人工智慧+教育之思Ⅰ：機器人也能做老師？

（三）建設安全便捷的智能社會。

1.發展便捷高效的智能服務。

圍繞教育、醫療、養老等迫切民生需求，加快人工智慧創新應用，為公眾提供個性化、多元化、高品質服務。

智能教育。利用智能技術加快推動人才培養模式、教學方法改革，構建包含智能學習、互動式學習的新型教育體系。開展智能校園建設，推動人工智慧在教學、管理、資源建設等全流程應用。開發立體綜合教學場、基於大數據智能的在線學習教育平台。開發智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統。建立以學習者為中心的教育環境，提供精準推送的教育服務，實現日常教育和終身教育定製化。

——《國務院關於印發新一代人工智慧發展規劃的通知》

人工智慧究竟能為我們帶來什麼？確切地說究竟能為教育帶來什麼？這個問題是我最近一直在思考的問題。隨著國務院這份通知文件的下發，身邊做創客教育的朋友們大聲呼喚終於迎來了編程教育的春天（我想在下次一次再仔細思考編程這個問題），可是除了編程教育之外，文件中上面這一段話，恐怕並不是所有人都關注到的。

如果讓人工智慧或者智能機器人走進學校，都可以能做什麼呢？

我在一些電影中找到了可能的答案——

早在90年代的港產電影《百變星君》中，主人公被一位科學家改造成生化人，身上集合了各種不同的工具，並且具有超高的智商，最後收服了一眾調皮搗蛋的學生。在美國1990年發行的電影《鐵甲學堂》中，幻想在2000年的時候，為了應對惡化的學校師生關係而被製造出來的機器人教師，就是為了維護學校正常的教學秩序，遇到不聽話的學生就會給出嚴厲的懲罰……

類似的影視作品還有不少，其中就反映出了在那個時代，人們對於機器人技術或者智能機器人技術在學校里的應用。那麼，機器人是否真的可以進入學校進入課堂呢？

我在網上發現了這樣的報道——

早在2009年，日本東京理科大學小林宏教授就按照一位女大學生的模樣塑造出機器人「薩亞」老師。「薩亞」皮膚白皙、面龐清秀，皮膚後藏有18台微型電機，可以使面部呈現出6種表情。她會講大約300個短語，700個單詞，可以對一些詞語和問題做出回應，還可以學會講各種語言。「薩亞」給一班10歲左右的五年級學生講課，受到新奇興奮的孩子們的極大歡迎。

　　2010年，韓國的一些小學課堂里，出現了一個3.3英尺高、擁有「人臉」的機器人。這位「蛋形老師」能自如地在教室中「來回踱步」，並「張口」講課，還有朗誦、跳舞等多項才藝。不僅孩子們喜歡，就連家長也喜歡和機器人老師交談。

　　我國的「福州造」教育機器人已在部分城市的學校開始「內測」，今後有望向全國中小學推廣。這款教育機器人除了幫助老師朗誦課文、批改作業、課間巡視之外，還能通過功能強大的感測器靈敏地感知學生的生理反應，扮演「測謊高手」角色。一旦和「學生機」綁定，可更清楚地了解學生對各個知識點的掌握情況。

　　機器人教師小美在九江學院厚德樓的一間教室里為學生講課，這是九院信息學院智能機器人工作室開辦的機器人創新空間，每周日面向校內外人員開放。除了機器人教學，還有相應的動手實踐及趣味實驗。小美的語音和肢體動作與課件PPT是同步的，它能像一位老師一樣在台上講課，開發者張老師則在台下或是實驗室里輔導學生，提升授課效率。……

尤其可見，機器人正在逐步走進學校，服務學校和學生，甚至取代一部分老師的作用。那麼，機器人代替教師授課的究竟有什麼好處呢？

最大的好處之一就是改善教育資源分布不均衡的現狀，尤其是教師資源分布不平衡。在北上廣等一線大城市中，聚集了大量的優秀老師，名師資源豐富。而在三四線地區，縣城或者農村，大量缺乏優質教師。我正在上課的一個小學，每個老師兼著兩三門學科，在這樣的授課壓力下根本無暇估計其他的創新教育，僅僅是現有的授課任務都已經讓老師們焦頭爛額。這種情況在廣大的三四線地區是非常常見的。而機器人則可以通過遠程名師直播課堂、提前錄播等形式將名師的課程錄製下來就可以解決這樣的問題。

那這種形式和傳統的遠程課堂或在線學習（例如MOOC）這樣的形式又有什麼差別呢？首先載體和形式不同，載體從二維的顯示器平面顯示變成了立體三維的機器人；視頻中的老師總是要各種屏幕進行互動，而真實的機器人可以說話、眨眼、握手來和學生進行互動。

既然，用機器人當老師的案例已經出現，那麼這種機器人老師真的可能成為講師，走入課堂，給學生們「傳到授業」嗎？這需要我們將教師的行為進行解構。

教師在學校的工作包括兩大部分，課堂行為和課後行為。課堂行為就是上課期間的行為，課後行為就是在非上課期間教師的行為。教師的課堂行為即教師的教學實施行為，可以分為兩大塊，就是教學行為和課堂管理行為，其中教學行為又包含了主要教學行為和輔助教學行為。見下表格

在以上行為中，哪些行為是可以被機器人和人工智慧技術所替代的呢？——越是基礎的、簡單的、需要重複的行為越是容易取代的，越是需要隨機應變、臨場發揮、充滿創造力的行為越是難以取代。

在呈示行為中的語言呈示來說，主要是講述知識點或者操作過程等，這個行為就是按照知識點和操作步驟進行語言的轉述就可以——這種行為就可以讓機器人完成。當然不能忽視的是機器人語言表達的語調語速和情感帶來的影響。所以，呈示行為是比較容易由機器人來完成的。

課程行為中對話是非常重要的一種行為，也是非常考驗老師的一種行為。它往往需要老師根據學生的回答隨機應變做出通的回答和引導。因此是比較難由機器人完成。但是有沒有辦法實現呢？我覺得還是有的。那就需要編寫一個非常完善的語音庫，把學生可能問到的問題全部編寫入語音庫中。那這樣帶來的缺點也顯而易見——關鍵詞越多也越會增加識別錯誤的可能，影響授課效果。

對於指導行為，我個人認為是很難由機器人來完成的。不論是自主學習還是合作學習、探究學習，都必須根基現場的學習情況由教師給出既是的反饋指導意見。學生可能出現的情況千奇百怪，老師要對症下藥，甚至還要給出具有創造力的答案。那麼機器人如何識別學生的學習模式和學習狀態？首先需要大量的教學數據，可即使有了教學數據如何來進行識別和學習，在我看來是毫無頭緒的。因此我個人認為指導行為是無法由機器人完成的。

如此看來，機器人並不能完全替代教師。那這樣一來還有必要讓機器人充當老師的角色完成一些教學型呢？當然是有價值的，如果將老師們從簡單的、重複性高的工作中解放出來，是不是就可以減輕一線老師的授課壓力呢？如果老師們的壓力減輕了，是不是就會有更多的時間來做更多重要的事情，比如課堂觀察。老師可以花更多時間來觀察學生在課堂上的反應，從而判斷學生的學習狀態，記錄學生的學習過程，指導學生的學習行為，衡量學生的學習成果。聽傳聞說北師大正在和科大訊飛做這樣的嘗試，如果科大訊飛這樣的人工智慧技術領先的企業能夠牽頭師大一起來做，未來機器人走進課堂講課還真是可以預期的。

當然，我們必須承認一點，就如美國某高校的教授說到的那樣：機器人並沒有辦法完全取代教師的地位，除非某些技術有了突破性的進展。

但是，這並不妨礙我們從現在開始就嘗試讓機器人和人工智慧技術走進學校，走進課堂，去分擔教師的壓力，服務於學生的學習，為建立有效學習的課堂而努力。

在引進人工智慧教育解決方案之後，傳統知識講解尤其是講述呈示基本都可以由機器人來實現，老師只要關注全班的學習情況，針對學生遇到的問題給出具體的指導。最大化地發揮老師的價值，去做最應該做的事情——觀察和指導學生。

當然在嘗試的過程中也會遇到很多問題，總結起來就是在和一位智能機器人公司的產品經理交流時他說的一句話——「人工智慧，有多少智能就會有多少人工。」就如他解釋的那樣，比如在語音對答的過程中，當學生想要了解或知道某一個問題的時候，他可以通過和機器人語音對話來搜索，但是往往是百度上的直接回答，而這些回答有很多可能是不適合學生的，或者是學生理解不了的，他們的做法是直接做自己的語音庫，而這是非常耗費人工的一件事。

除此之外，現在機器人的語音交互感受還不是太好，例如每天和Siri聊天，說的短還新鮮，但是長時間讓Siri說話就會覺得聲音並不舒服。

除了以上提到的問題之外還有其他的問題由於篇幅問題就不在這裡一一說明。但是從實施成果來，讓創客教育走進農村學校，讓更多學生體驗到新穎到的更有價值的教育內容，這本身就是一件非常值得做的事情。這一點從孩子們開心的笑容和學校老師的聲聲感謝中就感覺得到。未來不僅僅是創客教育，國防安全教育、普法宣傳教育、傳統文化教育等是不是都可以通過這樣的方式進行普及呢？

面對未來，我們可以更加放開思想的韁繩，漫無邊際的想像，未來的課堂，機器人和人工智慧將會怎樣改變學校和課堂。

或許在未來，學校當中當初都會有機器人的身影，在課堂上他們可以深情並茂的講述海底的知識，學生告訴機器人大家從未到過海底，機器人就可以直接調出海底的視頻；教師在機器人自帶的攝像頭協助下可以記錄下每一個學生的學習狀態；在課後的測驗中，學生的測驗都可以通過機器人進行判閱，機器人將會給出結果和分析報告，再由教師對每個學生的學習進展進行判斷做出適合每個學生的學習計劃方案……

這只是我的想像，那麼你想像中的未來課堂和學校會是什麼樣，會怎樣更加智能呢？