AI教師能夠提升學(xué)生認(rèn)知能力，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生社會交往，規(guī)范學(xué)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(wù)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(dān)著相應(yīng)的職責(zé)。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(xué)實際和學(xué)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(xué)專業(yè)能力，具化為四種類型機器人，即AI學(xué)伴（Robot as Companion and Peer）、AI學(xué)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(lǐng)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(shù)性挑戰(zhàn)與路徑利用AI技術(shù)支持教育教學(xué)活動存在諸多挑戰(zhàn)。困難之一在于AI教師和人類學(xué)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(zhǔn)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(shù)有所發(fā)展，但沒有在所有領(lǐng)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(shù)，如“可穿戴設(shè)備”或“觸控平板電腦”，不僅可用來讀取學(xué)習(xí)者的反應(yīng)，還可用來監(jiān)測學(xué)習(xí)者的參與度，跟蹤學(xué)習(xí)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(lǐng)域融合交叉并提出了可能方案。機器人技術(shù)、納米電子學(xué)、合成生物學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)以及計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使建立在生物性基礎(chǔ)上的機器人成為可能。當(dāng)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(shè)備的新形式提供了可能性。這些設(shè)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(dāng)、及時地實施任務(wù)。 2.運用性挑戰(zhàn)與路徑研究證明，根據(jù)學(xué)習(xí)者的情感狀態(tài)，AI教師選擇合適的元認(rèn)知學(xué)習(xí)策略和情感支持策略，配以適當(dāng)?shù)氖謩?、目光等身體語言，能對學(xué)生的學(xué)習(xí)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(yīng)，理解和生成自然語言，進行推理以及根據(jù)特定情境設(shè)計和執(zhí)行動作。因此，將AI應(yīng)用于課堂教學(xué)，需要考慮解決AI教師如何進行教學(xué)判斷、教學(xué)決策進而做出教學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)成效，某些不當(dāng)?shù)纳缃恍袨闀稚W(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。因此，如何結(jié)合真實的課堂環(huán)境和教學(xué)任務(wù)來精心設(shè)計AI教師的教學(xué)行為，至關(guān)重要。其他問題包括如何避免學(xué)習(xí)者過度依賴或拒絕使用AI教師等問題，也亟待探討。技術(shù)上，人工智能、工程學(xué)和教育學(xué)專家需要在人臉和情感識別、行為和意圖預(yù)測、語音處理以及其他方面開發(fā)新方案。伊利諾伊大學(xué)研究者正在研發(fā)“心靈機器人”（psychic robot），實質(zhì)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(yù)測他的下一步行為。比如，當(dāng)AI教師感知到學(xué)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(shù)的發(fā)展和普及，越來越多的技術(shù)被應(yīng)用到學(xué)校教育當(dāng)中。人工智能技術(shù)能否發(fā)揮作用、發(fā)揮多大作用，取決于教師、學(xué)生和其他利益相關(guān)者的接受與應(yīng)用程度。研究指出，年長學(xué)習(xí)者接受和使用AI的意愿比年輕學(xué)習(xí)者低。許多學(xué)生屬于數(shù)字土著一代?；ヂ?lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術(shù)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(rèn)識、對教育技術(shù)和數(shù)字化學(xué)習(xí)的態(tài)度和接受度。因此，AI教師可以有效輔導(dǎo)兒童和青少年。然而，許多年長學(xué)習(xí)者卻是數(shù)字移民，其生活習(xí)慣、認(rèn)知方式、學(xué)習(xí)方法、技術(shù)信念等與數(shù)字土著存在較大區(qū)別。他們?nèi)鄙偈褂眉夹g(shù)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(xué)習(xí)者依然是個未知數(shù)。目前，為使社交機器人更加普遍地應(yīng)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(jì)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(xué)活動，除了產(chǎn)生技術(shù)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(xué)生學(xué)習(xí)，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(xué)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(luò)和通信技術(shù)，AI教師也將會影響人類師生之間、生生之間的交往。當(dāng)前AI教師已經(jīng)能夠在一些方面服務(wù)于學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，這已開始挑戰(zhàn)著父母與孩子、教師與學(xué)生之間的關(guān)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(shù)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(yīng)用可能產(chǎn)生的社會風(fēng)險并及時制定相關(guān)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(zhǔn)則》（Ethics Guidelines for Artificial Intelligence）。研究者應(yīng)將神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)研究的適宜道德成果等轉(zhuǎn)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(yīng)充分尊重和正確使用AI，不破壞、不誤用、不濫用AI。
