教育机器人对小学生学习动机的影响

赵佛玲 刘 英 王寅枚

（上饶师范学院教育科学学院，江西上饶 334001）

随着人工智能技术在教育领域的不断推进，教育机器人对小学生的学习和生活发挥着越来越重要的影响。一般来说，面向基础教育领域的教育机器人是指狭义上的教育机器人[1]，是人工智能、语音识别和仿生技术在教育中应用的典型，以培养学生的分析能力、创造能力和实践能力为目标[2]。目前，发达地区的学校教育已经开始投入了教育机器人技术，借以调动学习积极性和主动性，提高教育质量。我国教育机器人主要被用以提高学生设计、开发、应用和创新能力。虽然北京、上海、广东、浙江、江苏、湖北等省市已经先后将教育机器人纳入课程，但关于教育机器人对小学生产生了什么、哪些影响的研究并不多见。本文正是关注了教育机器人对小学生学习动机的积极和消极影响。

1 教育机器人对小学生学习动机的积极影响

美国《地平线报告：2016高等教育版》提到，针对K-12阶段的学生而言，教育机器人已被广泛用于特殊儿童学习[3]。已有研究显示，教育机器人作为学习工具有巨大的应用和发展潜力[4]，它作为一种典型的数字化益智玩具，以丰富的知识储备和有趣的程序适用于各种学科和教学活动，可达到寓教于乐的目的[5]。可见，教育机器人作为外部辅助学习设备，有利于小学生的学习兴趣、学习热情的提高，进而增强内部学习动机，提高教育教学质量。

1.1 通过完整的教学生态调动学习热情

教育机器人通过人机结合和人工智能系统对小学生的知识技能进行整合，向小学生传授相应的知识，小学生通过同化和顺应来建构自己的知识框架，随后，机器人向小学生提供学习任务、练习、批改、测试、评估这一系列的服务，形成“学、练、改、管、测”于一体的完整教学生态[6]。通过这个过程，一方面可以加深学生对某学科的认识，并通过完整的教学生态系统满足学科知识需求。当学生在认识到某学科的价值，对其产生了积极的认知，才有可能体验到学习的乐趣，才会产生学习热情，逐渐形成稳固的、内部的学习动机。教育机器人与学科教学相结合，可以帮助科学、数学、力学等等学科的教学，在国内已经有学者提出机器人与理科教学整合的想法。

1.2 通过“个性化”的学习辅导激发学习兴趣

大数据和人工智能的发展为教育机器人参与和管理小学生的学习过程提供了可能。机器人处理的数据越多，对小学生的学习习惯和学习成就的预测地越精准。因此，当小学生通过教育机器人的学习平台进行学习时，相应的会产生大量的学习习惯、学习思维和学习行为等相关数据，教育机器人通过分析数据， 将会对小学生现阶段学习情况有一个比较准确的了解。若以此制定个性化学习计划，方便随时、及时调整，并能监测学习过程和检验学习效果，那么，这种一对一的学习辅导，有利于小学生查漏补缺，获得学习的快乐和成就感，最终提高学习兴趣，促进学习动机的发展。

1.3 通过“伙伴式”的帮助增强学习信心

教育机器人实现了人机交互，主要体现在语音识别方面，即小学生通过与教育机器人的简单对话来进行学习。小学生可以通过问答、聊天以及讲故事等方式从教育机器人那里得到相应的反馈。这个反馈既可以是科学知识，还包括简单的情感反馈，如带有鼓励性、幽默性的语言。积极的反馈不仅有助于科学知识的学习，还能增强自信心，提高附属内驱力，进而激发学习动机。同时，教育机器人的角色也从一个简单的知识提供者转变为学习陪伴者。研究表明，同伴关系在儿童青少年社会能力、认知、情感、自我概念和人格的健康发展和社会适应中起着重要作用。小学生的学习动机受外部环境影响较大，教育机器人在形体上与儿童接近，能做出逼真的拟人型动作，可以和儿童一起玩耍，充当儿童真正的玩伴。教育机器人作为学习陪伴者，在小学生学习的过程中可以起到维持学习动机的作用。

1.4 通过游戏情境的设置提高学习趣味性

教育机器人以其特有的功能在小学生学习时，会根据小学生的心理发展状况设置多种情景，寓教于乐。其中游戏情境最为常见。游戏在小学生的生活中扮演着重要的角色，游戏因为能给小学生带来轻松愉悦的感受，因此倍受小学生的青睐。教育游戏是教育和游戏相整合的产物，它应用游戏化的学习环境来进行教育，为激发学生的学习动机和提高学生的学习兴趣创造了条件，其目的是优化教学效果，使学生更有效地学习。教育游戏是教育机器人程序的重要组成部分。

机器人本体设计方面主要选用积木式、插件式或变形式三种类型，具有易用性、趣味性、益智性和反馈性。通过综合利用发声（如警报、音乐、语音等）、发光、运动（如旋转、移动等）等多种途径，激发孩子的好奇心和求知欲，引导小学生进一步的思考和探索。教育机器人把学习和游戏的优点紧密结合起来，使学生在活泼愉快的情绪中，在富有兴趣的条件下，自然地进行学习[7]。它将玩和学有机的结合在一起，以其内在趣味性诱发儿童的内在动机。教育机器人通过人工智能创设出一种虚拟的游戏情境，并给小学生布置相应的学习任务，小学生在完成任务时，会沉浸其中，全身心的进行学习，达到一种忘我的状态，从而提高学习效率。在小学生完成后，会体验多次成功带来的成就感，降低对失败的恐惧，增强成就动机。同时根据任务完成的情况让小学生看到自己对知识的掌握情况，增强学习的自信，提高自我效能感，建立一个学习的良性循环。

1.5 通过远程的合作增加良好的学习体验

教育机器人建立了网络学习共同体，创设了和谐的集体学习氛围，作为学生与学生、学生与教师之间沟通与交流的中介媒体存在，起到了重要的积极作用。教育机器人可以根据不同的学习需求，随时切换到远程教育模式，让学生充分体验与伙伴共同学习的感觉，在合作中寻找到解决问题的成就感，同时，学生根据自身所长进行分工、共同进步，每个成员都有机会获得成功，从而增加成就动机，同伴的认可也及时地增强了附属内驱力。除此，教育机器人也可以为学生提供线上教师，并布置相应的学习任务以维持学习动机。这种一对一的交流，不仅减轻了情感的疏离感，容易产生轻松愉快的心情和高涨的热情，而且在难度适当的学习任务中增加了成功体验，获得了学习满足感，容易产生最佳的学习成就动机。

2 教育机器人对小学生学习动机的消极影响

小学生对于知识掌握的广度和深度极为有限，容易对学习目标产生迷茫、不明确的现象，对学习结果所带来的后果和影响的关注，往往超过对学习本身的兴趣往往，这就意味着小学生的内部学习动机普遍比较薄弱，并且容易受到外部学习动机的影响。在教育机器人辅助小学生学习过程中，由于小学生的身心特点，教育机器人亦可能产生消极影响。

2.1 程序化的知识可能会削弱学习积极性

机器人毕竟是机器，人工智能技术再高明，机器人终究是代码和程序的综合体，仅仅在响应、搜索和输出知识方面略胜一筹，它不能也不可能完全取代人的教学辅助，更不可能根据学生的个性化点，能动性的解释或调整知识结构。因此，长期依赖教育机器人给予知识理解和技能习得的辅助，可能会导致学生对知识理解的固化，思维模式的僵化，反而不利于小学生知识的建构，最终打击学生的学习积极性。

2.2 “无所不知”的资源可能会弱化学习自主性

从长远来看，如果过度的依赖教育机器人制定的学习计划或建议，学习者的自我反省、自我意识和自主学习的能力可能不断地会被弱化。教育机器人是辅助学生认清自己的学习状况的绝佳工具，但是，小学生对教育机器人很难有清晰的角色和功能定位，那么，在知识学习过程中，容易缺乏学习分析的心路历程，不利于自主学习能力的锻炼和强化。

2.3 “碎片化”的知识可能不利于系统知识框架的建立

教育游戏如果采取简单地以产品化的电脑游戏、动漫、视频的形式进行，不但教育效果值得怀疑，而且要么因为其形似游戏，实则说教。学习者对之不屑一顾，容易使小学生沉迷于娱乐本身而玩物丧志，甚至产生教育泛娱乐化的问题[8]。由此，小学生关注到的重点变成游戏本身，小学生的注意力被极大地分散了，其学习动机容易被抑制。其次，教育机器人呈现的教育游戏大多以提供碎片化知识为主，长此以往，小学生得不到较为系统的知识框架，同样会较低小学生的学习热情，对小学生的学习动机产生消极的作用。

2.4 “冰冷”的机器可能会降低学习带来的成就感

远程教育最突出的特点就是师生分离，学习者孤身一人，体会不到教师亲切的关注和情感支持，看不到同学的支持的眼神，容易使学生在遇到学习困难和挫折时，感到焦虑、无助，而且由于小学生所接受的传统教育习惯于灌输，加上小学生本身的自控能力和自制能力有限，仅靠一个屏幕无法实时督促小学生学习，保障不了小学生的学习效率，长此以往，容易影响小学生学习的自觉性，不利于学习注意力的持久，最终降低了学习所带来的成就感。成就感的降低会极大地影响学习动机的提高。

综上所述，在信息技术时代背景下，人工智能技术与教育的融合是大势所趋。教育机器人集计算机技术和教育教学功能于一身，其强大的知识资源库和迅速的信息提取能力对小学生学习辅导、教师教学辅助等方面起到了积极作用，在小学生的学习和生活中发挥的作用将日益明显。然而，由于电子产品本身的缺点，教育机器人亦不可避免地存在一些消极影响。只要教师、家长和学生运用得当、使用得体、监督及时，其积极功能仍然多于消极功能。当然，鉴于机器人的日益普及，建议已经应用机器人于教育教学中的学校重视机器人在教育评价和反馈中的重要作用，已经购买机器人的家庭要避免将学习辅导的任务全部交给机器人，应该多与小学生进行交流，积极改善、弱化其消极功能，以促进积极功能的最大化发挥，增强学生的内部学习动机，提升教育教学质量。