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人工智能和机器人技术的推动下,人机结合的教育将是未来教育的普遍形态

2019-08-21 阅读888次

  机器人教育,最开始是由教育机器人比赛发展而来。机器人教育,是指通过设计、组装、编程、运行机器人等方式激发学生学习兴趣、培养学生综合能力,其融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术,为学生的能力和素质的培养承载着新的使命。而教育机器人,是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。简单来说,机器人教育是以“教”为目的,教育机器人则是机器人教育的“工具”。机器人教育的萌芽来源于把机器人用于教育的实践。人工智能和机器人技术的推动下,人机结合的教育将是未来教育的普遍形态。

人工智能和机器人技术的推动下,人机结合的教育将是未来教育的普遍形态

  1989年,麻省理工学院的教师Parker,Martin,Sargent创办了名为6.270的课程,该课程实质是一个面向本科生的机器人设计竞赛,参加该课程的学生组成一个小组,运用统一的器材设计参加比赛的机器人。而这个课程成为了机器人教育的原始雏形,不仅许多机器人比赛项目的灵感来源于此,把机器人设计实践导入大学工程教育的思想也大多来源于此。1993年,美国家用机器人灭火比赛是第一个面向全球、定位于教育的机器人比赛,也是第一个由大学生、中小学生共同参加的机器人比赛,引起了人们对教育机器人的关注,对全球机器人进入科学、技术教育起到了巨大的推动作用,机器人教育便由此开始。

  1994年,麻省理工学院(MIT)就设立了 “设计和建造LEGO机器人”课程(Martin),目的是提高工程设计专业学生的设计和创造能力,尝试机器人教育与理科实验的整合;麻省理工学院媒体实验室“终身幼儿园”项目小组开发了各种教学工具,通过与著名积木玩具商乐高公司的紧密合作,该项目组开发出可编程的乐高玩具,帮孩子们学会在数字时代怎样进行设计活动。同时,国外的一些智能机器人实验室也有相应的机器人教育研究的内容。中国的机器人教育相比国外的晚一点。

  2003年,教育部颁布的普通高中新课程标准将“人工智能初步”与“简易机器人制作”分别列入“信息技术课程”、“通用技术课程”选修内容。教育部新制定的《普通高中物理课程标准(实验)》也提到“收集资料,了解机器人在生产、生活中的应用”的要求。机器人作为增强学生的动手能力,促进学生思维发展,创新能力训练的有效工具,在教育界逐渐得到认同。

  机器人教育的分类

  机器人技术,代表了这时代最先进技术的发展前沿。由于机器人所涉及的知识广泛性和技术综合性,使得机器人教育具有更多的价值。根据有关机器人教育专家的研究与实践,机器人教育的应用可以分为五种类型。

  第一种是机器人学科教学,指把机器人学看成是一门科学,在各级各类教育中,以专门课程的方式,使所有学生普遍掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。

  第二种是机器人辅助教学,指师生以机器人为主要教学媒体和工具所进行的教与学活动,其特点是它不是教学的主体,而是一种辅助,即充当助手、学伴、环境或者智能化的器材,起到一个普通的教具所不能有的智能性作用。

  第三种是机器人管理教学,指机器人在课堂教学、教务、财务、人事、设备等教学管理活动中所发挥的计划、组织、协调、指挥与控制作用。机器人管理是从组织形式、组织效率等进行发挥其自动化、智能性的特点,即属于一种辅助管理的功能。

  第四种是机器人代理(师生)事务,即机器人具有人的智慧和人的部分功能,能代替师生处理一些课堂教学之外的其他事务,如机器人代为借书,代为作笔记,或者代为订餐、打饭等。利用机器人的代理事务功能,目的是提高与学习相关的,能够促进学习效率、质量的提高。

  第五种是机器人主持教学,即机器人成为教学组织、实施与管理的主人,是机器人在教育中应用的最高层次。机器人教育的五种类型在很多时候都是相辅相成、相互融合的。目前,教育机器人按照年龄的不同阶段可分别为幼儿启蒙机器人、兴趣实践机器人、编程机器人、竞赛机器人等。根据应用,机器人教育可分为以乐高、乐博等的操作型为主的机器人;另一类是以勇艺达、智伴、优必选等拥有海量教育资源、同步中小学教学内容及教程视频的学习娱乐型,方便孩子们针对自己的薄弱环节进行提前预习和课后复习等,助力孩子们学习成长。

  增量市场,智能时代下的机器人教育

  教育要从娃娃抓起,这句话显然在机器人教育行业也同样适用。纵观全球,云计算、大数据、人工智能等方面的人才供不应求,顶尖人才更是稀缺资源,如微软、Facebook、阿里等科技巨头纷纷用高薪争夺顶尖人才,而这种情况在未来还会持续甚至加剧。在人工智能时代,提前储备人才,从小开始培养孩子的能力,显然是一个明智的选择。

  2018 年4 月,教育部颁布的《教育信息化2.0 行动计划》中明确指出, 要加强智能教学助手、教育机器人、智能学伴等关键技术研究与应用。机器人教育作为机器人技术在教育领域的典型应用模式迅速火热起来。

  此外,孩子在学习机器人过程中,通过教具里种类丰富的零件可以组成各种简单和复杂的机械结构,培养孩子的空间感的同时也大大提高了孩子的空间想象力、创造力、逻辑思维能力,锻炼孩子的动手能力和探索能力等,而教学机器人可实时观测到孩子的学习状态、效率等也让家长愿意让孩子从小接触机器人教育。

  数据显示,2017年全球教育机器市场规模达到8.5亿美元,同比增14.4%;2018年全球教育机器人市场规模将达到9.7亿美元,同比增长13.5。根据前瞻公布的《中国早教机器人行业发展前景预测与投资规划分析报告》所示,预计至2025年教育机器人市场空间将达到3000亿。

  纷纷入局,如火如荼的机器人教育市场

  逐年增长的市场需求和国家的重视,刺激了创业者们的热情,也吸引了一批优秀的人才,涌现了如乂学教育、优必选、云知声、商汤科技、科大讯飞等优秀企业。

  2012年,已实现财富自由的周剑把目标锁定在了人形机器人,在深圳创立了优必选,在2018年完成由腾讯领投的8.2亿美元C轮融资后一跃成为全球估值最高的人工智能创业公司;2013年,普林斯顿大学计算机博士毕业的王翌选择离开谷歌,毅然回国创立英语流利说,历经6年风雨洗礼,流利说今年终于成功在纽交所挂牌上市,成为全球第一家AI+教育赛道上市公司;2015年,已经是昂立教育高管的栗浩洋看到了AI技术的强大威力,遂辞职创办松鼠AI智适应教育,公司自主打造了松鼠AI智适应学习引擎,国际合作和AI技术的创新步伐进一步加快等。除了这些创业者之外,连百度、腾讯、大疆、网易等大企业也纷纷布局教育领域。

  就在8月6日,网易有道召开产品发布会,全新发布五款少儿启蒙类课程产品,分别是有道数学思维提升计划课程、有道乐读阅读力课程、有道少儿英语、有道小图灵&有道卡搭,其中卡搭面向3-8岁少儿编程启蒙,小图灵面向7-18岁系统化编程学习。

  5月22日,“腾讯智能教育联合实验室”在2019腾讯全球数字生态大会智慧教育分论坛上发布。腾讯教育副总裁王涛表示,“腾讯智能教育联合实验室的创建,首批将整合内部创想中心、IEG编程、英语君、微信智聆等部门和产品的高效研发能力,在学前教育、义务教育、高中教育、高校教育、在职教育五大场景下,对智能管理、智能教学、智能科研三大版块进行深入探索,研发更多更优的人工智能教育基础设施。”当前,腾讯教育的业务范围覆盖了从学前教育到终身教育的全教育生命周期。

  野蛮生长,尚未成形的市场格局

  发展到现在,机器人教育已有30年的历史,各国的机器人教育的生态建设已开始形成。但实际上,机器人教育的快速发展阶段才刚开始,仍处于野蛮生长的市场仍存在很多问题,市场格局还尚未形成。

  从智能技术的维度来看,智能机器人一直都被默认为是一个高门槛的科技类产品,而针对儿童的智能教育机器人产品,交互技术是产品竞争力的核心。但是通过目前市场可以看到,现有技术的早教机器人在人机互动方面仍较为单一,对于儿童所表达的信息缺乏侦测及反馈手段。

  此外,现有技术的早教机器人多通过视听方式输出信息,在儿童注意力的吸引方面缺乏更为多样的手段。“在过去一年中,儿童智能产品经历了从强势崛起到疯狂厮杀的转变,大量低端、同质化产品的涌入让市场的价格及利润体系受到了巨大冲击,市场亟待创新。”云知声副总裁康恒表示,教育机器人行业需要更专业、更开放的AI系统,以及更高价值的产品和内容变现模式。

  同时,由于教育机器人具有语音、行动等重要的拟人性特征,机器人可以结合视觉、听觉和触觉形成“拟人化”的存在,并构成儿童一定的生命性幻觉。孩子常会把机器人视为有生命的个体,会认为其有思想、会疼痛,是自己的朋友。

  在童年自主意识形成的关键时期,教育机器人存在的机器伦理问题仍无法解决。因此,无论是从技术、市场,还是从社会化和AI伦理的角度来看,机器人教育仍然存在着众多问题等待解决。不管如何,随着大数据、人工智能等技术的不断发展与逐步应用,智能时代即将到来。

  在智能时代下,唯有跟上时代潮流,懂AI、能够灵活运用AI的孩子,才能在未来更好地生活。在人工智能和机器人技术的推动下,人机结合的教育将是未来教育的普遍形态。


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