摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能成為現(xiàn)代人類生活的重要助力，同樣也在教育領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。在小學(xué)教育中，通過人工智能教育機(jī)器，既能夠有效提高教學(xué)效率，能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能知識(shí)的普及，推動(dòng)人工智能課程的發(fā)展，是智能教育的初步嘗試，也是教育未來的重要發(fā)展方向。本文將針對(duì)小學(xué)人工智能教育機(jī)器展開討論，探討其設(shè)計(jì)以及應(yīng)用策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：小學(xué)教育;人工智能教育機(jī)器;設(shè)計(jì)方式;應(yīng)用策略

在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，人工智能已不再是影視創(chuàng)作中的科幻想象，而成為了人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ髦胁豢扇鄙俚闹匾?。如今，隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步完善，在教育領(lǐng)域引入人工智能機(jī)器人已成為提高教學(xué)質(zhì)量的有效措施，是推動(dòng)小學(xué)人工智能教育的重要途徑，為人工智能學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，真正實(shí)現(xiàn)人工智能教育從娃娃抓起，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣和熱情，讓學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)能力得到鍛煉和強(qiáng)化，讓學(xué)生真正成為國家科技發(fā)展的重要后備力量。

一、小學(xué)人工智能教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)

1、總體方案設(shè)計(jì)

人工智能教育機(jī)器人是作為小學(xué)課堂教育的輔助工具存在的，它既具備人工智能思想，同時(shí)具備人工智能知識(shí)，通過與小學(xué)生的人機(jī)互動(dòng)幫助小學(xué)生更好地理解人工智能的相關(guān)知識(shí)與原理。在設(shè)計(jì)人工智能教育機(jī)器人時(shí)，既要考慮機(jī)器人的外觀被學(xué)生所接受，同時(shí)也要注重機(jī)器人的技術(shù)更加專業(yè)化，另外，還需要進(jìn)一步提升智能機(jī)器人的智能化水平，確保作為教育工具的人工智能機(jī)器人具有更高的開放性、更簡單的結(jié)構(gòu)、更專業(yè)的學(xué)科知識(shí)，確保不同學(xué)科的專業(yè)模塊。都能夠獨(dú)立運(yùn)行[1]。例如通過小車造型設(shè)計(jì)，能夠弱化學(xué)生對(duì)人形智能機(jī)器人的恐懼心理，由此進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。除此之外，在設(shè)計(jì)人工智能教育機(jī)器人時(shí)，應(yīng)該確保人工智能概念內(nèi)容和機(jī)器人的制作技術(shù)相匹配，也就是人工智能教育機(jī)器人應(yīng)該具備語音識(shí)別系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、拆卸組合系統(tǒng)等多項(xiàng)功能，讓學(xué)生能夠隨著人工智能教育機(jī)器人進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和對(duì)突發(fā)問題的能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，讓學(xué)生對(duì)人工智能的概念和創(chuàng)造過程有初步了解，由此進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究興趣，真正實(shí)現(xiàn)寓教于樂，接受人工智能機(jī)器人的教育方法，從而進(jìn)一步改變課堂教學(xué)的模式[2]。

2、關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)人工智能教育機(jī)器人的過程中，應(yīng)該注重關(guān)鍵技設(shè)計(jì)內(nèi)容，以確保人工智能教育機(jī)器人能夠服務(wù)于課堂教學(xué)。

例如，語音控制模塊的設(shè)計(jì)過程中，可以添加熱詞識(shí)別、語音交互等功能，實(shí)現(xiàn)流暢的中文語音對(duì)話，確保教師和學(xué)生能夠與機(jī)器人進(jìn)行笑的交流互動(dòng)。因此在設(shè)計(jì)過程中，要挑選良好的語音識(shí)別工具，常見的工具包有CMU Sphinx、Kaldi、微軟Speech API、科大訊飛、百度語音等[3]。挑選合適的語音識(shí)別工具后，準(zhǔn)備相應(yīng)的硬件設(shè)備、完成系統(tǒng)的鏡像安裝、測(cè)試相關(guān)參數(shù)、檢查連接是否成功并完成相關(guān)交互文件和聲音的配置，最后運(yùn)行系統(tǒng)查看是否能夠順利完成語音識(shí)別。

在設(shè)計(jì)圖像識(shí)別模塊時(shí)，可以加入人臉識(shí)別功能，提高人工智能教育機(jī)器人的工作效率。首先，需要對(duì)開發(fā)環(huán)境進(jìn)行配置，一般在dlib官方網(wǎng)站上下載程序包和數(shù)據(jù)庫，安裝完成后默認(rèn)的面部數(shù)據(jù)載入系統(tǒng)，此時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的默認(rèn)面部數(shù)據(jù)較少，需要自行添加。程序設(shè)計(jì)人員將教師和學(xué)生的并不圖片進(jìn)行編碼，并在對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽中添加教師和學(xué)生的名字。完成上述工作后，當(dāng)教師和學(xué)生站在人工智能教育機(jī)器人的攝像頭前時(shí)，機(jī)器人就會(huì)自行進(jìn)行面部數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)圖像的對(duì)比，一旦出現(xiàn)匹配失敗，就會(huì)要求用戶重新上傳數(shù)據(jù)。

二、小學(xué)人工智能教育機(jī)器人的應(yīng)用策略

1、進(jìn)一步完善人工智能課程體系

在小學(xué)人工智能教育機(jī)器人應(yīng)用范圍越來越廣的背景下，小學(xué)應(yīng)該進(jìn)一步完善人工智能課程體系，發(fā)揮人工智能教育機(jī)器人的真正作用，提高小學(xué)生對(duì)人工智能的興趣。針對(duì)人工智能課程，應(yīng)該設(shè)計(jì)以下課程目標(biāo)：首先，應(yīng)該引導(dǎo)小學(xué)生了解人工智能的基本定義，從而幫助小學(xué)生更好地掌握人工智能的價(jià)值和作用，讓小學(xué)生能夠接受人工智能教育機(jī)器人的教育;其次，教師應(yīng)該通過人工智能教育機(jī)器人帶領(lǐng)學(xué)生一起了解人工智能的相關(guān)原理，讓小學(xué)生了解人工智能教育機(jī)器人為什么能夠運(yùn)行以及逆具體過程;再次，教師應(yīng)該引導(dǎo)小學(xué)生掌握簡單的編程技巧，鍛煉學(xué)生的邏輯思考能力和數(shù)學(xué)思維能力，讓學(xué)生能夠?qū)θ斯ぶ悄苓M(jìn)行一定的程序設(shè)計(jì);最后，帶領(lǐng)學(xué)生一起認(rèn)識(shí)人工智能教育機(jī)器人的組裝過程，并給予學(xué)生組裝的實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作提高自己的實(shí)踐能力。

2、提高教師的教育水平

在小學(xué)引入人工智能教育機(jī)器人輔助教學(xué)工作后，學(xué)校教師應(yīng)該積極學(xué)習(xí)人工智能的操作方法，提高人工智能在教學(xué)中的融合度，讓人工智能能夠真正在課堂學(xué)習(xí)中發(fā)揮作用。教師可以利用人工智能教育機(jī)人為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生打造更加真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生能夠真正將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用實(shí)踐之中，借助人工智能教育機(jī)器人的各項(xiàng)功能鞏固自己的知識(shí)、提高自己的實(shí)踐能力。由于人工智能是新興發(fā)展的產(chǎn)物，并且在科學(xué)技術(shù)大爆炸的背景下，更新?lián)Q代速度十分驚人，新的人工智能理論和功能每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，教師只有通過不斷地的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，才能更加熟練的掌握人工智能教育機(jī)器人的使用方法，用最新的理念和教育方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣，讓學(xué)生在人工智能的幫助下擴(kuò)大學(xué)習(xí)視野、提高學(xué)習(xí)能力。

3、打造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境

國家應(yīng)該對(duì)人工智能教育機(jī)器人市場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范管理，以提高人工智能教育機(jī)器人的質(zhì)量，確保這些機(jī)器人能夠真正為教育事業(yè)服務(wù)，能夠真正提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和專業(yè)素養(yǎng)，為開發(fā)學(xué)生智力、提高學(xué)生對(duì)人工智能的興趣、提高學(xué)生理論與實(shí)際的融會(huì)貫通做出貢獻(xiàn)。同時(shí)，學(xué)校也應(yīng)該針對(duì)人工智能教育機(jī)器人的使用制定規(guī)范化的管理制度和考核要求，避免濫用人工智能教育機(jī)器人的現(xiàn)象發(fā)生，讓教師能夠科學(xué)的運(yùn)用人工智能教育機(jī)器人開展教學(xué)活動(dòng)，采取針對(duì)性的教育方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，讓學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)生都能在人工智能人的幫助下取得學(xué)習(xí)進(jìn)步，在學(xué)校范圍內(nèi)創(chuàng)造積極向上、勇于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)氛圍。同時(shí)，學(xué)校還可以進(jìn)一步深化家校合作，讓家長意識(shí)到人工智能教育機(jī)器人在教育中的重要作用，取得家長的信任和支持，讓家長能夠在家庭教育中對(duì)學(xué)生進(jìn)行人工智能意識(shí)的教育，從而進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)和理解，在課堂上積極聽講、專注學(xué)習(xí)。

結(jié)語：

綜上所述，人工智能是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，也是改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞣绞降闹匾獎(jiǎng)恿?，在小學(xué)教育中引入人工智能教育機(jī)器人，能夠幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也能夠加深小學(xué)生對(duì)人工智能的理解，有利于為人工智能的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙玉珍.探究人工智能走進(jìn)小學(xué)課堂的有效路徑[J].智力，2020（06）：1-2.

[3]趙蘇亞.小學(xué)人工智能教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D].華中師范大學(xué)，2019.

作者簡介：王周義，男，漢族，四川廣漢，一級(jí)教師，大學(xué)本科，網(wǎng)絡(luò)與信息化管理及人工智能編程教育。