周一下午，黄浦区卢湾一中心小学四年级学生朵朵准时出现在操场上。自从学校给每个孩子戴上一块“云手表”后，朵朵越来越期待上体育课了。操场两侧的超大屏上，实时更新的数据显示每个正在运动中的孩子各项数据结果：心率、血氧饱和度、运动量等等，老师会根据大家不同的体能情况帮助调整运动量。身为啦啦操社团的成员，朵朵比大多数同学精力更充沛。看到她的数据后，老师为朵朵定制了“运动方案”，增加了一组运动练习。
自两年前卢湾一中心小学开始了信息化标杆培育校建设的探索与实践，一场基于学生成长性数据共享和教学教研融通的大规模因材施教开始了。大数据赋能教育，挖掘学生潜质，激发学生兴趣，指导学生学习，成就学生价值，也提升了教师人机协同能力，为数字时代的城市学校教育提供了一个“云上”样板。
描绘孩子的“专属画像”
这是一节数学课。不同常规，卢湾一中心小学的学生是在“云教室”里进行学习的。大家共同学习，合作完成老师提供的练习。如果哪一个小组完成任务的时间最短、正确率最高，系统就会自动推送更高一级的题目让大家挑战，不仅学生可以匹配到适合自己的难易程度，老师也得以掌握每个学生独特的“数字学生”用户画像。
卢湾一中心小学校长吴蓉瑾说，“数字学生”用户画像，正是以学生为对象在专业领域里专门打造的。利用大数据、人工智能、物联网等技术，通过采集学生相关的各类信息，为精准分析学生行为习惯、性格、情感等重要信息提供了必要的数据基础。随着学生行为分析的不断深入和细化，还可以对学生行为进行语义化标注，生成学生标签，完整地抽象出一个学生的信息全貌。
为了实现这一目标，学校引入可穿戴设备，大数据平台得以获取学生生理基础数据，又可作为构建心理分析模型的基础数据；布设智能摄像头，通过运动轨迹检测等算法，收集学生签到、校园里活动数据；通过智能语音分析，检测学生情绪等数据。如此一来，学生基础数据、学业数据、学习过程数据、社会实践和生活数据等各个层面的大数据都归集在一起，再加上数据智能分析和挖掘，从而构建了涵盖思想品德、学业水平、身心健康、审美情趣和社会实践等五大方面的综合性评价标签以及诸如阅读能力评价等专业知识标签。
打开学习的“黑盒子”
“线上线下结合，变常规性教研为主体性教研；建立学习大数据库藏、丰富课堂素材并实现个性化推送……这些将会大幅提升教师课前教学教研的效率。”吴蓉瑾表示。
在传统的课堂中，一个老师面对全班几十个学生，课堂练习、授课信息的反馈收集等，均需要通过“逐个问询”等粗放的方式获取；学生的兴趣点、难点、学习过程的数据藏在“黑盒”里，老师很难进行教学计划调整。如今，“人机协同”打开了这个“黑盒子”，让课堂数据透明化，让一切变得不一样。
以课堂教学中进行练习为例，传统课堂需要老师通过课堂巡视，讲评个别学生做题来落实知识点，待老师凭经验判断大部分学生已掌握，再推进教学环节。课堂中，“人机协同”的动态数据实时反馈，通过对学生的答题数据生成学习动态曲线，实时呈现知识点掌握情况、错题与错因分析，为教师下一步教学提供科学依据，让教学更加具有针对性与时效性。
此外，针对传统教学中“备课、上课、作业、辅导、评价”五个环节，学校通过伴随式无感知的学业、行为、生理数据采集，获得动态学情实时反馈，为教师备课和教学提供科学依据，让教学更加具有针对性。过去，教师们通常会花费较长时间搜集资料、整理制作课件等，而如今的备课系统就像分类清晰的“超市货架”，教师仅需动动鼠标就可以轻松找到自己想要的各类资料，不同版本的教材，供参考的优秀教案，制作课件的素材等，教师查询资料的时间大大减少。
节省下的时间与精力是为了增效，变常规性教研为主题式教研，确保一个问题一个问题地研究，一个专题一个专题地落实；建立学习大数据库藏，便于教师即时提取，随意组合，资源再生；丰富课堂素材并实现多预案设定……这一系列“增效点”促进教师智慧凝练，大幅提升课前教研的效率。