建設學校“大腦”，催生未來學校

鐘玲芳 王莉 浙江省杭州市蕭山區高橋初級中學

2018 年教育部印發了《教育信息化2.0 行動計劃》，提出到2022 年基本實現教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體適齡學生、數字校園建設覆蓋全體學校；實現信息化應用水平和師生信息素養普遍提高；建成“互聯網+教育”大平臺。《中國教育現代化2035》也指出：“加快信息化時代教育變革。建設智能化校園，統籌建設一體化智能化教學、管理與服務平臺。”這就迫切需要革新智慧校園，探索智慧教育重構學校生態的實踐方式，以深入落實教育部智慧教育融合共生創新發展行動。

對于浙江省杭州市蕭山區高橋初級中學這樣一所教師平均年齡已達47 歲的“老齡化”學校，如何解放教師的教，改變學生的學，幫助教師積極探求實現信息技術的應用與學科課程教學過程有效整合的規律、途徑、模式、策略和方法，實現把信息技術的教育任務和學科教學的優化統一在同一教學過程？對此，我們著力于“大腦”建設，開展智慧教育再升級，線上學習再優化，有機融合學校文化、課程空間、主題空間，實現學習方式的變革，為教師和學生提供關于學習、需求、興趣等方面可行性指導，為學生適時提供精準的學習資源，提供多樣化學習路徑，培養學生的數字化熟練度、專業度，促進學生自主學習能力的提升，達成關鍵品格與核心素養的落地。

設計“大腦”架構

通過依托空間建設，大力打造學校“大腦”，在推進智慧校園，融合智慧教育的過程中，實現從“校園”到“樂園”的轉變，從“低能”到“高效”的突破，從“教學”到“研學”的行走，從“邊界”到“無界”的飛躍。

學校“大腦”概念界定 指運用多維的學校數據資源，對教育教學活動進行全局的即時分析、預測、監控、評價和反饋，幫助發現學生成長特征，描繪學生畫像，規劃成長路徑，陪伴成長過程，是學生成長數據驅動教育的新方式。

學校“大腦”建設平臺架構 學校“大腦”建設的平臺架構分為基礎設施層、數據層、公共平臺層、應用服務層四類。基礎設施層以“云網端”為核心，形成一體化的5G 智慧校園的新技術形態，為“大腦”建設提供最基本技術支持；數據層以“數據技術”為核心，形成智慧校園的新數據形態，讓數據可見，可視，可用，會說話，產生最大價值；公共平臺層以“實時協同分工網絡”為核心，形成智慧校園的新組織形態；應用服務層秉承“以教育教學體驗為核心，貫徹以人為本的建設初心”的理念，加速校園的“開放化”，形成智慧校園的新關系形態。

學校“大腦中心”建設系統架構 校園“大腦中心”內含教學數據大屏中心、綜合素質大屏中心、校園安防管理大屏、用戶角色管理中心，對接學校現有系統。它采用分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等平臺底層新型應用模式，對于學校大數據更穩定、更安全有著非常重要的意義。從這個意義上來說，校園大腦中心承載著兩個方面的重要意義，不僅僅止于“校園大腦”，還擁有著“學校指揮棒”的重要地位。

學校“大腦”建設與開發實施路徑

學習的土壤增加了智慧元素的“融入、融合”就變得便利而豐富。學校“大腦”建設，依托智能教學生態系統實現學的變革、教的優化、評的創新、研的轉型。

立足學生生態學習空間，實現“學的變革” 一是生態環境，文化浸潤。校園生態環境是學校“大腦”建設的外顯形式，更是立德樹人的關鍵場所。校園內設計不僅有設計師的眼光，有學校管理者的思考，更需大量呈現學生的痕跡，留下教師的策劃，讓校園成為“師生夢想的種植園”。二是系統模塊，功能突顯。處處指向學科與素養學習目標，科學平衡環境、空間、技術與文化整體建造；支持“終身學習”目標，促進學生自我學習，精準地發現班級和學校在知識學習和知識點掌握上的差異，針對性地推送學習內容，進行差異化教學和個別化指導。三是瞄準心理，闖關學習。結合初中學生心理特點，實現學習階梯化攀升。例如，在音樂課堂創作音樂時，一臺平板電腦就是一件樂器，可以是鋼琴，可以是小提琴，還可以是架子鼓等等，這對學生極具誘惑力。學生運用平板電腦創作了動機、主題、樂段、歌曲，提高了學生的視唱練耳水平。

搭建教師網絡研修空間，實現“研的轉型” 圍繞“一網三中心”，重構數字資源。一網是“學校網絡總校”，三中心是“網絡學習中心”“學校數據中心”“師生培訓中心”為常規形態校本研訓的運作提供基本載體。一是匯聚數字資源，發揮校本教研載體功能。利用先進信息技術打造一個開放、共享、創新、協作的混合教育學習空間，不局限于學校物理空間，還包括資源空間、集團教研等網絡學習空間。在創設智能化學習環境的基礎上，為教師提供泛在的、豐富的、個性化的校本學習資源合集，并促進學校對教育全過程的改革創新，形成時時能學、處處可學、人人皆學的泛在學習時空，為教師、管理者乃至其他相關者提供智能化的服務保障。二是組建核心團隊，引領校本教研共同體活動。創新“朝陽工程”“中天工程”建設，充分發揮過硬的名師骨干教師團隊力量，開展共同體建設，加強高水平專業引路。學校管理層重視教師成長，制定培育策略和時間表，讓教師們站到更高舞臺，為其提供更多的學習機會與展示空間。鼓勵教師帶著問題學習與研究，沉浸其中且持續研究。幫助教師們把信息化培訓做得有志趣、有溫度、有靈魂，促進每一位教師專業成長。

改善教師精準教學空間，實現“教的優化” 圍繞學校“大腦”智慧建設，無線網絡、平板電腦等智能設備融入課堂，通過課前、課中和課后三個維度，貫穿整個教學過程的應用，豐富教學場景，深化智慧課堂應用。通過數據關注孩子的個性化需求，生成學習圖譜，讓教師能夠及時調整課堂教學策略、學科教學或學校的教育教學管理。一是課前：教師云備課與學生預習。教師使用云備課系統進行分類管理、上傳下載教學資料；使教師能隨時隨地備課，提高課前準備效率。學生用云書包、電子教材及在線測試等進行課前充分預習。優質的題庫及趣味化的預習資源讓學生的預習更加積極主動，帶著問題進入課堂。二是課中：優化學習過程，學生人人參與學習更專注。一方面，“大腦”錄播教室內，教師有的放矢地提出“有一定梯度和思維量”的問題，教師和學生通過教學終端進行授課和答題互動，借助互聯網+技術，真實演繹平板電腦與課堂的完美融合。另一方面，在云端課堂上，教師與學生進行一對一、一對多的語音、視頻、文化、PPT、文檔共享等多種教學方式，教師使用巡視模式，隨機或定點地查看每個學生的視頻，實時了解學生的學習狀態，保證課堂的教學效果。三是課后：在線作業批閱，翻轉課堂與家校互通。教師將微課應用到教學中，和學生一起互動討論，把問題梳理清楚。學生也可在課后或考試前復習時再學習，直至學會。學生完成作業提交后可第一時間獲得教師的批閱及評語，自動批閱讓教師有更多自由支配在校、在家的碎片化時間。教學過程中通過采集系統或問卷調查，了解學生對當前教師教學過程的難易度情況、學業負擔情況的反饋以及對教師及學校的建議，從而更有效的幫助教師進行教學調整，深化應用，創建更和諧的教育氛圍。

構建學生成長評價空間，實現“評的創新” 將智慧學習過程、學習情境以及學生表現融為一體，關注學生學習方式、思維邏輯、人際交往，以多角度、多形式的評價激勵學生展現能力和特長，增強智慧學習的創造性。整套評價系統的日常工作由班主任、任課教師、班干部、學生校長助理、學生會、值周學生共同完成，匯聚多方數據。一是課內評價—立竿見影。課內評價主要是方便教師上課場景下的評價需求，在上課過程中教師通過評價終端（手機/平板電腦），對單個或多個學生在學習、紀律、創新能力、積極程度等方面的課堂表現予以實時評價。二是課外評價—引流推廣。擬定出臺《線上學習規范》《“線上之星”評選辦法》，以互聯網思維推進學生課外學習評價，并在學校微信公眾號陸續推出“線上之星”的光榮榜及學習事跡。在同伴引領下，每一位學生的學習、健身和提升生活素養的熱情被不斷得到點燃，表現出了高度自律、勤學深思的昂揚姿態。三是積分評價—反饋日常。根據班級制定的評優規則，設立一套適應學校場景的積分獎勵機制及榮譽制度，根據學生在校內公共場合的日常表現增加或扣除一定的積分。學生個人可在云班牌或家長端查詢個人評價記錄和積分，教師也可在后臺查看每個學生的得分情況，為班主任做好當天班級小結提供依據和參考。四是綜合評價—適性驅動。學生綜合考評仰賴于前面課內、課外、校內等場景系統中收集到的評價數據的匯集。學生的評價數據可以通過后臺進行清晰展示，勾勒出一個更加綜合、全面、真實、客觀、公平的學生學習模型，包括學習曲線、成長曲線、知識曲線、優勢不足曲線等等，便于教師快速掌握學生情況，及時進行指導、引導、輔導，助推跨越式發展。

學校“大腦”建設與開發成效

所有關于校園教學、學習、生活、管理、服務數據采集下來，清洗、建模、沉淀，運用數據中臺技術，構建教育大數據平臺，在整個教育過程開展中動態監測、全面管理、科學決策、合理布局、創新教育教學、匯聚和共享的一個信息化應用支撐平臺，助力教育管、教、學精準化。

帶動了全體教師專業發展的賦能賦新 教育需要信息技術的深入介入實現效能的躍升，信息時代也需要教育出更多、更好的智慧型教師。兩年來，“智慧教育視域下‘1+N’教師校本教研共同體建設的實踐研究”在杭州市教師教育課題中成功立項并于2021 年結題與獲獎。教師智慧課例、微課、案例、空間建設等40 余項在區級及以上獲獎。信息技術與新生代教師、青年教師、中天教師專業成長相結合，激勵了教師個體自覺進行探索性的教育教學行動，激發了教師小組共同體利用網絡共享、辦公平臺等途徑實現備課和教學研討，帶動了年長教師的學習動力，發掘了教師的集體智慧，進一步提升了教師的信息技術應用能力、教育資源統整能力、教學設計創新能力、數據分析與應用能力、基于評價指導學生學習發展的能力和與學生互動交流的能力及影響力，引領學校中的每一位教師成為專業素養和人格魅力齊備的智慧教育者，全身心地投入學校大腦的建設運行與教育教學各環節。

擘畫了學生個性自由生長的新藍圖 在大腦中心，在兩幢教學樓連廊，實時滾動的數據大屏，勾畫出一道數字時代的學校風景。數據分析促進了學生學習效率的提高，學生就可以騰出時間來發展自己的興趣愛好，參加德育社會實踐和拓展課程，最大限度地葆有每個孩子成長的無限可能，最終促進了學生的全面成長、差異發展。在課堂教學中，學生的學習興趣濃厚，專注度高，發言積極，思考主動，同伴互助有成效，知識的短板能通過云平臺進行補救。學生在解題中體驗著成功的喜悅，收獲著學習的快樂，學生的思維能力、動手操作能力、分析問題和解決問題的能力都有了明顯的提高。“學校大腦”實現了學生的“性格畫像”，記錄了學生在校生活的日常行為和在校的學習行為，最終形成了學生在校生活的全貌。學生的個性特征、氣質類型、愛好特長、發展趨向在一定程度上有了明晰呈現，為學生未來的生涯規劃提供了基本的數據支持。

未來的教育將是跨越教室、跨越校園，覆蓋到每個有網絡連接的角落，成為一個更龐大、更開放的“學習場”，學生可以隨時隨地進行學習。對學生而言，這是一次全新的學習生活體驗；對教師而言，這是一次全新的教育生命成長；對學校而言，這是一種全新的教育管理生態。學校大腦為整個學校教育管理，建構起涉及全體教師與學生全面成長的全局跟蹤記錄與回溯檔案，隨時可以針對任意時刻的檔案進行調閱，在大數據挖掘與分析的基礎上，形成專屬于每一位教師和學生的教育區塊鏈，在全面、多元、綜合、智能的智慧化環境中，實現基于師生綜合評價區塊鏈的全面“智”理。