技術(shù)賦能：讓每位學(xué)生都卓爾不凡

陳興冶 王昌國

上海市實驗學(xué)校以“尊重個性差異，發(fā)掘智慧潛能”作為辦學(xué)理念，依托“拔尖創(chuàng)新人才早期發(fā)現(xiàn)與培育”的實驗研究，致力于培養(yǎng)具有“創(chuàng)造與發(fā)明、探索與發(fā)現(xiàn)、合作與溝通、使命與擔(dān)當(dāng)”品格和能力的卓越人才。

建校30多年來，學(xué)校始終高度重視信息化建設(shè)，20世紀(jì)90年代自主組建校園網(wǎng)和學(xué)校門戶網(wǎng)站，自主研發(fā)計算機應(yīng)用教程和小學(xué)語文電子教材。2000年開始，開發(fā)基于教師專業(yè)發(fā)展的各類數(shù)字化校園平臺。近10年來，學(xué)校信息化工作聚焦于信息技術(shù)支持背景下的創(chuàng)新實驗室建設(shè)。

信息化工作存在的問題

學(xué)校信息化應(yīng)用從縱向上看支撐著教學(xué)和管理的高效運行，從橫向上看，技術(shù)支撐著學(xué)生、教師和課程的發(fā)展，尤其在支持學(xué)生個性化學(xué)習(xí)方面，還存在不少改進的空間。

1.支持個性化學(xué)習(xí)需求的解決路徑有限

我校的應(yīng)用系統(tǒng)主要偏向管理和教師辦公，而對學(xué)生過程性的評價及個性化學(xué)習(xí)還處于傳統(tǒng)線下管理狀態(tài)，應(yīng)用系統(tǒng)之間底層數(shù)據(jù)依然孤立，對學(xué)生學(xué)習(xí)分析及綜合素質(zhì)評價的前瞻性數(shù)據(jù)模型構(gòu)建的研究不夠。面對學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求不能形成有效資源，不能針對每位學(xué)生的個體需求提出較精準(zhǔn)的個性化服務(wù)方案。

2.支持個性化學(xué)習(xí)的教學(xué)模式相對傳統(tǒng)

我校在信息技術(shù)與課程整合方面開展了實踐研究，但總體上屬于單打獨斗，缺乏頂層設(shè)計，科任教師的整體信息素養(yǎng)沒有實現(xiàn)較大幅度的提升，傳統(tǒng)的講授型課堂仍舊普遍。同時對課堂教學(xué)行為監(jiān)測的技術(shù)手段有限，學(xué)習(xí)路徑的數(shù)據(jù)支撐不夠，不能有效分析學(xué)生個體的課堂表現(xiàn)，個性化學(xué)習(xí)沒有真正實現(xiàn)。

信息化工作的理性分析

人工智能飛速發(fā)展的今天，數(shù)據(jù)已成為教育信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)的價值在于采集、分析和挖掘后為科學(xué)決策提供支撐。作為學(xué)校，應(yīng)當(dāng)注重全程、全樣本數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)橫向、縱向數(shù)據(jù)的互通，努力變革教與學(xué)方式，以數(shù)據(jù)驅(qū)動為基礎(chǔ)為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)路徑，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展需求。

我校以尊重每個人的自然稟賦為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為重點，建設(shè)“十年一貫制”學(xué)生綜合評價體系，結(jié)合人工智能（AI）、教育數(shù)據(jù)挖掘（EDM）等技術(shù)，基于全程、全樣本數(shù)據(jù)的分析、聚類，發(fā)現(xiàn)學(xué)生潛能和個性特長，設(shè)計個性化的學(xué)習(xí)路徑，動態(tài)形成學(xué)生畫像和學(xué)習(xí)設(shè)計師畫像，實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，全面提升教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)，促進師生的共享共創(chuàng)。

建設(shè)框架的系統(tǒng)規(guī)劃

三年前，我校提出信息化建設(shè)與應(yīng)用應(yīng)圍繞學(xué)校改革與發(fā)展總目標(biāo)，應(yīng)結(jié)合教與學(xué)的需要，從目標(biāo)、要素和指標(biāo)三個層面，通過“實踐—建設(shè)—完善”的行動研究，實現(xiàn)構(gòu)建全程（小學(xué)至高中）、全樣本（所有學(xué)生）學(xué)生綜合評價體系。

目標(biāo)層是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動所構(gòu)建的物理體現(xiàn);要素層為學(xué)生評價體系中所包含的具體應(yīng)用，其注重數(shù)據(jù)之間的融通，是精準(zhǔn)教學(xué)實踐的核心與重點;指標(biāo)層為學(xué)生綜合評價體系建設(shè)的出發(fā)點與檢驗是否成功的指標(biāo)點。

學(xué)生畫像是對學(xué)生數(shù)據(jù)的形式化描述、數(shù)學(xué)化建模，通過對數(shù)據(jù)的實時計算，抽象出新的標(biāo)簽，并使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對學(xué)生進行數(shù)字化描述。通過數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)學(xué)生的畫像，包括學(xué)生個人畫像和學(xué)生群體畫像，而群體畫像是基于個人標(biāo)簽類的，聚類不同群體的行為特征和個性特征，為實施精準(zhǔn)教學(xué)提供多維度數(shù)據(jù)分析支持。

2017年美國國際教育技術(shù)學(xué)會（ISTE）提出面向教育工作者的標(biāo)準(zhǔn)，賦予教育工作者7種角色（領(lǐng)導(dǎo)者、學(xué)習(xí)者、公民、合作者、分析者、促進者、設(shè)計者），下設(shè)24項指標(biāo)。其中面向設(shè)計者角色的要求如下：首先，教師要設(shè)計符合基于標(biāo)準(zhǔn)的真實學(xué)習(xí)活動，使用數(shù)字資源和工具，提高積極和深入的學(xué)習(xí);其次，教師要利用技術(shù)進行創(chuàng)造，適應(yīng)學(xué)生的差異和需求，促進學(xué)生的獨立自主學(xué)習(xí);再次，教師要探索并應(yīng)用教學(xué)設(shè)計原則，創(chuàng)新吸收和支持學(xué)習(xí)的創(chuàng)新數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境。因此，學(xué)習(xí)設(shè)計師以學(xué)習(xí)者為中心，關(guān)注學(xué)習(xí)者體驗，設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)形式，構(gòu)建學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)建學(xué)習(xí)環(huán)境，運營學(xué)習(xí)項目，促進學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化，傳遞學(xué)習(xí)價值。

規(guī)劃內(nèi)容的創(chuàng)新實施

如圖1所示，采集學(xué)生的核心課程成績、身體健康、自我評價、過程記錄（文本和視頻）、社會實踐、TFT（Ten for Ten）課程、特需課程、學(xué)員導(dǎo)師、生涯規(guī)劃等多維度和多來源的過程性和結(jié)果性數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)“清洗”、分析后，動態(tài)生成每位學(xué)生的個人畫像，幫助學(xué)生進行個人發(fā)展規(guī)劃，助力教師開展分類培養(yǎng)和個性化指導(dǎo)，讓學(xué)校實現(xiàn)個性數(shù)據(jù)匯聚和分析、對學(xué)生群體的干預(yù)和指導(dǎo)成為可能。

基于實踐模型，通過教學(xué)實踐逐步建成包括學(xué)生成長追蹤、教學(xué)應(yīng)用與評價和數(shù)字化學(xué)習(xí)空間的全程、全樣本的學(xué)生綜合評價體系。

1.學(xué)生成長追蹤體系

（1）早期兒童智慧潛能識別系統(tǒng)

收集學(xué)生不同維度的早期兒童識別數(shù)據(jù)，建立同齡群組常模，對早期兒童的心理結(jié)構(gòu)和水平進行標(biāo)準(zhǔn)量數(shù)比較，實現(xiàn)早期人才智慧潛能識別。

（2）學(xué)生心理發(fā)展測評與支撐系統(tǒng)

在綜合評價體系中融合學(xué)生心理發(fā)展測評系統(tǒng)，融入學(xué)生個性追蹤與分析、學(xué)生成長記錄與分析以及德育積分管理與分析功能，結(jié)合縱向?qū)W生成長過程記錄（文本和視頻記錄、行為規(guī)范等），橫向和教學(xué)應(yīng)用與評價體系、數(shù)字化學(xué)習(xí)空間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)互通，實現(xiàn)自動同步和可視化關(guān)聯(lián)分析。

2.教學(xué)應(yīng)用與評價體系

（1）課程管理與評價系統(tǒng)

利用學(xué)校小學(xué)到高中“十年一貫”的學(xué)制優(yōu)勢，通過對核心課程、學(xué)養(yǎng)課程、特需課程三類課程學(xué)生選課、走班排課、學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)情況及評價等，跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，完成對數(shù)據(jù)進行存儲、算法分析、建模、可視化，提供個性化學(xué)習(xí)解決方案，根據(jù)個性發(fā)展特點推送不同的課程資源、師資及學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生特長更長。

（2）教師教育能力測評系統(tǒng)

基于真實的課堂，自動記錄課堂過程，利用視頻切片研究方法，對錄制的視頻進行分析，對相應(yīng)的教學(xué)行為從知識提取能力、教學(xué)調(diào)控能力與教學(xué)執(zhí)行能力三個維度進行評價，系統(tǒng)會自動收集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析學(xué)科教師各項指標(biāo)，提供教師個性化診斷報告和教學(xué)改進意見，動態(tài)形成教師個人的診斷報告，即學(xué)習(xí)設(shè)計師畫像。

（3）學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用與實踐

通過學(xué)習(xí)起點的測查與分析，從“技術(shù)、學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)內(nèi)容”的綜合視角，進行技術(shù)支持的基于認(rèn)知發(fā)展的個性化教學(xué)探索，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。同時，結(jié)合教師教育能力測評系統(tǒng)，促進教師教學(xué)知識的顯性化，逐步努力使教師成為學(xué)習(xí)設(shè)計師。

3、數(shù)字化學(xué)習(xí)空間

數(shù)字化學(xué)習(xí)空間包含數(shù)字化學(xué)習(xí)教室（Learning Classroom，即正式學(xué)習(xí)空間）與數(shù)字化學(xué)習(xí)中心（Learning Center，即非正式學(xué)習(xí)空間）。學(xué)習(xí)方式?jīng)Q定了空間布局，學(xué)校以數(shù)字化學(xué)習(xí)空間為核心建成9000多平方米的自主學(xué)習(xí)空間，整合、豐富數(shù)字化教學(xué)資源，創(chuàng)造主動式、協(xié)同式、研究式的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，建立“師—生—課程—環(huán)境互動”的新型學(xué)習(xí)模式，逐步實現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)空間管理、數(shù)字積分虛擬空間、可個性化學(xué)習(xí)空間及可體驗式學(xué)習(xí)空間。

在學(xué)生綜合評價體系建設(shè)過程中，學(xué)校逐步實現(xiàn)了三個維度的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)橫向和縱向的融通，部分建成全數(shù)據(jù)鏈，建立數(shù)據(jù)分析常模，分析學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求（學(xué)生畫像），從而培養(yǎng)更符合學(xué)生需求的教師（學(xué)習(xí)設(shè)計師），形成更符合學(xué)生需求的課程資源，實現(xiàn)以數(shù)據(jù)驅(qū)動為內(nèi)核的技術(shù)環(huán)境、研究、實踐的螺旋上升。

無論時代如何變換，教育的價值始終未變，即促進學(xué)生最大限度的發(fā)展，技術(shù)是促進學(xué)生發(fā)展不竭動力，全程、全樣本綜合評價體系為技術(shù)應(yīng)用提供物化基礎(chǔ)，精準(zhǔn)學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)教學(xué)、精準(zhǔn)管理的實施主體是人（學(xué)生與教師），因此，只有不斷提高人的主觀能動性，再造教學(xué)、管理流程才能真正體現(xiàn)信息化促進學(xué)校發(fā)展的價值。

作者單位：上海市實驗學(xué)校