智能控制在學(xué)校和家庭教育中的應(yīng)用簡(jiǎn)介

陳芊蕙

近些年來(lái)，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，智能控制已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)許多高校也應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)啟了智慧校園建設(shè)。但是對(duì)于國(guó)內(nèi)許多初高中學(xué)校，智能控制應(yīng)用起步較晚。對(duì)于學(xué)生而言，在學(xué)校和家庭應(yīng)用智能控制，通過(guò)信息采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、綜合分析等，針對(duì)每名學(xué)生的特點(diǎn)，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)掌握的不足之處，合理的進(jìn)行學(xué)習(xí)安排，更有利于發(fā)掘?qū)W習(xí)潛力、提升學(xué)習(xí)效率。

1 智能控制的概念

1.1 智能控制的概念

智能控制是自動(dòng)控制理論發(fā)展到高級(jí)階段的體現(xiàn)，具有多種控制方式，并且能夠進(jìn)行智能信息處理和智能信息反饋，從而給出控制決策[1]，主要用來(lái)解決那些復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題，這些問(wèn)題一般用傳統(tǒng)方法是難以解決的。

1.2 發(fā)展歷程

智能控制的發(fā)展主要經(jīng)歷了3個(gè)階段：第一階段是思想起源階段，出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，“智能控制”一詞首次在美國(guó)一實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)；第二階段是建立階段，隨著70年代AI的發(fā)展，有學(xué)者探討了其與自動(dòng)控制的交叉關(guān)系，自此，自動(dòng)控制與AI的聯(lián)合建立了一個(gè)新興的交叉領(lǐng)域——智能控制，并在之后快速發(fā)展；第三階段是發(fā)展和上升階段，智能控制在成功地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)后，它的發(fā)展就邁上了一個(gè)新臺(tái)階，并在隨后又提出基于AI表示與推理技術(shù)的專家控制系統(tǒng)，使得智能控制理論成為研究重點(diǎn)，并一直發(fā)展至今。

近十幾年來(lái)，隨著智能控制方法和技術(shù)的發(fā)展，智能控制迅速應(yīng)用在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域來(lái)解決各類復(fù)雜被控對(duì)象的控制問(wèn)題，如工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、現(xiàn)代生產(chǎn)制造系統(tǒng)、交通控制系統(tǒng)等[2]。

2 智能控制在學(xué)校的應(yīng)用

2.1 校園安全管理

安全問(wèn)題一直是學(xué)校需要重視的基本問(wèn)題，保障學(xué)生安全也是提高學(xué)習(xí)水平的基本需求。目前也已有許多學(xué)校利用智能校園卡對(duì)學(xué)生安全進(jìn)行智能化管理，將校內(nèi)GPS和藍(lán)牙定位系統(tǒng)安裝在智能校園卡內(nèi)部，將老師公用電腦設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)終端，學(xué)生信息直接反饋給電腦，依照定位系統(tǒng)，老師可以隨時(shí)了解學(xué)生位置，提高學(xué)生安全保障；同時(shí)也可以通過(guò)大數(shù)據(jù)計(jì)算將學(xué)生在校園內(nèi)的不正常移動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間滯留及時(shí)反映給班主任，減少校園暴力以及逃課現(xiàn)象；將智能校園卡與家長(zhǎng)手機(jī)綁定，利用GPS和藍(lán)牙系統(tǒng)，將每位學(xué)生家長(zhǎng)手機(jī)設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)終端，測(cè)定學(xué)生位置，于學(xué)生出入校門(mén)時(shí)自動(dòng)發(fā)送短信給父母，實(shí)現(xiàn)學(xué)?！议L(zhǎng)監(jiān)護(hù)一體化，全方位保障學(xué)生安全。在一些一線城市，學(xué)校在宿舍門(mén)口安裝“刷臉”系統(tǒng)，讓學(xué)生采用“刷臉”的方式出入宿舍，一方面可以及時(shí)關(guān)注學(xué)生動(dòng)態(tài)，另一方面也減輕了老師的負(fù)擔(dān)；給學(xué)生的私人物品存儲(chǔ)柜安裝智能門(mén)鎖，即利用人臉檢測(cè)或指紋識(shí)別技術(shù)提取關(guān)鍵特征進(jìn)行開(kāi)鎖，保障了學(xué)生私人物品的安全，營(yíng)造了安全的生活環(huán)境，同時(shí)還可提高學(xué)生的隱私意識(shí)；可以在宿舍內(nèi)安裝智能災(zāi)害檢測(cè)系統(tǒng)，將煙霧感應(yīng)器與噴淋裝置，報(bào)警裝置及攝像頭相連，在偵測(cè)到火情時(shí)自動(dòng)報(bào)警并開(kāi)啟噴淋裝置與攝像系統(tǒng)[3]，以便確認(rèn)火情及學(xué)生情況，達(dá)到最大限度保障學(xué)生安全的作用。

2.2 學(xué)生健康管理

身體是革命的本錢，強(qiáng)健的體魄對(duì)學(xué)生健康成長(zhǎng)極其重要，因此學(xué)校必須重視學(xué)生的健康狀況。然而現(xiàn)在有許多學(xué)生為了外形上的美觀，又或是為了追求味覺(jué)的享受，選擇不吃飯或只吃符合口味的油炸食品，對(duì)身體健康造成很大影響，包括免疫力下降、低血糖、精神萎靡等。為了解決此類現(xiàn)象，可利用智能飯卡記錄每位學(xué)生的就餐數(shù)量及就餐種類，及時(shí)反饋給電腦，并由電腦根據(jù)《中小學(xué)生營(yíng)養(yǎng)均衡標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行飲食情況評(píng)估及打分，將不合格學(xué)生名單及推薦飲食方案上傳給班主任，并由班主任進(jìn)行引導(dǎo)與督促；為了強(qiáng)健學(xué)生體魄，提高免疫力，將振動(dòng)傳感器安裝于智能校園卡，起到計(jì)步器的作用，再結(jié)合GPS定位系統(tǒng)，計(jì)算出學(xué)生的戶外活動(dòng)量，傳輸給電腦，并由電腦結(jié)合《中小學(xué)生戶外活動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行測(cè)算，將不合格學(xué)生名單及建議活動(dòng)量上傳給體育老師，由體育老師監(jiān)督不合格同學(xué)進(jìn)行鍛煉，以保證學(xué)生體質(zhì)的健康；同時(shí)也可將學(xué)生的病史，過(guò)敏源等保存至飯卡，以便校醫(yī)對(duì)學(xué)生的治療；學(xué)校定期組織學(xué)生做心理調(diào)查問(wèn)卷，由電腦自動(dòng)分析，得出結(jié)論，并將診斷結(jié)果加密及治療方案?jìng)魉徒o心理老師，由心理老師進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)。

2.3 教學(xué)課程輔助安排

為了適應(yīng)我國(guó)的發(fā)展，教育部進(jìn)行了新課標(biāo)高考改革，也就更需要技術(shù)的支持，根據(jù)學(xué)生日常反饋出的學(xué)習(xí)能力的好壞，利用智能系統(tǒng)將學(xué)生各科分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)再根據(jù)學(xué)校人數(shù)分為若干個(gè)班級(jí)，根據(jù)學(xué)生性格，分配最適合的老師排出最適合每位學(xué)生的課表，這樣可以最大限度的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率；將每位學(xué)生的課表導(dǎo)入智能校園卡，在教室門(mén)口安裝智能班牌，在智能班牌上選取查看課表，將智能校園卡貼于班牌上，學(xué)生即可知道自己下一節(jié)課的科目，以及走班教室的門(mén)牌和位置，這樣便有效的預(yù)防學(xué)生因丟失課表找不到教室而導(dǎo)致遲到的問(wèn)題。

3 智能控制在家庭的應(yīng)用

3.1 家庭學(xué)習(xí)輔助

學(xué)生的學(xué)習(xí)除了在學(xué)校，在家也是重要的一方面，智能控制系統(tǒng)可以有效幫助實(shí)現(xiàn)家校合一，減小家長(zhǎng)壓力，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。完成作業(yè)后，拍攝上傳學(xué)校作業(yè)批改平臺(tái)，通過(guò)文字識(shí)別技術(shù)識(shí)別答題內(nèi)容，這樣能幫助學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真書(shū)寫(xiě)的好習(xí)慣，同時(shí)依據(jù)老師傳入電腦的答案自動(dòng)對(duì)作業(yè)進(jìn)行批改，對(duì)錯(cuò)題進(jìn)行分析，將相關(guān)知識(shí)反饋到家庭，這樣可以大大減少家長(zhǎng)輔導(dǎo)學(xué)生的壓力；還可以根據(jù)學(xué)生一周來(lái)的學(xué)習(xí)狀況為學(xué)生制定可參考的周末計(jì)劃，根據(jù)一學(xué)期的學(xué)習(xí)狀況制定可參考的假期計(jì)劃，定期將錯(cuò)題整理統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行錯(cuò)題專練，減少學(xué)生做無(wú)用功的時(shí)間；同時(shí)也可以將每位學(xué)生上交作業(yè)時(shí)間和答題情況反饋給老師，對(duì)學(xué)生的作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，利用大數(shù)據(jù)分析，將錯(cuò)誤集中的題目和大多數(shù)學(xué)生遺漏的知識(shí)點(diǎn)反饋給老師，可以大大減少老師批改作業(yè)的壓力，同時(shí)也可以更加準(zhǔn)確地反映出教學(xué)問(wèn)題，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.2 作息時(shí)間管理

在寒暑假這樣的長(zhǎng)假中，為了避免學(xué)生因自制力差、計(jì)劃性差等原因造成的時(shí)間浪費(fèi)，學(xué)校可以在放假前，利用大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，根據(jù)每位學(xué)生對(duì)不同知識(shí)的接受程度，不同時(shí)間的學(xué)習(xí)效率，結(jié)合艾賓浩斯遺忘曲線[4]，從每位學(xué)生的性格、興趣和能力出發(fā)，以獲得勞逸結(jié)合的假期為最終目的，制定出適合每位學(xué)生的假期計(jì)劃；同時(shí)將假期計(jì)劃傳入智能校園卡，智能校園卡根據(jù)學(xué)生每天的身體狀況，學(xué)習(xí)狀況對(duì)學(xué)習(xí)計(jì)劃進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，保證學(xué)生度過(guò)快樂(lè)又充實(shí)的假期。

3.3 氛圍管理

學(xué)習(xí)氛圍可以有效地提高學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。智能家居可以與智能校園卡相關(guān)聯(lián)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)劃，進(jìn)行燈光、聲音的調(diào)整[5]。

不同的燈光會(huì)給人帶來(lái)不同的心情，感受。可以根據(jù)計(jì)劃中各時(shí)段的不同內(nèi)容調(diào)整燈光——并在閱讀時(shí)用色溫為3500K的以直流電為電源的燈光，寫(xiě)字時(shí)用顯色指數(shù)〉90的以直流電為電源的燈光，可以幫助學(xué)生集中精力，緩解視疲勞，提高效率；短暫的休息時(shí)可以將燈光調(diào)暗，幫助學(xué)生放松。

聲音對(duì)人情緒的影響也很大。長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)之前，可以放一些慢節(jié)奏的音樂(lè)，幫助學(xué)生平靜下來(lái)，沉浸到學(xué)習(xí)之中；短暫的休息時(shí)可以放一些快節(jié)奏的歌曲，幫助學(xué)生發(fā)泄壓抑的情緒，也可以避免困倦，提高學(xué)習(xí)效率；睡覺(jué)前，可以放些舒緩的輕音樂(lè)，幫助學(xué)生放松心情，快速進(jìn)入睡眠狀態(tài)，得到充足的睡眠，保證身體的健康。

4 結(jié)語(yǔ)

智能控制的出現(xiàn)是社會(huì)進(jìn)步的產(chǎn)物，智能控制也必然會(huì)促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步，便利人們的生活。智能控制系統(tǒng)目前只在個(gè)別地區(qū)的部分學(xué)校有所應(yīng)用，如果智能控制可以在學(xué)校家庭方面更廣泛、合理的應(yīng)用，必然可以在保證學(xué)生身體健康的前提下，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、掌握和應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)智能控制的發(fā)展。