智能機器人在幼兒園應用中的價值、現(xiàn)實問題及優(yōu)化策略探析

孫凡越 但菲

摘? ?要：隨著科技的高速發(fā)展，一些幼兒園引入智能機器人輔助教學，形成了以人工智能促進教育實施的新局面。幼兒園引進智能機器人有助于促進人工智能的發(fā)展、學前教育的變革和幼兒的快樂成長。當前智能機器人在幼兒園應用中存在機器設計不合理、人機合作不順暢、功能運用不全面等現(xiàn)實問題。在幼兒園中應用智能機器人，需注重兒童體驗，更新適宜的人工智能技術(shù);提升教師素養(yǎng)，優(yōu)化切實有效的人機配合途徑;規(guī)避形式主義，建構(gòu)機器引進的合理利用策略。

關(guān)鍵詞：智能機器人;幼兒園;價值;現(xiàn)實問題;優(yōu)化策略

中圖分類號：G610 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2021）05-0035-05

一、引言

在信息化技術(shù)高速發(fā)展的時代，人工智能作為科技發(fā)展的尖端技術(shù)被廣泛應用于各大領(lǐng)域。2017年國務院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，這是我國首個面向2030年的人工智能發(fā)展規(guī)劃，預示人工智能正上升為國家戰(zhàn)略，在此規(guī)劃中教育領(lǐng)域被提及18次。[1]2018年版《人工智能標準化白皮書》提到，人工智能是新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，將在催生新技術(shù)、新產(chǎn)品的同時，對傳統(tǒng)行業(yè)進行較強的賦能，極大提高公共服務的精準化水平。[2]一系列的政策表明，人工智能的發(fā)展勢如破竹，其成效將惠及各個行業(yè)，教育領(lǐng)域亦是如此。

改革開放40年來，學前教育作為備受社會關(guān)注的教育事業(yè)在不斷地迭代更替，幼兒園的教學環(huán)境、教學質(zhì)量等也隨之提高。人工智能時代的到來，使學前教育領(lǐng)域也形成了以智能化形式促進教育改革與發(fā)展的新趨向。姜勇等人在“面向2035年的學前教育”戰(zhàn)略目標與規(guī)劃圖景中，提及加速教育信息化、人工智能建設，構(gòu)建“智慧型”幼兒園課堂的構(gòu)想。[3]部分園所也嘗試引入人工智能元素，如“互聯(lián)網(wǎng)+”、AI教材、智能機器人、編程課等。但由于編程類課程本身較為復雜，且學齡前兒童的邏輯思維發(fā)展尚未完善，許多專家對幼兒園引入編程課持反對的態(tài)度。[4]因此，現(xiàn)階段在幼兒園中引入人工智能元素偏重于以智能機器人輔助幼兒園教育活動的形式為主，使幼兒在與機器人的交流過程中發(fā)展信息意識，為未來的AI學習奠定基礎(chǔ)。

二、智能機器人在幼兒園應用中的價值

1.緊跟國家發(fā)展戰(zhàn)略，推進新時代人工智能建設

隨著科技的發(fā)展，我國正走在人工智能事業(yè)不斷強大的路上。作為科技發(fā)展的最尖端技術(shù)，人工智能已遍布于許多領(lǐng)域，而教育與人工智能的融合亦已成實然態(tài)勢。從短期成效來看，將智能機器人引入到幼兒園內(nèi)，能促使我國教育信息化的涵蓋面擴大，涉獵的技術(shù)更加精準，從而為新時代的人工智能建設提供更廣闊的發(fā)展空間。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，二者的融合能為持續(xù)培養(yǎng)科技人才奠定基礎(chǔ)。教育是培養(yǎng)人的社會活動，其目的是將受教育者培養(yǎng)為社會發(fā)展需要的人。進入21世紀，我國的教育政策文件均指向培養(yǎng)具備全新價值觀和知識技能的人。[5]在信息技術(shù)為核心產(chǎn)業(yè)的時代，培養(yǎng)科技人才便是持續(xù)發(fā)展的不竭動力。學前教育作為基礎(chǔ)教育的第一環(huán)，最重要的是使幼兒為未來生活做準備。在幼兒園時期讓幼兒接觸智能機器人，可以為幼兒埋下科技的“種子”，使幼兒對人工智能有正確的認知和濃厚的情感，為今后的相關(guān)知識學習做鋪墊。同時也有助于培養(yǎng)國家科技發(fā)展的建設者和接班人，為未來的科技強國建設夯實基礎(chǔ)。

2.聚焦傳統(tǒng)教育缺口，促進新時代學前教育變革

人工智能在教育領(lǐng)域中的應用成效雖然不及電子產(chǎn)業(yè)顯著，但新技術(shù)也確實在不斷推進教育方式的轉(zhuǎn)型與升級，以促進教育的穩(wěn)步發(fā)展。在學前教育中，人工智能同樣能夠提供新的形式和選擇。智能機器人是指教師和學生以教育機器人為主要教學媒介和工具進行有關(guān)教學活動。它能夠作為輔助教育的工具，協(xié)助幼兒園教師建立有趣、生動的學習環(huán)境，給予幼兒在情感、思維、語言、認知等方面的指導和幫助，并提高教學效率。[6]將智能機器人應用于幼兒園中，有助于為幼兒提供優(yōu)質(zhì)、嶄新的學習環(huán)境。傳統(tǒng)教育中的知識傳授者角色僅由幼兒園教師承擔，而教師在知識儲備量、表述嚴謹性等方面常存在短板，智能機器人的引入有助于打破教育模式單一和教師水平局限的問題，從而形成以人工智能促進教育改革的新局面。同時，智能機器人應用于幼兒園中能夠有效解決傳統(tǒng)教育中資源匱乏、師資建設良莠不齊等問題，有利于改善學前教育水平，促進學前教育的均衡發(fā)展。[7]科技的發(fā)展對教育存在重要影響，特別是教育人工智能可以關(guān)注到傳統(tǒng)經(jīng)驗主義視域外的細節(jié)，使教育更趨向智能化、精準化和個性化。因此，正確地將智能機器人應用于幼兒園之中，與時俱進地發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，有助于促進學前教育的發(fā)展與變革。

3.貫徹以人為本理念，助力新時代幼兒快樂成長

學前兒童具有巨大的發(fā)展?jié)撃?，將智能機器人融入到幼兒園中，有助于在保證幼兒需求的前提下，促進其快樂成長。第一，智能機器人的引入能夠促進幼兒全面發(fā)展。技術(shù)人員可以對智能機器人自身的模塊進行預設，幫助幼兒建立完整、全面的認知系統(tǒng)。[6]同時，智能機器人的應用能使幼兒在科技環(huán)境的陶染下感受、探索并理解世界，有利于促進其想象力和專注力等方面的發(fā)展。[8]第二，智能機器人的引入能夠激發(fā)幼兒快樂學習。學前兒童充滿好奇心并樂于探索周圍的事物，人工智能作為新式的尖端科技對幼兒有足夠的吸引力，尤其是智能機器人在引入幼兒園教學活動后，其外觀、功能等可以使幼兒產(chǎn)生濃厚的興趣。智能機器人以及人工智能技術(shù)能夠激發(fā)幼兒參與學習、社會活動，并能使幼兒保持對科學互動技術(shù)資源的濃厚熱情。[9]第三，智能機器人的引入能夠形成更貼近幼兒需求的教育方案。2017年的統(tǒng)計結(jié)果表明，現(xiàn)階段我國幼教教職工數(shù)和在園幼兒數(shù)的比值為1∶10.97。[10]在幼兒園內(nèi)，每名教師至少需要承擔十名幼兒的教育教學工作，致使教師難以保證全神貫注地關(guān)注每名幼兒的表現(xiàn)和需求。而智能機器人可以幫助改善這一問題，它通過觀察采集每名幼兒的真實數(shù)據(jù)，并基于大數(shù)據(jù)分析提供智能、客觀、權(quán)威的發(fā)展評測。根據(jù)智能機器人的反饋信息，園所、教師及家長能夠有針對性地對幼兒的實際情況實施真正適宜的引導和教育，使教育更加貼近幼兒本身的需求。

2.提升教師素養(yǎng)，優(yōu)化切實有效的人機配合途徑

雖然機器人具有很強的知識能力，但是教師承擔著塑造人、塑造靈魂的使命，不能被智能機器人所取代。因此，將智能機器人有效應用于幼兒園之中的關(guān)鍵是實現(xiàn)教師和機器人的配合。幼兒園教師作為教育活動的承擔者和教學環(huán)境的創(chuàng)造者，其信息素養(yǎng)對智能機器人的操控存在重要影響。因此，提升幼兒園教師的信息素養(yǎng)，有助于實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、有效的人機配合。

一方面，依托職前培養(yǎng)加大準幼兒教師的信息化輸入。一些研究者提出基于教育人工智能背景的職前幼兒教師培養(yǎng)路徑，如通過開設編程、大數(shù)據(jù)分析和融合類等課程和“政府—高?！變簣@，三位一體”的協(xié)同發(fā)展平臺，培養(yǎng)職前幼兒教師的信息素養(yǎng)和實踐能力。[12]同時，高校學前教育專業(yè)可以通過引入人工智能元素的方式，協(xié)助準幼兒教師在智能環(huán)境的影響下感知、熟悉人工智能，并逐步建立信息意識。此外，亦可以讓學生走出去，通過對一線真實人工智能教學情境的實際感知引起對人機配合的思考。

另一方面，借助職后培訓助力幼兒園教師的信息化成長。園所是輔助、監(jiān)督幼兒園教師專業(yè)提升的重要場所，在引入智能機器人后，園所需重視對教師信息素養(yǎng)的相關(guān)培訓，以加強幼兒教師對人工智能的了解。通過培訓，幼兒園教師能夠運用已有的知識結(jié)構(gòu)探究人與機器之間的差異所在，并據(jù)此優(yōu)化二者之間的合作路徑。第一，園所應重視對帶班教師的培訓，為其篩選并提供適宜的培訓機會，以促進教師在信息意識及信息運用能力等方面的提升。如通過主題為“人工智能背景下如何實現(xiàn)因材施教”的培訓，教師能在教學活動中觀察、分析幼兒的學習狀態(tài)、認知水平和學習風格，從而靈活調(diào)整適應幼兒的不同教學模式和方法，并據(jù)此確定與智能機器人的合作模式。第二，園所應注重實踐性導向的培訓實施，從真實教學情境入手，以評比等激勵方式考察教師的具體實踐能力，促進教師在實踐中的自我提升和相互作用。如園所可以以“人工智能環(huán)境中班級教學活動的突發(fā)問題解決”為主題，對每名教師處理與智能機器人合作中遇到問題的情況予以評估和反饋，促進教師在實踐中糾錯、反思以及自我提升的能力。第三，園所亦應設立專門的人工智能方向的技術(shù)人員，并督促其定期參與外界培訓，以此保證給園所提供持續(xù)的、先進的信息內(nèi)容，同時保障智能機器人在教學中的準確、有效運用。

3.規(guī)避形式主義，建構(gòu)機器引進的合理利用策略

形式主義過于強調(diào)事物外在形式的重要作用，而否認了事物內(nèi)在本質(zhì)的意義，因其具有極大的盲目性和主觀性而廣受批判。園所在引進智能機器人的過程中，應規(guī)避形而上學思想的影響，避免生搬硬套、華而不實的表面功夫，杜絕以人工智能引進為噱頭的商業(yè)手段。對于教育智能機器人的使用亦不應只拘泥于某種功能，而是要不斷探索其無限可能，避免一葉障目、因小失大。園所需著眼于文化的向內(nèi)扎根，結(jié)合實際特征發(fā)掘人工智能的強大優(yōu)勢，形成長遠的引進和運用規(guī)劃，不斷提升教學質(zhì)量以促進園所的向外發(fā)展。因此，在幼兒園引入智能機器人的過程中，做好機器引進的規(guī)劃策略并加以合理運用尤為重要。

第一， 從宏觀的角度實施，幼兒園在引進前期應從園所、教師、幼兒和家長四方需求出發(fā)，結(jié)合智能機器人的各項功能分析，對其整體運用價值加以統(tǒng)籌。如從園所需求出發(fā)，智能機器人應體現(xiàn)更新教育環(huán)境的價值;從教師需求出發(fā)，智能機器人應體現(xiàn)協(xié)作共進的價值;從幼兒需求出發(fā)，智能機器人應體現(xiàn)促進發(fā)展的價值;從家長需求出發(fā)，智能機器人應體現(xiàn)成長反饋的價值。園所需根據(jù)四方面的具體價值設計智能機器人的對應用途，并將其融合成為互不矛盾且相互促進的整體規(guī)劃大綱。

第二， 從微觀的角度實施，在整體規(guī)劃大綱確立后，園所需進一步根據(jù)組織結(jié)構(gòu)、師資團隊和課程特點等方面的實際情況，確定各環(huán)節(jié)中智能機器人應用的具體、可行方案。如從家長需求的角度考慮實施方案時，可以根據(jù)智能機器人的數(shù)據(jù)收集和分析功能，對每名幼兒的興趣、特長、缺點等做系統(tǒng)評估，并據(jù)此可以建立每名幼兒的智能檔案，用以向家長反饋孩子的成長。同時在制定實施方案時，還需考慮多種功能和價值的融合，以及實施方案本身所衍生的附加教育可能性。如應用智能機器人為幼兒建立智能檔案的實施方案，不僅為家長提供成長反饋，還可協(xié)助教師與家長的有效溝通，從而促進優(yōu)質(zhì)家園共育的形成。此外，教師還可以根據(jù)智能機器人提供的成長檔案更新教學內(nèi)容，實施因材施教。

第三， 園所之間應勤于交流，建立合作互通的引進機制。閉門造車勢必會阻礙發(fā)展質(zhì)量，尤其是在引進新事物之中，疏于交流易帶來發(fā)展的停滯不前甚至是關(guān)鍵性錯誤。智能機器人的引進仍處于探索階段，園所之間更需加強合作交流，基于各自實踐中的現(xiàn)實狀況實現(xiàn)信息共享，在經(jīng)驗的相互作用中合作尋求智能機器人運用的有效優(yōu)化途徑。建立園所的合作交流機制，從園所組成上，既應實現(xiàn)跨地域交流，以避免出現(xiàn)地區(qū)發(fā)展極其不均衡的現(xiàn)象，又應實現(xiàn)異級異類園所間的交流，以縮小各園所間的教學水平差異。從人員組成上，需涵蓋園長、主任、教師、信息技術(shù)人員乃至幼兒家長，從多方角度實現(xiàn)信息交互。

五、結(jié)語

這是最好的時代，讓我們感受著信息技術(shù)日益強大的庇護?？萍假x予我們無數(shù)的驚喜和便利，同時也為我們帶來了無盡的考驗和可能。用人工智能促進學前教育發(fā)展，這注定是一條燦爛而又崎嶇的道路。但縱使長路漫漫，我們?nèi)詴延猩舷虑笏鞯臎Q心，努力追隨并期待著未來智能教育的到來。

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（編輯：王曉明）