內(nèi)容提要：人工智能是全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的著力點，已經(jīng)在電商零售、醫(yī)療健康、交通、個人助理多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。人工智能同樣在教育領(lǐng)域擁有較大應(yīng)用潛力，有望在未來學(xué)校教學(xué)與管理上發(fā)揮重要作用，具體表現(xiàn)為維護校園安全、輔助教師教學(xué)、變革學(xué)習(xí)范式、優(yōu)化學(xué)校管理四個方面。同時，由于學(xué)校教學(xué)與管理的獨特性和復(fù)雜性，人工智能應(yīng)用也面臨推廣運行難、與現(xiàn)有管理平臺對接難以及教育數(shù)據(jù)安全等挑戰(zhàn)。

　 近年來，世界各國高度重視人工智能技術(shù)的發(fā)展，相繼發(fā)布了相關(guān)研究報告。2016年10月，美國白宮發(fā)布了《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》和《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》兩份重要報告。2016年11月，英國政府發(fā)布《人工智能：未來決策制定的機遇與影響》報告。2017年3月，國務(wù)院總理李克強發(fā)表2017政府工作報告，指出要加快培育壯大包括人工智能在內(nèi)的新興產(chǎn)業(yè)，“人工智能”首次被寫入政府工作報告。當(dāng)前，人工智能正逐漸融入電商零售、醫(yī)療健康、交通以及個人助理等多個領(lǐng)域，并展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用空間。人工智能在教育領(lǐng)域同樣擁有巨大的應(yīng)用潛力，隨著知識表示方法、機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、智能代理、情感計算等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，人工智能將在教育領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用[1]。

　　人工智能在教育中的典型應(yīng)用主要集中在智能導(dǎo)師輔助個性化教與學(xué)、教育機器人等智能助手、居家學(xué)習(xí)的兒童伙伴、實時跟蹤與反饋的智能測評、教育數(shù)據(jù)的挖掘與智能化分析、學(xué)習(xí)分析與學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像六大方向[1]，已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。學(xué)校作為教育活動的重要組織場所之一，人工智能將為學(xué)校的管理與教學(xué)帶來變革性的影響，主要表現(xiàn)在四大方面：維護校園安全、輔助教師教學(xué)、變革學(xué)習(xí)范式以及優(yōu)化學(xué)校管理。

　　維護校園安全

　　計算機視覺與機器人技術(shù)的發(fā)展使得人工智能維護校園安全成為可能，其將在非法人員識別、消防安全預(yù)警、活動事故防護三個方面發(fā)揮重要作用。

　　1.非法人員識別

　　部署保安機器人將是未來學(xué)校保證維護校園安全的重要措施之一。保安機器人能通過眼部的圖像采集設(shè)備采集進入校園人員的面部信息，識別當(dāng)前人員身份，若未檢測到相關(guān)人員信息，系統(tǒng)則會通知學(xué)校的安保人員進行身份驗證、登記等工作。同時，位于校園各處的保安機器人還將實時監(jiān)控是否有陌生人通過非正規(guī)途徑進入校園，檢測到相關(guān)行為之后，則會通知學(xué)校安保人員進行處理。此外，位于學(xué)校門口的保安機器人還將采集學(xué)生的面部信息，與信息庫中的學(xué)生信息相比對，確定學(xué)生身份，并記錄學(xué)生到校與離校時間，確保學(xué)生在校期間的安全。

　　2.消防安全預(yù)警

　　未來學(xué)校的消防安全預(yù)警系統(tǒng)包含了感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器、可燃氣體探測器等多種感應(yīng)器，同時通過攝像設(shè)備實時采集圖像信息，分析畫面中是否出現(xiàn)明火、煙霧等現(xiàn)象。其綜合圖像分析與探測器感知，判斷是否有火災(zāi)現(xiàn)象發(fā)生。此外，系統(tǒng)通過實時采集校園內(nèi)人員的行為數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)庫中消防安全危險行為做比對，分析是否有相關(guān)危險行為發(fā)生。若危險行為發(fā)生，則會通知學(xué)校安防人員。在火災(zāi)發(fā)生時，擁有智能搜救技術(shù)的消防機器人將會代替人進入火災(zāi)發(fā)生區(qū)，通過生命探測儀，自動感應(yīng)、搜索、識別被困人員，將其救出火災(zāi)發(fā)生區(qū)。消防機器人的部署很大程度上避免了人員進入火災(zāi)發(fā)生區(qū)受到二次傷害現(xiàn)象的發(fā)生，其機動性超越了現(xiàn)有的消防安全系統(tǒng)，在很大程度上保證了校園內(nèi)師生生命和財產(chǎn)安全。

　　3.活動事故防護

　　目前，校園課間活動的傷害事故主要表現(xiàn)在擁擠踩踏傷害、追逐打鬧傷害、危險游戲傷害等三個方面?；谌斯ぶ悄艿幕顒邮鹿史雷o系統(tǒng)通過校園內(nèi)的攝像設(shè)備實時采集師生行為數(shù)據(jù)，通過與數(shù)據(jù)庫中活動事故危險行為模型相比對，分析判斷是否有危險行為發(fā)生。若相關(guān)行為發(fā)生，系統(tǒng)則會將相關(guān)危險行為發(fā)生的地點、類型等發(fā)送給學(xué)校的安防人員，提醒安防人員采取相應(yīng)措施。

　　輔助教師教學(xué)

　　隨著圖像識別、語音識別、自然語言處理等技術(shù)的發(fā)展，越來越多的人工智能工具被應(yīng)用于教育領(lǐng)域，成為教師教學(xué)的得力助手。教育機器人和智能作業(yè)測評工具的出現(xiàn)大大減輕了教師的負(fù)擔(dān)，提高了教師教學(xué)的效率。

　　1.輔助備課

　　備課機器人能夠通過語音識別記錄教師話語信息，利用自然語言處理技術(shù)分析整合教師話語信息，識別教師要求。備課機器人根據(jù)教師提供的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點、學(xué)生的基礎(chǔ)知識等，在相關(guān)學(xué)科的知識庫中進行資源的搜索與整合，形成電子教案。同時，根據(jù)教案內(nèi)容為教師提供課堂測試習(xí)題以及上課所需課件。教師只需要根據(jù)所教班級的學(xué)生特點與自己的教學(xué)習(xí)慣，對教案、測試習(xí)題以及課件稍作調(diào)整即可應(yīng)用于教學(xué)。

　　2.智能作業(yè)測評

　　自然語言處理技術(shù)的進步使得作業(yè)自動批改成為可能。科大訊飛將“訊飛超腦”計劃的階段性研究成果“全學(xué)科閱卷”技術(shù)應(yīng)用于考試，實現(xiàn)閱卷過程的數(shù)據(jù)化與自動化，在將教師從簡單重復(fù)的閱卷工作中解放出來的同時，完成對考試數(shù)據(jù)的采集[2]?；谌斯ぶ悄艿淖鳂I(yè)評測系統(tǒng)可對作文、閱讀等主觀題進行語義識別并提出修改意見，根據(jù)學(xué)生的作業(yè)結(jié)果為教師自動生成詳細的學(xué)情報告。智能作業(yè)評測技術(shù)的應(yīng)用將有效分擔(dān)教師的教學(xué)壓力，顯著提高教學(xué)效率，教師能夠更多地專注于與學(xué)生互動、教學(xué)設(shè)計和專業(yè)發(fā)展。