潘杰

摘要：隨著人工智能的發(fā)展，將其與教育進(jìn)行融合創(chuàng)新已經(jīng)成了為未來教育變革的重要趨勢。而為了有效促進(jìn)人工智能在教育技術(shù)中的應(yīng)用，需要正確了解人工智能技術(shù)的內(nèi)涵與發(fā)展，深入理解人工智能技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，通過人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境、創(chuàng)新教學(xué)理念，從而提高教師教學(xué)的效率，促進(jìn)教師自身素養(yǎng)的提高;引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決問題，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展;幫助教務(wù)管理人員實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校的高效管理。

關(guān)鍵詞：人工智能;數(shù)字校園

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）32-0202-02

1 背景

人工智能是目前各國科研領(lǐng)域研究的重點(diǎn)項(xiàng)目和課題。2017年，國務(wù)院發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，其中提出：“當(dāng)前，新一代人工智能相關(guān)學(xué)科發(fā)展、理論建模、技術(shù)創(chuàng)新、軟硬件升級(jí)等整體推進(jìn)，正在引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄?，推?dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速躍升” [4]。因此需要把人工智能的相關(guān)技術(shù)和理念（如智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)）引入教育體系，對(duì)人才培養(yǎng)、教學(xué)方法提出改革，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育的融合創(chuàng)新。

2 人工智能的內(nèi)涵

2.1 什么是人工智能

人工智能（AI，Artificial Intelligence）是計(jì)算機(jī)學(xué)的分支之一，其中涉及計(jì)算機(jī)、心理、生理、邏輯和哲學(xué)等多門學(xué)科。廣義上看，進(jìn)行人工智能研究的主要目標(biāo)是通過機(jī)器的自主學(xué)習(xí)去自動(dòng)完成需要適應(yīng)和靈活性較強(qiáng)的復(fù)雜工作，因此從這個(gè)角度來說，只要是在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中使用了機(jī)器而非人類來進(jìn)行認(rèn)知、識(shí)別、分析和決策等操作，就可以視為使用了人工智能技術(shù)。例如，使用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理就可以算作人工智能。目前，我國有些中小學(xué)已經(jīng)開始利用人工智能技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)、教務(wù)活動(dòng)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下[1]。將人工智能融入信息技術(shù)和教育教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新，并逐步促進(jìn)改革，為教育創(chuàng)新指明了方向;尤其是在目前大數(shù)據(jù)的背景下，人工智能的優(yōu)勢更加明顯：能夠更好地實(shí)現(xiàn)師生和相關(guān)教務(wù)人員對(duì)于校園教學(xué)和教務(wù)服務(wù)的個(gè)性化要求，滿足管理人員對(duì)校園情況的可視化要求。并且隨著機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)一步發(fā)展，甚至可以由計(jì)算機(jī)完成教學(xué)趨勢分析，校園管理分析并且自動(dòng)提出供參考的解決方案，從而提高教學(xué)和教務(wù)管理的效率，降低成本，建成智慧校園。

2.2 人工智能的發(fā)展

人工智能最初被用來替代人類進(jìn)行一些比較危險(xiǎn)的、耗費(fèi)體力和時(shí)間的工作，借此提高工作效率。

1889年電動(dòng)制表機(jī)被研制成功，用來儲(chǔ)存計(jì)算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資料，是人工智能得以存儲(chǔ)信息的基礎(chǔ);1930年，第一臺(tái)模擬電子計(jì)算機(jī)誕生;1946年，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)面世。1991年，萬維網(wǎng)和超文本傳輸協(xié)議以及超文本標(biāo)記語言的出現(xiàn)，使人工智能能夠在電腦與人之間進(jìn)行連接、互動(dòng)和分享[2]。不難看出，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)是人工智能得以發(fā)展的基礎(chǔ)，它們使人工智能得以從僅僅作為人的自然力的拓展和延伸來解決問題，逐步發(fā)展到擴(kuò)大了人類的腦容量和幫助人類處理信息，再到今天的通過機(jī)器學(xué)習(xí)等手段對(duì)人的思維過程進(jìn)行模擬，從而擴(kuò)展人的思維能力。所以現(xiàn)在人工智能的最大特征就是幫助甚至替代人類進(jìn)行有效思維的智能化。

3 什么是數(shù)字校園

數(shù)字校園是一種新型的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心技術(shù)，把信息共享作為手段，將網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字和智能化技術(shù)結(jié)合起來[3]。簡單來說，教學(xué)和教務(wù)管理實(shí)現(xiàn)信息化，將其與信息技術(shù)結(jié)合起來，就是數(shù)字校園技術(shù)。我國對(duì)教育信息化的推動(dòng)開始于20世紀(jì)90年代，在高等院校首先進(jìn)行推廣。后來教育部也發(fā)布了相關(guān)計(jì)劃，不斷以此為基礎(chǔ)逐步擴(kuò)充和完善數(shù)字校園的內(nèi)涵。

4 人工智能時(shí)代下數(shù)字校園的發(fā)展

4.1 人工智能時(shí)代數(shù)字校園的時(shí)代特征

4.1.1 互聯(lián)網(wǎng)高速、廣泛

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)，如果沒有網(wǎng)絡(luò)，就無法進(jìn)行信息化教育。數(shù)字校園的核心是建立一個(gè)高速的、可視化的信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以隨時(shí)隨地進(jìn)行互動(dòng)。這里的用戶不僅是學(xué)生老師和教務(wù)職工，也可以包括物品和設(shè)備，例如超市商品和空閑教室。關(guān)于物與物、物與人之間的聯(lián)系可以通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

4.1.2 智能終端廣泛、實(shí)用

大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的出現(xiàn)極大地?cái)U(kuò)展了智能終端所能夠提供的服務(wù)，校園內(nèi)的一切都可以被數(shù)字化地提供給用戶，還可以根據(jù)個(gè)人習(xí)慣性格制定個(gè)性化的服務(wù)。

4.1.3 學(xué)習(xí)資源豐富、集中

學(xué)習(xí)資源可以在云端整理并被用于師生間的雙向互動(dòng)，并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需求進(jìn)行個(gè)性化推送，因材施教。

4.1.4 教育管理智能、共享

數(shù)字校園可以在基礎(chǔ)環(huán)境、教學(xué)資源和教務(wù)管理服務(wù)方面搭建線上平臺(tái)，數(shù)字化校園信息，讓廣大師生能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行各種操作，進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。數(shù)字校園同樣提供了個(gè)性化定制服務(wù)和與其他學(xué)校相互交流的通道，與外界進(jìn)行信息交流。

4.2 人工智能時(shí)代對(duì)數(shù)字校園發(fā)展策略的影響

4.2.1 普及

為了響應(yīng)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的號(hào)召，不少中小學(xué)已經(jīng)設(shè)置了人工智能相關(guān)課程。結(jié)合教改的背景不難看出，這將是數(shù)字校園創(chuàng)新發(fā)展的重要切入點(diǎn)。因此需要學(xué)校大力推進(jìn)有利于人工智能教育的環(huán)境建設(shè)，選擇有人工智能經(jīng)驗(yàn)的人做老師，建設(shè)出一支符合人工智能發(fā)展的隊(duì)伍，為人工智能的普及推廣創(chuàng)造條件。

4.2.2 融合

人工智能不僅是科學(xué)研究的重點(diǎn)，目前也已經(jīng)被用于多個(gè)領(lǐng)域中。因此需要能及時(shí)抓住時(shí)代機(jī)遇，在教學(xué)與評(píng)價(jià)、教務(wù)管理等各個(gè)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)嘗試引進(jìn)人工智能技術(shù)，利用人工智能的優(yōu)勢，提高校園的整體水平，滿足老師和學(xué)生以及教職人員的需要。

4.2.3 創(chuàng)新

人工智能技術(shù)將給教育帶來新的發(fā)展方向和機(jī)遇，數(shù)字校園也因人工智能的出現(xiàn)而得到了徹底的改變。目前我國計(jì)劃是，到2020年，將數(shù)字校園的建設(shè)推廣到全體學(xué)校，以人工智能為動(dòng)力，建設(shè)全新的教學(xué)環(huán)境。因此需要慎重考慮，未雨綢繆，不斷進(jìn)行創(chuàng)新和探索，找出一條全新的發(fā)展思路[5]。

5 人工智能在數(shù)字校園中的應(yīng)用

5.1 提高教師的創(chuàng)新能力

教育部在《中小學(xué)數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）》（以下簡稱《規(guī)范（試行）》）中明確指出，教師應(yīng)“能創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)?、能促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的技術(shù)手段豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境”“能設(shè)計(jì)多樣的信息技術(shù)支持的自主學(xué)習(xí)、測驗(yàn)評(píng)價(jià)等教學(xué)活動(dòng)”“能利用信息技術(shù)獲取新的教學(xué)理念和方法，進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)”。由此可見，在推進(jìn)教育信息化的現(xiàn)在，尤其是當(dāng)把人工智能引入教育領(lǐng)域后，對(duì)教師的要求，除了傳統(tǒng)的技能之外，還多了計(jì)算機(jī)操作技能。的確，如果教師能夠熟練使用計(jì)算機(jī)，利用好人工智能技術(shù)，可以極大地幫助自己進(jìn)行教學(xué)環(huán)境和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，從中學(xué)習(xí)到新的方法，提高個(gè)人能力，更好地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng);同時(shí)人工智能有可能帶來新的一輪教學(xué)變革，徹底改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)理念，所以需要老師能夠跟上時(shí)代的發(fā)展，不斷吸收新知識(shí)，創(chuàng)新教學(xué)方法。

5.2 促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

《規(guī)范（試行）》同樣提出了人工智能對(duì)學(xué)生的影響。對(duì)學(xué)生而言，人工智能主要起到了幫助學(xué)生利用信息技術(shù)更加高效地學(xué)習(xí)和進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐，并把人工智能對(duì)學(xué)生的發(fā)展分為了“了解——掌握——實(shí)踐”三個(gè)階段。

在第一個(gè)“了解”階段中，學(xué)生主要是通過感官去感受和參與由人工智在教學(xué)活動(dòng)中使用的新技術(shù)，例如虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，從中直觀地體會(huì)到有人工智能參與的教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)模式中的不同之處，從而讓他們對(duì)人工智能從操作和內(nèi)容上有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，首先激發(fā)他們對(duì)人工智能的好奇，讓他們?cè)敢庵鲃?dòng)了解人工智能這種技術(shù)。這種“了解”的前提是需要將教學(xué)活動(dòng)的主要角色由引導(dǎo)者老師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，讓學(xué)生從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，以學(xué)生的視角和感受為中心進(jìn)行對(duì)數(shù)字資源和環(huán)境的設(shè)計(jì)。

第二階段的“掌握”，就是學(xué)生在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)。通過多年來我國對(duì)于計(jì)算機(jī)課程的重視，目前已經(jīng)有大量中小學(xué)生掌握了關(guān)于計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)和操作技能，甚至設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能的程序作品。這也是他們能夠理解和學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)。

“實(shí)踐”階段則是指讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握到的關(guān)于人工智能的知識(shí)和技術(shù)來主動(dòng)解決自己感興趣的，或者學(xué)習(xí)生活中遇到的問題。例如針對(duì)空巢老人的問題設(shè)計(jì)了“空巢老人看護(hù)理系統(tǒng)”;對(duì)購物中心停車位緊張的問題設(shè)計(jì)出“小區(qū)空閑車位分時(shí)出租系統(tǒng)”。這一過程不僅體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的了解和掌握能力，而且?guī)椭_發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，實(shí)現(xiàn)多方面的發(fā)展[6]。

5.3 高效管理

學(xué)校的教務(wù)管理人員和教育部門需要明白，“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展的革命性影響，理解教育信息化發(fā)展方針”，并具備“利用信息技術(shù)優(yōu)化學(xué)校管理，提升辦學(xué)水平和教育質(zhì)量的意識(shí)”和“活到老、學(xué)到老的精神和能力”。要知道，在數(shù)字校園內(nèi)引入人工智能技術(shù)，遠(yuǎn)不止教學(xué)活動(dòng)（例如建立新的教學(xué)模式、改良教學(xué)氛圍、幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)知識(shí)、對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)估等）一個(gè)方面和角度，實(shí)際上，人工智能的適用范圍是十分廣泛的，例如教務(wù)管理、教職工信息的交流、發(fā)展規(guī)劃和制度的設(shè)立。這些都需要隨著信息化建設(shè)不斷進(jìn)行評(píng)估優(yōu)化以及持續(xù)改進(jìn)。

6 結(jié)束語

人工智能技術(shù)將會(huì)成為學(xué)校師生、管理者進(jìn)行學(xué)習(xí)、實(shí)踐、研究和應(yīng)用的重點(diǎn)，我們需要把握時(shí)代特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，將教育教學(xué)與人工智能融合作為推進(jìn)教學(xué)改革的新模式和新方法。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 百度百科.數(shù)字校園[EB/OL]. [2020-05-10].https：//baike.baidu. com/item/%E6%95%B0%E5%AD%97%E6%A0%A 1%E 5%9B%AD/4365811.

[3] 宗平，朱洪波，黃剛，等.智慧校園設(shè)計(jì)方法的研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，30（4）：15-19，51.

[4] 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知（國發(fā)〔2017〕35號(hào)）[EB/OL]. [2020-05-10].http：//www.gov.cn/ zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[5] 李文靜，栗覓，奧頓.論人工智能時(shí)代高等教育改革[J].未來與發(fā)展，2019，43（3）：67-71.

[6] 曹曉明.“智能+”校園：教育信息化2.0視域下的學(xué)校發(fā)展新樣態(tài)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018，36（4）：57-68.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】