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人工智能时代背景下数字校园创新发展研究—以成都市青羊区数字校园建设探索为例

2019-01-30吴兴梅

中国现代教育装备 2019年16期
关键词:青羊区人工智能校园

张 庆 吴兴梅

纵观人类社会发展史,便会发现人类社会的每一次跃进通常都与教育紧密相连。随着人工智能技术的迅猛发展,人类社会正由信息时代逐渐过渡到智能时代,并渗透到数字校园建设与应用的各个领域。人工智能必将对教育生态进行信息化重构,彻底改变教育的时空场景和供给水平,实现信息共享、数据融通、业务协同和智能服务[1]。

一、数字校园概述

数字校园是以高度发达的计算机网络为核心技术,以信息和知识资源的共享为手段,强调合作、分享、传承的精神,是网络化、数字化、智能化有机结合的新型教育、学习和研究的教育环境[2]。简言之,数字校园就是学校教学、管理的信息化,是与信息技术的深度融合。

数字校园的发展历史可追溯到20世纪,国外数字校园建设起源于1990年美国克莱蒙特大学教授凯尼斯·格林(Kenneth Green)发起并主持的一项名为“信息化校园计划”的大型科研项目。20世纪90年代开始,我国在高等学校进行了大规模的信息化建设,并得到迅速发展。教育部《面向21世纪教育振兴行动计划》中提出并强调了要利用信息技术推进教育的改革,我国的数字校园理念就是在此基础上提出的。在随后的数字校园建设与应用的实践过程中,数字校园的理念与内涵得到了逐步扩充和完善。

二、人工智能时代的数字校园创新发展:时代的要求

1.人工智能时代数字校园建设发展的时代特征

(1)互联网高速、泛在。随着信息技术的高速发展,网络成为整个教育工作的基础支撑,若是没有网络,教育信息化的绝大部分工作就无法开展。数字化校园就是要为校园中人与人、人与物、物与物之间的全互动,为各类随时、随地、随需的应用提供高速、泛在的基础网络条件[3],为广大师生创建可视化的感知环境。

(2)智能终端广泛、实用。随着大数据、互联网、人工智能技术的迅速发展,智能终端被广泛应用到教育领域,将校园内的各种信息数字化、集成化、平台化,为师生提供智能、便捷、移动的个性化服务体验和功能应用。

(3)学习资源集成、丰富。基于人工智能技术,运用云端整理、双向互动创建集成的、丰富的学习资源,并根据学生的实际需求因材施教,采取主动推送的方式建立个性化课程,满足学生对教育资源的私人订制。

(4)教育管理服务智能、共享。数字校园以大数据、互联网等作为核心技术支撑,实现了从基础环境、课程资源到教学管理、服务等方面的全部数字化,为广大师生提供了一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于角色的个性化订制服务,实现了互联共享和协作,并为学校与外部世界提供了一个相互交流和相互感知的接口[4]。

2.人工智能时代数字校园建设发展的应对策略

(1)普及。《新一代人工智能发展规划》中明确提出要逐步开展全民智能科技教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程。结合中国教育教学改革需求,接下来,数字校园创新发展将以此为重要切入点,着力搭建人工智能教育支撑环境,加强师资培训,打造一支高质量的人工智能教师队伍,以此推动人工智能课程在中小学的普及推广。

(2)融合。当前人工智能技术已成为国际竞争的新焦点,抓住人工智能发展的历史机遇,成为推动数字校园创新发展的前瞻性手段。要把人工智能技术融入学校教学、管理、服务、评价等各个领域,充分利用人工智能技术释放数据潜能,提高学校教师教学效率,以及校园管理和生活服务水平。

(3)创新。人工智能技术的迅速发展,对教育生态环境带来前所未有的冲击与挑战,数字校园也被新技术的迅速发展赋予了全新内涵。到2020年,不仅要基本实现数字校园建设覆盖全体学校,更要打破传统教育生态,以人工智能技术培育新动能,推动数字校园建设与应用的转段升级。面对这项艰巨任务,必须要有新思路、新要求和新举措,提前布局演进中的数字校园。

三、人工智能时代数字校园创新发展:青羊区的实践

1.确立“六位一体”总体布局

(1)构建智能、共享的学习环境。人工智能时代,要重构信息化学习环境,坚持以变革传统学习方式、渗透多元文化、培养创新人才为理念,以新技术为支撑,构建全域智能、共享的学习环境,为数字校园的创新发展提供基础支撑。2018年,青羊区用4 000余万元建设了第一批“机器人科创实验室”,项目覆盖全区31所试点学校(校点),打造出了智能、集成的“未来”教学环境,为推动区域创新教育,普及人工智能课程奠定了坚实的基础。

(2)强化专业、系统的教师发展。教师是学习的组织者和启发者、优质核心课程和教育资源的开发者、核心素养和关键能力的引导者。人工智能时代,数字校园创新发展、智能化环境搭建是基础,教师专业技能提升是关键。青羊区主张以人工智能课程、综合实践课程为重要突破口,通过创新任务驱动,积极开展新技术培训、研讨、竞赛等活动,让教师深度了解人工智能系统的功能,提升对人工智能产品评价和判断的能力,激发教师的新技术应用潜能,引导学生使用数据分析的方法解决问题,实现新技术与教育教学的深度融合。

(3)提供个性、订制的课程资源。课程资源是学生素养形成的重要基础。人工智能时代,数字校园该如何发展,学生学什么才能应对未来社会不确定的挑战?开发适宜学生的“未来”课程,建设有利于核心素养和学习能力发展的特色课堂,成为当前人们面临的重大问题。《新一代人工智能发展规划》中明确指出要在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育,建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地[5]。

对此,青羊区以人工智能课程为中心,以教育机器人为载体,普及推广编程教育。通过与高校、科研院所、高新技术企业合作,共同研发出了具有区域特色的人工智能课程资源,并按课程内容的难易程度、培养目标等将其划分为初级、中级、高级三个阶段,学校可根据自身的实际情况按需选择相应的课程资源进行课堂教学。同时,学校本身也在不断探究开发人工智能方面的校本课程,例如成都市成飞小学通过社团、竞赛、课堂等形式,已经构建起了“三点成面,全面覆盖”的机器人创新课程体系,将FLL,Scratch和乐高等国际项目和教育理念引入课堂教学。

(4)促进互动、高效的课堂变革。课堂教学是影响学生学习兴趣和学习效率的重要因素。智慧生态环境中,学生的主体地位日益凸显出来,学习内容来源、学习方式等都发生了根本性变化。青羊区主张通过人工智能、互联网等新技术对教学内容高效支撑,提高学生学习主体的主动性,增强教师教学主体的生动性,加大课堂教学载体的互动性。

(5)实现科学、多元的教学评价。教学评价是教育质量和教育决策的主要依据。青羊区主张利用人工智能技术释放数据潜能,对人工智能课程教学效果进行科学、多元的评价。同时,还设立机器人学习等级测评体系,以评促学,激发学生学习兴趣。

(6)落实智能、共享的教育管理。教育管理是学校运转的重要支撑,也是教育发展的内驱动力。青羊区主张通过互联网、人工智能、云端管理系统、电子安保等技术全方位支撑,简化烦琐的管理程序,实现日常管理数字化、自动管理智能化、安保工作电子化。2019年年初,青羊区政府主导与高新技术企业合作,引进儿童健康机器人,通过基于人脸识别技术的二维码智能接送终端,监控学生在校安全情况;通过手足口病检测系统、快速体温筛查系统,实时检测预警管理儿童在校健康问题,并记录学生成长数据,为学校监督管理提供及时数据。

2.坚持“四步走”梯度发展战略

(1)优质试点学校,重点打造示范校特色亮点。在区属数字校园试点校中选取办学理念先进、勇于创新、绩效显著、基础条件好、教师信息化水平高的学校,重点打造人工智能教育特色亮点,树立学校品牌,在全区形成示范效应,以点带面提升区域整体教育信息化水平。

(2)普通试点学校,对标补短板。针对办学理念先进,基础条件较好,信息化应用水平较高的大部分普通试点学校,通过立标对标,寻找短板差距,尝试改进方法,探索达到或超越标杆水平的方法。利用环境改善、培训提升、应用推进等手段不断缩短发展势差。

(3)个别试点学校,小切口探索尝试。对发展较慢的试点学校,为其提供充足的学习交流机会和有针对性的指导支持,鼓励学校结合自身基础条件、优势特点,小切口地开展数字校园的探索尝试。

(4)其他学校,积极加入项目试点。青羊区坚持以学校深度参与、整体设计规划并举的总体思路,通过基础环境搭建、师资培训等方式鼓励更多的学校积极加入数字校园试点项目,进而提升区域学校的整体信息化水平。

四、结语

人工智能时代,要以实现教育信息化2.0阶段的目标为发展方向,以人工智能技术助推数字校园的创新发展,实现教学环境、教学模式、教学评价、教学管理等方面的转段升级,最终培养具有创新思维和创新能力的优秀人才。

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