王鵬飛

【摘 要】深入實(shí)施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，是我國(guó)開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口。通過數(shù)字化技術(shù)賦能基于學(xué)生差異的育人實(shí)踐為基礎(chǔ)教育階段創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供重要支撐。本文介紹了北京師范大學(xué)昌平附屬學(xué)校依托腦科學(xué)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)造基于全領(lǐng)域、全過程教育大數(shù)據(jù)的學(xué)生畫像和個(gè)性化學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的常態(tài)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；腦科學(xué)；個(gè)性化教育；創(chuàng)新能力

【中圖分類號(hào)】G434? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）01-008-03

引? 言

黨的二十大報(bào)告提出“實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略，強(qiáng)化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐”的論斷，明確指出“著力造就拔尖創(chuàng)新人才，聚天下英才而用之”。習(xí)近平總書記在主持中共中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)：“進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)教育、工程教育，加強(qiáng)拔尖創(chuàng)新人才自主培養(yǎng)，為解決我國(guó)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)提供人才支撐?！?教育要培養(yǎng)創(chuàng)新人才，重點(diǎn)要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，兒童青少年時(shí)期是創(chuàng)新人才成長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，必須重視基礎(chǔ)教育在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)作用。

創(chuàng)新能力是個(gè)體在知識(shí)學(xué)習(xí)、問題解決和創(chuàng)造活動(dòng)中，根據(jù)一定目的，運(yùn)用一切已知信息，產(chǎn)生出某種新穎、獨(dú)特、有社會(huì)或個(gè)人價(jià)值的產(chǎn)品的智力品質(zhì)或能力[1]。在圍繞創(chuàng)造能力內(nèi)在機(jī)制的研究中，許多研究認(rèn)為創(chuàng)新能力與眾多個(gè)性特征有著密切的關(guān)系，例如自信心、冒險(xiǎn)行為、自覺的堅(jiān)持性、高度的自我評(píng)價(jià)、興趣、自主性、獨(dú)立性等[2]。拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)不是選出一小部分學(xué)生進(jìn)行特殊教育，而是讓全體學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己的潛力發(fā)展，在全體發(fā)展的基礎(chǔ)上自然會(huì)有拔尖創(chuàng)新人才涌現(xiàn)出來[3]。

在不同領(lǐng)域具備這些個(gè)性特征的學(xué)生都有可能表現(xiàn)出他的創(chuàng)新能力，因此，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要個(gè)性化的差異培養(yǎng)。個(gè)性化培養(yǎng)是引導(dǎo)個(gè)體生命獨(dú)特性發(fā)展的教育，它以尊重差異為前提，以提供多樣化教育資源和自主選擇為手段，以促進(jìn)個(gè)體生命的自由而充分的發(fā)展為目的[4]。加德納的多元智能理論指出，每個(gè)人在不同智力維度上的發(fā)展水平是不均衡的，這種不均衡造就了豐富的個(gè)體差異性。

作為“創(chuàng)新”人才培養(yǎng)的準(zhǔn)備階段，中小學(xué)需要提供差異化的教育供給滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需求，這是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，北京師范大學(xué)昌平附屬學(xué)校提出為每一位學(xué)生提供個(gè)性化培養(yǎng)方案助力創(chuàng)新能力培養(yǎng)，基于大數(shù)據(jù)的識(shí)別診斷是學(xué)校推動(dòng)學(xué)生全面畫像和資源差異供給的重要基礎(chǔ)，由此撬動(dòng)的學(xué)習(xí)方式的變革則是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有效路徑。

腦科學(xué)研究深化個(gè)性化差異的教育策略

學(xué)習(xí)的過程就是塑造大腦。人腦大概有860億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元有1000到10 000個(gè)神經(jīng)連接，這樣一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，決定了我們對(duì)所有的知識(shí)、技能、習(xí)慣、態(tài)度等的學(xué)習(xí)和掌握，學(xué)生的學(xué)習(xí)的過程也是對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行塑造的過程。要想實(shí)現(xiàn)科學(xué)的學(xué)習(xí)、高效的學(xué)習(xí)，必須要符合人腦發(fā)展的規(guī)律。要想開展符合人腦發(fā)展規(guī)律的學(xué)習(xí)，就必須從腦科學(xué)的角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行差異化認(rèn)知。

1.腦科學(xué)數(shù)據(jù)豐富個(gè)性化差異認(rèn)知

基于腦科學(xué)研究的學(xué)生學(xué)業(yè)成就因素模型指出，學(xué)生的最終學(xué)業(yè)成就是由學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)效果、大腦學(xué)習(xí)力的水平、心理品質(zhì)的水平和誤差等因素共同決定的。學(xué)校的常規(guī)工作中所關(guān)注的教師教學(xué)、教材編寫、知識(shí)的結(jié)構(gòu)化水平等都指向?qū)W科知識(shí)的學(xué)習(xí)效果，而腦科學(xué)的研究則更加關(guān)注大腦的學(xué)習(xí)能力?；谀X科學(xué)的學(xué)習(xí)能力的評(píng)價(jià)體系從注意力、記憶力、思維力、反應(yīng)力、自控力五大能力的角度，全面衡量一個(gè)孩子學(xué)習(xí)能力的情況，這部分的能力開發(fā)和潛質(zhì)開發(fā)很大程度影響著學(xué)生的學(xué)業(yè)成就。學(xué)校從大腦認(rèn)知能力測(cè)評(píng)、訓(xùn)練等方面全面獲取學(xué)生大腦認(rèn)知能力數(shù)據(jù)，從提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力方面為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。

我校在四、六、七、九年級(jí)和高一、高二年級(jí)的1200多名學(xué)生中，全面開展了學(xué)生大腦認(rèn)知能力測(cè)評(píng)（相當(dāng)于前測(cè)），通過人機(jī)互動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)大腦認(rèn)知能力數(shù)據(jù)化。測(cè)評(píng)后獲得基于學(xué)生個(gè)體和特定群體的腦科學(xué)畫像診斷，包括表征學(xué)生學(xué)習(xí)能力綜合發(fā)展水平的大腦學(xué)習(xí)能力指數(shù)及群體和個(gè)體的五個(gè)基礎(chǔ)核心能力表現(xiàn)。

2.基于腦科學(xué)差異性研究的教育實(shí)踐

根據(jù)前測(cè)所得到的腦科學(xué)大數(shù)據(jù)，學(xué)校在以下方面開展了應(yīng)用實(shí)踐：一是從大腦學(xué)習(xí)能力視角加深個(gè)性化認(rèn)知。腦科學(xué)測(cè)評(píng)幫助教師了解每一位學(xué)生的大腦發(fā)展情況，進(jìn)而與日常學(xué)習(xí)的顯性表現(xiàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而基于能力結(jié)構(gòu)的差異對(duì)不同類型的學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化干預(yù)。二是對(duì)被測(cè)群體的教育教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行針對(duì)性反思。測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)顯示，學(xué)校多個(gè)被測(cè)年級(jí)學(xué)生的大腦基礎(chǔ)能力短板均為注意力。在分析過程中除了考慮遺傳因素、成長(zhǎng)環(huán)境因素外，學(xué)校也引導(dǎo)教師對(duì)課堂教學(xué)的實(shí)施進(jìn)行反思，重點(diǎn)反思教學(xué)中是否存在著影響學(xué)生注意力發(fā)展的行為。三是助力基于學(xué)生差異的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。學(xué)校多年來一直在開展以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的學(xué)科分層教學(xué)，在學(xué)習(xí)目標(biāo)，課堂學(xué)習(xí)形式、學(xué)習(xí)資源開發(fā)和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等維度開展分層探索。在腦科學(xué)大數(shù)據(jù)的支持下，學(xué)校引導(dǎo)備課組將大腦學(xué)習(xí)能力指數(shù)納入數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的分層依據(jù)，開展測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)中底層能力數(shù)據(jù)與學(xué)生閱讀能力的相關(guān)性分析，從而實(shí)現(xiàn)更為科學(xué)的個(gè)性化資源供給。

此外，由于腦科學(xué)測(cè)評(píng)的數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能和未來學(xué)習(xí)效果的預(yù)測(cè)，學(xué)校將素養(yǎng)測(cè)評(píng)、腦科學(xué)測(cè)評(píng)和心理品質(zhì)測(cè)評(píng)整合引入拔尖創(chuàng)新人才的識(shí)別篩選和培養(yǎng)提升。

3.基于大腦學(xué)習(xí)規(guī)律的課程教學(xué)變革

針對(duì)腦科學(xué)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)的共性問題如“注意力”短板，依據(jù)腦科學(xué)研究對(duì)學(xué)習(xí)力包含注意力、記憶力、思維力、反應(yīng)力、自控力五大能力的結(jié)構(gòu)化理論基礎(chǔ)以及與學(xué)習(xí)力高度相關(guān)的情緒情感等心理要素，學(xué)校在課程教學(xué)上努力創(chuàng)新，開發(fā)了以“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”為代表的新課程和新型學(xué)習(xí)模式?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的六大步驟，每一步都遵照腦科學(xué)規(guī)律進(jìn)行了優(yōu)化賦能。

在確定跨學(xué)科主題環(huán)節(jié)，要為學(xué)生能力和知識(shí)技能學(xué)習(xí)構(gòu)建場(chǎng)景，設(shè)置多層次、多元化的學(xué)習(xí)載體，也就是為認(rèn)知資源的投入劃定范圍。在這個(gè)過程中要充分考慮激發(fā)學(xué)生興趣，保持好奇心。在制定跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)的環(huán)節(jié)，要抓住學(xué)生大腦發(fā)展的“經(jīng)驗(yàn)期待”確定高階思維發(fā)展的學(xué)習(xí)目標(biāo)，目標(biāo)要有明確要求和標(biāo)準(zhǔn)，且能夠符合最近發(fā)展區(qū)原理。在選擇跨學(xué)科內(nèi)容環(huán)節(jié)中，除了注重主學(xué)科與關(guān)聯(lián)學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)學(xué)科整合外，還要考慮到所學(xué)內(nèi)容新舊知識(shí)的聯(lián)結(jié)和知識(shí)體系的結(jié)構(gòu)化。在設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)節(jié)，要遵循循序漸進(jìn)、張弛有度的原則，確保學(xué)生大腦以知識(shí)的合理性和意義為主要標(biāo)準(zhǔn)，將獲取的知識(shí)信息編碼到長(zhǎng)時(shí)記憶中。在創(chuàng)建學(xué)習(xí)空間環(huán)節(jié)，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)寬松的學(xué)習(xí)情境。引導(dǎo)學(xué)生與學(xué)習(xí)情境進(jìn)行有效充分的互動(dòng)，尤其強(qiáng)調(diào)建構(gòu)有安全感的師生和同伴關(guān)系，保持積極的情緒狀態(tài)。在評(píng)估與反饋環(huán)節(jié)，要設(shè)置多維度、多元化的評(píng)價(jià)方式，對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確篩選和定位，激發(fā)反思，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。遵照這樣的原則，學(xué)校在中小學(xué)起始年級(jí)開發(fā)了兼具入學(xué)適應(yīng)和學(xué)科學(xué)習(xí)功能的、大主題統(tǒng)領(lǐng)下的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)方式的變革培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)個(gè)體生命價(jià)值的尊重。

數(shù)字化技術(shù)賦能個(gè)性化畫像和差異化學(xué)習(xí)

教育數(shù)字化通過數(shù)字技術(shù)全面賦能教育，推動(dòng)“大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化教育”轉(zhuǎn)向“大規(guī)模的個(gè)性化學(xué)習(xí)”。數(shù)字時(shí)代的教育內(nèi)容將圍繞素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重等目標(biāo)實(shí)現(xiàn)革新，以培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力、綜合創(chuàng)新能力和終身學(xué)習(xí)能力為指向，通過構(gòu)建以學(xué)生為中心的教育教學(xué)場(chǎng)景，真正實(shí)現(xiàn)合作學(xué)習(xí)、差異化學(xué)習(xí)。學(xué)校將智能技術(shù)、智能平臺(tái)與教育教學(xué)有機(jī)結(jié)合，用數(shù)據(jù)賦能學(xué)生的個(gè)性化診斷和針對(duì)性提升，用技術(shù)變革學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，真正實(shí)現(xiàn)差異化育人。

1.數(shù)據(jù)支持的學(xué)生全面畫像研究

學(xué)校依托北京師范大學(xué)學(xué)科團(tuán)隊(duì)開發(fā)的3×3學(xué)科能力層級(jí)體系，結(jié)合智能點(diǎn)陣筆和掃描儀支持，實(shí)現(xiàn)課堂中教學(xué)評(píng)估、課后作業(yè)評(píng)價(jià)、階段性學(xué)習(xí)診斷三級(jí)評(píng)價(jià)，用多維數(shù)據(jù)支持教師開展精準(zhǔn)教學(xué)和個(gè)性輔導(dǎo)，支持學(xué)生開展高效自主學(xué)習(xí)。各教師備課組將每一位學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)從核心概念、學(xué)習(xí)指標(biāo)和核心素養(yǎng)三個(gè)維度進(jìn)行了前置編碼，確保數(shù)據(jù)分析框架的科學(xué)性；通過智能掃描儀、智能點(diǎn)陣筆等技術(shù)進(jìn)行常態(tài)化的數(shù)據(jù)收集，用持續(xù)的過程性數(shù)據(jù)采集形成學(xué)生的個(gè)人學(xué)科素養(yǎng)畫像。該畫像以各學(xué)科的核心概念圖譜為基本分析框架，在完成考查單一知識(shí)點(diǎn)、部分知識(shí)關(guān)聯(lián)和多知識(shí)組塊的學(xué)習(xí)任務(wù)過程中，逐漸形成從單次評(píng)估到綜合診斷、從個(gè)性問題到共性問題的學(xué)業(yè)診斷過程。畫像診斷可以優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)、改進(jìn)作業(yè)設(shè)計(jì)和提升命題質(zhì)量，助力“雙減”背景下的學(xué)習(xí)分層與作業(yè)分層。

基于學(xué)生在知識(shí)、能力上的薄弱點(diǎn)，定向推送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，包括教師錄制的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)講解的微課和學(xué)習(xí)效果反饋任務(wù)。由于數(shù)據(jù)的采集是全過程、進(jìn)階式的，基于數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的分析也就更加科學(xué)、系統(tǒng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)也從課內(nèi)延伸至課外。

此外，學(xué)校還將AI技術(shù)引入學(xué)生的心理健康測(cè)評(píng)、體質(zhì)健康測(cè)試、綜合素質(zhì)過程性評(píng)價(jià)等育人環(huán)節(jié)，立體化收集學(xué)生多維度的成長(zhǎng)數(shù)據(jù)，按照呈現(xiàn)規(guī)范、維度完整、內(nèi)容精確、結(jié)論可靠的原則開展個(gè)體畫像研究，助力學(xué)?！叭鎯?yōu)一發(fā)展”培養(yǎng)目標(biāo)下的個(gè)性化培養(yǎng)。

2.技術(shù)賦能的學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革

智能平臺(tái)的應(yīng)用為任務(wù)驅(qū)動(dòng)的自主學(xué)習(xí)提供了支持。以高中語(yǔ)文學(xué)習(xí)為例，在專家團(tuán)隊(duì)精心研發(fā)的結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生可自主完成課文閱讀、文獻(xiàn)閱讀等輸入活動(dòng)，并根據(jù)要求獨(dú)立完成梳理與整合、表達(dá)與交流等活動(dòng)。學(xué)生可以從分層級(jí)的任務(wù)中選擇適合自己的任務(wù)，形成個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。平臺(tái)的交互、共享功能也為學(xué)生提升合作與探究能力提供了路徑。與此相應(yīng)，智能平臺(tái)運(yùn)用多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，為師生提供了內(nèi)容豐富的融媒體動(dòng)態(tài)課程資源庫(kù)。智能平臺(tái)設(shè)置教師在線備課系統(tǒng)。教師可以對(duì)智能平臺(tái)的學(xué)前準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)活動(dòng)、答題自測(cè)等環(huán)節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整，可以通過師生共享的互動(dòng)空間實(shí)時(shí)查看學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)、速度、問題焦點(diǎn)，與學(xué)生一起討論問題解決的路徑，提升指導(dǎo)的針對(duì)性，助力學(xué)生實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)單一到數(shù)字多維的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。

目前，學(xué)校高中語(yǔ)文教學(xué)基本實(shí)現(xiàn)了線上線下聯(lián)動(dòng)的新型任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，有效提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)深度，有力推動(dòng)了學(xué)校語(yǔ)文教學(xué)路徑、學(xué)習(xí)時(shí)空和師生關(guān)系的深刻變革。此外，學(xué)校嘗試規(guī)劃專門空間打造未來學(xué)習(xí)空間站，通過教室環(huán)境布局和情境感知，打造人與技術(shù)高度融合的、智能互聯(lián)、虛實(shí)融合的學(xué)習(xí)空間。

智能點(diǎn)陣筆的應(yīng)用拓展了課上精準(zhǔn)學(xué)習(xí)的可能性。通過內(nèi)置在筆前端的攝像頭實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)書寫習(xí)慣下的實(shí)時(shí)無感數(shù)據(jù)采集。教師可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生完成任務(wù)的進(jìn)展和內(nèi)容，按需獲取后續(xù)教學(xué)的生成性素材。在小組合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生個(gè)體在點(diǎn)陣紙上進(jìn)行初步思考任務(wù)輸出后，小組成員再進(jìn)行合作、討論、完善，并在小組點(diǎn)陣紙上呈現(xiàn)合作成果。教師既可以在平臺(tái)端詳細(xì)了解學(xué)生個(gè)體對(duì)任務(wù)的思考，也可以把握小組合作進(jìn)展和成果，進(jìn)而有針對(duì)性地開展展示和講評(píng)。這種形式有效避免了合作學(xué)習(xí)中小組成果與個(gè)體學(xué)習(xí)成果差異帶來的差異化缺失。點(diǎn)陣筆還可支持對(duì)學(xué)生作答過程的回溯分析，進(jìn)而開展筆跡研究，深入剖析學(xué)生作答的思維過程，有效揭示了常規(guī)作業(yè)批改過程當(dāng)中無法覆蓋的層面。

結(jié)? 語(yǔ)

學(xué)校積極響應(yīng)教育數(shù)字化發(fā)展的大趨勢(shì)，初步建構(gòu)了以腦科學(xué)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)能力過程性數(shù)據(jù)以及心理健康、體質(zhì)健康測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)等多維度數(shù)據(jù)支持的個(gè)體畫像研究框架，為十二年貫通教育的差異化育人提供依據(jù)和策略。數(shù)字化技術(shù)和人工智能學(xué)習(xí)平臺(tái)逐步深入課堂，驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的深刻變革。技術(shù)賦能個(gè)性化差異教育，智能環(huán)境激發(fā)學(xué)習(xí)主體性，是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的豐厚土壤和必由之路。

參考文獻(xiàn)

徐會(huì)強(qiáng)，楊美娟，高嵩. 中學(xué)生創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與應(yīng)用研究[J]. 物理教師，2023，44（9）： 25-28.

俞國(guó)良. 論個(gè)性與創(chuàng)造力[J]. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），1996（4）： 83-89.

張曉光. 拔尖創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)應(yīng)由“拔尖”轉(zhuǎn)向“普育”[J]. 中小學(xué)管理，2022（12）： 13-14.

沈超，袁興國(guó). 人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略與高校人才培養(yǎng)模式改革探析——基于高等教育個(gè)性化教育改革思路的視角[J]. 黑龍江高教研究，2011（8）： 71-73.