柳晨晨 宛 平 王佑镁 杨 刚
（温州大学 教育技术系，浙江温州325035）
一、引言历经蒸汽革命、电气革命、信息技术革命之后，人类迎来了最具颠覆性的智能化革命。不同于前三次技术革命，智能技术从本质上改变了技术与人的关系，也不可避免会重塑教育与教育生态系统。近年来，探究如何使人工智能技术与教育紧密结合，推动人工智能赋能教育与学习，成为世界各国政府、教育部门、互联网企业等争先关注的焦点。2017年7月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》（国发[2017]35号）指出，要在中小学阶段开展与人工智能相关的课程。2018年4月，教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》提出，要以人工智能、物联网等新兴技术为基础，推动教育教学的模式变革与生态重构。这一系列举措，加快了教育智能化的到来。
从国际领域审视，与人工智能相关的机器智能日益受到重视。2018年3月发布的《美国机器智能国家战略》[1]，提出要将机器智能融入课堂教学，为学生提供个性化的学习体验，着重培养学生的“软技能”，提升教师的教学效率。英国开放大学发布的2019版《创新教学报告》[2]，提出“机器人陪伴学习”将成为教育领域的“创新教学法”之一，认为智能机器人融入课堂教学，可以辅助教师的教学活动，并为学生提供个性化的学习服务与体验。
当前，智能机器人正逐步进入各级各类学校与课堂。作为一个全新的教学要素，智能机器人进入学校，它在赋能教育教学的同时，也在催生教学变革和学习创新，这无疑是智能时代教育教学所面临的一个全新命题，需要进行理论与实践的探究。据我们对国内外相关文献的搜索，目前相关研究还比较少。基于此，我们在系统分析智能机器人功能及教学创新应用的基础上，提出并论述了智能机器人教学应用内涵、功能以及所面临的挑战，以期为我国智能机器人的教育教学实践，提供一些参考。
二、进化与超越：智能机器人的特征与功能（一）智能机器人的产生与发展机器人是20世纪以来最具创造性的发明。从机器人的发展历程看，它经历了四个阶段：萌芽阶段、起步阶段、发展阶段、成熟阶段。
20世纪40-60年代，世界上第一台工业机器人在美国出现，机器人的历史由此开始；20世纪60-80年代，工业机器人得到大规模的应用，工业机器人又称为第一代机器人，它以完成简单重复的工作为目的，至此，机器人完成了萌芽、起步阶段的发展；20世纪80-90年代，机器人从在工业生产中的广泛使用开始转向服务型机器人；进入21世纪以后，服务型机器人占据了主要市场，分为家用机器人和专业机器人。机器人也逐渐走向智能化，这标志着机器人从发展逐步走向成熟。
近年来，随着人工智能（AI）与机器人、大数据云计算、（移动）互联网、物联网、虚拟现实等的深度融合，人工智能与机器人之间已变得密不可分，由此，进化出的智能机器人，又被称为第二代机器人，正在推动本世纪最重要的“第四次工业革命”[3]。当前，智能机器人的发展仍处于弱人工智能阶段，其特点是具有部分环境感知、决策、规划与自主导航能力，特别是已具有视觉、行为、语音与文本等模式识别与自然交互能力，但其情感识别的精度还较低。
随着人机交互、人机协作与人机协同的发展，智能机器人在教育领域的应用价值得到彰显，智能教育机器人应运而生。智能教育机器人是人工智能赋能课堂的产物，并引领未来教育变革的风向。智能教育机器人集AI编辑器、AI训练器、3D 虚/实机器人为一体，帮助学生像计算机科学家一样思考、创作，是“未来课堂”的一部分。智能教育机器人与智能机器人、教育机器人、智能机器人直接相关，目前，对于智能机器人的分类尚没有统一标准，表1显示了智能教育机器人与相关的智能机器人、教育机器人、高级智能机器人概念与特征的比较。
表1 不同类型机器人概念与特征比较
我们从表1可以看出，智能机器人、教育机器人、智能教育机器人、高级智能机器人之间功能相互交叉又各不相同。高级智能机器人作为第三代机器人，是智能机器人的更新与进化，是机器人技术发展的高级形态，成为世界各国的研究热点之一。对高级智能机器人的衡量，侧重于机器人的智能程度。智能教育机器人是智能机器人在教育教学中的应用，教育机器人则是机器人在教育领域的发展。相较而言，教育机器人比智能教育机器人的范围更宽泛。教育机器人从跨学科的角度出发，可分为机器人教育和教育服务机器人；根据机器人存在的形态，又可分为物理形态的机器人和虚拟形态机器人。
当前，智能机器人在教育中的应用有五种基本类型：机器人学科教学（Robot-Subject Instruction，简称RSI）、机器人辅助教学（Robot-Assisted Instruction，简称RAI）、机器人管理教学（Robot-Managed Instruction，简称RMI）、机器人代理（师生）事务（Robot-Represented Routine，简称RRR）、机器人主持教学（Robot-Directed Instruction，简称RDI）。