基于人工智能的智慧校園建設分析

甘 利

（廣州涉外經濟職業技術學院，廣東廣州 510540）

1 智慧校園概述

智慧校園簡單來說就是將先進的現代信息技術與教育教學相結合并具有一定智慧化特征的模式。智慧校園的建設與應用，往往離不開物聯網、人工智能、大數據等先進技術的支持，并且需要構建系統化、健全化的系統，通過應用層、平臺層、數據層以及基礎設施等支持校園的運行和管理。其中，人工智能技術在智慧校園中發揮著至關重要的作用，其可以說是整個智慧化體系中不可或缺的關鍵技術，能夠讓整個校園各方面的活動開展變得更加智能化，也能深化對相關數據的充分利用。在人工智能技術的支持下，智慧校園能夠全面實現平安化、綠色化、生態化、和諧化、集約化，并形成集智慧管理、智慧教學以及智慧生活于一體的全新模式，為廣大師生帶來更為智慧化的教學以及生活體驗，為學校教育水平的全方面提升帶來必要支持?？梢灶A見的是，隨著現代教育以及整個社會的不斷發展，智慧校園的建設將成為必然趨勢，需要各學校在實踐中積極探索相應的建設及發展路徑，充分利用人工智能技術為校園建設帶來無限可能性。

2 基于人工智能的智慧校園建設策略

人工智能技術作為智慧校園中的基礎技術，其應用價值廣泛體現于支持教學、優化管理、動態監管、數據分析、人員互動、智能服務等方面，能夠充分體現校園的智慧性。而要充分發揮人工智能的作用與優勢，在智慧校園建設中往往需要以構建健全的體系為基礎，根據實際需要靈活運用技術并覆蓋整個校園的方方面面，發展全面化、系統化的智慧校園模式。

2.1 科學構建智慧校園結構體系

智慧校園的建設，需要優先構建相應的結構體系，從整體上為整個校園的建設、運行等奠定根基，保障人工智能技術等先進技術與教育管理的有機融合。

（1）基礎設施設備。智慧校園需要大量基礎設施設備作為支撐，否則無法得到有效構建和運行?？傮w來看，基礎設施設備需要支撐整個系統的資源管理、網絡控制、容災備份、安全監控以及負載均衡等，可以說是保障智慧校園安全、穩定運行的基礎。其中，最關鍵的設施設備包含服務器、存儲設備、有線及無線網絡、監視器、傳感設備、計算機、控制設備等，這些設施設備共同為智慧校園各項功能的實現而服務。

（2）數據層。智慧校園的運行離不開數據的支持。在智慧校園運行過程中，會產生大量非結構化數據，只有從數據層面進行分析、處理和運用，才能準確反映整個校園各方面的信息，并通過計算機、程序軟件、系統等基于數據分析結果進行管理。智慧校園的數據層主要包含兩部分，即數據交換部分和數據治理部分。其中，數據交換部分通常會包含全量庫、中心庫以及主題庫，能夠實現對海量數據的有效傳輸和交換，進而支持系統運行；而數據治理部分則能夠實現元數據管理、標準管理、接口管理乃至清洗整合等，是處理和利用數據的核心所在。智慧校園系統運行過程中會產生大量非結構化數據，必須通過元數據管理與標準管理來保障數據處理的有效性，深化對數據的深度利用，同時為人工智能的實現提供必要支持。

（3）平臺層。平臺層作為整個智慧校園體系中的主要部分，其往往會通過平臺直接將用戶與數據、管理與功能進行連接，從而保障整個校園的智慧化運行。平臺的搭建質量，往往直接關系到整個智慧校園的建設質量。新時期背景下，智慧校園的平臺往往包含PC 端門戶以及移動端門戶，意味著用戶能通過不同渠道登錄該平臺并獲取服務、實施管理。不管是PC端還是移動端，平臺層往往都需要提供包括平臺管理、權限管理、門戶管理、微服務開發、應用管理、運行監控、流程引擎、服務組件、爬蟲工具、支付組件、認證組件、報表引擎、消息引擎、大數據分析等在內的各項功能，并且必須全面覆蓋校園管理的各個方面，如學工、教務、人事、科研、財務、資產、圖書、檔案、質控、校園卡、學習中心、監控等。而且根據校園實際情況，往往需要搭建包括智慧支撐平臺、智慧數據平臺、智慧業務平臺、智慧應用平臺等在內的一系列平臺，全面支持智慧化管理的實現。

（4）應用層。應用層即直接面向所有用戶并為智慧校園的實現直接提供支持的部分。在平臺層的支持下，應用層能夠發揮其作用并全面支持各項功能的實現。對智慧校園而言，應用層需要全面支持各項校園事務以及行政辦公活動的開展，支持廣大師生進行在線教學，另外還支持消息通知、數據服務、門禁、家?；拥裙δ艿膶崿F。在人工智能技術的支持下，應用層各項功能的實現將變得更加智慧化，能夠有效提高相應的工作質量與效率，改善服務，減輕人的負擔與壓力。

2.2 智慧管理

（1）辦公管理。辦公管理是智慧校園智慧管理中的基礎部分。校園辦公管理內容較為繁雜，全面覆蓋整個校園內各項辦公業務，相應的管理難度實際上較大。而通過構建基于人工智能的智慧校園，則能推動辦公管理水平顯著提升。人工智能技術的一大優勢在于能夠代替人工對海量數據、事務等進行處理，對校園辦公業務相關的數據進行有效整合，通過程序與軟件實現對數據的自動化和智能化分析與管理，大幅減輕人工辦公管理的負擔，讓校園辦公管理變得更加輕松與高效。尤其是在大數據技術和人工智能技術相結合的情況下，整個系統能對校園辦公相關數據進行自動采集、傳輸、整理、分類與管理，無需人工支持便能進行智慧化辦公，并且能夠避免人為原因導致的數據處理失誤或相關問題，實現對繁瑣數據的有效、快速、準確處理。

（2）人事管理。學校人事管理內容主要是針對教師的工作、績效以及職稱等進行管理。智慧校園中，人事管理需要進一步提高質量，務必要做到公正、客觀，這是保障校園管理質量的基礎?；谌斯ぶ悄軓娀腔坌@建設，能夠借助先進技術實現對人事任免、晉升等的自動化、客觀化處理，通過對大量數據的綜合分析并進行績效評價，根據數據分析結果為人事管理提供支持。

（3）學生管理。校園管理的重心在于學生管理。學生數量較多，不同學生的情況存在一定差異，同時需要全面關注學生的學習、生活、身心成長等，相應的管理難度巨大。傳統教育模式下，學生管理往往只能停留在較為淺層的部分，難以真正做到全面、深入了解學生實際情況并加以把握。而利用人工智能技術配合大數據技術、云計算技術等對學生進行管理，則能對學生的成績、圖書館進出和借閱、體育成績、出勤等信息進行綜合處理與分析，準確把握學生實際情況，進而為學生管理工作的開展提供重要依據，最終達到精準引領和管理的作用。

（4）教務管理。教務管理指教學相關事務的管理工作，廣泛涉及學生分班、班級排課、課堂表構建、考試組織與管理、學業分析等。在智慧校園中，教務管理工作的開展往往只需要借助智慧化平臺就能有效實現，通過平臺對整個校園所有班級的情況進行綜合考量，從而為相關工作的落實提供支持，實現自動化、智慧化的教務管理，讓學校領導與教師能夠將更多精力放在辦公以及教學上。

（5）安全管理。安全管理是智慧校園建設的一大重點，也是最能凸顯先進技術應用價值的部分。在人工智能技術以及互聯網技術、傳感技術等的支持下，整個校園都能將長期處于被智能監控的狀態。將計算機、服務器、智能監控設備、門禁設備等相結合，通過人臉識別的方式可有效防止校外人員隨意進出校園，并且可對監控畫面中人員的行為進行自動化識別，大幅提升監控的實時性與可靠性，在發現異常和危險情況時自動進行拍照取證以及發出警報，可有效避免因人員監控不到位而導致的安全風險。另外，智慧校園中的安全管理還能實現對各種風險的自動化處理，在自動識別風險后采取合適的措施進行處理?；谌斯ぶ悄芗夹g、大數據技術等對學校業務系統數據進行采集和智能分析，可對學校存在的各種安全隱患進行綜合排查，同時實現主動式的安全防護，實時掌握校園安全動態，對各種危險行為進行告警，對可能存在的隱患進行提前干預，強化訪客數據管理與危險軌跡提醒，并在發現異常后形成報警、聯動、識別、上報、處理的閉環?；贏I 神經網絡深度學習算法、視頻匯聚、人像圖形分析、云計算、AI 中臺大數據技術、應急管理流程、多級聯動協同管理等的校園安全防護管理系統，可有效保障校園安全。

（6）能耗管理。智慧校園不僅僅是平安校園、集約校園，也是綠色校園。在校園綠色化發展的進程中，降低能耗十分有必要，這將大幅提升校園綠色化水平，在滿足校園運行需要以及廣大師生實際需求的基礎上盡可能減少不必要的能源浪費及損耗。將控制器、采集器、切換器、管理模塊、末端感應器、中繼器、智能電表、濾波器、諧波保護器等硬件設備應用到校園之中，配合云計算、大數據、物聯網、人工智能等先進技術，能夠通過大數據的采集、上傳和分析，運用云端技術實現用戶設備的遠程管控及運維，并能通過強弱電一體化、軟硬件一體化、本地異地云一體化技術等實現校園能耗的控制、管理及維護一體化。將遠程運維服務、本地管理服務、云管控技術以及系統設備物聯等相結合，通過集中空調制冷站、智能照明、供電質量安全系統、能耗統計系統、環境監控系統、新風系統、空調末端、換熱站等，形成自動化、智慧化的能源管控模式，有效減少不必要的能源損耗。采用物聯網智控節能控、管、維一體化技術架構，多網絡融合及大數據云計算技術、人工智能技術，實現在遠程云架構下的多客戶端數據可視化、信息圖形化、控制智能化，嵌入人工智能巡檢模型軟件與能源專家分析系統，由過去以控制功能為主、人工巡檢方式，轉變為主動式數據巡檢、預測性維護和操作優化，事前發現故障隱患，提前預防處理，確保能源系統的可靠安全運行。

2.3 智慧教學

（1）校本資源庫。打造校本資源庫，能夠為在線教學等的實現提供支持，同時也能全面深化資源利用，大幅提升教學質效。在人工智能背景下，校本資源庫的打造能夠依托專門的程序實現自動化搜集和處理，深化與其他資源庫的融合，根據實際需要不斷拓充優質資源。

（2）互動課堂?；诱n堂能夠促進師生互動，進而改善教學效果。智慧校園中，教師能夠借助人工智能技術、電子白板、授課工具等更好地與學生展開互動，實時把握學生學習情況，強化對學生學習情況的監管，并針對性地采取措施強化管理。

（3）人臉點名。人臉點名主要用于課堂考勤，只需要借助人臉識別技術以及大數據技術等便能對學生們的考勤、簽到情況進行快速、準確處理，避免出現頂替出勤等情況，進而更好地支持教學活動開展。

（4）智能閱卷。人工智能、OMR 識別、ORC 識別、大數據等技術的支持，能夠為智能閱卷的實現奠定基礎。合理應用智能閱卷功能，不僅能對一些較為固定的客觀題目進行評閱，還能深化對考試相關數據的綜合分析，根據智能閱卷數據以及其他教學相關數據，準確反映教學情況以及學生發展情況，更好地支持教學工作開展。

2.4 智慧生活

（1）智慧宿舍。智慧宿舍能夠實現自動分配宿舍、門禁管理、進出記錄和管理、異常進出分析、數據自動生成等功能，從而保障宿舍管理的質量及效率。在人工智能技術的支持下，宿管人員無需每天不間斷地守在宿舍門口，而是可通過門禁系統對學生進出宿舍情況進行記錄和分析，并自動生成晚歸、夜不歸宿學生名單，有效強化管理。

（2）智慧餐廳?；谌四樧R別、大數據以及人工智能運行的智慧餐廳，能夠實現快速消費結算，無需再對菜品價格進行人工計算，也無需通過刷卡、交錢等方式進行支付。通過智能檢測技術對餐廳食品進行全流程、可視化監管，強化溯源管理，能夠有效確保食品安全。另外對師生的食品喜好以及日常食量進行綜合分析，支持菜品制作的個性化生成，滿足師生需求的同時避免不必要的食品浪費。

3 結束語

智慧校園的建設與運行是新時期背景下現代教育發展的重要趨勢，對支持教學效果改善以及師生體驗改善而言意義重大。學校要意識到智慧校園建設的重要性，并且要高度重視人工智能技術的應用價值，根據自身實際情況積極探索智慧校園的建設路徑，不斷推動校園管理、教學、生活水平的綜合提升，為廣大師生創造更好的校園環境及條件。