【摘 要】當(dāng)今社會，人工智能技術(shù)日趨成熟。本文基于智慧校園中人工智能應(yīng)用的幾個重點環(huán)節(jié)，如智慧環(huán)境、智慧教育、智慧管理、智慧學(xué)習(xí)、智慧服務(wù)等，提出利用人工智能技術(shù)，實現(xiàn)智慧校園管理平臺中統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一登錄，科學(xué)系統(tǒng)的分級授權(quán)管理，使教師和學(xué)生都成為受益者，最終促進(jìn)學(xué)校、師生共同發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】人工智能;智慧校園;教育信息化;小學(xué)

【中圖分類號】G627? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? 【文章編號】1671-1270（2020）36-0001-03

邯鄲市實驗小學(xué)智慧校園（以下簡稱“該?！保┙ㄔO(shè)起步于2018年。智慧校園是個新事物，對于智慧校園，校長、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)班子成員也都是初學(xué)者。智慧校園既是開放的教育教學(xué)環(huán)境，同時也是舒適的生活環(huán)境。智慧校園到底能提供哪些“智慧”？能幫助解決什么問題？智慧校園的“智慧”體現(xiàn)在哪里？學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)班子從這些問題出發(fā)，考慮智慧校園的建設(shè)與實施。兩年來，該校通過一期項目的實施與二期項目的推進(jìn)，順利完成了相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計。人工智能技術(shù)如源頭活水進(jìn)入了校園，利用人工智能技術(shù)助推智慧校園發(fā)展成了該校接下來的探索方向。

2017年7月8日，國務(wù)院出臺《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，指出推動人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程的應(yīng)用，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系。由此，在這個新時代，人工智能進(jìn)校園被上升為國家戰(zhàn)略。在一次人工智能頒獎盛典上，記者問到“當(dāng)前人工智能沖擊最大的是哪個行業(yè)”時，中國工程院院士、中國人工智能學(xué)會理事長李德毅毫不猶豫地說：“是教育”。近兩年，人工智能進(jìn)入教育領(lǐng)域的速度不斷加快，這既是教育的革新，又為課程創(chuàng)新提供了新內(nèi)容。

在這個大形勢下，該校的智慧校園建設(shè)也在如火如荼地進(jìn)行。該校信息中心7名信息技術(shù)教師開設(shè)了人工智能課程。在專家指導(dǎo)和專業(yè)團(tuán)隊的支持下，創(chuàng)客社團(tuán)不斷改進(jìn)和提升，使近千名學(xué)生學(xué)習(xí)了人工智能課程。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，該校以人工智能技術(shù)和數(shù)字校園為基礎(chǔ)，借助人與物、物與物信息互聯(lián)互通的智慧化交流平臺，從智慧環(huán)境、智慧學(xué)習(xí)、智慧教育、智慧管理、智慧服務(wù)等領(lǐng)域出發(fā)，進(jìn)行智慧校園各領(lǐng)域的建設(shè)。

一、人工智能改變校園環(huán)境

人臉識別技術(shù)可無縫對接學(xué)校智慧管理平臺，可以針對不同人員分類進(jìn)行出入管理，如教師、學(xué)生、家長、訪客。教職工考勤、會議室預(yù)約、圖書館借閱等也會留下行為軌跡及數(shù)據(jù)。如人工智能系統(tǒng)提供的師生閱讀圖書的時長、頻次，可以作為學(xué)校“閱讀之星”的評選依據(jù)。

人工智能安防管理平臺可基于人臉識別和學(xué)生卡的布點位置，判斷出學(xué)生的定位信息，教師及學(xué)校管理員可在移動端實時查詢學(xué)生位置信息，學(xué)校區(qū)域按不同色塊顯示，點擊某個區(qū)域，即可顯示此區(qū)域的學(xué)生數(shù)量，做到區(qū)域人數(shù)控制管理，避免學(xué)生聚集。

在教室及走廊安裝人工智能護(hù)眼燈，加強(qiáng)對學(xué)生視力的保護(hù)。智能燈光的亮度和燈照明區(qū)域會根據(jù)環(huán)境變化而變化，具體來說，會根據(jù)自然光線的強(qiáng)弱、室內(nèi)人群密集度等進(jìn)行調(diào)節(jié)。學(xué)生寫作業(yè)時的燈光亮度、黑板一體機(jī)屏幕的燈光亮度、陰天的燈光亮度等都可以自動調(diào)節(jié)。智能燈光的設(shè)計以“和諧”的教育理念為指導(dǎo)，旨在為學(xué)生構(gòu)建舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境，在減少耗能的同時，更關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的舒適感及身心健康。

二、人工智能改變教育模式

隨著教育的不斷變革，人工智能模式下學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流的模式正在取代“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)模式。如教學(xué)六年級科學(xué)《鳥類動物的特征》一課時，可創(chuàng)設(shè)情境“了解鳥類大家庭的生活習(xí)性”來導(dǎo)入新課，讓學(xué)生尋找鳥類的共同特征。該校教師先利用動畫課件展示讓學(xué)生帶著問題思考，然后借助百度人工智能開放平臺，讓學(xué)生對自己感興趣的、與鳥類相關(guān)的問題進(jìn)行自主探究，探索鳥類特征。最后讓學(xué)生利用這些知識搭建知識圖譜，匯總得到鳥類體表有羽毛、取食靠喙、產(chǎn)卵繁殖后代的共同特征。

從課前教師備課到學(xué)生課前預(yù)習(xí)，再到課上教學(xué)，都會利用班級里的智能化設(shè)備。傳統(tǒng)模式中，教師總會隨機(jī)抽調(diào)一名學(xué)生上講臺做題，在黑板上展示自己的解題方法，而人工智能的物聯(lián)云技術(shù)可以使班上的學(xué)生同時在黑板上展示自己的解題方法。

教學(xué)中，人工智能信息處理技術(shù)可以把教學(xué)過程、教學(xué)支持領(lǐng)域和教育管理中收集到的信息智能存儲與分析，逐步形成個人、小組、班級至學(xué)校的教育教學(xué)大數(shù)據(jù)，為優(yōu)化教育教學(xué)過程和管理決策提供依據(jù)。人工智能技術(shù)還實現(xiàn)了自動組卷、自動發(fā)放練習(xí)題、通過圖像識別自動閱卷等功能，為教師各環(huán)節(jié)教學(xué)任務(wù)的完成及學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)提供了數(shù)據(jù)支撐。

三、人工智能改變學(xué)習(xí)方式

（一）充分掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)

人工智能技術(shù)可以自動捕獲學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)狀態(tài)信息。如教學(xué)《桂林山水》一課時，教師可以在課前向?qū)W生推送預(yù)習(xí)微課，了解學(xué)生觀看微課的具體情況。人工智能技術(shù)會將學(xué)生是否完整觀看了微課，是否在觀看中有過停頓，在哪里反復(fù)觀看過，哪里的停頓時間較長，開始和結(jié)束的時間等都記錄下來，并推送給教師。由此，教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的問題適時調(diào)整教學(xué)策略，有針對性地做教學(xué)準(zhǔn)備。

（二）有針對性地開展個性化學(xué)習(xí)

練習(xí)中，學(xué)生不僅僅是想知道正確答案，更想要得到個性化的針對知識點的指導(dǎo)。試錯在學(xué)生的學(xué)習(xí)中具有重要作用，教師要鼓勵學(xué)生在試錯中學(xué)習(xí)，但在實際教學(xué)中，教師會發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生有害怕出錯的心理。通過教學(xué)軟件的反饋與統(tǒng)計功能，教師能統(tǒng)計并分析學(xué)生小測試的答題情況，通過后臺統(tǒng)計的小測試錯誤次數(shù)，表揚(yáng)錯誤次數(shù)少的學(xué)生，并縱向比較錯誤次數(shù)，表揚(yáng)有進(jìn)步的學(xué)生。這些反饋都有賴于人工智能及時記錄與匯總后臺數(shù)據(jù)，人工智能技術(shù)可輔助教師有針對性地布置個性化練習(xí)題，使學(xué)生更愿意主動嘗試易錯題型，成績也開始慢慢提升。

四、人工智能改變管理模式

在學(xué)校的各種數(shù)據(jù)匯總到大數(shù)據(jù)平臺后，學(xué)?？梢噪S時通過各種終端了解學(xué)校各區(qū)域、各環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)，通過多維度的數(shù)據(jù)分析，科學(xué)管理教育教學(xué)

活動。

（一）進(jìn)出關(guān)鍵區(qū)域及安全管理

通過人工智能人臉識別技術(shù)在學(xué)校外圍欄桿、樓頂、教學(xué)樓后面等關(guān)鍵區(qū)域設(shè)立“虛擬界限”，一旦感應(yīng)到有人出現(xiàn)在這些區(qū)域，攝像頭會自動跟蹤拍攝，并在第一時間將預(yù)警消息及實時畫面推送給安保人員。一旦有學(xué)生出現(xiàn)在關(guān)鍵區(qū)域或者有外來人員非法進(jìn)入，安保人員能在第一時間收到提醒，并進(jìn)行干預(yù)，掌握事件主動權(quán)，實現(xiàn)對校內(nèi)重點安全區(qū)域的智能檢測和安全管理。學(xué)生入校、離校、進(jìn)入校園關(guān)鍵區(qū)域，教師和家長都能得到反饋，減少了監(jiān)管漏洞。

（二）對系統(tǒng)運行進(jìn)行分析和預(yù)警

學(xué)校的自動感應(yīng)裝置可以智能管理音樂播放、供水、監(jiān)控等系統(tǒng)。如樓道里都安裝音量感應(yīng)器，并連接顯示聲音分貝數(shù)的LED屏，讓學(xué)生在課間活動時，輕聲慢步、不吵鬧，避免打擾其他同學(xué)。如噪音太大，LED顯示屏則會發(fā)出提醒，這樣能很好地引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的課間行為習(xí)慣，為課間安靜學(xué)習(xí)、休息的學(xué)生創(chuàng)造更好的條件。

（三）為教科研管理提供數(shù)據(jù)支持

教研過程中，大數(shù)據(jù)也能提供數(shù)據(jù)支撐。通過分析課堂上學(xué)生的表情及行為，結(jié)合數(shù)據(jù)分析報告，教師可以更加清楚哪些學(xué)生在哪個環(huán)節(jié)遇到了問題，哪個環(huán)節(jié)學(xué)生注意力的集中時間比較長，進(jìn)而根據(jù)教研分析，制定更加有力的針對性措施。

五、人工智能改變校園服務(wù)

依托人工智能打造智慧校園是一場以信息技術(shù)變革為牽引，引發(fā)課程形態(tài)、學(xué)生管理方式、學(xué)校組織結(jié)構(gòu)等深層次變革的活動。學(xué)校各部門工作繁忙，要快速提升效率，管理上就要做到“合作無邊界、交流無障礙”，通過管理平臺將教師從日常繁瑣的事務(wù)中解放出來，為教師節(jié)約更多時間。教導(dǎo)處發(fā)布師生信息至管理平臺，經(jīng)校長審核，各部門快速運轉(zhuǎn)。針對教師打印機(jī)缺墨、多媒體設(shè)備報修等問題，管理平臺能夠全程跟蹤維修進(jìn)程，實現(xiàn)學(xué)校人、財、物、事、時空的智能管理。

減少召開教師大會，不發(fā)紙質(zhì)通知，實現(xiàn)學(xué)校各項數(shù)據(jù)的分析和報告無紙化，通過辦公平臺實現(xiàn)“點對點”管理。改革傳統(tǒng)“校長—分管副校長—職能處室—年級組—班主任”管理模式，減少中間管理層，擴(kuò)大信息溝通范圍，實施權(quán)利、目標(biāo)和任務(wù)分解，強(qiáng)化責(zé)任對接的管理模式。

該校創(chuàng)客社團(tuán)學(xué)生的參與熱情非常高，教師建立了服務(wù)于課堂管理的“選課功能”，使學(xué)生可以自主選課，不僅提高了學(xué)生選課的積極性，也讓學(xué)校的課程管理變得更輕松、規(guī)范，讓教師、學(xué)生、家長都滿意。

六、人工智能改變家校聯(lián)系方式

校園平臺可以將學(xué)生在家、在學(xué)校的表現(xiàn)自動生成學(xué)生成長檔案，為學(xué)生的成長分析提供真實材料，并通過全班學(xué)生成長軌跡的匯總，為家長、教師改進(jìn)教育方法提供依據(jù)。

校園平臺會定期向家長推送家長學(xué)校課程和“家長開放日”活動等信息，激發(fā)家長參與學(xué)校日常管理工作的興趣，使家長更好地融入到家校工作中，各項活動均有家長參與和反饋。

雖然該校在借助人工智能建設(shè)智慧校園方面取得了一定成功，但仍要充分激發(fā)教師、學(xué)生的學(xué)科興趣，達(dá)到自信擁抱人工智能時代的目標(biāo)，實現(xiàn)更加開放、合適、人文、平等的智慧教育。智慧校園的建設(shè)還有很長的路要走，要努力讓人工智能助推智慧校園建設(shè)開花結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]杜占元.人工智能與未來教育變革[J].中國國情國力，2018（1）.

[2]余勝泉.人工智能教師的未來角色[J].開放教育研究，2018（1）.

[3]翟天羽.人工智能在學(xué)校教學(xué)和管理中的應(yīng)用[J].智能城市，2017（6）.

[4]賈積有，顏澤忠，張志永，等.人工智能賦能基礎(chǔ)教育的路徑與實踐[J].數(shù)字教育，2020（1）.

【作者簡介】

李蕾（1980～），女，漢族，河北邯鄲人，本科，中小學(xué)一級教師。研究方向：小學(xué)信息技術(shù)。

The Application of Artificial Intelligence Technology in the Construction of Smart Campus in Primary Schools

Lei Li

（Handan Experimental Primary School， Handan， Hebei， 056001）

Abstract： Nowadays， the artificial intelligence technology is becoming more and more mature. Based on several crucial parts of the application of AI to smart campus， such as smart environment， smart education， smart management， smart learning and smart service， this paper puts forward how to make use of AI technology to achieve the unified authentication and registration in smart campus management platform and to make the graded authorization management of the platform more scientific and systematic， in the hope that the teachers and students are beneficial and finally promote in common.

Key words： artificial intelligence; smart campus; information-based education