智慧校园：大数据“翻转”学校

●周鹏程



智慧校园：大数据“翻转”学校

●周鹏程

什么是“智慧教育”？教育部教育信息化技术标准委员会主任、华东师范大学终身教授祝智庭说，智慧教育的真谛，就是利用先进的信息技术构建智能环境，让师生能够施展灵巧的“教”与“学”，为学习者提供最适宜的个性化服务，使其由不能变为可能，由小能变为大能，从而培养良好的价值取向、较高的思维品质和较强的思维能力的人才。

教育信息化带来了教育形式和学习方式的重大变革，促进了教育改革与发展，对传统的教育思想、观念、模式、内容和方法产生了巨大冲击。而智慧教育，是教育信息化发展的新境界。

智慧教育的必然性

教育发展历程的必然阶段。农耕时代的教育，主要通过学徒式的、一对一的人际交互来完成。工业革命带来的工业文明，需要大量从事机器生产的劳动者，于是催生了班级授课制。班级授课制有三个基本特征：教师中心、课堂中心、书本中心（即传统“三中心”），决定了今天教育的特点：高效率（批量生产）、标准化、同质化。随着信息技术的飞速发展，计算机的广泛应用，人类社会进入信息时代，工作流程开始围绕信息网络来组织，需要创新型人才和高素质技能型劳动者，他们应当具备关键能力。与之相应，我们的教育教学应该个性化、差异化。

人才培养的必然要求。美国副总统拜登曾说：“中国不足畏惧，因为中国缺乏创新能力”，《时代》周刊也曾提到，“中国现在什么都可以制造，但什么都不能创造”，还有著名的钱学森之问——“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”，这些都给中国广大的教育工作者敲响了警钟。教育作为一项培养人的社会活动，其最大的不确定性在于，它所培养的人将生活在一个我们目前还看不到的未来社会，学校教育应帮助学生为适应和改变未来社会做好准备。因此，必须将教育的重心由知识习得转移到能力培养上来。只有具备关键能力、必备品格，才能成为世界通用的中国人。

技术变革的必然趋势。苹果公司创办人史蒂夫·乔布斯生前曾质疑：“为什么IT改变了几乎所有的领域，却唯独对教育的影响小得令人吃惊？”2011年9月，美国教育部长邓肯也提出：“为什么在教育领域，信息技术的投入很大，却没有产生在生产和流通领域那样的效果呢？”什么原因呢？他说可能是“教育没有发生结构性的改变”。未来，信息技术在教育领域的应用，必将催生工具与技术的改变、教学模式的改变、学校形态的改变。

自2005年开始，华中师范大学第一附属中学（以下简称华师一附中）经过十年努力，现已形成基础设施完备、技术队伍健全、应用情况良好的信息化建设格局。基础设施方面，有线网络教室全接入，无线网络学校全覆盖，有自己的服务器机房和多功能媒体教室；人员方面，形成了一支超过10人的专职技术队伍，保障学校信息化工作良好运行；应用方面，学校相关业务部门均部署了应用系统，并通过各类针对性的培训和教师的自发尝试，在信息化应用方面积累了一定经验。

但另一方面，与普通中学比，学校因多校区、大体量以及高中占比大等特殊校情，信息化建设面临诸多挑战。如：多校区、初高中、级部制等特点，增加了管理信息化的复杂性，增加了数据采集和整合的难度；高中阶段因教师的工作强度、学生的升学压力等现实问题，对于开展教学信息化创新尝试的时间和空间，都形成较大的制约；优质学校自身改变的动力略显不足。

智慧校园建设路径构想

校园是教育的主要环境和场所，尤其是基础教育领域。因此，我们认为，智慧校园是支撑智慧教育的主环境，同时也是践行智慧教育的主阵地。智慧校园的核心是数据，从这个角度讲，智慧校园的特征也可归结为数据的感知、采集、整合、融合、分析和利用。可以说，整个智慧校园的建设就是一部数据建设史。

我们的目标是，结合国内外发展趋势和自身实际，建设智慧华师一附中，助力“学生关键能力培养”教育教学改革实验。具体来说，就是按照“统筹规划，分步实施；种子教师，以点带面；学科融合，能力导向”的具体实施策略，以信息化基础设施建设为先导，以教育云平台和大数据中心两大平台为依托，以教师、学生、家长和课程四个数据库的建设为核心，以智慧管理和智慧教学为两个重要抓手，通过以点带面的创新策略实现科学决策与因材施教，逐步实现“智慧华一”的目标。

坚持“以人为本”的建设理念。不能唯技术论，数据大多因人而产生，并为人服务，要考虑其人性化、体验性；数据治校，树立大数据意识，形成现代化学校治理能力。

采取两大发展战略。云端一体化战略。数据是智慧之钥，云计算是前提，形成“云平台+社交网络+智能终端”的使用模式。“端”包括手机、可穿戴设备，以及各类传感器；大数据战略，把数据视为第五资产，形成“人财物+数字资源+数据”的资产管理意识，注重数据文化和制度等软环境建设。

未来，智慧校园建成之后将会是一幅怎样的图景呢？

未来教室。作为学校教育的主阵地，随着教育信息化的不断推进，可预见的是未来教室除继续实现物理空间、虚拟空间和社交空间三空间融合外，另一个特点将是更加多元化，专科教室、功能教室等都可能是未来教室的发展方向。

未来教师。智慧教育对教师专业能力的要求将会持续提高，尤其是大数据意识，利用数据、分析数据的能力，以及与具体学科教学融合创新的能力。

未来学校。信息技术的发展催化学校内涵与外延的革命性变化，包括教学形态的重组、教育生态的重构以及教育理论的重塑等，智慧校园的建设必然使学校发生根本性的变革。

以智慧教育理念指导学校教学改革

如何以智慧教育理念优化学校日常教学工作？我们致力于以“培养学生关键能力”为宗旨，以大数据技术手段为依托，以学生能力发展为导向，以学科能力发展和科技创新活动为抓手，以普通学生艺体特长培养和航空班新型飞行人才培养为特色。

重塑学科能力。通过大数据手段对学生学科能力进行持续监测、诊断和跟踪，量化学生学科能力的发展与变化，实现对学生学科能力科学化、精准化评价。如正在试点的物理学科，学校建立了以理解能力、推理能力、分析综合能力、实验能力以及数学应用能力为核心的能力发展与测评体系，对学科知识体系进行全面梳理和重构、对学科教学流程进行精心设计、对诊断和分析模式进行新的探索。

创新科技教育。适应时代发展需要，学校科技教育也面临着改革，我们确定了“以科技研究项目为引导，培养学生关键能力”的科技教育思路。依托学校的大数据平台，精心挑选和设计了一批优秀科技项目和科研课题，有针对性地建立起一套科技教育基础素材体系；通过科技活动研究记录和分析系统，详细记录学生在科技研究中的过程和成果，如学生研究课题设计情况、课题知识学习情况、项目实施情况、研究结果评价等，并形成计算机系统可以识别的量化数据，建立起一套与科技教育相适应的关键能力考评体系。目前，学校正在完善科技活动研究记录和分析系统，建立3D打印、机器人中心、创客基地、实践操作基地等配套场所，为科技教育提供更优的基础环境支持。

全面提升艺体教育。从今年9月起，学校全面实行体育艺术“2+1+1”方案，即在华师一附中高中三年，学生要掌握两项体育特长（游泳和另外一项球类运动）、两项艺术特长（音乐和美术各一项），四项特长考核均合格后才能顺利毕业。艺体项目专业性强，注重技能训练，建立科学合理的学生能力评价标准至关重要。学校首先选择其中一项体育特长作为试点，运用大数据技术，借助运动腕表等新型设备，随时随地记录学生的运动情况、身体状况等相关数据，贯穿课前、课中和课后，覆盖校内、校外。每学期进行一次例行身体测量与运动能力检测，三年积累下来，完成对学生运动数据的全时空跟踪和全方位采集，实现数据驱动的学生运动能力量化管理。

特色培养航空人才。为适应军队信息化建设和新质战斗力生成需要，超前培育军事航空航天领域的新型飞行人才，经报国家教育部、公安部和解放军总政治部批准，从2015年起，华师一附中成为全国首批16所空军青少年航空学校之一，承担起培养新型飞行人才的重任。航空班学员有日常学习和专项训练两大任务，学科能力发展和航空专业技能训练并重。通过配置优质师资，创设数字化学习环境，以学科能力发展促进学生航空专业技能提升。特别是数字化航空专业技能模拟操作平台，从课堂学习、课外训练、班会研讨、模拟驾驶等多场景、全方位记录学员能力发展数据，助力航空班学员快速成长。

狄更斯在《双城记》有这样一段话：“这是最好的时代，这是最坏的时代；这是智慧的时代，这是愚蠢的时代；这是信仰的时期，这是怀疑的时期……”作为教育人，面向知识更新不断加快、技术发展日新月异的信息时代，对于勇于拥抱者，这是最好的时代，对于裹足不前者，这也许就是最坏的时代。

（作者单位：华中师范大学第一附属中学）