周宇 沈麗燕 張宇燕

摘要： 以項(xiàng)目制為主的高校信息化建設(shè)手段落后，孤島林立，缺乏良好的信息生態(tài)，導(dǎo)致教育治理發(fā)展受限。文章基于云計(jì)算、人工智能等前沿技術(shù)，建設(shè)了一套高校數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案，賦能人才培養(yǎng)模式、教育管理體系和科研建設(shè)生態(tài)，促使高校的教育治理過(guò)程更加精準(zhǔn)化、智能化。

關(guān)鍵詞： 教育治理; 云計(jì)算; 人工智能; 數(shù)字化轉(zhuǎn)型

中圖分類(lèi)號(hào)：G434;TP3-05? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2021）10-107-04

Research on the influence of frontier technology on the education

governance and the countermeasures

Zhou Yu， Shen Liyan， Zhang Yuyan

（Information Technology Center of Zhejiang University， Hangzhou， Zhejiang 310012， China）

Abstract： The means of information construction in colleges and universities based on project system are backward， and there are many isolated islands and lack of good information ecology， which leads to the limited development of education governance. Based on the cloud computing， AI and other frontier technologies， this paper built a digital transformation solution to empower the talent training mode， education management system and scientific research in university， and to promote the process of education governance in colleges and universities more accurate and intelligent.

Key words： education governance; cloud computing; AI; digital transformation

0 引言

以互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通信、人工智能為代表的信息技術(shù)把我們帶向智能社會(huì)。前沿科技帶來(lái)的社會(huì)變革必然推動(dòng)教育領(lǐng)域的根本轉(zhuǎn)變，促使教育部門(mén)以數(shù)字化服務(wù)為導(dǎo)向，以物聯(lián)網(wǎng)智能科技、大數(shù)據(jù)技術(shù)為主要工具，以虛實(shí)融合為主要治理領(lǐng)域，對(duì)教育服務(wù)模式和治理理念進(jìn)行創(chuàng)新，形成扁平化、協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化的組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)提升教育數(shù)據(jù)治理能力，向數(shù)據(jù)化、智能化和精準(zhǔn)化方向發(fā)展，以適應(yīng)智能社會(huì)需要。

1 前沿技術(shù)的相關(guān)概述

信息技術(shù)創(chuàng)新的熱點(diǎn)前沿領(lǐng)域主要包括云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈。這些技術(shù)的基礎(chǔ)性、引領(lǐng)性和創(chuàng)新性特征明顯，對(duì)于激發(fā)、賦能和提升數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要，其意義已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出技術(shù)和工具層面，形成全方位、戰(zhàn)略性影響。

圖1展示了這些技術(shù)的作用和關(guān)聯(lián)，云計(jì)算作為互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞，賦予IT資源可伸縮的力量，提供超強(qiáng)的計(jì)算能力，是有力的底層支撐。云計(jì)算產(chǎn)出的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)形式非結(jié)構(gòu)化。大數(shù)據(jù)中的分布式、NoSQL等技術(shù)解決了海量數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)等問(wèn)題，形成了新的數(shù)據(jù)持久層。數(shù)據(jù)組織完成后，人工智能開(kāi)始探尋數(shù)據(jù)背后的信息，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和學(xué)習(xí)，并通過(guò)機(jī)器自行決策最終產(chǎn)出一個(gè)收斂的結(jié)果。區(qū)塊鏈最終確保了整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)訊息流轉(zhuǎn)的可信度，解決數(shù)據(jù)丟失、篡改等問(wèn)題，讓數(shù)據(jù)真正發(fā)揮作用，并有效驅(qū)動(dòng)教育管理工作的各個(gè)場(chǎng)景落到實(shí)處。

2 前沿技術(shù)應(yīng)用在教育治理中的重要性

2.1 前沿技術(shù)創(chuàng)新教育環(huán)境

從國(guó)際教育變化的角度來(lái)看，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”作為推進(jìn)教育信息化、促進(jìn)教育質(zhì)量提升和創(chuàng)新人才的關(guān)鍵舉措，在世界各國(guó)得到高度重視和廣泛發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛加強(qiáng)創(chuàng)新教育，注重依賴(lài)信息技術(shù)創(chuàng)新教育環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手實(shí)踐能力。

2.2 前沿技術(shù)推動(dòng)教育公平

從我國(guó)教育改革變化來(lái)看，推動(dòng)教育公平、實(shí)現(xiàn)義務(wù)教育的均衡，是當(dāng)今教育必須破解的民生問(wèn)題?！督逃畔⒒?.0行動(dòng)計(jì)劃》將教育信息化作為教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，支撐和引領(lǐng)教育現(xiàn)代化發(fā)展，推動(dòng)教育理念更新、模式變革和體系重構(gòu)。

2.3 前沿技術(shù)改變教育治理模式

我國(guó)正在探索和嘗試?yán)眯畔⒒瘎?chuàng)新教育管理模式提高治理能力，破解教育治理體系和治理能力現(xiàn)代化改革難點(diǎn)。推動(dòng)從教育專(zhuān)用資源向教育大資源轉(zhuǎn)變、從提升師生信息技術(shù)應(yīng)用能力向全面提升其信息素養(yǎng)轉(zhuǎn)變、從融合應(yīng)用向創(chuàng)新發(fā)展轉(zhuǎn)變， 探索信息時(shí)代教育治理新模式。

3 當(dāng)前教育治理面臨的主要問(wèn)題

教育管理主要看高校，教育信息化的引領(lǐng)也在高校，因此，本文以高校為主要研究目標(biāo)，針對(duì)高校教育管理發(fā)展存在的問(wèn)題展開(kāi)論述。

3.1 傳統(tǒng)高校信息化手段落后

在傳統(tǒng)的以項(xiàng)目制為主的高校信息化建設(shè)中，往往系統(tǒng)單一，技術(shù)封閉，數(shù)據(jù)不連通，資源不共享，無(wú)法形成良好的生態(tài)閉環(huán)，形成了一個(gè)又一個(gè)的信息孤島;技術(shù)手段也依然處于較為落后的階段，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的數(shù)據(jù)科技的應(yīng)用乏善可陳，高校信息化與數(shù)字化時(shí)代的核心生產(chǎn)力之間存在著很大的差距。

3.2 傳統(tǒng)高校治理體系發(fā)展受限

傳統(tǒng)高校治理結(jié)構(gòu)采用逐層傳遞式結(jié)構(gòu)，受時(shí)間和空間上的各種邊界限制，頂層的高校管理者無(wú)法及時(shí)、直接和有效地獲知“底層”需求，因此只能通過(guò)“感知”來(lái)進(jìn)行治理，提供的公共服務(wù)往往偏移真實(shí)一線(xiàn)需求，只能依靠“在試錯(cuò)中不斷改進(jìn)，持續(xù)前進(jìn)”。

3.3 傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式固化

“因材施教”是中國(guó)自古有之的教育理論，精準(zhǔn)個(gè)性化教育的理念與它一脈相承，但在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)時(shí)代，缺乏獲取和分析的手段與方法，數(shù)據(jù)是在階段性的評(píng)估中獲取，凸顯的是群體水平，解釋的是宏觀(guān)教育狀況，缺乏對(duì)受教育者的特點(diǎn)和個(gè)性差異的了解。采用標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的班級(jí)授課模式，無(wú)法培養(yǎng)出富有個(gè)性和創(chuàng)新精神的人才，更難以適應(yīng)未來(lái)信息化和知識(shí)化社會(huì)的變革與發(fā)展。

3.4 傳統(tǒng)科研模式缺乏協(xié)同溯源機(jī)制

在傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)中，交流被固化為包括學(xué)者通信、學(xué)術(shù)會(huì)議、學(xué)術(shù)期刊等有限的方式中，很難進(jìn)行全面深入的交流。研究者迫切需要一種具備自我擴(kuò)張能力和自我驅(qū)動(dòng)能力的交流和協(xié)同新范式，以此加快創(chuàng)造科學(xué)信息以及溝通、復(fù)制和再利用科學(xué)知識(shí)及數(shù)據(jù)的速度。同時(shí)，科研人員的知識(shí)產(chǎn)權(quán)是可溯源的，從而保障科研人員權(quán)益。

4 教育治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案

4.1 建設(shè)可聯(lián)動(dòng)共享的云平臺(tái)基建

數(shù)字化支撐保障體系是高校數(shù)字化的底座，由基礎(chǔ)IT和IT管理兩部分組成，其中基礎(chǔ)IT建設(shè)必須考慮將數(shù)據(jù)分析的能力囊括進(jìn)來(lái)，構(gòu)建數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)平臺(tái)支持從底層IT到頂層決策的數(shù)據(jù)展現(xiàn)和分析，同時(shí)基礎(chǔ)IT建設(shè)也要考慮信息安全基礎(chǔ)設(shè)施。IT管理由IT治理和IT風(fēng)險(xiǎn)管理組成，在高校數(shù)字化中，流程管理和投資管理被提到更高的位置，需要更加精細(xì)的IT流程管理，為整個(gè)數(shù)字化演進(jìn)過(guò)程提供與之匹配的能力和資源。整體來(lái)看，基礎(chǔ)IT和IT管理概念的創(chuàng)新與組成元素相比傳統(tǒng)高校信息化已經(jīng)得到了極大的拓展，這就需要數(shù)字化支撐保障體系以聯(lián)動(dòng)共享為核心思路進(jìn)行建設(shè)。

顯然，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施和管理方式很難滿(mǎn)足聯(lián)動(dòng)共享的需求，無(wú)論是從宏觀(guān)的教育資源共享，還是微觀(guān)的可用性安全性角度看，高校上云都是必然趨勢(shì)。云端高校的架構(gòu)圖如圖2所示。

云端高校的建設(shè)路徑可分為以下三個(gè)階段。

⑴ 構(gòu)建校級(jí)專(zhuān)有云平臺(tái)，將校級(jí)IT資源統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源的云化共享，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)提高資源利用率。

⑵ 打通專(zhuān)有云和公有云，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源的彈性擴(kuò)展，以此應(yīng)對(duì)突發(fā)的資源需求，保證高校數(shù)字化服務(wù)的水平。

⑶ 融合校級(jí)云與院系IT資源，減少數(shù)據(jù)和IT資源孤島，提高校級(jí)云和院系IT資源利用率。

以云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源互通，提高整個(gè)高校的IT資源利用率，實(shí)現(xiàn)完整資源的聯(lián)動(dòng)共享。有了扎實(shí)的底座，上層的數(shù)據(jù)和平臺(tái)建設(shè)才能得到有力的保障。

4.2 建立智能透明的治理體系

數(shù)字治理的思想早在多個(gè)國(guó)家政府就已經(jīng)有一定的研究和應(yīng)用，美國(guó)聯(lián)邦政府[1]基于人工智能的工具來(lái)支持政府決策、實(shí)施和互動(dòng)，涵蓋了部分行政的工作，這種管理思想，在高校里面也可以借用和采納，比如對(duì)學(xué)生招生概率的預(yù)測(cè)，以及輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)。德國(guó)奧爾登堡大學(xué)[2]研究了一個(gè)有關(guān)輟學(xué)的開(kāi)發(fā)預(yù)警系統(tǒng)以檢測(cè)第一年的高風(fēng)險(xiǎn)學(xué)生或預(yù)測(cè)本科生的流失。

高校要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)治理，數(shù)據(jù)的在線(xiàn)統(tǒng)一是非常重要的一環(huán)，為了避免各部門(mén)數(shù)據(jù)孤島林立，提高平臺(tái)整合、數(shù)據(jù)分析時(shí)復(fù)雜冗長(zhǎng)的數(shù)據(jù)下載和整理效率，高校數(shù)據(jù)上云也是必然要完成的議題。

云平臺(tái)底座為數(shù)據(jù)提供了對(duì)內(nèi)統(tǒng)一歸集，對(duì)外實(shí)時(shí)供給的能力。一方面數(shù)據(jù)在云平臺(tái)上被整合呈現(xiàn)全量的特征，又以云平臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算力為基礎(chǔ)確保實(shí)時(shí)獲取、實(shí)時(shí)分析，云平臺(tái)的強(qiáng)大兼容性則為需要數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)順暢提供所需數(shù)據(jù)。需要說(shuō)明的是，數(shù)據(jù)上云不是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)平臺(tái)上或是伴隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的上云而完成的，而是完整的、基于云的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)邏輯和數(shù)據(jù)平臺(tái)化，即建設(shè)數(shù)據(jù)中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)系統(tǒng)間交互，通過(guò)數(shù)據(jù)治理來(lái)完成。高校數(shù)據(jù)中臺(tái)的演進(jìn)分為三個(gè)步驟，如圖3所示。

在數(shù)據(jù)上云，建設(shè)數(shù)據(jù)中臺(tái)之后，高校已經(jīng)初步具備了實(shí)現(xiàn)高校數(shù)智治理和高效率公共服務(wù)的數(shù)據(jù)能力，管理部門(mén)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的處理和挖掘，結(jié)合人工智能降低核心治理功能的成本，提高決策質(zhì)量，并釋放行政數(shù)據(jù)的力量，從而使治理過(guò)程更具透明度和針對(duì)性，圖4表示了基于大數(shù)據(jù)的數(shù)字化治理演進(jìn)步驟。

基于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，可以獲取財(cái)務(wù)、師生屬性、教學(xué)數(shù)據(jù)等報(bào)表，在報(bào)表基礎(chǔ)上進(jìn)行建模，進(jìn)一步挖掘?qū)?yīng)的教學(xué)管理策略，通過(guò)對(duì)模型的預(yù)測(cè)，公共服務(wù)可進(jìn)一步感知近期師生的服務(wù)需求，主動(dòng)給出教學(xué)建議，以及學(xué)生選課推薦等等。人工智能有力推動(dòng)新的治理形態(tài)發(fā)展，讓高校等治理主體可以在物理世界、數(shù)字信息世界交互中實(shí)現(xiàn)即時(shí)感知、科學(xué)決策、主動(dòng)服務(wù)、智能監(jiān)管。特別是依托數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和精準(zhǔn)算法等，可以有效超越時(shí)間局限和地域限制。

4.3 創(chuàng)造精準(zhǔn)化人才培養(yǎng)模式

傳統(tǒng)的高等教育中，教與學(xué)的邊界非常明顯，學(xué)生通過(guò)傳統(tǒng)的課本和統(tǒng)一課堂灌輸獲得標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的教學(xué)，學(xué)生的潛力和創(chuàng)造力在這一過(guò)程被忽略;、教室是唯一的教學(xué)環(huán)境，對(duì)“互動(dòng)”極為不利。

4.3.1 定制化教學(xué)路徑

在教學(xué)路徑方面，人工智能因?yàn)槠湓诜治?、評(píng)估和預(yù)測(cè)上的優(yōu)勢(shì)，可以用來(lái)挖掘教學(xué)過(guò)程中學(xué)習(xí)的情況，進(jìn)行歸納總結(jié)，結(jié)合知識(shí)圖譜和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)等領(lǐng)域模型給予反饋。智能導(dǎo)師系統(tǒng)（ITS）就是人工智能技術(shù)和教育結(jié)合的產(chǎn)物[3]，結(jié)構(gòu)如圖5所示。

它可以用來(lái)模擬對(duì)學(xué)生一對(duì)一的輔導(dǎo)，有效地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育。ITS基于學(xué)習(xí)模型、算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合學(xué)生的行為動(dòng)作做出準(zhǔn)確的判斷和記錄，為個(gè)人生成定制化的學(xué)習(xí)路徑，生成學(xué)生開(kāi)放型模型，總結(jié)出學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題并逐步解決，循循漸進(jìn)。

4.3.2 無(wú)邊界教學(xué)環(huán)境

在教學(xué)環(huán)境方面，在去年全球疫情的影響下，在線(xiàn)教育無(wú)疑被推上風(fēng)口，線(xiàn)上教學(xué)[4]也逐漸成為高校教學(xué)的重要陣地。傳統(tǒng)的線(xiàn)上課程主要局限在對(duì)教師上課的錄制，學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法聽(tīng)清老師聲音，也看不清老師課件板書(shū)等諸多體驗(yàn)問(wèn)題。而基于AI能力，給音視頻賦能，對(duì)資源編目元數(shù)據(jù)進(jìn)行自定義編輯，并結(jié)合智能化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化標(biāo)簽、語(yǔ)音識(shí)別、字母識(shí)別，方便學(xué)生在線(xiàn)上可以更加清晰高效率的獲取教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)該標(biāo)簽也可以為后續(xù)檢索功能的實(shí)現(xiàn)做必要的鋪墊。對(duì)于不同語(yǔ)種的課程，AI可以嵌入翻譯的功能，進(jìn)行同聲傳譯，消除線(xiàn)上課程語(yǔ)種之間的代差。除了文本的識(shí)別之外，AI還可以對(duì)視頻中的人物進(jìn)行識(shí)別提取，便于后續(xù)的多維度檢索以及進(jìn)行大數(shù)據(jù)平臺(tái)的深度分析。

4.4 構(gòu)建協(xié)同可溯源的科研環(huán)境

現(xiàn)代科研經(jīng)常需要多種資源才能完成計(jì)算任務(wù)，除去計(jì)算、存儲(chǔ)這一類(lèi)的硬件資源之外，還需要諸如統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)處理類(lèi)的軟件資源，諸如SPSS、Hadoop、TensorFlow等，在整個(gè)資源的配置、管理的過(guò)程中，都會(huì)涉及到安全、規(guī)范種種問(wèn)題。如果每個(gè)組織在科研的同時(shí)都需要完成該部分工作，則嚴(yán)重的影響科研效率。為了降低這部分成本，高?？苫谠破脚_(tái)底座進(jìn)行科研資源整合，打造一站式全流程線(xiàn)上科研空間，基于科研項(xiàng)目、人員、經(jīng)費(fèi)、資源等維度對(duì)空間進(jìn)行劃分，不同的科研團(tuán)隊(duì)可以在空間里進(jìn)行資源的共享利用和項(xiàng)目管理協(xié)同。

開(kāi)放的科研環(huán)境前提是安全可靠，若科研數(shù)據(jù)或者學(xué)術(shù)成果被不正當(dāng)?shù)氖褂茫瑒t學(xué)者們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)將受到侵害。區(qū)塊鏈[5]作為一種分散的共享共用賬本，一經(jīng)寫(xiě)入不可篡改，可為上傳科研數(shù)據(jù)的學(xué)者提供數(shù)字化證明，所有的版權(quán)信息都是公開(kāi)透明、可被查詢(xún)、追溯、應(yīng)用，便于在遇到版權(quán)問(wèn)題進(jìn)行查閱和舉證，杜絕抄襲現(xiàn)象。區(qū)塊鏈在教育科研領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力，有助于打造更加開(kāi)放和更具公信力的科研系統(tǒng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上，本文提出了一種高校數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方案，基于云服務(wù)的底座實(shí)現(xiàn)資源的聯(lián)動(dòng)共享，推進(jìn)教學(xué)、治理和科研等與各類(lèi)前沿技術(shù)融合，從而全面實(shí)現(xiàn)高校業(yè)務(wù)智能化。新一代技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的大學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)性重塑，隨著該方案的落地和成熟，未來(lái)將會(huì)在更多高校進(jìn)行復(fù)制，開(kāi)創(chuàng)大學(xué)的新形態(tài)。

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