人工智能：智慧校园建设的核心应用

高建君

随着教育信息化工作的不断推进，智慧校园正以一种融合开放、穿越线上和线下、重组时间和空间、打破校内和校外的方式，优化传统的教育生态，赋能学校的教育教学。

一、智慧校园的建设目标

2018年出台的《江苏省中小学智慧校园建设指导意见（试行）》明确指出智慧校园的建设目标是“利用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等信息技术，不断改善中小学信息技术基础设施，营造网络化、数字化、个性化、终身化的智慧教育环境，扩大优质资源覆盖面，推进信息技术与教育教学、管理的深度融合，提高教育教学质量，提升教育治理水平，促进教育公平和优质均衡发展，培养具有较高思维品质和较强实践能力的创新型人才”。［1］

南京市科利华中学结合省、市智慧校园建设的指导意见，立足学校的办学理念“创设优良学习生态，为学生优质发展奠基”，将智慧校园建设目标定位在三个方面：

1.提升师生的信息素养。

信息素养是新时代人的核心素养。信息素养不仅包括高效地利用信息资源和信息工具的能力，还包括自主学习的态度和方法、思维品质、批判精神以及社会责任感，并能用于解决实际问题。

2.促进教与学方式的有效变革。

有效利用智慧教育环境和信息技术，促进模糊化的教、同质化的教向精准化的教、个性化的教的转变，促进被动式的学、盲目性刷题向定制化的学、精准化的学的转变。

3.推进学校的智能化管理。

融合网站、公众号、企业号、一卡通等平台，打造以企业号“科利华中学微校园”为核心的校园智能管理平台，根据应用需求研发应用模块，高效采集数据，即时反馈结果，实时分析数据，提供决策依据。

智慧校园建设的最终目的是实现师生的智慧发展。学校不再是封闭的社会单元，而是通过网络汇聚成集体智慧聚变的节点；学校不再是单向传递知识的场所，而是开放的、灵动的、社会化的、个性化的、虚实融合的学习中心与个性化发展的空间。

智慧校园的建设需要利用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等信息技术，而人工智能的应用则能让智慧校园的智慧化水平升级，更能促进师生智慧发展。

1.校内实践教学真实程度缺失。高职院校财经专业的专业技能性强，核算方式方法繁多，有几十种的核算和管理方式方法，要求学生实际动手能力程度很高，比如现在所有的高职院校财经专业都开基础会计课，由于现在教材大都与实际情况相脱离，如果不通过真实的业务岗位实践，就不可能真正掌握这些财务会计核算和管理的专业技能。现在高职院校财经专业建立的校内实习基地（实训室）多为一些软件公司，只是介绍软件操作之类的所谓仿真实习。高职院校财经专业学生在校内进行的所谓“实践教学”，很多都没有提供真实的主要的或全面的实践岗位，充其量也只是一些次要的核算，如财务会计的应收帐款或应付帐款的业务等。实践教学的真实程度缺失。

二、基于人工智能推进智慧校园建设的校本实践。

1.人工智能校本课程：奠基人工智能的素养教育。

学校潜心落实人工智能普及教育。摒弃社团化、小众化、择优化的课程方向，选择了面向全体学生、排进课表开设、跨度一学年的32课时人工智能必修课程，并安排骨干教师设计课程及授课。课程目标是引导学生在感悟、体验和创造的过程中掌握有关人工智能的知识与原理，切实体验到人工智能处理和解决较复杂现实问题的过程，培养对人工智能的复杂算法、大数据和信息系统全局观的学习与研究兴趣，提高学生勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。课程内容包括人工智能基础知识、大数据技术、机器学习、智能语音、计算机视觉、自然语言处理、人工智能产品设计与开发。课程中学校使用科大讯飞的设备，以3人小组合作的方式开展项目式学习，引导学生利用人工智能知识及设备，创造性地设计与制作人工智能作品，解决生活中的问题。如智能导游项目（智能语音单元）、智能环卫项目（计算机视觉单元）、智能心理小伙伴（自然语言处理单元）等。

校本必修课程除了人工智能，还面向全体学生开设了12课时的开源机器人课程，该课程旨在培养学生的计算思维、工程思维和创新思维。

除了开设校本必修课程，学校还开设了丰富多彩的选修课程和社团课程。作为江苏省STEAM项目试点校，学校建成了“STEAM创新学习中心”，以跨学科知识融合解决实际问题为出发点，打造了STEAM课程群，包括物联创新、AI创客、未来工程师、创新设计、城墙探微、水火传奇等校本选修课程。这些课程从不同的层面促进了学生信息素养的提升。

2.人工智能泛在场景：体悟人工智能的丰富应用。

校园环境既是教育资源，又是开放的学习场所。我们在校园里创设了人工智能技术的相关应用场景，让学生对人工智能的应用及价值有更真实深切的体验。

沉浸式廊道学习空间。学校优化整合了空间资源，设计了多种场景学习内容，提供了泛在学习方式。展示区，让学生通过看和听了解前沿技术，知晓技术原理，拓宽素养眼界；互动区，让学生在触摸、操作各类实验器材的过程中，体验快乐，激发学习兴趣，比如小米AI音箱、智能台灯、智能接线板、智能风扇等，学生可以根据提示控制相关设备，真实地体验人工智能技术的应用；探究区，提供多个互动大屏，学生可以自主选择虚拟实验、探究实验或互动实验，在项目中，满足自主的、个性化学习需求，激活学科思维。

无感人脸识别测温。校门口安装了具有人脸识别功能的测温系统，学生每天无接触实时测温，体验人脸识别技术在生活中的应用。

智能人脸识别借阅机。布置在教室外走廊中的自助借阅机，通过人脸识别登录完成借书、还书过程，让学生体验了人工智能技术对传统借阅方式的改进。

3.人工智能助学工具：赋能师生精准教与个性学。

探索人工智能应用支持精准教学。利用大数据人工智能，对教与学过程中的数据进行分析，为教师精准化教和学生个性化学提供解决方案。

（1）成绩个性化分析

人工智能技术可以通过数据采集分析，提供给学生详细的成绩分析报告，并根据分析结果主动推送错题和包含相关知识薄弱点的微课，实现精准化学习；同时，任课教师也可根据成绩分析报告辅助教学诊断。

（2）临界生分析

通过大数据建模及预测实现了学生学业发展的预决策。帮助学生和家长了解学生学业现状及预测中考上线情况。为教师提供临界生名单及需提升的潜力科目。

（3）资源一对一推送

通过深度分析学生的各种学习数据，对学业能力画像及动态追踪，尊重学生不同的认知需求，为学生设计出最优学习路径，通过知识精讲、例题精讲、巩固拓展、错题重做，最终完成一对一辅导计划的闭环。

（4）作业批改与反馈

应用人工智能技术可以完成英语作文的自动批改、口语测试结果的自动生成，数学作业一键拍照就能实现全题型（包括主观题和客观题）的秒级自动批改，教师和学生都能即时获得各项学情数据，系统还会自动推荐分层作业，针对错题自动归集分类，指导学生举一反三，并且训练、复习的数据能一键导出。

（5）运动数据监测

学校体育组自主设计并定制了“智能运动手环”，课上每个学生的实时状态通过五种不同色块呈现，教师能实时察看学生运动中的心率、体温等生理数据，及时调整教学。课后，教师对整节课的运动强度和生理负荷进行分析，给以后课堂教学中各阶段运动负荷的预测提供现实依据，为精准化体育教学提供了有效指导。

三、人工智能促进师生智慧发展的前瞻思考

面对云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等信息技术在学校的广泛应用，我们需要清醒地认识到，技术应用不能偏离教育教学本身的规律，要始终坚守促进师生智慧发展这一目标，主张需求主导而不是技术主导，理性地推动智慧校园建设。

1.相互赋能：教师与技术和谐发展。

在推进技术应用的过程中，技术无法取代教师。比尔·盖茨指出，“要明智地运用技术。技术是对教师的重新部署，而不是要去取代他们。”教师的智慧，体现在能针对教育教学问题提出合理的技术需求；体现在能应用技术将“人工”变成“智能”从而提高工作效率；体现在能借力技术优化教学的各个环节；体现在能透析学情数据实现精准教学；体现在与学生丰富的情感沟通。教育不只是向学生传递知识，教育在本质上是一种润物无声的育人过程，教师需要提升个人感染力去影响学生，利用各种情境去传授更多的“隐性知识”。

2.学习力提升：学生智慧发展的重要标志。

使用电子地图工具和利用纸质地图到达目的地，哪种思维性更强呢？应是后者。我们不能把教会学生应用技术看作是提升了学生的学习力。电子地图工具的背后涉及了很复杂的计算过程，但对于使用者的计算思维能力却要求极低。教育最重要的使命是重新设计学习以培养学生更强的学习能力，使学生能适应未来社会的发展与变化。在教学方式上，教师应由“掌控思维”转向“促进思维”，理解教学就是“学生在教师指导下进行自主学习”，技术应用于教学的价值就是创设更好的条件支持、促进学生的自主学习，在研究中学、在创造中学。

3.智能管理：增强技术应用下的情感沟通。

学校的价值体现在促进人的发展，而不是为了方便控制人。任何对学生成长可能产生负面作用的技术应用，都应该慎之又慎。比如，目前存在一定争议的人工智能情感计算的应用，在课堂上，通过捕捉学生面部表情辨识学生的学习情绪，给予学生相应评价。有观点认为这会引发学生刻意讨好AI形成表演型人格，也有观点认为长期处于监控下，会给学生带来严重的心理负担，还有观点认为会导致教师教学组织能力及互动能力的退化。好的学校管理应该注重以人为本，焕发师生的生命激情，如果过于依赖技术手段去管理学校，片面追求学校管理的全程化、精致化、便捷化，就容易造成学校管理的情感缺失。

创建智慧校园，不仅仅是将物联网、移动互联等各种现代信息技术引进学校，更是将智慧校园的建设理念与学校的发展需求、育人目标深度融合，借力人工智能技术支撑人本化、个性化的教育活动，促进师生智慧发展。