建设学校“大脑”，催生未来学校

钟玲芳 王莉

2018年教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》，提出到2022年基本实现教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校；实现信息化应用水平和师生信息素养普遍提高；建成“互联网+教育”大平台。《中国教育现代化2035》也指出：“加快信息化时代教育变革。建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台。”这就迫切需要革新智慧校园，探索智慧教育重构学校生态的实践方式，以深入落实教育部智慧教育融合共生创新发展行动。

对于浙江省杭州市萧山区高桥初级中学这样一所教师平均年龄已达47岁的“老龄化”学校，如何解放教师的教，改变学生的学，帮助教师积极探求实现信息技术的应用与学科课程教学过程有效整合的规律、途径、模式、策略和方法，实现把信息技术的教育任务和学科教学的优化统一在同一教学过程？对此，我们着力于“大脑”建设，开展智慧教育再升级，线上学习再优化，有机融合学校文化、课程空间、主题空间，实现学习方式的变革，为教师和学生提供关于学习、需求、兴趣等方面可行性指导，为学生适时提供精准的学习资源，提供多样化学习路径，培养学生的数字化熟练度、专业度，促进学生自主学习能力的提升，达成关键品格与核心素养的落地。

设计“大脑”架构

通过依托空间建设，大力打造学校“大脑”，在推进智慧校园，融合智慧教育的过程中，实现从“校园”到“乐园”的转变，从“低能”到“高效”的突破，从“教学”到“研学”的行走，从“边界”到“无界”的飞跃。

学校“大脑”概念界定 指运用多维的学校数据资源，对教育教学活动进行全局的即时分析、预测、监控、评价和反馈，帮助发现学生成长特征，描绘学生画像，规划成长路径，陪伴成长过程，是学生成长数据驱动教育的新方式。

学校“大脑”建设平台架构 学校“大脑”建设的平台架构分为基础设施层、数据层、公共平台层、应用服务层四类。基础设施层以“云网端”为核心，形成一体化的5G智慧校园的新技术形态，为“大脑”建设提供最基本技术支持；数据层以“数据技术”为核心，形成智慧校园的新数据形态，让数据可见，可视，可用，会说话，产生最大价值；公共平台层以“实时协同分工网络”为核心，形成智慧校园的新组织形态；应用服务层秉承“以教育教学体验为核心，贯彻以人为本的建设初心”的理念，加速校园的“开放化”，形成智慧校园的新关系形态。

学校“大脑中心”建设系统架构 校园“大脑中心”内含教学数据大屏中心、综合素质大屏中心、校园安防管理大屏、用户角色管理中心，对接学校现有系统。它采用分布式数据存储、點对点传输、共识机制、加密算法等平台底层新型应用模式，对于学校大数据更稳定、更安全有着非常重要的意义。从这个意义上来说，校园大脑中心承载着两个方面的重要意义，不仅仅止于“校园大脑”，还拥有着“学校指挥棒”的重要地位。

学校“大脑”建设与开发实施路径

学习的土壤增加了智慧元素的“融入、融合”就变得便利而丰富。学校“大脑”建设，依托智能教学生态系统实现学的变革、教的优化、评的创新、研的转型。

立足学生生态学习空间，实现“学的变革” 一是生态环境，文化浸润。校园生态环境是学校“大脑”建设的外显形式，更是立德树人的关键场所。校园内设计不仅有设计师的眼光，有学校管理者的思考，更需大量呈现学生的痕迹，留下教师的策划，让校园成为“师生梦想的种植园”。二是系统模块，功能突显。处处指向学科与素养学习目标，科学平衡环境、空间、技术与文化整体建造；支持“终身学习”目标，促进学生自我学习，精准地发现班级和学校在知识学习和知识点掌握上的差异，针对性地推送学习内容，进行差异化教学和个别化指导。三是瞄准心理，闯关学习。结合初中学生心理特点，实现学习阶梯化攀升。例如，在音乐课堂创作音乐时，一台平板电脑就是一件乐器，可以是钢琴，可以是小提琴，还可以是架子鼓等等，这对学生极具诱惑力。学生运用平板电脑创作了动机、主题、乐段、歌曲，提高了学生的视唱练耳水平。

搭建教师网络研修空间，实现“研的转型” 围绕“一网三中心”，重构数字资源。一网是“学校网络总校”，三中心是“网络学习中心”“学校数据中心”“师生培训中心”为常规形态校本研训的运作提供基本载体。一是汇聚数字资源，发挥校本教研载体功能。利用先进信息技术打造一个开放、共享、创新、协作的混合教育学习空间，不局限于学校物理空间，还包括资源空间、集团教研等网络学习空间。在创设智能化学习环境的基础上，为教师提供泛在的、丰富的、个性化的校本学习资源合集，并促进学校对教育全过程的改革创新，形成时时能学、处处可学、人人皆学的泛在学习时空，为教师、管理者乃至其他相关者提供智能化的服务保障。二是组建核心团队，引领校本教研共同体活动。创新“朝阳工程”“中天工程”建设，充分发挥过硬的名师骨干教师团队力量，开展共同体建设，加强高水平专业引路。学校管理层重视教师成长，制定培育策略和时间表，让教师们站到更高舞台，为其提供更多的学习机会与展示空间。鼓励教师带着问题学习与研究，沉浸其中且持续研究。帮助教师们把信息化培训做得有志趣、有温度、有灵魂，促进每一位教师专业成长。

改善教师精准教学空间，实现“教的优化” 围绕学校“大脑”智慧建设，无线网络、平板电脑等智能设备融入课堂，通过课前、课中和课后三个维度，贯穿整个教学过程的应用，丰富教学场景，深化智慧课堂应用。通过数据关注孩子的个性化需求，生成学习图谱，让教师能够及时调整课堂教学策略、学科教学或学校的教育教学管理。一是课前：教师云备课与学生预习。教师使用云备课系统进行分类管理、上传下载教学资料；使教师能随时随地备课，提高课前准备效率。学生用云书包、电子教材及在线测试等进行课前充分预习。优质的题库及趣味化的预习资源让学生的预习更加积极主动，带着问题进入课堂。二是课中：优化学习过程，学生人人参与学习更专注。一方面，“大脑”录播教室内，教师有的放矢地提出“有一定梯度和思维量”的问题，教师和学生通过教学终端进行授课和答题互动，借助互联网+技术，真实演绎平板电脑与课堂的完美融合。另一方面，在云端课堂上，教师与学生进行一对一、一对多的语音、视频、文化、PPT、文档共享等多种教学方式，教师使用巡视模式，随机或定点地查看每个学生的视频，实时了解学生的学习状态，保证课堂的教学效果。三是课后：在线作业批阅，翻转课堂与家校互通。教师将微课应用到教学中，和学生一起互动讨论，把问题梳理清楚。学生也可在课后或考试前复习时再学习，直至学会。学生完成作业提交后可第一时间获得教师的批阅及评语，自动批阅让教师有更多自由支配在校、在家的碎片化时间。教学过程中通过采集系统或问卷调查，了解学生对当前教师教学过程的难易度情况、学业负担情况的反馈以及对教师及学校的建议，从而更有效的帮助教师进行教学调整，深化应用，创建更和谐的教育氛围。

构建学生成长评价空间，实现“评的创新” 将智慧学习过程、学习情境以及学生表现融为一体，关注学生学习方式、思维逻辑、人际交往，以多角度、多形式的评价激励学生展现能力和特长，增强智慧学习的创造性。整套评价系统的日常工作由班主任、任课教师、班干部、学生校长助理、学生会、值周学生共同完成，汇聚多方数据。一是课内评价—立竿见影。课内评价主要是方便教师上课场景下的评价需求，在上课过程中教师通过评价终端（手机/平板电脑），对单个或多个学生在学习、纪律、创新能力、积极程度等方面的课堂表现予以实时评价。二是课外评价—引流推广。拟定出台《线上学习规范》《“线上之星”评选办法》，以互联网思维推进学生课外学习评价，并在学校微信公众号陆续推出“线上之星”的光荣榜及学习事迹。在同伴引领下，每一位学生的学习、健身和提升生活素养的热情被不断得到点燃，表现出了高度自律、勤学深思的昂扬姿态。三是积分评价—反馈日常。根据班级制定的评优规则，设立一套适应学校场景的积分奖励机制及荣誉制度，根据学生在校内公共场合的日常表现增加或扣除一定的积分。学生个人可在云班牌或家长端查询个人评价记录和积分，教师也可在后台查看每个学生的得分情况，为班主任做好当天班级小结提供依据和参考。四是综合评价—适性驱动。学生综合考评仰赖于前面课内、课外、校内等场景系统中收集到的评价数据的汇集。学生的评价数据可以通过后台进行清晰展示，勾勒出一个更加综合、全面、真实、客观、公平的学生学习模型，包括学习曲线、成长曲线、知识曲线、优势不足曲线等等，便于教师快速掌握学生情况，及时进行指导、引导、辅导，助推跨越式发展。

学校“大脑”建设与开发成效

所有关于校园教学、学习、生活、管理、服务数据采集下来，清洗、建模、沉淀，运用数据中台技术，构建教育大数据平台，在整个教育过程开展中动态监测、全面管理、科学决策、合理布局、创新教育教学、汇聚和共享的一个信息化应用支撑平台，助力教育管、教、学精准化。

带动了全体教师专业发展的赋能赋新 教育需要信息技术的深入介入实现效能的跃升，信息时代也需要教育出更多、更好的智慧型教师。两年来，“智慧教育视域下‘1+N’教师校本教研共同体建设的实践研究”在杭州市教师教育课题中成功立项并于2021年结题与获奖。教师智慧课例、微课、案例、空间建设等40余项在区级及以上获奖。信息技术与新生代教师、青年教师、中天教师专业成长相结合，激励了教师个体自觉进行探索性的教育教學行动，激发了教师小组共同体利用网络共享、办公平台等途径实现备课和教学研讨，带动了年长教师的学习动力，发掘了教师的集体智慧，进一步提升了教师的信息技术应用能力、教育资源统整能力、教学设计创新能力、数据分析与应用能力、基于评价指导学生学习发展的能力和与学生互动交流的能力及影响力，引领学校中的每一位教师成为专业素养和人格魅力齐备的智慧教育者，全身心地投入学校大脑的建设运行与教育教学各环节。

擘画了学生个性自由生长的新蓝图 在大脑中心，在两幢教学楼连廊，实时滚动的数据大屏，勾画出一道数字时代的学校风景。数据分析促进了学生学习效率的提高，学生就可以腾出时间来发展自己的兴趣爱好，参加德育社会实践和拓展课程，最大限度地葆有每个孩子成长的无限可能，最终促进了学生的全面成长、差异发展。在课堂教学中，学生的学习兴趣浓厚，专注度高，发言积极，思考主动，同伴互助有成效，知识的短板能通过云平台进行补救。学生在解题中体验着成功的喜悦，收获着学习的快乐，学生的思维能力、动手操作能力、分析问题和解决问题的能力都有了明显的提高。“学校大脑”实现了学生的“性格画像”，记录了学生在校生活的日常行为和在校的学习行为，最终形成了学生在校生活的全貌。学生的个性特征、气质类型、爱好特长、发展趋向在一定程度上有了明晰呈现，为学生未来的生涯规划提供了基本的数据支持。

未来的教育将是跨越教室、跨越校园，覆盖到每个有网络连接的角落，成为一个更庞大、更开放的“学习场”，学生可以随时随地进行学习。对学生而言，这是一次全新的学习生活体验；对教师而言，这是一次全新的教育生命成长；对学校而言，这是一种全新的教育管理生态。学校大脑为整个学校教育管理，建构起涉及全体教师与学生全面成长的全局跟踪记录与回溯档案，随时可以针对任意时刻的档案进行调阅，在大数据挖掘与分析的基础上，形成专属于每一位教师和学生的教育区块链，在全面、多元、综合、智能的智慧化环境中，实现基于师生综合评价区块链的全面“智”理。