智慧学校： 教与学方式转型的实践探索——以北京市第二中学为例

□薛丽霞

党的二十大报告中明确提出，要 “推进教育数字化”。[1]习近平总书记也在多个重要场合强调，积极推动人工智能和教育深度融合。[2]以教育信息化为支撑， 引领教育现代化是我国教育改革和发展的必然选择。[3]在这一背景下，推进智慧教育、 探索数字化教学新方式， 已成为实现教育现代化的关键内容和重要策略。

北京市第二中学 （以下简称“北京二中”）， 是一所有着299 年历史、 文化底蕴丰厚的学校， 作为教育部开展高中特色发展试验项目学校、 北京市示范高中和北京市智慧校园示范校， 不断探索构建以人工智能等新一代科学技术为核心的智慧学校系统， 重塑新型教与学方式， 为学校发展和教学方式优化注入更多的智慧与创新元素， 营造支持学生高质量学习的教育新场景， 让学生获得全面而有个性的发展和可持续发展， 积极回应时代给予教育的挑战。

一、 教育文化与智慧学校的双向变迁

教育的使命不仅在于培养满足社会发展需求的个体， 更是文化传递、 文化整合的重要方式。[4]文化塑造着人们的价值观念和信仰体系， 影响着教育的方向和内容。 在全面推进智慧学校建设的过程中，文化的建设对智慧学校建设的方向与实效起着决定作用。[5]教育文化与智慧学校相互作用， 共同推进学校教育教学改革。

学校的办学理念是教育文化的个性化表达， 直接影响学校育人生态观的确立， 指导着智慧学校的建设方向。 以北京二中 “空气养人”的理念为例， 该理念将学校文化比作空气， 渗透在校园的每个角落，时刻滋养着学生、 塑造着他们的品格， 提升着他们的素质。 在这种文化的指引下， 北京二中确定了全方位涵养人， 培养具有全面发展、 个性发展、 最终实现可持续发展的人的目标。 通过对当前教育文化的深入分析， 北京二中的管理者发现，在信息化、 智能化时代， 现有的教育方式和技术手段已无法满足学生充分发展和学校高质量建设的实际需要。 因此， 借助现代化信息技术， 打造新型智慧学校， 为师生提供丰富的教育资源， 高效赋能教与学方式重塑， 探索规模化应用， 成为时代的需要。

随着新一代智能技术的发展与运用， 各类智能化教育服务成为可能。 我国教育信息化也顺利从1.0阶段迈入了2.0 阶段， 开启了智慧教育的全新时期。[6]智慧学校作为数字校园发展到一定阶段的产物， 被赋予推进智慧教育建设、引领教育创新与变革的重任。[7]智慧学校是建立在以教育大数据为核心的学校治理体系上， 将物理空间和虚拟空间相融合， 并通过学校云网基座相互联结起来的大系统。这一系统包括学习环境建设、 信息化设备应用、 教学方式变革和现代学校治理等多个要素， 是以学生个性化、 终身学习为目标的教育体系，是新型的教育生态。

教育数字化转型下的智慧学校建设， 不仅是教育文化变革的选择， 更作用于教育， 推动了新的教育革命。 在这个过程中， 人工智能、 大数据等前沿技术， 作为推动教育全要素、 全流程、 全领域创新和变革的关键动力， 促进了智慧教育生态的形成和发展。 然而， 教育工作者必须要时刻谨记， 教育数字化转型不只是用新技术为传统教育 “打补丁”， 还要秉承 “以人为本” 的宗旨， 创建新型教育赛道，打通育人全环节， 打破过往教育模式的局限， 为每位学生提供个性化、 高效率的学习体验。 在教育数字化转型过程中， 必须确保将教育发展创新的成果扎扎实实落实到学校的日常教育实践中， 贯穿于课堂教学和学生学习的方方面面，进一步支撑 “五育融合”， 让每位学生真正受益， 实现更全面的个性化发展。

二、 智慧学校教与学数字化转型的基础架构

2021 年7 月， 教育部 等六部门印发 《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》 （以下简称 《意见》）， 明确指出要将智慧学校新型基础设施建设作为教育新基建的重点方向。[8]《教育信息化中长期发展规划（2021—2035 年）》 《教育信息化“十四五” 规划》 《中小学数字校园建设规范（试行）》 等一系列重要文件的相继出台， 为推动学校数字化赋能、 优化信息化育人环境指明了方向。 搭建智慧学校基础架构、打造教育新场景、 完善智慧学校治理体系， 是推动教与学数字化转型、实现高质量发展的首要任务。

为推动学校从数字校园向智慧学校的升级， 北京二中在总结以往数字校园建构经验的基础上， 构建了智慧学校建设 “113” 工作体系（见图1）， 即1 个稳定高效的智慧学校基础架构、 1 套规范的智慧管理机制、 3 项同步探索的教育教学改革， 并规划了智慧学校建设顶层设计的基本框架， 计划建成一个以人工智能为核心， 以大数据应用为基础， 充分运用虚拟现实、增强现实、 5G 等新技术手段的智慧学校学习环境， 打造一个规范化、 一体化、 高效协同的治理体系， 培养师生更广阔的可持续发展观， 实现教育资源观和时空观的拓展， 为学校教与学数字化转型、 实现高质量发展奠基。

图1 智慧学校建设“113” 工作体系

第一， 完善智慧学校基础架构。 升级校园网络的硬件和设备， 提高网络带宽、 增强网络覆盖范围， 以确保学校的网络基础架构能够支持高效的数据传输和通信。 同时， 进一步优化智慧学校底层平台， 提高智慧学校的整体性能。

第二， 规范智慧管理机制。 通过技术手段， 规范业务流程， 改造业务运转机制， 简化师生的事务性工作， 提高学校管理效率， 实现智慧生活、 智慧安全和智慧管理。 例如， 在集团化办公与教务管理上，基于现有的在线办公平台， 规范智慧学校办公流程。 通过一系列综合管理模块， 沉淀基础数据， 改进资源分享流程， 并整合选课系统、 排课考试系统等， 实现教师、班级、 学生、 课程等各方面信息的科学管理与快速查询。

第三， 推动三项改革。 一是实施师生智慧素养提升工程， 采取以应用牵引培训的方式， 通过二者互相促进， 提升师生的智慧素养。 这一项工作被视为改革的基础， 是决定其他工作能否成功落地的关键和核心环节。 二是基于数据挖掘的教、 学、 评改革， 大力探索以数据驱动未来教育、 以评价推动多模态智慧课堂教学的新模式。以学习者为中心， 构建线上线下融合、 课内课外打通、 学习资源多维、 学习效果显著的新型教、 学、评一体化模式。 三是创新人才培养工程， 通过多维基础数据， 对学生进行学业水平、 兴趣爱好、 未来职业倾向、 潜质潜能的梳理、 甄别、 归类， 指导学生的生涯发展，制订个性化培养计划， 努力让每一名学生都能在已有基础上， 全面发展、 突出特长、 激发潜能，使之成为各领域的杰出人才， 同时形成具有特色的课程体系与创新人才培养模式。

智慧学校建设的架构基于教育大数据能力建设和数据治理， 旨在提升教育数据的统计水平， 构建具备记录、 监控、 检查、 追溯等功能的系统， 以推动新型教育生态环境的建设， 促进信息设备规模化应用， 提升教育管理者科学决策的能力。 这一框架提供了基础平台服务， 全面建成了标准规范统一、 用户实名唯一、 数据横纵贯通、 应用开放共享的教育信息化数字底座；汇聚了高品质的教育资源， 实现伴随式数据采集、 数据治理和数据服务， 助力构建学校画像、 教师画像、 学生画像， 并为智慧评价提供强力支持； 突出了评价的过程性和发展性原则， 加强了监测结果运用， 改进了学校评价方法。 针对教师的评价， 突出教育教学实绩、 绩效考核、 教学述评等过程性数据和评价内容， 构建评价模型， 创新教师评价工具；针对学生的评价， 基于大数据客观记录学生各方面的表现， 助力综合素质评价， 全方位推动新时代教育评价改革。

三、 教与学数字化转型的探索与实践

课堂教学是育人的主阵地， 在智慧学校的建设和数字化转型的过程中， 承担着不可或缺的核心作用。 教育工作者务必紧抓课堂教学这一重要环节， 积极改进教与学方式， 努力提高教育实效， 为学生提供更丰富和有意义的成长体验。 在这一理念的指引下， 北京二中坚持将新技术与教学改革深度融合， 不断尝试打破传统课堂的边界， 进一步优化教学模式， 推进课堂多维互动， 让师生之间、 生生之间的立体互动得以实现， 提高学生学习兴趣、 课堂参与度， 从而提升学生核心素养， 支撑学生德智体美劳全面发展。 学校依托教育数据， 驱动学生个性化学习， 充分满足学生需求， 提升课堂教学效率， 确保学生在有限的课堂时间内学好、 学足，推动教与学方式向数字化、 高质量方向转型。

（一） 数据赋能精准化教学

在教育大数据建设和治理基础上， 构建一套可记录、 可监控、 可检查、 可追溯的监测系统， 是实施精准化教学的首要步骤。 以北京二中精准教育系统为例， 学校在学生阶段性考试和日常作业场景下， 搭建了基于大数据和人工智能知识图谱分析技术的精准教育系统。该系统融合了包括网络阅卷、 在线考试、 手工批阅、 手机拍照等在内的多元数据采集方式， 实现全场景动态数据的采集与分析。这些数据通过灵活配置生成多元评价报告， 不仅有助于师生了解学习过程中的短板和增长潜力，还有助于挖掘班级教学的重难点和共性及薄弱点， 从而建立了教与学的双向反馈机制， 为教学提供科学依据， 满足新课程背景下学生发展需求及个性化学习需要。教师基于大量的学生学习数据，进行学情分析， 构建了基于知识图谱的个性化学习模式， 进行基于课程标准的校本化实施和基于学情的学科教学。 这有助于学生规划学习路径、 优化学习目标、调整适切的学习资源， 实现个性化和高效率学习。 自精准教育系统投入使用以来， 北京二中开展学段考试， 检测了147 次， 同时推进校本题库建设， 累计智能批阅作业51.6 万次。 通过知识点的标注， 结合学生长期的学习数据，构建学生学科学习的知识图谱，调整推荐资源， 在教与学双向反馈机制的构建中， 努力实现 “精准教和个性学”， 强化过程性和发展性评价， 加强监测结果的运用。

（二） 数据赋能学生全面发展

智慧学校建设， 要支持和服务于学生德智体美劳全面发展。 北京二中坚持把关注学生发展融入智慧学校建设的全过程， 以数据分析、技术支持为学生全面发展赋能。

在以大数据、 人工智能等技术为代表的新一代信息科技的支持下， 北京二中在学校课程整体育人体系基础上， 搭建起以人工智能为核心的三级五维度的技术课程体系， 多维度培育科技英才。 在该课程领域中， 学生不再以传统的编写程序、 简单算法、 逻辑判断的方式解决真实情境下的问题， 而是由算法思维向数据思维迈进， 通过采集大量数据， 并将这些数据放到神经网络算法中去训练与验证， 最终得到预测结果。 这一方法不仅促使学生更深入地理解数据的价值和应用， 还培养了学生计算思维、数据思维、 创新意识， 为学生提供了更加全面和实践导向的教育体验。

在课堂活动中， 学生通过人工智能等方式， 进行问题的界定、 特征的抽象、 模型的构建， 然后利用这些模型来组织数据并解决问题，从而提高他们的计算思维能力。这种解决问题的方法也逐渐从该课程领域向人文、 数理等领域的课程辐射， 深刻影响着学生的学习和思考方式。 学生运用数据思维去解决学科问题， 并有效利用大数据和人工智能技术创造性地解决跨学科问题； 同时受数据驱动的影响， 学生逐渐养成自主学习、 协同工作、 知识分享与创新创造等关键能力， 提高了终身学习的潜力， 为学生打开了更广阔的学术视野， 提供了更丰富的技术工具， 以应对未来的挑战。

（三） 技术赋能教学方式的优化

在促进学生信息素养提升、 发展学生创新思维的同时， 学校开始积极探索新一代信息技术在常态化教学方式中的应用， 以人工智能技术赋能教学方法、 教学手段，以AI 助力学生发展。 通过AI 赋能数字阅读、 AI 听说课堂、 E 听说、智慧作业系统， 检测学生的学科薄弱点， 识别教学问题， 引导教师有针对性地改进课堂教学活动， 从而增强学生的学习效果， 为学生提供“可看、 可听、 可读、 可写、 可互动” 的高品质学习体验； 通过AI赋能体育， 借助动态诊断， 进行运动评分和结果统计， 便于教师及时调整运动强度， 循序渐进地为体育课程提供学、 练、 赛一体化方案，真正帮助学生养成良好的运动习惯， 提升身体健康水平。

在新技术的支持下， 学校教学模式也悄然发生变化。 教师利用大数据进行学情分析， 灵活组织新授课、 讲评课。 在课前， 教师根据班级共性及学生的个性问题， 向学生推送个性化学习资源， 引导学生自主学习或纠正错误； 在课中， 教师针对学习中未解决的问题进行精讲、 点评； 在课后， 教师通过数据聚类分析， 有针对性地为学生布置分类作业， 实施个性化辅导。 教师还可以通过现场答疑、线上交流和微专题等多种方式，有效解决因材施教的问题， 有力推动了精准教育的实施。

四、 智慧学校教与学方式转型的成效

第一， 以新一代信息技术为基础， 完善智慧学校架构。 大数据、云计算、 人工智能等技术， 塑造了智慧学校的基础架构。 这种技术的应用不仅体现在硬件设施的更新上， 还表现在学校管理、 教学手段、 资源配置等方面。 同时， 数字化转型也为学校教育带来了多样性和创新性， 为学生提供更丰富的教育资源， 拓展了教学的边界。

第二， 以数据分析为支撑， 为学校决策提供依据。 各类信息数据帮助学校管理者了解学生、 教学和校园生活的全貌， 支持学校管理者依据数据分析进行科学决策。 这种数据分析与应用， 不仅能对学生学科成绩进行科学评估， 更深入学生全面发展和教育教学的全过程。 学校利用数据分析学生需求， 为学生提供个性化的学习支持。

第三， 以学生需求为核心，构建可持续发展机制。 智慧学校关注学生个体， 关注学生的全面发展和长期需求， 并在此基础上对课程设置、 教学方法、 资源配置进行个性化设计。 学校着眼于学生的终身发展， 致力于促进学生全面、 个性、 可持续发展， 培养学生终身学习和持续进步的能力， 使其适应未来社会和职业的挑战。

第四， 以教学变革为动力， 提升学校教学质量。 随着信息技术的发展， 现有的教学方式已无法满足学生成长和教育教学改革的需要，教与学方法的重塑迫在眉睫。 教学方式和手段需要与现代科技紧密结合， 助力教师开展教学工作， 精准把握学生需求， 为学生提供更具有启发性、 创造性的教育， 提供更多的学习机会和更全面的发展路径， 培养学生适应未来社会的能力。

学校教与学方式的转型优化，是教育领域的一场革命性变革。智能技术的不断发展， 为教育带来了前所未有的机遇， 使教育能够更加个性化、 高效化、 科学化地满足学生的需求。 通过教与学方式的数字化转型， 有机会创造更具灵活性、 个性化、 创新性的教育体验， 为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，创造了更广阔的可能性。 期待未来能有更多的学校、 教育研究者、教育实践者加入智慧学校的建设中来， 共同努力， 挖掘更适切的教育新模式， 培养更多有潜能、 有创造力的年轻人， 为社会的可持续发展作出更大贡献。