王世達(dá)

提起學(xué)校的計(jì)算機(jī)房，就不得不提到上海的信息科技課程。20世紀(jì)80年代，上海最早在中學(xué)以興趣課的形式開展計(jì)算機(jī)教育，開啟了中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育的篇章。從此，越來越多的學(xué)校里有了學(xué)生計(jì)算機(jī)房。30多年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和信息科技課程的發(fā)展，計(jì)算機(jī)房也經(jīng)歷了3次重要的變化，作為一名親歷者，我幸運(yùn)地以學(xué)生、教師、教研員3種身份經(jīng)歷了學(xué)生計(jì)算機(jī)房的發(fā)展歷程。

一、神秘的計(jì)算機(jī)房——我的學(xué)生時(shí)代

1989年，我成為一名初中生，不久聽聞在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)樓里有一個(gè)計(jì)算機(jī)房，配有當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的Apple II計(jì)算機(jī)。但是，并不是每一名學(xué)生都能進(jìn)入，只有參加編程興趣小組的學(xué)生才能進(jìn)入。初二時(shí)，我終于第一次走進(jìn)了神秘的計(jì)算機(jī)房。機(jī)房的溫度永遠(yuǎn)都是適宜的，每個(gè)桌子上有一臺(tái)Apple II計(jì)算機(jī)(如圖1所示)，兩名學(xué)生共用一臺(tái)，桌子與桌子中間用隔板隔開；印象最深的是每個(gè)桌子上都有一本褐色封面的機(jī)房使用登記本，那是每次進(jìn)機(jī)房都必須填寫的。計(jì)算機(jī)由一個(gè)連著鍵盤的機(jī)箱、一個(gè)圓鼓鼓的顯示器和兩個(gè)5寸軟盤驅(qū)動(dòng)器組成，運(yùn)行的是Apple DOS操作系統(tǒng)，12寸屏幕上的字符都是綠色的。在一張張5寸磁盤中存儲(chǔ)著各種程序，如：DOS操作系統(tǒng)、Basic語言、Logo語言、dBase等，每次使用不同的程序就需要插入不同的磁盤。當(dāng)時(shí)最擔(dān)心的就是磁盤由于發(fā)霉或者消磁意外損壞，磁盤中的數(shù)據(jù)就沒有了，也許還要賠償，當(dāng)時(shí)一張磁盤的價(jià)格差不多是我一個(gè)月的零用錢。

圖1 Apple II計(jì)算機(jī)

高中時(shí)，我們正式有了計(jì)算機(jī)課，全班學(xué)生都可以進(jìn)機(jī)房上課，初中進(jìn)過計(jì)算機(jī)房的學(xué)生瞬間成了班里的“小專家”，依稀還記得當(dāng)時(shí)學(xué)習(xí)的是FoxBASE，還參加了一次高中計(jì)算機(jī)會(huì)考。后來才知道，20世紀(jì)90年代，上海市率先將計(jì)算機(jī)教育從校外興趣課程納入課程方案中，成為一門中學(xué)生校內(nèi)學(xué)習(xí)的必修課程，并制訂了《計(jì)算機(jī)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)》，才有了全體學(xué)生進(jìn)機(jī)房學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

1996年，我進(jìn)入大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)房環(huán)境更新了，機(jī)箱和鍵盤分開了，顯示器也變大了，第一次使用了圖形界面的Windows 3.1操作系統(tǒng)，但偶爾也要在Windows和DOS之間互相切換，例如：PASCAL語言要在DOS下操作，而FoxPro需要在Windows下操作。從那個(gè)時(shí)候開始，我也知道了兩個(gè)新名詞：網(wǎng)絡(luò)和病毒，網(wǎng)絡(luò)可以讓計(jì)算機(jī)房內(nèi)的計(jì)算機(jī)互相連接起來，而病毒會(huì)讓計(jì)算機(jī)房里的計(jì)算機(jī)罷工。但由于當(dāng)時(shí)各種條件的限制，一直沒有機(jī)會(huì)自己架構(gòu)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對網(wǎng)絡(luò)的印象，大概就是當(dāng)時(shí)35元/時(shí)天價(jià)的網(wǎng)絡(luò)游戲《紅色警戒》了；而病毒給我留下的印象就是當(dāng)時(shí)200多元的江民殺毒軟件KV300+了，有一名同學(xué)買了一套，于是那一張小小的3.5寸磁盤，就在班級(jí)同學(xué)里輪流使用，帶回家里為計(jì)算機(jī)殺毒；如果殺不掉，最后的絕招就是格式化，重新安裝操作系統(tǒng)了。

對我而言，學(xué)生時(shí)代的計(jì)算機(jī)房一直是神秘的，因?yàn)槲业纳矸菔冀K是使用者，沒有機(jī)會(huì)真正去探索計(jì)算機(jī)房的組成。

二、聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)房——我的教師時(shí)代

1999年，我成為一名中學(xué)信息科技教師，也是學(xué)校唯一具有計(jì)算機(jī)專業(yè)背景的教師。去學(xué)校報(bào)到的那天，老校長把我?guī)нM(jìn)嶄新的計(jì)算機(jī)房，對我說：“你來了就好了，我們這個(gè)機(jī)房建好半年多，是我們學(xué)校目前價(jià)值最高的幾個(gè)場所之一，可是一直沒有怎么用過，以后這個(gè)機(jī)房就都由你負(fù)責(zé)了。”我看著寬敞明亮的計(jì)算機(jī)房和25臺(tái)嶄新的聯(lián)想奔騰 II計(jì)算機(jī)，既有一絲喜悅，也感到沉重的壓力，喜悅的是我終于有機(jī)會(huì)可以探索神秘的機(jī)房了，沉重的是我根本就沒有管理機(jī)房的經(jīng)驗(yàn)。

幾年后我才知道，從1998年開始，上海市率先將計(jì)算機(jī)課程改為信息科技課程，教學(xué)內(nèi)容從單一的編程學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向綜合的工具應(yīng)用，并配套出版了《信息科技學(xué)科二十一世紀(jì)行動(dòng)綱領(lǐng)》，提出了“學(xué)生掌握和運(yùn)用信息科技的能力是與讀、寫、算同等重要的終身有用的基礎(chǔ)能力，信息素養(yǎng)是現(xiàn)代公民所必須具備的基本素質(zhì)”等要求。各個(gè)學(xué)校也因此都新建了計(jì)算機(jī)房。

當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)房沒有聯(lián)網(wǎng)，也沒有投影機(jī)和教室廣播系統(tǒng)。上課時(shí)，為了防止學(xué)生偷玩游戲，我經(jīng)常是站在教室的最后面，一邊口述著軟件的操作步驟，一邊觀察學(xué)生是否在按照要求實(shí)踐操作。

計(jì)算機(jī)房桌椅不是標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)臺(tái)，學(xué)生上課時(shí)動(dòng)作幅度稍大，就會(huì)碰到機(jī)箱上的電源開關(guān)；CRT顯示器很厚重，前排學(xué)生走動(dòng)時(shí)又會(huì)把后排學(xué)生的顯示器碰歪，甚至?xí)央娫淳€碰掉；還有的學(xué)生會(huì)不小心會(huì)踢到腳下的接線板……總之有著各種各樣的不盡人意之處。

2001年，上海市普陀區(qū)開始了教師的四大模塊培訓(xùn)，涉及Word，Excel，PowerPoint和網(wǎng)上沖浪4個(gè)內(nèi)容，我所在的學(xué)校幸運(yùn)地成了培訓(xùn)點(diǎn)，我也成了培訓(xùn)者，要為周邊的幾所學(xué)校的教師開展培訓(xùn)，借此機(jī)會(huì)，計(jì)算機(jī)房迎來了一次大改造(如圖2所示)。

圖2 2001年學(xué)校計(jì)算機(jī)房課堂

首先是學(xué)生計(jì)算機(jī)的數(shù)量從25臺(tái)增加到了50臺(tái)，確保每人一臺(tái)計(jì)算機(jī)，換上了標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)臺(tái)，其次是鋪設(shè)了靜電地板，所有的線路都從地板下通過，使機(jī)房變得整潔美觀。

最令人興奮的是為了開展網(wǎng)上沖浪模塊的學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)可以聯(lián)網(wǎng)了。在教育局的組織下，一批年輕的信息科技教師集中系統(tǒng)學(xué)習(xí)了機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。通過學(xué)習(xí)，知道了路由器、交換器、集線器的區(qū)別；牢記了網(wǎng)線水晶頭中“橙白、橙、綠白、藍(lán)、藍(lán)白、綠、棕白、棕”8根線的排列次序，明白了什么是DHCP，F(xiàn)TP，IP地址；拆開每一臺(tái)機(jī)箱，在IDE插槽上增加一塊網(wǎng)卡并安裝驅(qū)動(dòng)程序；還通過增加內(nèi)存條的方式將一臺(tái)學(xué)生機(jī)升級(jí)成了服務(wù)器；最后還有一根128 KB的ISDN線接入了計(jì)算機(jī)房，通過服務(wù)器和Wingate軟件分享給50臺(tái)學(xué)生機(jī)。盡管正式接入了互聯(lián)網(wǎng)，但是由于帶寬的限制，往往只能開放10臺(tái)學(xué)生機(jī)上網(wǎng)，而且需要等待很長的時(shí)間才能看到訪問的頁面，一到上網(wǎng)時(shí)間，不論是學(xué)生還是教師都變得非常興奮，常常是在經(jīng)過漫長等待后終于看到了自己感興趣的內(nèi)容。當(dāng)然，針對網(wǎng)絡(luò)速度慢的問題，我們也在不斷研究，使用代理服務(wù)器在當(dāng)時(shí)就是一個(gè)比較好的辦法，可以將大量的圖片文字資料緩存在代理服務(wù)器中，從而減少每臺(tái)學(xué)生計(jì)算機(jī)下載數(shù)據(jù)的時(shí)間。

聯(lián)網(wǎng)后，計(jì)算機(jī)房的功能也升級(jí)了，一個(gè)叫“深藍(lán)易思”的網(wǎng)絡(luò)教室軟件在教師群體內(nèi)流傳開來，其神奇之處在于能夠通過教師機(jī)控制局域網(wǎng)里所有的學(xué)生機(jī)，實(shí)現(xiàn)教師機(jī)屏幕廣播、遠(yuǎn)程控制學(xué)生機(jī)操作、全體學(xué)生機(jī)黑屏等功能，為教師上課提供了極大的便利。從此以后，我再也不用站在計(jì)算機(jī)房的最后觀察學(xué)生的屏幕畫面，只要用監(jiān)控就可以看到所有學(xué)生的屏幕畫面；也不用口述一步一步地操作步驟，只要把我的屏幕廣播給學(xué)生就可以了。

當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)房是整個(gè)學(xué)校里唯一可以上網(wǎng)的地方，成了全校干部、師生的向往之處(如圖3所示)。學(xué)生喜歡來這里，這是他們難得的接觸計(jì)算機(jī)的機(jī)會(huì)；教師們來這里上網(wǎng)找自己需要的各種資料；學(xué)校的校長和中層也經(jīng)常到計(jì)算機(jī)房上網(wǎng)收發(fā)各種工作郵件。

圖3 學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)

但網(wǎng)絡(luò)也給計(jì)算機(jī)房的管理帶來了一些煩惱。有一次學(xué)生上網(wǎng)下載時(shí)帶進(jìn)了病毒，半天之內(nèi)整個(gè)計(jì)算機(jī)房就癱瘓了，為此學(xué)校特地為機(jī)房購買了瑞星殺毒軟件，我還學(xué)習(xí)了使用硬盤保護(hù)卡及時(shí)使用Ghost軟件為計(jì)算機(jī)做硬盤備份與恢復(fù)……從現(xiàn)在的技術(shù)看來，這都是不足一提的小問題，但在當(dāng)時(shí)卻耗費(fèi)了大量的時(shí)間與精力。

擔(dān)任教師的這段時(shí)間，計(jì)算機(jī)出了問題，我都是自己拆裝、修補(bǔ)，雖然辛苦，卻從中學(xué)會(huì)了很多計(jì)算機(jī)房維護(hù)的技能。10年間，盡管計(jì)算機(jī)房中軟硬件都在升級(jí)更新，從ISDN到ADSL再到光纖，路由器從十兆到百兆乃至千兆，顯示器從CRT到液晶，內(nèi)存從32 MB到4 GB，操作系統(tǒng)從Windows 98到Windows 7，Office軟件從97到2007；機(jī)房的桌椅布局也從秧田式進(jìn)化為小組合作的圓桌式……而我就像看著自己的孩子一樣看著計(jì)算機(jī)房一點(diǎn)點(diǎn)逐步長大，一直到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及，計(jì)算機(jī)房又迎來了一次飛躍。

三、智慧的計(jì)算機(jī)房——我的教研員時(shí)代

2012年，我到上海市普陀區(qū)教育學(xué)院擔(dān)任現(xiàn)代教育技術(shù)研究室副主任和信息科技學(xué)科教研員，讓我有了從區(qū)域?qū)用嫠伎冀逃畔⒓夹g(shù)發(fā)展的機(jī)會(huì)。此時(shí)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始嶄露頭角，當(dāng)我第一次拿到一臺(tái)iPad 2的時(shí)候，心里不由想到是否將來的計(jì)算機(jī)房里將不再需要臺(tái)式計(jì)算機(jī)，學(xué)生每天隨身帶著自己的移動(dòng)終端就可以開展學(xué)習(xí)。

2014年，學(xué)院確定要新建一個(gè)符合未來信息技術(shù)發(fā)展的多功能計(jì)算機(jī)房，經(jīng)過半年的方案研討與設(shè)計(jì)，將它定義為新技術(shù)體驗(yàn)中心。從新技術(shù)的角度出發(fā)，主要考慮了以下五個(gè)方面：一是無線網(wǎng)絡(luò)全面采用當(dāng)時(shí)最新的802.11AC覆蓋，有線網(wǎng)絡(luò)僅作為備份；在此基礎(chǔ)上還架設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)，可以通過移動(dòng)終端上的App實(shí)現(xiàn)燈具、窗簾、投影幕布等設(shè)備的開關(guān)，可以通過教室內(nèi)的攝像頭遠(yuǎn)程查看機(jī)房內(nèi)的情況并實(shí)時(shí)錄像；二是在前、左兩個(gè)墻面上都安裝了電子白板，可以同步、異步播放教師演示文稿，也可以進(jìn)行移動(dòng)終端的投屏廣播，還能夠讓學(xué)生小組使用電子白板進(jìn)行討論交流與展示，在右側(cè)立柱上安裝了9臺(tái)觸控一體機(jī)，可以讓學(xué)生進(jìn)行操作；三是安裝了自動(dòng)錄播系統(tǒng)，通過紅外探測和攝像頭兩種傳感方式，自動(dòng)調(diào)配3臺(tái)攝像機(jī)的攝影角度，再加上教師電子白板的畫面，可以同時(shí)采集4路HDMI信號(hào)的視頻，加上吊頂拾音麥克，完整地采集教室中的音視頻并頻合成輸出；四是桌椅采用可移動(dòng)的自由拼接設(shè)計(jì)，根據(jù)教學(xué)的需求組合成圓桌形、秧田形、馬蹄形等多種狀態(tài)(如圖4、圖5所示)；五是配備50臺(tái)平板電腦和廣播控制軟件，可以用于教學(xué)的管理與互動(dòng)，還可以采集學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并進(jìn)行簡單分析。

圖4 新技術(shù)體驗(yàn)中心(圓桌式)

圖5 新技術(shù)體驗(yàn)中心(馬蹄式)

與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)房相比，這樣的機(jī)房在內(nèi)容呈現(xiàn)(Showing)、環(huán)境管理(Manageable)、資源獲取(Accessible)、及時(shí)互動(dòng)(Real-time Interactive)、情境感知(Testing)五個(gè)維度都有了質(zhì)的飛躍，因而被簡寫為“S.M.A.R.T”，也被稱為智慧教室(Smart Class)。隨著對教育信息化要求的提升和電子書包、數(shù)字教材等教育信息化項(xiàng)目的實(shí)施，越來越多的學(xué)校在原有計(jì)算機(jī)房的基礎(chǔ)上增設(shè)了智慧教室。隨著教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的提升，走進(jìn)計(jì)算機(jī)房與智慧教室的也不再僅僅是信息科技教師，越來越多的其他學(xué)科教師也主動(dòng)要求使用。因?yàn)樵谥腔劢淌抑校梢酝ㄟ^無線網(wǎng)絡(luò)、傳感器、數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、多媒體、人工智能等技術(shù)改善教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化教與學(xué)的模式，加強(qiáng)課堂教學(xué)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集積累與分析；還可以根據(jù)教學(xué)的需要，通過各種桌椅和設(shè)備的組合應(yīng)用，構(gòu)建起師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、遠(yuǎn)程互動(dòng)等多種教學(xué)環(huán)境與模式。

隨著高清視頻錄播、語音采集、語義分析和人工智能技術(shù)的發(fā)展，還有一些智慧教室已經(jīng)可以同步生成師生課堂教學(xué)的文字實(shí)錄，并通過高清視頻捕捉分析教師、學(xué)生的行為，產(chǎn)生課堂教學(xué)行為分析報(bào)告，從而為教師的教學(xué)改進(jìn)提供支撐，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)房的技術(shù)飛躍與智慧轉(zhuǎn)型。

正如教育部《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中所言：自電子計(jì)算機(jī)問世以來，信息技術(shù)沿著以計(jì)算機(jī)為核心到以互聯(lián)網(wǎng)為核心，再到以數(shù)據(jù)為核心的脈絡(luò)發(fā)展。計(jì)算機(jī)房的發(fā)展與變遷既體現(xiàn)了信息技術(shù)的發(fā)展，又體現(xiàn)了教育現(xiàn)代化與教育信息化的發(fā)展。我也從初中時(shí)代第一次走進(jìn)神秘的計(jì)算機(jī)房的學(xué)生成長為能夠思考設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)房功能的專業(yè)人員。未來計(jì)算機(jī)房又會(huì)有怎樣的發(fā)展？讓我們一起滿懷期望，拭目以待吧。