随着人工智能技术的不断发展，机器人在教育领域的应用价值不断提升。而机器人到底如何在教育实践中运用，又如何为教育赋能？

中国教育科学研究院党委书记、院长李永智在《教育数字化转型：人工智能、区块链和机器人技术如何赋能》中为我们展开介绍。

关于本书

《教育数字化转型：人工智能、区块链和机器人技术如何赋能》由经济合作与发展组织（oecd）编写，李永智主译。

李永智，现任中国教育科学研究院党委书记、院长。教育部基础教育教学指导委员会副主任委员，教育部第二届教育信息化专家组成员。复旦大学新闻传播学博士，清华大学工商管理硕士。先后任职于教育部、中国驻美使馆、东华大学、上海市教委。长期从事教育管理及教育信息化研究和相关工作，发表核心期刊论文数十篇，出版专著十余部，主持参与项目十余个。受邀主持oecd全球教学洞察（gti）项目。

机器人在教育领域主要有两类用途：一类是教授科学、技术、工程、数学（简称stem）学科及激发学生学习stem的兴趣，另一类是近年来承担教师的角色。自20世纪70年代以来，在人工智能和机器人技术新发展的推动下，机器人在stem教育中的教学潜力得到了广泛的探索和发掘，但机器人教师作为一项新技术，目前仍处于研究和概念验证试验阶段。

01

机器人对多大的学生有效果？

尽管大多数研究集中在6—12岁的儿童身上，但事实证明机器人对其他年龄段的人同样有效。研究表明，从学前班的语言辅导一直到高等教育阶段，机器人在任何年龄段的学习者身上都能发挥作用——前提是对机器人进行恰当的设计，并为学习者提供与其年龄契合的交互体验。

在机器人设计上，不同年龄的孩子会对其提出不同的要求。事实证明，为高年级学生制造机器人在技术上更具挑战性，因为他们对机器人的能力提出了更高的要求。

02

机器人能够教授哪些学习领域？

在教育领域，机器人最适合教授那些相对有限且输入内容具有良好描述的主题。

像地理、词汇或低年级的科学等侧重知识传播的学科内容很适合由机器人来辅导。这类学习相对易教、易评估，学科主题结构良好，很容易通过形成性评价或测验来评估学习者的学习水平，因此机器人可以在此基础上调整它的辅导。

像阅读或数学等侧重技能习得的学科内容也比较适合由机器人来辅导。这些技能一般可以显示在电脑屏幕上，因为它们通常有很强的视觉成分，机器人会在学习过程中提供鼓励和支持。它会根据学习者的情况和进度做出调整，并在适当的时候提供提示、鼓励和帮助。

机器人在情感辅导领域也展现出了前景，可以直接应用于教学本身，比如机器人会鼓励学习者完成更多的练习或鼓励他们在家练习。

同时，机器人也可以用于教授和促进软技能和社交技能的提升。例如，机器人能有效地帮助自闭症谱系障碍儿童练习社交技能。

在运动技能或身体康复等体能辅导方面，机器人也有着独特的优势。机器人不仅可以演示动作，还可以在过程中提供支持。例如，哈萨克斯坦的一款社交机器人已被用来提高6—8岁儿童的书写能力。该机器人采用的是同伴学习的方式：向孩子们呈现机器人潦草的字迹，并要求他们向机器人展示工整的字迹。事实证明，随着机器人书写能力的提高，原本最差的学生的字迹也得到了改善。

最具挑战性的学习领域，也是机器人辅导有可能投资回报率最高的领域，是基于无约束社会互动开展的学习活动。语言学习就是一个非常典型的例子，因为学习者可以通过与机器人进行口语互动练习来提升目标语言的听说能力。

然而，无约束的人机交互在技术层面的挑战仍然很大，该应用很可能还需要几十年的时间才能成熟。如上所述，在此期间由人类操控的远距临场机器人可以填补这一空白。

03

机器人会取代人类教师吗？

机器人教师或导师的商用化可能性有限，且短期内不太可能改变。

一方面，该技术不得不面临来自其他课堂教育技术工具的竞争。另一方面，虽然研究表明，与基于屏幕的技术相比，机器人在教育产出方面确实优势更加明显，但尚不清楚这是否足以说服技术公司和学校投资机器人以协助教师进行教学。因此，这项技术将如何成熟及如何进入主流教育仍未可知。

同样需要明确的是，机器人不会取代人类教师；相反，在最佳的情况下，它们对人力、时间、资源稀缺的教育行业来说是一种补充。尽管如此，机器人在教育方面的潜力还是相当大的，在教室里使用机器人助手只是时间问题。

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上观号作者：第一教育