中圖分類號：G434文獻標(biāo)識碼：A論文編號：1674-2117（2025）13-0097—04

引言

人工智能正在深刻改變著人們的生產(chǎn)生活，推動人類社會向著數(shù)字化、智能化的時代邁進。教育系統(tǒng)也在積極探索教育與人工智能融合的可能性，生成式人工智能（GAI）加速了教育數(shù)字化的發(fā)展，重構(gòu)了人機協(xié)同和知識生成的方式，促進了人機協(xié)同育人的智能教育時代發(fā)展。同時，實體機器人在教育領(lǐng)域的應(yīng)用正在發(fā)生，而GAI智能體所支持的實體機器人教學(xué)將為傳統(tǒng)教學(xué)帶來新的變革。

本研究在一堂小學(xué)四年級的心理健康主題班會課上引人了兩個實體機器人和GAI智能體，通過深度、全面的視頻展示，將復(fù)雜的概念和抽象的理論可視化，極大地增強了學(xué)生學(xué)習(xí)體驗的互動性和吸引力2，同時還利用實體機器人和GAI智能體之間的交互為學(xué)生提供了啟發(fā)和支持，幫助學(xué)生更好地理解和管理情緒，從而減少小學(xué)生心理問題的發(fā)生，輔助學(xué)科教學(xué)實現(xiàn)育人的目的。

人機協(xié)同教育理論

人機協(xié)同教育理論的基礎(chǔ)理論涉及系統(tǒng)論、協(xié)同理論、分布式認(rèn)知理論、信息加工理論和具身認(rèn)知理論。該理論提出，人機協(xié)同教育是一個系統(tǒng)化的協(xié)同過程，存在于主體與客體活動之中，在這種模式下，“機”不僅是工具，更是一個積極參與教育活動的主體，人與機器都是主體，協(xié)同完成教育教學(xué)中的復(fù)雜任務(wù)，人機協(xié)同教育系統(tǒng)維持著一種動態(tài)平衡，人與機器各自發(fā)出行為，相互協(xié)作，最終實現(xiàn)整個教育系統(tǒng)的平衡和高效運作。[3]這種協(xié)同可以通過人與“機”之間的交互實現(xiàn)知識的存儲、轉(zhuǎn)化與共享，減輕了個體認(rèn)知的部分負(fù)荷，促進了知識的創(chuàng)新。

基于雙實體機器人的GAI智能體教學(xué)設(shè)計

雙實體機器人和GAI智能體的教學(xué)是指在課堂中，兩個搭載有GAI智能體的實體機器人能夠完成人與機、機與機之間的自由交互，其中任意一個實體機器人可以針對另一個機器人的表現(xiàn)與人類進行交互討論，并生成對另一個機器人的看法或提供幫助，還可以在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)進行引導(dǎo)和幫助。在這個過程中，學(xué)生不僅能加深對課程內(nèi)容以及與機器人交互的情景的印象，還能培養(yǎng)自主思考和合作交流的能力。本研究設(shè)計的心理健康主題班會課就是通過情境再現(xiàn)對話過程，讓小學(xué)生體驗實體機器人之間的“對話情緒”，引導(dǎo)他們探索不同GAI智能體在情緒方面的表現(xiàn)，促進其對自身情緒的理解和認(rèn)識。4基于實體機器人的GAI智能體的心理健康主題班會課教學(xué)設(shè)計如圖1所示。

1.教學(xué)設(shè)計中師生機角色定位與設(shè)計

在基于實體機器人和GAI智能體的教學(xué)模式下，教師、學(xué)生、機器教師的角色與作用需要進行重新界定。教師是課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)活動的策劃者、組織者和引導(dǎo)者，在備課階段教師需要充分考慮課程教學(xué)的重難點，將實體機器人和GAI智能體應(yīng)用到最適合的教學(xué)環(huán)節(jié)中，使其能夠更好地發(fā)揮作用。在這個過程中，教師需要借助人機協(xié)同教育研究者的幫助，共同設(shè)計教學(xué)活動并且共同探究確定最終版本。在任何教學(xué)場景下，實體機器人和GAI智能體都不會完全接管教師的角色，它們的加入是為了增強或補充教師的優(yōu)勢[5]，使教師個人的教學(xué)能力借助技術(shù)的手段得以延伸。同時，學(xué)生從被動接受知識轉(zhuǎn)向主動建構(gòu)知識，通過與教師、同伴、實體機器人和GAI智能體的互動，將新知識與原有的知識建立起有意義的聯(lián)結(jié)，通過這種學(xué)習(xí)方式來理解知識、體驗情感、學(xué)會技能，更好地構(gòu)建起自己的知識網(wǎng)絡(luò)。

2.教學(xué)資源整合與優(yōu)化

GAI智能體之所以能在課堂教學(xué)中呈現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，是因為其背后有一個巨大的知識庫作支撐，其中包含課堂教學(xué)所需要的海量資源。當(dāng)學(xué)生提出問題后，GAI智能體能夠把預(yù)設(shè)的指令與學(xué)生問題組合成新指令，再用新指令在知識庫中進行檢索并讀取調(diào)用。為了在學(xué)校的學(xué)習(xí)活動中促進學(xué)生身心全面發(fā)展，同時也是為了滿足核心素養(yǎng)的育人要求，教學(xué)設(shè)計必須考慮對學(xué)生的認(rèn)知層面、情感層面以及行為層面施以影響。在知識庫中體現(xiàn)為課程性知識、情感性知識以及實踐性知識。GAI智能體可以隨時調(diào)用知識庫中的內(nèi)容，通過這種方式實現(xiàn)與教師、學(xué)生的交互，同時也可以實現(xiàn)多個智能體間的交互，具體如圖2所示。

基于雙實體機器人和GAI智能體教學(xué)設(shè)計的應(yīng)用

1.案例設(shè)計

本研究案例選擇在北京市某小學(xué)一堂四年級的心理健康班會課中展開實踐，教學(xué)時間為40分鐘。在本案例中，使用兩個實體機器人，分別搭載GAI智能體（“小松鼠”“小刺猬”）進行互動，GAI智能體1號（搭載有正向情緒）可以與學(xué)生針對GAI智能體2號（搭載有負(fù)向情緒）進行探討交互，并提出幫助與解決的方法，學(xué)生再基于GAI智能體1號提供的信息對GAI智能體2號進行對話調(diào)整，最終使GAI智能體2號學(xué)會正向的情緒表達，與此同時，學(xué)生也在這樣的情境下理解了負(fù)向言語帶給別人的傷害，并掌握了正向的言語表達。教學(xué)活動中人機的系統(tǒng)設(shè)計如圖3所示。

2.案例實踐

（1）課前準(zhǔn)備

確定教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生理解并認(rèn)識負(fù)面言語，并能意識到其對人的負(fù)面影響；探究負(fù)面言語對人的傷害，使學(xué)生學(xué)會使用友善言語并能使用友善言語傳遞溫暖；感受言語的魅力，激發(fā)學(xué)生正向情感態(tài)度、價值觀的生成。

課程內(nèi)容分析：社會主義核心價值觀中的“友善”是人際交往中必備的一種品質(zhì)，能夠傳遞友善的方式有很多，語言就是其中的關(guān)鍵媒介之一，其藝術(shù)性的學(xué)習(xí)對學(xué)生的全面發(fā)展具有顯著影響。隨著學(xué)生自我意識的增強，同伴關(guān)系的影響越來越大，構(gòu)建充滿友善的人際關(guān)系顯得尤為重要。

學(xué)習(xí)者分析：班級學(xué)生所在家庭大多為雙職工家庭，父母基本都是90后，正值事業(yè)上升期，工作都比較忙，和孩子溝通交流的時間比較少。隔輩老人對孩子都比較溺愛，在教育孩子方面存在過度的自我保護意識，在這樣的家庭環(huán)境下，孩子缺乏良好的語言表達環(huán)境。而且現(xiàn)在學(xué)生接觸電子產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)比較多，受到不良影響的概率增加，說臟話的現(xiàn)象也越發(fā)嚴(yán)重，這些都嚴(yán)重影響了同伴間的人際交往，阻礙了學(xué)生的社會性發(fā)展。

基于實體機器人的GAI智能體分析：本節(jié)課期望根據(jù)學(xué)生的年齡特點，利用童話故事引入，結(jié)合“小刺猬”和“小松鼠”的形象，讓學(xué)生在理解和感知語言上，更加容易進入角色；在具體情境中，通過與機器人的角色互動，以及小組內(nèi)的表演，讓學(xué)生在不同的語言環(huán)境中有不同的感受，從而明白在與同學(xué)交流中，應(yīng)該使用善意的語言；借助表演，發(fā)現(xiàn)惡意的言語會讓人覺得不舒服，利用機器人知道長期面對惡意的言語對人的傷害很大。本案例中的心理健康主題班會課的課前與課中教學(xué)流程設(shè)計如圖4所示。

（2）課中實踐

教師先介紹本節(jié)課的虛擬助教“小刺猬”和“小松鼠”，它們均為基于實體機器人的智能體扮演，小刺猬代表帶刺的性格，而小松鼠則象征友善。在模擬對話中，小刺猬使用負(fù)面的語言對小松鼠進行攻擊，小松鼠則嘗試用溫和的回應(yīng)化解沖突。然后由學(xué)生分別扮演小松鼠與智能體小刺猬對話，這種角色扮演的方式，使學(xué)生能夠直觀地感受到負(fù)面言語的傷害，同時理解到友善語言的作用：語言傳達出友善會讓人感到舒服與溫暖，語言傳達出惡意則會令人難過與心寒。接下來，教師通過情境再現(xiàn)的活動展示了語言沖突產(chǎn)生的矛盾。例如，兩個學(xué)生因在評價中批評作業(yè)不認(rèn)真而發(fā)生爭執(zhí)。教師引導(dǎo)學(xué)生討論這些情境，幫助他們認(rèn)識到負(fù)面言語對彼此關(guān)系的影響。通過這種互動，學(xué)生可以體驗到語言的傷害，學(xué)會如何用友善的方式解決問題。

（3）案例評價與反思

為探究這種模式下教學(xué)活動設(shè)計的合理性，研究成員們在本課結(jié)束后對中小學(xué)一線教師、人工智能教育專業(yè)研究生和專家進行訪談。參與訪談的教師和專家普遍認(rèn)為，實體機器人與GAI智能體的結(jié)合在心理健康教育班會課中具有顯著優(yōu)勢，尤其是實體機器人的互動和趣味性有效吸引了學(xué)生的注意力，提高了學(xué)生的課堂參與度。也有教師指出，無論是實體機器人的操作還是GAI智能體的設(shè)計都需要一定的技術(shù)支持，建議在推廣過程中加強教師的技術(shù)培訓(xùn)，專家們建議進一步優(yōu)化智能體的交互方式，使其更貼近學(xué)生的實際心理狀態(tài)，以提高教學(xué)的針對性和實效性?？傮w而言，基于雙實體機器人和GAI智能體的教學(xué)設(shè)計在心理健康教育班會課中展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景，但仍需在實踐中不斷優(yōu)化和完善。

參考文獻：

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作者簡介：栗秀，首都師范大學(xué)教育學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向為人工智能教育；劉建琦，北京市海淀區(qū)教科院高級教師；賈丹，北京市海淀區(qū)教科院和平未來實驗小學(xué)教師；方海光，首都師范大學(xué)教育學(xué)院教授，研究方向為教育大數(shù)據(jù)，人工智能教育，智能教育機器人，智慧教育等。