人工智能：智慧校園建設的核心應用

高建君

隨著教育信息化工作的不斷推進，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、打破校內和校外的方式，優化傳統的教育生態，賦能學校的教育教學。

一、智慧校園的建設目標

2018年出臺的《江蘇省中小學智慧校園建設指導意見（試行）》明確指出智慧校園的建設目標是“利用云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等信息技術，不斷改善中小學信息技術基礎設施，營造網絡化、數字化、個性化、終身化的智慧教育環境，擴大優質資源覆蓋面，推進信息技術與教育教學、管理的深度融合，提高教育教學質量，提升教育治理水平，促進教育公平和優質均衡發展，培養具有較高思維品質和較強實踐能力的創新型人才”。［1］

南京市科利華中學結合省、市智慧校園建設的指導意見，立足學校的辦學理念“創設優良學習生態，為學生優質發展奠基”，將智慧校園建設目標定位在三個方面：

1.提升師生的信息素養。

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

2.促進教與學方式的有效變革。

有效利用智慧教育環境和信息技術，促進模糊化的教、同質化的教向精準化的教、個性化的教的轉變，促進被動式的學、盲目性刷題向定制化的學、精準化的學的轉變。

3.推進學校的智能化管理。

融合網站、公眾號、企業號、一卡通等平臺，打造以企業號“科利華中學微校園”為核心的校園智能管理平臺，根據應用需求研發應用模塊，高效采集數據，即時反饋結果，實時分析數據，提供決策依據。

智慧校園建設的最終目的是實現師生的智慧發展。學校不再是封閉的社會單元，而是通過網絡匯聚成集體智慧聚變的節點；學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、虛實融合的學習中心與個性化發展的空間。

智慧校園的建設需要利用云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等信息技術，而人工智能的應用則能讓智慧校園的智慧化水平升級，更能促進師生智慧發展。

1.校內實踐教學真實程度缺失。高職院校財經專業的專業技能性強，核算方式方法繁多，有幾十種的核算和管理方式方法，要求學生實際動手能力程度很高，比如現在所有的高職院校財經專業都開基礎會計課，由于現在教材大都與實際情況相脫離，如果不通過真實的業務崗位實踐，就不可能真正掌握這些財務會計核算和管理的專業技能。現在高職院校財經專業建立的校內實習基地（實訓室）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。高職院校財經專業學生在校內進行的所謂“實踐教學”，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，如財務會計的應收帳款或應付帳款的業務等。實踐教學的真實程度缺失。

二、基于人工智能推進智慧校園建設的校本實踐。

1.人工智能校本課程：奠基人工智能的素養教育。

學校潛心落實人工智能普及教育。摒棄社團化、小眾化、擇優化的課程方向，選擇了面向全體學生、排進課表開設、跨度一學年的32課時人工智能必修課程，并安排骨干教師設計課程及授課。課程目標是引導學生在感悟、體驗和創造的過程中掌握有關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雜現實問題的過程，培養對人工智能的復雜算法、大數據和信息系統全局觀的學習與研究興趣，提高學生勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力。課程內容包括人工智能基礎知識、大數據技術、機器學習、智能語音、計算機視覺、自然語言處理、人工智能產品設計與開發。課程中學校使用科大訊飛的設備，以3人小組合作的方式開展項目式學習，引導學生利用人工智能知識及設備，創造性地設計與制作人工智能作品，解決生活中的問題。如智能導游項目（智能語音單元）、智能環衛項目（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，還面向全體學生開設了12課時的開源機器人課程，該課程旨在培養學生的計算思維、工程思維和創新思維。

除了開設校本必修課程，學校還開設了豐富多彩的選修課程和社團課程。作為江蘇省STEAM項目試點校，學校建成了“STEAM創新學習中心”，以跨學科知識融合解決實際問題為出發點，打造了STEAM課程群，包括物聯創新、AI創客、未來工程師、創新設計、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了學生信息素養的提升。

2.人工智能泛在場景：體悟人工智能的豐富應用。

校園環境既是教育資源，又是開放的學習場所。我們在校園里創設了人工智能技術的相關應用場景，讓學生對人工智能的應用及價值有更真實深切的體驗。

沉浸式廊道學習空間。學校優化整合了空間資源，設計了多種場景學習內容，提供了泛在學習方式。展示區，讓學生通過看和聽了解前沿技術，知曉技術原理，拓寬素養眼界；互動區，讓學生在觸摸、操作各類實驗器材的過程中，體驗快樂，激發學習興趣，比如小米AI音箱、智能臺燈、智能接線板、智能風扇等，學生可以根據提示控制相關設備，真實地體驗人工智能技術的應用；探究區，提供多個互動大屏，學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、個性化學習需求，激活學科思維。

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，學生每天無接觸實時測溫，體驗人臉識別技術在生活中的應用。

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，讓學生體驗了人工智能技術對傳統借閱方式的改進。

3.人工智能助學工具：賦能師生精準教與個性學。

探索人工智能應用支持精準教學。利用大數據人工智能，對教與學過程中的數據進行分析，為教師精準化教和學生個性化學提供解決方案。

（1）成績個性化分析

人工智能技術可以通過數據采集分析，提供給學生詳細的成績分析報告，并根據分析結果主動推送錯題和包含相關知識薄弱點的微課，實現精準化學習；同時，任課教師也可根據成績分析報告輔助教學診斷。

（2）臨界生分析

通過大數據建模及預測實現了學生學業發展的預決策。幫助學生和家長了解學生學業現狀及預測中考上線情況。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

通過深度分析學生的各種學習數據，對學業能力畫像及動態追蹤，尊重學生不同的認知需求，為學生設計出最優學習路徑，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計劃的閉環。

（4）作業批改與反饋

應用人工智能技術可以完成英語作文的自動批改、口語測試結果的自動生成，數學作業一鍵拍照就能實現全題型（包括主觀題和客觀題）的秒級自動批改，教師和學生都能即時獲得各項學情數據，系統還會自動推薦分層作業，針對錯題自動歸集分類，指導學生舉一反三，并且訓練、復習的數據能一鍵導出。

（5）運動數據監測

學校體育組自主設計并定制了“智能運動手環”，課上每個學生的實時狀態通過五種不同色塊呈現，教師能實時察看學生運動中的心率、體溫等生理數據，及時調整教學。課后，教師對整節課的運動強度和生理負荷進行分析，給以后課堂教學中各階段運動負荷的預測提供現實依據，為精準化體育教學提供了有效指導。

三、人工智能促進師生智慧發展的前瞻思考

面對云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等信息技術在學校的廣泛應用，我們需要清醒地認識到，技術應用不能偏離教育教學本身的規律，要始終堅守促進師生智慧發展這一目標，主張需求主導而不是技術主導，理性地推動智慧校園建設。

1.相互賦能：教師與技術和諧發展。

在推進技術應用的過程中，技術無法取代教師。比爾·蓋茨指出，“要明智地運用技術。技術是對教師的重新部署，而不是要去取代他們。”教師的智慧，體現在能針對教育教學問題提出合理的技術需求；體現在能應用技術將“人工”變成“智能”從而提高工作效率；體現在能借力技術優化教學的各個環節；體現在能透析學情數據實現精準教學；體現在與學生豐富的情感溝通。教育不只是向學生傳遞知識，教育在本質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生，利用各種情境去傳授更多的“隱性知識”。

2.學習力提升：學生智慧發展的重要標志。

使用電子地圖工具和利用紙質地圖到達目的地，哪種思維性更強呢？應是后者。我們不能把教會學生應用技術看作是提升了學生的學習力。電子地圖工具的背后涉及了很復雜的計算過程，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計學習以培養學生更強的學習能力，使學生能適應未來社會的發展與變化。在教學方式上，教師應由“掌控思維”轉向“促進思維”，理解教學就是“學生在教師指導下進行自主學習”，技術應用于教學的價值就是創設更好的條件支持、促進學生的自主學習，在研究中學、在創造中學。

3.智能管理：增強技術應用下的情感溝通。

學校的價值體現在促進人的發展，而不是為了方便控制人。任何對學生成長可能產生負面作用的技術應用，都應該慎之又慎。比如，目前存在一定爭議的人工智能情感計算的應用，在課堂上，通過捕捉學生面部表情辨識學生的學習情緒，給予學生相應評價。有觀點認為這會引發學生刻意討好AI形成表演型人格，也有觀點認為長期處于監控下，會給學生帶來嚴重的心理負擔，還有觀點認為會導致教師教學組織能力及互動能力的退化。好的學校管理應該注重以人為本，煥發師生的生命激情，如果過于依賴技術手段去管理學校，片面追求學校管理的全程化、精致化、便捷化，就容易造成學校管理的情感缺失。

創建智慧校園，不僅僅是將物聯網、移動互聯等各種現代信息技術引進學校，更是將智慧校園的建設理念與學校的發展需求、育人目標深度融合，借力人工智能技術支撐人本化、個性化的教育活動，促進師生智慧發展。