基于大數(shù)據(jù)和人工智能的高校信息化服務(wù)研究

楊 龍

(福州大學(xué) 信息化建設(shè)辦公室， 福建 福州 350108)

國務(wù)院《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》和教育部《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等文件的出臺，促進(jìn)了我國大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展,也推動著高校信息化服務(wù)的變革。如何充分利用高校體量龐大、類型豐富的數(shù)據(jù)資源，發(fā)揮大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在高校管理決策制定上的支撐作用，大力推動基于人工智能的學(xué)校教學(xué)變革和學(xué)校治理方式變革，構(gòu)建支持終身在線學(xué)習(xí)的智能化學(xué)習(xí)平臺，已經(jīng)成為高校信息管理服務(wù)部門所面臨的主要任務(wù)[1]。

1 大數(shù)據(jù)和人工智能的信息化服務(wù)價值

1.1 大數(shù)據(jù)和人工智能的特征與關(guān)系

大數(shù)據(jù)研究在全球范圍內(nèi)得到了廣泛關(guān)注，已成為我國國家戰(zhàn)略[2]。作為一類重要的信息資源，大數(shù)據(jù)以其復(fù)雜性、決策有用性、高速增長性、價值稀疏性、可重復(fù)開采性、功能多樣性等特征，成為支持管理與決策的重要資源[3]。

人工智能技術(shù)的目標(biāo)是使計算機(jī)做出與人類智能相似的反應(yīng)，使機(jī)器代替人類完成一些需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。然而，由于傳統(tǒng)人工智能范式存在著獲取成本高、質(zhì)量差、只能模擬低級智能的弊端，其對高級人類智能的模擬程度還有很大差距[4]。

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)與人工智能正在的融合發(fā)展。一方面，人工智能技術(shù)以強(qiáng)大的運算能力，為大數(shù)據(jù)的收集、存儲與分析提供了技術(shù)保障；另一方面，大數(shù)據(jù)以其豐富的信息資源，能夠使人工智能范式以感知、數(shù)據(jù)、腦科學(xué)和認(rèn)知為中心，實現(xiàn)從人工技術(shù)表達(dá)到大數(shù)據(jù)驅(qū)動，從分類型處理到跨環(huán)境處理，從追求智能機(jī)器到追求人機(jī)、腦機(jī)互動的技術(shù)變革。

1.2 傳統(tǒng)高校信息服務(wù)模式的不足

自2012年我國開展教育信息化試點以來，已經(jīng)在實現(xiàn)智慧校園建設(shè)、信息化教育模式應(yīng)用、教育資源共建共享、教學(xué)支持服務(wù)發(fā)展等領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步[5]，但也暴露出一些不足。

(1) 服務(wù)和管理模式不能滿足教育教學(xué)的要求。部分高校的信息化服務(wù)建設(shè)雖滿足學(xué)校的頂層設(shè)計，但沒有全面適應(yīng)師生的信息化需求，現(xiàn)有服務(wù)模式和師生理想狀況之間還存在差距。

(2) 規(guī)劃和服務(wù)設(shè)計不深入，缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃，系統(tǒng)更新升級頻繁。部分平臺建設(shè)為了解決當(dāng)時的問題，隨著學(xué)校的發(fā)展，每一次系統(tǒng)升級都會帶來額外的財務(wù)成本與人力成本的增加。

(3) 信息化項目定位不準(zhǔn)，實用性不強(qiáng)。在信息化系統(tǒng)建設(shè)前的論證沒有充分了解用戶的需求與使用習(xí)慣，致使服務(wù)系統(tǒng)實用性不強(qiáng)，很多數(shù)字資源閑置，降低了信息化服務(wù)系統(tǒng)的使用率[6]。

1.3 大數(shù)據(jù)和人工智能對高校信息化服務(wù)的影響

在高校信息化服務(wù)不斷深入推進(jìn)的背景下，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)正在越來越緊密地結(jié)合到這一過程中，并對這一過程產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，成為推動高校數(shù)據(jù)管理、精確治理、教學(xué)模式、績效評估改革的重要力量[7]。

在數(shù)據(jù)管理方面，更加關(guān)注過程、關(guān)注微觀。結(jié)合高校教育管理大數(shù)據(jù)非結(jié)構(gòu)化、動態(tài)化、過程化和微觀化的特點，可以在源源不斷的數(shù)據(jù)流中，發(fā)現(xiàn)、揭示教育管理現(xiàn)象背后的規(guī)律與問題的根源，從而更好地提升教育管理水平。

在精確治理方面，更加關(guān)注數(shù)據(jù)的利用和全員的參與。一方面，能夠為決策者提供更為全面的數(shù)據(jù)支持，減少或避免決策數(shù)據(jù)來源的碎片化和高?！熬⒅卫砟Ｊ健钡某霈F(xiàn)；另一方面構(gòu)建管理者和教師之間不受限制的交流環(huán)境，充分發(fā)揮群眾的智慧，加強(qiáng)政策制定的科學(xué)化和執(zhí)行力。

在教學(xué)模式方面，更加關(guān)注學(xué)習(xí)積極性的培養(yǎng)和個性化學(xué)習(xí)方案的制訂。借助大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，能夠?qū)崟r反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為教師調(diào)整教學(xué)計劃提供參考，減少或避免一刀切的課程教學(xué)模式,同時還能針對不同學(xué)生的特點，智能化推薦有針對性的學(xué)習(xí)資料，提高教育水平和育人質(zhì)量。

2 高校信息化服務(wù)的發(fā)展趨勢

面對當(dāng)前的高校發(fā)展需求，高校信息化服務(wù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在3方面。

(1) 以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，為高校教育管理決策的制定提供依據(jù)。大數(shù)據(jù)具有預(yù)測事物發(fā)展規(guī)律的作用。在學(xué)校教育管理方面，充分利用各類數(shù)據(jù)所揭示的信息，預(yù)測學(xué)校未來發(fā)展趨勢，實現(xiàn)學(xué)校教育管理政策制定由經(jīng)驗主義向以數(shù)據(jù)為支撐的實證主義轉(zhuǎn)變，提高教育管理政策制定的科學(xué)性。

(2) 深化信息技術(shù)應(yīng)用，推動高校教育教學(xué)模式改革。充分發(fā)揮人工智能技術(shù)優(yōu)勢，重構(gòu)教學(xué)流程，實現(xiàn)教學(xué)過程、學(xué)習(xí)情況、學(xué)業(yè)水平的人工智能監(jiān)測、分析與診斷，探索基于人工智能的新教學(xué)模式。同時，建立基于大數(shù)據(jù)的學(xué)生成長檔案，完善學(xué)生綜合素質(zhì)評價體系，實現(xiàn)學(xué)習(xí)效果的精準(zhǔn)評估，制定個性化的職業(yè)生涯發(fā)展規(guī)劃。

(3) 加強(qiáng)跨專業(yè)的信息融合，優(yōu)化高校教育服務(wù)供給方式。不斷加強(qiáng)大規(guī)模開放在線課程建設(shè)，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的新型教育平臺。在綜合分析學(xué)生興趣愛好、學(xué)習(xí)情況、職業(yè)發(fā)展傾向等信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)豐富的個性化學(xué)習(xí)資源的精準(zhǔn)推送，構(gòu)建跨學(xué)科、多領(lǐng)域的智能化終身在線學(xué)習(xí)平臺，實現(xiàn)教育服務(wù)的人人供給、處處供給、時時供給[8]。

3 大數(shù)據(jù)和人工智能在信息化服務(wù)中的應(yīng)用

3.1 在學(xué)生管理中的應(yīng)用

學(xué)生是高校信息化服務(wù)最主要的受眾群體，對學(xué)生的管理是一個從入學(xué)開始到畢業(yè)結(jié)束的動態(tài)過程，其中包含了大量的信息化服務(wù)元素，為大數(shù)據(jù)和人工智能的應(yīng)用提供給了廣闊領(lǐng)域。

在新生錄取與報道階段，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，可以第一時間對新生的省份、民族、院系分布、男女比例等基本信息進(jìn)行統(tǒng)計，從而為迎新準(zhǔn)備工作提供最優(yōu)化的解決方案。例如在宿舍分配上，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，也能夠克服傳統(tǒng)人工分配只關(guān)注部分學(xué)生特征的局限性，在綜合學(xué)生民族、專業(yè)、基礎(chǔ)學(xué)業(yè)水平、興趣愛好等諸多信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)宿舍分配最優(yōu)化的智能解決方案[9]。

在就餐管理上，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，可以綜合分析學(xué)生的用餐規(guī)律，如用餐擁擠時段、食堂檔口受歡迎程度、菜品銷量情況等，從而為合理疏導(dǎo)用餐人流、減少排隊時間，提供學(xué)生最喜歡的菜品、提高用餐滿意度，合理制訂食材采購數(shù)量、減少菜品浪費等問題提供最佳的解決方案。

在學(xué)生的安全管理上，通過建設(shè)智能監(jiān)控、人臉識別、智能門禁、智能報警等人工智能系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)可疑人員和可疑行為，構(gòu)建安全的校園學(xué)習(xí)生活環(huán)境，最大限度保護(hù)師生的財產(chǎn)和人身安全。

3.2 在教學(xué)模式改革中的應(yīng)用

首先，加強(qiáng)慕課(MOOC，大規(guī)模開放在線課程)教育和創(chuàng)客教育在高校人才培養(yǎng)中的應(yīng)用。建立跨學(xué)科、多領(lǐng)域的慕課平臺，實現(xiàn)國內(nèi)外相同類型慕課的檢索、分類與推送，提高教學(xué)效率，降低教育成本，促進(jìn)教育公平。同時，通過STEM教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新能力與動手能力，加強(qiáng)智能機(jī)器人研發(fā)力度，促進(jìn)我國人工智能創(chuàng)新發(fā)展[10]。

其次，加強(qiáng)課堂互動，實時反饋教學(xué)效果。研發(fā)智能教學(xué)APP，利用手機(jī)、iPad、電腦等電子設(shè)備，構(gòu)建智慧課堂，實現(xiàn)課堂提問、學(xué)生回答、問題匯總、教學(xué)方案調(diào)整等一系列智能化過程，幫助教師及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，有針對性地制訂教學(xué)方案。

第三，加強(qiáng)課外學(xué)生自學(xué)能力培養(yǎng)。綜合學(xué)生所學(xué)專業(yè)、職業(yè)規(guī)劃、興趣愛好、知識短板等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在線課程的精準(zhǔn)推送，配合在線學(xué)習(xí)情況檢查與反饋技術(shù)，提高學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。

3.3 在學(xué)業(yè)管理中的應(yīng)用

因?qū)W習(xí)環(huán)境不適應(yīng)和學(xué)業(yè)成績不理想，是少數(shù)大學(xué)生退學(xué)的一個很重要的因素。而目前對于學(xué)生學(xué)業(yè)的管理，往往還停留在發(fā)現(xiàn)問題后的處理上，這時學(xué)生學(xué)業(yè)暴露出的問題往往都已經(jīng)十分嚴(yán)重，學(xué)業(yè)管理效果往往不佳，難以起到學(xué)業(yè)管理預(yù)防為先、防微杜漸的作用。因此，借助大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，建立新型學(xué)生學(xué)業(yè)管理機(jī)制就顯得尤為重要。

首先，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過綜合分析學(xué)生已修課程成績，以及以前學(xué)生課程成績、學(xué)習(xí)時間投入、家庭經(jīng)濟(jì)狀況等因素，預(yù)測哪些學(xué)生可能會出現(xiàn)學(xué)業(yè)失敗。根據(jù)分析結(jié)果，通過輔導(dǎo)員及時聯(lián)系學(xué)生，幫助他們調(diào)整學(xué)習(xí)方法或選擇更適合自己專業(yè)，從而提高學(xué)生的畢業(yè)率。

其次，還可以建立大數(shù)據(jù)環(huán)境下的學(xué)業(yè)預(yù)警系統(tǒng)。利用學(xué)生的課程、課堂、課外表現(xiàn)情況，綜合評定學(xué)生學(xué)習(xí)情況，建立預(yù)警機(jī)制。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分類，對優(yōu)秀的學(xué)生可以提高教學(xué)進(jìn)度，對于存在問題的學(xué)生則采取針對性的幫助措施[11]。

3.4 在師資隊伍建設(shè)中的應(yīng)用

高水平的教師隊伍是保障高校教學(xué)、科研、管理工作高質(zhì)量發(fā)展的基石。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，在教師隊伍建設(shè)和教師能力提升方面提供最優(yōu)化的解決方案，解決學(xué)校師資隊伍年齡結(jié)構(gòu)不合理、學(xué)科知識背景與專業(yè)設(shè)置匹配性不高、教學(xué)能力與學(xué)生需求不相適應(yīng)等問題。

首先，在制訂人才引進(jìn)規(guī)劃的時候，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，綜合分析當(dāng)前教師隊伍的年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)科背景、研究方向等因素，并結(jié)合學(xué)校發(fā)展規(guī)劃和當(dāng)前國內(nèi)外研究熱點等因素，制定最佳的人才引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，真正實現(xiàn)“人盡其才、物盡其用”，避免人力資源浪費。

其次，在制訂教師能力提升計劃的時候，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，根據(jù)教師教授的課程，檢索最新的學(xué)術(shù)動態(tài)與教學(xué)方法，定期向教師推送，提升教師知識儲備與教學(xué)能力，確保課程教學(xué)的前沿性，減少舊知識的重復(fù)教學(xué)。同時，建立智能化的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺，為教師提供智能化的教學(xué)支持環(huán)境，提高作業(yè)布置、批改、反饋的效率[5]。

3.5 在財務(wù)管理中的應(yīng)用

隨著高校辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，呈現(xiàn)資金來源多樣化、辦學(xué)環(huán)境復(fù)雜化的情況，高校財務(wù)管理工作的難度也越來越大。利用大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，實現(xiàn)經(jīng)費流向的動態(tài)監(jiān)控，經(jīng)費預(yù)算的科學(xué)合理以及財務(wù)報銷的快速高效，避免學(xué)校貪腐事件、經(jīng)費預(yù)算欠合理、報銷流程的繁瑣與低效等問題的出現(xiàn)。

在財務(wù)監(jiān)管方面，按照既定邏輯對資金流向進(jìn)行監(jiān)控，對財務(wù)流程和錄入信息進(jìn)行合并分析，及時發(fā)現(xiàn)資金使用上的違規(guī)行為，發(fā)現(xiàn)財務(wù)管理過程中的風(fēng)險點，對內(nèi)部風(fēng)險及時進(jìn)行防控。

在預(yù)算制訂方面，結(jié)合上一年預(yù)算執(zhí)行情況、本年度主要工作任務(wù)、各項任務(wù)預(yù)計經(jīng)費支出等綜合數(shù)據(jù)，合理制訂本年度經(jīng)費預(yù)算，避免出現(xiàn)項目預(yù)算不足、項目年底集中花錢的現(xiàn)象，減少國有資產(chǎn)的損失。

在財務(wù)報銷方面，實現(xiàn)報銷的網(wǎng)上辦公、無紙化辦公，通過智能化的圖像識別技術(shù)，完成繁瑣的單據(jù)審核工作，實現(xiàn)從報銷憑證生成到費用撥付的自動化處理，提高財務(wù)報銷規(guī)范性與高效性[12]。

4 信息化服務(wù)中需解決的問題

4.1 保證大數(shù)據(jù)的真實性

數(shù)據(jù)來源的真實性，是保證決策科學(xué)的前提。在很多情況下，數(shù)據(jù)所反映的情況可能與實際有偏差。例如通過打卡分析學(xué)生的上課出勤率、自習(xí)次數(shù)、體育鍛煉時間等方面的情況，就需有防止代刷卡的措施。因此，如何通過多樣性的大數(shù)據(jù)來源和人工智能技術(shù)，比如指紋識別和人臉識別，以及基于手機(jī)GPS的位置識別，共同判斷學(xué)生的日常學(xué)習(xí)、鍛煉情況，就成為保障數(shù)據(jù)與現(xiàn)實相符合必須克服的問題。

4.2 保護(hù)數(shù)據(jù)安全與隱私

個人信息的泄露嚴(yán)重影響了人們的生活。在將大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用于高校信息化服務(wù)的同時，還需加強(qiáng)與其配套的倫理道德和規(guī)章制度的建設(shè)。對于哪些數(shù)據(jù)可以用來做分析、數(shù)據(jù)如何保存、分析結(jié)果如何利用等進(jìn)行明確的規(guī)定，保證師生在知情且同意的情況下向?qū)W校提供相應(yīng)數(shù)據(jù)用于分析。同時，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫安全建設(shè)，保證數(shù)據(jù)不外泄，維護(hù)個人和單位的信息安全[13]。

4.3 提高大數(shù)據(jù)的整合與決策支持功能

當(dāng)前高校的信息系統(tǒng)多停留在數(shù)據(jù)收集與存儲的層面，系統(tǒng)之間存在著兼容性不強(qiáng)、數(shù)據(jù)冗余等問題，造成數(shù)據(jù)的碎片化，難以在海量數(shù)據(jù)中提取出有效信息以支持學(xué)校決策，造成數(shù)據(jù)的浪費。因此，在進(jìn)行高校信息化服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)時，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、規(guī)范建設(shè)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的整合與共享。同時，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，提高大數(shù)據(jù)分析能力，為學(xué)校的各項決策提供數(shù)據(jù)支持[14]。

5 結(jié)語

大數(shù)據(jù)和人工智能對高校信息化服務(wù)產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響，成為推動高校數(shù)據(jù)管理、精確治理、教學(xué)模式、績效評估改革的重要技術(shù)支持。在信息化建設(shè)中要以大數(shù)據(jù)和人工智能為核心支撐技術(shù)，主動投入到智能化的大潮中，準(zhǔn)確把握人工智能的思維模式，探尋高校信息服務(wù)的新模式，實現(xiàn)高校智慧教學(xué)、智慧管理和智慧服務(wù)的目標(biāo)。