人工智能技術(shù)在高校智慧校園中的應(yīng)用

寧亞楠 楊得成 鄒 雨

(黑河學(xué)院，黑龍江 黑河 164300)

一、人工智能技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)，人類迎來了互聯(lián)網(wǎng)時代，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全球，這一切都要?dú)w功于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展。人工智能的發(fā)展與很多學(xué)科的發(fā)展都息息相關(guān)，其中計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在人工智能的發(fā)展中占有重要地位，可以說，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也與人工智能技術(shù)的發(fā)展相輔相成[1]。隨著高新技術(shù)在高校的廣泛應(yīng)用，高校師生對教育、生活等要求越來越高，人工智能技術(shù)在高校建設(shè)中的地位不斷提升，高校智慧校園的建設(shè)勢在必行。人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。其技術(shù)功能的實(shí)現(xiàn)需要計算機(jī)的軟件和硬件做基礎(chǔ)。這種所謂的“軟硬結(jié)合”的組合模式推進(jìn)了人工智能技術(shù)的總體發(fā)展，也是人工智能技術(shù)在發(fā)展過程中的功能互補(bǔ)，能夠更好地突出人工智能技術(shù)高效、精準(zhǔn)的特點(diǎn)[2]。

二、智慧校園

智慧校園是指以促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合、提高學(xué)與教的效果為目的，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)為核心技術(shù)，提供一種環(huán)境全面感知、智慧型、數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)作型一體化的教學(xué)、科研、管理和生活服務(wù)，并能對教育教學(xué)、教育管理進(jìn)行洞察和預(yù)測的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。智慧校園從結(jié)構(gòu)上可分為四層，分別是建設(shè)智慧校園的硬件設(shè)施層、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層、可運(yùn)行操作系統(tǒng)的平臺層、以及軟件應(yīng)用層。通過互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)校園智能化，通過云端服務(wù)器有效的存儲、備份數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。智慧校園應(yīng)用系統(tǒng)包括學(xué)生成長類、教師專業(yè)發(fā)展類、科學(xué)研究類、教育管理類、安全監(jiān)控類、后勤服務(wù)類、社會服務(wù)類及綜合評價類等智慧應(yīng)用系統(tǒng)。

三、人工智能技術(shù)在高校智慧校園中的應(yīng)用

1.人工智能技術(shù)在高校學(xué)習(xí)方面的應(yīng)用

目前，在高校學(xué)習(xí)方面，人工智能技術(shù)普遍應(yīng)用于各科目的學(xué)習(xí)、輔導(dǎo)。以大學(xué)英語為例，大學(xué)英語是高校學(xué)生的必修課程之一，扎實(shí)的英語基礎(chǔ)對大學(xué)英語四六級考試及畢業(yè)后的就業(yè)都有很大幫助，是高校學(xué)生學(xué)習(xí)的必要科目。但因?yàn)楦鞯貐^(qū)英語教學(xué)水平參差不齊，導(dǎo)致學(xué)生聽說讀寫方面水平差異較大。在人工智能技術(shù)的支持下，根據(jù)學(xué)習(xí)者的基本資料形成英語學(xué)習(xí)者的基礎(chǔ)建模，再根據(jù)其英語學(xué)習(xí)檔案、社交檔案和其他檔案等細(xì)化其學(xué)習(xí)者類型，為其打造個性化的英語學(xué)習(xí)模式[3]，進(jìn)而有效提升學(xué)生英語學(xué)習(xí)效果，減輕學(xué)生英語學(xué)習(xí)壓力。如果學(xué)生利用人工智能技術(shù)下的智慧校園功能來學(xué)習(xí)英語，將極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)英語的成效。

2.人工智能技術(shù)應(yīng)用于高等教育及科研

在計算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的今天，CPU運(yùn)算速度越來越快，這為各行各業(yè)工作效率提升奠定了基礎(chǔ)。在人工智能技術(shù)引入后，通過Python編程語言構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等方式，實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器構(gòu)圖，高校相關(guān)研究人員不必不必再手工畫出設(shè)計圖紙，這些工作都可通過計算機(jī)軟件來完成，研究人員可在設(shè)計過程中及時修正錯誤，做到實(shí)時改正。此外，人工智能還有效提高研究人員數(shù)據(jù)采集的效率，計算機(jī)可以根據(jù)研究人員想要的結(jié)果閾值，精準(zhǔn)地篩選出有效數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這為高校研究人員節(jié)省了大量的時間，并且降低了在研究過程中的失誤率，為研究得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ)，加快了研究的進(jìn)度。

3.人工智能系統(tǒng)在校園安防中的應(yīng)用

現(xiàn)有的高校校園安防監(jiān)控系統(tǒng)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控場所的視頻錄制、存儲視頻數(shù)據(jù)及備份視頻數(shù)據(jù)。一旦發(fā)生安全事故，只能事后調(diào)出翻相關(guān)視頻數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)的數(shù)量較大，且時間較長。查找有效數(shù)據(jù)會浪費(fèi)安保人員大量時間，并且在觀看大量視頻時容易出現(xiàn)視覺疲勞，造成溜掉重要信息等問題。采用高清監(jiān)控設(shè)備獲取清晰監(jiān)控畫面，通過布置校園監(jiān)控中心，建立統(tǒng)一集中管理平臺，通過模塊化設(shè)計方式開發(fā)視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)，并采用接口設(shè)計方式設(shè)計系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智慧化校園安防系統(tǒng)的建設(shè)。將人工智能技術(shù)應(yīng)用到校園安防中，能有效改善現(xiàn)有校園安防系統(tǒng)中存在不足。通過云存儲器釋放本地存儲空間，通過人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)人臉識別，有效提高校園安防的工作效率，為校園安防工作提供了便利和更多的可能，全面提升校園安防系統(tǒng)的智能化水平。

4.人工智能技術(shù)下的智慧圖書館的使用

隨著5G時代的到來，數(shù)字化閱讀必將成為人們閱讀的主要方式，紙質(zhì)書籍占比率將會大幅減少[4]。為適應(yīng)時代發(fā)展，各高校圖書館也相繼推出了數(shù)字閱讀服務(wù)，并逐漸向數(shù)字化圖書館轉(zhuǎn)型，開始大力推進(jìn)智慧圖書館的建設(shè)。目前，大部分高校圖書館仍允許學(xué)生自由進(jìn)出，這增加了書籍的丟失、破壞概率，進(jìn)而對高校圖書館造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。通過智慧圖書館建設(shè)，利用人工智能技術(shù)通過高清攝像頭，對進(jìn)出圖書館的學(xué)生進(jìn)行人臉識別，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生在圖書館內(nèi)運(yùn)動軌跡的實(shí)時監(jiān)控，精準(zhǔn)定位學(xué)生在圖書館內(nèi)的具體位置，有效降低圖書丟失及破壞幾率。通過人工智能技術(shù)還可對書籍進(jìn)行精準(zhǔn)定位，即可方便圖書館管理人員對眾多書籍的有效管理，又能有效提高學(xué)生查閱相關(guān)資料的效率。通過智慧圖書館的建設(shè)，還可以為學(xué)生提供大量優(yōu)質(zhì)的電子圖書，學(xué)生可在圖書館電子閱覽設(shè)備處獲取相關(guān)電子圖書下載源，下載后可隨時隨地閱讀電子圖書，充實(shí)自己的課余生活。還可以通過人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖書的自主借還，學(xué)生可通過掃描指定位置的條形碼完成借還圖書，這樣可有效簡化借還圖書的流程，方便學(xué)生高效地利用時間進(jìn)行學(xué)習(xí)。

5.人工智能系統(tǒng)在學(xué)校生活方面的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在學(xué)校生活方面主要應(yīng)用在自助設(shè)施上。通過人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生需求的在線預(yù)約功能。如學(xué)生可通過人臉識別、指紋識別等方式登錄手機(jī)APP自助服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)后學(xué)生可通過預(yù)約功能線上進(jìn)行預(yù)約服務(wù)，如吹風(fēng)機(jī)的使用時間、洗浴時間、用餐時間等。通過線上預(yù)約功能，學(xué)生不必再進(jìn)行排隊(duì)等候，為學(xué)生節(jié)省了大量時間，也能為學(xué)校節(jié)省大量建設(shè)成本及人工成本。在享受自助系統(tǒng)給人們帶來方便的同時，也要注意系統(tǒng)使用安全，由于自助系統(tǒng)可提供在線支付的功能，很多學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)安全防范意識并不強(qiáng)，如果系統(tǒng)出現(xiàn)安全漏洞，被不法分子利用，很有可能給學(xué)生帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失，并給學(xué)校帶來一定的不良影響。所以，一定要定期維護(hù)系統(tǒng)，做好系統(tǒng)使用人員安全操作培訓(xùn)，并對學(xué)生做好網(wǎng)絡(luò)安全防范教育。

四、豐富人工智能的應(yīng)用途徑

在智慧校園建設(shè)中，人工智能技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。高校的教學(xué)活動及高?？蒲腥藛T的科研活動等方面，人工智能技術(shù)都有很好滲透。為有效的將人工智能技術(shù)與智慧校園建設(shè)緊密結(jié)合，在建設(shè)過程中需將人工智能技術(shù)所應(yīng)用到的場景和途徑精細(xì)規(guī)劃，從而提高人工智能技術(shù)在智慧校園應(yīng)用中的有效性，圍繞人工智能技術(shù)建立綜合性服務(wù)系統(tǒng)，使該技術(shù)得到更廣泛、更深入的應(yīng)用。

在高校教學(xué)活動中引入人工智能技術(shù)，可以用電子課程的形式服務(wù)教學(xué)內(nèi)容。利用人工智能技術(shù)對學(xué)生試卷等進(jìn)行批改，實(shí)現(xiàn)智能化教學(xué)方式，革新教學(xué)評價機(jī)制，減少教師的工作量，減輕教師工作壓力，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)改革的創(chuàng)新。利用人工智能技術(shù)，創(chuàng)建良好的校園文化，有效提升校園內(nèi)教學(xué)、生活和管理質(zhì)量，保障廣大師生在校園內(nèi)的人身安全。在智慧校園的建設(shè)過程中，應(yīng)充分利用人工智能等高新技術(shù)，不斷提高校園生活、校園管理、課堂教學(xué)等多方面的智能化，深入發(fā)掘智慧教育資源，通過持續(xù)改進(jìn)、不斷培養(yǎng)，提高廣大師生的素質(zhì)和能力，為智慧校園的建設(shè)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。

五、結(jié)論

新一代人工智能以大規(guī)模數(shù)字化和行業(yè)深度應(yīng)用為顯著特征，將為學(xué)校教育改革帶來新的機(jī)遇，促成“智能教育”的落地，有助于打破教育的時間、空間和環(huán)境的限制，促進(jìn)智能化、個性化、終身化教育體系的構(gòu)建?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，智慧城市，智慧校園逐漸普及，人工智能技術(shù)的應(yīng)用也將滲透到各行各業(yè)，這將是對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的一次重大技術(shù)革新，同時，也將帶來巨大的挑戰(zhàn)。充分研究高新科技與智慧校園建設(shè)的融合，將給教育領(lǐng)域帶來更好的未來，幫助高校更好地完成人才培養(yǎng)目標(biāo)，推動社會快速進(jìn)步。