高校数字化转型与教育大脑

　　随着后疫情时代的到来，人类社会很难再恢复到原来的状态。人类与病毒共处，唯一确定的就是不确定。

　　C0VID-19疫情使得高等教育面临可支配办学经费减少、教学组织形式多样化、学校管理复杂化等挑战，促使部分高校开始思考和加速推进数字化转型。

　　《中国教育现代化2035》明确提出“加快信息化时代教育变革，建设智能化校园”。没有“大脑”，“智能化”无从谈起。高校教育大脑，亦称为高校数据大脑，是高校数字化转型的关键基础设施之一。

　　数字化转型是教育信息化发展趋势

　　1989年，我国正式颁布《国家教育信息系统总体规划纲要》，教育步入信息化时代。回顾我国高等教育信息化30多年的发展历程，大致可分为三个阶段。

　　第一阶段是信息化时代（1989～2009年），高校信息化建设与信息技术的发展历程基本同步，最早是利用计算机的运算能力代替人工计算，然后是财务电算化、办公无纸化和管理信息化。

　　随着互联网普及，教育信息化经历了从线下迁移到线上的过程，逐步实现了办公和服务网络化。

　　第二阶段是数据化时代（2010～2019年），高校基本完成主要信息系统建设，逐步由“信息化”步入“数据化”时代。

　　数据化是教育信息化在数字时代的全新形式，其最大特点是数据资源化，以及围绕数据收集和利用进行多维度创新。

　　第三阶段是智能化时代（2020～），数据和智能技术将全面重塑高校治理模式，将引领高校在人才培养、科学研究、社会服务和文化传承方面进行改革创新，高校开始逐步推进数字化转型。

　　智能化时代将不断涌现出按需定义的服务，包括大量个性化的推荐服务，学校治理将越来越智能化。

　　从发展延续性看，信息化是数字化转型的基础。信息化时代，高校人才培养过程、日常管理与服务等工作逐步流程化、数字化，积累了大量数据。

　　网络和信息基础设施为各业务部门数据汇聚和融合奠定基础；信息系统和应用整合统一了服务入口，加强了部门之间的联系，为开展协同办公和服务模式创新提供了保障。

　　但是，数字化转型不是信息化的简单延伸，两者之间存在着本质区别。数字化转型的关键是利用信息技术对核心业务进行重组再造，帮助组织更好地达成使命。

　　高校数字化转型就是要通过信息化手段创新管理与服务模式，使得高校能够更好地履行人才培养、科学研究、社会服务和文化传承等现代大学功能。

　　信息技术发展演进催生教育大脑

　　云计算、大数据、物联网等新一代信息技术的出现，不断改变着我们的世界。其中，网络、数据和计算这三个要素综合作用产生的影响尤其明显。

　　首先是网络，网络作为信息化基础设施，把分布在不同位置的人和设备联系在一起。移动互联技术的出现和普及，实现了任何时间、任何地点的在线连接。

　　其次是数据，数据是信息化应用过程中的产物，是人类在计算机和网络构成的数字世界活动中留下的痕迹。

　　数据不等于信息，两者之间最大的区别在于：数据是原始的、客观的、全息的，而信息是为了方便使用，人为地、有目的性地收集整理后的数据。

　　很多看似没用的数据其实也蕴含着价值。信息的特点容易导致局部性、滞后性，而数据才是现实世界的真实反映。

　　第三是计算，如果把数据比作沙子，那么计算过程就是从沙子中提取黄金。近年来，边缘计算技术快速发展，边缘计算和云计算的结合可以实现对海量数据的高效处理和存储，满足业务时效性、连续性、安全合规性等要求。

　　1997年，IBM公司的超级计算机“深蓝”在时限比赛中首次击败排名世界第一的国际象棋棋手。机器的胜利是智能化时代到来的重要标志。

　　2010年以来，前沿科技领域出现诸多“大脑”概念，企业界有Google大脑、百度大脑、阿里大脑等，产业界则出现了城市大脑、工业大脑、航空大脑等。

　　2016年，由杭州市政府主导，阿里云等13家企业共同参与建设“杭州城市大脑”项目，利用人工智能、大数据、物联网等技术为城市交通治理、环境保护、精细化管理等需求构建出一个综合系统，推动城市数字化管理。

　　现代城市不只是城市管理和服务功能的简单组合，如果把现代城市视作一个不断发展进化的智能生命体，那么大数据中心无疑是城市生命体的“大脑”。

　　无论从功能还是人员规模的角度考察，现代大学都是一个小型社会系统，其复杂性表现在活动主体、培养过程和校园环境等多个方面。

　　利用人工智能、大数据、物联网等信息技术构建教育大脑是高校提升治理能力和治理水平的现实需要，而多年来高校信息化建设所积累的系统、数据、经验和人员团队，为构建教育大脑奠定了物质和技术基础。

　　教育大脑在高校数字化转型中的应用

　　Gartner公司高级副总裁Peter Sondergaard认为，信息技术作为数字化转型的驱动力，能够帮助组织通过数字化转型实现四个方面的目标，分别是：更强的竞争力、更高的运营效率、更好的用户体验和更敏捷的响应速度。教育大脑建设可以围绕上述四个目标开展。

　　高校竞争力主要表现为资源获取能力、人才培养质量、科学研究水平和社会声誉等方面。当前，“双一流”建设和“高校分类评价”是我国高校坚持内涵式发展，提升办学水平的重要抓手。

　　因此，围绕学校“双一流”建设目标和“分类评价”标准，通过对关键指标的收集、整理和分析，跟踪和检测进展情况，及时发现问题并提出预警是发挥教育大脑功能的重要应用场景之一。

　　此外，如果学校根据自身特点开发出合适指标并有相关数据支持，那么教育大脑在学科建设发展、领军人才培育等方面也将有用武之地。

　　疫情对经济造成的冲击，使得各高校办学经费承受不同程度的影响，作为应对措施，开源节流和提高资金使用效率成为高校的必然选择。教育大脑可以在智能化能源管理和重大设备预防性维修等方面发挥作用。

　　2005年以来，国内高校逐步实施“节约型校园数字化节能监管平台”建设，通过对水、电、热能等计量设备的改造和更新实现了能源数据实时采集和分析，解决了“用多少”的问题。

　　通过在教学楼、办公室和宿舍等场所安装传感器构建物联网系统，教育大脑就可以回答“怎么用的”，“是否合理”等问题。

　　此外，学校空调、电梯、大型实验仪器等各类设备随着使用年限增加，性能逐渐降低，而维护成本却不断上升。

　　利用教育大脑对关键设备健康状况进行实时监控，及时更换部件和开展预防性维修，不但能消除校园安全隐患，同时还将提高学校运营效率和师生满意度。

　　人才培养是高校的中心工作和根本任务。数字化时代，人才培养需要更加注重发掘学生潜质，以学生为中心，促进学生全面发展。

　　智慧教室、在线学习平台、虚拟仿真实验环境等教学信息化基础设施建设，一方面为师生提供了数字化、多元化、个性化教学环境，另一方面在教与学过程中会产生大量数据。

　　教育大脑可以利用这些数据进行学生学习行为分析，从而更好地实现学习过程优化和学习方法推荐等功能。

　　美国新媒体联盟发布的《2020EDUCAUSE地平线报告》显示，国外高校通过机器学习和人工智能技术开展针对学生学习行为和学习成就的分析和实践。

　　近年来，国内学者同样表现出对“学习行为分析”研究的高度关注。笔者以“学习行为分析”为关键词在中国知网进行搜索，返回1030条结果。其中，2016年以来，中国知网每年收录的与“学习行为分析”有关的论文数均超过100篇。

　　2020年发布的《深化新时代教育评价改革总体方案》提出“创新评价工具，利用人工智能、大数据等现代信息技术，探索开展学生各年级学习情况全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价”，为教育大脑实施更加精准、科学、全面的教育评价提出了明确需求。

　　此外，教育大脑在学生心理健康、智慧安防、网络安全等方面的应用，将大大提升学校应对突发事件的响应速度。

　　虽然出于对师生个人隐私保护的考虑，基于人脸、指纹等生物特征的数据采集和利用都受到有关法规和制度的限制，但是利用视频监控、图像处理、人工智能和大数据技术构建校园安全态势感知平台，对需要关注的重点对象、重点区域进行有效管控，仍然可以起到及早揭示风险，提示高校管理者及时采取防范措施的作用。

　　总之，高校数字化转型是一个长期、复杂的系统工程。教育大脑通过技术和计算赋予高校更多智能和可能性。借鉴“小步快跑、快速迭代”的互联网思维，在实践应用中不断训练和强化教育大脑功能，不失为高校建设教育大脑的一种方法。

　　作者：傅川（上海财经大学信息化办公室）

　　责编：郑艺龙