深度学习环境下的学校实验生态设计案例（上）

梁森山 刘党生

编者按：2016年初，中国电子学会现代教育技术分会深度学习专家委员会即将成立，它将借鉴国际视野，集合更广阔的高技术领域成果，全面介入教育转型生态的新常态重构，探寻教育技术引领学习发展的战略可能性与可行性。这与未来教育、STEAM新学习实验等有着高度的融合与交叉。因此2016年，本栏目将聚焦于国际视域下，后现代技术生态保障的深度学习，以期为学校更好地出谋划策，培育和孵化更广义的教育技术企业。

前言：没想到，中国电子学会现代教育技术分会深度学习专家委员会（以下简称“专家组”）成立后的第一项服务对接的是一所学校，而打动专家们的，就是这所学校的校长李海林教授真诚且诚恳的一句话：“请各位专家为我们学校设计一个契合现代教学生态和宽松创学氛围的整体实验成长浸润环境。”这就与我们所倡导的“深度学习”形成了深度对接。

关于实验生态需求的初步调研考证

李海林教授带着他一贯的严谨治学风格，谦虚地说，他是一位语文教师，对实验教育的理解更多的是源于自己海外学习体验和海外研修观察；然后他递给我们一本书，即他的最新著作《美国中小学课堂观察——一位教育学教授的笔记》，翻看这本书后我们不难发现，中外教育比较的痕迹贯穿了全书，而细致的课堂记录印证了这位校长对影响教学的印象因子几乎所有的关照和思考，自然也包括了对教学实验环境的留意。不仅如此，李海林校长还特别向我们强调了另外三个维度：第一，这是一所全新的国际双语学校。第二，希望专家们能兼顾实验教学在社会教学变革大环境下学校学科发展的小气候营造。第三，要求专家们给出的设计方案能够响应学校的办学规划。

对于第一个维度，我们似乎比较容易理解，因为国际双语学校并不独此一家，既有的经典案例也不只是一两个。但当我们来到这所位于崇明县的学校时，面对完全英式的校园建筑风格，我们发现这个问题并不那么简单：这是一所名副其实的国际学校，并且是一所12年一贯制的基础教育全学段寄宿制学校。因此，无怪乎李海林校长强调“实验生态系统”了。

李海林校长这里提出的“学校学科发展的小气候”，是建构在社会教学变革大环境下的实验教学新常态，这恰好对应了教育装备研究与发展中心和信息化教育装备处正在思考的课题：教育装备如何走出“保障”的思维定势，借力潜在的众多现代教育技术嫁接元素，实现“教育技术改变教育生态”的快速迭代成长需求。

为了响应李海林校长办学规划的要求，我们系统地分析、解读了上海新纪元双语学校发展规划（2015年9月—2018年9月），这份规划开宗明义地确立了新纪元学校在三年内达成的目标是“践行素质教育，培养新型人才”。规划指出：走出一条属于自己的路，关键是坚持新视野、高起点、大作为的追求，坚持既立足实际又着眼未来发展的基本原则，坚持整体规划、分步实施、突出重点、重在实效的思路。无疑，规划的相关定义和具体目标，包括实现的时间节点，都成了我们为之设计的重要参照。

有一点很明确，新纪元学校对教学实验生态的需求，一定找不到现成（甚或是相近）的一体化方案提供商。我们必须量身定制，站在全新的视角，以教育变革参与者的身份去体悟像李海林校长这样的办学管理者具有超前意识的愿望和期待；我们为通过新纪元方案，可能实现“教育技术改变教育生态”的共同展望而兴奋。

关于实验生态预期的整体定位

就新纪元这所特定学校而言，实验生态的营造可以采取“5+2”的模式。“5”是5个互动维度，分别是国际学校的教室基础实验环境与专用实验环境、学科实验与大学科成长、理科STEAM实验与人文科学实验、教师实验教学沙龙与学生实验创新沙龙，以及创客车间与自然生态实验田。“2”是两个延伸维度，分别是校外实验环境迭代保障和成长梯次孵化系统，以及国际游学访学延伸系统。

①关于国际学校的教室基础实验环境与专用实验环境。李海林教授强调指出，实验环境不是传统的纯粹实验楼风格，而是希望实验楼的布局，一要贴近教学区，二要兼顾动静线的潜在影响，三要与国际部教室做无缝包容。尤其是这第三点，李校长要求国际部教室与实验室能做到最大限度的一致性和一体化。鉴于此，专家组给出的对策是将实验环境分解成多个层面，这样既能保留现有学科教学传统实验的一席之地，又能更多地兼容教学大实验与随时随地的小实验、演绎验证实验与检验探究实验、自主发现实验与课题项目引领实验等多个维度的关照。

②关于学科实验与大学科成长。我们认为有必要重新确立学科文化这一理念，指导我们的学科发展，有必要从教学文化的视角拓展教学边界，以及与边界相邻的学科文化呼应。这应成为新实验生态不可或缺的有机脉动核心。因此，我们在设计稿中有意识地结合了尽可能多的传统实验与数字化实验之间的交叉分布，不再人为割裂这种只存在于概念的人为分割；并且预留了学科成长沙龙的交流空间，以方便学科教研特别是相近学科的互动和整合。

③关于理科STEAM实验与人文科学实验。这是专家组有意安排的另一个实验教学维度。与学科实验要求不同，它更多地兼容了项目实验和课题实验的学术探究，帮助学生（首先是教师）淡化学科壁垒，在学能兼顾的交集点位上有与之匹配的实验环境和实验导引；尤其是专门辟出了人文实验的概念和方案，就是想帮助学校实现教学产出的学术化追求，实现边际学科融合之后更大范围内的学科渗透；同时，也便于进一步打开实验室的有形之门，让实验室不再是学科的辅助，而是站到前台，成为学科发展的发力点和学教一体化终极目标的孵化器。

④关于教师实验教学沙龙与学生实验创新沙龙。实验教学是一种远未普及的新认知，它与关于实验的教学研究有着本质的提升，它不再着力于现有教科书对实验环节教学手段的描述，而是更直接地切入到教学倚重、教学演绎和教学整体的变革之中，呈现出与传统的陈述性、总结性和概念性知识教学不一样的学教新维度探究。我们期待教师实验教学沙龙能成为学校教研、教科研的根据地，也同样期待学生实验创新沙龙不仅能成为学生社团活动的交流场所，更能成为学生关于学习实践的头脑风暴气场，成为检验学生独立思维（包括批判思维和逻辑思维）的见证者和呵护者，进而成为师生平等互动、共同研讨教学变革试验与成果的策源地。

⑤关于创客车间与自然生态实验田。创客教育现在是一个时尚概念，但在构建实验生态的过程中，如何定位创客教育以一席之地，让专家们颇费心思。首先是创客教育是否能兼容现有的学科属性。专家们给出的建议是，完全可以考虑与已有的通用技术课程形成广义对接，再在此基础上，结合新纪元学校的特色定位，与包括美术、艺术学科在内的众多学科形成有机互动。针对学校原先提出的工坊一条街的位置，专家们进行了考察。他们考虑到创客教育的动手实践特质，以及学校布局、学校周边环境等客观条件，再加上工坊一条街的地理位置贴近教学区，所以建议工坊定位为以美学为教学核心的拓展后的美术学科基地，大力发展新美术特色，如陶艺等；与此同时，大家也同时把视角锁定在远离教学区和居民区的学校操场远端裙房，利用其建筑外形颇似车库的建筑风格，把通用技术实验室和学生的创客空间安排于此，再配套裙房上端所独有的钟楼设计，一个惟妙惟肖的美式车间式的教学空间将很可能成为这所国际学校的标志性结构体。再辅之以学校专门租用的紧邻农田，一个全生态、全科综合且自然天成的试验模块就呼之欲出了。

⑥关于校外实验环境迭代保障和成长梯次孵化系统。在新纪元学校的特色定位过程中，各种观点轮番亮相，彼此争艳：有观点锁定在新崇明，特别是毗邻的东滩湿地生态；有建议兼顾一江之隔（处于上海大陆与崇明本岛之间）的长兴岛造船基地；有人注意到同样与崇明另一边，也是一江之隔的广大苏北平原（被称之为上海的后花园）。专家们经过走访、了解、调研之后，排出一个优先级顺序：首先，对接长兴造船基地，因为这里汇集的上海最现代化的造船产业，乃至于远洋和航母优势，不仅契合了“一带一路”的国家战略，而且与经典的三模活动形成了校内外的实验活动响应；其次，有机地打造出一个符合园区教育特色的学校特定园区教学社会响应基地和生源孵化，乃至于学生、家庭、社会联动基地。

⑦关于国际游学访学延伸系统。这是国际学校最具活力也最能凸显办学品位的地方。专家们同意校方对国际游学的预设，并进一步建议以访学的形式来相对凸显海外交流的学术内涵，提升作为国际学校在办学、教学组织等方面的独到思考和策略实施；还建议学校适时推进与之配套的国际课程引进和国际课程交流工作，在课程实验的硬件环境等方面给予倾斜。而学校地处东滩湿地这一自身优势，又可为学校进一步扩展三模之外的第四个模型特色——航天小卫星奠定最便利的时空优势。同时，与中科院上海高等研究院小卫星工程中心相结合的保留项目中的太空观察也奠定了最前沿的专业保证。在此基础上，再有序发展与之相关的特色课程，以便国际视野下的外延和内化同步成长。

关于实验生态设计必须兼顾的干预指征

要想让一所新建的民办学校，能够在上海全市现有的150所民办学校中站稳脚跟，就要建起一个经得起时代和实践考验的实验环境，并且同步思考软硬件匹配的课程生态。《规划》指出：学校需要突破以应试为基本价值追求的束缚，在学生全面发展这一点上做实、做强、做亮。满足一部分家长多元化的教育需求是其基本取向，“创造适应学生的教育”是其行动纲领，学生多元评价标准的落实是其操作点。从“为每位学生的成长提供可能性”的立场出发，着眼于学校培养目标，设置从学生发展需要出发、适应性强、新鲜活泼的课程体系。李海林校长特别说明，“适应学生”的指导思想就是以学生为主体，包括两个方面的意思：一方面是指每位学生的发展基础、发展方向都是不一样的，学校要按学生的发展可能性来教育学生，不能用统一的模子来教育；另一方面是指每位学生都有巨大的发展潜能和可塑性，学校永远不要“看死”学生。一所学校好不好、质量高不高，其实质就是是否能发现、发展学生的潜能。

设计实验生态，必须兼顾的干预指征至少包括了以下视角：

①国际视野引领。设计国际学校的实验环境，不仅事关技术，还包括与之相匹配的内涵、外延的总和，甚至还要兼顾日后加入国际教育组织、参与国际项目的交流与合作，引进国际课程和其他教育资源的接口适应，开展国际理解教育、批判思维等特色课程的项目响应。其最终目的是为培养具有国际视野、国际交往能力，适应国际化发展需要的人才打下牢固的基础。

②数字化媒介支撑。这在大实验的框架内，囊括信息化、网络化、智能化和多媒体化四个方面。其最终目的是创建以数字化教育教学平台为主体、以基于数字化技术的新型“教—学”方式为重点、以培养21世纪学习能力为宗旨的开放性学校实验格局。

③实验生态和谐。这包括实验的生态化环境调试、生活主题课程体系支撑、灵活又不失规范的管理机制、学生主体性价值发挥等四大板块。其最终目的是构建以人与自然相适应、学校与社会互动为特征的学校实验文化体系。

④现代教育技术实验。这包括以运用为核心，精心打造信息技术环境，将信息技术运用于学校管理、课程建设、教学（备课、上课、作业布置与批阅、课外辅导、考试与评价等）、学生行为规范、德育活动、教师专业发展、家校结合等方面。在课程建设、教学、教师专业发展等方面建立全国的典范，形成全国性经验。

⑤以课程发展为要义。这包括“以课程建设见长”（建设个性化的课程体系、高质量的课程开发、规范的课程实施和强大的课程资源库为基本载体）和“以课程体系取胜”（一是指学校课程与学校培养目标的关系，它回答了学校为什么需要这些课程的问题；二是指学校所有课程的结构，即课程与课程的关系，它回答了学校是如何将这些课程组织在一起的问题；三是指每门课程内部的构成要素，它回答了课程有什么内容的问题）。

⑥STEAM课程特色倾斜。这包括以工程教育为核心，以科学、技术、工程与数学（STEM）课程为主体，全面推进学校的科技教育工作。成立学校工程教育馆，培养学生的创新意识、探索精神、设计素养和动手能力；以作品为导向，围绕工程设计和工程制作开展工程教育；力争成为上海市中小学中系统、正规、富有成效的工程教育实验学校，并建成科学、技术、工程、艺术与数学（STEAM）课程体系。

⑦课程设计与课程开发的入出口预留。这包括思考实验课程运作中低结构与高结构的兼顾，引进课程的消化与再开发施力点，课程教研与课程成长的实验保障，课程间内部衔接与评价指标系统的综合协调，软性（隐性）指标透过实验所呈现出来的过程性观察考量，大数据支撑下对学生个性、特质等方面的趋势性预判，以及事关潜质发展的师生情绪化管理在实验体系中的导入和预防。

⑧教学、研究、培训一体化。其基本特征是以教学为主线、以研究为有效教学的支持、以培训为有效研究的支持。其核心是对教学做专业化的提升。为了保证这种专业提升的有效性，需要教师积极开展研究工作，并在研究工作遇到困难的时候，利用专业化的培训克服困难。这种一体化的教师专业发展路径，保证了教学作为教师本分的基本规定性，使研究工作和培训工作有了实际的需要和准确的指向。

⑨安全保障的三级维护。这既是实验生态中必须强调的维度，又是必须严格执行的刚性指标保障。它包括了操作规范强制、管理规范强制、意外伤害预防备案等，也把在实验设计、实验组合过程中的种种可能做出了充分的预估和防范，同时还包括了对有机实验材质，特别是动物性材质的实验后有尊严的处置流程。考虑到学校的实验环境有不少与教学区，甚至是教室直接兼容和互通互用，所以有些方面要提升，如化学实验室要通风、通气，废水、废液的无害化、无味化处理等。

⑩成长全过程监控。专家们建议，联动心理咨询、医务保健、运动处方、身心监控等环节率先导入，这对12年一贯制学校尤为重要（事实上，这在不少海外教育中，几乎成为标配）。建议学校能最大限度地放大实验生态资源，为集团所辖的所有学校共享。

提前与国际青少年活动（尤其是能力检验类的）和赛事的评估平台对接。努力在设计校本课程的同时，兼顾课程出口的对接，使课程效益最大化。

鼓励和保护师生在开发课程、自制教具等方面成果的知识产权保护。与之最直接的响应就是采购实验教具与自制实验教具互为补充，以及与之配套的激励措施和保护。

探索实验管理模式的改良。鼓励学科教师兼管实验室，把专职的实验管理员人数减少到最低水平，且明确工作边界。强化实验器材的安全系数保障，不使用过期的、不符合标准的实验器材。

关于新纪元学校的实验生态方案框架

按照学校规划，预计到2018年9月，递次实现学校设施功能到位并投入运行。因此，专家组给出的学校实验特色发展目标响应有以下几个环节：

第一，鉴于学校目前尚处于基建施工的现实状态，专家组确认优先国家课程规定实验项目的上马，优先学校小学科拓展实验方案的落地，优先学生自主动手创新空间的部署，优先学校农庄等需要长期培育的个性基地依季节开垦。视学校建筑工程进度，先行启动数字化实验项目的优化、数字化实验方案的遴选、数字化实验师资的储备和培训；待论证跨学科的数字化实验布局后，再推进相关实验空间建设。

同时，专家组建议学校把握几个优先原则：紧扣国际学校的定位，做到课程建构的表里合一；先行启动基于网络的实验课程发布平台（在共享实验课程的同时，凝聚更多集团校内外有意愿人群共同研讨）；及早布局学校所在区位周边课程资源，实验课程资源乃至课程开发团队的社群化支撑；在落实学校新课程实验的过程中优先启动大课程全员师训，形成教师共同愿景的合力；积极参与课程再开发行列，发挥急速制学校的时间优势，适时推进与之匹配的长、中、短线学术（大学科综合）访学、游学等体验式学习。

第二，结合办学内涵解析的规划目标再思考。首先，专家组提出了一个有点另类的匹配原则：允许国家课程内外的教学活动尽可能凸显“动”感、“开”源、“轻”量、“融”合的校园气质；努力满足每个好知者对世界的探索，满足其好奇心、想象力，建构由个人和团体组合而成的校园内涵。这体现了这个时代的机会——用另一种方式变现开放精神。未来校园也成为学生选择学校的重要因素。其次，抓住低结构表征，且与学科伴生的引导式课程姿态。特色课程设置应致力于国家课程的学科成长，并兼顾有坡度的课程形态。围绕轴心课程的外延响应来建构小课程辅助系统，重在对学科动手实践、前沿应用和学习方法论进行补充。鉴于目前已有社会化课程指导平台对接，因此，我们将致力于高品位且国际对接的潜力课程再开发。再次，有待论证的碰撞点：在引进成熟课程平台的基础上，实现半社会化运作模式。重点兼顾课程首创，目前可以孵化、中后期可以对接的设想有：①可穿戴技术体验开发专题：AR增强现实及远程教学。②对接国际青少年时尚研究，且能得到中科院支持的太空及小卫星课程。③引进德国工业4.0思想，凸显STEAM的工程、艺术和数学等环节，发展以帮助学生体验驾驶技术、改进交通工程创意为表征的汽车项目课程。

第三，规划相关目标的时间点。2016年9月前，完成以下计划：①除传统物理、化学、生物实验室和计算机教室外，同步建成心理咨询（辅助治疗）与情绪管理空间、地理历史文科实验空间等。②农庄。它包括蔬菜棚、无土栽培实验室等。③启用九号楼恒温泳池、心肺复苏急救训练室、创伤救护技法训练室；餐厅附属西点烘焙教室、茶艺教室等项目。④建设美术专用教室和手工工坊，建设创客空间。2017年9月前，装配建成物理、化学、生物等数字化学科实验室、水处理技术实验室、DNA分子技术探究活动室、计算机组装及网络搭建工作室（物联网创意和应用设计体验室）等。2018年9月前，建成工业4.0工程馆；进一步升级学校农庄，实现具备生态自我修复功能的栽种养殖自循环系统。