人工智能時(shí)代背景下數(shù)字校園建設(shè)探究

潘杰

摘要：隨著人工智能的發(fā)展，將其與教育進(jìn)行融合創(chuàng)新已經(jīng)成了為未來(lái)教育變革的重要趨勢(shì)。而為了有效促進(jìn)人工智能在教育技術(shù)中的應(yīng)用，需要正確了解人工智能技術(shù)的內(nèi)涵與發(fā)展，深入理解人工智能技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境、創(chuàng)新教學(xué)理念，從而提高教師教學(xué)的效率，促進(jìn)教師自身素養(yǎng)的提高;引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展;幫助教務(wù)管理人員實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校的高效管理。

關(guān)鍵詞：人工智能;數(shù)字校園

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）32-0202-02

1 背景

人工智能是目前各國(guó)科研領(lǐng)域研究的重點(diǎn)項(xiàng)目和課題。2017年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，其中提出：“當(dāng)前，新一代人工智能相關(guān)學(xué)科發(fā)展、理論建模、技術(shù)創(chuàng)新、軟硬件升級(jí)等整體推進(jìn)，正在引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄?，推?dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速躍升” [4]。因此需要把人工智能的相關(guān)技術(shù)和理念（如智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)）引入教育體系，對(duì)人才培養(yǎng)、教學(xué)方法提出改革，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育的融合創(chuàng)新。

2 人工智能的內(nèi)涵

2.1 什么是人工智能

人工智能（AI，Artificial Intelligence）是計(jì)算機(jī)學(xué)的分支之一，其中涉及計(jì)算機(jī)、心理、生理、邏輯和哲學(xué)等多門(mén)學(xué)科。廣義上看，進(jìn)行人工智能研究的主要目標(biāo)是通過(guò)機(jī)器的自主學(xué)習(xí)去自動(dòng)完成需要適應(yīng)和靈活性較強(qiáng)的復(fù)雜工作，因此從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，只要是在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用了機(jī)器而非人類(lèi)來(lái)進(jìn)行認(rèn)知、識(shí)別、分析和決策等操作，就可以視為使用了人工智能技術(shù)。例如，使用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理就可以算作人工智能。目前，我國(guó)有些中小學(xué)已經(jīng)開(kāi)始利用人工智能技術(shù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)、教務(wù)活動(dòng)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下[1]。將人工智能融入信息技術(shù)和教育教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新，并逐步促進(jìn)改革，為教育創(chuàng)新指明了方向;尤其是在目前大數(shù)據(jù)的背景下，人工智能的優(yōu)勢(shì)更加明顯：能夠更好地實(shí)現(xiàn)師生和相關(guān)教務(wù)人員對(duì)于校園教學(xué)和教務(wù)服務(wù)的個(gè)性化要求，滿(mǎn)足管理人員對(duì)校園情況的可視化要求。并且隨著機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)一步發(fā)展，甚至可以由計(jì)算機(jī)完成教學(xué)趨勢(shì)分析，校園管理分析并且自動(dòng)提出供參考的解決方案，從而提高教學(xué)和教務(wù)管理的效率，降低成本，建成智慧校園。

2.2 人工智能的發(fā)展

人工智能最初被用來(lái)替代人類(lèi)進(jìn)行一些比較危險(xiǎn)的、耗費(fèi)體力和時(shí)間的工作，借此提高工作效率。

1889年電動(dòng)制表機(jī)被研制成功，用來(lái)儲(chǔ)存計(jì)算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資料，是人工智能得以存儲(chǔ)信息的基礎(chǔ);1930年，第一臺(tái)模擬電子計(jì)算機(jī)誕生;1946年，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)面世。1991年，萬(wàn)維網(wǎng)和超文本傳輸協(xié)議以及超文本標(biāo)記語(yǔ)言的出現(xiàn)，使人工智能能夠在電腦與人之間進(jìn)行連接、互動(dòng)和分享[2]。不難看出，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)是人工智能得以發(fā)展的基礎(chǔ)，它們使人工智能得以從僅僅作為人的自然力的拓展和延伸來(lái)解決問(wèn)題，逐步發(fā)展到擴(kuò)大了人類(lèi)的腦容量和幫助人類(lèi)處理信息，再到今天的通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)等手段對(duì)人的思維過(guò)程進(jìn)行模擬，從而擴(kuò)展人的思維能力。所以現(xiàn)在人工智能的最大特征就是幫助甚至替代人類(lèi)進(jìn)行有效思維的智能化。

3 什么是數(shù)字校園

數(shù)字校園是一種新型的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心技術(shù)，把信息共享作為手段，將網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字和智能化技術(shù)結(jié)合起來(lái)[3]。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，教學(xué)和教務(wù)管理實(shí)現(xiàn)信息化，將其與信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)，就是數(shù)字校園技術(shù)。我國(guó)對(duì)教育信息化的推動(dòng)開(kāi)始于20世紀(jì)90年代，在高等院校首先進(jìn)行推廣。后來(lái)教育部也發(fā)布了相關(guān)計(jì)劃，不斷以此為基礎(chǔ)逐步擴(kuò)充和完善數(shù)字校園的內(nèi)涵。

4 人工智能時(shí)代下數(shù)字校園的發(fā)展

4.1 人工智能時(shí)代數(shù)字校園的時(shí)代特征

4.1.1 互聯(lián)網(wǎng)高速、廣泛

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)，如果沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)，就無(wú)法進(jìn)行信息化教育。數(shù)字校園的核心是建立一個(gè)高速的、可視化的信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的用戶(hù)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行互動(dòng)。這里的用戶(hù)不僅是學(xué)生老師和教務(wù)職工，也可以包括物品和設(shè)備，例如超市商品和空閑教室。關(guān)于物與物、物與人之間的聯(lián)系可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

4.1.2 智能終端廣泛、實(shí)用

大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的出現(xiàn)極大地?cái)U(kuò)展了智能終端所能夠提供的服務(wù)，校園內(nèi)的一切都可以被數(shù)字化地提供給用戶(hù)，還可以根據(jù)個(gè)人習(xí)慣性格制定個(gè)性化的服務(wù)。

4.1.3 學(xué)習(xí)資源豐富、集中

學(xué)習(xí)資源可以在云端整理并被用于師生間的雙向互動(dòng)，并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需求進(jìn)行個(gè)性化推送，因材施教。

4.1.4 教育管理智能、共享

數(shù)字校園可以在基礎(chǔ)環(huán)境、教學(xué)資源和教務(wù)管理服務(wù)方面搭建線上平臺(tái)，數(shù)字化校園信息，讓廣大師生能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行各種操作，進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。數(shù)字校園同樣提供了個(gè)性化定制服務(wù)和與其他學(xué)校相互交流的通道，與外界進(jìn)行信息交流。

4.2 人工智能時(shí)代對(duì)數(shù)字校園發(fā)展策略的影響

4.2.1 普及

為了響應(yīng)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的號(hào)召，不少中小學(xué)已經(jīng)設(shè)置了人工智能相關(guān)課程。結(jié)合教改的背景不難看出，這將是數(shù)字校園創(chuàng)新發(fā)展的重要切入點(diǎn)。因此需要學(xué)校大力推進(jìn)有利于人工智能教育的環(huán)境建設(shè)，選擇有人工智能經(jīng)驗(yàn)的人做老師，建設(shè)出一支符合人工智能發(fā)展的隊(duì)伍，為人工智能的普及推廣創(chuàng)造條件。

4.2.2 融合

人工智能不僅是科學(xué)研究的重點(diǎn)，目前也已經(jīng)被用于多個(gè)領(lǐng)域中。因此需要能及時(shí)抓住時(shí)代機(jī)遇，在教學(xué)與評(píng)價(jià)、教務(wù)管理等各個(gè)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)嘗試引進(jìn)人工智能技術(shù)，利用人工智能的優(yōu)勢(shì)，提高校園的整體水平，滿(mǎn)足老師和學(xué)生以及教職人員的需要。

4.2.3 創(chuàng)新

人工智能技術(shù)將給教育帶來(lái)新的發(fā)展方向和機(jī)遇，數(shù)字校園也因人工智能的出現(xiàn)而得到了徹底的改變。目前我國(guó)計(jì)劃是，到2020年，將數(shù)字校園的建設(shè)推廣到全體學(xué)校，以人工智能為動(dòng)力，建設(shè)全新的教學(xué)環(huán)境。因此需要慎重考慮，未雨綢繆，不斷進(jìn)行創(chuàng)新和探索，找出一條全新的發(fā)展思路[5]。

5 人工智能在數(shù)字校園中的應(yīng)用

5.1 提高教師的創(chuàng)新能力

教育部在《中小學(xué)數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范（試行）》）中明確指出，教師應(yīng)“能創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)?、能促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的技術(shù)手段豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境”“能設(shè)計(jì)多樣的信息技術(shù)支持的自主學(xué)習(xí)、測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)等教學(xué)活動(dòng)”“能利用信息技術(shù)獲取新的教學(xué)理念和方法，進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)”。由此可見(jiàn)，在推進(jìn)教育信息化的現(xiàn)在，尤其是當(dāng)把人工智能引入教育領(lǐng)域后，對(duì)教師的要求，除了傳統(tǒng)的技能之外，還多了計(jì)算機(jī)操作技能。的確，如果教師能夠熟練使用計(jì)算機(jī)，利用好人工智能技術(shù)，可以極大地幫助自己進(jìn)行教學(xué)環(huán)境和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，從中學(xué)習(xí)到新的方法，提高個(gè)人能力，更好地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng);同時(shí)人工智能有可能帶來(lái)新的一輪教學(xué)變革，徹底改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)理念，所以需要老師能夠跟上時(shí)代的發(fā)展，不斷吸收新知識(shí)，創(chuàng)新教學(xué)方法。

5.2 促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

《規(guī)范（試行）》同樣提出了人工智能對(duì)學(xué)生的影響。對(duì)學(xué)生而言，人工智能主要起到了幫助學(xué)生利用信息技術(shù)更加高效地學(xué)習(xí)和進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐，并把人工智能對(duì)學(xué)生的發(fā)展分為了“了解——掌握——實(shí)踐”三個(gè)階段。

在第一個(gè)“了解”階段中，學(xué)生主要是通過(guò)感官去感受和參與由人工智在教學(xué)活動(dòng)中使用的新技術(shù)，例如虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，從中直觀地體會(huì)到有人工智能參與的教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)模式中的不同之處，從而讓他們對(duì)人工智能從操作和內(nèi)容上有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，首先激發(fā)他們對(duì)人工智能的好奇，讓他們?cè)敢庵鲃?dòng)了解人工智能這種技術(shù)。這種“了解”的前提是需要將教學(xué)活動(dòng)的主要角色由引導(dǎo)者老師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，讓學(xué)生從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，以學(xué)生的視角和感受為中心進(jìn)行對(duì)數(shù)字資源和環(huán)境的設(shè)計(jì)。

第二階段的“掌握”，就是學(xué)生在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)。通過(guò)多年來(lái)我國(guó)對(duì)于計(jì)算機(jī)課程的重視，目前已經(jīng)有大量中小學(xué)生掌握了關(guān)于計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)和操作技能，甚至設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能的程序作品。這也是他們能夠理解和學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)。

“實(shí)踐”階段則是指讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)掌握到的關(guān)于人工智能的知識(shí)和技術(shù)來(lái)主動(dòng)解決自己感興趣的，或者學(xué)習(xí)生活中遇到的問(wèn)題。例如針對(duì)空巢老人的問(wèn)題設(shè)計(jì)了“空巢老人看護(hù)理系統(tǒng)”;對(duì)購(gòu)物中心停車(chē)位緊張的問(wèn)題設(shè)計(jì)出“小區(qū)空閑車(chē)位分時(shí)出租系統(tǒng)”。這一過(guò)程不僅體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的了解和掌握能力，而且?guī)椭_(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，實(shí)現(xiàn)多方面的發(fā)展[6]。

5.3 高效管理

學(xué)校的教務(wù)管理人員和教育部門(mén)需要明白，“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展的革命性影響，理解教育信息化發(fā)展方針”，并具備“利用信息技術(shù)優(yōu)化學(xué)校管理，提升辦學(xué)水平和教育質(zhì)量的意識(shí)”和“活到老、學(xué)到老的精神和能力”。要知道，在數(shù)字校園內(nèi)引入人工智能技術(shù)，遠(yuǎn)不止教學(xué)活動(dòng)（例如建立新的教學(xué)模式、改良教學(xué)氛圍、幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)知識(shí)、對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)估等）一個(gè)方面和角度，實(shí)際上，人工智能的適用范圍是十分廣泛的，例如教務(wù)管理、教職工信息的交流、發(fā)展規(guī)劃和制度的設(shè)立。這些都需要隨著信息化建設(shè)不斷進(jìn)行評(píng)估優(yōu)化以及持續(xù)改進(jìn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

人工智能技術(shù)將會(huì)成為學(xué)校師生、管理者進(jìn)行學(xué)習(xí)、實(shí)踐、研究和應(yīng)用的重點(diǎn)，我們需要把握時(shí)代特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，將教育教學(xué)與人工智能融合作為推進(jìn)教學(xué)改革的新模式和新方法。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 宗平，朱洪波，黃剛，等.智慧校園設(shè)計(jì)方法的研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，30（4）：15-19，51.

[4] 國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知（國(guó)發(fā)〔2017〕35號(hào)）[EB/OL]. [2020-05-10].http：//www.gov.cn/ zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[5] 李文靜，栗覓，奧頓.論人工智能時(shí)代高等教育改革[J].未來(lái)與發(fā)展，2019，43（3）：67-71.

[6] 曹曉明.“智能+”校園：教育信息化2.0視域下的學(xué)校發(fā)展新樣態(tài)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018，36（4）：57-68.

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