教育機器人對小學生學習動機的影響

趙佛玲 劉 英 王寅枚

（上饒師范學院教育科學學院，江西上饒 334001）

隨著人工智能技術在教育領域的不斷推進，教育機器人對小學生的學習和生活發揮著越來越重要的影響。一般來說，面向基礎教育領域的教育機器人是指狹義上的教育機器人[1]，是人工智能、語音識別和仿生技術在教育中應用的典型，以培養學生的分析能力、創造能力和實踐能力為目標[2]。目前，發達地區的學校教育已經開始投入了教育機器人技術，借以調動學習積極性和主動性，提高教育質量。我國教育機器人主要被用以提高學生設計、開發、應用和創新能力。雖然北京、上海、廣東、浙江、江蘇、湖北等省市已經先后將教育機器人納入課程，但關于教育機器人對小學生產生了什么、哪些影響的研究并不多見。本文正是關注了教育機器人對小學生學習動機的積極和消極影響。

1 教育機器人對小學生學習動機的積極影響

美國《地平線報告：2016高等教育版》提到，針對K-12階段的學生而言，教育機器人已被廣泛用于特殊兒童學習[3]。已有研究顯示，教育機器人作為學習工具有巨大的應用和發展潛力[4]，它作為一種典型的數字化益智玩具，以豐富的知識儲備和有趣的程序適用于各種學科和教學活動，可達到寓教于樂的目的[5]。可見，教育機器人作為外部輔助學習設備，有利于小學生的學習興趣、學習熱情的提高，進而增強內部學習動機，提高教育教學質量。

1.1 通過完整的教學生態調動學習熱情

教育機器人通過人機結合和人工智能系統對小學生的知識技能進行整合，向小學生傳授相應的知識，小學生通過同化和順應來建構自己的知識框架，隨后，機器人向小學生提供學習任務、練習、批改、測試、評估這一系列的服務，形成“學、練、改、管、測”于一體的完整教學生態[6]。通過這個過程，一方面可以加深學生對某學科的認識，并通過完整的教學生態系統滿足學科知識需求。當學生在認識到某學科的價值，對其產生了積極的認知，才有可能體驗到學習的樂趣，才會產生學習熱情，逐漸形成穩固的、內部的學習動機。教育機器人與學科教學相結合，可以幫助科學、數學、力學等等學科的教學，在國內已經有學者提出機器人與理科教學整合的想法。

1.2 通過“個性化”的學習輔導激發學習興趣

大數據和人工智能的發展為教育機器人參與和管理小學生的學習過程提供了可能。機器人處理的數據越多，對小學生的學習習慣和學習成就的預測地越精準。因此，當小學生通過教育機器人的學習平臺進行學習時，相應的會產生大量的學習習慣、學習思維和學習行為等相關數據，教育機器人通過分析數據， 將會對小學生現階段學習情況有一個比較準確的了解。若以此制定個性化學習計劃，方便隨時、及時調整，并能監測學習過程和檢驗學習效果，那么，這種一對一的學習輔導，有利于小學生查漏補缺，獲得學習的快樂和成就感，最終提高學習興趣，促進學習動機的發展。

1.3 通過“伙伴式”的幫助增強學習信心

教育機器人實現了人機交互，主要體現在語音識別方面，即小學生通過與教育機器人的簡單對話來進行學習。小學生可以通過問答、聊天以及講故事等方式從教育機器人那里得到相應的反饋。這個反饋既可以是科學知識，還包括簡單的情感反饋，如帶有鼓勵性、幽默性的語言。積極的反饋不僅有助于科學知識的學習，還能增強自信心，提高附屬內驅力，進而激發學習動機。同時，教育機器人的角色也從一個簡單的知識提供者轉變為學習陪伴者。研究表明，同伴關系在兒童青少年社會能力、認知、情感、自我概念和人格的健康發展和社會適應中起著重要作用。小學生的學習動機受外部環境影響較大，教育機器人在形體上與兒童接近，能做出逼真的擬人型動作，可以和兒童一起玩耍，充當兒童真正的玩伴。教育機器人作為學習陪伴者，在小學生學習的過程中可以起到維持學習動機的作用。

1.4 通過游戲情境的設置提高學習趣味性

教育機器人以其特有的功能在小學生學習時，會根據小學生的心理發展狀況設置多種情景，寓教于樂。其中游戲情境最為常見。游戲在小學生的生活中扮演著重要的角色，游戲因為能給小學生帶來輕松愉悅的感受，因此倍受小學生的青睞。教育游戲是教育和游戲相整合的產物，它應用游戲化的學習環境來進行教育，為激發學生的學習動機和提高學生的學習興趣創造了條件，其目的是優化教學效果，使學生更有效地學習。教育游戲是教育機器人程序的重要組成部分。

機器人本體設計方面主要選用積木式、插件式或變形式三種類型，具有易用性、趣味性、益智性和反饋性。通過綜合利用發聲（如警報、音樂、語音等）、發光、運動（如旋轉、移動等）等多種途徑，激發孩子的好奇心和求知欲，引導小學生進一步的思考和探索。教育機器人把學習和游戲的優點緊密結合起來，使學生在活潑愉快的情緒中，在富有興趣的條件下，自然地進行學習[7]。它將玩和學有機的結合在一起，以其內在趣味性誘發兒童的內在動機。教育機器人通過人工智能創設出一種虛擬的游戲情境，并給小學生布置相應的學習任務，小學生在完成任務時，會沉浸其中，全身心的進行學習，達到一種忘我的狀態，從而提高學習效率。在小學生完成后，會體驗多次成功帶來的成就感，降低對失敗的恐懼，增強成就動機。同時根據任務完成的情況讓小學生看到自己對知識的掌握情況，增強學習的自信，提高自我效能感，建立一個學習的良性循環。

1.5 通過遠程的合作增加良好的學習體驗

教育機器人建立了網絡學習共同體，創設了和諧的集體學習氛圍，作為學生與學生、學生與教師之間溝通與交流的中介媒體存在，起到了重要的積極作用。教育機器人可以根據不同的學習需求，隨時切換到遠程教育模式，讓學生充分體驗與伙伴共同學習的感覺，在合作中尋找到解決問題的成就感，同時，學生根據自身所長進行分工、共同進步，每個成員都有機會獲得成功，從而增加成就動機，同伴的認可也及時地增強了附屬內驅力。除此，教育機器人也可以為學生提供線上教師，并布置相應的學習任務以維持學習動機。這種一對一的交流，不僅減輕了情感的疏離感，容易產生輕松愉快的心情和高漲的熱情，而且在難度適當的學習任務中增加了成功體驗，獲得了學習滿足感，容易產生最佳的學習成就動機。

2 教育機器人對小學生學習動機的消極影響

小學生對于知識掌握的廣度和深度極為有限，容易對學習目標產生迷茫、不明確的現象，對學習結果所帶來的后果和影響的關注，往往超過對學習本身的興趣往往，這就意味著小學生的內部學習動機普遍比較薄弱，并且容易受到外部學習動機的影響。在教育機器人輔助小學生學習過程中，由于小學生的身心特點，教育機器人亦可能產生消極影響。

2.1 程序化的知識可能會削弱學習積極性

機器人畢竟是機器，人工智能技術再高明，機器人終究是代碼和程序的綜合體，僅僅在響應、搜索和輸出知識方面略勝一籌，它不能也不可能完全取代人的教學輔助，更不可能根據學生的個性化點，能動性的解釋或調整知識結構。因此，長期依賴教育機器人給予知識理解和技能習得的輔助，可能會導致學生對知識理解的固化，思維模式的僵化，反而不利于小學生知識的建構，最終打擊學生的學習積極性。

2.2 “無所不知”的資源可能會弱化學習自主性

從長遠來看，如果過度的依賴教育機器人制定的學習計劃或建議，學習者的自我反省、自我意識和自主學習的能力可能不斷地會被弱化。教育機器人是輔助學生認清自己的學習狀況的絕佳工具，但是，小學生對教育機器人很難有清晰的角色和功能定位，那么，在知識學習過程中，容易缺乏學習分析的心路歷程，不利于自主學習能力的鍛煉和強化。

2.3 “碎片化”的知識可能不利于系統知識框架的建立

教育游戲如果采取簡單地以產品化的電腦游戲、動漫、視頻的形式進行，不但教育效果值得懷疑，而且要么因為其形似游戲，實則說教。學習者對之不屑一顧，容易使小學生沉迷于娛樂本身而玩物喪志，甚至產生教育泛娛樂化的問題[8]。由此，小學生關注到的重點變成游戲本身，小學生的注意力被極大地分散了，其學習動機容易被抑制。其次，教育機器人呈現的教育游戲大多以提供碎片化知識為主，長此以往，小學生得不到較為系統的知識框架，同樣會較低小學生的學習熱情，對小學生的學習動機產生消極的作用。

2.4 “冰冷”的機器可能會降低學習帶來的成就感

遠程教育最突出的特點就是師生分離，學習者孤身一人，體會不到教師親切的關注和情感支持，看不到同學的支持的眼神，容易使學生在遇到學習困難和挫折時，感到焦慮、無助，而且由于小學生所接受的傳統教育習慣于灌輸，加上小學生本身的自控能力和自制能力有限，僅靠一個屏幕無法實時督促小學生學習，保障不了小學生的學習效率，長此以往，容易影響小學生學習的自覺性，不利于學習注意力的持久，最終降低了學習所帶來的成就感。成就感的降低會極大地影響學習動機的提高。

綜上所述，在信息技術時代背景下，人工智能技術與教育的融合是大勢所趨。教育機器人集計算機技術和教育教學功能于一身，其強大的知識資源庫和迅速的信息提取能力對小學生學習輔導、教師教學輔助等方面起到了積極作用，在小學生的學習和生活中發揮的作用將日益明顯。然而，由于電子產品本身的缺點，教育機器人亦不可避免地存在一些消極影響。只要教師、家長和學生運用得當、使用得體、監督及時，其積極功能仍然多于消極功能。當然，鑒于機器人的日益普及，建議已經應用機器人于教育教學中的學校重視機器人在教育評價和反饋中的重要作用，已經購買機器人的家庭要避免將學習輔導的任務全部交給機器人，應該多與小學生進行交流，積極改善、弱化其消極功能，以促進積極功能的最大化發揮，增強學生的內部學習動機，提升教育教學質量。