人工智能时代背景下数字校园建设探究

潘杰

摘要：随着人工智能的发展，将其与教育进行融合创新已经成了为未来教育变革的重要趋势。而为了有效促进人工智能在教育技术中的应用，需要正确了解人工智能技术的内涵与发展，深入理解人工智能技术，并在此基础上发挥人工智能的优势，通过人工智能技术设计学习环境、创新教学理念，从而提高教师教学的效率，促进教师自身素养的提高;引导学生利用所学知识解决问题，促进学生的学习与发展;帮助教务管理人员实现对学校的高效管理。

关键词：人工智能;数字校园

中图分类号：TP393      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）32-0202-02

1 背景

人工智能是目前各国科研领域研究的重点项目和课题。2017年，国务院发布了《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》，其中提出：“当前，新一代人工智能相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进，正在引发链式突破，推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升” [4]。因此需要把人工智能的相关技术和理念（如智能学习、交互式学习）引入教育體系，对人才培养、教学方法提出改革，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用，从而实现信息技术与教育的融合创新。

2 人工智能的内涵

2.1 什么是人工智能

人工智能（AI，Artificial Intelligence）是计算机学的分支之一，其中涉及计算机、心理、生理、逻辑和哲学等多门学科。广义上看，进行人工智能研究的主要目标是通过机器的自主学习去自动完成需要适应和灵活性较强的复杂工作，因此从这个角度来说，只要是在设计开发过程中使用了机器而非人类来进行认知、识别、分析和决策等操作，就可以视为使用了人工智能技术。例如，使用计算机对数据信息进行加工处理就可以算作人工智能。目前，我国有些中小学已经开始利用人工智能技术来进行教学、教务活动，在“互联网+”的背景下[1]。将人工智能融入信息技术和教育教学中进行创新，并逐步促进改革，为教育创新指明了方向;尤其是在目前大数据的背景下，人工智能的优势更加明显：能够更好地实现师生和相关教务人员对于校园教学和教务服务的个性化要求，满足管理人员对校园情况的可视化要求。并且随着机器学习的进一步发展，甚至可以由计算机完成教学趋势分析，校园管理分析并且自动提出供参考的解决方案，从而提高教学和教务管理的效率，降低成本，建成智慧校园。

2.2 人工智能的发展

人工智能最初被用来替代人类进行一些比较危险的、耗费体力和时间的工作，借此提高工作效率。

1889年电动制表机被研制成功，用来储存计算产生的数据资料，是人工智能得以存储信息的基础;1930年，第一台模拟电子计算机诞生;1946年，世界上第一台电子计算机面世。1991年，万维网和超文本传输协议以及超文本标记语言的出现，使人工智能能够在电脑与人之间进行连接、互动和分享[2]。不难看出，计算机和互联网是人工智能得以发展的基础，它们使人工智能得以从仅仅作为人的自然力的拓展和延伸来解决问题，逐步发展到扩大了人类的脑容量和帮助人类处理信息，再到今天的通过机器学习等手段对人的思维过程进行模拟，从而扩展人的思维能力。所以现在人工智能的最大特征就是帮助甚至替代人类进行有效思维的智能化。

3 什么是数字校园

数字校园是一种新型的教学模式，这种教学模式以计算机网络为核心技术，把信息共享作为手段，将网络、数字和智能化技术结合起来[3]。简单来说，教学和教务管理实现信息化，将其与信息技术结合起来，就是数字校园技术。我国对教育信息化的推动开始于20世纪90年代，在高等院校首先进行推广。后来教育部也发布了相关计划，不断以此为基础逐步扩充和完善数字校园的内涵。

4 人工智能时代下数字校园的发展

4.1 人工智能时代数字校园的时代特征

4.1.1 互联网高速、广泛

在“互联网+”背景下，网络是进行教学活动的基础，如果没有网络，就无法进行信息化教育。数字校园的核心是建立一个高速的、可视化的信息网络环境，这个网络上的用户可以随时随地进行互动。这里的用户不仅是学生老师和教务职工，也可以包括物品和设备，例如超市商品和空闲教室。关于物与物、物与人之间的联系可以通过物联网实现。

4.1.2 智能终端广泛、实用

大数据、物联网、云计算等技术的出现极大地扩展了智能终端所能够提供的服务，校园内的一切都可以被数字化地提供给用户，还可以根据个人习惯性格制定个性化的服务。

4.1.3 学习资源丰富、集中

学习资源可以在云端整理并被用于师生间的双向互动，并根据学生的实际需求进行个性化推送，因材施教。

4.1.4 教育管理智能、共享

数字校园可以在基础环境、教学资源和教务管理服务方面搭建线上平台，数字化校园信息，让广大师生能够在互联网上进行各种操作，进行教学活动。数字校园同样提供了个性化定制服务和与其他学校相互交流的通道，与外界进行信息交流。

4.2 人工智能时代对数字校园发展策略的影响

4.2.1 普及

为了响应《新一代人工智能发展规划》的号召，不少中小学已经设置了人工智能相关课程。结合教改的背景不难看出，这将是数字校园创新发展的重要切入点。因此需要学校大力推进有利于人工智能教育的环境建设，选择有人工智能经验的人做老师，建设出一支符合人工智能发展的队伍，为人工智能的普及推广创造条件。

4.2.2 融合

人工智能不仅是科学研究的重点，目前也已经被用于多个领域中。因此需要能及时抓住时代机遇，在教学与评价、教务管理等各个教学活动内尝试引进人工智能技术，利用人工智能的优势，提高校园的整体水平，满足老师和学生以及教职人员的需要。

4.2.3 创新

人工智能技术将给教育带来新的发展方向和机遇，数字校园也因人工智能的出现而得到了彻底的改变。目前我国计划是，到2020年，将数字校园的建设推广到全体学校，以人工智能为动力，建设全新的教学环境。因此需要慎重考虑，未雨绸缪，不断进行创新和探索，找出一条全新的发展思路[5]。

5 人工智能在数字校园中的应用

5.1 提高教师的创新能力

教育部在《中小学数字校园建设规范（试行）》（以下简称《规范（试行）》）中明确指出，教师应“能创设恰当的、能促进教学目标达成的技术手段丰富的学习环境”“能设计多样的信息技术支持的自主学习、测验评价等教学活动”“能利用信息技术获取新的教学理念和方法，进行信息化教学设计”。由此可见，在推进教育信息化的现在，尤其是当把人工智能引入教育领域后，对教师的要求，除了传统的技能之外，还多了计算机操作技能。的确，如果教师能够熟练使用计算机，利用好人工智能技术，可以极大地帮助自己进行教学环境和教学内容的设计，从中学习到新的方法，提高个人能力，更好地进行教学活动;同时人工智能有可能带来新的一轮教学变革，彻底改变传统的教学模式和教学理念，所以需要老师能够跟上时代的发展，不断吸收新知识，创新教学方法。

5.2 促进学生发展

《规范（试行）》同样提出了人工智能对学生的影响。对学生而言，人工智能主要起到了帮助学生利用信息技术更加高效地学习和进行社会实践，并把人工智能对学生的发展分为了“了解——掌握——实践”三个阶段。

在第一个“了解”阶段中，学生主要是通过感官去感受和参与由人工智在教学活动中使用的新技术，例如虚拟现实和增强现实，从中直观地体会到有人工智能参与的教学与传统的教学模式中的不同之处，从而让他们对人工智能从操作和内容上有一个初步的认识和了解，首先激發他们对人工智能的好奇，让他们愿意主动了解人工智能这种技术。这种“了解”的前提是需要将教学活动的主要角色由引导者老师转变为学生，让学生从被动变为主动参与教学活动，以学生的视角和感受为中心进行对数字资源和环境的设计。

第二阶段的“掌握”，就是学生在老师的引导下进行人工智能技术的学习。通过多年来我国对于计算机课程的重视，目前已经有大量中小学生掌握了关于计算机的基本知识和操作技能，甚至设计出能够实现一定功能的程序作品。这也是他们能够理解和学习人工智能技术的基础。

“实践”阶段则是指让学生通过学习掌握到的关于人工智能的知识和技术来主动解决自己感兴趣的，或者学习生活中遇到的问题。例如针对空巢老人的问题设计了“空巢老人看护理系统”;对购物中心停车位紧张的问题设计出“小区空闲车位分时出租系统”。这一过程不仅体现了学生对人工智能技术的了解和掌握能力，而且帮助开发学生的创新创造能力，实现多方面的发展[6]。

5.3 高效管理

学校的教务管理人员和教育部门需要明白，“信息技术对教育发展的革命性影响，理解教育信息化发展方针”，并具备“利用信息技术优化学校管理，提升办学水平和教育质量的意识”和“活到老、学到老的精神和能力”。要知道，在数字校园内引入人工智能技术，远不止教学活动（例如建立新的教学模式、改良教学氛围、帮助学生掌握学习知识、对学生的学习情况进行评估等）一个方面和角度，实际上，人工智能的适用范围是十分广泛的，例如教务管理、教职工信息的交流、发展规划和制度的设立。这些都需要随着信息化建设不断进行评估优化以及持续改进。

6 结束语

人工智能技术将会成为学校师生、管理者进行学习、实践、研究和应用的重点，我们需要把握时代特点和发展趋势，将教育教学与人工智能融合作为推进教学改革的新模式和新方法。

参考文献：

[1] 陈宝生.智能时代，教育如何走好“未来的路”[EB/OL].[2020-05-10].http：//edu.people.com.cn/n1/2019/0516/c367001310 88554.html.

[2] 百度百科.数字校园[EB/OL]. [2020-05-10].https：//baike.baidu. com/item/%E6%95%B0%E5%AD%97%E6%A0%A 1%E 5%9B%AD/4365811.

[3] 宗平，朱洪波，黄刚，等.智慧校园设计方法的研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2010，30（4）：15-19，51.

[4] 国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知（国发〔2017〕35号）[EB/OL]. [2020-05-10].http：//www.gov.cn/ zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[5] 李文静，栗觅，奥顿.论人工智能时代高等教育改革[J].未来与发展，2019，43（3）：67-71.

[6] 曹晓明.“智能+”校园：教育信息化2.0视域下的学校发展新样态[J].远程教育杂志，2018，36（4）：57-68.

【通联编辑：谢媛媛】