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智慧校园建设：人工智能的赋能与变革

2023-08-09 中国教育网络

　　2023年5月，教育部部长怀进鹏在第七届世界智能大会开幕式上指出：“教育部正在深入实施教育数字化战略行动，推动教育数字转型、智慧转型、绿色转型。”他表示：“我们愿与各方一道，深入研判人工智能发展态势，聚焦人工智能前沿问题，持续加强相关学科、专业和平台载体建设，培养一大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，全面提升师生数字素养，促进教育变革创新和高质量发展。”

　　伴随技术的迭代，智能化程度的提升，人们对数字化、智能化教学环境的渴望和需求愈加强烈。人工智能进校园既是历史的偶然，也是历史的必然。

　　需求牵引，AI进入智慧校园

　　人工智能可以是一种“助燃器”，为许多领域提供巨大的推动力。人工智能的发展和应用也能使许多任务和工作变得更加高效、准确和智能化。人工智能也可以是一位“创造者”，可以生成新的内容、设计新的产品，并具备一定的创造性和创新能力。当然，人工智能也可以成为智慧校园建设和升级的一大助力。

　　2023年4月，北京市数字教育大会上发布的《北京市高等学校智慧校园建设规范（试行）》（简称《规范》）指出，“高校智慧校园是在数字校园建设的基础上，由以传感器网络及智能硬件为核心的校园基础设施和部署在数据中心内云端服务器上的智慧化软件系统构成，常见功能可分为智慧教学环境、数字化教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务四大板块”。同时，《规范》明确了智慧校园建设的层次架构、主要内容和配置标准等，在智慧图书馆、数字化场馆等公共服务体系信息化建设方面，强调了人工智能的重要性。可见人工智能正逐渐成为推进智慧校园建设的一股力量。

　　实际上，高等教育数字化领域一直在关注人工智能对教育带来的变化。EDUCAUSE相关调研报告显示，针对“我们对生成式人工智能的感觉如何”这一问题，2023年2月，54%的受访者（高教社区人员等）表示对生成式人工智能的态度是“乐观”或“非常乐观”；2023年4月，短短两月，这一数据猛然上升至67%（如图1所示）。可知高等教育领域，人们对生成式人工智能的态度正逐渐转变。

图1 EDUCAUSE调研数据统计

　　（源自报告《EDUCAUSE QuickPoll Results: Adopting and Adapting to Generative AI in Higher Ed Tech》）

　　随着人们对人工智能态度的转变，无论国内还是国外，人工智能在教育领域的应用面都在不断地扩展和延伸。目前，AI技术在智慧校园建设中发挥着越来越重要的作用，可以应用于校园管理、教学、科研等多个方面，提高校园管理和服务的效率和质量。

　　放眼国外，相关资料显示，人工智能在智慧校园建设中已经得到了广泛的应用和探索，涉及校园管理、教学辅助、学生服务等多个方面，为师生提供了更加便捷、高效、个性化的服务。例如，美国瓦尔登大学部署了Charlotte、Linda和Julian三个AI虚拟助教，使学生与“数字人”合作，培养沟通和危机管理技能，为将来职业做好准备；美国伦斯勒理工学院认知和沉浸式系统实验室（CISL）的研究人员将AI助手与沉浸式教室环境相结合，开发出了辅助学生学习汉语的智能教室，使学生置身于360度的餐厅、花园、市场等场景中，与AI驱动的虚拟形象进行汉语口语练习；马来西亚大学将Chatbot应用于留学智能问答，以提高留学申请时获取关键信息的效率。

　　回归国内，根据调研和采访，当前智慧校园的建设还处在初级阶段，AI的应用尚不完备。当然，一些智能化的应用也正陆续诞生。例如，中国人民大学的智慧食堂，通过对师生就餐信息进行分析，在升级师生用餐体验的同时，助力食堂实现优质供给，从而形成良性循环；上海交通大学的“交我算”平台，自主研制教学与科研协同的实战型计算平台，一站式提供课程所需专业计算软硬件环境，为学生构筑高水平计算实践平台；山东大学的人脸识别门禁系统，在保障学生住宿安全的同时，还具备一定的深度学习能力，能对人脸做出数据分析，即使化妆也能正确识别出人脸信息。

　　据不完全统计，目前AI在智慧校园中的应用技术主要包括：第一，自然语言处理技术，帮助师生更方便地进行语音交互，如通过语音助手查询校园资讯、课程表等信息；第二，机器人技术，为在校师生提供导航、送餐等服务，如校园导航机器人，能够帮助新生更快地熟悉校园环境；第三，数据挖掘技术，对学生的学习数据进行分析，为其提供个性化学习建议和支持，如通过数据挖掘技术分析学生的学习行为，为其推荐适合的学习资源；第四，智能化管理系统，对校内设施进行智能化管理，如通过智能化校园设施管理系统，帮助校园管理人员更好地管理校内设施。

　　当前，在国内广泛应用和推广的人脸识别考勤系统和智慧校园管理系统，已经成为智慧校园建设的重要组成部分。另外，ChatGPT的诞生，点燃了业界对自然语言处理技术的激情，随之出现的大语言模型也成了人们研究的“香饽饽”。

　　上海海事大学信息化办公室副主任王玉平表示：“在自然语言处理分为自然语言理解和自然语言生成的基础上，针对高校教学科研的任务，大语言模型适用的场景可分为三类，即内容创作助手、内容消费助手和任务过程助手。其中，内容创作助手可以根据师生指令从无到有地生成内容，譬如撰写邮件、撰写报告等。”

　　此外，除了学校自身对AI技术进行开发、研究和应用之外，国家和相关行业也积极投身教育相关AI应用的研发。例如，美国语言学习应用Duolingo（多邻国）作为一个“寓教于乐”的免费语言学习平台，以游戏模式辅助用户学习外语，并能根据用户的学习进度和表现，为其适配学习内容；

　　美国自适应学习技术提供商Knewton，通过分析数据来了解学生掌握了哪些知识，然后为他们推荐下一步的学习内容，从而帮助更多学生掌握学习材料并取得进步，而且其提供的分析技术能找出知识差距并预测学习效果，帮助教育工作者、学生家长和管理人员更好地为每位学生提供支持；

　　云知声专注于语音识别和语言处理技术，并于2020年9月与华侨大学签署战略合作协议，在AI+华文教育、大数据应用等方面开展积极合作，共同成立“智慧华文教育产教融合创新中心”。

　　综合多个案例，可知行业的共性是通过AI技术为学生提供个性化学习体验，以助于提高学生的学习兴趣和学习效果。同时，这些平台或应用还可以为教师提供更加精准的教学支持和反馈，有效提升教学质量和效率。

　　从调研和采访中，我们发现，未来校园主要向智能化管理、个性化+智能化教学、智能化服务三个方向进发。

　　其中，在个性化+智能化教学方面，一是人工智能通过对学生的学习数据进行分析，在根据学生的学习情况和表现为每位学生提供个性化学习计划和教学内容的同时，也能够为教师提供个性化的教学建议和支持，实现“因材施教”；二是通过人工智能技术，实现教学过程的智能化，包括课程设计、教学评估、学生学习监控、自动批改作业等，减轻教师的工作负担，提高教学效率。

　　AI引入，仍然任重道远

　　ChatGPT是人工智能进入新时代的典型标志。武汉理工大学校长杨宗凯在相关采访中表示，ChatGPT与之前基于规则的人工智能有很大区别，在信息技术发展史上具有里程碑意义，是一个“奇点”。ChatGPT的诞生，对教育将会产生何种影响？这是当前所有拥有教育情怀的人都应积极思考的。

　　大部分观点认为，无论人们愿不愿意，ChatGPT对教育的改变无疑将是深刻的。站在当前窗口，我们尚且无法预料它到底将如何改变教育，但与其拒绝风暴的袭来，不如顺势而为。而ChatGPT在高校数字化领域的应用，主要指发挥信息化在教学、科研、管理和生活中的作用，提高四个领域的效能。目前，虽然各个学校在AI的应用上取得了一定成绩，但是AI的引入对智慧校园的建设而言，依然面临多重挑战。

　　第一，知识的提供方式遭受冲击。教育的第一要务是“育人”，智慧校园的建设也应围绕“育人”来展开。对于AI的引入，华东师范大学信息化治理委员会秘书长沈富可认为：“最大的挑战是知识提供方式的转变，学校需要认真思考如何使教育教学从知识的传递转变为学生技能的提升，这方面的冲击异常巨大。”对此，他表示，学校在引入AI时，需要优先调整或优化教学计划，探索并发掘转变教学模式和知识提供方式更加有效的途径。

　　第二，缺乏专业人员和资金。AI应用的研发和智慧校园建设都需要专业人员和大量资金的支持。上海纽约大学信息技术部主任常潘指出，在智慧校园建设中，充分运用AI需要依赖专业人员之间的进一步协作。引入AI后，学校在改造或提升现有系统时，难免会产生额外的工作量及资金消耗。他表示：“在智慧校园建设中引入AI支持，要培养自己的技术人员，充分掌握数据的获取、处理、分析、算法模型的调优，同时能够将AI模型同现有的应用系统及基础设施进行有效集成。”关于资金投入，相关部门在希望上级部门加大政策和资金扶持力度的同时，也应谋求和完善多种融资渠道，解决资金难题。

　　第三，技术应用和推广不足。上海交通大学网络信息中心副主任姜开达指出：“目前以人脸、语音、视频、图像、文字识别等为代表的AI在校园中的应用场景尚不够丰富，未能实现大面积推广和应用。”对此，他表示，学校可以考虑建设AI中台作为校级IT基础设施，通过接口方式开放AI能力，支持多个业务系统灵活调用，减少重复投入和分散建设；学校可以在办事大厅里推出OCR、语音转文字等一系列示范性AI应用，并提供丰富的接口文档，发挥二级单位和师生的主观能动性，基于AI中台的能力来赋能各类教育教学、管理服务类应用。

　　第四，隐私、伦理及法律问题。AI的应用需要大量数据的支撑，这样“可能会导致用户隐私的泄露，造成数据安全性问题，甚至可能触犯相关的法律，同时在AI算法中，要确保算法不会对某一类人群区别对待，引发相关的伦理问题”，常潘表示。

　　对此，相关专家表示，学校一是要通过权限管理、数据加密、加强安全教育宣传、严格合规要求等方式完善数据管理制度和安全保障机制，确保个人信息的合法、合规使用，保障师生的个人隐私信息安全；二是加强伦理和道德教育，确保AI技术的应用符合伦理和道德要求，从而平衡技术发展和伦理道德的天平。美国发布的《人工智能权利法案蓝图》指出，公众不应受到算法歧视，系统应该以公平的方式使用和设计，同时公众应通过内置的保护措施免受数据滥用的影响，主动决定数据的使用方式。

　　第五，教育诚信和信息甄别面临挑战。“ChatGPT降低了作弊和学术不端的成本，可能引发一系列诚信危机。学生可以用它代写作业或论文，干扰正常的教学秩序；研究人员可以用它代写研究报告或论文，颠覆学术伦理。”北京师范大学智慧学习研究院院长黄荣怀在相关采访中表示，面对这一挑战，教育界需尽快改进评价体系，促进评价方法多样化。另外，他还指出，虽然ChatGPT可以提供对大量信息的快速访问，但由于ChatGPT所生成的文本格式的规范性，用户不易察觉其可能存在的欺骗性，部分错误信息难以正确识别，需要用户反复检查与确认。

　　此外，还应思考物理校园和数字空间的融合、教育评价转型、教师和学生的接受度等问题。学校办学涉及管理、服务和对外交流等，AI的引入，势必重塑当前的校园形态，推动教育教学模式的创新和优化。

　　“智慧校园的精髓在于是否以用户为中心、以服务为导向建立开放创新型生态系统，最终以是否能够有效改善广大师生的工作和生活环境、节约能耗、提高工作与办事效率、提升教学质量和科研水平为衡量指标。”常潘表示。面向未来，AI应用需以服务用户为宗旨，回应师生诉求，从而提升校园的智慧化水平。

　　来源：《中国教育网络》2023年6月刊

　　编撰：陈永杰

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