智能机器人在幼儿园应用中的价值、现实问题及优化策略探析

孙凡越 但菲

摘   要：随着科技的高速发展，一些幼儿园引入智能机器人辅助教学，形成了以人工智能促进教育实施的新局面。幼儿园引进智能机器人有助于促进人工智能的发展、学前教育的变革和幼儿的快乐成长。当前智能机器人在幼儿园应用中存在机器设计不合理、人机合作不顺畅、功能运用不全面等现实问题。在幼儿园中应用智能机器人，需注重儿童体验，更新适宜的人工智能技术;提升教师素养，优化切实有效的人机配合途径;规避形式主义，建构机器引进的合理利用策略。

关键词：智能机器人;幼儿园;价值;现实问题;优化策略

中图分类号：G610 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2021）05-0035-05

一、引言

在信息化技术高速发展的时代，人工智能作为科技发展的尖端技术被广泛应用于各大领域。2017年国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，这是我国首个面向2030年的人工智能发展规划，预示人工智能正上升为国家战略，在此规划中教育领域被提及18次。[1]2018年版《人工智能标准化白皮书》提到，人工智能是新一轮产业变革的核心驱动力，将在催生新技术、新产品的同时，对传统行业进行较强的赋能，极大提高公共服务的精准化水平。[2]一系列的政策表明，人工智能的发展势如破竹，其成效将惠及各个行业，教育领域亦是如此。

改革开放40年来，学前教育作为备受社会关注的教育事业在不断地迭代更替，幼儿园的教学环境、教学质量等也随之提高。人工智能时代的到来，使学前教育领域也形成了以智能化形式促进教育改革与发展的新趋向。姜勇等人在“面向2035年的学前教育”战略目标与规划图景中，提及加速教育信息化、人工智能建设，构建“智慧型”幼儿园课堂的构想。[3]部分园所也尝试引入人工智能元素，如“互联网+”、AI教材、智能机器人、编程课等。但由于编程类课程本身较为复杂，且学龄前儿童的逻辑思维发展尚未完善，许多专家对幼儿园引入编程课持反对的态度。[4]因此，现阶段在幼儿园中引入人工智能元素偏重于以智能机器人辅助幼儿园教育活动的形式为主，使幼儿在与机器人的交流过程中发展信息意识，为未来的AI学习奠定基础。

二、智能机器人在幼儿园应用中的价值

1.紧跟国家发展战略，推进新时代人工智能建设

随着科技的发展，我国正走在人工智能事业不断强大的路上。作为科技发展的最尖端技术，人工智能已遍布于许多领域，而教育与人工智能的融合亦已成实然态势。从短期成效来看，将智能机器人引入到幼儿园内，能促使我国教育信息化的涵盖面扩大，涉猎的技术更加精准，从而为新时代的人工智能建设提供更广阔的发展空间。从可持续发展的角度来看，二者的融合能为持续培养科技人才奠定基础。教育是培养人的社会活动，其目的是将受教育者培养为社会发展需要的人。进入21世纪，我国的教育政策文件均指向培养具备全新价值观和知识技能的人。[5]在信息技术为核心产业的时代，培养科技人才便是持续发展的不竭动力。学前教育作为基础教育的第一环，最重要的是使幼儿为未来生活做准备。在幼儿园时期让幼儿接触智能机器人，可以为幼儿埋下科技的“种子”，使幼儿对人工智能有正确的认知和浓厚的情感，为今后的相关知识学习做铺垫。同时也有助于培养国家科技发展的建设者和接班人，为未来的科技强国建设夯实基础。

2.聚焦传统教育缺口，促进新时代学前教育变革

人工智能在教育领域中的应用成效虽然不及电子产业显著，但新技术也确实在不断推进教育方式的转型与升级，以促进教育的稳步发展。在学前教育中，人工智能同样能够提供新的形式和选择。智能机器人是指教师和学生以教育机器人为主要教学媒介和工具进行有关教学活动。它能够作为辅助教育的工具，协助幼儿园教师建立有趣、生动的学习环境，给予幼儿在情感、思维、语言、认知等方面的指导和帮助，并提高教学效率。[6]将智能机器人应用于幼儿园中，有助于为幼儿提供优质、崭新的学习环境。传统教育中的知识传授者角色仅由幼儿园教师承担，而教師在知识储备量、表述严谨性等方面常存在短板，智能机器人的引入有助于打破教育模式单一和教师水平局限的问题，从而形成以人工智能促进教育改革的新局面。同时，智能机器人应用于幼儿园中能够有效解决传统教育中资源匮乏、师资建设良莠不齐等问题，有利于改善学前教育水平，促进学前教育的均衡发展。[7]科技的发展对教育存在重要影响，特别是教育人工智能可以关注到传统经验主义视域外的细节，使教育更趋向智能化、精准化和个性化。因此，正确地将智能机器人应用于幼儿园之中，与时俱进地发挥人工智能的优势，有助于促进学前教育的发展与变革。

3.贯彻以人为本理念，助力新时代幼儿快乐成长

学前儿童具有巨大的发展潜能，将智能机器人融入到幼儿园中，有助于在保证幼儿需求的前提下，促进其快乐成长。第一，智能机器人的引入能够促进幼儿全面发展。技术人员可以对智能机器人自身的模块进行预设，帮助幼儿建立完整、全面的认知系统。[6]同时，智能机器人的应用能使幼儿在科技环境的陶染下感受、探索并理解世界，有利于促进其想象力和专注力等方面的发展。[8]第二，智能机器人的引入能够激发幼儿快乐学习。学前儿童充满好奇心并乐于探索周围的事物，人工智能作为新式的尖端科技对幼儿有足够的吸引力，尤其是智能机器人在引入幼儿园教学活动后，其外观、功能等可以使幼儿产生浓厚的兴趣。智能机器人以及人工智能技术能够激发幼儿参与学习、社会活动，并能使幼儿保持对科学互动技术资源的浓厚热情。[9]第三，智能机器人的引入能够形成更贴近幼儿需求的教育方案。2017年的统计结果表明，现阶段我国幼教教职工数和在园幼儿数的比值为1∶10.97。[10]在幼儿园内，每名教师至少需要承担十名幼儿的教育教学工作，致使教师难以保证全神贯注地关注每名幼儿的表现和需求。而智能机器人可以帮助改善这一问题，它通过观察采集每名幼儿的真实数据，并基于大数据分析提供智能、客观、权威的发展评测。根据智能机器人的反馈信息，园所、教师及家长能够有针对性地对幼儿的实际情况实施真正适宜的引导和教育，使教育更加贴近幼儿本身的需求。

2.提升教师素养，优化切实有效的人机配合途径

虽然机器人具有很强的知识能力，但是教师承担着塑造人、塑造灵魂的使命，不能被智能机器人所取代。因此，将智能机器人有效应用于幼儿园之中的关键是实现教师和机器人的配合。幼儿园教师作为教育活动的承担者和教学环境的创造者，其信息素养对智能机器人的操控存在重要影响。因此，提升幼儿园教师的信息素养，有助于实现优质、有效的人机配合。

一方面，依托职前培养加大准幼儿教师的信息化输入。一些研究者提出基于教育人工智能背景的职前幼儿教师培养路径，如通过开设编程、大数据分析和融合类等课程和“政府—高校—幼儿园，三位一体”的协同发展平台，培养职前幼儿教师的信息素养和实践能力。[12]同时，高校学前教育专业可以通过引入人工智能元素的方式，协助准幼儿教师在智能环境的影响下感知、熟悉人工智能，并逐步建立信息意识。此外，亦可以让学生走出去，通过对一线真实人工智能教学情境的实际感知引起对人机配合的思考。

另一方面，借助职后培训助力幼儿园教师的信息化成长。园所是辅助、监督幼儿园教师专业提升的重要场所，在引入智能机器人后，园所需重视对教师信息素养的相关培训，以加强幼儿教师对人工智能的了解。通过培训，幼儿园教师能够运用已有的知识结构探究人与机器之间的差异所在，并据此优化二者之间的合作路径。第一，园所应重视对带班教师的培训，为其筛选并提供适宜的培训机会，以促进教师在信息意识及信息运用能力等方面的提升。如通过主题为“人工智能背景下如何实现因材施教”的培训，教师能在教学活动中观察、分析幼儿的学习状态、认知水平和学习风格，从而灵活调整适应幼儿的不同教学模式和方法，并据此确定与智能机器人的合作模式。第二，园所应注重实践性导向的培训实施，从真实教学情境入手，以评比等激励方式考察教师的具体实践能力，促进教师在实践中的自我提升和相互作用。如园所可以以“人工智能环境中班级教学活动的突发问题解决”为主题，对每名教师处理与智能机器人合作中遇到问题的情况予以评估和反馈，促进教师在实践中纠错、反思以及自我提升的能力。第三，园所亦应设立专门的人工智能方向的技术人员，并督促其定期参与外界培训，以此保证给园所提供持续的、先进的信息内容，同时保障智能机器人在教学中的准确、有效运用。

3.规避形式主义，建构机器引进的合理利用策略

形式主义过于强调事物外在形式的重要作用，而否认了事物内在本质的意义，因其具有极大的盲目性和主观性而广受批判。园所在引进智能机器人的过程中，应规避形而上学思想的影响，避免生搬硬套、华而不实的表面功夫，杜绝以人工智能引进为噱头的商业手段。对于教育智能机器人的使用亦不应只拘泥于某种功能，而是要不断探索其无限可能，避免一叶障目、因小失大。园所需着眼于文化的向内扎根，结合实际特征发掘人工智能的强大优势，形成长远的引进和运用规划，不断提升教学质量以促进园所的向外发展。因此，在幼儿园引入智能机器人的过程中，做好机器引进的规划策略并加以合理运用尤为重要。

第一， 从宏观的角度实施，幼儿园在引进前期应从园所、教师、幼儿和家长四方需求出发，结合智能机器人的各项功能分析，对其整体运用价值加以统筹。如从园所需求出发，智能机器人应体现更新教育环境的价值;从教师需求出发，智能机器人应体现协作共进的价值;从幼儿需求出发，智能机器人应体现促进发展的价值;从家长需求出发，智能机器人应体现成长反馈的价值。园所需根据四方面的具体价值设计智能机器人的对应用途，并将其融合成为互不矛盾且相互促进的整体规划大纲。

第二， 从微观的角度实施，在整体规划大纲确立后，园所需进一步根据组织结构、师资团队和课程特点等方面的实际情况，确定各环节中智能机器人应用的具体、可行方案。如从家长需求的角度考虑实施方案时，可以根据智能机器人的数据收集和分析功能，对每名幼儿的兴趣、特长、缺点等做系统评估，并据此可以建立每名幼儿的智能档案，用以向家长反馈孩子的成长。同时在制定实施方案时，还需考虑多种功能和价值的融合，以及实施方案本身所衍生的附加教育可能性。如应用智能机器人为幼儿建立智能档案的实施方案，不仅为家长提供成长反馈，还可协助教师与家长的有效沟通，从而促进优质家园共育的形成。此外，教师还可以根据智能机器人提供的成长档案更新教学内容，实施因材施教。

第三， 园所之间应勤于交流，建立合作互通的引进机制。闭门造车势必会阻碍发展质量，尤其是在引进新事物之中，疏于交流易带来发展的停滞不前甚至是关键性错误。智能机器人的引进仍处于探索阶段，园所之间更需加强合作交流，基于各自实践中的现实状况实现信息共享，在经验的相互作用中合作寻求智能机器人运用的有效优化途径。建立园所的合作交流机制，从园所组成上，既应实现跨地域交流，以避免出现地区发展极其不均衡的现象，又应实现异级异类园所间的交流，以缩小各园所间的教学水平差异。从人员组成上，需涵盖园长、主任、教师、信息技术人员乃至幼儿家长，从多方角度实现信息交互。

五、结语

这是最好的时代，让我们感受着信息技术日益强大的庇护。科技赋予我们无数的惊喜和便利，同时也为我们带来了无尽的考验和可能。用人工智能促进学前教育发展，这注定是一条灿烂而又崎岖的道路。但纵使长路漫漫，我们仍会怀有上下求索的决心，努力追随并期待着未来智能教育的到来。

参考文献：

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[12]王冠，李静，耿杏，高子砚.教育人工智能时代信息技术助力卓越幼儿教师培养的思考与探索[J].中国教育信息化，2019（9）：36-38.

（编辑：王晓明）