雙實(shí)體機(jī)器人和生成式人工智能智能體支持的班會(huì)課教學(xué)設(shè)計(jì)研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：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(dòng)人類(lèi)社會(huì)向著數(shù)字化、智能化的時(shí)代邁進(jìn)。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(jī)協(xié)同和知識(shí)生成的方式，促進(jìn)了人機(jī)協(xié)同育人的智能教育時(shí)代發(fā)展。同時(shí)，實(shí)體機(jī)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(shí)體機(jī)器人教學(xué)將為傳統(tǒng)教學(xué)帶來(lái)新的變革。

本研究在一堂小學(xué)四年級(jí)的心理健康主題班會(huì)課上引人了兩個(gè)實(shí)體機(jī)器人和GAI智能體，通過(guò)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(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的互動(dòng)性和吸引力2，同時(shí)還利用實(shí)體機(jī)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(wèn)題的發(fā)生，輔助學(xué)科教學(xué)實(shí)現(xiàn)育人的目的。

人機(jī)協(xié)同教育理論

人機(jī)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(jī)協(xié)同教育是一個(gè)系統(tǒng)化的協(xié)同過(guò)程，存在于主體與客體活動(dòng)之中，在這種模式下，“機(jī)”不僅是工具，更是一個(gè)積極參與教育活動(dòng)的主體，人與機(jī)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(jī)協(xié)同教育系統(tǒng)維持著一種動(dòng)態(tài)平衡，人與機(jī)器各自發(fā)出行為，相互協(xié)作，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)教育系統(tǒng)的平衡和高效運(yùn)作。[3]這種協(xié)同可以通過(guò)人與“機(jī)”之間的交互實(shí)現(xiàn)知識(shí)的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化與共享，減輕了個(gè)體認(rèn)知的部分負(fù)荷，促進(jìn)了知識(shí)的創(chuàng)新。

基于雙實(shí)體機(jī)器人的GAI智能體教學(xué)設(shè)計(jì)

雙實(shí)體機(jī)器人和GAI智能體的教學(xué)是指在課堂中，兩個(gè)搭載有GAI智能體的實(shí)體機(jī)器人能夠完成人與機(jī)、機(jī)與機(jī)之間的自由交互，其中任意一個(gè)實(shí)體機(jī)器人可以針對(duì)另一個(gè)機(jī)器人的表現(xiàn)與人類(lèi)進(jìn)行交互討論，并生成對(duì)另一個(gè)機(jī)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(jìn)行引導(dǎo)和幫助。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅能加深對(duì)課程內(nèi)容以及與機(jī)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(jì)的心理健康主題班會(huì)課就是通過(guò)情境再現(xiàn)對(duì)話過(guò)程，讓小學(xué)生體驗(yàn)實(shí)體機(jī)器人之間的“對(duì)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(jìn)其對(duì)自身情緒的理解和認(rèn)識(shí)。4基于實(shí)體機(jī)器人的GAI智能體的心理健康主題班會(huì)課教學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示。

1.教學(xué)設(shè)計(jì)中師生機(jī)角色定位與設(shè)計(jì)

在基于實(shí)體機(jī)器人和GAI智能體的教學(xué)模式下，教師、學(xué)生、機(jī)器教師的角色與作用需要進(jìn)行重新界定。教師是課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)活動(dòng)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(diǎn)，將實(shí)體機(jī)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(gè)過(guò)程中，教師需要借助人機(jī)協(xié)同教育研究者的幫助，共同設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)并且共同探究確定最終版本。在任何教學(xué)場(chǎng)景下，實(shí)體機(jī)器人和GAI智能體都不會(huì)完全接管教師的角色，它們的加入是為了增強(qiáng)或補(bǔ)充教師的優(yōu)勢(shì)[5]，使教師個(gè)人的教學(xué)能力借助技術(shù)的手段得以延伸。同時(shí)，學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，通過(guò)與教師、同伴、實(shí)體機(jī)器人和GAI智能體的互動(dòng)，將新知識(shí)與原有的知識(shí)建立起有意義的聯(lián)結(jié)，通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式來(lái)理解知識(shí)、體驗(yàn)情感、學(xué)會(huì)技能，更好地構(gòu)建起自己的知識(shí)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(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，是因?yàn)槠浔澈笥幸粋€(gè)巨大的知識(shí)庫(kù)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(wèn)題后，GAI智能體能夠把預(yù)設(shè)的指令與學(xué)生問(wèn)題組合成新指令，再用新指令在知識(shí)庫(kù)中進(jìn)行檢索并讀取調(diào)用。為了在學(xué)校的學(xué)習(xí)活動(dòng)中促進(jìn)學(xué)生身心全面發(fā)展，同時(shí)也是為了滿足核心素養(yǎng)的育人要求，教學(xué)設(shè)計(jì)必須考慮對(duì)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(shí)庫(kù)中體現(xiàn)為課程性知識(shí)、情感性知識(shí)以及實(shí)踐性知識(shí)。GAI智能體可以隨時(shí)調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的內(nèi)容，通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)與教師、學(xué)生的交互，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)智能體間的交互，具體如圖2所示。

基于雙實(shí)體機(jī)器人和GAI智能體教學(xué)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1.案例設(shè)計(jì)

本研究案例選擇在北京市某小學(xué)一堂四年級(jí)的心理健康班會(huì)課中展開(kāi)實(shí)踐，教學(xué)時(shí)間為40分鐘。在本案例中，使用兩個(gè)實(shí)體機(jī)器人，分別搭載GAI智能體（“小松鼠”“小刺猬”）進(jìn)行互動(dòng)，GAI智能體1號(hào)（搭載有正向情緒）可以與學(xué)生針對(duì)GAI智能體2號(hào)（搭載有負(fù)向情緒）進(jìn)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(hào)提供的信息對(duì)GAI智能體2號(hào)進(jìn)行對(duì)話調(diào)整，最終使GAI智能體2號(hào)學(xué)會(huì)正向的情緒表達(dá)，與此同時(shí)，學(xué)生也在這樣的情境下理解了負(fù)向言語(yǔ)帶給別人的傷害，并掌握了正向的言語(yǔ)表達(dá)。教學(xué)活動(dòng)中人機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.案例實(shí)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(shí)負(fù)面言語(yǔ)，并能意識(shí)到其對(duì)人的負(fù)面影響；探究負(fù)面言語(yǔ)對(duì)人的傷害，使學(xué)生學(xué)會(huì)使用友善言語(yǔ)并能使用友善言語(yǔ)傳遞溫暖；感受言語(yǔ)的魅力，激發(fā)學(xué)生正向情感態(tài)度、價(jià)值觀的生成。

課程內(nèi)容分析：社會(huì)主義核心價(jià)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(yǔ)言就是其中的關(guān)鍵媒介之一，其藝術(shù)性的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展具有顯著影響。隨著學(xué)生自我意識(shí)的增強(qiáng)，同伴關(guān)系的影響越來(lái)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(jí)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(shí)間比較少。隔輩老人對(duì)孩子都比較溺愛(ài)，在教育孩子方面存在過(guò)度的自我保護(hù)意識(shí)，在這樣的家庭環(huán)境下，孩子缺乏良好的語(yǔ)言表達(dá)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(shuō)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(huì)性發(fā)展。

基于實(shí)體機(jī)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(diǎn)，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(yǔ)言上，更加容易進(jìn)入角色；在具體情境中，通過(guò)與機(jī)器人的角色互動(dòng)，以及小組內(nèi)的表演，讓學(xué)生在不同的語(yǔ)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(yǔ)言；借助表演，發(fā)現(xiàn)惡意的言語(yǔ)會(huì)讓人覺(jué)得不舒服，利用機(jī)器人知道長(zhǎng)期面對(duì)惡意的言語(yǔ)對(duì)人的傷害很大。本案例中的心理健康主題班會(huì)課的課前與課中教學(xué)流程設(shè)計(jì)如圖4所示。

（2）課中實(shí)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(shí)體機(jī)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(duì)話中，小刺猬使用負(fù)面的語(yǔ)言對(duì)小松鼠進(jìn)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(duì)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(yǔ)的傷害，同時(shí)理解到友善語(yǔ)言的作用：語(yǔ)言傳達(dá)出友善會(huì)讓人感到舒服與溫暖，語(yǔ)言傳達(dá)出惡意則會(huì)令人難過(guò)與心寒。接下來(lái)，教師通過(guò)情境再現(xiàn)的活動(dòng)展示了語(yǔ)言沖突產(chǎn)生的矛盾。例如，兩個(gè)學(xué)生因在評(píng)價(jià)中批評(píng)作業(yè)不認(rèn)真而發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)。教師引導(dǎo)學(xué)生討論這些情境，幫助他們認(rèn)識(shí)到負(fù)面言語(yǔ)對(duì)彼此關(guān)系的影響。通過(guò)這種互動(dòng)，學(xué)生可以體驗(yàn)到語(yǔ)言的傷害，學(xué)會(huì)如何用友善的方式解決問(wèn)題。

（3）案例評(píng)價(jià)與反思

為探究這種模式下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的合理性，研究成員們?cè)诒菊n結(jié)束后對(duì)中小學(xué)一線教師、人工智能教育專(zhuān)業(yè)研究生和專(zhuān)家進(jìn)行訪談。參與訪談的教師和專(zhuān)家普遍認(rèn)為，實(shí)體機(jī)器人與GAI智能體的結(jié)合在心理健康教育班會(huì)課中具有顯著優(yōu)勢(shì)，尤其是實(shí)體機(jī)器人的互動(dòng)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(wú)論是實(shí)體機(jī)器人的操作還是GAI智能體的設(shè)計(jì)都需要一定的技術(shù)支持，建議在推廣過(guò)程中加強(qiáng)教師的技術(shù)培訓(xùn)，專(zhuān)家們建議進(jìn)一步優(yōu)化智能體的交互方式，使其更貼近學(xué)生的實(shí)際心理狀態(tài)，以提高教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性?？傮w而言，基于雙實(shí)體機(jī)器人和GAI智能體的教學(xué)設(shè)計(jì)在心理健康教育班會(huì)課中展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景，但仍需在實(shí)踐中不斷優(yōu)化和完善。

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作者簡(jiǎn)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?yàn)槿斯ぶ悄芙逃?；劉建琦，北京市海淀區(qū)教科院高級(jí)教師；賈丹，北京市海淀區(qū)教科院和平未來(lái)實(shí)驗(yàn)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?yàn)榻逃髷?shù)據(jù)，人工智能教育，智能教育機(jī)器人，智慧教育等。