PSD圈层：学校三维数智大脑的构建与实施

       在杭州市政府大力推行城市大脑智慧城市治理的同时，学校作为教育行业首当其冲的行业与组成部分，正在不断以参与者与支援者的渗透其中。作为行业先行者开展实践与探索，在名校集团化的大背景下，很多时候，学校数据越来越受到关注和重视，尤其是以大数据精准教学为思路的个性定制化教学，让传统的数据遗失缺憾得到补足。学校大脑的构建与实施，我们一直在路上…… 问题与挑战: “红领巾梦想W城”自2014年成立以来，始终依托我校公共生活，模拟城市公共空间进行自治管理。

        近年来，随着教育信息化的普及，W城建设逐渐转向智慧校园建设，然而在转型进程中，我们遇到了以下挑战：

1.“管理散点”，W城运行亟需数智化平台 W城管理包括教师、学生、教学、安防管理等方面，传统管理方式面临种类繁多、流程复杂、数据庞大等问题，因此亟需引入先进的校园数智化管理平台，提高管理质量和效率，实现信息化增值服务。

2.“交互散点”，课堂教学亟需信息化工具 课堂是教育教学工作的主阵地，虽然我校教师能运用基本的信息化交互工具，但这些工具仍缺少先进性、集成性、融合性，还需不断探索创新，通过智慧的教与学优化课堂，发挥亮点特色。

3.“评价散点”，学生发展亟需精准化系统 随着教育改革的深入，我校学生评价体系已逐步科学化，从关注成绩转向关注学习过程。但学生的综合素养评价仍存在数据采集复杂、数据分析繁琐、反馈渠道单一等问题，因此亟需建设精准化评价系统，助力学生可持续发展。 问题解决思路： 学校大脑是建设智慧W城的根本，大脑的数据中枢能为校园管理、课堂创新、学生成长提供大数据的支撑。为此，我校立足W城大脑建设，创新开发PSD三维数智大脑圈层，即“PaaS管理脑”“SaaS智慧脑”和“DaaS成长脑”，为W城的高效运转提供新思路。
图1：W城数智大脑圈层示意图

1.“PaaS管理脑”：钉钉赋能下的校园优治 以钉钉作为 PaaS（平台即服务）底座，“智能考勤”每日对师生进行测温验码，实现健康信息记录、统计、分析、监管工作的电子化。“魔点门禁”“AIoT智能节电”融合AI人工智能技术和便捷移动端应用，形成校园智能化生态管理脑，全面守护校园安全和校园健康。



图2：智能考勤系统拓扑图


图3：魔点门禁系统图 图4：AIoT智能节电系统数据图 “请假”“外出”审批功能可以轻松提交申请，“总务报修”“物品领用”等功能让后勤管理变得高效简洁。此外，值周班级和值日教师只需在班级综合素质评价中完成日常检查反馈，班主任就能立刻在钉钉上收到通知，不仅免去每日的手工汇总，还能做到“有图有真相”，实现工作形式上的“极简”，让校园日常运行更加绿色便捷。


图5：钉钉平台智慧应用

2. “SaaS智慧脑”：软件驱动下的课堂创新 （1）全场景交互课堂 针对课堂教学存在的问题，各学科将各类技术工具作为SaaS（软件即服务）辅助课堂。语文学科借助“UMU互动”软件中的“问卷”“讨论”“作业”“词云”等功能，扩大知识分享，实现全场景参互式学习；数学、英语学科采用“同屏技术＋互动平板”，加速知识流动，高效展现过程性学习动态；美术学科引入“数字博物馆”，利用“全景漫游”，在虚拟中逛实景，做到“足不出户逛场馆”。.


图6：UMU互动平台 图7：“数字敦煌”VR馆 （2）可视化参互课堂 科学学科通过数字化可视实验系统——“朗威传感器”，通过细微数据变化，化模糊为清晰，变不可研究为可研究；信息学科融合“创客”、“无人机”、“机器人”等课程，通过可视化编程软件让课堂活起来。
图8：力传感器的使用 图9：信息“创客”“无人机”相关照片

3. “DaaS成长脑”：数字画像下的学生图谱 数字画像就是利用信息技术手段帮助全面记录与呈现学生的相关动态，也就是常说的DaaS（数字即服务）。 “天天跳绳”通过自动识别、自动计量计时实时全面采集运动数据，通过统计、排行、多维评价等形式生成学生的运动数字画像，进而帮助学生找到自己的运动薄弱点。



图10：天天跳绳数字画像 基于此，我们认为，既然学生的体育能力可以通过数字画像呈现，那心理健康、视力健康等也都能通过数据积累，绘制成学生成长的全方位数字画像。强实效性的数字画像不仅能凸显个体特征，还能在一定程度上预测学生的持续性发展。



图11：学生成长数字画像 实践成效： 1.建立了可视、可管、可控的W城管理智创圈 PaaS管理脑的构建与实施打破了原有的部门各自管理，数据无法互通、壁垒问题严重的困境，校园教学、德育、后勤等相关工作得到有序的衔接管理，无论是课程选择还是外出请假，不管是社团建设还是后勤维修，都可以在同一平台上轻松解决，校园运转更高效。不仅如此，学校的各类资源信息还实现了跨部门整合，形成了服务共享、数据互连、信息同步的智能化管理服务体系，建立了W城可视、可管、可控的运营管理智创圈。 2.形成了共研、共享、共促的课堂生成智学圈 SaaS智慧脑的应用突破了传统课堂技术应用模式单一、时空受限、板块割裂的局限，为我们构建了新型课堂：多场景、跨时空、全融合的立体可视教学场景协助师生不断开展专业化教学，打造了“教、学、练、测、评、研”全链条的教学环节，构建自动化学习的智慧课堂，形成了共研、共享、共促的课堂生成智学圈。

3.拓宽了多维、多元、多效的学生成长智能圈 DaaS成长脑采集学生过去、现在的数据，合理预测将来的数据，通过全周期分析，为不同学生定制不同维度的个性化数字画像。学生的个性特点通过数字画像清晰呈现，教师可依据学生特点构建个性化教育场，学生可依据需求选择适合自己的个性化学习场，为学校教育、班主任工作提供了切实有力的抓手。此外，全方位的学生数字画像也在家校互动环节发挥了巨大功效，帮助家长持续记录孩子的个性化动态成长轨迹，全方面促进每一位学生的综合能力发展。 案例创新点： 我校确立了“PSD圈层”的学校信息化建设特色，通过“PaaS管理脑”“SaaS智慧脑”和“DaaS成长脑”的建设，致力于打造W城三维数智新体系，充分展现了以校为本、整校推进、基于课堂、数据驱动等特点。

1.化“人治”为“数智”，实现资源配置的精准 W城作为育人载体，不断颠覆传统管理模式。在PaaS管理脑赋能下，实现了数据的在线查看，实时更新和线上线下共同监管。学校管理打破原有组织壁垒，通过数字化转型实现资源精准配置。

2.转“填塞”为“萃取”，打破课堂教学的闭环 通过SaaS智慧脑构建良性学习机制，开创新型学习方式，让知识流动起来。同时将人工智能、大数据、虚拟现实等技术融于日常教学，创生智能课程，重塑师生角色，变革教学流程，重构学习生态，促进教学改革与创新。

3.变“静态”为“持续”，激发个性发展的潜能 借助DaaS成长脑，基于学情图谱、数字画像，对学生的综合素养做出增值性评价。在持续的数据中，立足学生全面而富有个性的发展，记录动态成长的全过程。