郑州第七高级中学从2016年开始使用智慧课堂教学，在2018年秋季实现高一至高三、国际部所有师生的覆盖。三年来，智慧课堂实现规模化、常态化的使用。智慧课堂和大数据的运用使学校教学决策数据化，老师精准教学、学生个性学。
并且基于大数据的学校大脑于2019年12月底投入使用，收集学校“教、学、考、评、管”五个维度数据，为学校教育、教学、管理等提供决策支撑。真正解决校园管理高效协同、校园环境全面感知、校园教学资源共享、校园学习生活个性便捷，实现“校长智校、教师智教、学生智学”。
回顾近几年郑州七中发展的历程。近几年来，学校的教育教学质量和高考成绩逐年攀升，学校的办学理念和成绩得到了社会各界广泛的认可、影响力越来越大。对郑州7中教育教学发展成果为三个层面：
实践系统——课堂观察、教学诊断、三度教学、智慧课堂。对一堂好课，现在的评价和过去的评价发生了质的变化，过去是基于经验去评价课前、课中、课后。现在老师基本上是用数据评价，用数据指导教和学，例如学生数次考试的名次、每一道题的正答率、知识点掌握的情况等，都是通过大数据进行展示，这样就实现了教师精准教、学生精准学。
评价系统——抓住评价，提升教学质量。在教、学、评一体化中，要达成的认知就是学科建模，学校的教育教学质量模型、年级管理模型等。用数据建构模型，这样才能实现精准地教、精准地学、精准地评。把握好教、学、评的一致性，将研究向深处、向远处推开，努力提高课堂的站位，这样才能适应新课程、新教材、新高考，不断提升育人品质。
二、主要做法及创新举措
2.1教学评一体化的研究
2019年6月，国务院办公厅发布《国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》，强调深化课堂教学改革，推进信息技术与教育教学深度融合，加强教学研究和指导。
2.2系统构建“五育并举五育融合”博雅课程体系
在深化信息技术在教育各领域的应用，实现师生减负增效方面，我校坚持以人为本，以学生发展核心素养、学科核心素养的形成与发展为目标，依据普通高中课程方案设置各学科课程，严格执行国家新课程，有机融入学校特色课程，重构“五育并举五育融合”博雅课程体系，统筹三类课程的三年计划安排，引导学生学好必修课程、修好选择性必修课程、研好选修课程，保证学生全面而又个性的发展。
2.2.1理念根植，人人应用
通过智慧课堂平台，打通教学全流程：课前、课中、课后实现了有机融合：课前，我校学生通过系统提交预习任务，老师可即时查看预习情况，预设教学重难点增加课堂效率;课中，通过手中平板开展形式多样的互动，教师实时掌握学生的知识点掌握的情况，及时调整授课重点，实现了教师精准教、学生精准学;课后，基于学情数据，老师分层布置练习题，实现“双减”之下的分层个性化教学。课外，开展多项兴趣课程，推送相应课外教学资源，让学生实现全方面发展。
图：智慧课堂授课
截止2021年9月我校高中教师利用智慧课堂共发布9.7+万次课前预习，实现35+万次课堂互动。
2.2.2构建智能数据决策中心，打造新型校园生态
学校结合自身特色，推进智慧校园建设，构建智能数据决策中心，科学合理利用学校整体数据，满足各部门需求，为师生们提供数据服务，为学校领导提供全局性的数据统计分析和决策支持。通过理论框架模型的试点验证与迭代优化，促进教学、教研、教育管理和生活服务的流程再造与系统重构，实现信息技术与教育教学的深度融合，提高教育教学质量和教育管理决策水平，最终形成“可感知、可诊断、可分析、可自愈”的新型校园生态。
2.3系统构建“数据驱动精准教学”博雅教学体系
2.3.1学情分析、精准教学
我校采用先扫后阅、先阅后扫、智能批改、拍照采集多种数据采集方式，并针对英语作文、英语短文改错题、英语填空题、数学填空题自动评分，在联考、期中期末考、月考等考后，系统会形成联考报告、学校报告、学科报告、班级报告、学生报告等多层级分析报告。
图：学科学情分析
图：班级学情分析
通过阶段性的学科学情、学生学情、学业分析、教学监管等模块分析，自动呈现每个班级、每个学生的学情，为授课教师进行精准教学提供数据支撑。
通过采集分析考试数据，为学生提供个性化学情诊断，包括历次测验的学业发展轨迹、知识点掌握情况，帮助学生直观了解学科知识漏洞，以便查漏补缺，不断丰富学生成长记录，形成个性化学习档案。
图:学生个性化学习追踪
依托AI+大数据能力，基于网络环境的练习平台，为我校学生提供同步课时练、校本练习、英语听说专练、英语智作文、学习任务、答题卡练习等练习模式。
2.4系统构建“数据驱动精准教学”博雅评价体系
教-学-评一体化强调评价要贯穿于教学的始终，教学过程与评价过程融为一体；教-学-评一体化的课堂教学评价倡导在教学中采用多样的评价方式，通过多种评价方式间的相互融合与补充，充分发挥评价促进教学的作用。借助大数据精准教学系统、个性化学习手册的教育信息技术和“教—学—评”一致性理论，实现大数据驱动下精准的教、个性化的学、有效的评相统一，持续优化教学过程和教学效果。
2.4.2常态化应用与效果
借助大数据精准教学系统和阅卷系统进行考试阅卷和学情分析，目前已经实现了个性化学习手册的常态化覆盖。高三年级从2020年5月开始使用，截止目前共生成数学、物理、化学三个学科的个册合计108次；高二年级从2021年5月开始使用数学、物理、化学三科个册，共计生成23次，累计为学生巩固了139358多道错题，为学生推荐了139358多道题目。
以2020-2021学年高二年级理科学生的应用情况为例，我们分别统计了数理化近两次考试的相同知识点得分率的进步情况，发现从第一次月考到期中考试，数学进步了23.73%，物理进步了13.78%，化学进步了14.77%。
图：数理化历次考试综合平均分对比
图：数学知识点得分率对比
三、实施成效与典型经验
基于大数据精准教学系统和智能数据管理决策中心，老师讲，学生学，每周练，个性清，学校实现教-学-评一体化。教师通过信息化工具及平台，备教改辅研过程中极大的提高了效率智能组卷、人工智能自动批改作文、填空、简答等题型，将老师从繁重的手动组卷、改卷、统分等重复性劳动中解放出来，投入更多精力到教学反思、教研备课和学生辅导中去，真正实现减负增效。
同时经过大数据分析，系统可生成校级报告、班级报告、学科及学生个人个性化学情报告；构建以“数据采集—分析呈现—教学应用”为一体的精准教、个性学，帮助教师实现基于数据的精准教学、实现相对高效的“三度教学”。
通过对学生日常学业数据采集与分析，精准定位学生薄弱知识点，汇总学生错题，同时针对学生错因推送专题资源，形成个性化错题本，有针对性地进行查漏补缺，逐一攻克知识难点，还可有效助力作业分层、个性化。
学校各类教学数据的汇聚，可帮助学校及时了解校本资源建设、学校发展、学科建设、教学动态、教师评价、学业负担信息等，通过采集学生的作业、考试等场景的学业信息，汇聚累积形成郑州市第七高级中学学业数据中心，实现教师精准教学、学生个性化学习、管理层科学决策，并有效实现家校共育和信息及时互动，推动管理模式从经验式向精细化转变。
3.1经验式变精细化，大数据技术助力精准教学
全流程采集学情数据的大数据精准教学系统经过“沉淀”，将考情分析、学情数据、校本作业、校本试卷、专题知识点等资源根据多维度标签，在精准教学系统内“哺育”壮大，高质量校本资源体系初具规模，因校制宜的精准教学模式在探索中日趋成熟。
3.1.1管理模式转变
大数据智能决策中心能够及时推送数据汇聚、资源共建、学校发展、学科建设、教学动态、教师评价、学业负担信息等资源，并可结合知识点深入分析教学难点、重点、考点、薄弱点，推动管理模式由依靠经验转变为依靠精准数据，靠数据管理。
3.1.2教学效率提升
在实际教学中，大数据精准教学系统能够帮助老师将“测、练”数据“云化”，动态流转到“教、学”环节，及时实现“以学定教”。这么一来，老师在课堂上可以聚焦共性问题，同时根据系统提供的教学资源精准推送，点拨重点、难点，教学效率得到提升。
3.1.3打造“一对一”家校共育通道
大数据精准教学系统通过提供学业成绩、作答原迹、错题归纳、学情档案等基础信息服务，为即时化的家校互联打通路径，帮助家长实时掌握孩子在校学习情况，推动家校共育。
3.2题海战术变“靶向作业”，个性化作业实现减负增效
优质试题资源是帮助教师提高教学水平及教学质量的重要工具。基于国家教育考试大纲及学科特性，利用人工智能和大数据技术，建成符合本校学情、体系科学、知识点覆盖全面、试题标注精准的典型性和层次性兼具的精品校本资源体系，避免资源孤岛及重复建设。通过优质资源共建共享，提高教学成果的复用性，满足师生个性化需求，有效支撑教与学活动开展。
学校是落实教育方针、推进学生全面发展的主阵地。学校积极探索加强信息技术与教学的深度融合，发挥信息技术对教育教学的促进作用。依托大数据分析技术，通过对学生学习数据的深入挖掘和分析，精准刻画学生群体和个人的知识水平和能力水平，对不同层次的学生提供针对性的学习资源，科学提升精准教学的效率，服务学生个性化发展。
3.2.3提高作业实效
四、系统架构
构建学校应用总体架构、支撑所有业务应用的基础运行环境。建设以中心机房为核心节点、连接所有教学班的校园网，形成一个互联、信息交换、资源共享的基础构架。
基于学校大脑，通过博雅教育平台，汇聚教、学、研、管、评等应用及数据，满足老师、学生、家长的常态化应用，并利用数据建模与数据可视化工具，实现为管理者、班主任、教师提供面向各自业务的数据分析与数据服务，为实现各级教育管理者提供教育决策支撑。
总体架构设计将建立在统一规划的技术体系上，提供完整的技术支撑服务，保证信息资源、业务应用系统、基础设施、信息安全保障体系、标准规范体系、运维体系各要素之间构成一个有机的整体，方便信息的交换和共享，消除资源建设的无序和重复，推动信息系统的集成和整合，保障基础运行环境的安全和稳定，提升技术支持和运维服务的水平和质量。
平台总体架构如下图所示：
1、设备层
基础设备层即基础运行环境建设，通过超融合计算系统、平板管控系统、物联网接入系统，从数据传输、计算、安全等方面，确保系统安全可靠、稳定高效、易用实用。
2、平台层
平台层承担着承上启下的关键作用，为各个应用子系统提供全局统一基础性支撑服务，使各信息系统能够进行有效的整合与协同，通过支撑平台构建教育信息系统统一的公共软件环境，更好地满足学校业务快速发展的需求。平台支撑层包括基础支撑服务、数据支撑服务、教育资源服务等。
3、能力层
能力层整合内、外部各类教育信息资源，按照统一标准，建立不同粒度、不同主题、不同维度的信息资源库，完成从“数出多门”到“一数一源、数入一库、数出一门”的转变，真正实现横向集成、纵向贯通、全局共享的信息资源及服务中心。标准数据层主要包括教育数据资产、数据指标模型、学科知识图谱、数据自主分析。
4、应用层
应用层是各类教育应用系统的集合，应以服务作为出发点和落脚点，围绕服务对象的需求，选择优先支持的业务并统筹规划应用系统建设，为教育决策、教育教学和公共服务提供全面的应用功能支撑，进而实现教育管理精细化、教育决策科学化和教学学习个性化。
5、访问层
访问层是面向最终用户的统一入口，访问层在集成各个应用子系统的数据、功能和服务的基础上，通过空间及公共服务平台的方式，为教育管理人员、教师、家长、学生等各类用户提供各自所需的教育信息化服务。同时面向最终用户提供多种访问渠道，包括多种终端设备访问形式。
6、标准与规范体系
标准规范体系建设主要从管理、业务、技术等方面综合考虑，是各信息系统实现互联互通、信息共享、业务协同、安全可靠运行的前提和基础。标准规范体系主要包括信息资源标准、业务应用标准、技术标准、网络基础设施标准、信息安全标准和管理标准六部分内容。
7、多层级运营体系
建立“以制度为基础、以流程规范为保证、以技术工具为手段、以服务支持为后盾”的运行维护与技术服务体系，及时完成对运行状态的全面监控和运行问题的及时处理，支持应用系统的安全、稳定、高效、持续运行；同时，通过统一的服务平台、可行的管理制度以及运行维护技术支持队伍的建设，实现运行维护工作的智能化和高效率。主要包括运行维护服务制度、运行维护服务工作流程、运行维护服务组织、运行维护服务队伍、运行维护技术服务平台以及运行维护对象。
五、推广价值
未来，我们希望在上级部门和社会各界的支持下，充分利用好智能技术为教育改革带来的科技“红利”，进一步优化个性化学习手册和精准教学系统的融合应用，以作业改革促进教学能力提升，以大数据应用促进精准教学，让大数据成为建构高质量校本资源体系、完善科学评价路径的“良药”，打造信息化教学的“博雅七中”。
开展数据驱动教学的深度探究，构建数据驱动教学实践共同体，探索数据驱动教学评一体化新模式，传播数据驱动教学文化，为新教材、新课程实施背景下学校落实新教学、新评价提供参考。