1.1 方案背景

中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》（简称“双减”政策）及教育部等六部门印发《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》（简称教育新基建），对新时代的教育发展提出了以下要求：

1.2 建设意义

智慧纸笔教学生态系统教学理念建立在建构主义理论基础之上，以学生为中心，创设生动的情境，支撑合作学习、深度学习，着重训练学生综合利用所学知识解决实际问题的能力。

以促进教育教学与信息化深度融合为导向，遵循从信息化环境构建到技术与教学融合创新的发展路径，为师生和管理者提供专业的、适用的、高效的服务体系，共同推进教师信息化应用能力与人才培养质量的提升，满足学校积极适应信息化时代的教学改革创新。

同时，构建智慧校园数据治理平台，通过对教学流程进行整体重塑，为学校量身打造涵盖课前、课中、课后、打通校内外的全场景智慧课堂，将教学场景与产品使用场景深度融合，打造智能、高效的学习生态环境。

1.3 建设要点

基于“妙笔”构建的智慧教学生态：

1.4 系统概况

智慧纸笔教学生态系统由妙笔、课堂盒子、蓝牙AP、教学云平台等组成，构建了一个稳定的智能化教学环境，能够支撑师生课前、课中、课后全过程教学互动、测验、练习与作业等，支持大规模建设与常态化使用，构建智慧教学生态。

1.5 方案特色

提供了覆盖“课前-课中-课后”全流程和“教、学、管、评、练”全场景的一体化解决方案，应用内容上覆盖以下几点：

第一，基于互联网、大数据、云计算、智能交互等信息化技术，创新性采用“云+班+端”的多级架构和软硬件一体化设计，对教学环境进行智能化重塑，以支撑创新教学的多样化开展；

第二，基于海量优质化教学资源，满足教师的备授课、个性化测验练习和精准化作业辅导的需要；

第三，基于数据的无感知采集、自动汇聚与挖掘，实现多维度的数据分析，能为教师提供指导化教学分析、为学校提供精细化数据报告和为区域提供科学化决策数据。

从补全课内外测验和练习场景、无缝支持学校和家庭场景到促进学校的精细化管理，方案结构上展现以下特色：

1、构建智能化的教学环境

基于妙笔，在不改变师生原有纸笔书写习惯的前提下，能够实现课堂互动、课堂测验、课外练习、作业辅导等场景的数据采集，跨场景的应用能够记录学生学习轨迹并产生过程性评价，使得学生和学生之间，学生和老师之间通过纸上书写即可实现交流互动，学生的书写得到了锻炼的机会，灵感和思绪得以延续，硬笔书法能力有机会得以锻炼。

云端服务器，进行AI大数据处理运算。妙笔能够通过校内外蓝牙接收设备进行数据传递，也可以将师生数据缓存到内置存储设备中进行异步数据上传，真正实践随时随地跨场景的纸笔交互和训练。 

2、提供优质化的教学资源

教学云平台，提供了全学段优质教学资源和千万级海量试题资源，满足教师备课、组卷、测评和学生自主学习的需要。

3、支撑多样化的课堂教学

纸笔教学互动，数据赋能教学创新。纸笔互动教学解决方案，通过对教学环境的智能化重塑，以期为教学参与者进行多样化的课堂教学提供支撑，如课堂互动、课堂检测、精讲点评、分组教学、空中课堂等。

4、满足个性化的测验练习

智慧测练作为纸笔课堂的延伸，能够为老师提供更多的课内外测验和练习应用场景，教师可进行自主组卷，制作答题卷和答题卡，并将完成的卷卡下载打印发放到学生手上后，即可根据教学进度需要使用进行测练，包括课堂集中测练和课外灵活测练等。

5、助力数字化的作业辅导

智慧作业作为教师作业管理工具，教师在线发布作业任务，学生通过纸笔完成作业，教师可以即时查看学生作业完成情况，在线对学生作业进行批改并生成作业报告，老师可以对班级作业进行针对性讲评。整个过程，系统可自动采集学习行为轨迹，并依托AI识别等技术帮助老师自动识别和检查作业，借助大数据服务形成作业统计和评价报告，并为学生记录错题和薄弱环节，推送学习资源帮助老师解决学生作业辅导问题，帮助学生自主查缺补漏。

6、提升教师的精准化教学

基于整个教学活动过程的数据采集与分析，包括教师教情数据分析、班级与学生学情数据分析、课堂与课外数据分析、错题分析等，有利于教师清晰掌握自身教学情况和学生学情以便进行教学策略的改进。

7、促进学校的精细化管理

基于学校智慧教学信息化的建设和应用，能够对整个教学活动过程进行无感知的数据采集和汇聚，并通过对数据的清洗、挖掘与分析，为教学管理者提供可量化、精细化的教学管理报告，帮助学校全面了解教师教学情况和学生学习情况，从而制定更有针对性的教学计划并督促教师进行教学策略的改进。

8、辅助区域的科学化决策

改革教育治理方式，促进教育均衡化、现代化和高质量发展，需要以信息化手段为依托，并通过对区域教学信息化的应用监测，为区域教学管理提供全面、多维度的数据分析，以辅助区域管理精准化和决策科学化。