“学校大脑”催生未来学校

慧聪教育网 2020-09-23 08:33 来源：中国教育报

【慧聪教育网】整合沉淀的历史数据，根据数据分析报告调整教学方案，个性化地设计教学、精选作业、答疑反馈……2000多名学生，要完成如此浩大的工程，需动用多少人力？然而疫情期间教师居家办公的特殊教学环境下，浙江省杭州市建兰中学的一个教育创新项目，凭一己之力完成了看似“不可能的任务”。

它，就是“学校大脑”。

数据场景，无处不在

学校大脑是什么？建兰中学校长饶美红给出了最简单的解释：这不是一套设备、一组软件，而是一种基于人工智能技术的全新数据生态，以此更为精准地实现学生的个性化学习。

与建兰中学合作的，是“银杏谷”数据大脑团队，该团队期待在教育场景中落地“城市大脑”理念，让科技助力教育发展。中国工程院院士王坚是杭州“城市大脑”的总架构师，他在建兰提出“每天为学生节省一个小时，让学习更加轻松快乐”的想法与建兰中学多年“减负提质、精准教学”的倡导不谋而合。2017年底，学校大脑正式落户杭州市建兰中学。

大脑要思考，数据是本源。

建兰中学开始在校园的各个角落、教育教学的各个环节营造数据场景。以数学课为例，教室里有专用设备对准讲台，录入教师上课的课件、板书以及讲课的声音，作为教学过程重要的数据资源。学生在课堂上的回答情况、学习状态教师可通过“班级日志”里类别项目进行评价，并可自动汇总，为教师了解学生行为提供最原始的依据。课后作业时，老师可以选择各种作业模式，如二维码自主批改模式、扫描模式、拍照模式等，通过各种方法，学生的学习数据自然留在“大脑”里。每一天，每一课，一学期下来单个学生的数据包就形成了，这是学生成长的印迹。

再加上学生人手一张的一卡通，可以自由出入餐厅、咖啡吧、兰语书吧、自助打印等场地。卡刷到哪里，数据就跟到哪里。据了解，建兰大脑以课程理念构建了学生能力9大板块、66个维度，相对应的都有大数据的支撑。

数据中枢，智能处理

“数据是冰冷的，如何将数据转化成教育资源，这就需要AI大脑的智能化处理。”饶美红说。

建兰中学有个看得见的“大脑”。走进该校六楼的STEAM教室，一块巨屏夺人眼球。屏幕分为五大板块，最显眼的是正中间的学生“成长树”，通过对数据的汇聚处理，为每个学生进行数据画像，呈现为一棵动态生长的树。每一条树干、每一片枝叶都对应了多元智能理论下的每一种能力取向。基于对每个学生的画像，巨屏上又衍生出了教师画像、班级画像、学科画像等其他板块。操作者可随时调看某一板块，并展开其背后的数据包，呈现客观、图文并茂。

巨屏背后，则是建兰中学那个看不见的“大脑”。学校成立了一个专门的业务部门——数据资源部，由蔡艳明领衔的技术团队一起介入学校的各项工作，将具体工作数据化，并设计成相应的计算参数和模块。

“学校大脑是城市大脑在教育领域的落地，必须搞清楚数据所反映的教育价值。只有懂教育，才能赋予数据正确的含义。”蔡艳明说。于是，在建兰中学的教室、教师办公室、会议室，时常能看到技术人员参与教育教学过程的身影。

据统计，建兰中学学校大脑运行两年多来，已产生了2000多万条数据。

再生价值，场景进化

在和蔡艳明的交谈中，记者获悉了一个全新的概念——涌现，这也是人工智能的奇妙之处。通俗来讲，数据积累到一定的量级，人工智能就能计算出结果或给出方案。人们运用这些结果和方案后，就会产生新的数据场景，给人工智能“喂养”新的数据。如此往复，数据越来越丰富，计算越来越智慧，再生价值也会不断涌现。

就拿建兰中学的学生作业来说。老师把学生的作业扫描上传到学校大脑，学校大脑根据每个学期校本作业使用数据计算，为教师修改校本作业提供数据支持，使得校本作业真正为学生精准化服务。同时，校本作业的精准化，也让学生作业发生变化，“做有效的题目，不再陷入题海里”。另外，精准计算，为个性化学习指导提供了依据，学生可以有不同的作业题目，而且愈加接近个体学习的“最近发展区”，从而也减少了因为估计和盲目留作业而产生的作业负担。

同样，教师的教育教学也在进化。比如传统教学《压力压强》时，教师先进行前测统计，发现学生哪些前概念是模糊的，然后有针对性地授课。现在，教师先通过学校大脑找到上届学生这门课的作业得分率，采用倒推的方法，找到学生学习这块知识的薄弱点。科学教研组分析后，创新了玻璃杯贴膜、观测脚印这两个小实验。教学完成后，再将上届的测试卷进行测试，对比两届的测试数据发现相应知识点题目的得分率有了较大提升。

目前，杭州市建兰中学的“学校大脑”已在浙江省10多个学校推广，这些学校配备了类似建兰中学的硬件条件，建设属于自己学校的大脑，在日常教学中已进入应用阶段。