趙磊磊 代蕊華 趙可云

摘要：人工智能發(fā)展為學(xué)校的形態(tài)變革帶來機(jī)遇和挑戰(zhàn)，人工智能賦能智慧校園建設(shè)應(yīng)成為我國智能教育發(fā)展不可忽視的現(xiàn)實(shí)議題。文章對智慧校園的發(fā)展歷程做出了解讀，發(fā)現(xiàn)智慧校園建設(shè)存在個性化教學(xué)活力不足、教育決策及服務(wù)成效較低、校園生活服務(wù)人本化程度不高等現(xiàn)實(shí)困境。在發(fā)展歷程及困境分析的基礎(chǔ)上，闡明了人工智能在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢。在明確人工智能場域下智慧校園的主體關(guān)系和主體需求的基礎(chǔ)上，以“用戶服務(wù)為先，數(shù)據(jù)為關(guān)鍵，設(shè)施為基礎(chǔ)，規(guī)范為墻”為準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)了由基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)平臺層、應(yīng)用服務(wù)層、技術(shù)規(guī)范層四個層面組成的人工智能時代智慧校園的建設(shè)框架，提出人工智能場域下智慧校園建設(shè)的關(guān)鍵路徑：創(chuàng)設(shè)泛在互聯(lián)型的智能教育環(huán)境;搭建師生本位的智能教育資源及決策服務(wù)平臺;統(tǒng)籌構(gòu)建智能教育大數(shù)據(jù)的治理體系;優(yōu)化智能技術(shù)監(jiān)管機(jī)制及倫理規(guī)范體系。

關(guān)鍵詞：人工智能;智慧校園;建設(shè)困境;建設(shè)框架;頂層設(shè)計(jì)

中圖分類號：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-9860（2020）08-0100-07

隨著自然語言處理、情感計(jì)算等智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能逐漸上升為國際競爭新的焦點(diǎn)。我國為搶占教育人工智能高地，已頒布了一系列政策和實(shí)施了多項(xiàng)舉措。2017年7月，國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)了人工智能在我國教育教學(xué)發(fā)展中的重要價值與地位"。隨著人工智能的不斷發(fā)展，編程、機(jī)器人已被正式劃人普通高中課程方案和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)2，人工智能逐步進(jìn)入校園場域。2018年4月，教育部出臺《教育信息化2.0行動計(jì)劃》，明確指出人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展對學(xué)校教育形態(tài)提出新要求，強(qiáng)調(diào)各級學(xué)校須開展智能教學(xué)環(huán)境建設(shè)，推進(jìn)人工智能在校園建設(shè)、教育教學(xué)等方面的應(yīng)用隊(duì)。智慧校園建設(shè)是一項(xiàng)涉及軟硬件設(shè)施、教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)等諸多方面的基礎(chǔ)設(shè)施工程歲。人臉識別、教育機(jī)器人、智能感知等智能技術(shù)已逐漸在學(xué)校教育教學(xué)中應(yīng)用與推廣。人工智能為智慧校園建設(shè)提供了更多的可能性與路徑，如何利用人工智能技術(shù)推動智慧校園建設(shè)值得關(guān)注與思考。因此，本研究嘗試對人工智能場域下智慧校園的建設(shè)框架及路徑予以分析，以期為我國智慧校園發(fā)展提供價值參照。

一、智慧校園的發(fā)展歷程及建設(shè)困境

（一）智慧校園的發(fā)展歷程

1.智慧校園雛形階段：以互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為支撐的數(shù)字化校園

20世紀(jì)80年代以后，隨著教育信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，學(xué)校的硬件設(shè)施、校園管理、教育教學(xué)、溝通交流等方面不斷被融入信息技術(shù)要素，校園的內(nèi)部要素及其整合開始呈現(xiàn)信息化趨勢，數(shù)字校園的概念應(yīng)運(yùn)而生。較為常見的數(shù)字校園形態(tài)有數(shù)字圖書館、電子教案、門禁卡、校園一卡通等，其本質(zhì)是借助互聯(lián)網(wǎng)通訊等技術(shù)初步實(shí)現(xiàn)信息資源的整合與集成。數(shù)字校園的大規(guī)模建設(shè)和推廣第一次引發(fā)了人們對“人一技”關(guān)系的反思，學(xué)者們開始意識到物是教育教學(xué)的工具，其開發(fā)和運(yùn)用具有無盡可能。雖然數(shù)字校園使傳統(tǒng)校園的空間維度得以拓展，教學(xué)效率得到提升，但遺憾的是，該階段技術(shù)反哺教育的能力差，單純的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備、數(shù)字化資源建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)化溝通載體搭建沒有對教與學(xué)帶來根本性變革。人們渴求對教與學(xué)有著更為有效的認(rèn)識和分析，譬如師生數(shù)據(jù)的可視化、學(xué)生行為監(jiān)測等。據(jù)此，教育教學(xué)發(fā)展呼喚智慧校園建設(shè)。

2.智慧校園1.0階段：以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐的低階智慧校園

2008年，美國IBM董事長兼CEO彭明盛首次提出“智慧地球”概念框架，在此基礎(chǔ)上，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧化的空間與社區(qū)引起關(guān)注。眾多高校及中小學(xué)嘗試籌劃及建設(shè)智慧校園，為師生提供個性化、便捷化、一站式的服務(wù)，智慧校園建設(shè)進(jìn)入以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐的1.0階段。這一階段的技術(shù)表現(xiàn)有校園無線網(wǎng)、門禁系統(tǒng)的身份認(rèn)證等，涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)等，主要特征有環(huán)境感知、網(wǎng)絡(luò)無縫互通、信息化平臺整合等，而且校園建設(shè)多采取分層架構(gòu)方式叨。智慧校園1.0階段極大地突出了信息技術(shù)的集成功能，但在達(dá)成情境感知、大數(shù)據(jù)處理、學(xué)習(xí)狀態(tài)識別等目標(biāo)方面成效不佳，并未完全實(shí)質(zhì)性地超越數(shù)字校園階段，智慧校園建設(shè)尚處于“低階智慧階段。

3.智慧校園2.0階段：以人工智能等新技術(shù)為支撐的高階智慧校園

智慧校園1.0階段受到情緒及行為捕捉、生物特征分析等技術(shù)并不成熟的制約，此階段的校園形態(tài)智能化程度不高，技術(shù)的智慧潛能尚待進(jìn)一步激發(fā)。如此以來，智慧校園如何從“低階智慧”階段（即智慧校園1.0階段）走向“高階智慧”階段也是智慧校園變革的現(xiàn)實(shí)需要。從“低階智慧”跨越到“高階智慧”需要全新的技術(shù)支撐，而人工智能與這一發(fā)展趨勢正具有契合性，情感計(jì)算、自然語言處理、智能感知等智能技術(shù)有助于進(jìn)一步推動校園形態(tài)的智能升級，智慧校園將從“智慧校園1.0階段”邁入“智慧校園2.0階段”（以人工智能等新技術(shù)為支撐的智慧校園）。據(jù)此，智慧校園的發(fā)展歷程如圖1所示。在“智慧校園2.0階段”，課程教學(xué)、學(xué)校管理、校園生活等方面的智能化發(fā)展成為智慧校園建設(shè)的關(guān)注重點(diǎn)。

（二）智慧校園的建設(shè)困境

我國智慧校園建設(shè)受諸多現(xiàn)實(shí)因素制約，眾多校園的建設(shè)水平離真正智慧校園依然有不小差距。學(xué)者從不同層面對智慧校園建設(shè)的困境做出了論述，歸納相關(guān)論述，智慧校園建設(shè)的困境主要有以下四個方面。

1.個性化教學(xué)活力不足

實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)是智慧校園建設(shè)的主要目標(biāo)之。智慧校園雖在局部層面實(shí)現(xiàn)了個性化教學(xué)，但其“個性化”程度并未有效覆蓋師生情緒、動作、表情、話語、人際關(guān)系等層面，而且這些層面難以被普通技術(shù)抓取、衡量與評測，系統(tǒng)性捕捉課堂教學(xué)活動、課堂學(xué)習(xí)互動、課后教學(xué)反饋等活動的特征及規(guī)律頗具難度，如此便出現(xiàn)了個性化教學(xué)活力不足這一現(xiàn)實(shí)問題。概括來說，以教師為中心的教學(xué)局面并未真正打破，教育大數(shù)據(jù)的挖掘與整合尚存較大難度，學(xué)生在學(xué)習(xí)需求、愛好、風(fēng)格等方面的主體個性未得到充分尊重，以學(xué)生為本位的個性化教學(xué)資源設(shè)計(jì)、推送及評價依然任重道遠(yuǎn)。

2.教育決策及服務(wù)成效較低

數(shù)據(jù)采集及分析、人機(jī)互動等技術(shù)為教育決策及服務(wù)的方式和流程帶來改變，但教育決策與服務(wù)仍未完全擺脫盲目主觀思維等弊端。首先，教育決策與服務(wù)的效率較低。學(xué)校各個部門之間的管理相對獨(dú)立，多個部門在數(shù)據(jù)共享、信息即時傳播等方面缺乏同步性，各部門依托不同的技術(shù)開發(fā)商來設(shè)計(jì)服務(wù)平臺，難以統(tǒng)一協(xié)調(diào)與管理，教育決策與服務(wù)也就難免存在“顧此失彼”“各自為營”的信息鴻溝。再者，教育決策與服務(wù)的數(shù)據(jù)保護(hù)工作有待改進(jìn)。校園技術(shù)升級時，一些學(xué)校缺乏對大批有價值的縱向歷史數(shù)據(jù)的保護(hù)而導(dǎo)致過程化數(shù)據(jù)流失，如果僅依靠某一時間斷點(diǎn)的教育數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律及趨勢分析，很難確保教育決策及服務(wù)能夠滿足師生的動態(tài)教育需求，這也是“基于證據(jù)的教育決策與服務(wù)”一直以來難以實(shí)現(xiàn)突破的難點(diǎn)所在。

3.校園生活服務(wù)人本化程度不高

以往智慧校園盡管對基礎(chǔ)實(shí)施建設(shè)做了較大投入，但校園生活服務(wù)的人本化程度不高。首先，校園生活服務(wù)的決策定位并未聚焦人的全面發(fā)展。餐飲、圖書借閱、體育運(yùn)動等方面的信息化服務(wù)能夠產(chǎn)生一大批包含身體健康、生活習(xí)慣等多項(xiàng)重要信息的個體數(shù)據(jù)，但是以往智慧校園建設(shè)并不太重視此類信息的深度挖掘與大數(shù)據(jù)分析，很少有學(xué)校管理者從師生日常生活行為規(guī)律與教育關(guān)系的角度做出探索，并基于此來改進(jìn)教育質(zhì)量。其次，師生安全、感知體驗(yàn)方面尚存較大的改善空間。攝像頭監(jiān)控、刷卡人校等管理方式雖能實(shí)現(xiàn)基本的風(fēng)險預(yù)防，但對校園欺凌、校園犯罪等事件的動態(tài)監(jiān)測及響應(yīng)處置仍依賴人力，缺乏及時性與科學(xué)性。而且，心理服務(wù)預(yù)約、圖書借閱、即時后勤報(bào)修等方面的信息化服務(wù)因資金、人力等因素的影響，尚未為用戶提供即時、高效且多樣化的感知體驗(yàn)。

二、人工智能在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢

作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的新形態(tài)，人工智能涉及研究、開發(fā)用于模擬、拓展人的智能的各種理論、技術(shù)及產(chǎn)品等方面，其為智慧校園建設(shè)困境的破解提供了更多可能性，具體體現(xiàn)在以下三個方面。

（一）人工智能助力個性化教學(xué)

在傳統(tǒng)智慧校園建設(shè)中，教育教學(xué)雖具“智慧特性”，但在個性化層面尚處于“初級”階段。機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理等智能技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)師生個性化特征及需求的動態(tài)捕捉，有利于助力個性化教學(xué)成效的進(jìn)一步提升。首先，教育數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集與分析是實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)的基本前提。人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的融合有助于實(shí)現(xiàn)教育大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集、有效篩選以及科學(xué)分析，有利于深人挖掘教育教學(xué)特征及規(guī)律。例如，典型的機(jī)器學(xué)習(xí)模式可通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、資料探勘等技術(shù)方法，對教育數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系進(jìn)行圖譜呈現(xiàn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測"。其次，基于教育數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集與智能分析，可精準(zhǔn)診斷教學(xué)薄弱點(diǎn)及難點(diǎn)。既可通過知識圖譜智能化構(gòu)建，為師生分類推送個性化的教育教學(xué)內(nèi)容，也可有效捕捉學(xué)生學(xué)習(xí)行為、興趣及潛力，進(jìn)而真正因材施教并定制契合學(xué)生個體特征及需求的教學(xué)方案。例如，自然語言處理的教育應(yīng)用可通過分析學(xué)生的答案給予評分以及進(jìn)行學(xué)習(xí)問題診斷。

（二）人工智能賦能精準(zhǔn)教育管理

以往的信息化決策手段及方式很難實(shí)現(xiàn)教育全過程、全主體、全階段的數(shù)據(jù)監(jiān)測及統(tǒng)整。自適應(yīng)技術(shù)、情感計(jì)算等智能技術(shù)為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教育管理提供了更多可能性。首先，在精準(zhǔn)教學(xué)管理方面，智能教務(wù)系統(tǒng)、智能教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)、智能作業(yè)批改系統(tǒng)等應(yīng)用為動態(tài)采集教學(xué)數(shù)據(jù)、精準(zhǔn)推送數(shù)字資源、科學(xué)評價教學(xué)成效、擇優(yōu)生成教學(xué)策略等提供便利。教師及教學(xué)管理人員可根據(jù)智能數(shù)據(jù)分析結(jié)果，洞悉教學(xué)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，精準(zhǔn)調(diào)整教學(xué)安排。其次，在精準(zhǔn)學(xué)校管理方面，智能技術(shù)為動態(tài)監(jiān)測及系統(tǒng)分析復(fù)雜多變的教育主體、場景、活動提供便利。學(xué)校管理者可通過人工智能平臺及系統(tǒng)，對教師、學(xué)生、教學(xué)管理人員等人員的教育狀態(tài)進(jìn)行情感計(jì)算及智能辨識，有利于及時發(fā)現(xiàn)學(xué)校教育系統(tǒng)運(yùn)行的核心問題及可能性風(fēng)險，在教育利益權(quán)衡、人力激勵及用戶需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教育決策與教育資源服務(wù)。

（三）人工智能便捷校園生活

以往智慧校園的校園服務(wù)已經(jīng)初具多樣化態(tài)勢，但在用戶服務(wù)及體驗(yàn)方面尚待進(jìn)一步優(yōu)化。智能傳感、人臉識別、自然語言處理等智能技術(shù)為圖書借閱、安全管理等方面均帶來新的發(fā)展契機(jī)，將有助于推動校園生活服務(wù)及空間的智能化發(fā)展。首先，在智能時代，校園生活服務(wù)的便捷性與即時性特征更加凸顯。借助高速、智能互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)條件以及智能感知設(shè)備，人工智能可助力校園提升信息獲取和即時服務(wù)的能力，增強(qiáng)校園用戶環(huán)境感知的即時性、全面性。其次，智能時代的校園服務(wù)更為高效化與個性化。借助智能技術(shù)，校園安全服務(wù)能夠更為快速識別校園的安全風(fēng)險，校園電子圖書資源借閱服務(wù)可快速為師生提供個性化資源導(dǎo)航及推薦，校園在線心理咨詢服務(wù)有利于快速判定師生心理健康狀態(tài)以及精準(zhǔn)提供心理危機(jī)的預(yù)警干預(yù)策略。

三、人工智能場域下智慧校園建設(shè)的框架設(shè)計(jì)

（一）人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架的設(shè)計(jì)依據(jù)

1.人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架的設(shè)計(jì)需求

人工智能助力精準(zhǔn)個性化教學(xué)、賦能精準(zhǔn)教育管理、便捷校園生活等應(yīng)用優(yōu)勢為智慧校園的未來發(fā)展指明了方向。人工智能無論以何種形式賦能智慧校園，其都是以服務(wù)校園中的人、人相關(guān)的教育教學(xué)活動為核心關(guān)注點(diǎn)。因此，校園中人的需求將成為人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架的重要依據(jù)。教育教學(xué)是校園活動的核心，師生自然成為校園的核心主體，而教育教學(xué)依托于管理以有序進(jìn)行，教育管理者將成為師生以外的另一重要主體。而且，教育的連貫性和一致性意味著家長必須參與到孩子的教育中。此外，人工智能場域下智慧校園建設(shè)離不開技術(shù)供應(yīng)及支持，技術(shù)供應(yīng)商及工作人員也將參與到智慧校園的建設(shè)之中。綜上，人工智能場域下智慧校園中的主體包括師生、管理者、家長及技術(shù)人員等，相應(yīng)的主體關(guān)系如圖2所示。

教育用戶的需求是人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，人工智能場域下智慧校園中的主體需求如下頁表1所示。從學(xué)生層面來說，人工智能時代智慧校園建設(shè)應(yīng)關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、學(xué)習(xí)策略及行為改進(jìn)等方面的學(xué)生需求。從教師層面來說，人工智能的校園應(yīng)考慮如何滿足精準(zhǔn)掌握學(xué)生的知識準(zhǔn)備狀況及學(xué)習(xí)表現(xiàn)、高效做好教學(xué)準(zhǔn)備等方面的教師需求。從學(xué)校管理者層面來說，人工智能的校園應(yīng)用應(yīng)關(guān)注教育數(shù)據(jù)的精確挖掘、分析和發(fā)現(xiàn)學(xué)校的反常行為等方面的學(xué)校管理者需求。從家長層面來說，人工智能的校園應(yīng)用應(yīng)兼顧洞悉學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展追蹤、學(xué)生不良行為監(jiān)測等方面的家長需求。從技術(shù)供應(yīng)商及工作人員層面來說，人工智能的校園應(yīng)用應(yīng)關(guān)注自動預(yù)警可能性風(fēng)險問題、硬軟件設(shè)備運(yùn)行及使用狀況監(jiān)測等方面的技術(shù)人員需求。

2.人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架的設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)思路是智慧校園建設(shè)的燈塔。歸納相關(guān)研究來看，智慧校園建設(shè)框架較多采用分層設(shè)計(jì)，一般較為著重基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)平臺層、應(yīng)用終端層、技術(shù)規(guī)范層等層次。然而，分層設(shè)計(jì)容易陷入一個誤區(qū)，即此做法往往以技術(shù)和管理為中心，易忽視對智慧校園建設(shè)中“用戶需求”以及“教育本質(zhì)”的關(guān)注。因此，筆者認(rèn)為，在人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架的設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該“以用戶為中心”的分層設(shè)計(jì)理念，不僅要考慮教育應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)處理、基礎(chǔ)鋪建之間的整體協(xié)調(diào)，還要考量技術(shù)的規(guī)范化發(fā)展及應(yīng)用，具體可遵循“用戶服務(wù)為先，數(shù)據(jù)為關(guān)鍵，設(shè)施為基礎(chǔ)，規(guī)范為墻”的準(zhǔn)則。具體設(shè)計(jì)思路如圖3所示。

第一，用戶服務(wù)為先?！坝脩舴?wù)為先”體現(xiàn)了“以用戶為中心”的設(shè)計(jì)原則。在用戶服務(wù)層，應(yīng)利用人工智能等技術(shù)優(yōu)先為師生等用戶提供個性化、便捷化的服務(wù)，促使教育教學(xué)、教育科研、校園生活、家校合作等方面實(shí)現(xiàn)智慧升級，推動師生關(guān)系的和諧塑造、教學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新變革、教育空間的智能創(chuàng)設(shè)。

第二，設(shè)施為基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)設(shè)施層，5G、智能感知等新技術(shù)的融合為虛擬校園與物理校園的無縫對接奠定了基礎(chǔ)，有利于教育空間的擴(kuò)展。借助基礎(chǔ)設(shè)施，師生行為、情緒、學(xué)習(xí)方式、教學(xué)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)需求、管理需求等能夠被全面的、隨時隨地的感知和傳達(dá)，這是人工智能支撐下的智慧校園得以運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)保障。

第三，數(shù)據(jù)為關(guān)鍵。在數(shù)據(jù)平臺層，大數(shù)據(jù)存儲、分析及傳輸是其核心功能。數(shù)據(jù)是人工智能支撐下智慧校園的關(guān)鍵資產(chǎn)，人和物的狀態(tài)與需求、活動的進(jìn)行與反饋、管理的發(fā)布與執(zhí)行、人和人之間的互動與交流等信息離不開數(shù)據(jù)平臺的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，且數(shù)據(jù)也是用戶個性化服務(wù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵載體。

第四，規(guī)范為墻。在技術(shù)規(guī)范層，人工智能支撐下的智慧校園將用戶暴露在全方位的感知和掃描中，這勢必會加劇師生對隱私的擔(dān)憂，而且，人工智能等技術(shù)相關(guān)的算法及數(shù)據(jù)存在倫理風(fēng)險，這在一定程度上要求智慧校園需以一定的技術(shù)規(guī)范作為防護(hù)墻。

（二）人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架的系統(tǒng)架構(gòu)

基于構(gòu)建需求及構(gòu)建思路，筆者對人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)：秉承以用戶為中心的服務(wù)理念，適當(dāng)體現(xiàn)分層設(shè)計(jì)思想，且遵循“用戶服務(wù)為先，數(shù)據(jù)為關(guān)鍵，設(shè)施為基礎(chǔ)，規(guī)范為墻”的準(zhǔn)則，具體涉及基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)平臺層、應(yīng)用服務(wù)層、技術(shù)規(guī)范層四個層面?；陧攲釉O(shè)計(jì)，本研究提出人工智能時代智慧校園的建設(shè)框架，如下頁圖4所示。在此框架中，基礎(chǔ)設(shè)施層是數(shù)據(jù)平臺層、應(yīng)用服務(wù)層、技術(shù)規(guī)范層得以運(yùn)轉(zhuǎn)的基本前提，數(shù)據(jù)平臺層是保障智能教育、智能管理、智能生活等服務(wù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵載體，應(yīng)用服務(wù)層應(yīng)秉承“用戶服務(wù)為先”的價值理念，技術(shù)規(guī)范層應(yīng)對基礎(chǔ)設(shè)施層、應(yīng)用服務(wù)層、數(shù)據(jù)平臺層所涉及的“人一技”關(guān)系及數(shù)據(jù)信息予以監(jiān)測與約束。

1.基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層是智慧校園平臺的基礎(chǔ)設(shè)施保障，智能服務(wù)的實(shí)現(xiàn)離不開高速泛在網(wǎng)絡(luò)的軟硬件設(shè)施支持。具體來說，基礎(chǔ)設(shè)施層主要包括硬件設(shè)施、軟件系統(tǒng)和資料庫與服務(wù)器。硬件設(shè)施的目的是為軟件系統(tǒng)的運(yùn)行以及應(yīng)用服務(wù)提供物質(zhì)載體，其涉及智能定位設(shè)備、智能感知設(shè)備等，相關(guān)設(shè)備的配置有助于為實(shí)現(xiàn)位置精確定位、校園智能互聯(lián)互通等功能提供基礎(chǔ)條件。軟件系統(tǒng)是基礎(chǔ)設(shè)施層的核心，其包括智能視覺系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、語音識別系統(tǒng)、生物特征識別系統(tǒng)等方面。軟件系統(tǒng)可通過實(shí)時捕獲與存儲校園中的教學(xué)、管理、生活等數(shù)據(jù)，上傳到數(shù)據(jù)平臺層，進(jìn)而為教育大數(shù)據(jù)分析、精準(zhǔn)個性化教育等功能的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。最后，資料庫與服務(wù)器的主要目的是為人工智能場域下智慧校園的海量資料及信息得以匯集與存儲的基本載體，其配置需進(jìn)行統(tǒng)一架構(gòu)與統(tǒng)一協(xié)調(diào)，并應(yīng)以大數(shù)據(jù)存儲為基本特色。

2.數(shù)據(jù)平臺層

數(shù)據(jù)平臺層是智慧校園云端運(yùn)算及校園服務(wù)能力得以實(shí)現(xiàn)的支撐中心，其主要功能在于對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，為智能教育、智能管理、智能生活等應(yīng)用服務(wù)的改善提供信息及方案支持。與以往校園對數(shù)據(jù)的處理不同，人工智能技術(shù)下的數(shù)據(jù)處理將具有個性化、篩選性及預(yù)測性等特征。第一，在個性化數(shù)據(jù)處理方面，可借助特有算法來達(dá)成，譬如通過聚類算法、貝葉斯算法等從學(xué)生行為數(shù)據(jù)庫里區(qū)分出不同的行為類型，概況出行為群體的模式或習(xí)慣，以便對用戶行為利弊的識別與優(yōu)化提供支撐基礎(chǔ)。第二，在篩選性數(shù)據(jù)處理方面，可通過知識圖譜、智能文本分類等技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息抽取及融合，篩選出較有價值的教育信息，并根據(jù)教育信息的來源及類別，將教育信息分類組織及管理，以便洞悉及滿足教師、學(xué)生、管理者等不同利益相關(guān)者的個性化需求。

3.應(yīng)用服務(wù)層應(yīng)用服務(wù)層是人工智能場域下智慧校園建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，其主要涉及智能教育、智能管理和智能生活等應(yīng)用服務(wù)。應(yīng)用服務(wù)層建設(shè)應(yīng)采用開放、整合、協(xié)同的智能服務(wù)架構(gòu)，打造符合師生認(rèn)知風(fēng)格以及技術(shù)接受需求、便于技術(shù)操作的用戶應(yīng)用終端體驗(yàn)服務(wù)。第一，在智能教育方面，其以智能化的課堂教學(xué)和在線學(xué)習(xí)為核心，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)畫像及學(xué)業(yè)畫像建構(gòu)、師生行為監(jiān)測、教育服務(wù)定制等多項(xiàng)功能。第二，在智能管理方面，其以教學(xué)、后勤、設(shè)備、信息等方面的智能管理為指向，各管理層級之間信息獨(dú)立流動，但在需要聯(lián)動時又進(jìn)行信息共享，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)且有效的決策與服務(wù)。第三，在智能生活方面，其目的主要是為校園主體的交通、運(yùn)動、交流、衛(wèi)生、娛樂等提供資訊與服務(wù)，并打造智能且便捷的一體化校園生活空間，實(shí)時監(jiān)測用戶身體、心理、交際等方面的狀況與需求，并實(shí)現(xiàn)用戶個性化生活管理。

4.技術(shù)規(guī)范層

技術(shù)規(guī)范層是指信息交換、技術(shù)使用、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)倫理、信息安全等方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，具體涉及物理規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、數(shù)據(jù)規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范等方面。物理規(guī)范涉及設(shè)備檢測、設(shè)備安全等方面;網(wǎng)絡(luò)規(guī)范涉及入侵防范、惡意程序代碼防護(hù)等部分;數(shù)據(jù)規(guī)范涉及存儲規(guī)范、傳輸規(guī)范等;應(yīng)用規(guī)范是對各應(yīng)用系統(tǒng)（如教務(wù)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)等）進(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定以及技術(shù)防護(hù)。技術(shù)規(guī)范層的建設(shè)是對技術(shù)合理應(yīng)用的有效回應(yīng)，其是人工智能場域下智慧校園運(yùn)行的防護(hù)墻。人工智能場域下智慧校園的技術(shù)規(guī)范層應(yīng)以技術(shù)風(fēng)險的防范以及預(yù)警為重點(diǎn)，加強(qiáng)對智能技術(shù)的監(jiān)管以及技術(shù)倫理的規(guī)范，避免技術(shù)對學(xué)校組織成員帶來負(fù)面困擾。

四、人工智能場域下智慧校園建設(shè)的關(guān)鍵路徑對于人工智能場域下智慧校園建設(shè)框架而言，僅有宏觀層面的頂層設(shè)計(jì)，難以保障其能順利實(shí)現(xiàn)，仍需進(jìn)一步理清關(guān)鍵的建設(shè)路徑?；谌斯ぶ悄軋鲇蛳轮腔坌@建設(shè)的框架設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為，人工智能場域下智慧校園建設(shè)需關(guān)注以下關(guān)鍵路徑。

（一）創(chuàng)設(shè)泛在互聯(lián)型的智能教育環(huán)境

智能技術(shù)的教育應(yīng)用為學(xué)校教育空間的創(chuàng)設(shè)提供了新的機(jī)遇，而且，其應(yīng)落地于泛在互聯(lián)型的智能教育環(huán)境的構(gòu)建，為學(xué)生的泛在學(xué)習(xí)提供空間支持。首先，在智能學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)方面，可基于5G、人臉識別、語音識別等相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)布局，構(gòu)建VR、AR教學(xué)云平臺，塑造突破地理限制的、沉浸式的在線學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)校內(nèi)及跨校虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的創(chuàng)設(shè)4，動態(tài)監(jiān)測學(xué)生在線學(xué)習(xí)的情感及注意力狀態(tài)，充分發(fā)揮智能導(dǎo)師系統(tǒng)、智能同伴助手的學(xué)習(xí)支持作用，利用教育大數(shù)據(jù)平臺為學(xué)生在線學(xué)習(xí)提供更多學(xué)習(xí)機(jī)會與資源。其次，在智能教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)方面，應(yīng)注重物聯(lián)網(wǎng)、教育專網(wǎng)等多類網(wǎng)絡(luò)的集成與整合，從而形成智能互聯(lián)的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和線上線下相結(jié)合的泛在教學(xué)空間，教師可根據(jù)教學(xué)需要靈活地進(jìn)行教學(xué)終端切換，打破各教學(xué)終端的技術(shù)壁壘，促進(jìn)教師在網(wǎng)絡(luò)教研社區(qū)中實(shí)現(xiàn)跨校在線教研，以便改善實(shí)體課堂教學(xué)的文化氛圍和提升教師的在線教學(xué)質(zhì)量。

（二）搭建師生本位的智能教育資源及決策服務(wù)平臺

教育人工智能資源及決策服務(wù)在一定程度上影響人工智能時代智慧校園的建設(shè)質(zhì)量，其應(yīng)充分體現(xiàn)“以用戶服務(wù)為中心”的核心理念。因此，搭建師生本位的智能教育決策及服務(wù)平臺極具必要性。首先，在智能教育資源服務(wù)方面，學(xué)校可嘗試整合慕課、在線精品課程、網(wǎng)絡(luò)公開課、微課等資源，利用智能技術(shù)手段將教育資源進(jìn)行聯(lián)結(jié)與整合，建立智能化且個性化的網(wǎng)絡(luò)信息資源管理系統(tǒng)。也可通過智能監(jiān)測及評量師生的資源需求、資源使用行為等情況，動態(tài)把握師生教育資源需求的變化軌跡，從而更好地進(jìn)行資源傳遞及供給。其次，在智能教育決策方面，可利用人工智能在題庫生成、作業(yè)批閱、學(xué)業(yè)診斷等方面的技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對教師和學(xué)生個體教育狀態(tài)及行為的診斷與定位。而且，應(yīng)基于師生的教育狀態(tài)及行為特征，持續(xù)優(yōu)化教育人工智能算法，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生能力、心理健康狀態(tài)、學(xué)業(yè)進(jìn)步狀態(tài)等方面的智能評價，選擇最符合經(jīng)濟(jì)與時間效益的方式來解決教育教學(xué)問題，提升教育人工智能決策的科學(xué)性。

（三）統(tǒng)籌構(gòu)建智能教育大數(shù)據(jù)的治理體系

數(shù)據(jù)治理是影響教育人工智能發(fā)展的關(guān)鍵因素，統(tǒng)籌構(gòu)建智能教育大數(shù)據(jù)的治理體系，對審查與調(diào)控智能教育的數(shù)據(jù)服務(wù)方向極具現(xiàn)實(shí)價值。首先，需注重智能教育數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理。學(xué)校應(yīng)與技術(shù)專業(yè)人員、技術(shù)開發(fā)商等相關(guān)人士攜手共建數(shù)據(jù)質(zhì)量管理委員會，統(tǒng)籌治理數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)服務(wù)等過程，有效整合不同部門的教育數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對非法、違規(guī)類數(shù)據(jù)源的攔截、審查、追蹤，對隱私數(shù)據(jù)予以加密防護(hù)。其次，加強(qiáng)對教育大數(shù)據(jù)采集及分析流程的動態(tài)監(jiān)控。應(yīng)構(gòu)建具有可操作性的教育數(shù)據(jù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系，動態(tài)監(jiān)測教育數(shù)據(jù)處理過程中的異?，F(xiàn)象，也需構(gòu)建教育數(shù)據(jù)的監(jiān)管制度，保證教育數(shù)據(jù)的科學(xué)采集、便捷傳遞、精準(zhǔn)分析及清晰呈現(xiàn)。再者，應(yīng)提升學(xué)校層面的數(shù)據(jù)治理能力，訓(xùn)練學(xué)校管理者、師生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)問題及規(guī)律的能力，引導(dǎo)管理者、師生合理反思信息安全、隱私安全等問題。

（四）優(yōu)化智能技術(shù)監(jiān)管機(jī)制及倫理規(guī)范體系

為規(guī)范人工智能時代的智慧校園建設(shè)，應(yīng)注重優(yōu)化智能技術(shù)監(jiān)管機(jī)制及倫理規(guī)范體系，規(guī)范人工智能的作用空間與作用過程。第一，應(yīng)完善教育人工智能算法及數(shù)據(jù)的監(jiān)管制度。教育人工智能的成效在一定程度上依賴于算法及數(shù)據(jù)！叨，教育用戶很難獲知人工智能算法設(shè)計(jì)的原則、過程、漏洞及風(fēng)險，教育大數(shù)據(jù)的采集與分析也有可能出現(xiàn)偏差，因而應(yīng)通過建設(shè)人工智能倫理、算法及數(shù)據(jù)的監(jiān)管制度，而且最大限度地保障用戶數(shù)據(jù)的隱私安全以及采集。第二，需構(gòu)建具有約束性的教育人工智能倫理規(guī)范。教育人工智能的開發(fā)及應(yīng)用涉及不同參與者的利益訴求，可建立教育人工智能職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也可由教育行政部門、學(xué)校、家長等核心參與者共同組建教育人工智能的倫理審查委員會，消解不同利益訴求沖突帶來的倫理風(fēng)險，引導(dǎo)教育人工智能的發(fā)展方向，并實(shí)現(xiàn)教育公共利益的合法保障。

五、結(jié)語

人工智能通過賦能智慧校園建設(shè)，促使校園形態(tài)朝向智能校園大步邁進(jìn)。對于智慧校園的建設(shè)而言，人工智能的應(yīng)用潛力與空間究竟有多大，尚待進(jìn)一步探索，也需進(jìn)一步反思與消除教育人工智能的倫理及安全風(fēng)險。對于未來人工智能場域下智慧校園建設(shè)而言，需確保相應(yīng)的建設(shè)框架設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)符合教育公共利益及師生發(fā)展。人工智能時代智慧校園的建設(shè)不可盲目追求智能技術(shù)的進(jìn)步

與更新，更不要忘記“人”才是人工智能時代智慧校園建設(shè)的核心，應(yīng)注重校園人文關(guān)懷及學(xué)校成員發(fā)展，應(yīng)將教育公共利益放在首要位置。人工智能助力智慧校園的建設(shè)與發(fā)展，還有漫漫長路要走，技術(shù)監(jiān)管團(tuán)隊(duì)的組成、復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)的整合、技術(shù)創(chuàng)新人才的培育、校園環(huán)境和設(shè)施的建設(shè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范、技術(shù)安全的維護(hù)和保障等環(huán)節(jié)均充滿挑戰(zhàn)。在未來教育中，如何促使人工智能場域下智慧校園的建設(shè)兼顧技術(shù)效能與人文關(guān)懷，值得諸多學(xué)者進(jìn)一步探索。

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作者簡介：

趙磊磊：副教授，博士，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)、教育管理（zhaoleilei199102@163.com）。

代蕊華：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閷W(xué)校管理（rhdai@admin.ecnu.edu.cn）。

趙可云：教授，博士，研究方向?yàn)榻逃畔⒒▃hkeyun@126.com）。

收稿日期：2020年1月10日

責(zé)任編輯：邢西深