讓技術(shù)回歸教育，AI 迭代智慧化校園

《中國教育現代化 2035》提出加快信息化時(shí)代教育變革，建設智能化校園，統籌建設一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺?！都涌焱七M(jìn)教育現代化實(shí)施方案（2018-2022）》 也提出以信息化手段服務(wù)教育全過(guò)程，加快推進(jìn)智慧教育創(chuàng )新發(fā)展，構建"互聯(lián)網(wǎng) + 教育"支持服務(wù)平臺。在國家政策的大力支持下，智慧教育市場(chǎng)具有廣袤的發(fā)展空間。

一直以來(lái)，為加快推進(jìn)教育現代化建設，實(shí)現教育更高質(zhì)量、更加公平、更有效率、更可持續的發(fā)展，是教育信息化建設的核心之一。今天，在教育信息化2.0行動(dòng)計劃推動(dòng)下，傳統教學(xué)體制正在發(fā)生變化。以 AI、大數據、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為基礎開(kāi)展智慧教育創(chuàng )新研究和示范，使得智慧校園建設成為推動(dòng)教育公平的主要組成和重要方式。

落地應用，浦東數字學(xué)習中心擔當 2.0 時(shí)代的"先頭兵"

目前，許多學(xué)校已經(jīng)完成部分信息化應用系統建設，為學(xué)校信息化建設提供了良好的教學(xué)環(huán)境。但受制于缺少統一的技術(shù)體系標準和詳細的整體建設規劃，常常出現應用系統各自獨立部署，最終導致信息不能互通，數據無(wú)法得到共享，教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)管理得不到提升，這與學(xué)校信息化建設的初衷背道而馳。

為響應"教育信息化2.0行動(dòng)計劃"，到 2020 年基本實(shí)現"三全兩高一大"的發(fā)展目標，上海浦東教育局先行先試，選取了15所中小學(xué)校參加首批試點(diǎn)，建設了集計算機教室、電子閱覽室和數字語(yǔ)音教室等為一體的綜合類(lèi)數字學(xué)習中心，為信息技術(shù)與其它學(xué)科課程的整合教學(xué)、語(yǔ)言聽(tīng)說(shuō)訓練、在線(xiàn)考試、教師培訓、學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習等提供了良好的信息化教學(xué)環(huán)境，在全國形成了良好的示范效應，被稱(chēng)為“教育信息化2.0”智慧教育建設的“浦東模式”。

圖一浦東數字學(xué)習中心

作為教育信息化領(lǐng)域的先鋒企業(yè)，藍鴿集團有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng) "藍鴿集團"）為浦東數字學(xué)習中心建設提供了先進(jìn)的產(chǎn)品和前沿的理念。依托藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案，浦東數字學(xué)習中心充分構建起智能化、一體化的教學(xué)場(chǎng)景。

· 在學(xué)校端建設上，完成了包括教學(xué)終端環(huán)境、教學(xué)輔助設備、學(xué)校教學(xué)應用、錄播系統、人臉識別系統、電子班牌系統、理化生虛擬實(shí)驗平臺等項目的建設。

· 在教育局端建設上，完成了大數據、可視化的教學(xué)應用集成 展示系統建設，不僅實(shí)現了在線(xiàn)巡課，智能管控教學(xué)設備，而且還實(shí)現了數據信息的共享共通，為分析學(xué)生學(xué)情、教學(xué)資源提供了有力的數據支撐。

為確保智慧教室各種軟件的服務(wù)工作及信息傳輸交換、聲音功 放等功能的實(shí)現，保證師生的正常教學(xué)活動(dòng)，浦東數字學(xué)習中 心的每一間智慧教室都配備了采用英特爾 ? 處理器的 " 藍鴿智慧主機 "，作為教室的控制主機。

藍鴿智慧主機基于英特爾?IDV（智能桌面虛擬化）和英特爾?VDD（視覺(jué)數據設備）架構，通過(guò) OpenVINO?工具套件等機器視覺(jué)、人工智能技術(shù)，為浦東數字學(xué)習中心的智慧教室帶來(lái)強大的視頻和數據處理能力，在支持多媒體教學(xué)的同時(shí)，能夠實(shí)現課堂板書(shū)識別，并智能地從板書(shū)、電腦畫(huà)面、教師實(shí)況 和學(xué)生實(shí)況等四畫(huà)面中取三個(gè)畫(huà)面合成專(zhuān)業(yè)化精品課堂畫(huà)面。藍鴿智慧主機不但具備對所有物聯(lián)網(wǎng)設備的控制管理功能，同時(shí)具備傳統教學(xué)中控、網(wǎng)絡(luò )交換功能及音頻功放的功能，一臺藍鴿智慧主機就能夠實(shí)現傳統技術(shù)下三臺主機的所有功能。

圖二 藍鴿智慧主機

藍鴿智慧主機及其各類(lèi)應用軟件，通過(guò)一體化設計，保證了系統的高可擴展性，令"教育+AI"成為可能，智慧教室得以涵蓋教學(xué)、錄播、直播點(diǎn)播系統，遠程教學(xué)、會(huì )議系統，智能班牌系統，課堂互動(dòng)系統，智能考勤系統，學(xué)情分析系統，智能門(mén)禁系統。

與此同時(shí)，依托藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案， 浦東教育局構建了物聯(lián)網(wǎng)管控中心，實(shí)現對浦東數字學(xué)習中心 所有智慧教室的統一控制和管理。中心可以遠程設備控制，按課程表等信息可以自動(dòng)開(kāi)關(guān)設備，實(shí)時(shí)巡視各教室，智能診斷教室設備故障，大大提高了系統管理的智能化水平，減輕了管理人員的工作負擔，確保設備的正常使用。

圖三 領(lǐng)導巡課

上海市浦東新區第二中心小學(xué)是浦東數字學(xué)習中心的試點(diǎn)學(xué)校之一，在談到對數字中心的應用感受時(shí)，學(xué)校校長(cháng)助理黃軍認為它具有三大優(yōu)勢："首先，通過(guò)網(wǎng)上課堂，打造的線(xiàn)上線(xiàn)下的混合教學(xué)模式，提升了學(xué)校的教學(xué)管理及教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現了教師資源的最大化共享；其次，通過(guò)設備的智能化管控，故障的自動(dòng)化診斷，簡(jiǎn)化了設備的操作難度，提升了設備的管理水平，實(shí)現了教室資源的最大化共享；第三，通過(guò)課堂交互及學(xué)情分析，大大提升了師生之間、生生之間交互的效率，提升了學(xué)生學(xué)習的效果。" 

順勢而為，AI 一體化智慧校園方案助力教育信息化

藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案中引入了先進(jìn)的英特爾?處理器、IDV 架構、VDD 架構、OpenVINO ?工具套件等產(chǎn)品與技術(shù)，以藍鴿智慧主機產(chǎn)品為抓手，將人工智能計算，物聯(lián)網(wǎng)連接等能力引入教室，并在此基礎上進(jìn)一步模塊化，添加物聯(lián)網(wǎng)云錄播系統，并借助覆蓋校園的網(wǎng)絡(luò )以及大數據評估系統，將傳統的資源庫升級為智能化的教學(xué)資源云，從而實(shí)現一體化的智慧校園方案。

圖四 藍鴿智慧校園功能布局圖

藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案的落地和建設有力促進(jìn)了校園信息共享和交換，擴大了廣大師生獲取知識、獲取信息的渠道。對于教師而言，提高了老師獲取信息，分析信息、 處理信息的能力，改變了老師傳統的教學(xué)模式和方法；對于學(xué)生而言，擴展了視野培養了學(xué)生的創(chuàng )造性思維，提高了學(xué)生適應現代社會(huì )的能力。具體而言，這一方案實(shí)現了六大應用價(jià)值：

1、構建了一體化校園信息平臺，消除信息孤島

一直以來(lái)，教育行業(yè)因為缺少統一的技術(shù)體系標準和詳細的整體建設規劃，所以常常出現應用系統各自獨立部署，最終導致信息不能互通，數據無(wú)法得到共享，教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)管理得不到提升。藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園建設統一管理平臺，實(shí)現數據的共享共用，解決了傳統校園內部的相對獨立分散的網(wǎng)絡(luò )系統，有效的消除了信息孤島的問(wèn)題，消除了數據的重復管理、數據冗余以及數據不同步的問(wèn)題。從教師操作使用上，數據統一，界面統一可以把優(yōu)質(zhì)資源統一到一個(gè)平臺使用；從系統聯(lián)動(dòng)上，數據互聯(lián)，可以進(jìn)行個(gè)性化定制；從教學(xué)軌跡上，可以高效統計數據直接用于教學(xué)以及管理決策。

圖五 一體化智慧校園建設內容部署示意圖

2、AI 技術(shù)深度應用，提升智慧校園整體先進(jìn)性通過(guò)人工智能技術(shù)，使智慧校園教學(xué)應用功能更加強大。在課堂學(xué)生考勤，設備故障診斷，錄播圖像處理等方面充分應用 AI 技術(shù)，不但功能先進(jìn)，而且系統簡(jiǎn)單、可靠。尤其在考試及考試輔導，教材編輯和教師備課等方面應用 AI 技術(shù)能大大減輕老師負擔，提高教學(xué)效果。該類(lèi)產(chǎn)品目前在國內外均屬首創(chuàng )。 

圖六 智慧教室實(shí)現人工智能的課堂管理和教學(xué)設備管理

3、規范業(yè)務(wù)流程，提升教學(xué)管理效率 

傳統意義上的校園，各項系統獨立工作造成效率低下，人員雜亂。藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案的部署，可以規范學(xué)校的各項業(yè)務(wù)流程，提高工作效率，減少以往工作中不規范的流程以及效率低的缺點(diǎn)。將人員從繁雜、簡(jiǎn)單的數據輸入、傳送、管理、檢索等工作中解脫出來(lái)，通過(guò)智慧校園的智能化 手段，降低了工作強度，提高了工作效率和管理決策能力。

4、創(chuàng )新管理模式，提升學(xué)校區域競爭力

學(xué)校不僅有課堂還有各大資源管理事務(wù)，藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案不僅為師生提供更加優(yōu)越的教學(xué)環(huán)境， 同時(shí)也為教育管理者提供了高操作性的一站式管控平臺，從而形成了有助于全面提升信息素養的實(shí)操平臺，它以信息資源和信息服務(wù)為核心內容，實(shí)現了智慧的校園學(xué)習、教學(xué)、科研和管理，創(chuàng )建智慧的工作和學(xué)習空間。

5、大平臺可持續發(fā)展，減少多次建設存在的諸多問(wèn)題

隨著(zhù)科技技術(shù)不斷滲入教育行業(yè)，很多學(xué)校為增強學(xué)校在區域競爭力而不斷引入各種智能化設備。鑒于校園整體設計的需求與未來(lái)發(fā)展，藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案前期設計就采用標準化協(xié)議，相關(guān)框架已經(jīng)預留系統入口和后臺數據接口。在后期能夠方便地接入第三方系統或者實(shí)現數據對接，方便學(xué)校構建一個(gè)可以持續升級的智慧校園，從而避免了建一次推翻一次，多次建設而造成的系統數據難以打通，前后需求不一致，進(jìn)度受阻等問(wèn)題。

6、有助于綠色校園建設從校園整體來(lái)看，校園的每個(gè)場(chǎng)景都存在著(zhù)各種能耗問(wèn)題。

比如，教室的燈、設備以及機房電腦等。而基于物聯(lián)網(wǎng)管控平臺的一體化智慧校園，不僅實(shí)現了校園能源數據的集控和可視化呈現，還幫助學(xué)校實(shí)現了節約能耗。同時(shí)全數字信息的教、學(xué)、管理平臺幫助學(xué)校實(shí)現了無(wú)紙化，節省了校園教育經(jīng)費的花銷(xiāo)，提升了校園的教研能效。

圖七 在線(xiàn)巡課及遠程評教督導系統教學(xué)巡課界面

六大價(jià)值實(shí)現的背后是硬核的英特爾?技術(shù)和產(chǎn)品的助力?；谟⑻貭?VDD 架構的藍鴿智慧主機設備搭載了性能強勁的英特爾?處理器，使得多媒體教室性能提升，擴展性更強，給予其更強大的媒體和數據處理能力，讓智慧教室的發(fā)展和應用有了更多的想象空間。利用英特爾?IDV 架構，智慧教室云主機設備與校園云計算 / 云教學(xué)服務(wù)器得以有效結合，不僅通過(guò)云錄播方案讓課堂教學(xué)變得互動(dòng)性更強，同時(shí)教學(xué)資源也得以通過(guò)遠程接入方式共享，資源利用率更高。

基于英特爾強大的技術(shù)產(chǎn)品的藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案通過(guò) "一體化" 的設計思路，應用云計算、大數據、 物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò )、人工智能等新一代信息技術(shù)，徹底解決了數字校園各子系統信息孤島的現象。從感知環(huán)境、 記錄行為到聯(lián)接社群，實(shí)現了各子系統和智慧教室的統一開(kāi)發(fā)和設計，確保了教學(xué)資源和數據的互通互享。最終，從基礎設施、教育資源服務(wù)、師生交互達到教育教學(xué)活動(dòng)的智能化水平，真正建成開(kāi)放的現代化校園生態(tài)。

圖八 一體化智慧校園建設功能結構圖

對于學(xué)校教師而言，應用藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園 解決方案，可輔助老師在教學(xué)活動(dòng)上得到改善。一體化部署， 實(shí)現教學(xué)界面的統一、教育軌跡大數據統一匯總，便于老師進(jìn) 行操作使用和科學(xué)決策；領(lǐng)先的人工智能技術(shù)，助力老師進(jìn)行 課堂學(xué)情分析，錄播圖像處理等。尤其是在考試及考試輔導， 教材編輯和教師備課等方面應用人工智能技術(shù)能大大減輕老師負擔，提高教學(xué)效果。 對于學(xué)生而言，藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案在為學(xué)生打造安全可靠的教學(xué)基礎環(huán)境外，以充分實(shí)現個(gè)性化教學(xué)出發(fā)，在建設教學(xué)信息資源層上，先后打造出的藍鴿人工智能考試復習系統和人工智能教材編輯系統等，切實(shí)調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的積極性和效率性。

對于學(xué)校管理者而言，物聯(lián)網(wǎng)管控中心的部署，實(shí)現遠程設備控制，按課程表等信息可以自動(dòng)開(kāi)關(guān)設備，巡視各教室和校園實(shí)境，檢測各教室和校園空氣質(zhì)量，智能診斷各教室設備故障。大大提高了系統管理的智能化水平，減輕了管理人員的工作負擔，確保校園設備的正常使用。

圖九 教室設備智能控制軟件設備管控圖

目前，藍鴿基于人工智能的一體化智慧校園解決方案在青島大學(xué)、中國海洋大學(xué)、中山市馬嶺小學(xué)等大中小學(xué)校的落地應用，讓"教育 +AI"應用場(chǎng)景的展望變?yōu)槌晒β涞貞?，大大地推?dòng)了教學(xué)模式、教學(xué)管理、學(xué)校形態(tài)的變革進(jìn)程。

科技助力，英特爾技術(shù)加碼智慧校園

隨著(zhù)教育信息化的深入發(fā)展，通過(guò)一體化設計，構建基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的智慧校園已成必然趨勢。英特爾正在以其自身的計算力核心不斷驅動(dòng)智慧校園發(fā)展。

英特爾致力于將信息技術(shù)融入教學(xué)、管理的每一個(gè)環(huán)節，利用信息技術(shù)手段提供良好的教學(xué)互動(dòng)和基礎教學(xué)環(huán)境，全線(xiàn)采集教學(xué)信息獲得教學(xué)過(guò)程中的行為數據、課程內容數據和管理數據，并通過(guò)大數據分析進(jìn)行管理與創(chuàng )新，提升和帶動(dòng)教學(xué)模式的變化，驅動(dòng)個(gè)性化學(xué)習，實(shí)現真正的"因材施教"。

英特爾不斷攜手包括藍鴿在內的產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，積極推進(jìn)教育信息化的創(chuàng )新發(fā)展，著(zhù)力構建基于英特爾計算平臺的 智慧校園、智慧教室、智慧課堂的教育端到端解決方案，通過(guò)人工智能和邊緣計算等技術(shù)促進(jìn)教學(xué)場(chǎng)景具備更高效率的互動(dòng)、分析和學(xué)習能力以及在標準化方面的領(lǐng)先布局，和產(chǎn)業(yè)伙伴共 同成長(cháng)，加速推進(jìn)教育信息化的步伐，從而實(shí)現高效、公平、個(gè)性化的智慧教育新生態(tài)。

相信在不久的將來(lái)，伴著(zhù)教育信息化2.0的落地推進(jìn)，智慧校園的場(chǎng)景化應用迎來(lái)前所未有的市場(chǎng)增長(cháng)機遇，而生態(tài)建設與多元化合作，是構建教育信息化 2.0 的重要基礎。未來(lái)，英特爾 將本著(zhù)滿(mǎn)足客戶(hù)需求、順應技術(shù)潮流，攜手合作伙伴不斷地推動(dòng)中國教育信息化2.0的落地和發(fā)展。