智慧學校： 教與學方式轉型的實踐探索
——以北京市第二中學為例

□薛麗霞

黨的二十大報告中明確提出，要 “推進教育數字化”。[1]習近平總書記也在多個重要場合強調，積極推動人工智能和教育深度融合。[2]以教育信息化為支撐， 引領教育現代化是我國教育改革和發展的必然選擇。[3]在這一背景下，推進智慧教育、 探索數字化教學新方式， 已成為實現教育現代化的關鍵內容和重要策略。

北京市第二中學 （以下簡稱“北京二中”）， 是一所有著299 年歷史、 文化底蘊豐厚的學校， 作為教育部開展高中特色發展試驗項目學校、 北京市示范高中和北京市智慧校園示范校， 不斷探索構建以人工智能等新一代科學技術為核心的智慧學校系統， 重塑新型教與學方式， 為學校發展和教學方式優化注入更多的智慧與創新元素， 營造支持學生高質量學習的教育新場景， 讓學生獲得全面而有個性的發展和可持續發展， 積極回應時代給予教育的挑戰。

一、 教育文化與智慧學校的雙向變遷

教育的使命不僅在于培養滿足社會發展需求的個體， 更是文化傳遞、 文化整合的重要方式。[4]文化塑造著人們的價值觀念和信仰體系， 影響著教育的方向和內容。 在全面推進智慧學校建設的過程中，文化的建設對智慧學校建設的方向與實效起著決定作用。[5]教育文化與智慧學校相互作用， 共同推進學校教育教學改革。

學校的辦學理念是教育文化的個性化表達， 直接影響學校育人生態觀的確立， 指導著智慧學校的建設方向。 以北京二中 “空氣養人”的理念為例， 該理念將學校文化比作空氣， 滲透在校園的每個角落，時刻滋養著學生、 塑造著他們的品格， 提升著他們的素質。 在這種文化的指引下， 北京二中確定了全方位涵養人， 培養具有全面發展、 個性發展、 最終實現可持續發展的人的目標。 通過對當前教育文化的深入分析， 北京二中的管理者發現，在信息化、 智能化時代， 現有的教育方式和技術手段已無法滿足學生充分發展和學校高質量建設的實際需要。 因此， 借助現代化信息技術， 打造新型智慧學校， 為師生提供豐富的教育資源， 高效賦能教與學方式重塑， 探索規?；瘧茫?成為時代的需要。

隨著新一代智能技術的發展與運用， 各類智能化教育服務成為可能。 我國教育信息化也順利從1.0階段邁入了2.0 階段， 開啟了智慧教育的全新時期。[6]智慧學校作為數字校園發展到一定階段的產物， 被賦予推進智慧教育建設、引領教育創新與變革的重任。[7]智慧學校是建立在以教育大數據為核心的學校治理體系上， 將物理空間和虛擬空間相融合， 并通過學校云網基座相互聯結起來的大系統。這一系統包括學習環境建設、 信息化設備應用、 教學方式變革和現代學校治理等多個要素， 是以學生個性化、 終身學習為目標的教育體系，是新型的教育生態。

教育數字化轉型下的智慧學校建設， 不僅是教育文化變革的選擇， 更作用于教育， 推動了新的教育革命。 在這個過程中， 人工智能、 大數據等前沿技術， 作為推動教育全要素、 全流程、 全領域創新和變革的關鍵動力， 促進了智慧教育生態的形成和發展。 然而， 教育工作者必須要時刻謹記， 教育數字化轉型不只是用新技術為傳統教育 “打補丁”， 還要秉承 “以人為本” 的宗旨， 創建新型教育賽道，打通育人全環節， 打破過往教育模式的局限， 為每位學生提供個性化、 高效率的學習體驗。 在教育數字化轉型過程中， 必須確保將教育發展創新的成果扎扎實實落實到學校的日常教育實踐中， 貫穿于課堂教學和學生學習的方方面面，進一步支撐 “五育融合”， 讓每位學生真正受益， 實現更全面的個性化發展。

二、 智慧學校教與學數字化轉型的基礎架構

2021 年7 月， 教育部 等六部門印發 《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》 （以下簡稱 《意見》）， 明確指出要將智慧學校新型基礎設施建設作為教育新基建的重點方向。[8]《教育信息化中長期發展規劃（2021—2035 年）》 《教育信息化“十四五” 規劃》 《中小學數字校園建設規范（試行）》 等一系列重要文件的相繼出臺， 為推動學校數字化賦能、 優化信息化育人環境指明了方向。 搭建智慧學?；A架構、打造教育新場景、 完善智慧學校治理體系， 是推動教與學數字化轉型、實現高質量發展的首要任務。

為推動學校從數字校園向智慧學校的升級， 北京二中在總結以往數字校園建構經驗的基礎上， 構建了智慧學校建設 “113” 工作體系（見圖1）， 即1 個穩定高效的智慧學?；A架構、 1 套規范的智慧管理機制、 3 項同步探索的教育教學改革， 并規劃了智慧學校建設頂層設計的基本框架， 計劃建成一個以人工智能為核心， 以大數據應用為基礎， 充分運用虛擬現實、增強現實、 5G 等新技術手段的智慧學校學習環境， 打造一個規范化、 一體化、 高效協同的治理體系， 培養師生更廣闊的可持續發展觀， 實現教育資源觀和時空觀的拓展， 為學校教與學數字化轉型、 實現高質量發展奠基。

圖1 智慧學校建設“113” 工作體系

第一， 完善智慧學?；A架構。 升級校園網絡的硬件和設備， 提高網絡帶寬、 增強網絡覆蓋范圍， 以確保學校的網絡基礎架構能夠支持高效的數據傳輸和通信。 同時， 進一步優化智慧學校底層平臺， 提高智慧學校的整體性能。

第二， 規范智慧管理機制。 通過技術手段， 規范業務流程， 改造業務運轉機制， 簡化師生的事務性工作， 提高學校管理效率， 實現智慧生活、 智慧安全和智慧管理。 例如， 在集團化辦公與教務管理上，基于現有的在線辦公平臺， 規范智慧學校辦公流程。 通過一系列綜合管理模塊， 沉淀基礎數據， 改進資源分享流程， 并整合選課系統、 排課考試系統等， 實現教師、班級、 學生、 課程等各方面信息的科學管理與快速查詢。

第三， 推動三項改革。 一是實施師生智慧素養提升工程， 采取以應用牽引培訓的方式， 通過二者互相促進， 提升師生的智慧素養。 這一項工作被視為改革的基礎， 是決定其他工作能否成功落地的關鍵和核心環節。 二是基于數據挖掘的教、 學、 評改革， 大力探索以數據驅動未來教育、 以評價推動多模態智慧課堂教學的新模式。以學習者為中心， 構建線上線下融合、 課內課外打通、 學習資源多維、 學習效果顯著的新型教、 學、評一體化模式。 三是創新人才培養工程， 通過多維基礎數據， 對學生進行學業水平、 興趣愛好、 未來職業傾向、 潛質潛能的梳理、 甄別、 歸類， 指導學生的生涯發展，制訂個性化培養計劃， 努力讓每一名學生都能在已有基礎上， 全面發展、 突出特長、 激發潛能，使之成為各領域的杰出人才， 同時形成具有特色的課程體系與創新人才培養模式。

智慧學校建設的架構基于教育大數據能力建設和數據治理， 旨在提升教育數據的統計水平， 構建具備記錄、 監控、 檢查、 追溯等功能的系統， 以推動新型教育生態環境的建設， 促進信息設備規?；瘧?， 提升教育管理者科學決策的能力。 這一框架提供了基礎平臺服務， 全面建成了標準規范統一、 用戶實名唯一、 數據橫縱貫通、 應用開放共享的教育信息化數字底座；匯聚了高品質的教育資源， 實現伴隨式數據采集、 數據治理和數據服務， 助力構建學校畫像、 教師畫像、 學生畫像， 并為智慧評價提供強力支持； 突出了評價的過程性和發展性原則， 加強了監測結果運用， 改進了學校評價方法。 針對教師的評價， 突出教育教學實績、 績效考核、 教學述評等過程性數據和評價內容， 構建評價模型， 創新教師評價工具；針對學生的評價， 基于大數據客觀記錄學生各方面的表現， 助力綜合素質評價， 全方位推動新時代教育評價改革。

三、 教與學數字化轉型的探索與實踐

課堂教學是育人的主陣地， 在智慧學校的建設和數字化轉型的過程中， 承擔著不可或缺的核心作用。 教育工作者務必緊抓課堂教學這一重要環節， 積極改進教與學方式， 努力提高教育實效， 為學生提供更豐富和有意義的成長體驗。 在這一理念的指引下， 北京二中堅持將新技術與教學改革深度融合， 不斷嘗試打破傳統課堂的邊界， 進一步優化教學模式， 推進課堂多維互動， 讓師生之間、 生生之間的立體互動得以實現， 提高學生學習興趣、 課堂參與度， 從而提升學生核心素養， 支撐學生德智體美勞全面發展。 學校依托教育數據， 驅動學生個性化學習， 充分滿足學生需求， 提升課堂教學效率， 確保學生在有限的課堂時間內學好、 學足，推動教與學方式向數字化、 高質量方向轉型。

（一） 數據賦能精準化教學

在教育大數據建設和治理基礎上， 構建一套可記錄、 可監控、 可檢查、 可追溯的監測系統， 是實施精準化教學的首要步驟。 以北京二中精準教育系統為例， 學校在學生階段性考試和日常作業場景下， 搭建了基于大數據和人工智能知識圖譜分析技術的精準教育系統。該系統融合了包括網絡閱卷、 在線考試、 手工批閱、 手機拍照等在內的多元數據采集方式， 實現全場景動態數據的采集與分析。這些數據通過靈活配置生成多元評價報告， 不僅有助于師生了解學習過程中的短板和增長潛力，還有助于挖掘班級教學的重難點和共性及薄弱點， 從而建立了教與學的雙向反饋機制， 為教學提供科學依據， 滿足新課程背景下學生發展需求及個性化學習需要。教師基于大量的學生學習數據，進行學情分析， 構建了基于知識圖譜的個性化學習模式， 進行基于課程標準的校本化實施和基于學情的學科教學。 這有助于學生規劃學習路徑、 優化學習目標、調整適切的學習資源， 實現個性化和高效率學習。 自精準教育系統投入使用以來， 北京二中開展學段考試， 檢測了147 次， 同時推進校本題庫建設， 累計智能批閱作業51.6 萬次。 通過知識點的標注， 結合學生長期的學習數據，構建學生學科學習的知識圖譜，調整推薦資源， 在教與學雙向反饋機制的構建中， 努力實現 “精準教和個性學”， 強化過程性和發展性評價， 加強監測結果的運用。

（二） 數據賦能學生全面發展

智慧學校建設， 要支持和服務于學生德智體美勞全面發展。 北京二中堅持把關注學生發展融入智慧學校建設的全過程， 以數據分析、技術支持為學生全面發展賦能。

在以大數據、 人工智能等技術為代表的新一代信息科技的支持下， 北京二中在學校課程整體育人體系基礎上， 搭建起以人工智能為核心的三級五維度的技術課程體系， 多維度培育科技英才。 在該課程領域中， 學生不再以傳統的編寫程序、 簡單算法、 邏輯判斷的方式解決真實情境下的問題， 而是由算法思維向數據思維邁進， 通過采集大量數據， 并將這些數據放到神經網絡算法中去訓練與驗證， 最終得到預測結果。 這一方法不僅促使學生更深入地理解數據的價值和應用， 還培養了學生計算思維、數據思維、 創新意識， 為學生提供了更加全面和實踐導向的教育體驗。

在課堂活動中， 學生通過人工智能等方式， 進行問題的界定、 特征的抽象、 模型的構建， 然后利用這些模型來組織數據并解決問題，從而提高他們的計算思維能力。這種解決問題的方法也逐漸從該課程領域向人文、 數理等領域的課程輻射， 深刻影響著學生的學習和思考方式。 學生運用數據思維去解決學科問題， 并有效利用大數據和人工智能技術創造性地解決跨學科問題； 同時受數據驅動的影響， 學生逐漸養成自主學習、 協同工作、 知識分享與創新創造等關鍵能力， 提高了終身學習的潛力， 為學生打開了更廣闊的學術視野， 提供了更豐富的技術工具， 以應對未來的挑戰。

（三） 技術賦能教學方式的優化

在促進學生信息素養提升、 發展學生創新思維的同時， 學校開始積極探索新一代信息技術在常態化教學方式中的應用， 以人工智能技術賦能教學方法、 教學手段，以AI 助力學生發展。 通過AI 賦能數字閱讀、 AI 聽說課堂、 E 聽說、智慧作業系統， 檢測學生的學科薄弱點， 識別教學問題， 引導教師有針對性地改進課堂教學活動， 從而增強學生的學習效果， 為學生提供“可看、 可聽、 可讀、 可寫、 可互動” 的高品質學習體驗； 通過AI賦能體育， 借助動態診斷， 進行運動評分和結果統計， 便于教師及時調整運動強度， 循序漸進地為體育課程提供學、 練、 賽一體化方案，真正幫助學生養成良好的運動習慣， 提升身體健康水平。

在新技術的支持下， 學校教學模式也悄然發生變化。 教師利用大數據進行學情分析， 靈活組織新授課、 講評課。 在課前， 教師根據班級共性及學生的個性問題， 向學生推送個性化學習資源， 引導學生自主學習或糾正錯誤； 在課中， 教師針對學習中未解決的問題進行精講、 點評； 在課后， 教師通過數據聚類分析， 有針對性地為學生布置分類作業， 實施個性化輔導。 教師還可以通過現場答疑、線上交流和微專題等多種方式，有效解決因材施教的問題， 有力推動了精準教育的實施。

四、 智慧學校教與學方式轉型的成效

第一， 以新一代信息技術為基礎， 完善智慧學校架構。 大數據、云計算、 人工智能等技術， 塑造了智慧學校的基礎架構。 這種技術的應用不僅體現在硬件設施的更新上， 還表現在學校管理、 教學手段、 資源配置等方面。 同時， 數字化轉型也為學校教育帶來了多樣性和創新性， 為學生提供更豐富的教育資源， 拓展了教學的邊界。

第二， 以數據分析為支撐， 為學校決策提供依據。 各類信息數據幫助學校管理者了解學生、 教學和校園生活的全貌， 支持學校管理者依據數據分析進行科學決策。 這種數據分析與應用， 不僅能對學生學科成績進行科學評估， 更深入學生全面發展和教育教學的全過程。 學校利用數據分析學生需求， 為學生提供個性化的學習支持。

第三， 以學生需求為核心，構建可持續發展機制。 智慧學校關注學生個體， 關注學生的全面發展和長期需求， 并在此基礎上對課程設置、 教學方法、 資源配置進行個性化設計。 學校著眼于學生的終身發展， 致力于促進學生全面、 個性、 可持續發展， 培養學生終身學習和持續進步的能力， 使其適應未來社會和職業的挑戰。

第四， 以教學變革為動力， 提升學校教學質量。 隨著信息技術的發展， 現有的教學方式已無法滿足學生成長和教育教學改革的需要，教與學方法的重塑迫在眉睫。 教學方式和手段需要與現代科技緊密結合， 助力教師開展教學工作， 精準把握學生需求， 為學生提供更具有啟發性、 創造性的教育， 提供更多的學習機會和更全面的發展路徑， 培養學生適應未來社會的能力。

學校教與學方式的轉型優化，是教育領域的一場革命性變革。智能技術的不斷發展， 為教育帶來了前所未有的機遇， 使教育能夠更加個性化、 高效化、 科學化地滿足學生的需求。 通過教與學方式的數字化轉型， 有機會創造更具靈活性、 個性化、 創新性的教育體驗， 為培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人，創造了更廣闊的可能性。 期待未來能有更多的學校、 教育研究者、教育實踐者加入智慧學校的建設中來， 共同努力， 挖掘更適切的教育新模式， 培養更多有潛能、 有創造力的年輕人， 為社會的可持續發展作出更大貢獻。