建設(shè)學校“大腦”，催生未來學校

鐘玲芳 王莉

2018年教育部印發(fā)了《教育信息化2.0行動計劃》，提出到2022年基本實現(xiàn)教學應(yīng)用覆蓋全體教師、學習應(yīng)用覆蓋全體適齡學生、數(shù)字校園建設(shè)覆蓋全體學校；實現(xiàn)信息化應(yīng)用水平和師生信息素養(yǎng)普遍提高；建成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺。《中國教育現(xiàn)代化2035》也指出：“加快信息化時代教育變革。建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學、管理與服務(wù)平臺。”這就迫切需要革新智慧校園，探索智慧教育重構(gòu)學校生態(tài)的實踐方式，以深入落實教育部智慧教育融合共生創(chuàng)新發(fā)展行動。

對于浙江省杭州市蕭山區(qū)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(xiàn)信息技術(shù)的應(yīng)用與學科課程教學過程有效整合的規(guī)律、途徑、模式、策略和方法，實現(xiàn)把信息技術(shù)的教育任務(wù)和學科教學的優(yōu)化統(tǒng)一在同一教學過程？對此，我們著力于“大腦”建設(shè)，開展智慧教育再升級，線上學習再優(yōu)化，有機融合學校文化、課程空間、主題空間，實現(xiàn)學習方式的變革，為教師和學生提供關(guān)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(yǎng)學生的數(shù)字化熟練度、專業(yè)度，促進學生自主學習能力的提升，達成關(guān)鍵品格與核心素養(yǎng)的落地。

設(shè)計“大腦”架構(gòu)

通過依托空間建設(shè)，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(xiàn)從“校園”到“樂園”的轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)資源，對教育教學活動進行全局的即時分析、預測、監(jiān)控、評價和反饋，幫助發(fā)現(xiàn)學生成長特征，描繪學生畫像，規(guī)劃成長路徑，陪伴成長過程，是學生成長數(shù)據(jù)驅(qū)動教育的新方式。

學校“大腦”建設(shè)平臺架構(gòu) 學校“大腦”建設(shè)的平臺架構(gòu)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、公共平臺層、應(yīng)用服務(wù)層四類。基礎(chǔ)設(shè)施層以“云網(wǎng)端”為核心，形成一體化的5G智慧校園的新技術(shù)形態(tài)，為“大腦”建設(shè)提供最基本技術(shù)支持；數(shù)據(jù)層以“數(shù)據(jù)技術(shù)”為核心，形成智慧校園的新數(shù)據(jù)形態(tài)，讓數(shù)據(jù)可見，可視，可用，會說話，產(chǎn)生最大價值；公共平臺層以“實時協(xié)同分工網(wǎng)絡(luò)”為核心，形成智慧校園的新組織形態(tài)；應(yīng)用服務(wù)層秉承“以教育教學體驗為核心，貫徹以人為本的建設(shè)初心”的理念，加速校園的“開放化”，形成智慧校園的新關(guān)系形態(tài)。

學校“大腦中心”建設(shè)系統(tǒng)架構(gòu) 校園“大腦中心”內(nèi)含教學數(shù)據(jù)大屏中心、綜合素質(zhì)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(xiàn)有系統(tǒng)。它采用分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等平臺底層新型應(yīng)用模式，對于學校大數(shù)據(jù)更穩(wěn)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(shè)與開發(fā)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(shè)，依托智能教學生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)學的變革、教的優(yōu)化、評的創(chuàng)新、研的轉(zhuǎn)型。

立足學生生態(tài)學習空間，實現(xiàn)“學的變革” 一是生態(tài)環(huán)境，文化浸潤。校園生態(tài)環(huán)境是學校“大腦”建設(shè)的外顯形式，更是立德樹人的關(guān)鍵場所。校園內(nèi)設(shè)計不僅有設(shè)計師的眼光，有學校管理者的思考，更需大量呈現(xiàn)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(tǒng)模塊，功能突顯。處處指向?qū)W科與素養(yǎng)學習目標，科學平衡環(huán)境、空間、技術(shù)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(fā)現(xiàn)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(nèi)容，進行差異化教學和個別化指導。三是瞄準心理，闖關(guān)學習。結(jié)合初中學生心理特點，實現(xiàn)學習階梯化攀升。例如，在音樂課堂創(chuàng)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(chuàng)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(wǎng)絡(luò)研修空間，實現(xiàn)“研的轉(zhuǎn)型” 圍繞“一網(wǎng)三中心”，重構(gòu)數(shù)字資源。一網(wǎng)是“學校網(wǎng)絡(luò)總校”，三中心是“網(wǎng)絡(luò)學習中心”“學校數(shù)據(jù)中心”“師生培訓中心”為常規(guī)形態(tài)校本研訓的運作提供基本載體。一是匯聚數(shù)字資源，發(fā)揮校本教研載體功能。利用先進信息技術(shù)打造一個開放、共享、創(chuàng)新、協(xié)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(wǎng)絡(luò)學習空間。在創(chuàng)設(shè)智能化學習環(huán)境的基礎(chǔ)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(chuàng)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(guān)者提供智能化的服務(wù)保障。二是組建核心團隊，引領(lǐng)校本教研共同體活動。創(chuàng)新“朝陽工程”“中天工程”建設(shè)，充分發(fā)揮過硬的名師骨干教師團隊力量，開展共同體建設(shè)，加強高水平專業(yè)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(xù)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(yè)成長。

改善教師精準教學空間，實現(xiàn)“教的優(yōu)化” 圍繞學校“大腦”智慧建設(shè)，無線網(wǎng)絡(luò)、平板電腦等智能設(shè)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(yīng)用，豐富教學場景，深化智慧課堂應(yīng)用。通過數(shù)據(jù)關(guān)注孩子的個性化需求，生成學習圖譜，讓教師能夠及時調(diào)整課堂教學策略、學科教學或?qū)W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(tǒng)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(yōu)質(zhì)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(yōu)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(nèi)，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(lián)網(wǎng)+技術(shù)，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(tài)，保證課堂的教學效果。三是課后：在線作業(yè)批閱，翻轉(zhuǎn)課堂與家校互通。教師將微課應(yīng)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(yè)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(tǒng)或問卷調(diào)查，了解學生對當前教師教學過程的難易度情況、學業(yè)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(diào)整，深化應(yīng)用，創(chuàng)建更和諧的教育氛圍。

構(gòu)建學生成長評價空間，實現(xiàn)“評的創(chuàng)新” 將智慧學習過程、學習情境以及學生表現(xiàn)融為一體，關(guān)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(xiàn)能力和特長，增強智慧學習的創(chuàng)造性。整套評價系統(tǒng)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(shù)據(jù)。一是課內(nèi)評價—立竿見影。課內(nèi)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(chuàng)新能力、積極程度等方面的課堂表現(xiàn)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(guī)范》《“線上之星”評選辦法》，以互聯(lián)網(wǎng)思維推進學生課外學習評價，并在學校微信公眾號陸續(xù)推出“線上之星”的光榮榜及學習事跡。在同伴引領(lǐng)下，每一位學生的學習、健身和提升生活素養(yǎng)的熱情被不斷得到點燃，表現(xiàn)出了高度自律、勤學深思的昂揚姿態(tài)。三是積分評價—反饋日常。根據(jù)班級制定的評優(yōu)規(guī)則，設(shè)立一套適應(yīng)學校場景的積分獎勵機制及榮譽制度，根據(jù)學生在校內(nèi)公共場合的日常表現(xiàn)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(jié)提供依據(jù)和參考。四是綜合評價—適性驅(qū)動。學生綜合考評仰賴于前面課內(nèi)、課外、校內(nèi)等場景系統(tǒng)中收集到的評價數(shù)據(jù)的匯集。學生的評價數(shù)據(jù)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(yōu)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(fā)展。

學校“大腦”建設(shè)與開發(fā)成效

所有關(guān)于校園教學、學習、生活、管理、服務(wù)數(shù)據(jù)采集下來，清洗、建模、沉淀，運用數(shù)據(jù)中臺技術(shù)，構(gòu)建教育大數(shù)據(jù)平臺，在整個教育過程開展中動態(tài)監(jiān)測、全面管理、科學決策、合理布局、創(chuàng)新教育教學、匯聚和共享的一個信息化應(yīng)用支撐平臺，助力教育管、教、學精準化。

帶動了全體教師專業(yè)發(fā)展的賦能賦新 教育需要信息技術(shù)的深入介入實現(xiàn)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(shè)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(jié)題與獲獎。教師智慧課例、微課、案例、空間建設(shè)等40余項在區(qū)級及以上獲獎。信息技術(shù)與新生代教師、青年教師、中天教師專業(yè)成長相結(jié)合，激勵了教師個體自覺進行探索性的教育教學行動，激發(fā)了教師小組共同體利用網(wǎng)絡(luò)共享、辦公平臺等途徑實現(xiàn)備課和教學研討，帶動了年長教師的學習動力，發(fā)掘了教師的集體智慧，進一步提升了教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力、教育資源統(tǒng)整能力、教學設(shè)計創(chuàng)新能力、數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用能力、基于評價指導學生學習發(fā)展的能力和與學生互動交流的能力及影響力，引領(lǐng)學校中的每一位教師成為專業(yè)素養(yǎng)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(shè)運行與教育教學各環(huán)節(jié)。

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(shù)據(jù)大屏，勾畫出一道數(shù)字時代的學校風景。數(shù)據(jù)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(fā)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(fā)展。在課堂教學中，學生的學習興趣濃厚，專注度高，發(fā)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(xiàn)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(zhì)類型、愛好特長、發(fā)展趨向在一定程度上有了明晰呈現(xiàn)，為學生未來的生涯規(guī)劃提供了基本的數(shù)據(jù)支持。

未來的教育將是跨越教室、跨越校園，覆蓋到每個有網(wǎng)絡(luò)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(tài)。學校大腦為整個學校教育管理，建構(gòu)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(diào)閱，在大數(shù)據(jù)挖掘與分析的基礎(chǔ)上，形成專屬于每一位教師和學生的教育區(qū)塊鏈，在全面、多元、綜合、智能的智慧化環(huán)境中，實現(xiàn)基于師生綜合評價區(qū)塊鏈的全面“智”理。