人工智能在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用探究

王伊琳

(西北政法大學(xué) 信息網(wǎng)絡(luò)中心，陜西 西安 710122)

1 人工智能技術(shù)的概述與歷史

人工智能屬于計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的一個分支，它是利用數(shù)字計算機(jī)或者由數(shù)字計算機(jī)控制的機(jī)器，模擬、延伸和擴(kuò)展人類的智能，感知環(huán)境、獲取知識并使用知識獲得最佳結(jié)果的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)?，F(xiàn)階段的主要研究方向包括機(jī)器人技術(shù)、計算機(jī)視覺、語音識別和自然語言處理等。當(dāng)前人工智能技術(shù)的研究主要從兩個方向展開：①模仿人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析決策；②按照人的思維與行為方式進(jìn)行智能化的行為活動[1]。

人工智能的概念于1956年首次被提出，標(biāo)志著這門新興學(xué)科的正式誕生。1966年，麻省理工學(xué)院開發(fā)出一款聊天機(jī)器人ELIZA，首次實現(xiàn)了人機(jī)對話。20世紀(jì)90年代隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，加速了人工智能的發(fā)展。1997年，IBM公司研制的“深藍(lán)”超級計算機(jī)打敗了國際象棋大師卡斯帕洛夫，成為人工智能發(fā)展歷程上的標(biāo)志事件。2016年，一款由DeepMind團(tuán)隊以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)開發(fā)的人工智能機(jī)器人AlphaGo戰(zhàn)勝了職業(yè)圍棋冠軍李世石，再一次讓“人工智能”成為社會公眾的焦點。經(jīng)過60多年的發(fā)展，人工智能逐漸從學(xué)術(shù)研究走向產(chǎn)業(yè)實用，使整個社會的發(fā)展快速步入“智能”時代。

2 智慧校園的發(fā)展與前景

“智慧校園”的概念源于2008年美國IBM公司提出的“智慧地球”這一理念[2]。智慧校園指的是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建的智能化校園環(huán)境，其以各種數(shù)字化的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，通過利用計算機(jī)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將教學(xué)、科研、管理和校園生活服務(wù)充分融合，為學(xué)校提供數(shù)字化、信息化、協(xié)作一體化的管理和服務(wù)支撐，并能夠?qū)λ峁┑姆?wù)進(jìn)行洞察和預(yù)測的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。智慧校園具有以下3個特征：①提供一個面向廣大師生的全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)門戶；②通過利用基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)統(tǒng)一為師生提供各種應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)信息資源間的共享、互聯(lián)與協(xié)作；③能夠通過智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)門戶為學(xué)校與外界社會進(jìn)行信息交流提供接口。

經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，部分高校在智慧校園方面的建設(shè)取得了一定的成效，例如建立統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺、擁有校內(nèi)的數(shù)據(jù)中心、綜合服務(wù)門戶等，但由于數(shù)據(jù)信息的日漸龐雜以及設(shè)備維護(hù)成本的日益增高，使這些信息化建設(shè)并沒有得到切實的應(yīng)用，距離真正的智能化校園環(huán)境還有一定的差距，而當(dāng)前人工智能技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和學(xué)習(xí)能力，以期能夠為智慧校園的應(yīng)用建設(shè)提供新的解決方案。

3 人工智能技術(shù)在智慧校園中的具體應(yīng)用

3.1 在教學(xué)資源中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)的發(fā)展加速著高校對于傳統(tǒng)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)階段各個高校通過各種方式，或自建、或采購了一批網(wǎng)課、慕課、虛擬教室、虛擬實驗室等多種教學(xué)資源，利用校園網(wǎng)途徑進(jìn)行共享[3]，讓學(xué)生可以通過線上教學(xué)平臺接觸各種不同領(lǐng)域的，豐富多樣的知識信息，而不僅僅局限于自己專業(yè)的課程知識，同樣也能夠讓學(xué)生充分利用碎片化的時間進(jìn)行學(xué)習(xí)。人工智能技術(shù)在通過對線上教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析之后，可以針對學(xué)生們不同的興趣需求實現(xiàn)智能化的推送，為學(xué)生打造個性化的教學(xué)模式，提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情和自主學(xué)習(xí)能力。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師因時間精力有限，往往難以掌握每個學(xué)生真實的學(xué)習(xí)情況，無法做到真正的因材施教，而人工智能技術(shù)可以根據(jù)每個學(xué)生提交的作業(yè)成果、測驗成績等信息對學(xué)生進(jìn)行分析評價，這樣能夠幫助教師更好地了解學(xué)生對課程內(nèi)容的實際掌握，從而制定并優(yōu)化已有的教學(xué)方案，使整個教學(xué)過程更具針對性。

3.2 在學(xué)生管理中的應(yīng)用

高校工作中的內(nèi)容不僅只是教學(xué)科研，還包括了學(xué)生管理。在大數(shù)據(jù)背景下，應(yīng)用人工智能技術(shù)輔助學(xué)生管理，可以進(jìn)一步提高管理效率，減少一定的人力物力成本。例如，在學(xué)校開學(xué)迎新時，由于新生的數(shù)據(jù)量很大，可以通過基于人工智能的信息化設(shè)備自動采集、錄入數(shù)據(jù)，在節(jié)約大部分人力教師資源的同時還能減少由于人工錄入信息帶來的錯誤。在日常學(xué)習(xí)生活中，人工智能設(shè)備可以根據(jù)不同學(xué)生的專業(yè)信息與課程分配信息，根據(jù)學(xué)生的需求為其提供特定的自習(xí)室與教研室，為學(xué)生帶來便利。同樣還可以利用人工智能中的人臉識別技術(shù)為宿舍設(shè)置門禁，圖書館、體育館、實驗室等場所的出入權(quán)限，極大程度地保障了校園安全。在學(xué)生的行為管理方面，人工智能可以通過對學(xué)生網(wǎng)絡(luò)行為的跟蹤監(jiān)測，幫助教師及時了解學(xué)生的心理健康狀況。在畢業(yè)生就業(yè)方面，人工智能通過對學(xué)生在校的專業(yè)、成績、競賽獲獎等信息進(jìn)行綜合分析后，可以有針對性地為畢業(yè)生推送相關(guān)招聘信息，提升效率。

3.3 在科研與服務(wù)中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在高?？蒲?、服務(wù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在教師管理、財務(wù)報銷和后勤保障3個方面。在教師管理方面，通過利用基于人工智能技術(shù)的平臺對學(xué)?，F(xiàn)有教師隊伍的學(xué)科背景、教學(xué)成果、科研立項等信息進(jìn)行統(tǒng)計，并給出客觀、翔實的評價分析，為學(xué)校優(yōu)化建設(shè)師資隊伍提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。另外，平臺還可以根據(jù)這些信息為每一位教師提供專業(yè)的培訓(xùn)，通過結(jié)合教師的學(xué)科背景，智能化推送相關(guān)領(lǐng)域的最新學(xué)術(shù)動態(tài)與教學(xué)方法，有效提升了教師的科研水平與教學(xué)能力[4]。在財務(wù)報銷方面，隨著高校項目經(jīng)費(fèi)來源多樣，財務(wù)報銷流程也變得更加復(fù)雜煩瑣，利用基于人工智能技術(shù)的報賬平臺可以將這些流程全面實現(xiàn)自動化，極大程度地提升了財務(wù)報銷的效率，并且這種基于信息化系統(tǒng)的報賬流程可以實現(xiàn)財務(wù)數(shù)據(jù)的透明，可溯源[1]。在后勤保障方面，通過建設(shè)線上報修系統(tǒng)可以讓后勤職員對師生反映的故障工單及時響應(yīng)，并留有數(shù)據(jù)存檔，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，可以總結(jié)出在校園的硬件設(shè)施建設(shè)方面哪些需要及時做出改進(jìn)。另外還有一些新興的應(yīng)用如門鎖管理系統(tǒng)，通過將普通門鎖換成電子聯(lián)網(wǎng)門鎖，可以實時監(jiān)控門鎖的狀態(tài)，也可以在新生入校、畢業(yè)生離校之際省去煩瑣的回收鑰匙更換鎖芯等流程，只需在后臺管理系統(tǒng)中批量導(dǎo)入、刪除名單信息即可。管理好學(xué)生宿舍的用電安全對預(yù)防校園火災(zāi)事故起著至關(guān)重要的作用，智能電控系統(tǒng)可以實時監(jiān)控每個宿舍的用電量，一旦超過額定功率會自動報警斷電，及時保護(hù)用電安全。還有智慧食堂解決方案，自助圖書館殺菌系統(tǒng)等這些基于人工智能技術(shù)的應(yīng)用都在為學(xué)校后勤服務(wù)帶來極大的便捷。

4 結(jié)束語

在人工智能技術(shù)日趨成熟的今天，其憑借著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理分析能力和學(xué)習(xí)能力得到了快速的發(fā)展。雖然目前人工智能技術(shù)在高校信息化建設(shè)中還沒有得到更為廣泛、普遍的使用，但相關(guān)實踐案例已經(jīng)表明，將人工智能技術(shù)應(yīng)用在智慧校園的建設(shè)中往往能夠達(dá)到事半功倍的效果。在接下來的發(fā)展中，我們期待著人工智能技術(shù)在進(jìn)一步推動智慧校園的發(fā)展建設(shè)，促進(jìn)高校的教育教學(xué)管理能力做出卓越的貢獻(xiàn)。