面向未來學校的信息化應用策略

鐘永江 游業強

編者按：2018年教育部頒發了《教育信息化2.0行動計劃》，要求：教育信息化由過去的融合應用向未來的創新發展演變;信息技術和智能技術深度融入教育全過程，推動改進教學、優化管理、提升績效;努力構建“互聯網+”條件下的人才培養新模式，發展基于互聯網的教育服務新模式，探索信息時代教育治理新模式。

為了貫徹《教育信息化2.0行動計劃》精神，幫助廣大讀者進行創新應用，本欄目將推出面向未來學校的系列應用案例。因為，只有面向未來學校，才能在變革和創新教育教學模式的視角下思考信息技術的深度融合和應用，改變一直以來面向傳統課堂的信息技術應用策略，思考變革教育后，如何將技術作為基礎設施悄無聲息地應用于教育活動中，實現創新發展。

● 未來教育趨勢

人工智能技術的發展，將使得未來教育發生重大的結構性變革，具體變化形態是多樣的、無法預測的，但從技術視角觀察，主要有以下發展趨勢：

①去中心化。隨著技術的發展和優質資源的逐漸豐富，教育教學的空間也相應發生變化，即從單純的物理空間向物理和虛擬空間相結合的方向發展，教育教學活動越來越以學生為中心，課堂教學呈現去教師中心，主題活動呈現去班級中心，自主學習呈現去學校中心。

②泛在化。隨著網絡基礎支撐的發展、優質資源的豐富，微課程、微游戲、微學習讓知識分解，學習變得簡單。學生學習變得隨時隨地，無處不在。

③個性化。面向大規模的學習者群體，建立促進個性發展的教育體系，更關注個性化、多樣性和適應性的學習，是未來教育發展的基本趨勢。

④智能化。未來教育要關注人機協作的高效教學，未來的學習將會通過記錄學生學習過程的大數據，診斷、記錄學生學習狀態，根據學生學習狀態來推送相應的學習資源，通過學習軟件認識更多志同道合的同學，實現自適應的學習。人工智能在教育中的應用與研究將借鑒吸收學習科學領域的最新研究成果，在借助人工智能技術更科學全面地了解學習過程的基礎上，建立更準確的學習模型，使教育更加智能化。

● 未來學校模式

1.翻轉課堂

翻轉課堂將會成為未來學校基本的教學模式，非常適合物理空間和虛擬空間相結合的混合式學習，是未來學校的主體應用模式。

2.橫向縱向模式

把信息技術作為基礎實施，變革現有課堂結構。

橫向：某一學科任課教師教授年級所有班級的課，實現學校優質教師資源最大化，其他教師主要做好輔導工作;或學年某學科每位任課教師講授最擅長的教學內容，其他教師主要做好其他內容的輔導工作。

縱向：一位教師在技術支持下負責某一班級所有學科的教學任務。學生主要利用技術進行自主學習，教師只是起到組織作用，學生遇到某一學科解決不了的問題，可以同步或異步找相關學科權威教師進行解答。

3.綜合課程模式

未來學校在完成國家課程的同時，要開發大量生成性的校本課程，特別是與家庭、學校和社會結合的勞動課程、具有文化底蘊的中國優秀傳統文化課程以及面向未來的科技創新課程等。這類課程不是獨立開發的，而是要結合國家課程在內容、評價、實施上統籌考慮，其實施場地具有多元性和虛擬性，其評價也更加強調即時性和綜合性。

● 技術運用策略

未來學校應構建適應教學實際情況、利用信息技術支撐的教育環境，總體思路如圖1所示。

教育的本質是為了學生的發展。教育根本的目標是讓學生掌握一定的科學文化知識，具備一定的解決問題的能力，同時具有一定的品德修養。要完成這樣的目標需先分析技術和人在學習和教學過程中的優勢和劣勢。高效的教育應該把低情感、共性的學習內容通過技術來完成，把高情感、個性的學習內容通過人來完成。因此，結構良性的知識可以通過技術自主學習完成，結構不良的復雜的學習內容可以通過主題學習或以項目驅動的形式來完成，（如下頁圖2）。

明晰了教育的本質，就要設計完成達成教育的課程體系。一直以來，學生過多地依賴書本知識的學習，缺乏必要的實踐環境，對于能力的培養，學生主要缺乏實踐經驗，特別是缺乏中國優秀傳統文化基因的實踐環境，所以教學應將知識與生活、知識與具體實踐相結合。教育要轉變過分注重知識學習、輕視實踐體驗的狀況，而STEM課程可以增加學生動手實踐和體驗感悟的機會，讓學生密切與自然、社會、生活的聯系，用完整的視角去發現和解決問題、體驗和感受生活，培養學生的創新精神和實踐能力。因此，需要構建提供多種含有中國優秀傳統文化基因的STEM創客空間，實現科學課程再造。

例如，筆者結合中國傳統文化構建以思維創客空間為中心的“九藝”創客空間。思維創客空間主要體現編程等抽象思維與現代技術的結合，利用機器人、無人機、中國鎖、九連環等中國傳統民間益智游戲，讓學生了解相應的工作原理，體會技術與生活的關系，掌握基本操作的技術和方法，提高編程能力和操作水平。而“九藝”指的是農業、布藝、廚藝、木藝、陶藝、鐵藝、草藝、演藝、聲樂。通過中國傳統工藝，感受中國智慧，培養文化認同、踐行中國文化。

現在的課程體系更注重知識傳授，在能力培養和品格形成方面存在不足。而要讓學生具備較強的解決問題的能力和形成完善的人格，必須遵循不同教育內容的教育規律，學生解決問題能力的形成，只是依靠單一的課程設置很難完成，必須還原綜合的問題場景。因此，面向人文的CACH（CACH課程開創性地把Culture、Art、Chinese、History多學科融合，多維度培育學生人文素養）綜合課程是個很好的選擇，在實施上則需要依托虛擬空間來支持。

在CACH虛擬空間中，學生課下參與文化課程的建設和欣賞，個性地選擇自己感興趣的課程，和其他學生組成學習共同體來學習。利用人工智能相關技術精準推送學習資源，學生進行自主學習，對于遇到的問題，可以自主查找資料探究學習，也可以和本班同學進行小組合作學習，還可以根據教師的微課指導進行分層學習。課上，教師利用云學習系統了解學生的學習情況，通過專題學習，讓學生親手搭建、親自體驗、親身感悟。通過尋找文化元素來搭建虛擬空間，通過藝術加工美化虛擬空間，通過美文體會來分享學習經驗，通過滌蕩心靈來提升歷史價值，總之通過動腦、動手、動心，實現靈魂的洗禮。對于科學學科的學習，可以參加創客空間，對于人文素養的提升，可以選擇參與文化創客活動，并通過PBL學習系統管理學習過程。

基于以上認識，在未來學校視角下，未來信息技術的應用更應從以下幾個方面入手。

1.數據驅動

以前，人們更關注教育內容的信息化，如今，大數據技術的發展為收集學生學習過程數據提供了便利，這樣就可以了解每個學生對每個知識點的掌握情況，生成關于學生的知識圖譜、行為習慣數據。

2.技術作為學習工具

技術既是教師教學的工具，也是學生的學習工具。學生可以利用技術錄制短視頻等，可以在社交軟件支持下交流情感、尋找學伴、通過語音識別技術進行語言學習等，技術成為學生進行學習、表達、交流、展示、欣賞的工具。

3.再造虛擬學習空間

未來學校，除了物理實體外，還對應有鏡像虛擬空間。這里網絡就是基礎設施，學生可以建設文化空間、心靈空間、藝術空間等，還可以組建各種學習社區，實現跨地域、跨國際的任務驅動學習。

未來學校的Artificial Intelligence中，關鍵的不是Intelligence，而是Artificial，是來自人類的反省與人類的干預。我們需要保證的是人類整體的進步，而不僅僅是技術的創新，我們必須確保Tech for good，Leave no one behind。

在今后未來學校的研究過程中，要改變“知識就是力量”的傳統觀念，改變簡單的“知識累積”似的學習方式，要突出“人的主體地位”，發揮人的“自由意志”之創意、創新的驅動能力，重構“價值”與“經驗”知識系統，也就是自由選擇與價值判斷的自主精神及綜合能力，從而推進機器的人化，不是人的機器化，最終實現人的“自由與全面”發展。我們要注重技術的應用，解決教學中的實際問題，通過真實有效的反饋數據，來改進與完善理論與技術在教育中的應用，以便其更好地服務于教師的教和學生的學。