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难实现，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。