人工智能技术背景下的智慧校园建设探索与实践

人工智能与智慧校园联合国教科文组织发布的《北京共识》提出，各国要引领实施适当的应对策略，通过人工智能与教育的系统融合，全面创新教育、教学和学习方式，并利用人工智能加快建设开放灵活的教育体系，确保全民享有公平、适合每个人且优质的终身学习机会，从而推动可持续发展目标和人类命运共同体的实现。因此，应充分发挥人工智能优势，积极推动人工智能和教育的深度融合。智慧校园指以促进信息技术与教育教学融合、提高学与教的效果为目的，以物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术为核心技术，提供全面感知、数据化、网络化、协作型、智慧型的校园工作、学习和生活一体化环境，并能对教育教学、教育管理进行洞察和预测的智慧学习环境。浙江大学率先描绘了智慧校园的蓝图：随时随地的网络学习，融合创新的网络科研，透明高效的校务治理，丰富多彩的校园文化，方便周到的校园生活。智慧校园建设不是简单地将人工智能技术和教学工作相结合，而是要实现深度融合，创建智慧化的校园环境，为突出人工智能技術实践优势，在构建智慧校园时，可借助人工智能软件、设备，推进智能校园信息化建设。人工智能技术支持的智慧校园建设重庆市聚奎中学校积极探索和实践人工智能技术在智慧校园中全方位的运用，建设了移动办公平台、智能物联教室、智能访客系统、人脸识别门禁系统，推动学校管理从人工化管理向智能化管理转型，对备课、上课、作业、辅导、考试、评价6个关键环节进行系统设计，加大了互联网技术的融入，全面提升了教学效能。1．智慧校园综合信息平台建设一个好的智慧校园综合信息平台，一直就是摆在信息化建设管理者面前的头等大事。这个平台要方便易用才有生命力；这个平台要足够开放才能不断吸纳优秀的软件运用；这个平台要足够安全，没有做好信息安全，信息化建设寸步难行；这个平台要有足够强大的功能，满足多角色、多场景的不同需求；这个平台还要足够智能，可进行全流程的数据采集及治理，为教学提供全方位的服务。在多年信息化建设探索的基础上，学校信息化管理团队对当前流行的平台建设方案进行了大量的调研，对现有的应用重新进行了梳理，构建了“企业微信”+“智慧校园1.0”的综合信息平台。（1）基础平台中心。用户可以自由选择微信、企业微信小程序、PC、移动终端等软硬件产品，即可以统一数据标准和身份识别，将教育主管部门、学校管理者、教师、学生、家长等相关人员进行连接。（2）应用中心。为生态应用提供数据交换和AI等技术，向开发者提供数据同步、软硬件连接、插件登录，帮助开发者快速构建自己的应用，满足定制化需求，并以应用市场的形式为开发者提供应用分发渠道，提供分级管理与效果评估服务。应用中心覆盖了智慧教学、智慧办公、智慧管理、智慧家校、智慧数据、智慧环境等各个应用场景，完美契合了学校的日常需求，解决了教育教学中的各种痛点和难点。（3）大数据中心。智慧校园的大数据服务平台具有可视化、智能化的特点，打通了数据采集、数据治理、数据存储、数据计算的全流程，可进行全场景的数据采集治理，重构教育数据连接枢纽，发掘教学服务新模式。教学大数据分析模块让数据可以真正服务于教育。例如，针对教学管理，可以根据教师教学过程及结果数据进行系统分析，挖掘潜在教学资源需求，优化教学资源配置，促进教学创新。2．智能校园管理互联网＋、物联网、大数据等新兴技术的运用为快速获取和呈现信息提供了新的渠道和手段，让精准管理成为可能。管理者应该思考如何重构工作流程，借助人工智能等技术实现自动化。在不断积累学校各类数据后，智慧管理系统按人员场所、活动等多个维度进行整理和分析，为科学的管理决策提供精准的数据支撑，最终实现依法依规科学管理和决策优化组织结构，使教育工作更高效。学校利用企业微信平台，不断扩充管理系统。目前已经上线的有智能公文流转系统、采购全流程管理系统、访客预约系统、会议预定及签到系统、智能选课系统、智能排课系统。这些系统的上线，实现了大部分工作的无纸化，打通了线上线下的屏障，提高了办事效率，提升了管理效能。3．泛在互联校园环境的构建物联网被称为第三次信息革命。物联网技术将虚拟和现实世界相结合，将人类社会推进到全面感知的智能时代，为人们提供智能化的工作、学习和生活环境，达到更加“智慧”的状态。学校通过iDste物联网感知设备收集信息，利用网络层大数据云储存和人工智能的算法，数值化管理各种物联网执行设备，建立了多媒体集控管理系统、高清音视频直转播系统、IP数字广播系统、无线物联控制系统，为校园提供了高度融合的智能管控解决方案。学校通过合理利用管理建筑内的设备资源达到节能减排的效果；通过物联网传感器和边缘计算摄像机增加建筑物中的主动安防管理；通过各种物联网控制端（PC、移动端等）对建筑的管理更加集中和便捷。目前两校区所有的教室和功能室都安装了iDste物联网设备，实现了校园网和物联网融合运用，打造了智能校园环境的基本形态。4．个性化精准教学在人工智能的支持下，未来教师角色将发生大变化。人工智能将会帮助教师从机械、重复的脑力工作中解脱出来，例如阅卷、批改作业。传统的教学模式和工具已无法满足现阶段教师的教学需求及社会对教育的发展要求，唯有通过信息化的手段，才能实现科技推动教育发展的目的。基于人工智能和大数据的精确学情诊断、个性化学习分析和智能决策支持，大大提升了教育品质，对促进教育公平、提高教育质量、优化教育治理都具有重要作用。学校给课前、课中及课后的教学提供了新的智能解决方案，在不改变师生传统的教学习惯的前提下，很好地解决了传统教学中的互动不充分、反馈不及时的弊端。通过企鹅智笔课堂，学校构建起覆盖多维度的数据采集网络，利用和谐的师生互动和及时的教学反馈，充分调动学生的主动性和积极性，进一步促进学生学习成绩的提高，从而促进学校教学质量的稳步提升。5．协作式评价创新学生综合素质评价对学生起着鉴定、导向、激励、诊断、调节、监督、管理等功能。几乎所有学校都重视学生综合素质评价，而传统的学生综合素质评价存在数据录入工作量大、数据录入方式单一、数据很难二次利用、数据之间不能共享、不能实现良好的家校及时互动、重总结性评价轻过程性评价、重主科评价轻副科评价、重班主任教师评价轻其他教师评价等问题，造成评价无法全面、立体、客观、科学地反映学生的素质。实行丰富多样的评价内容和评价形式，建立团队协作式评价系统是基础教育课程改革的要求。基于人工智能和大数据技术，我校建立了一套学生综合素质创新评价系统。评价系统多场景、常态化采集数据，包括学号点评、座位表点评、小组点评、阶段性批量录入、主题评价导入、语音评价、扫码评价、手环评价、多主体评价等各种采集场景。每学期定期生成各学科日常评价报告、单元评测报告、学业水平报告、体质健康报告、班主任寄语、校本特色学习报告等丰富多彩的学生综合素质评价报告。该系统全面如实地记录了学生在校的各种表现，并利用大数据算法和人工智能技术自动生成学生评价报告，教师和家长可以了解学生的学习情况。教师还可以根据班级学习情