「智慧型校園」建設的思考與實踐

2022-12-07 05:18:05 字數 4964 閱讀 7887

------以浦東新區示範性高中智慧型校園建設專案為例

周偉(上海市浦東教育發展研究院,上海 200136)

一、問題的提出

隨著雲計算、大資料、物聯網、移動網際網路等新技術的興起,各行各業都掀起了新一輪的資訊化建設,通過建設來變革行業模式。在教育領域,教育部發布的《教育資訊化十年發展規劃(2011-2023年)》提出「以教育資訊化帶動教育現代化」,破解制約我國教育發展的難題,促進教育的創新與變革。在此背景下,浦東新區制訂了《浦東新區教育資訊化「十二五」發展規劃》,立足大浦東教育發展目標,以「加強基礎保障、整合系統資源、探索創新應用」為指導思想,以滿足教師、學生、學校管理者、社會公眾的需求為根本出發點,以促進學生的全面發展、教師的素質提高為檢驗教育資訊化工作取得成效的重要標準,完善教育資訊化基礎支撐,深入推進資訊科技在教育各領域應用。

「浦東新區市、區兩級示範性高中智慧型校園建設專案」作為「十二五」規劃的重點專案之一,以浦東新區26所市、區兩級示範性高中為試點專案學校,以物聯化、整合化、智慧型化為主要技術路線,以學校實際需求為導向,以應用為核心,突出以人為本的服務觀,將智慧型匯入校園各個系統、過程和基礎設施中,將資訊化深植於教學、科研、管理和生活的各個方面,構建智慧型校園。

二、「智慧型校園」概念及特徵

「智慧型校園」是資訊化發展的必然階段,從整體上來看,學校資訊化建設從校園網路建設到數位化校園建設,再到智慧型校園建設,是乙個隨著資訊科技發展而不斷優化的過程。目前為止,「智慧型校園」的概念及特徵還沒有完全統一認定。福建師範大學教育學院的沈潔、黃宇星從比較寬泛的層面解釋:

智慧型校園「是一種將人的因素、裝置的因素、環境及資源的因素以及社會性因素,在資訊化背景下有機整合的一種獨特的校園系統。它以物聯網技術為基礎,以資訊的相關性為核心,通過多平台的資訊傳遞手段提供及時的雙向交流平台,提供結合網路、技術、服務的智慧型的綜合資訊服務,全方位地實施教育資訊化。」

南京郵電大學的宗平等則從更加細節的層面解釋:智慧型校園「是以物聯網為基礎,以各種應用服務系統為載體而構建的教學、科研、管理和校園生活為一體的新型智慧型化的工作、學習和生活環境,利用先進的資訊科技手段,實現基於數字環境的應用體系,使得人們能快速、準確的獲取校園中人、財、物和學、研、管業務過程中的資訊,同時通過綜合資料分析為管理改進和業務流程再造提供資料支援,推動學校進行制度創新、管理創新,最終實現教育資訊化、決策科學化和管理規範化;通過應用服務的整合與融合來實現校園的資訊獲取、資訊共享和資訊服務;從而推動智慧型化的教學、智慧型化的科研、智慧型化的管理、智慧型化的生活、以及智慧型化的服務。」

從「智慧型校園」的特徵層面,清華大學蔣東興教授認為,智慧型校園應具有高速互聯泛在網路,移動智慧型終端的應用,借助資訊科技能使團隊協作更加便利,充分體現集體知識共生共榮,實現內外部業務智慧型融會貫通。北京師範大學黃榮懷教授認為,智慧型校園是一種以面向師生個體或群體的個性化服務為理念,能基於網路全面感知周邊物理環境,自動識別學習者的學習情境和個體特徵,為師生提供無縫的通訊網路,對教學過程能開展有效的分析、評價和智慧型決策,體現一種開放的教育教學環境和便利舒適的智慧型生活環境。

三、浦東新區「智慧型校園」的設計與建設內容

根據「智慧型校園」的特徵,浦東新區「智慧型校園」建設專案就是運用物聯網、雲計算、移動網際網路等前沿資訊科技手段,把學校裡分散的、各自為政的資訊化系統和資源集成為乙個具有高度感知能力、協同能力和服務能力的有機整體,對學校的科教運作、校園管理和公眾服務提供強有力的智慧型支撐,如圖1所示。

圖1:浦東新區「智慧型校園」總體設計圖

浦東新區「智慧型校園」建設內容主要分為基礎環境建設和應用平台建設兩部分內容。

基礎環境建設主要有:1.建立統一雲基礎平台,採用整體架構、統一資料管理、統一身份管理、統一門戶來設計與實現,以便學校各類資料的採集、彙總與大資料分析。

2.建設高速校園網路以及實現無線網路覆蓋。構建萬兆主幹、千兆到桌面、萬兆接入教育資訊網的高速校園網路,並實現學校教學區域及辦公區域的無線覆蓋。

3.建設智慧型校園一**系統,實現「一卡在手,走遍全校」,實現學生考勤、圖書借閱、餐飲消費、智慧型門禁等功能,為今後大資料教育分析積累資料基礎。4.

建設智慧型教室,由多種功能模組和互動裝置組成,包括「智慧型互動一體機」、「教師觸控螢幕」、「多個小組顯示屏」、「人手一台平板電腦」、「自動錄播的攝像頭」,形成乙個「牆上」、「課桌上」、「手中」三維立體的全方位互動教學模式。5.構建**教研與**會議系統。

6.建立物聯網創新實驗室,配置了創客教育課程需要的軟硬體裝置,包括智慧型動車等各種感測模組、控制模組、數字處理模組以及其他的感測器電子創意設計智慧型模組套件,還配備了3d印表機,培養學生的創新思維和自主學習能力。

應用平台建設主要有:1.構建教與學資源平台,通過資源建設機制與資源篩選機制,逐步形成乙個大資料量的優質資源倉庫,為學校、教師、學生提供數字圖書、課件、電子教材、題庫、虛擬實驗等各類數字教育資源。

2.搭建教師教學平台。幫助教師課前開展備課,實現校內教學資源共建共享,課中開展多**教學,課後進行聽課評課、教學反思等教研活動。

3.構建學生學習平台,為學生建設網路學習、活動管理以及互動交流空間,為學生推送相關學習資源,變革傳統學習方式。4.

建設網路閱卷系統,實現客觀題自動評閱、主觀題網上評閱的閱卷方式,在閱卷後,對考試成績進行多緯度分析。5.建立開放課程平台,借鑑現有網上公開課模式,建設優質高中開放課程資源,滿足全區學生個性化學習的需要。

四、浦東新區「智慧型校園」建設實踐與思考

(一)智慧型管理:為管理者提供智慧型管理服務

在智慧型校園建設中,通過對校園各類資訊管理系統、數位化辦公系統的整合,實現了系統內部及相互之間各類資料資訊的高效管理,在大資料技術和視覺化技術的支援下,逐步將現有教育管理資訊系統公升級成為包括業務管理、動態監測、教育監管與決策分析等功能的智慧型化管理系統。智慧型校園為管理者提供智慧型管理服務主要表現在以下兩個方面:

一是學校教務智慧型管理。如:網上選課與自動排課,解決了高考改革後走班制教學帶來的選課走班問題,如圖2所示;網上閱卷與分析,有效降低考試成本、減輕教師負擔、提高閱卷效率、指導教學。

圖2:基於走班制的課表

二是學校校園智慧型管理。通過本專案的資料整合,將各個應用系統進行整合,加上基於物聯網的智慧型門禁、校園一**的應用等等,將教師、學生各類活動進行實時記錄和彙總,能夠較為全面對教師、學生進行綜合評估,如圖3所示,為學校制定更為針對性的教育教學決策奠定基礎。

圖3:教師綜合評價與分析

通過本專案的實施,我區示範性高中在資訊化管理方面有了顯著提高,尤其是新高考改革後面臨的選課走班帶來了的管理難題在本專案中得到了較為滿意的解決。

(二)智慧型教學:為教師提供智慧型教學服務

「智慧型教學」是教師在智慧型教學環境下,充分利用各種先進資訊化技術和資訊資源開展的教學活動,教學活動參與者之間的溝通更加通暢、互動更加深入、教師的備課、作業批改、 教學評價等更加智慧型化。

在智慧型教學的備課過程中,基於智慧型備課系統一方面能實現教學資源的自動化與個性化推送,便於教師獲取教學資源;另一方面能幫助教師快捷地加工、整合教學資源,使教師能更高效地進行網路備課。基於智慧型教室開展課堂教學,通過平板電腦、互動白板等使得課堂教學過程中師生互動、生生互動、學生與資源之間互動變得便捷、深入;根據學習者特徵,進行快速分組,組織課堂協作學習;靈活控制學習終端,實時向學生推送相關學習資源;自動記錄課堂教學過程,便於課後教師開展教學反思與教學研討。在作業布置與批改環節,通過智慧型作業系統能智慧型推送相關作業試題,對學生的作業進行自動批改與自動分析。

在考試與評價環節,基於網路閱卷與學習質量分析系統,對學生的試卷進行自動批改與自動分析,全面掌握學生的學習成績分析資料,如圖4所示,開展針對性教學。

在開展智慧型教學過程中,教師教學與教研的行為資料、結果資料自動採集,形成教師個人專業電子檔案,在此基礎上進行資料探勘與分析,能夠形成教師個性化教學的診斷建議、教師個人專業發展的指導建議等等。

圖4:某中學關於數學知識點掌握情況分析圖

目前,浦東教研部門已經通過本專案的網上閱卷系統開展了全區高中教學考試的網上閱卷試點與使用;文建中學、北蔡中學、周浦中學等都已經開始了智慧型教室進行教學的積極嘗試,並在重大活動中進行了公開展示,取得了較好的反響。

(三)智慧型學習:為學生提供智慧型學習服務

在智慧型校園中,學生可以充分利用各種先進資訊化技術和資訊資源開展的學習活動,與教師、同伴的互動更加深入、高效,課前預習、課中學習、課後複習、考試、課餘活動等各種學習記錄、成長軌跡都會在不知不覺中通過技術實現自動採集匯聚,更加有針對性為學生服務。如圖5所示。

圖5:智慧型學習示意圖

在智慧型學習的課前預習過程中,學生基於學習平台瀏覽教學資源,如微**等,便捷的進行知識預習,並在平台上反饋預習過程中遇到的問題和困惑。課堂上一體機、平板電腦、互動教學軟體等設施裝置提供學生多樣化的學習方式,通過平板電腦接收教師廣播的教學資源、實現師生和生生的互動、課堂練習作答情況即時反饋等登。整個學習過程有平台自動記錄並智慧型分析,幫助學生形成自己的學習風格,尋找到適合自己的學習方式,提高學業水平。

課後,平台為學生提供了**作業的方式,智慧型推送所學知識點相關試題,檢測學生知識掌握情況,並將錯題自動彙總整理形成學生個人的錯題集,將教師講解的微**與錯題關聯,使得學生在校外也可以修正錯題,鞏固所學。同時,智慧型學習還對傳統的作業方式進行了優化,學生做完當天的作業之後,可以對照平台上教師發布的答案進行訂正,加深當天所學知識內容的消化吸收。在考試環節,學生可以進行**考試,相關考試資料同步記錄,實現成績查詢、階段性考試結果分析,並能進一步自動推送考試錯題到錯題集,推送錯題相關解題**,並針對錯題知識點推送相關練習題目等等。

當然,21世紀人才培養的需要是全方位的、全面的,除了對學業能力和知識水平的考量外,還包括對品德修養與公民素養、身心健康與藝術素養、創新精神與實踐能力的考量。智慧型校園在未來使用中將能記錄學生成長過程中方方面面的行為資料,對這些資料進行科學合理、客觀公正的挖掘、建模、分析、展現,有助於實現新時代人才的培養和選拔。

五、「智慧型校園」今後發展的後續思考

浦東新區學校數量多,資訊化建設水平不一,智慧型校園顯然不能一蹴而就。浦東新區市區兩級示範性高中智慧型校園建設專案打造了一批在智慧型校園建設實踐中具有引領作用的示範學校,為整個浦東新區教育資訊化智慧型校園提供可複製的「模板」。智慧型校園建設專案建成後,進一步的應用推進是隨之而來的問題,包括各種軟硬體設施裝置的使用和管理、智慧型教室環境下的新型教學理念和教學模式探索、ict技術支援教學方式改革問題、大資料時代教育資料的挖掘與分析等等。

在做好相應技能培訓的同時,要鼓勵倡導教育研究者和一線教師投身於智慧型校園的實踐應用研究中,真正將資訊化深植於教學、科研、管理和生活的各個方面,才能更好的滿足校園網路使用者的個性化需求和功能服務。

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