?nèi)粘５某煽?、心理與人格特征、體質(zhì)健康測試等常規(guī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行合并，綜合勾畫出師生數(shù)字畫像。事的方面，包括通過即時通訊系統(tǒng)和OA系統(tǒng)，在日常工作流程中自然收集的日程、任務、事項、文檔以及所有已經(jīng)完成流程信息化的日常業(yè)務。財務報表，需要及時、準確、詳細，對決策影響顯著，且屬于“三重一大”，是覆蓋日常大小事務的財務數(shù)字維度，也可以歸類為日常事務，屬于最重要的“事”之一，應當優(yōu)先考慮。

所有數(shù)據(jù)都應該在學校本地建設的核心機房內(nèi)部署的數(shù)據(jù)中樞服務器上存儲，這臺服務器負責承載所有數(shù)據(jù)，所以應該具備相當?shù)陌踩燃?、高可用、Raid、UPS以及所有必要的災備和安全設置及功能。這臺服務器還可用于搭建知識圖譜、電子書庫、LMS學習管理系統(tǒng)等各類應用。同時，如果有條件，多校區(qū)、多校址的學?？梢栽诟餍^(qū)之間分別設置中樞服務器，并將各校區(qū)的中樞服務器進行多機熱備、全時同步數(shù)據(jù)。

2.數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心業(yè)務框架

中小學校的數(shù)字化轉(zhuǎn)型涉及多個方面，首要目的在于通過數(shù)字化提高教育質(zhì)量和管理效率。在本文中，我們不貪大求全，只簡述骨干、核心業(yè)務架構。在架構梳理上，也本著回歸本質(zhì)的原則，從本質(zhì)技術和功能角度合并同質(zhì)類目，不搞形式包裝。我們認為，當前要想做好中小學數(shù)字化，應重點聚焦以下五個方面。

（1）基礎設施

基礎設施包括網(wǎng)絡、服務器、計算機、廣播等專業(yè)技術設備。學校應著力建設核心機房，配備專用電路、UPS和工業(yè)級空調(diào)組，將核心云服務器、安防服務器、核心交換機等放置在核心機房。核心機房也承擔著網(wǎng)絡中心的職責，建設高速、穩(wěn)定的校園網(wǎng)絡，確保校園內(nèi)外的網(wǎng)絡覆蓋和無縫連接，提供安全的網(wǎng)絡訪問控制和數(shù)據(jù)保護措施。

網(wǎng)絡建設就是數(shù)字化時代的“路”，主要是有線、無線網(wǎng)絡的建設。除了數(shù)字安防、課堂行為分析等專用服務器外，學校應該重點建設至少1臺核心服務器，即核心云，集程序?qū)嶒灐?shù)據(jù)中樞等多功能、多應用的綜合服務器，既可以實現(xiàn)應用孵化作用，持續(xù)實驗、建設、選取最優(yōu)應用，同時又維持日常應用的運行和各種數(shù)據(jù)集散。例如，我校核心云除應用孵化實驗外，還承載了500萬冊電子書庫、學生成績分發(fā)、GPT、知識圖譜、照片庫、教師網(wǎng)盤和數(shù)據(jù)中樞等多種應用功能。

（2）數(shù)智安防

數(shù)智安防就是在傳統(tǒng)校園監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，利用人臉識別、AI視覺分析、3D孿生、AR實景等技術，實現(xiàn)陌生人預警、軌跡追蹤、邊界報警、倒地擁堵等事件偵測，與安保人員形成人機協(xié)同值守模式，全面提升校園安全實時預警處置能力。此外，還可以引入3D孿生技術，構建校園整體的數(shù)字孿生模型（圖1），在學校3D建模中實時顯示各類攝像頭、傳感器以及事件預警信號。學校還可以利用物聯(lián)網(wǎng)等技術，在上述基礎上，補充智能開關以及人體、溫濕度、氣壓光照等各類傳感器，建數(shù)智校園。如實現(xiàn)校園和教室環(huán)境的智能控制，燈光、窗簾自動開合，空調(diào)自動調(diào)溫，人走自動斷電等。

當前的數(shù)字校園建設應以安防系統(tǒng)為核心，輔以其他系統(tǒng)和傳感器，統(tǒng)一向數(shù)智安防對接。這不僅是因為安全第一的重要性，更因為從實際的體量和功能來看，這是實現(xiàn)數(shù)智校園的最高效、更經(jīng)濟的途徑。大多數(shù)學校已經(jīng)具備基礎的安防系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有設備基礎上，通過升級服務器和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)AI事件預警等核心功能，獲取關鍵數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)數(shù)字化提供原料。

（3）數(shù)字化教學

針對班級授課制下的傳統(tǒng)課堂，AI課堂行為分析系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控和分析師生在課堂中的行為表現(xiàn)，并在課后自動生成報告，通過AI分析得出師生各項行為所用的時間、學生的注意力曲線、師生每一次互動事件，甚至可以通過與對應的教學設計比對，得出完成度情況。這種技術的應用為教師提供及時精準的教學反饋，幫助他們調(diào)整教學策略，提高教學效果。對于教學干部而言，則可以在考試檢驗之前就先知悉任課教師的課堂情況，并根據(jù)情況及時調(diào)整干預。如果條件允許，在全校教室中都部署此系統(tǒng)，可以全面獲悉全校全時課堂的教學效率，在一定程度上替代校長評估和人工聽評課。

建立或使用現(xiàn)有的在線學習平臺（如Moodle、Google Classroom）是面向未來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)均衡的關鍵。這類平臺能夠突破傳統(tǒng)班級在空間時間、教學進度和學生個性化差異上的矛盾。這些平臺支持學生在線學習，提供課程管理、作業(yè)提交、在線測試和成績管理等功能，極大地方便了教學過程的管理組織和數(shù)字化。依托這些平臺還可以搭建其他形式的教育資源，如教育視頻、互動練習和虛擬實驗室，進一步豐富教學內(nèi)容和形式。在此基礎上，為了進一步提升課堂體驗，我們探索構建人機耦合課堂和人機交互學習系統(tǒng)（圖2）。通過人工智能和人類教師能力互補，打造出學生參與互動性更強、反饋更及時的學習模式。該學習系統(tǒng)集合豐富的教學資源，包括知識點不同講法、習題、拓展資料等，由全體教師增量提供、系統(tǒng)去重，形成一個豐富的知識總庫。AI則根據(jù)學生的水平精準推送適合的學習內(nèi)容，并在其個人頁面中以知識圖譜的形勢顯示學習進度和各知識點掌握程度。在后臺，教師可以直觀了解學生的學習進度、困難、興趣和其他指標，從而進行有針對性的人工輔導，確保每位學生都能收到水平適配的學習資料，提高學習效率。

在輔助層級，我們嘗試引入數(shù)字化教材和資源，構建百萬冊級電子書庫、教育視頻庫。通過這些技術應用和整合，學校不僅能提升教學質(zhì)量和管理效率，還能為學生提供一個更加智能化和個性化的學習環(huán)境，全面推進教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

（4）數(shù)據(jù)治理

數(shù)據(jù)治理是指組織如何管理和控制其數(shù)據(jù)，并最終通過其結(jié)果優(yōu)化組織運行。流程通常為自動同步各類數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)清洗，將可用數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)中臺，明確數(shù)據(jù)分發(fā)權限，將數(shù)據(jù)自動分發(fā)給對應權限的人群，形成可視化報表供相關人員研判輔助決策。為了實現(xiàn)高效的管理和數(shù)據(jù)治理，所有數(shù)據(jù)，包括來自第三方設備、OA、市區(qū)各級系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)，都通過流處理框架在中樞數(shù)據(jù)庫統(tǒng)籌處理，再通過分析最終呈現(xiàn)，并作用于優(yōu)化和決策，還可以與數(shù)字孿生對接，提供學校完整數(shù)字化模型，并根據(jù)使用者個人習慣提供數(shù)據(jù)分析、報表及可視化，幫助校領導和教師進行科學決策。數(shù)據(jù)不怕多，只要結(jié)構清晰，就能有序治理。中小學數(shù)據(jù)來源繁雜，治理重點在于梳理結(jié)構、確定關鍵字段、制定數(shù)據(jù)規(guī)范。搭建數(shù)據(jù)治理生態(tài)，要先梳理各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，按重要程度排好優(yōu)先級，再選取緊要數(shù)據(jù)進行梳理，搭建骨干結(jié)構；摸索出一定的經(jīng)驗之后，逐步確定數(shù)據(jù)規(guī)范，以統(tǒng)一標準在數(shù)據(jù)中臺統(tǒng)籌處理，通過字段對齊，并構建關聯(lián)關系。

（5）數(shù)字化素養(yǎng)提升

數(shù)字化素養(yǎng)其實是基礎中的基礎，也是關鍵中的關鍵，我們經(jīng)常提，但也經(jīng)常忽略它，把它排在軟件、硬件建設之后?？梢哉f，如果不具備相當數(shù)字化素養(yǎng)水平的教職工群體，即便硬件、軟件投入再多，也只是徒具其形、不備其真意，無法真正、常態(tài)、長久地實現(xiàn)數(shù)字化。

從實際技能出發(fā)，數(shù)字化素養(yǎng)可以分為以下幾個層級：OA與日常應用，GTD與時間管理概念，知識管理，專門軟件（如課堂行為分析等）應用，編程和人機交互能力，系統(tǒng)架構能力。這幾項素養(yǎng)難度逐級遞增，各級之間有一定因果關系，成金字塔形分布，與人員在數(shù)字化生態(tài)中的地位也基本一致。這些素養(yǎng)也建議向下普及延伸，學校全員的平均水平越高，數(shù)字化建設越容易，“老齡化”學校數(shù)字化轉(zhuǎn)型的難點就在于無力改變?nèi)藛T素養(yǎng)和習慣。舉例來說，GTD時間管理概念應該有80%教師掌握，可以遷移到班級和個人事務管理；知識管理是教學數(shù)字化的基本素質(zhì)，建議全體教師都掌握；而課堂行為分析、AI學伴等這類專門軟件，相關教師必須掌握，并盡可能擴大普及范圍，做好人才儲備和培養(yǎng)；系統(tǒng)架構能力不僅要了解技術，還應有相當?shù)男姓嗔Γ軌驅(qū)蛹夹g和體驗，同時了解業(yè)務和實際校情，協(xié)調(diào)各應用的功能和規(guī)范。

所以，在實際工作中，學校數(shù)字化轉(zhuǎn)型的瓶頸其實就是人員的數(shù)字化素養(yǎng)。只有選定關鍵人物，根據(jù)校情研究出針對性的關鍵抓手，在不給整體工作帶來負擔的條件下，統(tǒng)一思想、做好實際操作培訓，循序漸進、逐層穩(wěn)步推進，才能踏上數(shù)字化轉(zhuǎn)型正途。當然，這其中涉及的關鍵技術應由學校專人熟練掌握，或培養(yǎng)學校骨干以掌握技術，不能完全依賴外部第三方公司，否則建設的系統(tǒng)就會逐漸脫離實際需求，沒有生命力、沒有進化迭代能力的系統(tǒng)是沒有長期使用價值的。這需要構建框架的人員必須既熟悉業(yè)務流程，同時掌握必要技術。這也是對未來人才的時代要求，需要我們具備基本編程邏輯和數(shù)字化，這樣才能具備真正的生產(chǎn)力。

小結(jié)

通過本文的探討，我們可以清晰地看到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的復雜性和系統(tǒng)性，它不僅僅是一個技術問題，更是一個涉及社會、經(jīng)濟、文化等多個領域的變革。因此，中小學校在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，需要注重整體規(guī)劃、系統(tǒng)設計和全員參與，同時充分利用現(xiàn)有資源和技術手段，實現(xiàn)高效、可持續(xù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

作者單位：北京市第一六一中學回龍觀學校

編 輯：馮艷艷