基础教育数字化发展研究｜罗明勇 陈平：教育数字化转型背景下智慧校园发展逻辑与供给生态优化研究
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罗明勇 陈平.教育数字化转型背景下智慧校园发展逻辑与供给生态优化研究[J].中国教育信息化,2023,29(6):104-110.DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2023.06.013
基础教育数字化发展研究
教育数字化转型背景下智慧校园发展逻辑与供给生态优化研究
罗明勇 陈 平
摘 要： 基础教育阶段智慧校园经过近10年的发展，已取得较好成效，但面对疫情与新的教育发展理念，其支撑与服务能力捉襟见肘，技术供给生态不足以支撑信息技术与教育教学的深度融合及创新发展。而教育数字化转型战略的提出，为突破信息技术与教育深度融合的“最后一公里”指明方向。智慧校园需要重塑发展逻辑与技术供给生态，加快构建形成技术与教育双向驱动机制，有力支撑学校教育高质量发展。结合学校智慧校园发展实际，分析智慧校园支撑业务运作的三个层次，提出新一代智慧校园发展逻辑及关键要点，并提出新一代智慧校园技术支撑框架及核心内容，呈现基于该技术框架所形成的智慧校园供给新生态与发展新样态。
关键词： 教育数字化转型；智慧校园；教育数据中台；教育应用工厂中图分类号： G434文献标志码： A文章编号： 1673-8454（2023）06-0104-07作者简介： 罗明勇, 北京师范大学第二附属中学高级教师，硕士（北京 100088）；陈平，通讯作者，北京师范大学科研院副处长、教授级高级工程师、硕士生导师（北京 100875）基金项目： 2018年赛尔网络下一代互联网技术创新项目“IPv6网络环境下教学网站和信息系统安全解决方案研究”（编号：NGII20180603）
一、引言
在国家教育信息化系列政策，尤其是教育信息化2.0政策驱动下，智慧校园建设作为学校推进教育信息化发展的主抓手，在智慧校园环境建设，以及教、学、管、评、测等业务体系建设方面，取得丰富成果，信息技术与业务融合局面已基本形成。但在我国教育数字化转型、促进教育高质量发展的战略背景下，智慧校园技术支撑与应用供给面临诸多挑战，智慧校园建设逻辑与供给生态亟需升级。本文基于学校实践案例，分析智慧校园发展现状、主要问题与阶段诉求，结合对教育数字化转型的认识，提出智慧校园发展新逻辑、技术支撑新框架、应用供给新生态，以支持学校教育改革与创新发展，有效推动国家教育数字化转型战略在学校中的落实。二、智慧校园发展现状与主要问题
（一）发展现状
在国家、市区教育信息化系列文件指导下，中小学智慧校园建设取得丰硕成果。以北京师范大学第二附属中学为例，学校基于人文自主的校园文化特色，带着对教育独特的理解与认识，明确“构建良好的智慧校园应用环境，服务教育教学模式创新及师生个性发展”的智慧校园建设宗旨，提出融合业务体系、构建智慧校园五个中心的基本构想，深入开展智慧校园建设。[1]经过多年的努力，学校建成泛在网络支持环境、教育教学支撑体系（如走班制教学管理平台、慕课学习支持系统、网络阅卷与成绩分析系统、综合素质评价系统等）、办公协同与管理服务体系（如预算与财务报销管理、低值易耗品管理、办公协同通信系统等），构建形成面向走班制教学场景的学业过程管理应用闭环，学校已形成信息技术与教育教学融合应用的基本面。
（二）主要问题及原因分析
尽管智慧校园建设取得丰富成果，应用也富有成效，但从技术给予教育的增值价值及促进教育发展视角看，基础教育阶段的智慧校园普遍存在一些典型问题，在教育数字化转型背景下，若不能很好地解决这些问题，则不能持续有效支撑教育教学深度变革。
1.智慧校园应用形态问题
智慧校园应用形态决定应用功能的易触达性与便捷性、应用数据的开放度，直接影响师生融合应用的效率。在当前大多数智慧校园应用中，“烟囱式”应用形态较多。所谓“烟囱式”应用，是指应用系统中的功能模块、应用权限与应用数据自成一体，被封闭于各自软件结构体系中，各应用内部的功能模块呈层次化分布，且层次较深，不同应用间的数据缺乏整合与关联，应用间自动协同机制欠缺。“烟囱式”应用的优势在于功能结构非常清晰，但此优势也致使用户操作烦琐，尤其当多个应用系统汇集于智慧校园环境中时，不同应用间的功能模块切换变得很复杂；各应用系统数据融通、功能关联较弱，使用时存在大量重复操作现象，业务工作效率降低，进而影响学校教育信息化深入推进。
致使智慧校园普遍存在“烟囱式”应用现象的原因错综复杂，既涉及智慧校园内涵认识，又有顶层设计、建设理念与机制、建设模式、市场供给、技术生产能力等多重因素彼此制约，如良好的顶层设计，因落地层面受项目管理主体或执行主体认知局限的影响，而无法有效贯彻；同时，还有受不同时期智慧校园发展政策、资源条件影响的因素。
2.所建应用在适配教育场景方面打造不够
当前，大多数智慧校园应用都是基于特定场景特定情形下的需求打造的。一方面，对变化多端的场景适应度不够，忽视教育场景的业务闭环建设，致使应用缺少必要的过程性数据共享与智能协同，对提升业务整体效率的作用有限；另一方面，应用系统不支持教育教学场景整体切换，如针对疫情期间大规模线上教学，智慧校园还不能有效应对。
3.应用系统的过程性数据发挥的作用弱
从教育信息化推进过程看，一直以来，应用关联方或执行主体普遍重视软件应用的结果数据，习惯性忽视业务融合过程中对中间数据的利用，而这样的中间数据，恰恰有着驱动业务过程优化的意义，从而致使过程性数据未能有效发挥应有的价值。例如，针对学生自主选课，一般学校主要关注选修课申报、学生在线选课、选课录取，以及在线查看选课结果等节点性数据，对学生选课行为的过程性数据关注较少；而选课的过程性数据，蕴涵着学生对课程领域或内容的偏好情况，反映学校课程供需匹配程度，利用好这样的数据，有利于学校调节开课内容或课程供给方式，以更好地满足学生个性化成长需求，并促进学校多样化办学。忽视过程性数据，自然也会忽视过程性数据对促进业务工作及时改进的意义；反馈到应用建设层面，过程性数据自然被封装于相应软件体系中，针对过程性数据的开发工作将被忽略。
教育信息化推进过程，本身就是信息技术与教育教学融合实践与认知的过程，受传统观念、认知局限与惯性思维等多重影响，出现上述系列问题是不可避免的。但是，在加快建设教育高质量发展体系、实现教育现代化的征程上，学校教育改革与创新举措扑面而来，教育改革面临诸多小而新的需求，进而对技术细节高标准的诉求愈发强烈；2022年初教育部提出教育数字化转型战略，“把教育信息化作为发展的战略制高点，以教育信息化推动教育高质量发展，以教育信息化引领教育现代化”。[2]而上述系列问题已影响智慧校园进一步支撑学校教育改革与发展，重塑智慧校园发展逻辑与技术支撑体系，改善技术供给方式与生态，对学校教育现代化发展具有重要意义。三、新的智慧校园发展逻辑
（一）智慧校园支撑业务发展的层次
智慧校园发展逻辑，决定智慧校园发展样态及其助力教育发展的高度。从过去智慧校园支撑教育教学业务运转视角看，智慧校园支撑业务发展蕴涵三个层次。
第一个层次是按业务线下运转逻辑支撑其向线上转移。当前智慧校园的大多数应用都属这种支撑形式，即用技术固化业务传统操作流程与经验，当业务有变化需求时，技术很难调整与适应，或调整周期漫长，技术支撑业务的效能相对较低。
第二个层次是以服务形式支持用户按需聚合业务功能。教育发展的需求不同，这就要求技术应用在支撑发展过程中具有灵活性，以能够较好地应对教育改革与发展。从疫情期间的大规模在线教学实践看，基于业务场景、聚合度好的应用，反响效果好；反之，应用统整与智能协同的改进诉求较高。目前，处于这个层次的智慧校园应用还不多，主要受限于智慧校园基础技术支撑能力。
第三个层次是在第二个层次的基础上，技术支撑体系能够很好地将应用过程与结果数据所蕴涵的教育信息反馈出来，可以有效助力业务水平螺旋式提升。目前具有该层次支撑能力的智慧校园应用稀少。
从国家教育信息化政策看，信息技术不能仅仅停留在支撑业务发展层面，需要进一步引领教育走向现代化。因此，智慧校园支撑能力需要迈向第三层次，具备快速响应实际需求的能力并实现数据反馈智能化，来支撑与牵引教育改革与发展。从教育实践看，在新的教育发展理念与政策引领下，当前学校教育实践创新的源动力很足，衍生出各种各样的需求，对此智慧校园技术支撑体系应该具备低门槛的应用生成机制，能及时响应需求，并生成适切的应用。
（二）智慧校园发展逻辑的关键点
新时代的智慧校园发展应立足教育数字化转型战略，在教育改革与发展逻辑指导下，聚焦育人效能与质量提升，做好技术按需支撑与深度融合服务，同时强化应用数据的智能分析与反馈，突出对教育高质量发展的牵引价值。在此特别强调智慧校园发展逻辑的几个关键点。
1.要立足教育数字化转型战略
这是智慧校园进一步发展的基础，过去政策一直立足信息化视角来驱动信息技术与教育教学的深度融合，在操作层面不同管理渠道都在主导各自业务信息化，实践过程中出现偏差，即教育信息化太过于关注各自业务的信息化过程与结果，太关注业务局部要素的融合，而对事业全局性协同、系统性关联的影响与认识研究得不够，实践得不充分，致使信息技术应有的效能未能完全有效地释放出来。教育数字化转型强调“系统性变革”，即强调“教育全要素、全流程、全业务和全领域的数字化转型”“根本任务是价值观优化、创新和重构，以形成组织和机构的数字化意识和数字化思维为目标”“构建智慧教育发展生态、形成数字治理体系和机制”。[3]
2.要立足教育发展逻辑去构建教育与技术双向驱动机制
教育信息化发展一度出现过信息技术主导的发展逻辑，致使实践层面，出现教育与信息技术“两张皮”现象。[4]师生使用负担重，教育信息化推进受阻；而信息技术与教育融合理念，让信息化应用从建设到使用整个周期，都有用户全程参与，教育信息化推进得以顺利进行。目前，教育信息化正处于信息技术与教育的深度融合与创新阶段，政策要求强化教育信息化对教育现代化发展的支撑与引领作用，这就需要用教育发展逻辑，驱动信息技术与教育高效有益融合，最大可能释放信息技术嵌入业务框架的育人价值，有效建构起教育与技术双向驱动机制。
3.要以人为本，构建智能服务型应用支持环境
智慧校园建设要面向创新型、智慧型人才培养，要融合业务提供便捷的支撑服务，增强用户操作体验，这是打造技术体系的出发点。在实践落地层面，需要基于服务视角，打造以人为本的微应用支持体系，让数据、信息、应用能够基于用户岗位角色进行智能聚合；倒推至设计与规划层面，需要基于问题与发展视角，面向各类用户，协调、集聚校内各方力量，引进社会化力量，打造师生认同的、以良好体验为中心的服务型智慧校园。
4.要立足技术生态重塑，赋能教师自主搭建适切自身需求的应用
这里强调的重塑学校技术生态，其基本要义就是增强智慧校园技术支撑能力，让技术建设或调整周期能够适配业务变革的需求，其核心任务就是重塑智慧校园基础底座，构建可视化的数据对接中台与融通中枢，形成数据自动流转、智能汇聚、按需生成数据资产的机制；同时，构建形成可视化的教育应用工厂，让新应用的生成与调整不再过度依赖专业软件工程师，教师通过简单培训就可自主搭建或调整自用应用，从而大幅降低软件应用生产周期与成本，改变技术供给模式。
四、新的智慧校园技术支撑框架
基于智慧校园发展逻辑，本文提出新一代面向服务的智慧校园技术支撑框架，下面就该框架中的核心能力做简要解析。
（一）智慧校园应用集成与门户生成框架
应用集成与门户生成框架是智慧校园应用门户生成、应用集成与管理的基本技术框架，其主要目标是构建形成师生个性化应用门户或空间，如图1所示。它应在学校智慧校园标准与规范体系、安全保障体系的约束下，基于学校基础数据，通过应用门户定义与生成技术、应用集成技术、单点登录与统一认证技术等，面向用户个体提供适合其身份的应用门户，同时支持多终端、多类型用户访问。为支持集团化办学模式，考虑集约建设，该技术框架应具备差异化的应用门户设置与管理机制，最终打造形成“1+N”的应用局面，即一套技术体系、多校区差异化使用格局。
在技术能力上，应用集成与门户生成框架应提供用户个性化门户空间组件与通用工具，支持师生便捷协同；提供统一消息接口与信息推拉工作机制，以有效接管各平台中的应用动态信息，使师生及时感知业务动态；提供微应用管理与可视化集成机制，降低学校对专业技术人员的依赖，提高信息化应用上线效率。
（二）教育数据中台
教育数据中台，是数据中台在教育领域中的应用。数据中台是以数据为中心，在数据集成的基础上以服务的方式为业务平台的构建提供便利，实现数据对应用业务的价值。教育数据中台是消除应用数据孤岛、畅通数据流转、激活数据价值的关键平台，可以支撑具有无限可能和想象力的数据应用。[5]教育数据中台的核心能力体现在对教育数据的汇聚、打通、可视、使用方面，可实现对教育数据价值的深度挖掘，并通过让数据说话、让数据赋能教育，发挥数据要素的价值。[6]
从技术表征看，数据中台应具有不同来源数据可视化引入（支持在线接口式引入、数据库对接引入、离线数据引入等多种方式）与对外标准化供给、接口可视化融通与汇聚、主题数据模型生成、数据可视化呈现等功能，并提供数据驱动引擎与运维监控。教育数据中台的有效应用，将盘活学校业务数据，为新一代人工智能全面施力于教育奠定坚实的基础。教育数据中台技术框架如图2所示。
（三）教育应用工厂
受限于基础教育阶段的人力资源，学校信息化应用建设普遍以软件开发外包形式或购买软件服务方式进行，学校普遍会面临软件开发周期较长、软件交付后调整困难等问题，很难应对学校教育改革与发展中的灵活需求。在新一代智慧校园技术支撑体系中引入应用工厂，通过技术可视化赋能，让软件生产从程序代码实现方式转向以图形化编程为主体的低代码或零代码实现方式，以降低教育场景下绝大多数应用软件的开发门槛、周期与成本，赋能教师根据需要，经简单培训，即可通过拖拉拽方式，自主构建相应场景下的教育微应用，从根本上改变教育应用供给方式，塑造全新的智慧校园技术与应用生态。
教育数据中台与可视化应用工厂，是新一代智慧校园技术支撑体系中的核心组成部分，在教育数字化转型背景下，其应属于学校智慧校园基础底座中的关键内容，属于支撑、引领学校相关领域改革与发展的新基建。可视化应用工厂功能结构如图3所示。
五、智慧校园供给新生态与新样态
新一代智慧校园技术体系将打造全新的技术供给生态与应用样态。
首先，过去智慧校园最大的痛点就是如何打通数据堵点、使数据自然流转畅通，新一代智慧校园技术框架体系所塑造的全新智慧校园基础底座，可以有效解决此类痛点。它既能兼容过去已有的独立应用，通过数据接口融合或数据库对接形式，构建其与智慧校园底层数据的联通，又能基于底层数据的唯一性与权威性，借助数据关联技术，较好地提取应用内或应用间的过程性数据，促使其在育人场景下的有效运用。
其次，在教育数据中台的作用下，业务数据自然流转加速基于学校场景的业务闭环塑造，增强业务动态感知，促进业务的高效实施。同时，依托数据中台，可以从杂乱无章的教育数据中，构建系列有教育价值的主题数据，并借助数据可视化技术进行呈现，可以有效促进教育工作的改进，切实体现技术对教育改革的支撑与牵引价值，提升学校现代化治理能力。众所周知，数据是新一代人工智能的原料，教育数据的有效积累与沉淀，为人工智能在教育领域的有效应用及潜能释放奠定基础，能够更好地助力学校教育教学改革，推动个性化教育的实施。
最后，应用工厂的部署，一方面使教师能够像设计教学课件一样，自主搭建符合需求的应用软件，从而改变过去学校教育软件的技术设计与供给方式，大幅缩减软件建设周期与成本，同时也能够促使上级行政部门改善对学校教育信息化建设的投入方式；另一方面塑造学校智慧校园技术生态体系，智慧校园将朝着优化服务与治理方向发展。
六、结束语
新一代智慧校园技术支撑体系围绕打通数据堵点、畅通数据流转痛点的问题入手，立足教育发展逻辑，构建融应用集成与门户生成框架、教育数据中台、教育应用工厂为一体的智慧校园数字基础底座，优化智慧校园技术供给生态与服务生态，为形成教育与技术双向驱动机制提供可能。
参考文献：
[1]罗明勇.建泛在数字环境 筑个性化教育梦——基于师生共同发展的智慧校园建设实践与探索[J].中国教育信息化,2015(13):7-9.
[2]高毅哲.以教育信息化推动教育高质量发展[N/OL].中国教育报,2022-02-22(01)[ 2022-09-19].http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2022-02/22/content_605623.htm?div=-1.
[3]黄荣怀,杨俊锋.教育数字化转型的内涵与实施路径[N/OL].中国教育报,2022-04-06(04) [ 2022-09-19].http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2022-04/06/content_607611.htm?div=-1.
[4]季明明.牢牢把握国家教育信息化战略的精髓[J].基础教育论坛,2020(27):4-13.
[5]“数据中台关键技术与系统研究”专辑导读[J].华东师范大学学报(自然科学版), 2020(5):6-8.
[6]马晓玲,等.教育数据中台系统模型及其应用研究[J].现代教育技术,2021,31(11):63-71.
Mingyong LUO1, Ping CHEN2
（1.The Second High School Attached to Beijing Normal University, Beijing 100088;2.Scientific Research Institute, Normal University, Beijing 100875）编辑：王天鹏 校对：王晓明
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期刊简介
《中国教育信息化》创刊于1995年8月，是由中华人民共和国教育部主管，教育部教育管理信息中心主办，面向国内外公开发行的国家级学术期刊。期刊内容力求全面深入地记录我国教育信息化的建设进展、研究与应用成果和行业发展状况，开展我国教育信息化发展状况调研和教育信息化国际比较研究，服务于国家教育宏观决策；力求全面准确地把握教育信息化相关的方针政策和标准规范，及时追踪ICT前沿技术的发展趋势及其与教育的融合，深度挖掘教育信息化建设与应用的体制、机制创新，服务于我国教育信息化实践。
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