人工智能：智慧校園建設(shè)的核心應(yīng)用

高建君

隨著教育信息化工作的不斷推進(jìn)，智慧校園正以一種融合開放、穿越線上和線下、重組時間和空間、打破校內(nèi)和校外的方式，優(yōu)化傳統(tǒng)的教育生態(tài)，賦能學(xué)校的教育教學(xué)。

一、智慧校園的建設(shè)目標(biāo)

2018年出臺的《江蘇省中小學(xué)智慧校園建設(shè)指導(dǎo)意見（試行）》明確指出智慧校園的建設(shè)目標(biāo)是“利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)，不斷改善中小學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，營造網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、終身化的智慧教育環(huán)境，擴大優(yōu)質(zhì)資源覆蓋面，推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)、管理的深度融合，提高教育教學(xué)質(zhì)量，提升教育治理水平，促進(jìn)教育公平和優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展，培養(yǎng)具有較高思維品質(zhì)和較強實踐能力的創(chuàng)新型人才”。［1］

南京市科利華中學(xué)結(jié)合省、市智慧校園建設(shè)的指導(dǎo)意見，立足學(xué)校的辦學(xué)理念“創(chuàng)設(shè)優(yōu)良學(xué)習(xí)生態(tài)，為學(xué)生優(yōu)質(zhì)發(fā)展奠基”，將智慧校園建設(shè)目標(biāo)定位在三個方面：

1.提升師生的信息素養(yǎng)。

信息素養(yǎng)是新時代人的核心素養(yǎng)。信息素養(yǎng)不僅包括高效地利用信息資源和信息工具的能力，還包括自主學(xué)習(xí)的態(tài)度和方法、思維品質(zhì)、批判精神以及社會責(zé)任感，并能用于解決實際問題。

2.促進(jìn)教與學(xué)方式的有效變革。

有效利用智慧教育環(huán)境和信息技術(shù)，促進(jìn)模糊化的教、同質(zhì)化的教向精準(zhǔn)化的教、個性化的教的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)被動式的學(xué)、盲目性刷題向定制化的學(xué)、精準(zhǔn)化的學(xué)的轉(zhuǎn)變。

3.推進(jìn)學(xué)校的智能化管理。

融合網(wǎng)站、公眾號、企業(yè)號、一卡通等平臺，打造以企業(yè)號“科利華中學(xué)微校園”為核心的校園智能管理平臺，根據(jù)應(yīng)用需求研發(fā)應(yīng)用模塊，高效采集數(shù)據(jù)，即時反饋結(jié)果，實時分析數(shù)據(jù)，提供決策依據(jù)。

智慧校園建設(shè)的最終目的是實現(xiàn)師生的智慧發(fā)展。學(xué)校不再是封閉的社會單元，而是通過網(wǎng)絡(luò)匯聚成集體智慧聚變的節(jié)點；學(xué)校不再是單向傳遞知識的場所，而是開放的、靈動的、社會化的、個性化的、虛實融合的學(xué)習(xí)中心與個性化發(fā)展的空間。

智慧校園的建設(shè)需要利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)，而人工智能的應(yīng)用則能讓智慧校園的智慧化水平升級，更能促進(jìn)師生智慧發(fā)展。

1.校內(nèi)實踐教學(xué)真實程度缺失。高職院校財經(jīng)專業(yè)的專業(yè)技能性強，核算方式方法繁多，有幾十種的核算和管理方式方法，要求學(xué)生實際動手能力程度很高，比如現(xiàn)在所有的高職院校財經(jīng)專業(yè)都開基礎(chǔ)會計課，由于現(xiàn)在教材大都與實際情況相脫離，如果不通過真實的業(yè)務(wù)崗位實踐，就不可能真正掌握這些財務(wù)會計核算和管理的專業(yè)技能。現(xiàn)在高職院校財經(jīng)專業(yè)建立的校內(nèi)實習(xí)基地（實訓(xùn)室）多為一些軟件公司，只是介紹軟件操作之類的所謂仿真實習(xí)。高職院校財經(jīng)專業(yè)學(xué)生在校內(nèi)進(jìn)行的所謂“實踐教學(xué)”，很多都沒有提供真實的主要的或全面的實踐崗位，充其量也只是一些次要的核算，如財務(wù)會計的應(yīng)收帳款或應(yīng)付帳款的業(yè)務(wù)等。實踐教學(xué)的真實程度缺失。

二、基于人工智能推進(jìn)智慧校園建設(shè)的校本實踐。

1.人工智能校本課程：奠基人工智能的素養(yǎng)教育。

學(xué)校潛心落實人工智能普及教育。摒棄社團(tuán)化、小眾化、擇優(yōu)化的課程方向，選擇了面向全體學(xué)生、排進(jìn)課表開設(shè)、跨度一學(xué)年的32課時人工智能必修課程，并安排骨干教師設(shè)計課程及授課。課程目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生在感悟、體驗和創(chuàng)造的過程中掌握有關(guān)人工智能的知識與原理，切實體驗到人工智能處理和解決較復(fù)雜現(xiàn)實問題的過程，培養(yǎng)對人工智能的復(fù)雜算法、大數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)全局觀的學(xué)習(xí)與研究興趣，提高學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力。課程內(nèi)容包括人工智能基礎(chǔ)知識、大數(shù)據(jù)技術(shù)、機器學(xué)習(xí)、智能語音、計算機視覺、自然語言處理、人工智能產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)。課程中學(xué)校使用科大訊飛的設(shè)備，以3人小組合作的方式開展項目式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生利用人工智能知識及設(shè)備，創(chuàng)造性地設(shè)計與制作人工智能作品，解決生活中的問題。如智能導(dǎo)游項目（智能語音單元）、智能環(huán)衛(wèi)項目（計算機視覺單元）、智能心理小伙伴（自然語言處理單元）等。

校本必修課程除了人工智能，還面向全體學(xué)生開設(shè)了12課時的開源機器人課程，該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、工程思維和創(chuàng)新思維。

除了開設(shè)校本必修課程，學(xué)校還開設(shè)了豐富多彩的選修課程和社團(tuán)課程。作為江蘇省STEAM項目試點校，學(xué)校建成了“STEAM創(chuàng)新學(xué)習(xí)中心”，以跨學(xué)科知識融合解決實際問題為出發(fā)點，打造了STEAM課程群，包括物聯(lián)創(chuàng)新、AI創(chuàng)客、未來工程師、創(chuàng)新設(shè)計、城墻探微、水火傳奇等校本選修課程。這些課程從不同的層面促進(jìn)了學(xué)生信息素養(yǎng)的提升。

2.人工智能泛在場景：體悟人工智能的豐富應(yīng)用。

校園環(huán)境既是教育資源，又是開放的學(xué)習(xí)場所。我們在校園里創(chuàng)設(shè)了人工智能技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用場景，讓學(xué)生對人工智能的應(yīng)用及價值有更真實深切的體驗。

沉浸式廊道學(xué)習(xí)空間。學(xué)校優(yōu)化整合了空間資源，設(shè)計了多種場景學(xué)習(xí)內(nèi)容，提供了泛在學(xué)習(xí)方式。展示區(qū)，讓學(xué)生通過看和聽了解前沿技術(shù)，知曉技術(shù)原理，拓寬素養(yǎng)眼界；互動區(qū)，讓學(xué)生在觸摸、操作各類實驗器材的過程中，體驗快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，比如小米AI音箱、智能臺燈、智能接線板、智能風(fēng)扇等，學(xué)生可以根據(jù)提示控制相關(guān)設(shè)備，真實地體驗人工智能技術(shù)的應(yīng)用；探究區(qū)，提供多個互動大屏，學(xué)生可以自主選擇虛擬實驗、探究實驗或互動實驗，在項目中，滿足自主的、個性化學(xué)習(xí)需求，激活學(xué)科思維。

無感人臉識別測溫。校門口安裝了具有人臉識別功能的測溫系統(tǒng)，學(xué)生每天無接觸實時測溫，體驗人臉識別技術(shù)在生活中的應(yīng)用。

智能人臉識別借閱機。布置在教室外走廊中的自助借閱機，通過人臉識別登錄完成借書、還書過程，讓學(xué)生體驗了人工智能技術(shù)對傳統(tǒng)借閱方式的改進(jìn)。

3.人工智能助學(xué)工具：賦能師生精準(zhǔn)教與個性學(xué)。

探索人工智能應(yīng)用支持精準(zhǔn)教學(xué)。利用大數(shù)據(jù)人工智能，對教與學(xué)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為教師精準(zhǔn)化教和學(xué)生個性化學(xué)提供解決方案。

（1）成績個性化分析

人工智能技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)采集分析，提供給學(xué)生詳細(xì)的成績分析報告，并根據(jù)分析結(jié)果主動推送錯題和包含相關(guān)知識薄弱點的微課，實現(xiàn)精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)；同時，任課教師也可根據(jù)成績分析報告輔助教學(xué)診斷。

（2）臨界生分析

通過大數(shù)據(jù)建模及預(yù)測實現(xiàn)了學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展的預(yù)決策。幫助學(xué)生和家長了解學(xué)生學(xué)業(yè)現(xiàn)狀及預(yù)測中考上線情況。為教師提供臨界生名單及需提升的潛力科目。

（3）資源一對一推送

通過深度分析學(xué)生的各種學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對學(xué)業(yè)能力畫像及動態(tài)追蹤，尊重學(xué)生不同的認(rèn)知需求，為學(xué)生設(shè)計出最優(yōu)學(xué)習(xí)路徑，通過知識精講、例題精講、鞏固拓展、錯題重做，最終完成一對一輔導(dǎo)計劃的閉環(huán)。

（4）作業(yè)批改與反饋

應(yīng)用人工智能技術(shù)可以完成英語作文的自動批改、口語測試結(jié)果的自動生成，數(shù)學(xué)作業(yè)一鍵拍照就能實現(xiàn)全題型（包括主觀題和客觀題）的秒級自動批改，教師和學(xué)生都能即時獲得各項學(xué)情數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還會自動推薦分層作業(yè)，針對錯題自動歸集分類，指導(dǎo)學(xué)生舉一反三，并且訓(xùn)練、復(fù)習(xí)的數(shù)據(jù)能一鍵導(dǎo)出。

（5）運動數(shù)據(jù)監(jiān)測

學(xué)校體育組自主設(shè)計并定制了“智能運動手環(huán)”，課上每個學(xué)生的實時狀態(tài)通過五種不同色塊呈現(xiàn)，教師能實時察看學(xué)生運動中的心率、體溫等生理數(shù)據(jù)，及時調(diào)整教學(xué)。課后，教師對整節(jié)課的運動強度和生理負(fù)荷進(jìn)行分析，給以后課堂教學(xué)中各階段運動負(fù)荷的預(yù)測提供現(xiàn)實依據(jù)，為精準(zhǔn)化體育教學(xué)提供了有效指導(dǎo)。

三、人工智能促進(jìn)師生智慧發(fā)展的前瞻思考

面對云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)在學(xué)校的廣泛應(yīng)用，我們需要清醒地認(rèn)識到，技術(shù)應(yīng)用不能偏離教育教學(xué)本身的規(guī)律，要始終堅守促進(jìn)師生智慧發(fā)展這一目標(biāo)，主張需求主導(dǎo)而不是技術(shù)主導(dǎo)，理性地推動智慧校園建設(shè)。

1.相互賦能：教師與技術(shù)和諧發(fā)展。

在推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的過程中，技術(shù)無法取代教師。比爾·蓋茨指出，“要明智地運用技術(shù)。技術(shù)是對教師的重新部署，而不是要去取代他們。”教師的智慧，體現(xiàn)在能針對教育教學(xué)問題提出合理的技術(shù)需求；體現(xiàn)在能應(yīng)用技術(shù)將“人工”變成“智能”從而提高工作效率；體現(xiàn)在能借力技術(shù)優(yōu)化教學(xué)的各個環(huán)節(jié)；體現(xiàn)在能透析學(xué)情數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)；體現(xiàn)在與學(xué)生豐富的情感溝通。教育不只是向?qū)W生傳遞知識，教育在本質(zhì)上是一種潤物無聲的育人過程，教師需要提升個人感染力去影響學(xué)生，利用各種情境去傳授更多的“隱性知識”。

2.學(xué)習(xí)力提升：學(xué)生智慧發(fā)展的重要標(biāo)志。

使用電子地圖工具和利用紙質(zhì)地圖到達(dá)目的地，哪種思維性更強呢？應(yīng)是后者。我們不能把教會學(xué)生應(yīng)用技術(shù)看作是提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)力。電子地圖工具的背后涉及了很復(fù)雜的計算過程，但對于使用者的計算思維能力卻要求極低。教育最重要的使命是重新設(shè)計學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生更強的學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生能適應(yīng)未來社會的發(fā)展與變化。在教學(xué)方式上，教師應(yīng)由“掌控思維”轉(zhuǎn)向“促進(jìn)思維”，理解教學(xué)就是“學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)”，技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的價值就是創(chuàng)設(shè)更好的條件支持、促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，在研究中學(xué)、在創(chuàng)造中學(xué)。

3.智能管理：增強技術(shù)應(yīng)用下的情感溝通。

學(xué)校的價值體現(xiàn)在促進(jìn)人的發(fā)展，而不是為了方便控制人。任何對學(xué)生成長可能產(chǎn)生負(fù)面作用的技術(shù)應(yīng)用，都應(yīng)該慎之又慎。比如，目前存在一定爭議的人工智能情感計算的應(yīng)用，在課堂上，通過捕捉學(xué)生面部表情辨識學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，給予學(xué)生相應(yīng)評價。有觀點認(rèn)為這會引發(fā)學(xué)生刻意討好AI形成表演型人格，也有觀點認(rèn)為長期處于監(jiān)控下，會給學(xué)生帶來嚴(yán)重的心理負(fù)擔(dān)，還有觀點認(rèn)為會導(dǎo)致教師教學(xué)組織能力及互動能力的退化。好的學(xué)校管理應(yīng)該注重以人為本，煥發(fā)師生的生命激情，如果過于依賴技術(shù)手段去管理學(xué)校，片面追求學(xué)校管理的全程化、精致化、便捷化，就容易造成學(xué)校管理的情感缺失。

創(chuàng)建智慧校園，不僅僅是將物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等各種現(xiàn)代信息技術(shù)引進(jìn)學(xué)校，更是將智慧校園的建設(shè)理念與學(xué)校的發(fā)展需求、育人目標(biāo)深度融合，借力人工智能技術(shù)支撐人本化、個性化的教育活動，促進(jìn)師生智慧發(fā)展。