智慧校園建設：人工智能的賦能與變革

文／本刊記者 陳永杰

2023 年5 月，教育部部長懷進鵬在第七屆世界智能大會開幕式上指出：“教育部正在深入實施教育數字化戰略行動，推動教育數字轉型、智慧轉型、綠色轉型。”他表示：“我們愿與各方一道，深入研判人工智能發展態勢，聚焦人工智能前沿問題，持續加強相關學科、專業和平臺載體建設，培養一大批具有創新能力和合作精神的人工智能高端人才，全面提升師生數字素養，促進教育變革創新和高質量發展。”

伴隨技術的迭代，智能化程度的提升，人們對數字化、智能化教學環境的渴望和需求愈加強烈。人工智能進校園既是歷史的偶然，也是歷史的必然。

需求牽引，AI 進入智慧校園

人工智能可以是一種“助燃器”，為許多領域提供巨大的推動力。人工智能的發展和應用也能使許多任務和工作變得更加高效、準確和智能化。人工智能也可以是一位“創造者”，可以生成新的內容、設計新的產品，并具備一定的創造性和創新能力。當然，人工智能也可以成為智慧校園建設和升級的一大助力。

2023 年4 月，北京市數字教育大會上發布的《北京市高等學校智慧校園建設規范（試行）》（簡稱《規范》）指出，“高校智慧校園是在數字校園建設的基礎上，由以傳感器網絡及智能硬件為核心的校園基礎設施和部署在數據中心內云端服務器上的智慧化軟件系統構成，常見功能可分為智慧教學環境、數字化教學資源、智慧校園管理、智慧校園服務四大板塊”。同時，《規范》明確了智慧校園建設的層次架構、主要內容和配置標準等，在智慧圖書館、數字化場館等公共服務體系信息化建設方面，強調了人工智能的重要性。可見人工智能正逐漸成為推進智慧校園建設的一股力量。

實際上，高等教育數字化領域一直在關注人工智能對教育帶來的變化。EDUCAUSE 相關調研報告顯示，針對“我們對生成式人工智能的感覺如何”這一問題，2023 年2 月，54%的受訪者（高教社區人員等）表示對生成式人工智能的態度是“樂觀”或“非常樂觀”；2023 年4 月，短短兩月，這一數據猛然上升至67%（如圖1 所示）。可知高等教育領域，人們對生成式人工智能的態度正逐漸轉變。

隨著人們對人工智能態度的轉變，無論國內還是國外，人工智能在教育領域的應用面都在不斷地擴展和延伸。目前，AI 技術在智慧校園建設中發揮著越來越重要的作用，可以應用于校園管理、教學、科研等多個方面，提高校園管理和服務的效率和質量。

放眼國外，相關資料顯示，人工智能在智慧校園建設中已經得到了廣泛的應用和探索，涉及校園管理、教學輔助、學生服務等多個方面，為師生提供了更加便捷、高效、個性化的服務。例如，美國瓦爾登大學部署了Charlotte、Linda 和Julian 三個AI 虛擬助教，使學生與“數字人”合作，培養溝通和危機管理技能，為將來職業做好準備；美國倫斯勒理工學院認知和沉浸式系統實驗室（CISL）的研究人員將AI 助手與沉浸式教室環境相結合，開發出了輔助學生學習漢語的智能教室，使學生置身于360 度的餐廳、花園、市場等場景中，與AI 驅動的虛擬形象進行漢語口語練習；馬來西亞大學將Chatbot 應用于留學智能問答，以提高留學申請時獲取關鍵信息的效率。

回歸國內，根據調研和采訪，當前智慧校園的建設還處在初級階段，AI 的應用尚不完備。當然，一些智能化的應用也正陸續誕生。例如，中國人民大學的智慧食堂，通過對師生就餐信息進行分析，在升級師生用餐體驗的同時，助力食堂實現優質供給，從而形成良性循環；上海交通大學的“交我算”平臺，自主研制教學與科研協同的實戰型計算平臺，一站式提供課程所需專業計算軟硬件環境，為學生構筑高水平計算實踐平臺；山東大學的人臉識別門禁系統，在保障學生住宿安全的同時，還具備一定的深度學習能力，能對人臉做出數據分析，即使化妝也能正確識別出人臉信息。

據不完全統計，目前AI 在智慧校園中的應用技術主要包括：第一，自然語言處理技術，幫助師生更方便地進行語音交互，如通過語音助手查詢校園資訊、課程表等信息；第二，機器人技術，為在校師生提供導航、送餐等服務，如校園導航機器人，能夠幫助新生更快地熟悉校園環境；第三，數據挖掘技術，對學生的學習數據進行分析，為其提供個性化學習建議和支持，如通過數據挖掘技術分析學生的學習行為，為其推薦適合的學習資源；第四，智能化管理系統，對校內設施進行智能化管理，如通過智能化校園設施管理系統，幫助校園管理人員更好地管理校內設施。

當前，在國內廣泛應用和推廣的人臉識別考勤系統和智慧校園管理系統，已經成為智慧校園建設的重要組成部分。另外，ChatGPT 的誕生，點燃了業界對自然語言處理技術的激情，隨之出現的大語言模型也成了人們研究的“香餑餑”。上海海事大學信息化辦公室副主任王玉平表示：“在自然語言處理分為自然語言理解和自然語言生成的基礎上，針對高校教學科研的任務，大語言模型適用的場景可分為三類，即內容創作助手、內容消費助手和任務過程助手。其中，內容創作助手可以根據師生指令從無到有地生成內容，譬如撰寫郵件、撰寫報告等。”

此外，除了學校自身對AI 技術進行開發、研究和應用之外，國家和相關行業也積極投身教育相關AI 應用的研發。例如，美國語言學習應用Duolingo（多鄰國）作為一個“寓教于樂”的免費語言學習平臺，以游戲模式輔助用戶學習外語，并能根據用戶的學習進度和表現，為其適配學習內容；美國自適應學習技術提供商Knewton，通過分析數據來了解學生掌握了哪些知識，然后為他們推薦下一步的學習內容，從而幫助更多學生掌握學習材料并取得進步，而且其提供的分析技術能找出知識差距并預測學習效果，幫助教育工作者、學生家長和管理人員更好地為每位學生提供支持；云知聲專注于語音識別和語言處理技術，并于2020 年9 月與華僑大學簽署戰略合作協議，在AI+華文教育、大數據應用等方面開展積極合作，共同成立“智慧華文教育產教融合創新中心”。

綜合多個案例，可知行業的共性是通過AI 技術為學生提供個性化學習體驗，以助于提高學生的學習興趣和學習效果。同時，這些平臺或應用還可以為教師提供更加精準的教學支持和反饋，有效提升教學質量和效率。

從調研和采訪中，我們發現，未來校園主要向智能化管理、個性化 + 智能化教學、智能化服務三個方向進發。其中，在個性化 + 智能化教學方面，一是人工智能通過對學生的學習數據進行分析，在根據學生的學習情況和表現為每位學生提供個性化學習計劃和教學內容的同時，也能夠為教師提供個性化的教學建議和支持，實現“因材施教”；二是通過人工智能技術，實現教學過程的智能化，包括課程設計、教學評估、學生學習監控、自動批改作業等，減輕教師的工作負擔，提高教學效率。

AI 引入，仍然任重道遠

ChatGPT 是人工智能進入新時代的典型標志。武漢理工大學校長楊宗凱在相關采訪中表示，ChatGPT與之前基于規則的人工智能有很大區別，在信息技術發展史上具有里程碑意義，是一個“奇點”。ChatGPT的誕生，對教育將會產生何種影響？這是當前所有擁有教育情懷的人都應積極思考的。大部分觀點認為，無論人們愿不愿意，ChatGPT 對教育的改變無疑將是深刻的。站在當前窗口，我們尚且無法預料它到底將如何改變教育，但與其拒絕風暴的襲來，不如順勢而為。而ChatGPT 在高校數字化領域的應用，主要指發揮信息化在教學、科研、管理和生活中的作用，提高四個領域的效能。目前，雖然各個學校在AI 的應用上取得了一定成績，但是AI 的引入對智慧校園的建設而言，依然面臨多重挑戰。

第一，知識的提供方式遭受沖擊。教育的第一要務是“育人”，智慧校園的建設也應圍繞“育人”來展開。對于AI 的引入，華東師范大學信息化治理委員會秘書長沈富可認為：“最大的挑戰是知識提供方式的轉變，學校需要認真思考如何使教育教學從知識的傳遞轉變為學生技能的提升，這方面的沖擊異常巨大。”對此，他表示，學校在引入AI 時，需要優先調整或優化教學計劃，探索并發掘轉變教學模式和知識提供方式更加有效的途徑。

第二，缺乏專業人員和資金。AI 應用的研發和智慧校園建設都需要專業人員和大量資金的支持。上海紐約大學信息技術部主任常潘指出，在智慧校園建設中，充分運用AI 需要依賴專業人員之間的進一步協作。引入AI 后，學校在改造或提升現有系統時，難免會產生額外的工作量及資金消耗。他表示：“在智慧校園建設中引入AI 支持，要培養自己的技術人員，充分掌握數據的獲取、處理、分析、算法模型的調優，同時能夠將AI 模型同現有的應用系統及基礎設施進行有效集成。”關于資金投入，相關部門在希望上級部門加大政策和資金扶持力度的同時，也應謀求和完善多種融資渠道，解決資金難題。

第三，技術應用和推廣不足。上海交通大學網絡信息中心副主任姜開達指出：“目前以人臉、語音、視頻、圖像、文字識別等為代表的AI 在校園中的應用場景尚不夠豐富，未能實現大面積推廣和應用。”對此，他表示，學校可以考慮建設AI 中臺作為校級IT 基礎設施，通過接口方式開放AI 能力，支持多個業務系統靈活調用，減少重復投入和分散建設；學校可以在辦事大廳里推出OCR、語音轉文字等一系列示范性AI 應用，并提供豐富的接口文檔，發揮二級單位和師生的主觀能動性，基于AI 中臺的能力來賦能各類教育教學、管理服務類應用。

第四，隱私、倫理及法律問題。AI 的應用需要大量數據的支撐，這樣“可能會導致用戶隱私的泄露，造成數據安全性問題，甚至可能觸犯相關的法律，同時在AI 算法中，要確保算法不會對某一類人群區別對待，引發相關的倫理問題”，常潘表示。對此，相關專家表示，學校一是要通過權限管理、數據加密、加強安全教育宣傳、嚴格合規要求等方式完善數據管理制度和安全保障機制，確保個人信息的合法、合規使用，保障師生的個人隱私信息安全；二是加強倫理和道德教育，確保AI 技術的應用符合倫理和道德要求，從而平衡技術發展和倫理道德的天平。美國發布的《人工智能權利法案藍圖》指出，公眾不應受到算法歧視，系統應該以公平的方式使用和設計，同時公眾應通過內置的保護措施免受數據濫用的影響，主動決定數據的使用方式。

第五，教育誠信和信息甄別面臨挑戰。“ChatGPT降低了作弊和學術不端的成本，可能引發一系列誠信危機。學生可以用它代寫作業或論文，干擾正常的教學秩序；研究人員可以用它代寫研究報告或論文，顛覆學術倫理。”北京師范大學智慧學習研究院院長黃榮懷在相關采訪中表示，面對這一挑戰，教育界需盡快改進評價體系，促進評價方法多樣化。另外，他還指出，雖然ChatGPT 可以提供對大量信息的快速訪問，但由于ChatGPT 所生成的文本格式的規范性，用戶不易察覺其可能存在的欺騙性，部分錯誤信息難以正確識別，需要用戶反復檢查與確認。

此外，還應思考物理校園和數字空間的融合、教育評價轉型、教師和學生的接受度等問題。學校辦學涉及管理、服務和對外交流等，AI 的引入，勢必重塑當前的校園形態，推動教育教學模式的創新和優化。

“智慧校園的精髓在于是否以用戶為中心、以服務為導向建立開放創新型生態系統，最終以是否能夠有效改善廣大師生的工作和生活環境、節約能耗、提高工作與辦事效率、提升教學質量和科研水平為衡量指標。”常潘表示。面向未來，AI 應用需以服務用戶為宗旨，回應師生訴求，從而提升校園的智慧化水平。