面向未来学校的信息化应用策略
钟永江 游业强
编者按：2018年教育部颁发了《教育信息化2.0行动计划》，要求：教育信息化由过去的融合应用向未来的创新发展演变;信息技术和智能技术深度融入教育全过程，推动改进教学、优化管理、提升绩效;努力构建“互联网+”条件下的人才培养新模式，发展基于互联网的教育服务新模式，探索信息时代教育治理新模式。
为了贯彻《教育信息化2.0行动计划》精神，帮助广大读者进行创新应用，本栏目将推出面向未来学校的系列应用案例。因为，只有面向未来学校，才能在变革和创新教育教学模式的视角下思考信息技术的深度融合和应用，改变一直以来面向传统课堂的信息技术应用策略，思考变革教育后，如何将技术作为基础设施悄无声息地应用于教育活动中，实现创新发展。
● 未来教育趋势
人工智能技术的发展，将使得未来教育发生重大的结构性变革，具体变化形态是多样的、无法预测的，但从技术视角观察，主要有以下发展趋势：
①去中心化。随着技术的发展和优质资源的逐渐丰富，教育教学的空间也相应发生变化，即从单纯的物理空间向物理和虚拟空间相结合的方向发展，教育教学活动越来越以学生为中心，课堂教学呈现去教师中心，主题活动呈现去班级中心，自主学习呈现去学校中心。
②泛在化。随着网络基础支撑的发展、优质资源的丰富，微课程、微游戏、微学习让知识分解，学习变得简单。学生学习变得随时随地，无处不在。
③个性化。面向大规模的学习者群体，建立促进个性发展的教育体系，更关注个性化、多样性和适应性的学习，是未来教育发展的基本趋势。
④智能化。未来教育要关注人机协作的高效教学，未来的学习将会通过记录学生学习过程的大数据，诊断、记录学生学习状态，根据学生学习状态来推送相应的学习资源，通过学习软件认识更多志同道合的同学，实现自适应的学习。人工智能在教育中的应用与研究将借鉴吸收学习科学领域的最新研究成果，在借助人工智能技术更科學全面地了解学习过程的基础上，建立更准确的学习模型，使教育更加智能化。
● 未来学校模式
1.翻转课堂
翻转课堂将会成为未来学校基本的教学模式，非常适合物理空间和虚拟空间相结合的混合式学习，是未来学校的主体应用模式。
2.横向纵向模式
把信息技术作为基础实施，变革现有课堂结构。
横向：某一学科任课教师教授年级所有班级的课，实现学校优质教师资源最大化，其他教师主要做好辅导工作;或学年某学科每位任课教师讲授最擅长的教学内容，其他教师主要做好其他内容的辅导工作。
纵向：一位教师在技术支持下负责某一班级所有学科的教学任务。学生主要利用技术进行自主学习，教师只是起到组织作用，学生遇到某一学科解决不了的问题，可以同步或异步找相关学科权威教师进行解答。
3.综合课程模式
未来学校在完成国家课程的同时，要开发大量生成性的校本课程，特别是与家庭、学校和社会结合的劳动课程、具有文化底蕴的中国优秀传统文化课程以及面向未来的科技创新课程等。这类课程不是独立开发的，而是要结合国家课程在内容、评价、实施上统筹考虑，其实施场地具有多元性和虚拟性，其评价也更加强调即时性和综合性。
● 技术运用策略
未来学校应构建适应教学实际情况、利用信息技术支撑的教育环境，总体思路如图1所示。
教育的本质是为了学生的发展。教育根本的目标是让学生掌握一定的科学文化知识，具备一定的解决问题的能力，同时具有一定的品德修养。要完成这样的目标需先分析技术和人在学习和教学过程中的优势和劣势。高效的教育应该把低情感、共性的学习内容通过技术来完成，把高情感、个性的学习内容通过人来完成。因此，结构良性的知识可以通过技术自主学习完成，结构不良的复杂的学习内容可以通过主题学习或以项目驱动的形式来完成，（如下页图2）。
明晰了教育的本质，就要设计完成达成教育的课程体系。一直以来，学生过多地依赖书本知识的学习，缺乏必要的实践环境，对于能力的培养，学生主要缺乏实践经验，特别是缺乏中国优秀传统文化基因的实践环境，所以教学应将知识与生活、知识与具体实践相结合。教育要转变过分注重知识学习、轻视实践体验的状况，而STEM课程可以增加学生动手实践和体验感悟的机会，让学生密切与自然、社会、生活的联系，用完整的视角去发现和解决问题、体验和感受生活，培养学生的创新精神和实践能力。因此，需要构建提供多种含有中国优秀传统文化基因的STEM创客空间，实现科学课程再造。
例如，笔者结合中国传统文化构建以思维创客空间为中心的“九艺”创客空间。思维创客空间主要体现编程等抽象思维与现代技术的结合，利用机器人、无人机、中国锁、九连环等中国传统民间益智游戏，让学生了解相应的工作原理，体会技术与生活的关系，掌握基本操作的技术和方法，提高编程能力和操作水平。而“九艺”指的是农业、布艺、厨艺、木艺、陶艺、铁艺、草艺、演艺、声乐。通过中国传统工艺，感受中国智慧，培养文化认同、践行中国文化。
现在的课程体系更注重知识传授，在能力培养和品格形成方面存在不足。而要让学生具备较强的解决问题的能力和形成完善的人格，必须遵循不同教育内容的教育规律，学生解决问题能力的形成，只是依靠单一的课程设置很难完成，必须还原综合的问题场景。因此，面向人文的CACH（CACH课程开创性地把Culture、Art、Chinese、History多学科融合，多维度培育学生人文素养）综合课程是个很好的选择，在实施上则需要依托虚拟空间来支持。
在CACH虚拟空间中，学生课下参与文化课程的建设和欣赏，个性地选择自己感兴趣的课程，和其他学生组成学习共同体来学习。利用人工智能相关技术精准推送学习资源，学生进行自主学习，对于遇到的问题，可以自主查找资料探究学习，也可以和本班同学进行小组合作学习，还可以根据教师的微课指导进行分层学习。课上，教师利用云学习系统了解学生的学习情况，通过专题学习，让学生亲手搭建、亲自体验、亲身感悟。通过寻找文化元素来搭建虚拟空间，通过艺术加工美化虚拟空间，通过美文体会来分享学习经验，通过涤荡心灵来提升历史价值，总之通过动脑、动手、动心，实现灵魂的洗礼。对于科学学科的学习，可以参加创客空间，对于人文素养的提升，可以选择参与文化创客活动，并通过PBL学习系统管理学习过程。
基于以上认识，在未来学校视角下，未来信息技术的应用更应从以下几个方面入手。
1.数据驱动
以前，人们更关注教育内容的信息化，如今，大数据技术的发展为收集学生学习过程数据提供了便利，这样就可以了解每个学生对每个知识点的掌握情况，生成关于学生的知识图谱、行为习惯数据。
2.技术作为学习工具
技术既是教师教学的工具，也是学生的学习工具。学生可以利用技术录制短视频等，可以在社交软件支持下交流情感、寻找学伴、通过语音识别技术进行语言学习等，技术成为学生进行学习、表达、交流、展示、欣赏的工具。
3.再造虚拟学习空间
未来学校，除了物理实体外，还对应有镜像虚拟空间。这里网络就是基础设施，学生可以建设文化空间、心灵空间、艺术空间等，还可以组建各种学习社区，实现跨地域、跨国际的任务驱动学习。
未来学校的Artificial Intelligence中，关键的不是Intelligence，而是Artificial，是来自人类的反省与人类的干预。我们需要保证的是人类整体的进步，而不仅仅是技术的创新，我们必须确保Tech for good，Leave no one behind。
在今后未来学校的研究过程中，要改变“知识就是力量”的传统观念，改变简单的“知识累积”似的学习方式，要突出“人的主体地位”，发挥人的“自由意志”之创意、创新的驱动能力，重构“价值”与“经验”知识系统，也就是自由选择与价值判断的自主精神及综合能力，从而推进机器的人化，不是人的机器化，最终实现人的“自由与全面”发展。我们要注重技术的应用，解决教学中的实际问题，通过真实有效的反馈数据，来改进与完善理论与技术在教育中的应用，以便其更好地服务于教师的教和学生的学。
