上海市幼儿园信息化建设与应用指南（试行）及标杆园案例

上海市浦东新区西门幼儿园为上海市浦东新区示范幼儿园，园内现有四个校区——川北、广厦、妙境和妙川，共32个班级。它坚持“育人为本、慧技融合、快乐探究、和谐发展”的办园理念，以“让每个孩子成为主角、让每个孩子亲历探究、让每个孩子获得发展”为教育主张，打造多元、开放、有利于快乐探究的学习空间。

一、西门智慧幼儿园建设目标

西门幼儿园以“培育核心素养、打造智慧校园、争创市示范园”为四年发展规划目标，结合“快乐探究”特色课程，其智慧幼儿园建设项目总体目标为：通过建设四大智慧空间、形成师生数字画像、健全统一数字平台三个方面，创建智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，建成一个“安全、稳定、互动、融合”的智慧校园，为每个幼儿提供最适合的教育。具体目标如下：

1.以游戏模式快乐探究为主旨，建设四大智慧空间，增强幼儿自主学习与创造力

幼儿园利用信息化技术开展游戏模式的教学，通过项目建设的智慧生活、智慧运动、智慧阅读、智慧探究四大智慧空间（如图1），让幼儿主动融入幼儿园的教学与生活中，以正确的教学模式促进幼儿情感、态度、能力、知识、技能等方面的发展。

图1　四大智慧空间示意图

2.应用指标数据量化积累，形成师生数字画像，服务师生个性化发展

以幼儿园的“快乐探究”体系及《3—6岁儿童学习与发展指南》为依据梳理形成一套完整的符合上海市规范又具有幼儿园特色的评价指标体系。通过数据建模形成幼儿学习成长记录数据仓库，可视化呈现幼儿数字画像，为幼儿发展提供数据参照及发展评价服务。

围绕教师在专业理念与师德、专业知识、专业能力三个维度，建设教师综合评价系统，提供内容支撑。通过系统分析，构建教师在三个维度的综合模型，实时进行数据挖掘和分析，形成每位教师个性化的数字画像，提升教师的信息素养、应用水平和精准教育实践能力，为教师发展规划提供帮助。

3.整合各类资源，健全统一数字平台，提升管理效能

将原有软件系统、硬件设备资源优化重组，在新技术运用和最底层基础平台的推动下，构建一个统一园所基础数据、管理的数字平台，为四大空间、数字画像等提供基础数据支撑。同时，将处在“战国时代”的教育和学习资源更好地整合，并创新探索教育和学习方式，发挥网络教育和人工智能的优势，形成服务园所整体管理与运营的一站式服务平台。

4.建设基于5G的智慧校园物联网

通过搭建NB-IoT窄带蜂窝物联网，串联学校的各个智慧物联系统，包括智能手环、蓝牙网关、智慧区角、环境监测、互动展示屏、人脸识别闸机等设备，构架本园一体化、安全、高可用、弹性可伸缩的校园网络基础设施；实现校园内有线、无线及5G网络全覆盖，提供泛在接入和泛在信息服务，在提供个性化和精细化服务的同时，提升园所智能化环境的实效性、稳定性、安全性。

二、西门智慧幼儿园建设思路

图2　整体建设思路示意图

西门幼儿园将原有软件系统、硬件设备资源进行加工改造（如图2），在运用新技术及最底层的基础平台推动下，构建统一管理的数字平台，遵循“教育的主导性、技术的先进性、应用的简便性、信息的安全性、模式的推广性”指导思想，以绿色、发展、安全和育人为本为宗旨，优化与提升幼儿园以快乐探究特色课程为核心的应用体系，通过应用体系的常态化应用，落实上述指导思想，真正实现园所各项工作的增效减负。

三、西门智慧幼儿园建设内容

西门幼儿园以基础数据支撑（如图3），以园所应用模块、园所快乐探究课程、5G园所物联网设备、设施联动形成大系统平台。

1.基础数据支撑

通过“大平台”消除信息孤岛和应用孤岛，建成完整统一、技术先进，覆盖全面、应用深入、高效稳定、安全可靠的智慧校园；建立校级统一信息系统，实现部门间流程通畅，可平稳过渡到新一代技术，实施校园的各项服务管理工作，为广大教职工提供无所不在的一站式服务。

数据分析模块将支持建立数据治理和运营平台中的统一的数据标准体系，能够充分利用教育部及上海市教委和区教育局等相关的标准，对各类数据进行统一的标准化改造，在平台中形成单一的对数据的理解视图，并且能够借助统一的标准化数据定义，帮助实现数据质量的监控和提升。

2.园所应用模块开发

（1）基础应用

●园所基础信息管理

基础信息管理通过园所管理、信息管理整体维护幼儿园师生信息，对每一个模块各个权限的使用进行预设，是可以将整个系统维系起来的基础模块。

●园所综合事务管理

园所综合事务管理应用，利用信息化手段协助教师高效地完成日常事务，对幼儿园进行统一的精细化管理。

图3　西门智慧幼儿园总体架构图

●家园共育

信息发布与互动模块功能方便教师与家长、家长与家长之间的交流；班级动态模块可供家长在班级范围内共享幼儿校外生活、实践等记录，并可关联幼儿评价标准，所有数据将汇总至幼儿个人画像中；幼儿个人日常表现、健康情况、出勤数据等与成长档案模块实时向家长推送各类信息、成长分析报告等内容，实现家校信息零时差；智慧安全接送与考勤子系统能够有效利用人脸识别、无感考勤等智能技术协助园所完成每日幼儿入园离园的工作。

●师幼个人空间

师幼个人空间集合系统内所有信息，教师进入该页面后可进行园所日常工作、教学与科研、班级管理事务的处理；幼儿个人空间与家长手机App关联，家长登录App后可查看所有系统中发布的信息等。

（2）教育教学

●教育资源中心

资源门户的建设，以网络学习空间为中心，针对师生实际需求，实现优秀资源的动态整合、共建共享与优化配置，形成与一日活动相配套的、动态更新的教育资源服务体系。

●教育互动系统

制定教师专业发展规划，以时间轴的方式记录教师发展历程，满足教师各方面的教育教研工作。各模块中产出的教学资源可在园内共享并进入资源中心，并对教师教研行为轨迹进行保存，作为教师考评的重要依据，同时也是教师画像的重要数据来源。

3.园所快乐探究课程建设

（1）智慧生活

依据《3—6岁儿童学习与发展指南》，建设数字多媒体生活室，为幼儿创设促进其成长的生活空间和内容，以安全丰富的生活场景、操作材料供幼儿模拟和体验，培养幼儿良好的生活习惯和基本生活能力，通过数字化软硬件对幼儿的成长过程进行记录、采集、分析，及时捕捉幼儿成长轨迹中的精准数据，为幼儿数字画像的形成提供数据支持。

（2）智慧运动(www.xing528.com)

室内运动馆建设分为硬软项目、业务融合、数据贯通三个阶段。通过手环、数据采集网关，实现幼儿运动数据实时监测，用运动时长、运动消耗、运动心跳及血压等客观数据，描绘幼儿在运动中的情况。同时利用蓝牙技术自动获取幼儿部分运动项目的成绩数据，减轻教师日常运动测试的数据采集压力。

（3）智慧阅读

打造智慧幼儿阅读及信息浏览学习的空间，利用智慧图书室体系、VR全景以及AR技术，形成一个内容丰富又充满趣味的智慧环境（如图4），同时，通过开放漂流书柜借阅，支持亲子阅读，形成“软硬件主导，家校联动”的局面。在幼儿的阅读过程中及时采集包括阅读习惯、阅读兴趣、阅读能力在内的相关数据。为有效支持幼儿发展提供数据支持。这种环境能够满足幼儿在传统阅读与智慧交互阅读中获取知识、培养良好学习习惯、激发对学习的兴趣。

图4　智慧阅读空间

（4）智慧探究

根据西门幼儿园办园特色，建设数字多媒体科学探究室，为幼儿创造更多的探究内容和空间，通过智能硬件对幼儿探究过程进行记录和分析。

●基于数字多媒体技术的科学探究室。利用实体沙盘、光影交互、虚拟现实、增强现实、数字多媒体等各类技术，配套对应的数字课件，激发幼儿对科学探究的兴趣，并促进幼儿积极主动探索。

●基于监控设备、手环感知设备的自动采集系统。配合数字多媒体探究室开发的智能分析系统，捕捉幼儿探究过程中在探究兴趣、探究能力、思维品质方面的评价指标数据，自动完成幼儿数字画像的数据收集。

4.智慧感知行为数据采集分析体系

通过智能手环、蓝牙网关、AI摄像头对幼儿的生理数据、行为轨迹、情绪数据进行采集，依据“数据抽取→数据探索与预处理→建模与应用”的方式，通过8个数据：即活动强度、活动范围、活动消耗、活动烈度、HRV（心率变异性）、睡眠质量、体重和身高，构建幼儿大数据模型。

建设智能安全管理系统，利用计算机、物联网、手环蓝牙识别与无线通信技术，实现校园安全、家校沟通、信息采集、校园信息化等多种校园应用。实时反馈幼儿出入门、在校考勤等日常管理，打造园所、家长、幼儿之间方便快捷、实时沟通的教育信息互动模式。

5.智慧评价

（1）教师综合评价

教师画像的采集依据主要以《幼儿园教师专业标准》以及幼儿园制定的教师专业发展目标为主。围绕教师在专业理念与师德、专业知识、专业能力三个维度，建设教师综合评价系统，提供内容支撑。通过系统分析，构建教师在三个维度的综合模型（如图5），实时进行数据挖掘和分析，形成每位教师个性化的数字画像，提升教师的信息素养、应用水平和精准教育实践能力，为教师发展规划提供帮助。

在教师综合评价体系中融入教师教育教研系统，以记录教学活动中的过程为主，抓取教师过程行为。从三个不同的维度进行数据采集（如图6）。根据所采集的信息进行数据比对获得数据标签，从而进行反馈评价，为教师提供有针对性和个性化的建议和调整内容，明确自身的专业发展目标，为提高教师教育教学能力的发展提供服务，从而形成此方面的教师数字画像。

图5　教师画像构成

图6　教师数字画像实现流程

（2）幼儿综合素质评价

基于日常教学实践，以办园特色为核心，项目围绕“智慧生活”“智慧运动”“智慧阅读”“智慧探究”四大智慧空间，从各维度进行幼儿数字画像建模。通过系统中各模块对幼儿的各项表现记录的积累，形成每个幼儿的个性化数字画像（如图7）。

图7　幼儿个人数字画像构成

通过幼儿园的评价指标体系与系统中的各类评价模块、体质健康、游戏设备、物联设备的软硬件结合，实现各类幼儿发展数据汇集（如图8）。通过数据建模进一步挖掘并完成幼儿数字画像的输出，为幼儿发展提供数据参照及发展评价服务。

6.5G园所物联网建设

（1）园所网络建设

对学校现有网络进行改造升级，网络延伸至每个教室，在全园范围内实现园所的5G无线网络全覆盖、物联网覆盖，并配置统一运维管理软件，确保校园网络安全及稳定运行。

（2）NB-IoT物联建设

通过部署NB-IoT窄带蜂窝物联网，上与服务商平台连接，下在四大智慧空间、园所各教室、室外、进出口处广泛部署物联网网关，汇聚园所物联网数据，管理物联网设备，构成物联网云平台，实现数据汇聚，能力开放，终端管理等功能，并与基础支撑数据平台对接，实现数据互通（如图9）。搭建基于NB-IoT的窄带物联网设备管控平台，整合人像数据（底库）、智能校园应用功能综合管理平台、AI智能识别平台、电子班牌系统。物联网主要实现以下功能：

图8　幼儿个人数字画像实现流程

●幼儿园安全维护，为园所出入、幼儿在园情况提供实时跟踪异常情况报警；

●为幼儿画像提供相关的动作数据、位置数据、体质健康数据等；

●幼儿园环境质量监控，提供园所实时的空气质量、温湿度等环境数据。

充分发挥NB-IoT低功耗、稳定、易于扩展的特性，对设备进行统一管理，智能联动，实现全方位监管，将传统校园打造成绿色校园、平安校园、健康校园。

智能安全管理系统利用计算机、物联网、手环蓝牙识别与5G通信技术，实现校园安全、家校沟通、信息采集、校园信息化等多种校园应用。实时反馈幼儿出入门、在校考勤等日常管理，打造园所、家长、幼儿方便快捷、实时沟通的教育信息互动模式。

图9　NB-IoT物联应用拓扑图

四、西门智慧幼儿园特色创新——四大智慧空间

1.系统开发的基础既符合上海市规范又具有本园特色

西门幼儿园以《3—6岁儿童学习与发展指南》《上海市学前教育课程指南》和《上海市幼儿园信息化建设与应用指南（试行）》为依据，以探究为活动方式，利用幼儿园周边有益资源，开发形成了一套操作性较强、适合本园幼儿发展的特色课程——“快乐探究课程”。其核心体系主要分为“智慧阅读”“智慧运动”“健康生活”“科学探究”四个大类，在幼儿的生活、运动、阅读、探究活动中，让幼儿于充分自主、开放、新奇、生动的环境中与材料互动，使其在尊重、理解、赏识和激励的氛围中学习探究、获得经验，从而达到让幼儿体验成功、激发学习兴趣的目的。西门幼儿园的智慧系统根据这一课程的分类体系，梳理出一套完整的幼儿评价指标体系，其所产生的评价结果将作为幼儿个人画像形成的主要依据。

2.智能设备引入活动室

结合先进的投影互动设备、动作跟踪采集等智能设备，为幼儿提供丰富的数字多媒体探究体验，采集幼儿在“快乐探究”活动中的表现，如行为轨迹、游戏表现、游戏次数等数据，实时分析幼儿在活动中的兴趣、专注度、持久度等探究品质与探究水平，并进行科学评价，形成幼儿数字画像，辅助教师调整教育教学手段，培养幼儿科学探究精神，提升教师教育教学实践能力。

3.多渠道采集，以快乐探究体系为依据汇集幼儿个人数字画像

在“快乐探究”体系架构的主线下建设了多个科探教室，每个教室都有各自的主题。着力打造四大主题智慧活动空间，加入智能游戏设备及智能数据采集设备让幼儿在玩中学习，评价数据在玩中被记录。