人工智能技術(shù)背景下的智慧校園建設探索與實踐

人工智能與智慧校園聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的《北京共識》提出，各國要引領實施適當?shù)膽獙Σ呗?，通過人工智能與教育的系統(tǒng)融合，全面創(chuàng)新教育、教學和學習方式，并利用人工智能加快建設開放靈活的教育體系，確保全民享有公平、適合每個人且優(yōu)質(zhì)的終身學習機會，從而推動可持續(xù)發(fā)展目標和人類命運共同體的實現(xiàn)。因此，應充分發(fā)揮人工智能優(yōu)勢，積極推動人工智能和教育的深度融合。智慧校園指以促進信息技術(shù)與教育教學融合、提高學與教的效果為目的，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)為核心技術(shù)，提供全面感知、數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡化、協(xié)作型、智慧型的校園工作、學習和生活一體化環(huán)境，并能對教育教學、教育管理進行洞察和預測的智慧學習環(huán)境。浙江大學率先描繪了智慧校園的藍圖：隨時隨地的網(wǎng)絡學習，融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡科研，透明高效的校務治理，豐富多彩的校園文化，方便周到的校園生活。智慧校園建設不是簡單地將人工智能技術(shù)和教學工作相結(jié)合，而是要實現(xiàn)深度融合，創(chuàng)建智慧化的校園環(huán)境，為突出人工智能技術(shù)實踐優(yōu)勢，在構(gòu)建智慧校園時，可借助人工智能軟件、設備，推進智能校園信息化建設。人工智能技術(shù)支持的智慧校園建設重慶市聚奎中學校積極探索和實踐人工智能技術(shù)在智慧校園中全方位的運用，建設了移動辦公平臺、智能物聯(lián)教室、智能訪客系統(tǒng)、人臉識別門禁系統(tǒng)，推動學校管理從人工化管理向智能化管理轉(zhuǎn)型，對備課、上課、作業(yè)、輔導、考試、評價6個關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)設計，加大了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入，全面提升了教學效能。1．智慧校園綜合信息平臺建設一個好的智慧校園綜合信息平臺，一直就是擺在信息化建設管理者面前的頭等大事。這個平臺要方便易用才有生命力；這個平臺要足夠開放才能不斷吸納優(yōu)秀的軟件運用；這個平臺要足夠安全，沒有做好信息安全，信息化建設寸步難行；這個平臺要有足夠強大的功能，滿足多角色、多場景的不同需求；這個平臺還要足夠智能，可進行全流程的數(shù)據(jù)采集及治理，為教學提供全方位的服務。在多年信息化建設探索的基礎上，學校信息化管理團隊對當前流行的平臺建設方案進行了大量的調(diào)研，對現(xiàn)有的應用重新進行了梳理，構(gòu)建了“企業(yè)微信”+“智慧校園1.0”的綜合信息平臺。（1）基礎平臺中心。用戶可以自由選擇微信、企業(yè)微信小程序、PC、移動終端等軟硬件產(chǎn)品，即可以統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準和身份識別，將教育主管部門、學校管理者、教師、學生、家長等相關(guān)人員進行連接。（2）應用中心。為生態(tài)應用提供數(shù)據(jù)交換和AI等技術(shù)，向開發(fā)者提供數(shù)據(jù)同步、軟硬件連接、插件登錄，幫助開發(fā)者快速構(gòu)建自己的應用，滿足定制化需求，并以應用市場的形式為開發(fā)者提供應用分發(fā)渠道，提供分級管理與效果評估服務。應用中心覆蓋了智慧教學、智慧辦公、智慧管理、智慧家校、智慧數(shù)據(jù)、智慧環(huán)境等各個應用場景，完美契合了學校的日常需求，解決了教育教學中的各種痛點和難點。（3）大數(shù)據(jù)中心。智慧校園的大數(shù)據(jù)服務平臺具有可視化、智能化的特點，打通了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)計算的全流程，可進行全場景的數(shù)據(jù)采集治理，重構(gòu)教育數(shù)據(jù)連接樞紐，發(fā)掘教學服務新模式。教學大數(shù)據(jù)分析模塊讓數(shù)據(jù)可以真正服務于教育。例如，針對教學管理，可以根據(jù)教師教學過程及結(jié)果數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，挖掘潛在教學資源需求，優(yōu)化教學資源配置，促進教學創(chuàng)新。2．智能校園管理互聯(lián)網(wǎng)＋、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的運用為快速獲取和呈現(xiàn)信息提供了新的渠道和手段，讓精準管理成為可能。管理者應該思考如何重構(gòu)工作流程，借助人工智能等技術(shù)實現(xiàn)自動化。在不斷積累學校各類數(shù)據(jù)后，智慧管理系統(tǒng)按人員場所、活動等多個維度進行整理和分析，為科學的管理決策提供精準的數(shù)據(jù)支撐，最終實現(xiàn)依法依規(guī)科學管理和決策優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，使教育工作更高效。學校利用企業(yè)微信平臺，不斷擴充管理系統(tǒng)。目前已經(jīng)上線的有智能公文流轉(zhuǎn)系統(tǒng)、采購全流程管理系統(tǒng)、訪客預約系統(tǒng)、會議預定及簽到系統(tǒng)、智能選課系統(tǒng)、智能排課系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的上線，實現(xiàn)了大部分工作的無紙化，打通了線上線下的屏障，提高了辦事效率，提升了管理效能。3．泛在互聯(lián)校園環(huán)境的構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)被稱為第三次信息革命。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將虛擬和現(xiàn)實世界相結(jié)合，將人類社會推進到全面感知的智能時代，為人們提供智能化的工作、學習和生活環(huán)境，達到更加“智慧”的狀態(tài)。學校通過iDste物聯(lián)網(wǎng)感知設備收集信息，利用網(wǎng)絡層大數(shù)據(jù)云儲存和人工智能的算法，數(shù)值化管理各種物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行設備，建立了多媒體集控管理系統(tǒng)、高清音視頻直轉(zhuǎn)播系統(tǒng)、IP數(shù)字廣播系統(tǒng)、無線物聯(lián)控制系統(tǒng)，為校園提供了高度融合的智能管控解決方案。學校通過合理利用管理建筑內(nèi)的設備資源達到節(jié)能減排的效果；通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器和邊緣計算攝像機增加建筑物中的主動安防管理；通過各種物聯(lián)網(wǎng)控制端（PC、移動端等）對建筑的管理更加集中和便捷。目前兩校區(qū)所有的教室和功能室都安裝了iDste物聯(lián)網(wǎng)設備，實現(xiàn)了校園網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)融合運用，打造了智能校園環(huán)境的基本形態(tài)。4．個性化精準教學在人工智能的支持下，未來教師角色將發(fā)生大變化。人工智能將會幫助教師從機械、重復的腦力工作中解脫出來，例如閱卷、批改作業(yè)。傳統(tǒng)的教學模式和工具已無法滿足現(xiàn)階段教師的教學需求及社會對教育的發(fā)展要求，唯有通過信息化的手段，才能實現(xiàn)科技推動教育發(fā)展的目的。基于人工智能和大數(shù)據(jù)的精確學情診斷、個性化學習分析和智能決策支持，大大提升了教育品質(zhì)，對促進教育公平、提高教育質(zhì)量、優(yōu)化教育治理都具有重要作用。學校給課前、課中及課后的教學提供了新的智能解決方案，在不改變師生傳統(tǒng)的教學習慣的前提下，很好地解決了傳統(tǒng)教學中的互動不充分、反饋不及時的弊端。通過企鵝智筆課堂，學校構(gòu)建起覆蓋多維度的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡，利用和諧的師生互動和及時的教學反饋，充分調(diào)動學生的主動性和積極性，進一步促進學生學習成績的提高，從而促進學校教學質(zhì)量的穩(wěn)步提升。5．協(xié)作式評價創(chuàng)新學生綜合素質(zhì)評價對學生起著鑒定、導向、激勵、診斷、調(diào)節(jié)、監(jiān)督、管理等功能。幾乎所有學校都重視學生綜合素質(zhì)評價，而傳統(tǒng)的學生綜合素質(zhì)評價存在數(shù)據(jù)錄入工作量大、數(shù)據(jù)錄入方式單一、數(shù)據(jù)很難二次利用、數(shù)據(jù)之間不能共享、不能實現(xiàn)良好的家校及時互動、重總結(jié)性評價輕過程性評價、重主科評價輕副科評價、重班主任教師評價輕其他教師評價等問題，造成評價無法全面、立體、客觀、科學地反映學生的素質(zhì)。實行豐富多樣的評價內(nèi)容和評價形式，建立團隊協(xié)作式評價系統(tǒng)是基礎教育課程改革的要求?；谌斯ぶ悄芎痛髷?shù)據(jù)技術(shù)，我校建立了一套學生綜合素質(zhì)創(chuàng)新評價系統(tǒng)。評價系統(tǒng)多場景、常態(tài)化采集數(shù)據(jù)，包括學號點評、座位表點評、小組點評、階段性批量錄入、主題評價導入、語音評價、掃碼評價、手環(huán)評價、多主體評價等各種采集場景。每學期定期生成各學科日常評價報告、單元評測報告、學業(yè)水平報告、體質(zhì)健康報告、班主任寄語、校本特色學習報告等豐富多彩的學生綜合素質(zhì)評價報告。該系統(tǒng)全面如實地記錄了學生在校的各種表現(xiàn)，并利用大數(shù)據(jù)算法和人工智能技術(shù)自動生成學生評價報告，教師和家長可以了解學生的學習情況。教師還可以根據(jù)班級學習情