数字化赋能学校发展的实践探索

摘   要：2022年教育信息化进入数字化转型阶段，为适应时代需要，落实人工智能、5G、大数据的转型，石家庄市第四十四中学基于网络学习空间开展课堂应用、教学应用、科学应用、管理应用的“四位一体”实践探索。在学校多个领域通过钉钉管理平台、智慧课堂云平台、远程互动课堂等平台进行资源整合和精准管理。用大数据分析提高课堂教学的科学性和规范性，以VR、AR等学习资源激发学生的兴趣。利用数字化分析推动教育教学高质量发展，从供给侧推动变为需求侧推动，使学校保持开放、连续的良好教育生态。

关键词：教育数字化;人工智能;精准教学;高质量发展

中图分类号：G434    文献标识码：A    文章编号：1009-010X（2024）12-0061-04

当前，推进教育数字化是建设教育强国的重要内容之一。党的二十大报告提到：“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。”习近平总书记在主持中共中央政治局第五次集体学习时也指出：“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”这都深刻揭示了教育数字化在当前教育工作中的重要性，教育实现数字化转型，已经被作为了“数字中国战略”的一部分，是贯彻国家战略的应有之义。

石家庄市第四十四中学于2014年开始制定《学校信息化发展规划》，从硬件建设到软件应用、从技术导向到学习导向、从智慧课堂到智慧校园、从教研驱动到赋能教学，数字赋能了教育、教学、管理的多个环节，以大数据技术支撑学校发展。开展了以“应用驱动，融合创新”为核心的10大领域30多项应用。如智慧课堂平台、教师专业画像、课题研究档案、校本教研平台、人工智能学习、央馆智能研修平台、理化生VR虚拟实验资源、数据分析评测等。在信息化发展驱动下，因材施教变得更具可能性，教学模式更加智能可见，人才培养方式更加个性多元，学校发展愈加优质均衡。

一、学校数字化转型理念

（一）“ 以学生为中心”理念赋能学生学习

“ 以学生为中心”理念源于美国儿童心理学家和教育家杜威的“以儿童为中心的观念”。以学生为中心的特征是重视和体现学生的主体作用，提出学习是人自我价值实现的需要，是个人潜能和人格的充分发展。此种教学理念要求学生积极参与到课堂教学，通过独立思考和主动探究去发现问题解决问题。因此，智慧课堂、数字化VR/AR教学资源、动手实践为主的人工智能学习，就可以通过生动形象的沉浸式学习、问题驱动式学习、项目式学习等调动学生学习兴趣，使学生全身心投入到学习中来。教师与学生身份的转变导致教学策略、学习方法等方面发生了变化，最大程度地开发学生的思维潜能，提高教学效率。

（二）智能精准教研理念促进教师专业发展

在精准思维的影响下，2019年胡小勇等人提出“精准教研”的概念。他们认为“精准教研是以教师专业发展为愿景，基于信息技术环境收集多模态数据进行分析与应用，以支持课堂教学改进、教学行为优化与宏观教研精准决策的一种教研形态”，精准教研的关键在于数据。智能研修平台就可以基于AI+大数据的实证思路，指导教师精准评课，促进专业发展。

二、数字赋能学校变革的实践

（一）基于网络学习空间与平台的课堂应用

1.高效智慧课堂，构建以学习者为中心的教学模式。智慧课堂实施的要点包括以学定教，课前导学实现问题驱动;多元互动，课中互动实现知识建构;加强巩固，课后作业实现减负增效;理念引领，技术导向转向学习导向;深化实践，重构体验深度学习经历。同时以TPACK模型理论为基础，引领教师处理好技术知识（TK）、教学知识（PK）、内容知识（CK）三者的关系。利用智慧课堂学生终端和云平台，开展各种学习交流活动，促进学生学习。如郝蕾艳主任依托平板和云平台进行线上线下融合的名著导读课、18级开展八上寒假学习——“自主规范式”云平台学习、线上线下混合式的学习交流与指导、英语百词大赛、物理趣味竞赛、信息科技中考、体育中考辅导等等。

2.网络空中课堂，探索面向人人全面发展的学习模式。开创“两平台三模式五内容”在线教育模式。两平台：钉钉平台、智慧课堂云平台;三模式：同步直播教学、异步视频教学、网络资源学习;五内容：思想教育、知识学习、体育锻炼、美育艺术、劳动习惯。借助组合课表，促进学生德智体美劳育全面发展。

3.远程互动课堂，创新城乡结对互助共赢的帮扶模式。依托一体化录播、智能互动终端等设备，与帮扶学校——灵寿县南宅乡中实现实时、面对面授课，使农村学生享受到优质教育，有效促进教育均衡。相继开展了线上授课、线上教三、毕业班工作研讨、班主任培训等活动。并制定《远程互动课堂授课规范》，通过课前三环节、直播四环节、助教五环节进行规范授课。

（二）基于网络学习空间与校情的教学应用

1.上课——课优增效。在数字化转型和双减时代，积极应用人工智能、大数据帮助教师因材施教，用丰富生动的教学资源使学生在实践中学习、沉浸式学习。学校引入央馆理化生虚拟实验资源，让学生不受实验室设备、场地、安全性等限制开展各种实验学习，增强实验的真实性和参与感。地理学科引入AR资源，直观地将地形地貌等重要地理要素呈现在学生面前，使课堂教学突破抽象平面的图片，让学生通过逼真、立体的模型，产生身在室内却如同在野外、太空等场景—般，利用情境创设模式开展地理学习，激发学生学习兴趣， 让学生从知识的被动接收者变为积极的知识构建者。历史3D课堂，将传统教材与丰富多元的数字资源有机结合，以生动有趣的融媒体手法将历史精彩演绎，让教学更轻松、学习更高效。生物数码显微镜课堂，通过与液晶显示屏连接，更方便观看，方便进行投屏、互动讨论。

2.备课——研聚合力。集体备课采用校本备课平台，设计理念是基于教研载体的资源建设。其中有教师个人空间、备课组空间，可以对国家中小学智慧教育平台进行切片化应用。规范了集体备课流程，积累了丰富实用的校本资源，促进学校内涵发展。同时还能凭借平台数据，实现教学管理，是集备课、资源建设、教学管理于一体的平台。同时在资源智库中建立特色校本课程，进行线上线下融合教学。

3.评课——评促提升。积极响应教育部人工智能助推教师专业发展的号召，借助央馆智能研修平台进行评课。它用“量表评分+AI分析”的实证方法进行评课。30秒钟采集一次师生的行为，比如讲授、板书、举手、讨论、读写、生生互动等，通过各教学环节所占的时间，分析各环节所占时间是否合理，师生课堂互动是否有效等。它形成的参与度、关注度、表现度、ST曲线等内容，还可以帮助教师与自己的前期备课进行对比，从而判断是否达到预期、是否完成教学目标。通过数据、视频、教案三者对照，克服了过去仅凭经验的主观判断，实现了数字转型背景下，基于大数据的精准评课。随着使用的深入，还开发学校基于“三段六步”课堂模式的央馆智能研修平台数据使用导引，方便教师进行对标，查找问题。

（三）基于网络学习空间与实践的科学应用

1.叩问时代，驱动未来1.0时代——人工智能探索的更新迭代。科技活动是学生成长、学校发展的突破口，当时作为薄弱校的四十四中没有科技资源，就从扔纸飞机，搭积木开始，开展“奇思妙想”科幻画与科技板报、阅读科普书籍;“想象天地”撰写科技论文、科幻小说、观看科普电影;“动手动脑”小发明小制作比赛;“百家争鸣”项目竞标会等活动。进入第二个十年发展阶段后，夏强书记开始带领科技社团积极外出学习，吸收新知识。比如借助邀参加清华附中百年校庆的机会进行学习，赴山西忻州市北方中学学习，赴辽宁大连市开发区二中学习，赴杭州保俶塔实验中学学习综合实践活动经验。确定发展方向后，开始修建行知实践楼作为活动基地，装修改造19间共计2000余平米的科技活动室， 为高水平STEAM活动打好基础。

2.开发应用，创新赋能2.0时代——人工智能实践的强力支撑。有了活动基地，学校开始针对有潜质的学生进行一对一辅导，激发创新能力等活动，还进行课题研究、校本课程开发，并成立机器人、3D打印、创客、航模等11个人工智能社团。2024年又增加了一间人工智能实验室，专门用于人工智能普及教育，并招聘教育部部属公费师范生，充实师资队伍。

2015年成立社团以来至今，学生共参赛73场，累计辅导参赛学生1132人次，荣获国家级、省级、市级等各类奖项518个。魔幻机器人社团于2016～2023年连续八年获得石家庄市第一名、河北省第一名，并代表河北省参加全国学生信息素养提升实践活动，荣获全国一等奖。开展车模、航模、般模、无线电测向的“三模一电”社团，在第七届全国青少年无人机比赛河北省赛中分别获得一等奖和二等奖。2017年在第十八届全国青少年航海模型总决赛中，在全国青少年电子制作锦标赛上，学校两名学生分别获得遥控帆船比赛的冠军，以及锦标赛一等奖。

3.立德树人，启智润心3.0时代——人工智能教育的价值路径。虽然学校在人工智能教育方面取得了一些成绩，但探索脚步并未停止，为学生提供优质教育的探索信心也更加坚定。与此同时学校开始了人工智能教育的价值路径探索。把“立德树人，启智润心”的价值认知浸润在人工智能的教育中，学校通过课题、校本课程等研究，从理论上依托人工智能活动培养全面发展的学生，真正践行立德树人、启智润心，优化人才培养路径。

《初中机器人校本课程资源开发与实践研究》获河北省第八届基础教育教学成果二等奖，科技校本课程《创创科技园》已经结集成册。一项省级课题、一项市级课题已结题，一项省级课题、一项市级课题正在研究中。人工智能创客社团荣获计算机软件著作权两项：“人工智能+健康”科普演示软件V1.0、人工智能科普演示软件V1.0。外观设计专利授权两项：口罩消毒机、支架（多功能桌面助手）。学校被中国科协授予全国青少年人工智能活动特色单位、科普中国校园e站 ，被共青团中央命名为小平科技创新实验室。中国网报道了学校“草根式实践”助推“个个成人”的科技教育探索，同时，澎湖网、新浪网也进行了报道。

石家庄市第四十四中学夏强书记受邀参加全国STEAM教育跨界高峰论坛，并就学校开展的科技综合实践活动作了专题汇报，同时学校正式当选为全国“STEM教育发展共同体”创始单位之一。2022年6月1日，河北省省委书记倪岳峰在中国少年先锋队河北省第八次代表大会上，视察学校学生展示的机器人活动，勉励学生要从小培养科学精神和创新意识。河北省委书记王东峰（现任全国政协副主席）到学校进行教师节慰问，参观科技社团。

（四）基于信息技术与校情的管理应用

2021年，教育部科信司在《关于加强新时代教育管理信息化》（教科信函〔2021〕13号）中提到：利用信息技术转变管理理念、创新管理方式、提高管理效率，支撑教育决策、管理和服务，推进教育治理现代化的进程。

学校依托钉钉管理平台积极探索信息技术在管理方面的应用，通过数据大屏、工作日志、使用申请、教研方面等应用减少管理流通环节的成本。开发“课题研究档案”“校刊搜索引擎”“教师专业画像”等应用，使教学科研管理更加便捷高效。开发5个数据大屏：考勤管理、教师人事管理、学校植物管理、固定资产管理、图书借阅管理，为学校管理决策提供支持。安装魔点考勤系统、智慧校园访客系统，使学校更安全、管理更便捷。开发功能室使用申请、公物/电教报修、实验器材借出申请、值班日志等功能，使工作效率更高。信息技术在学校管理方面的应用，记录了学校发展轨迹，信息互通有无，通过可视可控的空间，留下工作运行数据，增强了学校凝聚力和执行力。

三、数据赋能学校变革的经验与展望

基于以上探索，学校被河北省教育厅评为“国家中小学智慧教育平台河北省示范创建校”“首批数字校园建设省级示范校”。参加了教育部基教司的“国家级信息技术教学改革实验区”项目，教育部科信司的“信息化教学应用实践共同体”项目。被教育部教育技术与资源发展中心确立为第一批“虚拟实验教学培训基地”、第二批“央馆虚拟实验”规模化应用试点校、第三批“央馆智能研修平台”应用试点工作校。同时担任各级各类培训工作，比如“中央电化教育馆中小学虚拟实验教学培训基地”“全国中小学校长、骨干教师网络学习空间人人通专项培训基地”等。

在数字化转型时代，学校依托信息技术实现了跨越式发展，在“双减”背景下，通过丰富多彩的教学形式、科学教育活动，实现了学生成长的“加法”。2021年12月29日，在教育部“双减”调研座谈会上，夏强书记向教育部怀进鹏部长当面汇报学校“双减”工作落实情况。时任基教司司长吕玉刚等领导实地到学校调研“双减”工作。

数字化转型为学校发展带来新的空间与契机，也对管理者提出新的更高的要求。如何让人工智能、大数据真正为师生成长服务，如何开创新的应用场景，促进学校发展提质增效，是学校管理者需要进一步思考的问题。我们会在这场数字化转型浪潮中，持续进行数字教育探索，促进学校可持续发展。