数字技术引领学校创新发展

唐晓勇

背景资料

为充分利用南方科技大学创新的资源优势，进一步促进深圳南山教育高位均衡发展，2014年3月12日，南山区教育局与南方科技大学正式签署合作办学战略框架协议，成立南方科技大学实验学校，并于2014年9月1日正式开学。南方科技大学实验学校以“创新”为关键词，以信息化引领学校现代化和国际化为切入点，培养学生面向未来的关键能力，构建适应未来发展的创新型学校。

我们正处在一个不断发展变化的时代，技术的不断更新，知识的裂变，全球化进程的加速，大数据时代的到来，这都将引发我们的思维模式、学习方式、教学方式、交往方式的变革。同时，数字技术的运用已经开始重塑人的大脑，变革人的认知模式。面对不断变化的世界和未来社会的需求，我们应该如何构建适应未来发展的教育？

蔡元培说：“教育不为过去，不为现在，而为将来。”我们认为，要把孩子带入未来，需要打造基于脑科学的学习环境，构建以学习者为中心的统整式、跨学科的项目课程体系，打造高素质的教师队伍，以全新的学习科学理论为引领，从而促进发展学校教育的深度革新。

南方科技大学实验学校作为一所新办学校，正以跨学科的项目型课程统领课程改革，以数字技术为支撑引发学习变革，用未来的视角培养学生面向未来的关键技能与素养，始终用新的理念、新的技术、新的行动引领学校教育的创新发展。

打造全新学习环境，营造新型学习生态

时代在不断变化，我们的教育观、教育理念以及教学方式也必将随之改变。为培养未来社会公民，学校需要打造与之相适应的学习环境，以支持学生的创新学习。脑科学研究表明，“人的大脑喜欢多重感觉的世界”“同时激发各个感官，可以让我们学习得更好”。（[美]约翰·梅迪纳）因此，我们着力为学生构建新技术支持下的基于大脑认知特点的学习环境，促进学生的深度学习。

1. 构建新技术支持的学习环境，推进云课堂实施

我们以“未来教室”的思路，配备相应的新技术设备，架构高速无线网络系统，让学生能随时接驳互联网，并把当前世界上最前沿的开放（微软）与封闭（苹果）的两大系统有效融合，营造新技术支持下的学习生态。师生运用移动智能终端，通过点对点与点对面的多向互动、沟通分享和评价反馈等，引发学生深度思考，提升学习质量，使以“学习者为中心”的课堂成为现实。

2. 优化学习空间，创新教学组织形式

根据儿童年龄特点及学习需求，我们在教室设置学习体验、活动和教学等功能区，并创新设计能自由组合的桌椅，适时调整变换教学组织形式，提升学习效率。如，扇形、马蹄形、半圆形、圆形等座位排序，便于学生讨论交流，缩短师生、生生之间的心理距离，让学生开展协同合作式学习，提升学生间的群体合作意识，促发群体智慧共享。

3. 打造新型学习实验室，开展创客式学习

为充分激活学生的潜能与创意，促进数字技术和个人创造的有效融合，让学生有更多的实践动手机会，我们高标准建设“STEM创新学习实验室”。通过建设“S学习实验室”（科学Science）、“T学习实验室”（技术Technology）、“E学习实验室”（工程Engineering）、“M学习实验室”（数学Mathematics）和“A学习实验室”（艺术Arts），为各主题学习实验室配备相关设备，让学生在实践操作中开展创客式学习，培养学生的创新能力。

4. 搭建网络学习社区，变革学习方式

网络学习社区是学生开展自我对话、互动对话的自由空间，它为学习者构建了一个“思想互联的生命系统”。在这个生命系统中，每一位学习者都是学习的主体，大家互相丰富彼此的思想，不断提高自己对问题的认识水平。我们为学生搭建高互动性的网络学习社区，让学生开展掌控式的翻转学习、基于学习数据的反馈学习、线下与线上相融合的混合学习，充分发挥学生的主体作用，创新学生的学习方式。创设民主的网络学习社区环境，充分尊重每一个学习者，让学习者及时分享彼此的学习过程，在多向对话中促进群体智慧共享。

技术支持学习创新，促进学生深度学习

随着云计算的兴起，无线网络、触控技术、声控技术、平板电脑、大数据等的广泛应用，教育面临由新技术带来的新教育变革。我们将数字技术作为构建未来教育的底层支撑，用“全域信息化”支持学习创新，打造全新的“数字化智慧学习校园”。

在实践中，我们充分发挥技术的“沟通媒介”和“脚手架”作用，为师生搭建沟通平台和提供支架工具，让技术成为问题解决的工具，支持学生的学习变革。通过学习社区、视频会议、即时通等工具为师生搭建交流沟通平台；通过概念图、图表、可视化工具、超媒体等支架工具为学生提供“脚手架”，让学生开展基于信息技术的深度学习。我们重点从以下几个角度进行了实践探索。

1. 全面推进新技术支持的教学创新

在语文、数学、科学、英语、音乐和美术等学科中，整体推进以智能终端、无线互联等新技术运用为特征的课程改革，让新技术作为学生的沟通媒介和学习支架工具，变革学习方式和教学方式，构建数字教学文化，探索新型教学模式。

2. 开发在线课程，构建混合学习模型

根据小学生学习特点和学习需求，依据学科课程特点开发在线课程，建立“网络在线学堂”。为学生提供在线学习和线下学习的环境和学习资源，开展混合学习模型探索，创新学习模式。

3. 变革学习媒介，推进数字教材建设

数字化教材并不是传统纸质教材的数字化，而是“动”起来的教材，能记录学生的学习路径，支持学生参与体验的自主、互动、探究式学习。我校正在大力推进互动式数字化教材的建设，并与微视频课程建设相结合，让学生开展探究式的翻转学习。

4. 建立学习数据库，开展学习分析研究

顺应大数据时代的学习特点，我校将开展基于大数据的学习研究，在硬件和软件上加大投入。利用各种学习社区、学习平台和可穿戴技术等，积累学生的学习数据。通过对学习的大数据分析，研究学生学习路径和需求，为学生提供个性化的学习指引。

在教学实践中，我们还着力通过自带设备（BYOD），利用增强现实技术、游戏化学习、物联网技术等进行创新学习，激活学生学习兴趣，提升学习质量。

构建统整式项目课程，培养学生面向未来的关键能力

教育是面向未来的。问题解决、批判性思考、团队协作、数字素养、跨界交流合作等技能是未来社会人才的必备能力，而当前大多数学校的课程还属于聚焦知识传授的“程序型课程”（目标—达成—评价），学生只能被动地接受记忆性知识。我们看到，在统整式的“项目型课程”（主题-探究-表现）中，学生可以主动地进行知识意义建构，在实践中提升综合素养。因此，我们构建基于STEM课程特征的统整式项目课程，以培养学生面向未来的关键能力。

1. 基于STEM课程理念的统整式项目课程内涵

基于STEM课程理念的统整式项目课程能让学生置身于真实的问题情境中，开展基于问题的学习。学生在问题解决过程中，动手实践、团队协作，不断发现、不断创新，其问题解决等综合能力得以培养和发展。STEM课程的实施有助于学生综合素养的提升。我们针对STEM课程的内涵特点，从具体课程内容、具体学科进行了本土重构，开发出了STE@M课程教学框架（如图1）。从课程框架可以看出，该课程具有跨学科、综合、整体、终身、面向未来等特点。

2. STEM统整式项目课程实施思路

我们借鉴STEM课程的理念与组织形态，借助南方科技大学的专业资源，开展STEM的本土化实践，并构建了“STE@M统整式项目课程体系”。我们的实施思路是以学科课程教学为基础，以STE@M统整式项目课程形态为载体，通过融合式的教学实施，聚焦学生综合素养的提升，培养学生“21世纪技能”，构建“看得见”的未来教育。

（1）不断丰富完善的STE@M。@代表其他学科及相关的学习活动。如，语文、英语、美术、音乐、体育等。通过有效融合多学科内容，让学科学习不断丰富STEM课程内涵，开展技术支持的跨学科学习。（2）引进外部导师。充分借助南方科技大学的专业资源，让教授和专家从专业的角度指导STE@M统整式项目课程高起点建构，与国际接轨。（3）有效借鉴并融入IB课程理念与策略（小学项目PYP）。将在调查中学习、个性的塑造、国际化意识的培养这三个IB课程理念融入并贯穿STEM课程的整个过程。（4）融合创客、PBL和学科课程。通过多课程的融合，让课程之间相互融合、相互促进、相互补充，进而完善STE@M统整式项目课程体系。（5）引入开放协作式的WIKI平台。用开放的WIKI平台对STE@M课程进行管理，通过共建共享思想，用平台记录STE@M课程项目的整个过程，让学习者分享整个学习过程，为新的学习小组进行课程的二次开发奠定基础。同时，通过社会化的多维度参与，不断丰富和深化课程内容。（6）运用VCT支架。以知识共享和探索创新为核心理念的VCT（The Virtual Classroom Tour虚拟教室漫游）为载体，开发我校特色的STE@M统整式项目课程模块，汇聚优秀课程案例，共享学习过程。

3. STEM统整式项目课程的学科视角

我们以STE@M统整式项目课程作为学校课程改革的统领性课程形态。在具体实施中，以学科融合的视角进行课程建构，并充分尊重学科特点，在学科学习中自然地融合统整式项目课程元素，开发基于学科学习的统整式课程体系。值得注意的是，在整个学习过程中，我们始终把技术作为沟通媒介和学习支架，促发学生的深度学习。

作为一所新办学校，我们充分尊重学生的学习规律和学科规律，根据小学一年级儿童的年龄特点，构建适合一年级孩子的统整课程。经过3个多月的实践，我们在美术、数学、语文和主题课程中有所突破，以自然笔记和数学笔记为载体，借助思维导图、增强现实技术、二维码和探究式APP，通过自带智能终端设备（BYOD）模式进行学习。

在数学课中，学生以“数学笔记”作为载体开展学习。数学笔记是让学生通过绘画或手工等美术形式来编制数学故事，通过口语来阐述数学问题，用社会化语音技术作为媒介呈现数学思维，也就是“数学+美术+语言+技术”。通过多学科的交融和跨学科学习，学生的语言、设计、网络社交等能力都得到了相应的培养和锻炼。在整个学习过程中，教师重点关注数学思维的培养，聚焦于数学学习目标的达成。

在美术课中，我们用“自然笔记”来深化科学学习。自然笔记是指在美术教学中，让学生运用五彩的画笔，绘制大自然，用画笔去解读科学现象，用语言来阐释自然现象，即“美术+科学+语言+技术”，让语文、科学、美术和技术深度融合，培养学生的多学科素养与技能。

不难看出，以学科的视角构建“STE@M统整式项目课程”，其目的就是以学科教学为基础，融合多学科内容，通过跨学科统整式学习，培养学生面向未来的关键能力。

总之，我们将顺应时代的发展，以“创新”为关键词，用新兴的数字技术引领学校创新发展，培养学生面向未来的关键能力，构建现代化新型学校。