構建泛在的學習空間

梁景萱/山東省青島市實驗小學

引子：一個“饅頭”引發課堂“變革”

2017年3月28日上午，在青島市實驗小學的課堂上，曹仙蕓老師正在執教一節與眾不同的課——“食物去哪了”。說它與眾不同，是因為這節課的焦點不是老師，而是“VR”，重點知識也不是通過老師講解，而是由學生感知——學生化成一個“小饅頭”，被人“吃掉”，然后到人體的消化道里走一圈。抽象的、復雜的知識變成了形象、直觀的“情景”，學生從“觀眾”變成了“演員”，教師從“主演”變成了“導演”，教室從“學習場”變成了“體驗場”。VR技術的運用，讓一直以來科學老師頭疼不已的問題，在短短一節課中就輕松地得到解決，真是一個“小饅頭”解決了大難題。

青島市實驗小學是一所有著116年歷史的百年老校。對教育本真的堅守，豐厚的歷史積淀是其成長的豐厚土壤；同時，在繼承中敢于突破，不斷變革，不斷創新，又使其歷久彌新，保持旺盛生機。一個“小饅頭”讓老師們嘗到了甜頭，感受到了現代科技的巨大魅力，學校迅速做出反應——借助現代技術手段，將人工智能引入校園，以課堂的技術變革帶動教學模式的轉變，以數字化校園建設推動教育理念的更新，一場“教育革命”在校園里悄然興起。

學校認為，追求教育的本真，就要堅持教育面向人人，因材施教，適性發展；理念只有落實到課堂，才能落地生根，開花結果。但在具體實踐的過程中，美麗的教學理想卻遭遇到了瓶頸。

傳統的課堂教學，強調標準化、程式化，主要表現為：重結果輕過程，重教法輕學法，重灌輸輕探究，重教材輕學生，重知識輕能力。這種封閉性的課堂結構容易導致學生的學習興趣不濃，動手能力不強，思考不能深入，其本質是對學生個性的壓抑，對兒童欲求的約束。我們認為，教育應該按照“兒童的方式”，這樣他們的天性才會自然展現，才會產生真正的學習熱情。

針對傳統教學的短板，學校借力現代信息技術，以“云平臺”“大數據”“智能手環”“VR技術”為依托，推進教學模式的重構，實現課堂要素的良性互動。

2012年10月，我校申報的全國“十二五”課題“基于現代教育技術的小學新課堂模式研究”立項，利用課題研究的契機，以數字化校園建設推動理念的更新，搭建教育云平臺，謀求課程改革新發展。2013年7月，學校著手進行“云平臺”的硬件建設、軟件開發與調試等，組建核心研究團隊，建設教學資源庫，以實驗班為研究實體，嘗試研發語文、數學、英語學科的概念課。2013年9月，學校加入C20華師大慕課聯盟組織，借助學校“私有云”學習平臺，研究翻轉課堂、微視頻在教學中的運用，將個別化教學與普通整體化授課教學結合起來，使得適性課堂更具有針對性。2014 年2月，學校確立了二次研發與優化的目標與方向，讓云學習平臺更加實用、高效，完成了教學效果提升的大變革。在此基礎上，學校形成了適性課堂的備課系統、上課系統和評價反饋系統。學校“私有云平臺”的構建，現代信息技術在教學中適時運用已具雛形，“云學校”的概念開始形成。

人工智能的引進，云平臺的搭建，改變了原先多媒體技術只是助力教師“教”的單一功能，它的互動性使得助學生“學”成為可能，從助教到助學，一字之差，學生的學習興趣、教師教學實效卻發生了根本性的變革。

教學更精準。教師依據科學、精準的統計數據，以及學生學習的全過程數據積累，全方位地了解學生，根據學生預習的情況及時調整教學重點，根據學生掌握知識的情況及時調整上課節奏，從而真正實現了以生為本，建構學生學習模型。

教學更優化。通過對學生學習過程的數據采集、學習的反饋、數據的分析，調整教學策略，優化教學過程。教師根據實際教學需求、學生學習需要，適時測試，分層教學，分層輔導，從而實現每一個學生在自己原有基礎上的最大發展。

教學更適性。結合數據庫中學生數據的分析，為學生提供不同的內容和學習策略，因材施教，因地制宜，因時制宜，滿足學生個性化需求，指導學生個性化學習。

課堂教學由傳統的講授轉向依托人工智能和數字化信息技術環境教學，由以課堂教學為主轉向基于網絡環境的課內外結合的教學，轉向教師引導下的學生自主學習、協助學習、研究性學習的教學，激發了教師教學改革的主動性、協作性、共享性、創造性和成就感。

潤物于無聲之中：一個系統的開發

人工智能進入校園，青島市實驗小學另一個重要途徑是依據語文核心素養，研發自己的智能化電子書閱讀考級系統——“AR系統”。

作為語文核心素養的主要內容和重要支撐，閱讀素養包括識、記、讀、說、思、寫等幾個重要環節，但是，在傳統的閱讀教學中，人們往往把這些環節割裂開來，讓閱讀變得淺薄無味。一是只見樹木，不見森林。有的教師在閱讀教學中只著眼于幾個知識點，缺乏整體意識和系統意識，忽略了文章或詩歌背后的情懷。二是只見大海，不見江河。有的教師固化了講解的思維，忽視了對文本多維內涵的挖掘，以及對學生思維規律的探究。三是只見任務，不求效果。有的教師著力于布置課外閱讀作業，卻忽視了閱讀作業的及時把控和實施評價，導致閱讀陷入無序、失控的狀態。

為了更好地激發學生大量閱讀、熱愛閱讀興趣，彌補傳統教學只有任務無法評價的短板，學校充分利用信息技術手段，依托傳統項目讀書考級，研發了智能化電子書閱讀考級系統——“AR系統”。

AR閱讀進階系統中共分12級，每個級別含必讀和選讀書，共800本。每本書共有40道測試題，題目內容涵蓋了作者的生平、讀本內容、情感價值觀等方方面面。學生一人一賬號，自動登錄閱讀系統，自主選擇不同級別和閱讀書目，點擊答題，系統隨機生成10道題目，學生完成閱讀考級測試后，系統即時呈現答題分數，8分以上即測試通過。對于未通過的學生，學生有二次答題機會，可以回家再次閱讀該書。多次答題給了學生多次挑戰自己的機會，磨煉了他們的意志。教師可以自主查詢本班學生整體閱讀達級情況，也可以查詢學生個體答題情況。針對學生出錯較多的題目，以及需要重點落實的AR閱讀與語文課程的結合點，教師會再次關注，并實時調整閱讀策略，讓閱讀指導更具針對性。快捷查詢、及時跟進的AR系統使教師可以全面掌握學生的閱讀質量與速度，提高了測評的有效性。

AR系統打破了地域和時間的限制，使閱讀、測試形式更加靈活生動。正在進行的AR閱讀系統2.0版本升級，以及手機APP的研發，將大大提高閱讀、測試的便捷性和可操作性。

目前，學校的AR系統軟件已經申請了“中華人民共和國國家版權局計算機軟件著作權”，同時，AR閱讀測試題，也經中國版權保護中心審核，予以登記。這是對學校工作的贊美與肯定。

育人于智慧之境：一個“場”的建立

經過幾年的探索，青島市實驗小學已經通過引進人工智能，依托云平臺，完成了校園的信息化、智能化建設。學校充分利用信息技術手段，打造云學習平臺，利用“云計算輔助教學”，構建個性化教學的信息化環境，支撐教師的教學和學生的學習，構建起不受時間、地點限制的網絡空間“學習場”。

學校“云”——構筑智慧校園。學校以“適切教育”理念為引領，整體架構，多元融合，搭建起包括學校管理、適性課堂、自能德育、網絡課程等云學習平臺，在使用中不斷延伸其功能，借助“云”構建智慧校園，滿足學生的多元訴求。

私有“云”——實現多方互動。私有云學習平臺包括基礎平臺和應用教學模塊兩大部分。利用平臺存儲大量教學資源，利用點陣筆、點陣白板之間的自由交換功能，讓課堂靈動多彩。私有云平臺不但能完整記錄學生的學習過程，實現實時的交流互動，還可以進行個性化輔導，實現家校教育的無縫銜接。

電子“包”——驅動課堂變革。在“私有云學習平臺”基礎上，學校深研“電子書包課堂”：突破 “整齊劃一”的課堂，實現因材施教；突破經驗主義為主導的教學，實現大數據驅動課堂教學；突破“扁、平、窄”式的學習方式，構建立體式、全時空學習空間。

學習“場”——突破時空界限。學校在每個班級門口安裝了“小學習窗”，在每個樓層安裝了“大學習窗”，學習窗與云平臺緊密結合，形成遍布校園的“泛在學習場”，最大化地實現隨時、隨需的學習。利用區域遠程視頻系統，學校建設了未來教室，實現校內學科教研、課例展示的互動與分享，同時與對點學校定期進行互動交流。

創客“室”——鼓勵創意落地。學校創建“創客體驗中心”，為學生創設個性化學習環境，有3D打印、虛擬體感教室、機器人室、科技教室、科學實驗室、生活體驗室、陶藝室七個功能教室。教室以創意為圓點，借助物聯環境，培養學生動手、實踐、創意、想象能力。

管理“環”——促進體質發展。學校開發運動健康管理手環，運用物聯網技術，通過監測學生運動情況，收集群體運動大數據，促進學生體質健康發展。通過監測學生睡眠情況，將校內學習、校外學習、學生生活質量納入統一管理。

指尖“碼”——拓展學習空間。學校開設“指尖上的種植課”，給校園每一種植物都制作專屬二維碼，通過手持終端進行掃描，學生就可獲取相關資料，同時實現在線回答，并納入學生學分評價中，為學生提供更廣闊的學習空間。

智能“課”——發展思維能力。學校組建Mbot學習園地，學生利用課余時間學習Mblock軟件的使用，同時配合Arduino開源硬件制作出人工智能裝置。在探究和實驗中，同學們開發出的成果，如智能實驗分析器、人造衛星繞地時間計算器、智能英語學習機、智能護眼學習桌等，多次在全國、省、市比賽中獲得佳績。

最近，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，明確要求從今年秋季開學，在中小學設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。這為學校的發展提供了更好的機遇，擁有百年歷史的青島市實驗小學，將以此為契機，秉承一切為了孩子的幸福、個體的成長的教育理念，讓人工智能、信息技術成為滋養教學、教育的源泉，著眼于每一個學生的發展，育樹成林，沿著這條現代化學校建設之路不斷前行，迎接未來的挑戰。