把握本质 建设和谐数字校园

陈奕望

复兴高级中学1998年异地新建校舍，当时学校信息化必要的物理环境建设就已经纳入到建设方案之中。数年来的实践促进了学习者的发展，提升了学校的办学水平；但在实践中，“什么是教育信息化的内核”、“数字校园究竟是设备的集合还是其他的什么内容”、“我们如何能够使教育信息化的效益得到真正的落实与体现”、“实践中的弯路是否与这些问题答案有关”等等问题引发了我们更多的思考。为此，我们试图通过对上述问题的研究，从教育的逻辑出发，给出我们自己的回答，在实践中逐步生成新型的社会文化生态系统——数字校园。

从异地重建校园开始，复兴高级中学教育信息化发展经历了这样的几个阶段：

一、基础建设阶段

1998年开始结合校园重建进行基础设施建设，学校网络基础布线、互联网接入、基础应用系统等方面得以初步实现。

在基础应用系统方面，建设了学校信息发布和公共服务系统（FXHS Net & Service）、学校教育信息管理系统（FXHS EMIS）和学校网络管理系统（FXHS NMS）。

1.学校信息发布和公共服务系统（包括通常所说的学校网站）

主要承担了公共信息的发布如新闻公告等公共服务功能。

2.教育信息管理系统

主要支持教务管理等工作，对教务基本信息、学籍管理、课程、考试和成绩统计等信息进行管理。

3.学校网络管理系统

主要管理学校网络环境的硬件与系统，保障网络安全，对用户分级分类上网等实行全面的有效管理。

二、应用启动阶段

从2002年开始，我校根据前一阶段的运行，以及教师学生在日常教与学过程中的具体应用，对基础设施进行了必要的维护和升级。2003年对应用软件系统进行了必要的功能扩充升级与初步统整。

1.基础设施方面

对校园互联网扩容，升级至4M光纤接入；

空间校园网络基础管理从纯软件升级为软、硬件相结合的管理模式。依托可靠的网络管理，维护了学校的网络畅通和系统安全；

校园部分地区重新优化布线；

为每位教师配备了工作电脑；

为每间教室配备了计算机和投影电视。

2.应用系统方面

开放式资源管理系统升级为非接触式交换方式，将校园生活的各空间使用与图书馆借阅活动管理整合起来，并实现了与教务系统的学生基本信息的同步，这样在方便了师生的学习、工作、生活的同时，全面提升了学校的智能化管理水准，可靠地保证了校园内各类信息的真实采集和流通。

建设数字校园内部网核心节点——求真网，将其作为学校师生在教与学过程中的信息交换空间、活动中转空间，给师生在网络的行动提供统一入口和结构性的导航机制。通过网站系统中的系列工作按钮，将原先分散的操作整合起来。据此师生可以方便地连接各类数据库，可以直接打开经过授权的文件夹以存放自己的文件，可以进行远程的文件传输，可以看到学校的有关安排等等。求真复兴教育内网如图1。

3.课程教学方面

我校从拓展型课程、研究型课程入手尝试新型教学方式。结合典型学习环境，我们开展了下列实践探索。

（1）开放性生物学实验活动

2004年底，学校建立了数码显微生物学实验室。数码显微生物学实验室是集生物数码显微镜、体视显微镜与计算机软件系统于一体的多媒体、多功能生物学实验室。与传统各自独立的生物显微镜相比，这个实验室的显微镜由于设置了数码联动装置及测量软件等，功能更加强大，可进行图像的动态实时预览、录像和静态捕捉，实现网络互动。

实验室的布局改变了传统的条桌分布设计，以一个可坐六个学生的六边形实验桌为单位，配置了九张实验桌，每张桌上配有三台数码显微镜和三台计算机。教师讲台上配有教师机和数码显微镜。教师可以演示实验内容，实时观察到课堂上每个学生的显微镜画面，及时对所有学生的实验、学习效果进行观察指导。学生也可通过提问系统主动请求教师帮助，可与教师交流讨论，并能进行图像处理和高精度的多种方式测量，生成电子实验报告。实验室布局如图2。

主讲教师精心设计学习活动方案，并预先在网络中发布，学习者可以在任何可以上网的地方浏览到该学习活动方案，有效突破了时空的局限，为学习者的开放性学习提供了必要的网络活动的结构性导航。

例如，《植物气孔的观察》实验单元。教师抛出课题，创设情境，通过网络传输系统下达单元任务目标，布置了三个实验：①观察气孔的运动；②探究影响气孔开放和关闭的化学物质；③光诱导气孔的开启。实验任务中列出了实验操作步骤，提出了分析和思考的问题，学生根据学案可以自行实验，根据实验要求进行有步骤的探究。三个实验的设计安排层层递进，通过实验探究，学生逐步了解气孔的运动机理，影响气孔开闭的外界因素，进而在气孔知识的基础上，了解气孔与光合作用、抗旱节水、鲜花保鲜等生产生活实践的关系。

其中实验②要求学生观察比较分别处于1.5％硝酸钾、15％甘油、1％乙酸、1%阿司匹林溶液和蒸馏水中的鸭跖草叶片气孔，了解气孔的开闭情况及原理。一般的光学显微镜观测的是即时的物像， 传统的测量细胞大小的方法是利用测微尺进行测量，不仅速度慢，而且误差较大(如图3）。而利用数码显微镜的图像软件系统，学生可以通过“拍照”功能保存气孔图像，通过“测量”工具计算气孔的张开程度，通过“录像”手段记录气孔的动态变化，最终通过图形和数据的结合，说明气孔在不同溶液中的开闭状况，并生成实验报告。

在学生的实验报告中，以往记录实验结果的方式是文字、表格和简图。这些都是间接的实验记录方法。数码显微系统记录实验结果的方法除上述传统方法外，通过拍摄数码显微照片，能够更加直接地记录实验结果。而数码显微镜与计算机联网使得该系统对实验数据出来的能量和速度大大增加，有利于及时将实验结果转换成图表。学生还可以把自己的作品存储起来，以备进行阶段性的研究总结。

数码显微生物学实验室的圆桌分布，从教学的一开始就将学生进行了“组”的分配，学生自由组合，三个人形成一个小组，每个人拥有一套“数码显微镜＋计算机”设备，每次课程共同完成实验任务。每个小组学生在任务完成过程中，根据学习任务的性质进行分工协作，相互配合、相互帮助、相互促进。所有小组又可联合成大组，共享实验成果。而数码实验室的网络技术在信息获取和认知支持等方面都很好地支持了基于问题的协作学习。

（2）物理学探究实验室

2004年根据高中物理课程教学改革的需求，学校为物理实验室添置了相关的数字化教学实验器材，组建了由“传感器+数据采集器+计算机”构成的新型实验系统，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合。

实验室装备了各类传感器，如声学传感器可以将声信号转化为电信号并上传至数据采集器，由数据采集器以115200波频率（10K）的高速传输至计算机，朗威DISLab实验教学软件即可实时描绘出声波的波形图线，同时支持声波波形的存储、回放，进一步方便了实验教学。这类构件物理数字化实验室为学习者在学科学习中，提供了自主建构学习实验的可能性，为资质优秀学习者的深度学习预留了活动的场所。

（3）数字艺术创作室

2004年9月，学校建立了数字艺术创作室，面向高一和高二学生开设了《DV创作》和《作曲与MIDI音乐》选修课，师生共同探索数字艺术的奥秘。

创作室装备的现代化数字艺术装备，为学习者在实践中体验新型表达方式提供了必要的物质基础。我们的数字艺术创作课程，并不是常见的软件操作的活动，也不是简单的技能习得活动，而是建立在新型文本观基础上，将媒体文本也视为一类表达的要素，运用图片、视频等视觉符号来表达学习者内心的感受，表达我们视觉听觉中的现实世界与梦想空间，可谓是一类新型的“作文”课程。我校学生在全国NOC中小学生创新赛上，数码艺术作品取得了优异的成绩。

（4）创新构造实验室

学校分期分批添置了最新型的结构搭建套装、可编程工控套装等学习装备，建立了复兴高级中学创新构造实验室。开出了机器人选修课与创新构造研究课。

社会公众是根据技术制品来感受科学的进步与科学对人类日常生活的作用。在另一方面制造技术作为所有技术的基础技术，在科学与技术的发展中起到了工作母机的作用。

创新构造实验室模块化结构构件，有效免除了结构设计中对金属加工工具的严重依赖，使得中小学能够有效地突破条件与费用的局限，让学习者能够便捷地构造各类机械构造以实现某类能力。同时变成工控模块通过各类传感器接收各类动态信息，通过中央控制运算模块的运算输出脉冲控制各类电动机和相关机械结构实现有效反馈。

我校学生在该实验室放飞自己的创意，通过悉心建构，学习活动取得了可喜的成绩，在2006年世界中学生机器人大奖赛中荣获金奖。

4.教学管理方面

根据上海市教委对学生全面发展的系统思考，我校建设了学生成长发展系统。该系统为学生提供了一个属于自己的虚拟的学习、生活空间。在此学生可以记录自己的成长脚印，记载自己的荣誉等。通过成长发展系统，学生可以与班主任、任课教师、家长留言交流；可以看到自己每学期的各个学科的学习成绩；可以作学科分析，系统能自动帮学生按学科成绩列表画点，显示每门学科的学习成绩在年级中的相对位置。可以很直观地告知学生的学习情况和发展趋势，学生就能客观地了解自己每门课的学习情况。在每个学期末，系统将为每位学生打印一份《学习情况表》，情况表中汇总了学生的学习、德育等多方面的重要数据。学生毕业时，系统会为每一位毕业学生提供一份个人在校学习、生活信息的完整的电子档案——《学籍卡》。

在学生成长发展系统中，融入了互动的教学理念，设计了学生和任课教师之间的信息沟通渠道。配置有学生——学生、学生——教师、教师——家长、家长——学生等多类信息通道，通过学生的自评和互评，教师对学生的评价，以及家长对学生的评价，就可能较全面地展现学生的学习、生活面貌，有利于学生的成长和发展，学生成长信息流示意图如图4。

系统整合了能使家长和班主任相互沟通的家校交流平台，与其他功能系统（如学籍管理、健康档案管理等）实现实时数据交换。

三、总结与思考

从2004年以来复兴高级中学数字校园建设的实践探索中，我们得到了以下的几点体会。

我们在数字校园建设的历程中，在教学管理、课程建设、学生社团、班级经营等方面开展相应的探索实践，为后续深入而全面的建设进程奠定了必要的实践基础。

数字校园的全面建设，还需要在管理、教学等方面全面启动相应的探索实践，明确更多的需求，进一步提炼出稳定的部分，形成必要的模型，把握建设运行的本质。进而要在整体性方法论的指导下，支持对物质环境建设的系统思考。从这个角度来说数字校园不可能一蹴而就。

数字校园的建设需要我们从组织建设、管理、信息标准化、课程教学、人际交流等等方面深入思考，数字校园的运行需要理解数字校园所代表的新型文化的各类实践者——管理人员、骨干教师与教育科研志愿者、技术支持人员等角色。

我们的实践和探究并不表明复兴高级中学已经建成数字校园，而是全面吹响数字校园建设的启动号角。我们在贯彻落实复兴高级中学新三年发展规划的历程中全面实施建设方案。在发展中走向未来，在科学行动中落实社会效益。

（编辑：刘轩）