基于AI的智慧校園建設樣態實踐探索

摘要：人工智能時代的到來對學校教育教學提出了新的要求，智慧校園建設作為教育信息化的重要組成部分，對提高教育質量、促進教育公平具有重要意義。文章以學校畫像體系為切入點，結合人工智能技術，提出打破信息孤島、實現數據融合的創新路徑。通過構建學生、教師及學校的多維度動態畫像，搭建智能化教育大數據平臺，形成精準教學、個性化學習、綜合評價等多元化應用場景，有效提升教育管理效率、優化教學資源配置，為教育決策提供科學依據，助力構建智慧教育新生態。

關鍵詞：人工智能；智慧校園；數字畫像；評價；精準教學

中圖分類號：G434

文獻標志碼：A

0 引言

2017年國務院頒布了《新一代人工智能發展規劃》，提出了“開展智能校園建設，推動人工智能在教學、管理、資源建設等全流程應用；開發智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統；建立以學習者為中心的教育環境，提供精準推送的教育服務，實現日常教育和終身教育定制化。”^［1］這給學校的智慧校園建設指出了新的方向。在人工智能時代，未來教育須要建設智慧校園，利用先進的信息技術，整合學校的教學、管理、服務等，為師生提供更加便捷、高效、個性化的教育環境。人工智能技術的應用，可以實現教學過程的智能化、管理決策的科學化、服務提供的精準化，形成基于AI技術的全新數據生態，開創教育信息化的新樣態，助力教育質量的整體提升，促進學生的全面發展。

1 智慧校園建設現狀

近年來，隨著物聯網、云計算、大數據等技術的飛速發展，智慧校園建設已成為教育領域的研究熱點。國內外學者對此進行了廣泛而深入的研究。智慧校園建設的主要趨勢包括：加強基礎設施建設，實現網絡全覆蓋；整合信息平臺，提升信息共享度；提供個性化服務，滿足師生多樣化需求。然而，智慧校園建設仍面臨系統集成度低、數據安全和隱私保護等問題，須進一步研究解決。許多學校在信息化建設過程中都存在一些痛難點。首先，信息孤島問題是制約學校信息化發展的重要因素。各個部門之間的數據無法共享，導致信息重復錄入、數據不一致等問題，嚴重影響了學校的管理效率和決策水平。其次，技術賦能課堂教學和綜合評價也是一個難點。如何將人工智能技術與教學過程深度融合，實現個性化教學、精準評價，是當前教育信息化面臨的重要課題。結合校情，智慧校園建設的痛點是“信息孤島效應”在不斷放大；難點是技術如何有效賦能課堂教學、綜合評價等問題，這給學校的未來教育建設帶來了很大的壓力。信息化建設須要拔除痛點、攻克難點、疏通堵點，培育生長點^［2］。

2 1+1+N：智慧校園建設路徑的構建

為了解決這些問題，學校采取了一系列措施。首先，加強數據整合和共享，打破信息孤島。通過建立統一的數據平臺，實現各個部門之間的數據互通共享，提高數據的準確性和及時性。其次，加強技術研發和應用，提高技術賦能課堂教學和綜合評價的能力。通過引入人工智能、大數據、云計算等先進技術，實現教學過程的智能化、管理決策的科學化、服務提供的精準化^［3］。因此，本文構建了學校“1+1+N”的智慧校園建設路徑，如圖1所示。基于“1庫1平臺N應用”，構建智慧校園，精準描繪學生、教師、學校的綜合信息，形成人工智能精準教學、人工智能教育大數據平臺等多元化的教育應用場景。

2.1 基于人工智能，構建學校畫像體系

人工智能技術在構建學校畫像體系中發揮著至關重要的作用。對于學校整體，畫像體系能夠全面呈現學校的教育教學質量、管理水平和發展趨勢，為學校的決策提供科學依據。通過對海量數據的深度挖掘和分析，精準地把握每一位學生的學習特點、興趣愛好和優勢劣勢，為教師提供個性化的教學指導。同時，對于教師的教學風格、專業發展需求也能進行準確的評估，從而為教師的成長提供有針對性的支持。對于黨員同志，畫像體系可以更好地了解他們在教育教學中的先鋒模范作用，為黨建工作提供有力的數據支撐。因此，將教育大數據應用體系中采集到的各類數據進行分析、提煉，構建多元、實時的畫像體系。在技術支持下，形成培育規律和決策點，構建個性化成長環境，促進師生全面均衡發展和精準教育管理。

2.2 基于人工智能，搭建“三生三力”學生綜合評價

學生綜合評價體系的搭建是智慧校園建設的重要環節。基于學校原有多維度的關于學生核心素養的“三生三力”評價，利用人工智能技術，對學生的品德“生長力”、學業“學習力”、實踐“科創力”3個維度進行全面評估并可視化數據，實現全程且實時查看學生的積分變化。通過大數據分析，系統進行智能分析與推送，讓學生、家長和老師能夠直觀地了解學生的綜合表現，能夠準確地發現學生的優勢和不足，為學生的個性化發展提供指導，提高教育教學的針對性和實效性^［4］。學校通過將學生的評價積分推送給家長、老師等，實現家校共育。

2.3 基于人工智能，助力精準教學、個性化學習

在精準教學和個性化學習方面，人工智能技術展現了巨大的優勢。利用大數據分析，精準地反映學生的整體學習狀況和學生間的差異，為教師的“教”和學生的“學”提供多方位的技術服務，使學與教更匹配。通過對學生學習數據的實時分析，教師可以了解每一位學生的學習進度和掌握程度，從而調整教學內容和方法，實現因材施教。對于學生而言，幫助學生及時調整學習方式，提供個性化的學習建議能夠幫助他們更好地掌握知識，提高學習效率。同時，學校也可以根據學生的整體學習狀況，及時調整教育教學決策，提高學校的教育教學質量。

2.4 基于人工智能，建立AI分析推送

AI 分析推送功能是智慧校園建設的重要組成部分。依托AI助教平臺，通過人工智能算法對數據進行建模和分析，為不同角色用戶提供全方位分析，提供個性化的服務，同時，增強用戶對后數據平臺的感知度。對于學生，精準教學智能推送可以幫助他們更好地掌握知識，提高學習成績。德育積分智能推送則能夠激勵學生積極參與德育活動，提高學生的品德素養。對于教師，AI 分析推送可以提供教學反饋和建議，幫助教師改進教學方法。對于學校管理者，AI 分析能夠提供決策支持，提高學校的管理水平。

3 智慧校園應用場景：基于人工智能的實踐

3.1 學校畫像精準把脈學校教育教學

學校畫像的呈現不僅僅是一個簡單的大屏展示，而是真正具備“駕駛感”的指揮決策平臺，為學校管理者們提供了數據化、在線化、智能化、可視化的服務，全方位地改變了傳統的管理模式。數據傳遞不再“逐級報送”，將部門各層級的學生基礎數據、身體健康數據、學業學情數據、個性特長數據、教師發展數據、校園安全數據等進行匯聚融合，實現橫向貫通、縱向比較、在線監控、智能預警和決策支持，為學校管理者們提供較為科學精準的決策參考，把脈學校的教育教學工作。例如學生成績在不同學期的提升或波動情況，教師教學能力逐年的發展變化等，數據實時動態變化，一旦出現異常數據，如學生成績大幅下滑、校園安全隱患指標異常等，智能預警系統便會即刻啟動，及時提醒管理者采取措施。

3.2 學生評價多維度導向核心素養

結合學校原有學生評價，通過大數據分析和人工智能技術，根據核心素養，圍繞五育，建立“核心素養學生個性評價”，將學生在學校掌握的技能或修得的素養，通過12大模塊34個維度可視化地呈現，分析學生的表現，形成學生“個性化成長報告”，如圖2所示。其中，核心素養評價系統具備評價維度管理功能，所有教師可通過釘釘或網頁端對任教學生進行評價。評價功能支持三級分類，實現積分管理、教師個人評價查詢、榕園生長指數班牌展示、AI積分推送等功能。教師利用核心素養評價系統，能更好地因材施教。例如在語文課上，教師根據學生在語言表達和閱讀理解維度的不同表現，將學生分為不同小組進行差異化教學。對于語言表達能力較強的小組，布置演講、辯論等任務；對于閱讀理解能力較好的小組，則安排深度閱讀和文學作品分析的任務。這種基于評價結果的教學方式，有效提升了學生的學習積極性和學習效果。教師在日常教學中，根據學生在課堂表現、作業完成情況、小組合作等方面的表現進行實時評價并記錄積分，通過評價查詢功能，回顧學生整個學期的表現，為學生撰寫更全面、客觀的評語。而榕園生長指數班牌展示，讓學生和家長在校園內就能直觀了解班級整體和學生個人的核心素養發展情況，形成一種良性的競爭氛圍，激勵學生不斷進步。

3.3 教學分析精準助力學生個性化學習

教師利用大數據對學生的學習過程、學習行為、每周常規、每月小結、階段測試以及學期獎評等數據進行即時記錄、存儲，利用人工智能技術客觀、全面、真實地揭示學生的學習情況，從而為精準教學與個性化指導提供客觀的依據，幫助學生充分激發內在潛能，實現個性化學習與成長。例如，通過分析學生在不同學科的學習過程，可以發現學生的學習難點和優勢領域。對于學習難點，教師可以針對性地進行輔導，幫助學生克服困難；對于優勢領域，教師可以進一步挖掘學生的潛力，鼓勵學生深入學習。每周常規、每月小結等數據可以幫助學生養成良好的學習習慣，及時總結經驗教訓；階段測試和學期獎評則可以激勵學生不斷努力，提高學習成績^［5］。教師通過對學生學習過程數據的長期跟蹤分析，觀察學生的學習效率情況，調整學生的學習計劃。學生通過查看自己的得分情況，了解自己在班級和學校中的位置，從而明確自己的努力方向。同時，核心素養評價、考勤分析等功能也為學生的全面發展提供了參考。

3.4 “AI助教”多角色把握學情

通過機器學習、關聯分析、時間序列分析等人工智能算法對平臺中的海量數據進行全方位、深層次的數據挖掘和分析處理，將數據中的潛在數據價值挖掘出來^［6］。以情景為導向，根據對現有建設系統的理解，為不同層級、角色的工作人員定制開發智能分析報告并推送至相關管理人員、工作人員，為不同用戶推送不同內容形式的提醒、預警、分析。利用學生考試成績，將每個題目知識點作為分類特征，通過機器學習算法，對學生進行分類，了解不同群體學生的知識點掌握情況，可以做有針對性的教學方案設計，推送不同知識點方向的試題。對于同類別的學生而言，知識點掌握類似，錯誤的地方也類似，可以針對同一個類別的學生推出不同的教學方案和作業試題。為全校學生定制電子成績單，除了傳統成績單中的各科成績、德育評價、體測、健康、教師評語等信息外，結合學生平時表現數據、精準教學、校園安全等數據，以報告的形式精準發送給家長、學校領導，提高用戶對數據的利用率，如圖3所示。

4 樣態實踐的成效

4.1 提升教育工作效率

人工智能與技術創新賦能教育教學，能夠實現教育教學效率的顯著提升。一方面，對于教師而言，這不僅減輕了他們在教育教學過程中的壓力，還能有效提升個人能力。人工智能可以輔助教師進行教學準備、課堂管理以及學生評估等工作，讓教師有更多的時間和精力去關注學生的個性化需求，提升教學質量。另一方面，對于學生而言，人工智能的應用破除了學生學習主動性的難題，降低了學生的學習依賴性。借助人工智能個性化的學習推薦和輔導，學生能夠更加主動地探索知識，根據自己的學習進度和特點進行學習，從而實現個性發展和個性化精準提高。

4.2 迭代更新，資源節約

如何在學校現有自建的第三方應用系統基礎上不改變教師原有的使用習慣且深入挖掘出更具意義的數據應用，是絕大部分學校不斷探索的智慧校園建設的方向。通過對現有應用系統的數據歸集，可以實現數據的整合與共享，避免重復建設和資源浪費。同時，在不改變教師使用習慣的前提下進行提升，能夠減少教師的適應成本，提高教師對新系統的接受度。這樣既實現了資源的節約，又能為教師提供更加高效、便捷的數據服務，為學校的教育教學提供有力支持。

4.3 應用場景推廣

人工智能校園應用場景建設將累積豐富的數據采集和分析經驗，基于當下成熟且可行的技術路線，打造各類應用場景。鑒于各類應用場景是當下學校對未來教育教學的剛性需求并且大部分學校都具備本項目所涉及的數據和信息，因此，人工智能校園應用場景建設具有很強的“復制性”。這些應用場景可以為其他學校提供借鑒和參考，促進智慧校園建設的普及和發展。通過推廣應用場景，可以實現教育資源的共享和優化配置，提高教育教學的整體水平，同時也可以促進學校之間的交流與合作，共同探索智慧校園建設的新路徑和新方法。

4.4 促進教育模式新變革

功能完善、開放靈活的人工智能大數據平臺的建設，能夠促進教育信息技術與教育的深度融合，推動教育模式的新變革。在移動互聯網背景下，這一平臺將為教育管理、教與學帶來深刻的變革。首先，它可以消除信息孤島，實現優質教育資源的廣泛共享。不同地區、不同學校的師生可以通過平臺獲取豐富的教育資源，提高教育公平性。其次，人工智能大數據平臺可以為教育管理提供更加科學、精準的決策依據，提高管理效率。最后，對于教學而言，平臺可以為教師和學生提供個性化的教學服務，滿足不同學生的學習需求，推動全區教育現代化發展。

5 結語

人工智能技術為智慧校園建設注入了新的活力。本研究以“1+1+N”路徑為核心，通過構建動態畫像體系、搭建綜合評價平臺、優化精準教學場景，有效打破了信息孤島，實現了數據驅動的教育管理模式創新。首先，通過構建多維度動態畫像體系，可以全面、準確地掌握學生、教師和學校的發展狀況，為精準教學和個性化服務提供有力支持。其次，通過搭建智能化教育大數據平臺，可以實現數據的實時共享和分析，提高管理決策的科學性和準確性。最后，本案例還注重家校共育和個性化發展，通過AI分析推送等功能，實現了對學生成長的全方位關注和個性化指導，為同類學校的智慧校園建設提供了可復制的實踐經驗，同時也為人工智能與教育深度融合的理論研究貢獻了實踐案例。

參考文獻

［1］國務院.新一代人工智能發展規劃［J］.科技導報，2017（32）：4-12.

［2］中華人民共和國教育部.教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）［EB/OL］.（2012-03-13）［2023-10-25］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201203/t20120313_133322.html.

［3］中華人民共和國教育部.教育信息化“十四五”規劃［EB/OL］.（2021-06-22）［2023-10-25］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/202106/t20210 622_539367.html.

［4］趙川，莫世榮.開放性視角下浙江教育資源公共服務平臺數據流的設計和應用［J］.中國教育信息化，2016（21）：15-19.

［5］李青，王偉.人工智能賦能個性化學習的實踐路徑研究［J］.電化教育研究，2021（5）：68-74.

［6］余勝泉，王阿習.教育大數據的技術體系與應用趨勢［J］.開放教育研究，2020（1）：30-39.

（編輯

王雪芬）

Practical exploration of AI based smart campus construction models

ZHONG Lidan

（The Affiliated Middle School to Wenzhou Institute of Education and Teaching Research， Wenzhou 325000， China）

Abstract：With the advent of the artificial intelligence era， new demands have been placed on school education and teaching. As an essential component of educational informatization， smart campus construction plays a significant role in improving education quality and promoting educational equity. Our school， taking the school profiling system as a starting point and leveraging artificial intelligence technology， proposes an innovative approach to break down information silos and achieve data integration. By constructing multi-dimensional dynamic profiles of students， teachers， and schools， and establishing an intelligent educational big data platform， diversified application scenarios such as precision teaching， personalized learning， and comprehensive evaluation are formed. This effectively enhances educational management efficiency， optimizes teaching resource allocation， and provides scientific support for decision-making， thereby fostering a new smart education ecosystem.

Key words：artificial intelligence; smart campus; digital profiling; evaluation; precision teaching