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培育“智能 ”校园生态树

——从智慧校园向智能校园回归

2018年10月15日，杭州，第五届世界互联网大会召开在即，来自浙江传媒学院的礼仪志愿者们正在进行紧张有序的集中训练。视觉中国 供图

■“教育信息化2.0行动计划专题解读”

    近年来，在教育部和各级教育主管部门的重视下，我国的教育信息化工作呈现出应用深化不断加速、创新应用竞相涌现的新局面。为实现教育信息化的转型升级，教育部于2018年4月18日正式颁布《教育信息化2.0行动计划》，以指导新时代背景下的教育信息化工作。但在实践环节中，当前不少学校仍然对学校教育信息化建设的重点认识上存在框架模糊与边界不清。

    笔者对2.0行动计划做了词频分析，从词频来看计划中36次提及“智能”（其中“人工智能”11次），21次提及“数据”，提及智慧校园的次数为0次。从中可见“智能”才是教育信息化2.0的重要关键词，是学校迈向新时代的重要路径。因此，我们看到有四个因素在碰撞:一是数字校园仍然在路上，二是智慧校园的发展条件尚不成熟，三是人工智能正在改变教育，四是数据驱动教育智慧的模式正在形成。四个方面因素的共同作用，将新时代的校园信息化样态指向为“智能 ”校园，从“智慧校园”向“智能校园”回归。

    明确“智能 ”校园的典型场景特征

    “智能 ”校园指的是以人工智能为基础的智能化的校园工作、学习、生活和家校连接一体化环境，以更高水平接近人的智能形态为师生提供个性化的支持与服务。“智能 ”校园是社会发展和技术发展交互作用的学校发展的新阶段，同时也是学校顺应社会人才培养需求导向变化的路径选择，其价值导向应是因材施教和面向师生的个性化、智能化服务。

    “智能 ”校园的应用场景不能是碎片化、不连续、缺少系统观的，而应系统考虑校园中的应用场景进行统筹规划与设计，以构建“人工智能 ”条件下的人才培养新模式、发展基于人工智能的教育服务新模式和教育治理新模式。综合考虑当前的技术成熟度条件及校园具体业务需求模型，我们认为“智能 ”校园有八大典型的应用场景：人工智能精准教学、人工智能安保、人工智能学习工具、适应性学习环境、人工智能辅助评估、人工智能辅助决策、人工智能沟通与人工智能心理服务。每个应用场景又对应具体的ai服务，在ai技术和ai数据的支撑下实现对师生个性化需求的智能化支持。

    在这些场景中，精准教学应是“智能 ”校园带来的第一个显性变化。这方面国内外已有相关实践，如法国巴黎商学院利用人工智能工具来评估学生的课堂学习参与度，今年5月份杭州的一所中学采用课堂行为管理系统来监测学生的课堂表现，都是这方面的有益探索。由于课堂是学校教学的主阵地，因此在“智能 ”校园内，一种富人工智能的教室也是值得探索的方向。由于我们的课堂上已有伴生的多类数据，各个数据目前的价值是分离的，单个维度准确率难以做到很高，如依赖于图像，无法判断学生在低头状态下的学习参与。这项工作最关键的突破应是多模态数据的融合，如其他模态、脑电、声音、日志等能大大提升课堂环境下深度学习的识别准确率。

    适应性学习空间是另一个典型的应用场景。随着人工智能等新媒体新技术的发展，学习空间的定义、形态、结构与目标也在发生变化，其作为学校构成的基本单元也带动了学校整体的变化。面向人工智能时代的学习空间具有更为丰富的特征，直接指向促进学习，除了应具备灵活性、人性化、开放性、智能性等特征之外，还将凸显包容性、层次性、多样性和协同性。这里不仅仅需要考虑“一对一”学习环境下的空间再造，也要考虑更广泛的常态课室的改造。

    第三个典型场景是心理健康领域。根据世卫组织公布的数据，全球的抑郁症中近半数没有得到治疗；学校中的多动症、注意力缺失问题也很严重。ai有可能能够解决当前普遍存在的专业心理教育师资供给侧的不足。典型案例如斯坦福大学的woebot项目，通过认知行为疗法解决心理问题，已经取得了较好的效果。

    构建“智能 ”校园策略

    “智能 ”校园是在教育信息化2.0行动计划的理念指引下，重新审视与反思智慧校园的校园信息化建设思维的系统化跃升。同时，尽管人工智能技术在其他领域已有了较丰富的成功案例，但由于教育的领域特征及人工智能技术本身的复杂性，相关的应用还处于探索阶段，需要我们重新思考如何采用适宜的建设策略。我们认为，生态策略、开放策略、基于数据的数字孪生策略是建设“智能 ”校园的三种重要的可行策略，能够解决“智能 ”校园的生态构建、应用融合与数据贯通及场景连接与价值输出的问题。

    由于人工智能的技术门槛及应用场景的多样，没有哪一家企业能解决所有问题。因此我们要打造不同层级的生态，包括内部的生态及外部的企业生态，目标是希望让数据在“智能 ”校园中像水一样循环流动，实现“数据智能”，让来自不同企业、不同业态的各类ai新技术像空气一样融入到校园中的空间与环境，实现“技术智能”。

    需要指出的是人工智能技术的复杂性，带来的不应是操作的复杂性，而恰恰是应用的极简，这才符合“智能 ”校园的人本特征。因此，对我们的学校而言，底层可以足够复杂，异构，但通过开放平台形成集约化的智能管理，智能教学及数字孪生的云校，最后所有的高新技术，在应用视图上极简，可以通过类似“掌上学校”的移动应用，便捷掌控。

    提升师生人工智能素养

    同时，我们也必须要注意到，“智能 ”校园不仅是上文所述的学习环境维度的智能，也包含教师维度智能与学生维度智能。即不只是人工智能技术的应用与建设，也要提升老师和学生维度的人工智能素养，这也直接关乎到2.0行动计划中“两高”目标的实现。教育部发布了《关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》，通过开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作，探索人工智能助推教师管理优化、助推教师教育改革、助推教育教学创新、助推教育精准扶贫的新路径。从教师的人工智能素养来说，应有“用ai教学、用ai备课、用ai评价、用ai研修”等四个维度与层次；而从学生的人工智能素养来看，则有 “用ai学习、学习ai、用ai创造、创造ai”四个层次。

    “不智能，何以智慧”，人工智能融入校园既是挑战也是契机。“智能 ”校园，是当下2.0迫切需要去试点建构的，而智慧校园是其成熟后的进化。由于这类富人工智能环境下的校园新样态本身是个生态系统，需要生态圈里面的各个角色，包括人工智能企业、教育信息化企业、研究者、学校等共同协力，协同培育“智能 ”校园生态树，共绘人工智能教育应用的新图景。

    (作者单位:深圳大学创客教育实验室)