“人工智能+教育”背景下机器人支持数学学习的国际案例研究

钟柏昌 夏莉颖

[摘   要] 当前，人工智能进校园已成为一种国家战略。作为人工智能在教育中应用的典型，机器人教育暴露出了侧重学科本位而缺乏课程整合、侧重基础知识学习而缺乏创新应用的不足。因此，机器人与学科教学的整合将成为今后“人工智能+教育”的一個重要研究方向。以此为背景，文章以数学课程为例，首先，认为机器人主要适用于支持数与代数、图形与几何等内容的学习。然后，结合国际案例总结出了机器人支持数学学习的四种方式：（1）通过机器人编程理解数与代数的概念;（2）通过搭建机器人理解图形与几何的概念;（3）通过搭建机器人并编写程序综合理解数学概念;（4）通过与机器人交互学习数学知识。整体而言，机器人走进数学课堂，一方面需要利用机器人的交互性实现参与式教学，另一方面需要利用机器人的物化特征架起抽象数学与实际生活的桥梁。此外，还需要数学教师与技术教师的有效沟通和相互支持。

[关键词] 机器人; 人工智能; 学科整合; 数学教育; 案例研究

[中图分类号] G434            [文献标志码] A

[作者简介] 钟柏昌（1978—），男，江西宜丰人。教授，主要从事信息技术教育、机器人与创客教育研究。E-mail：zhongbc@163.com。夏莉颖为通讯作者，E-mail：lynnexia@126.com。

一、引   言

人工智能正以超乎人们预想的速度发展且迅速进入教育领域，既成为教育改革的新工具，亦成为课程教学的新内容[1]。作为人工智能在教育中应用的典型，机器人教育在中小学表现出了重要的教育价值和发展前景，尤其有利于学生实践创新能力的培养。……