人工智能下中小学教学与管理的变革*
张菊芳 王宝平
摘 要：随着人工智能等新兴技术的不断发展和教育信息化基础设施的不断完善，信息技术与教育融合将有效改善学校教学和管理，文章主要从当前中小学教学与管理中存在的问题着手，基于文献检索和中小学教学管理的现状，梳理了教、学、管三个方面存在的问题，重点阐述人工智能技术在教、学、管中发挥的优势，主要包括：一是从智能备课、智能测评、智能组卷阅卷、提供智能场景教学、给予教师智能帮助等五个方面优化教师教学;二是借助智能导学系统给予学生个性化辅导、智能学习软件给学生答疑解惑、人工智能帮助学生疏导心理问题和帮助学生评价等四方面促进学生学习;三是通过配置校园智能监控、宿舍无感考勤及班务智能管理设备助力学校管理。
关键词：人工智能;中小学;教;学;管
中图分类号：TP18;TP393? ? ? 文献标志码：A? ? ? ? ? 文章编号：1673-8454（2021）04-0012-08
1956年，被认为是人工智能之父的John Mccarthy组织了Dartmouth学会，在同一群年轻人探讨用机器模拟智能的有关问题时首次提出了“人工智能”[1]。此后人工智能的发展经历了三次浪潮[2]，直至AlphaGo和李世石的围棋对决，人工智能又一次引起了社会各界的高度关注。目前，人工智能已渗透到社会的方方面面，技术支撑日益成熟，涉及的学科更是无比庞杂，取得的成果相当显著，如人机对弈取得连胜、无人驾驶开始投运、搜索引擎智能推送、语音识别应用于多种场合等。在教育应用方面人工智能也发挥着举足轻重的作用，如当前的智能走班排课、智能仿真实验室、智能组卷阅卷、智能导学助学、校园智能监控、宿舍无感考勤及班务智能管理等。
一、当前中小学教学与管理中存在的问题
1.教
（1）教师备课
教师备课主要有三个方面问题：①备课工作繁重。中小学教师课业繁重，若还担任班主任，每天早出晚归，处理学生学习和生活中的各种事务，同时需兼顾学校安排的其他教务工作如教研、进修、比赛等，备课时间相对较少，再加上有些教师家务缠身，备课的精力和时间更是大打折扣;②教授内容创新率低。时代迅速发展，教学内容和教学对象发生了很大的变化，但教材更新缓慢，每一版教材用时过长，十几年前的教材出现在此时的课堂常常不合时宜，再加上教师与学生的生活方式大相径庭，教师备课大多依据教学内容和自己多年的从教经验，内容陈旧常难避免，同一种教学模式常被多人效仿，创新性极难在每一堂课上都有所体现;③备课资源检索复杂。网上拥有海量资源，但这些资源常常与教学对象脱节，且搜索、筛选难度大，教师往往通过搜索引擎输入关键词，结合各大搜索平台一遍遍筛选各年级各版本的教学资源，这其中的繁琐不言而喻。
（2）作业批改
作业批改是教学成果检验以及反馈的关键环节，目前并非每个中小学都是理想状态的小班教学，教师一般带两三个班，每个班每周两节以上，需要批改大量的作业，负担极重。批改作业的主要作用就是反馈，给予每一位学生因人而异的反馈是作业批改的重要功能，但单靠教师个人很难做到，因此每位教师都想拥有一个及时评价和精准反馈教学助手。
（3）组卷阅卷
在组卷方面，学校一般是委托任课教师按照自己授课的进度和多年的代课经验组卷，这从内容上来说无可厚非，但在检验学生水平方面并不总是合理恰当，且试卷本身的信效度和难易度方面较难把控;在阅卷方面，以前的教师都是将卷子逐封进行人工检阅，失误和统分错误时有发生，当前虽然有些中小学已配备网上阅卷系统，阅卷效率极大提高，不过除了涂卡的选择题之外，作文和填空题还是教师评阅，并未完全解放教师阅卷的负担。
（4）学科实验
中小学阶段学科实验主要有生物中利用显微镜观察细胞、物理中模拟匀速运动、化学中观察危险化学物质之间的反应等。但如何基于增强或虚拟现实技术支持开设现实中难以开展的实验，在当前的教学环境下仍然较難实现，如感受火山爆发的过程、再现远古时期恐龙的生活状态、短时观察植物生长的过程和变化形态等。
（5）学情监测
每次考试后，各年级各班都会统计学生各科成绩，进行质量分析和排名评比，以筛选优劣、评估代课教师的教学质量，从整体上来分析具有一定的效果，但却无法具体了解每一个学生对知识点的具体掌握情况，对于每一个知识点学生掌握的程度也不能很快掌握。学校教务处对每次考试中各科的知识点和得分点的掌握也不是很全面，无法准确掌握各科教师在不同学期的教学效果，准确分析教师教学的针对性和有效性。
2.学
（1）学生个性化学习辅导
当前教学多以班级授课制为主、小班个性化辅导为辅。教师为了满足多数学生的学习需求，教学内容难易度倾向于中等水平学生的接受度，因此为解决差生的问题和提高优等生水平，需要课下个性化辅导，但教师精力有限，很难及时跟进。个性化学习的主体是学生，如何引导学生实现更好的个性化学习，自我查漏补缺，了解自己的短板并补齐，是学校教育提高学生学习效果和实现学生全面发展需要解决的重要问题。
（2）学生疑难问题解答
很多学生遇到疑难问题不愿意请教别人。中小学师生每天的教学行程都比较满，除了早晚自习的辅导，很难挤出时间专门解疑答惑，因此需要教师以外的角色帮助学生随时解答疑惑，如当前常用的具有拍照搜题功能的手机App，但是中小学严禁带手机，若没有统一共享的平台，学生仍然无法找到解答疑惑的有效途径。
（3）学生心理问题求助
中小学生的心理健康一直是大家高度关注的问题，从学校的师资和环境配备上来说，每个学校都应有心理咨询师和心理咨询室，但是辅导功能却不容乐观，除了心理健康宣传不到位外，学生即使有心理疑惑也不愿去学校心理室咨询，主要原因有：①学生对心理咨询认识不到位、态度有偏见;②不想让别人知道自己的问题和想法，认为学校心理咨询室并不是个“安全”的地方，他们的“秘密”很可能会被其他同学知道;③若学生出现抑郁等心理问题时，为保护学生隐私，家长更愿意选择社会心理机构咨询或治疗，但是心理咨询一般都需要预约且有时限，学生心理抑郁需要排解时很难及时应对。
（4）学生学习评价获得
首先，当前对学生的学习评价标准过于单一，主要就是学习成绩，而德智体美等综合素质无法通过考试得到系统反映，如果将成绩作为单一标准进行教育评价，难以充分反映出教育对象能力素质发展状况的问题，因此需要加强对德智体美的评价手段。其次，缺乏对教育过程评价的辅助手段，教学过程很难科学监控，当前教学过程评价的手段主要有档案袋评价、教师提问等日常学习表现、课堂纪律等，这些主要由教师在上课的过程中进行收集，具有不完整和片面性，需要监控助手来帮助教师对学生进行客观全面的评价。
3.管
（1）校园安防
打造平安校园是学校教学与管理的基本保障，当前校园安防由于学校经费及传统教学模式等多种原因的影响，学校防控意识薄弱，校园安防建设体系不完善。所以大多数学校的校园防控体系建设并非“处处明晰，时时在线”，尤其是在校园死角、学校周围等不易掌控的地方，校园安全事件时有发生，对学校的教学和管理造成潜在威胁。
（2）宿舍管理
学生宿舍是学生校园生活场所的重要组成部分，宿舍环境的和谐及安全关系重大，宿舍良好的生活习惯对中小学生的成长有很大的影响，宿舍管理是校园安全管理的重要组成部分，在防止校园欺凌和性侵等重大校园问题方面发挥着重要作用。但是当前大多数中小学宿舍管理的办法还是比较老旧，学生考勤主要由值班教师和宿舍管理员逐一排查，这种方式效率低、耗时长、成本高，且准确度较低，虽然宿舍楼里有监控，但是死角位置仍然存在。除此之外，数据不能自动化统计，每周宿舍考勤的记录还需要专人统计综合，信息也不完全透明，呈现出来的只是结果，这些都将面临着改革和创新。
（3）班级管理
班级管理主要包括学习、纪律、卫生、课外活动等方面的管理，是班主任工作的重要组成部分，方方面面需要班主任亲自监督，负担沉重，尤其是学生缺勤旷课时，班主任联系不到家长，或者班主任和家长都不知情，这样就是学生安全的一个隐患。中小学生在学校严禁带手机，家长有急事找学生时只能给班主任打电话，班主任担任着学生和家长的中间联系人。班级管理工作相当繁琐，且班主任一般都肩负着语文、数学等主要学科的教学，因此中小学需要减轻班主任的工作负担，实现学生自我管理。
发达地区的部分中小学已使用人工智能技术改善教学与管理，极大地减轻了教师的负担，同时能够更好地帮助学生学习，如浙江省杭州第十四中学，主要的智能化场地有电子班牌、学生公寓智能管理系统、在线请假、宿舍考勤系统、德育评分登记系统、自助借还图书系统等。人工智能辅助下的课堂将是教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化的新课堂[3]。
二、人工智能优化教师教学
1.智能备课
人工智能可以根据教师检索信息的内容和范围及近期内檢索的资源进行智能推送，主要是通过预测和识别用户个性化的需求，有针对性、智能化地提供教师所需的教学资源。智能推送的前提是拥有大量的学习数据，通过数据挖掘和数据分析，了解信息接收者的资源使用习惯、偏好等，将数据库中的资源与智能分析的结果进行对比，选择出需要的资源，进行针对性推送，以保证资源推送的及时有效[4]。
常见的智能备课系统如百度智能备课，借助海量的教育资源，基于人工智能、大数据、云计算等技术，为教师提供减负增效的智能备课资源，主要优势是让系统结合地区的教学进度及教师个人的授课身份、登录平台，自动同步到当前地区的课节进度。
IBM Waston发布的教师辅助工具1.0版，通过为教师提供开放可搜索的数学教育资源数据库来提高教师的备课效率。为了解决教师备课的问题，他们利用沃森解析自然语言技术研制出了一个智能搜索引擎，这个搜索引擎拥有超过1000个由数学专家手动选择的开放的教育资源，资源质量有保证。当教师搜索特定的概念如分数时，将获得有针对性的课程及教学活动和教学策略的参考，在搜索过程中也可以调整关键词，例如年级等，以帮助教师为不同学习水平的学生提供合适的教学内容。在Waston技术的帮助下，搜索引擎同样可以做到精确定位并查询到相关视频的特定部分，帮助教师精确找到所需要的内容。同时资源形式丰富多样，如文本材料、图表及视频等。
2.智能测评
近年来，利用人工智能对试题进行智能测评已在中小学广泛应用，很多产品已在市场上取得成功。
科大讯飞的口语测试目前已推广到全国20多个省市，除此之外，讯飞教育技术研究院利用智能评卷技术和网上扫描技术设计开发了纸笔智能阅卷系统[5]。2016年底新东方与科大讯飞合作研发的人工智能教育产品RealSkill应用于出国留学考试的智能写作批改和口语评测，包括专业题库、人工老师批改和针对性课程等一系列功能和资源。学生可以迅速得到针对自身作文、口语对话的评分及针对错误的批改结果[6]。在口语演练方面，学生可以使用App端提供的题目预览、口语演练、智能测评三个功能进行模拟演练，提前熟悉考试流程、适应答题节奏。
句酷批改网是基于语料库和云计算，借助相关算法及图文转换技术，通过比对学生作文与标准语料库之间的差异，在拼写、语法、词汇、搭配等方面标出错误及修正建议[7]，学生可以通过不断修正完成满意的作文。同时可以解决教师面对大量的作文批改不精细、反馈不具体的问题。
ETS（Educational Testing Service）开发的E-rater作为国外最具代表性的智能作文批改系统之一，不论是从语言、内容还是篇章结构上，都更符合人工评分标准。E-rater基于统计模型和自然语言处理技术，采用的是整体评分方式，目前主要应用于托福考试的作文自动评分[8]。国内的智能批改系统及E-rater大部分针对的都是非母语作文，解决的是学生作文中一些基础性、初级性的拼写、语法、词汇和搭配问题，而近期美国哈佛大学和麻省理工学院合作的edX写作评价系统已被美国多所大学和在线教育网站应用于本土大学生写作评价。我国的科大讯飞和哈工大也在研发类似系统。
对于汉语作文的评分系统，2016年10月1日，一款基于语义分析的中文写作智能评价软件在广州面世[9]。对于新闻、散文、公文及学生作文，可自动归纳主题，针对主题再进一步作情感倾向性分析和主题一致性判断，它还可从语言学和语义学的角度上分析对主题的表达程度和文章的修辞水平，并且指导作者根据各项打分结果调整自己的写作，大幅度超越了目前国内外大多数基于词典和统计分析的字词级拼写校对和作文评价产品。
当前大多数智能评测系统的准确性和稳定性有待提高，但是开发者们在语境等较难领域不断攻克，相信未来应用前景将会更加广阔，用户体验和准确性更高。
3.智能组卷阅卷
除了智能测评之外，还有专门针对组卷阅卷的系统，如易教智能阅卷系统和菁优网，其功能用途大体一致，专门针对基础教育阶段的学校日常作业和考试数据，主要目的是帮助一线教师提高工作效率，同时联通学生和家长，实现智能互联。功能包括以下几方面：
（1）学情追踪
教师利用数据库中已有的信息随时了解学生学习薄弱点、逐题分析记录以及已收藏精品题目，提高组卷的效率，对症下药，及时追踪学生学习情况，实现优等生提优、学困生补差。
（2）留痕批改
基于人工智能技术建立题库，根据知识点的重要程度及学生的薄弱点智能选题组卷，使用智能扫描仪，将试题扫描成图片，系统通过“留痕识别”技术自动完成分数统计，不改变教师的批改风格，保留教师原笔迹批注，阅卷质量高且精准高效。
（3）在线批改
系统自动在线完成批改试题，教师只需对主观题进行批改，系统将自动对班级、年级以及各学科的考试情况进行收集、统计和分析。在学生端，学生可以通过智能阅卷系统得出的分析报告，制定提升计划，巩固练习易错点，同时系统根据学生学习特征智能推送精选相关题目，以精准满足学习需求;平台还提供错题集打印、错题分类、学情跟踪等功能。在家长端可以实现家校无缝联通、学习随时跟进、学习习惯培养等各种便利。
（4）智能组卷
教师进入组卷中心，选择自己所带学科，根据教学进度和知识点范围，基础信息、知识点挑题、分值设置等各选项进行设置，对题型、难易度、题类、来源、年份等进行针对性选择，快速生成一套集各种类型题目和针对不同学习水平学生的优质试卷。同时可以组卷预览，快速排版下载，部分功能如图1所示。
4.智能场景教学
虚拟现实、增强现实技术已广泛应用于中小学教学实验及特殊教学场景的还原方面，通过虚拟与现实结合或无缝融合，丰富了现实世界的表现，并且会将危险实验场景等教育内容逼真展现，如将6500万年前灭绝的恐龙带到课堂，在不伤害青蛙生命的情况下将解剖青蛙的实验供学生多次实验探索，将火山喷发的瞬间完整地呈现，这一切都将归功于人工智能，将教学中曾经无法触及和想象的场景逼真展示，多的只是一面神奇的玻璃，通过手动感受和操作增强了学生的互动环节，让他们完全沉浸其中，全面改善教学绩效。如北京景山学校远洋分校打造的人工智能实验室，可提供“人工智能+教育”的应用场景，整个实验室采用目前最尖端的人工智能技术，融入了教学课程，满足教学、体验、展览互动等全方位需求，可服务于小、初、高各个阶段的学生。
如视频《未来玻璃的一天》中，教师带领学生认识颜色的场景，教师给学生呈现光谱，每个学生选择自己喜欢的颜色并将颜色重叠，观察三原色混合的效果，同时可以智能选取不同色调的图像;户外课上教师利用一面玻璃呈现生物的进化，以及增强现实技术支持下的恐龙再现场景，这些都极大地激发了学生的注意力。智能场景下的教学可以弥补传统课堂的不足，丰富教师和学生的知识领域，打破时空界限，将过去、现在和未来无缝融合，不仅是教育的变革，也是人类史上的技术变革。
5.智能教学助手
课堂智能教学助手为教师感知非语言教学行为和丰富的学习分析场景提供支持，帮助教师优化和创新课堂学习设计[10]，对课堂行为进行分析。传统方法是采用专人对课堂中的教学活动进行分析，或者借助视频录像课后分析。施智平教授提出一种基于计算机视觉的课堂行为分析系统AICA（Artificial Intelligence Classroom Analysis），即爱课系统[5]，基于大量课堂实录数据源，利用人脸识别等技术自动统计师生行为的结果，根据注意力分析算法，将行为分类以作为后续课堂教学改进的依据，有助于教师专业发展。此外，基于内容的课堂视频检索还可用于支持课堂学习环境评估，如TeachLivE平台可以帮助教师对教学行为进行自动评价，并在此基础上对行为进行修正。在评估平台中，语义地图可关联课堂视频中的语言性信息与视觉信息;计算机视觉和语音分析技术可测量视频特征;相关的数据指标可用于评估学生在课堂学习的投入度、学习氛围以及教师教学行为敏锐度等。因此，该系统在提高教学氛围以及评估师生教学效率，辅助教师课堂教学修正以及完善教学设计等方面具有潜在应用价值[11]。
智能教學助手除了分析教师教学行为以外，也可以追踪考评学生的学习行为，将学生在线学习时间、学习内容、考勤等学习行为轨迹同步在云端，形成学生过程性评价的依据。蓝墨云班课就是这样一款基于云平台的助教、助学平台[12]，教师可将课件、视音频、图片等多种教学资源存储在云平台，根据需要随时推送到学生智能终端，学生可享受云计算技术带来的资源共享服务，根据学习记录随时调整自己学习的状态，使学习结果变得更有预测性。
三、人工智能促进学生学习
1.智能导学系统给予学生个性化辅导
智能导学系统是借助人工智能系统，让计算机扮演教师的角色来实施个别化教学，提供一种适应性学习支持的系统[13]。同时智能导学系统还是一个数据库，提供学科知识和学习指导，与学生以自然的方式进行互动[14]。主要定位于个性化学习，可以辅导学生课后学习，优化教师教学方式，减轻教师课后辅导的负担。
自20世纪90年代，智能导学系统就在一定范围内推广，并在各类学科教学中显示了其作用。如美国智能导学专家罗纳德·科尔教授等人研发的智能导学系统Interactive Books，主要用于训练中国低年级学生的英语口语及阅读等，其中的虚拟导师Marni会模拟真实人说话的动作和表情，指导学生朗读单词的方法，记录学生朗读的音频，根据朗读单词的准确率给予评价并提供纠错，让教师教学更有成效。科尔教授等人研发的Auto Tutor智能导学系统可以根据学习者的特性建模，为每一位学习者制学习方案;PAL3（支持终身学习的个人助理）通过推送合适的学习资源、帮助做出科学准确的决策等方式为刚入职人员的工作过渡提供支持[15]。除此之外还有教授各个学科的智能导学系统，如帮助物理解题的Andes、教授代数的Algebra tutor、以虚拟3D技术辅助学生探究学习的Crystal island等[16]。
由此可见，在智能导学系统发展的过程中，涉及的学科及范围越来越多，同时智能导学系统也不仅仅是让学生练习、解题，学习方式是多种多样的。这些融入了教育学和认知科学理论的智能代理脚本，使得智能代理可以恰当地选择练习题并给予适应性反馈，并通过建立相应的学生模型追踪学生的状态变化。
2.智能学习软件给学生答疑解惑
随着人工智能技术的发展，智能时代的信息传输和信息获取已变得非常便利，善于在学习过程中选择和应用学习协助工具将起到事半功倍的效果，智能化学习软件可以促进学生主动学习，避免因为疑难问题太多打击学生学习积极性。随着大数据和深度学习等技术的日益成熟，越来越多的拍照搜题类智能化学习软件出现并深受广大学子的喜爱和青睐，成了辅助中小学生课外学习的好帮手，如猿搜题、学霸君、作业帮及作业大师等。这些软件都运用了智能图像识别技术，当学生遇到难题时，手机拍照上传，App在短时间内就给出答案和解题思路，文字的识别正确率极高，在很大程度上提高了学生的学习效率。作为学生学习的好帮手，在课外辅导机构价格高、优质教育资源少的情况下，可以及时辅助学生学习，让学生做作业的过程变得更加轻松，同时这些智能化的学习软件主要实现个性化辅导，针对学生的疑难点生成个性化的错题本。如学霸君的优势是如果不懂题目解析步骤，可以一键呼叫在线教师，请求在线教师答疑，根据学生搜题的薄弱点精选练习刷题的范围提供针对性练习，找对方向攻克，做到知己知彼，提供学习同伴社区，不会的题还可以和学伴分享讨论。而作业帮的特色除了提供直播课、语音搜题、求助学霸、中英互译等，最智能化的功能就是同步练习。
3.人工智能帮助学生疏导心理问题
未来中小学的心理咨询室，除了心理辅导师之外，可能还会有一位亲和可爱的人工智能机器人随时恭候，它可以仔细倾听学生的烦恼，帮助他们分析问题，探索解决问题的方法，促进心理测评和咨询工作的开展。同时，智能机器人还会在后台整合分析数据，当学生做好测试题后，机器人会自动得出测试结果并进行分析，心理辅导教师可依据测试结果，对学生不同程度的心理问题做分级处理，尽快处理一些紧急问题，或者对某些学生给予重点关注，帮助他们尽快走出困境。
有研究表明，智能机器人在攻克自闭症孩子不与社会互动方面取得了很大进展。这些机器人被设计成玩具模样或拟人的卡通形象，更容易吸引自闭症的孩子，机器人有超人的耐心，最擅长不断重复，可以一遍遍地教导孩子怎样和别人点头、握手、识别不同的情绪状态等，研究发现这些孩子和机器人互动的困难要少一点。
当然心理患者的治疗可以追踪他们说的话、写的字，这些信息不仅富含大量的语言学信息，更是心理健康状况的一面镜子。IBM公司正在致力于研究基于心理患者的语言分析智能诊断系统。不同心理问题的患者语言特征不同：抑郁患者音调低、语速慢、消极词汇多;躁狂患者联想快、音调高、语速快;分裂症患者的语言内容缺乏逻辑关联，句法结构存在问题，等等，智能技术能比人更灵敏、更深层次、更大量地捕捉到这些信息。向智能机器人呈现成千上万名不同患者的语言信息后，通过机器学习和语义训练，它们能够很好地学会区分某一语言信息更有可能归属于哪种疾病状态[17]。
目前已有三宝机器人等品牌将机器人的人工智能技术应用在校园中，智能機器人的加入将有助于学校心理健康教育的顺利开展，教师得以及时发现学生的各种心理问题并想方设法解决，确保学生能够健康成长。人工智能给学校教育带来难以想象的变革，尤其是帮助解决学生私密问题、预防学生心理疾病和需要长时间治疗的心理疾病（自闭症、痴呆等）等方面。
4.智能技术帮助学生评价
人工智能通过数据分析掌握学生的特征，形成特征“画像”，通过理清学生的个性化需求，收集反馈与评价，形成学生身心发展的档案。在此平台上，学生能记录和观察自己学习过程中的全部数据，可以与其他同学进行比较;教师可以看到所教班级学生的发展情况，对班级整体情况有清晰的把握;学校领导可以查看学生档案，整体把握学校学生的总体情况。档案中包含学生学习期间的各项综合素质评价的各个维度，帮助学生更好地理解和关注自己在学习中需要注意培养和发展的品质，为其未来身心发展明确方向。此外，平台还提供职业测评、高考志愿测评等系列测评，可以从大数据和人工智能的角度分析学生的学业水平和兴趣方向，形成可视化的专业报告，帮助学生更好地认识自己。如图2所示。
四、人工智能助力学校管理
1.校园智能监控
人工智能支持下的校园监控系统在技术配置上只需安装传感器，同时借助麦克风和识别枪口闪光的红外摄像机，以确定声源和抓拍闪光位置，当校园事故发生之后，具备机器学习能力的麦克风对声音进行分析，利用摄像机及时确定现场情况并向安保人员传递信息[18]。
人脸识别技术和室外摄像头可以轻松识别陌生人和不明车辆，对校园来往车辆及人员进行智能化追踪和定位，安装在校园各个进出口的刷卡系统能够对学生信息进行实时记录，方便统计学生迟到早退信息，让家长和班主任时刻掌握学生在校情况，有效防止学生逃课、夜不归宿等问题，防止校外安全事故。同时人工智能分析技术应用于校园监控，可以减轻常规检查、人工巡逻等带来的负担，通过迅速筛选出有用信息，帮助安保人员迅速从海量的监控视频中找到重点，减轻监控流程。
2.宿舍无感考勤
无感宿舍考勤可以通过宿舍周围及内部的多路红外摄像及追踪设备实现智能宿舍管理，学生进出记录完整，信息流转透明，便于管理统计，结果可实时追溯，对陌生人可以快速识别和追踪，解决了诸多宿舍生命和财产安全问题，同时在一楼宿管大厅展示统计结果，考勤人数和请假人数都展示在统计结果区内，通过后台管理平台，宿管教师可以查看每位学生的考勤请假外出等记录，帮助宿管人员无感管理，智能的宿舍管理平台如图3所示。
智能宿舍考勤系统的两大核心技术是摄像头图像采集和人脸识别，摄像头图像采集具有高灵敏度和实时捕捉的功能，当学生进入监控区域时，摄像头就能捕捉到清晰的面相照片，并全程跟踪捕捉;同时面向多人捕捉，通过配置多个摄像头，捕捉量可达1—16路照片，红外探头可采用德国原装进口的LH1778探头设计，感应范围大、灵敏度高、可靠性强，且能进行正常或超低压两种工作模式，能充分满足了宿舍考勤系统的需要[19]。人脸识别可以避免指纹识别和RFID卡识别方式等出现的替假现象，同时避免学生排队等待刷卡问题，人脸识别在实际应用中准确率高，通常将考勤时间定在宿舍关门前30分钟，在这个时间段内，任何一个摄像头都可以对人脸图像进行采集和识别，识别过程不需要限定特定宿舍特定学生，不限定楼层和宿舍，不要求拍摄角度和着装，只要在宿舍区域内有摄像头的地方就可以进行人脸识别考勤[20]。
3.班务智能管理
班务智能管理是学校教育信息化建设的集中体现，包含班级文化建设、信息公告与查询、班级评比、师生考勤等功能，是学校智能管理的重要组成部分。在班务智能管理中，电子班牌发挥着重要的作用，电子班牌以班级文化建设与学生自助查询为主，主要发挥学生在自我管理方面的作用，还可以代替黑板报、墙体宣传，与校园一卡通结合，方便学生签到、家校互动、走班选课等。教师可在系统后台进行工作审批、作业发布、调课换课、发布通知、处理请假等日常工作管理，其中在线请假主要由班主任发起，系统自动通知家长，学生在规定时间内刷脸离校，学生出入即刻通知家长，为班务管理提供便利，将班主任的一部分工作任务分担出来，由学生自助管理，减轻班主任的工作量，同时也满足学生个性化需求。
如班务管理及德育管理的好助手“易值周”平台结合移动智能的特点，实现检查与记录同步，数据实时呈现，可以在微信、电脑、电子班牌等多个显示终端展示，支持多人参与，提供日、周、月排行榜单、优胜榜单，针对薄弱项分析等多种激励手段，很好地调动了班主任和学生的自律性，在即时数据、竞赛排名的驱动下，形成了积极参与性，提高了班务管理的效率，加强了学校德育工作的氛围。“易值周”对于两操、纪律、文明及卫生等问题也可以随时捕获，同时系统操作方式简单，在手机上关注“易值周”公众号或安装软件，点击上方相机图标可以随时进入拍摄界面拍摄现场情况并记录，还可以进行文字记录，选择班级及扣分项目进行扣分等，最后点击发布即可，操作简单方便，深受教师喜爱，界面如图4所示。
五、结论与启示
中小学学校管理工作纷繁复杂，教学工作与德育管理同等重要，在培养学生德智体美劳全面发展的教学目标下，教师工作任务繁重，因此借助人工智能技术可以使教学效果事半功倍，同时能够极大地提高师生的工作和学习热情，有利于教育的长远发展，使教育与时代发展并肩齐发，相辅相成。同时教师在教学过程中要不断探索与创新，在教书育人这条道路上不断革新，使自己在授业解惑的同时，担负起将新技术、新理念、新使命交给下一代的职能，使学校教育与社会使命顺利接轨，培养对社会有用的人才。
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（编辑：鲁利瑞）
