人工智能在高校教學管理信息化建設中的應用

摘要：隨著教育信息化的發展，高校教學管理面臨諸多挑戰，亟需提升信息化水平。本研究旨在探討人工智能在高校教學管理信息化建設中的應用，以提升管理效能。文章首先分析了高校教學管理信息化現狀和需求，進而闡述了人工智能的應用優勢，如提升效能、優化資源配置和提供決策支持。最后，提出應用策略，包括建設基礎平臺、系統集成應用和提升信息素養等。結果表明，人工智能能有效推動高校教學管理信息化建設，提高整體管理水平。

關鍵詞：高校；教學管理；信息化建設；人工智能

在高校教學管理工作中，傳統的信息管理手段和方法已不再適用。在信息化時代，信息化建設逐漸成為高校管理改革的先行者。同時，以人工智能為代表的新一代信息技術，正在推動高校信息化建設進程。人工智能，與計算機技術、大數據技術、云計算技術的聯系非常密切，這要求高校管理部門重新構建管理制度與工作體系，重視數據支撐的技術驅動機制。基于此，基于人工智能的高校教學管理信息化建設工作，不僅要為管理者提供科學的決策支持，還要提高內部管理資源的利用效率。

一、高校教學管理信息化建設的現狀分析

在教育信息化2.0時代，高校教學管理信息化建設面臨全新的發展機遇。隨著國家對教育信息化的重視和投入，高校信息化基礎設施不斷完善，如多媒體教室、校園網絡等硬件設施得到普及，數字化教學資源日益豐富[1]。然而，部分高校仍存在基礎設施建設不足、管理不規范等問題。此外，教學管理信息化水平雖有所提高，但仍需進一步加強以滿足日益繁重和復雜的管理需求。因此，高校需繼續加大投入，完善基礎設施，提升管理水平，以滿足實際建設需求。

二、高校教學管理信息化建設的需求分析

高校教學管理信息化建設的核心需求，主要有以下三點：一是提升管理效率，通過構建智能化管理系統，實現教學流程的自動化與數據的即時分析，助力決策快速準確；二是優化資源利用，整合線上線下教學資源，構建共享平臺，促進資源高效流通與合理配置，提升教學質量；三是強化信息安全，建立完善的信息防護機制，確保師生數據與個人隱私得到嚴格保護，營造安全穩定的教學環境，為教學管理信息化保駕護航。

三、人工智能在高校教學管理中的應用優勢

（一）提升教學管理效能

在高校教學管理體系中，教務管理、教職工管理、學生管理等方面的事務非常繁雜、瑣碎，這要求管理人員需合理應用信息技術提升效能[2]。人工智能是一種以數據為支撐的創新技術成果，能夠提供更加人性化、智能化的教學管理模式。合理應用人工智能，不僅能夠滿足教職工和學生的信息獲取需求，更能夠提升校內多向服務的響應速度。基于此，高校教學管理部門的工作人員，需根據人工智能的技術特點和應用優勢，在合適的工作情境下應用人工智能，以提升教學管理效能。

（二）提高資源利用效率

人工智能在高校教學管理中顯著提高資源利用效率。通過智能分析學生的學習數據，人工智能能精準識別學習需求，實現教育資源的個性化分配，避免資源浪費。同時，人工智能技術可整合優質教育資源，構建共享平臺，促進資源的高效流通與再利用[3]。此外，人工智能還能輔助教師進行學情分析，提供直觀的可視化報告，指導教師優化教學計劃，進一步提高教育資源的利用效率和教學效果。上述應用優勢，共同推動了高校教學資源的優化配置與高效利用。

（三）提供科學決策支持

人工智能在高校教學管理中，通過提供科學決策支持，顯著提升了管理效率。借助大數據技術和機器學習算法，人工智能能夠深入挖掘教育數據，識別學習趨勢和模式，為教學規劃提供有力依據。通過預測分析，人工智能可提前預判教學資源需求，輔助學校進行課程安排、考試管理等決策，避免資源浪費。同時，自動化的評估系統能客觀、高效地分析學生表現，為教師提供詳細反饋，進一步優化教學計劃，有效促進了高校教學管理的科學化、數據化[4]。

四、人工智能在高校教學管理信息化建設中的應用策略

（一）建設基礎平臺，選用智能技術

在高校教學管理的信息化建設工作中，硬件、軟件等基礎設施的配置工作非常重要，這直接影響基礎平臺和校內多個業務系統的協同效果。在前期建設基礎平臺期間，教學管理部門和信息技術部門的相關管理人員，需根據高校信息化設施的實際配置情況，選用合適的人工智能技術。例如，高校應配置高性能計算設備，譬如多核CPU、大容量內存、高速存儲系統SSD固態硬盤等，才能滿足人工智能的復雜計算需求。因此，高校應根據實際應用場景和數據特點，選擇最合適的人工智能技術。

在建設基礎平臺方面，高校的教學管理部門應首先構建智能教學管理平臺，它是信息化建設的核心。該平臺應集成先進的人工智能技術，如機器學習算法、大數據分析技術、智能推薦算法等，以實現教學資源的智能化管理、課程安排的自動化、教學質量的實時監測與評估等應用功能。例如，在引入智能教學管理系統后，該系統可以根據學生的學情數據和教師的教學反饋信息，自適應調整教學計劃，向學生推薦個性化的學習資源，從而提高教學效果。

其次，為了提升課堂教學的互動性，高校可以推廣應用智能白板等互動教學技術。它繼承了觸控功能、多媒體處理功能、遠程通信功能，教學可以通過智能白板展示動態圖表、視頻素材等，使復雜的專業理論知識變得易于理解，并支持學生參與實時課堂討論。

另外，在實驗室管理方面，高校可以應用智能實驗室管理系統。該系統利用物聯網、傳感器等技術，實現對實驗設備、試劑等資源的智能化管理。系統可以根據實驗項目需求，自動分配實驗設備和試劑，提高實驗室的使用效率和安全性。同時，系統還能實時監測實驗室的環境參數，確保實驗環境的穩定性和安全性。

在選用智能技術方面，高校首先可以選用深度學習模型與算法，如卷積神經網絡CNN、長短時記憶網絡LSTM等，來構建智能教學管理系統。在上述深度學習模型的支持下，管理系統能夠處理大規模、復雜的學習數據，并預測學生的專業學習趨勢和可能遇到的學習難點。其次，高校可以利用機器學習算法，如決策樹、支持向量機SVM、隨機森林等，處理和分析課程安排、教學資源等方面的管理數據，并為教學資源的優化配置提供科學決策依據。

此外，高校可以利用TensorFlow、PyTorch等開放框架，來構建和部署上述深度學習模型和機器學習算法，框架提供了豐富的算法庫、工具集和社區支持。通過利用開放框架，高校可以降低信息化建設成本，加快人工智能在教學管理信息化建設中的應用進程。在具體實施階段，高校可以按照需求分析與系統設計→數據收集與預處理→模型選擇與訓練→系統部署與測試→持續監控與維護的邏輯結構，持續推進教學管理信息化建設，實現教學管理的智能化和高效化。

（二）系統集成應用，優化資源配置

在高校教學管理信息化建設中，系統集成應用有助于提高數據共享與協同效率，優化資源配置有助于實現對教學資源需求的精準預測和動態調整，兩者均有利于提升高校教學質量和效果，并促進高校教育現代化和可持續發展。但是在系統集成應用階段，高校教學管理部門要避免智能教學管理系統和其他業務系統之間產生數據孤島問題，這不利于作出科學的管理決策。

在系統集成應用方面，首先，高校應通過將人工智能技術集成到現有的教學管理系統中，可以實現數據的無縫共享和流程的高效協同。這樣做，顯著提高了數據的利用率和一致性，使得管理者能夠基于全面、準確的數據做出更加科學的決策。接著，管理人員需根據硬件、軟件設施的各項性能參數，對部分業務系統進行升級改造，以適應智能教學管理系統的復雜計算需求，還需要研發或引入開源終端產品，提高算法或算力模型的兼容性、可拓展性。然后，高校應利用機器學習、數據挖掘等技術，對系統集成后的數據進行深入分析，識別出各學科專業教學過程中的關鍵模式和趨勢。基于數據分析結果，人工智能系統將適配、生成智能化的決策建議，如課程優化、資源調配等，以輔助教學管理人員做出更加科學的決策。

在優化資源配置方面，高校教學管理部門應關注智能排課與資源調度、個性化學習路徑推薦與資源分配、大數據管理與資源優化、自動評估與反饋、情感分析與心理支持等層面的人工智能應用。例如，在智能排課與資源調度過程中，人工智能技術主要應用于數據收集、模型構建、自動排課三個功能模塊中。首先，系統自動收集包括課程信息（如課程時長、上課時間要求、課程優先級等）、教師信息（如教師可用時間、教學偏好等）、教室信息（如教室容量、設施設備等）在內的多維度數據。然后，利用機器學習算法，如遺傳算法、粒子群優化算法等，構建智能排課模型。該模型能夠綜合考慮各種約束條件和優化目標，如課程時間分布均勻、教師負擔均衡、教室利用率最大化等。最后，將收集到的數據輸入到智能排課模型中，模型自動運行并生成最優或次優的課程安排方案。系統還可以提供手動調整功能，以便管理人員根據實際需求進行微調。

展望未來，隨著人工智能技術的不斷進步和高校對教學管理信息化建設的持續投入，人工智能在系統集成應用和優化資源配置方面的作用將更加凸顯。高校應進一步探索人工智能與教育教學的深度融合，推動教育質量的全面提升和教育現代化的實現。

（三）提升信息素養，加強過程監管

在高校教學管理的信息化建設中，管理者的信息素養非常重要，這直接影響管理資源的實際利用效率。在引入人工智能技術后，高校教學管理部門不僅要組織統一、大規模的新技術培訓，更要讓管理者和教職工意識到，人工智能對教學管理效能的提升有非常顯著的推動作用。同時，高校在組織培訓時，應同步宣講過程監管和安全風險控制等方面的內容，讓全體管理人員提高安全意識，才能發揮人工智能的多重應用優勢。

在提升教職工信息素養方面，首先，高校可以通過開展人工智能技術培訓，使教職工掌握基本知識和技能，如數據分析、機器學習算法應用等，增強他們利用信息技術解決問題的能力。這些培訓可以線上進行，也可以線下組織，結合實例講解和實操演練，確保教職工能夠學以致用。其次，構建智能化的教學管理系統，為教職工提供便捷的信息處理工具。通過引入自然語言處理、智能推薦等技術，系統能夠自動處理和分析教學數據，為教職工提供精準的教學反饋和資源推薦。這不僅減輕了教職工的工作負擔，還促使他們更加積極地利用信息技術進行教學管理和研究。最后，鼓勵教職工參與信息化建設項目，將人工智能技術融入教學實踐。通過設立科研項目、教學創新獎等措施，激勵教職工積極探索人工智能與教育教學的結合點，創新教學方法和模式。同時，建立信息共享平臺，促進教職工之間的交流與合作，共同提升信息素養和教育教學能力。

在加強過程監管和風險控制方面，首先，高校可以通過人工智能技術實現智能監控。利用人工智能對學校監控視頻、教學數據等進行分析，可以自動識別異常行為和事件，及時發現教學過程中的問題，如學生出勤異常、課堂紀律問題等，從而實現對教學過程的全面監管。這種實時監控不僅提高了監管效率，還有助于及時發現并糾正教學過程中的偏差。其次，利用人工智能技術開展風險評估。例如，通過大數據分析和機器學習算法，人工智能可以對教學過程中的各種風險因素進行預測和評估，如學生學業風險、教學質量風險等。這有助于學校提前制定應對措施，降低風險發生的可能性，保障教學過程的順利進行。最后，利用人工智能技術優化管理流程。它可以自動化處理大量重復性工作，如課程安排、成績錄入等，減少人為錯誤和疏漏。同時，通過智能推薦系統，AI還可以為管理者提供科學決策支持，如推薦最優的教學資源分配方案，進一步優化教學管理流程，提高管理效率。

總之，人工智能在高校教學管理信息化建設中，可應用于提升教師信息素養和加強過程監管，如通過人工智能平臺提供智能推薦、自動化評估等功能，助力個性化教學。未來，人工智能將助力優化提升高校教學管理效能，推動高等教育高質量發展。

五、結束語

綜上所述，在教育信息化2.0時代，以人工智能為代表的新一代信息技術，正在為高校教學管理的信息化建設賦能。高校管理者應積極引進人工智能技術和創新成果，將其作為提升教學管理效能、提高資源利用效率、提供科學決策支持的主要工具。同時，高校要同步關注基礎平臺和系統應用的建設過程。此外，高校應致力于提高全體教職工的信息素養，加強過程監管和風險控制力度，為培養更具競爭力的人才做出更大貢獻。

作者單位：姜大從 華南農業大學珠江學院

參考文獻

[1]穆也沙爾·蘇力坦.大數據時代高校教學管理信息化建設路徑研究[J].知識文庫，2023，39（18）：195-198.

[2]成柯樺.高校教學管理信息化建設存在的問題與對策芻論[J].成才之路，2023，（18）：53-56.

[3]李涓娟，戴康熙.教育信息化發展中的高校教學管理信息化建設研究[J].教師，2023，（14）：3-5.

[4]成柯樺.高校教學管理信息化建設現狀與發展趨勢[J].學周刊，2023，（10）：6-8.