構建高質量的智慧學習環境是推進教育數字化轉型的基本途徑,推動科學教育從傳統的“一刀切”向差異化、個性化、精準化的方向轉變,使規?;逃c個性化培養成為可能。


作為智慧學習環境的一部分,智慧校園建設是當下教育現代化進程的熱點。近日,北京首批智慧校園示范校名單公布,41所大中小學入選。此外,北京要在“十四五”期間遴選100所智慧校園示范校,引導學校創建新技術賦能下數據驅動、自適感應、泛在互聯的新一代學習環境,全面服務學生更高質量的獲得與成長。


智慧校園到底“智”在何處?如何真正把數據轉化為教育生產力,通過數據洞察教育規律、趨勢,預測教育發展動態?如何基于人工智能、大數據等先進技術,為學校、教師和學生提供更加精準、個性化的教育服務?


智慧校園核心是將數據轉化為教育生產力


什么樣的校園才稱得上“智慧校園”?2023年4月,《北京市中小學智慧校園建設規范(試行)》印發,對這一概念做出界定。智慧校園是指智能化基礎設施先進完備、云邊端體系結構健全開放、信息化業務系統整合協同、空間應用線上線下融合流暢、數智技術賦能精準高效、課程課堂評價整合升級、師生素養發展持續推進、安全保障運行機制健全、學校辦學特色與成效顯著的現代化校園。


北京市海淀區教育科學研究院院長吳穎惠參與了上述規范的起草工作。吳穎惠指出,智慧校園的“智”體現在學校管理與教學運行的“快速”“便捷”之上,也體現在學校教育系統的“開放”“交互”“協助”“共享”等之上,以信息化技術促進學校管理方式與運行模式的現代化,學校教育教學全過程的智能化。具體表現在學校后勤管理智能化、師生管理智能化、課程資源智能化、教學系統智能化、學生活動智能化和教育評價智能化等。


北京師范大學教授、博士生導師、教育技術學院院長武法提指出,智慧學習環境由場景應用層、技術支撐層、數據模型層三個層次組成,包含場景、資源、工具、服務、數據、模型等六個要素。


其中,場景是各類教學活動發生的主要載體,涵蓋主體、時間、空間、事件與設備等要素,是了解師生行為模式與活動事件整體性的重要依據。智慧學習環境中的典型場景包括教學、學習、評價、測評、管理與教研等,各場景共同指向學習者素養發展。


“可以從數字化校園到智慧校園的升級去看智慧教育的價值?!贝饲皩Α皵底只@”討論較多,“智慧校園”相比起來最核心的區別在哪里?對此,武法提解釋稱,數字化校園主要實現的是功能替代,即在教、學、評、管、測、研、服等主要的教育場景里,把傳統的功能進行數字化替代,比如將粉筆、黑板替換成電子屏;而智慧校園是要將數據轉化為教育生產力,用數據來賦能教育教學的過程。


“通過建立教育模型,對過程性數據和結果性數據進行關聯分析,從而發現教育教學中的深層次規律,以此來實現科學的教育決策和智慧的教育治理,包括實現精準教學反饋,以及對學生進行個性化指導?!蔽浞ㄌ嵴f道。


基礎應用已常態化,數據賦能尚且不足


傳統的以知識為中心的教學方式,難以滿足學生的探索需求,導致其缺乏對科學知識的深入理解和應用。也因此,智慧教育的價值就體現出來。


根據多位教育專家分析,智慧學習環境能夠保障精準化教研的優勢,構建優質科學課堂的要素模型,以可視化的形式進行呈現與推廣,幫助教師進行生成式教學設計,創造豐富的學習場景;可以輔助教師精準分析個體或群體學生的學情,為學生畫像,做到因材施教,滿足學生不同的學習需求和能力水平,從而促進差異化教學;還可以支持個性化學習,利用學習分析技術采集和評估學生過程性學習數據,形成個人學習分析報告,提供個性化學習資源,從而最大限度地優化學習效果。

如何讓校園實現真正的“智慧”?炫酷的軟硬件設施之外,如何讓數據真正發揮價值?這是當下智慧校園建設面臨的重要問題。


武法提指出,從當下各地智慧校園建設情況看,智慧課堂數據賦能尚不足。學?;A性、統計性數據的應用雖已常態化,但對教育過程性數據的深度挖掘與應用還比較淺表化,以數據反饋課堂教學改進尚需加強,基于學情數據分析的精準教學與個性化學習模式探索還需深入。


此外,數據的常態化伴隨式采集和基于教育模型的深度分析是實現智慧的來源,而現在部分智慧校園建設剛剛起步。武法提介紹,“目前,伴隨式數據采集技術還沒有實現真正突破,數據采集還不夠常態化、泛在化,這就導致一些智慧教育的理論設計都無法付諸實踐?!?/p>


他舉例,目前,課堂上基于攝像頭和教育平板等互動設備進行的數據采集做得比較好,但是在教室之外的泛在學習場景,以及在場館、社區、圖書館、課外活動場地等場景的數據采集還很難實現;此外,當下統計學數據和結果性數據比較多,包括作業、試卷、成績等等,但是在協作學習、探究式學習等場景下的過程性數據還難以采集。


“只有采集到學生的全息數據才能夠建立起精準的學生數字畫像,但是完整的過程性的數據是缺乏的、不全面的,因此造成很多校長反映的‘智障’問題?!蔽浞ㄌ嵴f。


“智慧校園建設一定要遵從教育規律,要服務師生的教與學,學校不是智慧產品的‘試驗場’,而是成熟技術產品的‘應用基地’?!眳欠f惠提出,對于教學應用系統而言,系統或工具研發的全過程一定要有教師參與,不能想當然地研發教育產品,“任何想為課堂教學‘另辟蹊徑’的想法都是不可行的,課堂教學固有規律不容忽視與違背?!?/p>


武法提也指出,學校、企業、政府和教研在聯合設計智慧校園的時候,一定要從老師的需求出發,本著方便易用的原則,不要讓老師在學技術上花費很多精力,這樣的話老師才有積極性去使用,才能讓技術真正服務于教學需要。


生成式人工智能進一步應用是未來發展方向


“智慧校園建設必然會從基礎建設、后勤管理,最終走向教育教學應用?!苯逃龜底只D型是一項系統工程,談及智慧校園的未來發展,吳穎惠指出,智慧德育、智慧體育、智慧美育、智慧勞育等有助于學生智慧學習的產品,都是今后智慧校園建設關注的重點。另外,雙師課堂、遠程教學、智慧實驗室等也都是今后關注的重點。


武法提則強調了生成式人工智能在智慧校園建設上的進一步結合與應用。他舉例稱,現在很多學校建設了可視化數據看板,有的也稱為“駕駛艙”,有些看著很熱鬧、特別漂亮,但是老師實際使用的時候可能看不懂、用不上,實際上,數據看板應該是允許老師定制的。


他舉例,比如老師想了解某個小組的具體學習情況,但是數據看板上看不到,這時候就可以利用生成式人工智能技術,老師可以直接向機器提問“這道題孩子們做錯的原因是什么?”讓人工智能進行數據分析,以人機對話的方式來幫助老師獲得想要了解的信息。


此外,在武法提看來,數字教育發展呈現出更多趨勢,包括數字技術的發展將改變教育出版的方式和課程、教材形態,使得教育活動開展的支撐環境發生巨大改變;人機協同將成為數字化學習環境設計的基線思維;具身交互將成為數字化學習環境中的重要交互形式;數字教育的發展將實現教育學及其各分支學科的數字化融合與轉變,催生數字教育學。


最為關鍵的是,“未來智慧校園的發展,一定是更深層地發揮數據的作用,建立各種教育模型進行深度分析,更深層地支撐教師的教、學生的學、學校的管?!蔽浞ㄌ嵴J為,教育數據的伴隨式采集及深化應用將成為數字教育高質量發展的突破口,數據應用于課堂教學改進從而實現精準教學和個性化學習,應用于教學模式變革從而支撐素養導向的課程改革,應用于綜合素質評價從而實現數據驅動的教育評價改革,應用于教育的科學決策從而實現教育治理現代化。


新京報記者 馮琪

編輯 繆晨霞 校對 翟永軍 陳荻雁