AI教師能夠提升學生認知能力，增強學生學習興趣，促進學生社會交往，規(guī)范學生動作技能。故而，AI教師得以開發(fā)并在國外發(fā)展迅速。相比服務型機器人和軍事機器人，AI教師承載著人類革新教育的期望，被賦予了特定的涵義和角色，承擔著相應的職責。得益于人工智能三駕馬車“算法”“算力”和“數(shù)據(jù)”的進步，AI教師根據(jù)教學實際和學生需要，可以扮演不同教育角色。因此，AI教師是指一種特殊的類腦智能型的類人機器人，具有卓越的教學專業(yè)能力，具化為四種類型機器人，即AI學伴（Robot as Companion and Peer）、AI學生（Robot as Care-eliciting Companion）、遠程呈現(xiàn)AI教師（Telepresence Robot Teacher）以及課堂AI教師（Robot as Classroom Teacher/Classroom Teacher Robot）。AI教師將帶來一個智能教育化的新時代。
AI教師開發(fā)的
挑戰(zhàn)與路徑
雖然越來越多的理論探索和實證研究證實了教育人工智能的廣闊前景，但也揭示了該領域面臨的若干問題。歸納起來，開發(fā)和運用AI教師正在遭遇四大挑戰(zhàn)。 1.技術性挑戰(zhàn)與路徑利用AI技術支持教育教學活動存在諸多挑戰(zhàn)。困難之一在于AI教師和人類學生的互動難以實現(xiàn)完全自動化。AI教師在受控的環(huán)境中可以自主運行，但在不受控的條件下，AI教師無法進行完全自主的社交行為。準確地感知社會世界，是AI教師與外界發(fā)生聯(lián)系、走向行為得體的第一步。雖然近年來語音自動識別、模式識別和社會信號處理等技術有所發(fā)展，但沒有在所有領域和各個人群中取得足夠的進展。相反，一些替代性輸入技術，如“可穿戴設備”或“觸控平板電腦”，不僅可用來讀取學習者的反應，還可用來監(jiān)測學習者的參與度，跟蹤學習者的表現(xiàn)。為推動AI教師自主化社交行為的實現(xiàn)，多個研究領域融合交叉并提出了可能方案。機器人技術、納米電子學、合成生物學、認知神經(jīng)科學以及計算機科學技術的發(fā)展，使建立在生物性基礎上的機器人成為可能。當前，實時計算和低成本身體傳感器的最新成果，為創(chuàng)造人體穿戴設備的新形式提供了可能性。這些設備具備采集環(huán)境數(shù)據(jù)和人類生物信號的能力，并自動重新配置其自身，進而恰當、及時地實施任務。 2.運用性挑戰(zhàn)與路徑研究證明，根據(jù)學習者的情感狀態(tài)，AI教師選擇合適的元認知學習策略和情感支持策略，配以適當?shù)氖謩荨⒛抗獾壬眢w語言，能對學生的學習和記憶產(chǎn)生積極影響。然而，將AI引入人類環(huán)境，需要賦予它們互動的能力。這些能力包括感知人類發(fā)出的信號，做出恰如其分的反應，理解和生成自然語言，進行推理以及根據(jù)特定情境設計和執(zhí)行動作。因此，將AI應用于課堂教學，需要考慮解決AI教師如何進行教學判斷、教學決策進而做出教學行為的難題。這對于人類教師而言，也是一種挑戰(zhàn)，更遑論AI教師。此外，僅僅增加AI教師的社交行為不一定能提高學生的學習成效，某些不當?shù)纳缃恍袨闀稚W生的學習注意力。因此，如何結合真實的課堂環(huán)境和教學任務來精心設計AI教師的教學行為，至關重要。其他問題包括如何避免學習者過度依賴或拒絕使用AI教師等問題，也亟待探討。技術上，人工智能、工程學和教育學專家需要在人臉和情感識別、行為和意圖預測、語音處理以及其他方面開發(fā)新方案。伊利諾伊大學研究者正在研發(fā)“心靈機器人”（psychic robot），實質是一種新的計算機算法，它試圖使機器能夠觀察人類肢體動作來預測他的下一步行為。比如，當AI教師感知到學生手臂移動時，系統(tǒng)便自動分析該生手臂移動的意圖，是舉手發(fā)言還是動手打人。 3.接受度挑戰(zhàn)與路徑隨著人工智能技術的發(fā)展和普及，越來越多的技術被應用到學校教育當中。人工智能技術能否發(fā)揮作用、發(fā)揮多大作用，取決于教師、學生和其他利益相關者的接受與應用程度。研究指出，年長學習者接受和使用AI的意愿比年輕學習者低。許多學生屬于數(shù)字土著一代。互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術不僅是他們生活的重要組成部分，而且無時無刻不在形塑著他們對世界的認識、對教育技術和數(shù)字化學習的態(tài)度和接受度。因此，AI教師可以有效輔導兒童和青少年。然而，許多年長學習者卻是數(shù)字移民，其生活習慣、認知方式、學習方法、技術信念等與數(shù)字土著存在較大區(qū)別。他們缺少使用技術的技能和自信心，產(chǎn)生消極畏難甚至反感抵制的情緒。因此，AI教師是否同樣適用于年長學習者依然是個未知數(shù)。目前，為使社交機器人更加普遍地應用于人類生活的各個方面，研究者們已經(jīng)開始探討種族、性別、宗教、年紀以及形狀和用途等是否以及如何影響人類對機器人的接受度。 4.倫理性挑戰(zhàn)與路徑將AI引進教育教學活動，除了產(chǎn)生技術和實踐問題，還帶來了倫理挑戰(zhàn)。面對AI教師，人們存在兩種疑慮：一是在多大程度上，人類將教育委托給AI教師。AI教師可以促進學生學習，但AI教師的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)存儲功能帶來泄露人類隱私的隱患。部分學生因受到AI教師的“窺探”而感到不適。二是如同電話、短信、電子郵件、QQ微信等社交網(wǎng)絡和通信技術，AI教師也將會影響人類師生之間、生生之間的交往。當前AI教師已經(jīng)能夠在一些方面服務于學生的學習和生活，這已開始挑戰(zhàn)著父母與孩子、教師與學生之間的關系發(fā)展?？紤]到機器人可能帶來的深刻影響，人類在重視技術發(fā)展的同時，也需要對其進行倫理規(guī)制。政府需要系統(tǒng)評估AI應用可能產(chǎn)生的社會風險并及時制定相關政策，比如2019年4月8日歐盟委員會頒發(fā)《人工智能倫理準則》（Ethics Guidelines for Artificial Intelligence）。研究者應將神經(jīng)科學和心理學研究的適宜道德成果等轉化為算法，使AI具備一定的道德判斷和選擇能力。同時，規(guī)定AI的使用規(guī)模、范圍和時間等。使用者則應充分尊重和正確使用AI，不破壞、不誤用、不濫用AI。
