智能机器人及其教学应用：创新意蕴与现实挑战

发布时间：2020-11-16 20:36

　　 第三次人工智能浪潮的到来,掀起了人类历史上最具颠覆性的智能化革命,深刻地改变了技术与人的关系。以人工智能(AI)为驱动力的智能机器人技术,正逐步进入学校与课堂,赋能教学创新,催生了整合智能机器人的新型教学与学习生态系统。基于此,从智能机器人的内涵出发,梳理智能机器人的发展特征与教学功能;结合智能机器人的教学应用典型案例,审视智能机器人作为教学赋能之要素。通过计算与连接工具,探讨智能机器人助力精准教学、实践创新能力培养,开展智慧学伴、智能测评、大数据教学过程管理、人机协同"双师课堂"等方面的教学应用;从教学系统变革层面出发,以智能机器人为增强要素,促进教育系统的协同与治理;支持教师数字素养提升,补偿性教育技术应用,教学管理智能化,助力学校教育"智"理等;同时,结合现实提出智能机器人在教学应用中面临的五大挑战,以期为智能时代智能机器人的教育应用与发展,提供参考与思路。
【部分图文】：

Pepper是一款人形机器人，身高120厘米，体重28千克，利用脚轮移动，最大时速为3Km，胸口配备10.1英寸触摸屏。目前，已经广泛应用于各类学校的教育教学场景中。Pepper机器人的特征及功能，主要有以下几个方面：(1）具有情感识别功能。Pepper机器人头部装有一个麦克风、两个摄像头和一个3D传感器，对人的表情、声调到喜怒哀乐等七情六欲均可识别，还能判断与人的距离以及发声的方向。

智能机器人还可充当学习监督者、调节者的角色，当学生学习目标发生偏移时，可对学习者进行引导。在教师授课间隙，智能机器人可对学生学习过程进行监测，及时给予智能化的辅导和干预[8]。目前在美国，研究人员引进智能机器人作为导师，帮助学习者学习拼图游戏[9]。研究人员Daniel Leyzberg等还比较三组不同的智能导师系统的效果，如图2所示。这三组分别为：单独声音指导、Keepon机器人图片加声音指导、实体Keepon机器人导师指导，结果表明：实体机器人能更好地帮助学习者提高拼图技巧和思维能力。Keepon机器人由于可爱的外形特点和情感识别功能，Costescu还将其作为训练自闭症儿童的教学人员，有效提高了自闭症儿童的情感表达、抽象思维和情绪管理等[10]，如图3所示。因此，智能机器人不仅是传授知识、提高学生认知水平的重要助手，还能有效提高学习者的情感认知能力。

这三组分别为：单独声音指导、Keepon机器人图片加声音指导、实体Keepon机器人导师指导，结果表明：实体机器人能更好地帮助学习者提高拼图技巧和思维能力。Keepon机器人由于可爱的外形特点和情感识别功能，Costescu还将其作为训练自闭症儿童的教学人员，有效提高了自闭症儿童的情感表达、抽象思维和情绪管理等[10]，如图3所示。因此，智能机器人不仅是传授知识、提高学生认知水平的重要助手，还能有效提高学习者的情感认知能力。（二）智能机器人提供嵌入式STEAM与编程教育，促进综合实践与创新能力的培养
【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 黄志坚;;机器人教育探析[J];实验教学与仪器;2010年05期

【共引文献】

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1 阮丽娜;陈劲光;;论机器人在残疾人教育上的应用意义[J];河南科技;2013年12期

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2 卢秋红;;推动人工智能与教育深度融合 促进教育均衡发展——首届中国智能教育大会在京隆重召开[J];中小学信息技术教育;2018年09期

3 李亦菲;;智能教育与人工智能教育之间的关系[J];教育家;2017年44期

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10 徐立芳;莫宏伟;李金;梁红;栾宽;;智能教育与教育智能化技术研究[J];教育现代化;2018年03期

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5 孙键;面向课堂协作学习的分组专家系统研究[D];上海师范大学;2009年

本文编号：2886638