提出协同设计，并指出协同设计的好处 RPP团队不仅仅是弥合研究和实践之间的鸿沟，还通过重大贡献来实现这一点：1）培养信任、富有成效的伙伴关系；2）进行严谨的研究；3）产生可为教育改进提供信息的知识；4） 支持伙伴关系实现重要的教育目标；5）建设所有伙伴参与伙伴关系工作的能力，以应对影响所有利益相关者的持续教育挑战。

提高地方学校和地区人员管理和使用教育数据的能力，以改进教育

这个变化因素有很多，这个结论是否科学

图文并茂，具体直观。

表述突出重点，内容完备。

教师是课堂和儿童生活中使用技术的丰富信息来源和见解。在学前班教室里部署了两个月的自主社交机器人之后，通过一系列的访谈和问卷调查，我们对教师对社交机器人的看法、他们希望社交机器人做什么以及我们作为研究人员在开发和测试现有系统时可以做得更好的事情有了新的见解在他们的教室里。虽然这些教师和机器人互动并不代表所有教师或教室中的教育机器人互动，但教师们表达了许多关注、问题和想法，这些可能反映了世界各地教育工作者在面对以机器人为中心的活动时所发现的共同主题。我们描述了在幼儿园进行纵向儿童-机器人交互研究时所学到的经验教训，着眼于帮助未来可能希望让教师和学校参与他们自己的人机交互工作的研究人员。了解教师、课堂环境和所涉及的制约因素对于微基因和纵向研究尤其重要，因为这需要更多的学校时间和研究人员的时间，对每个参与研究的人来说都是一个更大的机会投资。正如一位老师谈到在教育中使用机器人时所说，“似乎这是未来的发展方向。”

关于在幼儿教室进行儿童机器人交互研究的主要经验教训，如教师的反馈所反映的，可以总结如下（图5）： 1. 考虑学习活动如何补充课程目标。我们的本能反应是在一所有热情的老师和学校管理人员的学校里进行这项研究，尽管孩子们的年龄和课程并不匹配。与许多研究人员一样，我们时间紧迫，没有时间等待另一所学校的到来。但这并不理想。我们遇到的一些问题是由于我们所处的教室不是我们研究性学习的理想匹配。例如，一些老师认为机器人的教育目标是帮助教授西班牙语作为第二语言，这对教室里的孩子来说并不理想。这是可以理解的，因为机器人交互是为稍大一点的母语为英语的儿童（5-6岁）设计的，但教室里的孩子平均3-4岁，有些孩子要么是特殊需求，要么是英语学习者。我们没有对我们招募的教室进行应有的仔细甄别。我们建议在招聘过程中与多名教师讨论研究目标和设计，以确保课堂课程与您的研究目标具有协同作用。 2. 教师使用机器人的经验很重要。许多老师对孩子们对机器人的反应、游戏的教育内容以及对课堂的潜在干扰等最初的期望没有得到满足，这让许多老师感到惊讶。他们在教室里看到机器人的经历改变了他们对机器人作为教育工具的潜在用途的看法。当接近一所新的学校或班级进行合作研究时，尽可能多地分享其他教育工作者在使用机器人或实验室时的经验。分享视频，展示孩子们如何与机器人互动。在进行一项研究时，定期与教师和工作人员联系，听取他们对研究进展的看法、孩子们的反应，以及是否有可能使研究更顺利地进行的后勤变化，例如改变一天中的互动时间。 3. 早做准备。找到一个适合研究性学习的教室可能需要很长时间。对我们来说，从我们第一次联系学校到我们真正带着机器人进门，整个过程耗时6个月。我们建议广泛招聘我们联系了多所学校。不是所有人都感兴趣。对于表示感兴趣的教室，我们分享了更多关于我们建议工作的信息。如前一点所讨论的，我们建议仔细筛选目标与你自己目标相一致的教室。最后，即使找到了一个很好的匹配，也总是有官僚的文书工作。一些学校要求研究人员向学校伦理委员会提交一份研究提案以供批准；有些学校可能要求在研究人员被允许与儿童合作之前进行背景调查或指纹鉴定。至少留出1-2个月的时间进行文书工作、日程安排和教师简报。 4. 从一开始就确定并让利益相关者参与。在研究开始之前，我们主要和学校里的一些关键人物谈过这项研究。我们希望这些人能与老师和教职员工分享相关信息。然而，如前所述，在研究开始之前，多个老师对他们获得的信息量以及与我们或机器人的互动量感到沮丧或惊讶。这可能既是他们管理部门知识传播的失误，也是我们的错；几位老师建议我们在事先向全体员工介绍机器人和研究成果时做得更好。如果这项研究的信息只提供给少数人，我们就不能假设信息会“滴水不漏”，或者说，如果分享，老师们一定有时间阅读。因此，在锁定教室进行学习之前，与所有参与的老师会面并简要介绍，以确保它是一个很好的适合。提前向所有老师和教职员工解释学习内容，如果可能的话，向他们展示设置，让他们自己进行互动，这样他们就知道孩子们会做什么。如果孩子们好奇的话，也要确保老师们有机会在学习过程中观察他们与机器人的互动。

5. 抽出时间与利益相关者进行预试验。遵循价值敏感设计工作[20]的建议，让利益相关者参与研究和交互设计过程。与利益相关者进行预试验。与他们一起计划学习和活动设计的迭代时间。即使一个人研究的主要目标不是合作设计或参与式设计，一个人的研究和机器人交互仍然需要试验。这是一个很好的机会，让老师和孩子参与进来，让活动变得更好。

如果已经进行了足够的试点试验，并且目前正在进行一项关于特定机器人和交互的实证研究，那么在研究结束后，采访教师，了解他们认为社交机器人对教育有何益处，可以为未来的发展提出很好的建议。我们从几位老师那里得到了一些很好的建议，这些建议是关于如何帮助教授社交技能或英语语言发展的。

6. 让老师参与进来，同时尊重他们对时间和注意力的限制。在前面的一点上，我们注意到许多教师可能没有时间阅读关于潜在研究的详细材料。然而，与教师会面并向教师介绍研究情况是非常重要的，只要确保这些会议简短且切中要害。我们的研究还包括教师问卷调查和教师访谈。一些研究还可能要求教师填写关于他们班上每个孩子的问卷。在课堂招聘和筛选过程中，确保教师提前知道参与你的研究所需的时间投入。

7. 教师是课堂上的专家。老师们花在教室里和孩子们在一起的时间比研究人员多得多。孩子们知道他们的需要。一定要咨询老师什么样的实验装置在他们的教室里最有效，包括在教室里的位置，用机器人安排孩子们的时间，以及如何最好地减少对上课时间的干扰。如果老师要求机器人有一个特别的功能，比如我们被要求加上耳机，那么每个人都应该遵守。

8. 尽量减少中断。在教室里，而不是在实验室或学校的单独房间里，需要特别注意尽量减少对正常上课时间的干扰。为了在教室里工作，可能需要安排住宿，例如，增加耳机。如果机器人将与类的一个子集（例如，与一个孩子、成对的孩子或小组）进行交互，则考虑设置分隔器/屏障，将机器人与其他类隔开。尽量减少教室里的安装时间：打开设备，提前插上设备插头（用水桶！）。如果有分隔带，请在教室里在隔板后面做任何设置，以免不必要地分散孩子的注意力。如果设置很复杂，试着在孩子们早上到达教室之前，或者他们不在教室时（例如，当他们在操场上）安排好。这一点在学习的第一天尤其重要——学习空间的布局和设备的最佳布置时，第一次设置总是需要较长的时间。

进一步考虑的是研究的时间安排，无论是在上学日还是在学年内。一位老师说，她认为我们的学习在冬天会比在临近夏天的学年结束时效果好得多，因为在冬天，孩子们更习惯呆在室内做活动，不会有任何人在外面到操场上打扰。如果要安排在上课时间内，问老师什么最有效。一定要围绕着班级的时间表和孩子们的个别需要来工作。如果一个孩子喜欢一个特定的活动，例如故事时间，那么确保这个孩子没有被安排在这个最喜欢的活动中玩机器人。

9. 一对一和小组机器人互动可以增加教室的价值。目前，许多教育机器人交互都是为一个孩子或一小群孩子设计的，而不是一次为整个班级设计。这在课堂环境中仍然是非常有益的。如前所述，一些美国学龄前儿童有选择的时间，在这段时间里，孩子们可以从几种可供选择的活动中选择一项来做。选择时间和其他自由游戏时间对于这些类型的机器人交互非常理想。虽然在小学，学校的教学日结构可能看起来非常不同，但仍有机会与机器人进行一对一或小组互动。

10. 与全班同学分享。并不是所有的父母都会同意他们的孩子参加研究。然而，大多数孩子不管他们是否同意，都会对教室里的新机器人感到好奇。如果可能的话，安排把机器人介绍给全班同学（除非一个人的研究问题另有要求，否则这样做会破坏研究的目的）。向所有的孩子展示“谁来上课”可能会减轻他们的兴奋和兴趣。如果时间和他们的父母允许的话，让任何不同意但想玩机器人的孩子轮流玩，不要记录任何数据。学习结束后，为全班安排一个简短的“再见”环节。这可以为经常玩机器人的孩子们提供一个封闭的环境，帮助孩子们优雅地结束与机器人的相处时间。

11. 提高好奇心。如果孩子们对装置或机器人有疑问，请向他们解释一切（除非这与研究的目的背道而驰）。如果可能的话，要对设备的用途和原因保持透明。例如，如果一个孩子问为什么有耳机，我们可以解释为什么会有耳机，这样我们在玩机器人时不会打扰孩子的朋友。在整个互动过程中鼓励好奇心[1]。

五、 HRI研究人员的经验教训和主要收获

教师重视从家庭到学校的教育经历。在将机器人从在学校变成在家里帮忙的过程中，老师们强调了把课堂课程和活动与家里发生的事情联系起来的重要性。儿童环境的一致性很重要。实现这种一致性可以采取多种形式。例如，一位老师建议，“如果他们在这里用机器人玩某种游戏，那么他们可以很容易地在家里和他们的兄弟姐妹一起玩。”两位老师描述了他们目前如何有一个教室里的泰迪熊，每个周末都会带着不同的孩子回家。孩子们有一个小日记，他们在日记里写下了熊的旅程，随后他们与全班同学分享。因此，同样，“他们可以把机器人带回家，写一个关于他们与机器人的冒险经历的小故事。”另一位老师强调了单词使用的一致性的重要性，他说，“你需要在两个地方使用相同的单词，所以要么是我们作为老师使用的短语，要么是家长使用的短语。”最后，一位老师指出，在家里放一个机器人“需要家长们进行大量的教育。”然而，“那是好事，因为它可能会迫使一些家长互动。。。而有时有了屏幕或电视，它就变成了保姆。”

对于机器人可以做的其他活动，老师们有各种各样的建议，包括：“孩子们实际上可以在故事情节中坐下来听”，或者“告诉孩子们在过渡期该做什么。”一位老师解释说，在课堂上，他们会做很多主题游戏，例如“邮局”或“社区”主题。机器人可以参与这些活动。正如另一位老师所说：“如果你有机器人的场景，特别是对于那些和其他孩子玩是一件新鲜事的小孩子来说，如果你的电脑上有一个类似的游戏环境，让他们模拟搬到那里，那就可以方便一对一的操作。然后他们会把它翻译成类似的角色。因为我们做了很多角色扮演，我是买家，你是卖家，诸如此类的事情，所以我认为如果你有类似于我们课程的互动，那会非常有帮助。因为这是一对一的机器人，然后你开发两个一对一的机器人和你建立的游戏场景，我认为这将是非常有帮助的。”

老师们对新的教育活动有很多想法，机器人可以帮助他们的教室。这一建议认为机器人应该被用来教授社交技能，这是很常见的五位老师在被问及他们希望社交机器人将来做什么时也提出了同样的建议（见图4）。他们列出了诸如“轮流”、“等待轮到你”、“没有得到你的第一选择”等技能，甚至“可能是帮助孩子们学习如何分享的好方法。”一位老师说，“在一个有谱系或非语言学习障碍的孩子们的综合教室里”，这可能特别有帮助或者，正如其他老师所说，“对于那些仍在学习如何相互交流的孩子”，“对于那些在阅读社交线索和学习如何恰当地表达自己的情感方面有困难的孩子来说。”一位老师说，如果机器人能帮助他们掌握这些技能，她希望“这对孩子们来说真的是太棒了。”这些老师们对机器人教学的热情已经反映在了人类社会研究所（HRI）目前开发机器人的努力中，例如帮助自闭症谱系障碍的儿童（例如[19]）。

学习活动对课堂课程的支持是非常重要的。老师们普遍认为机器人“可能有用”。。。七位老师说机器人很有用，五位老师不知道（一位老师说时间太短，说不出来），还有一位老师说机器人可以用来做社交活动（见图3）。有几个孩子是英语学习者（ELL），所以几位老师解释了机器人教西班牙语的事实对他们来说有点吓人：“这是新的，而且他们已经在学英语了，一开始他们比较胆小。。。对他们的大脑来说更复杂。我注意到对于我们所有的英语学习者来说。。。他们花了很长时间才想回来，他们犹豫不决。“一位老师说，她最惊讶的是机器人在帮助孩子们学习西班牙语。她解释说：“我认为西班牙语给语言增加了另一个层次的复杂性，因为我们也有很多孩子有语言障碍，另外一个原因是教师们对西班牙语学习不那么感兴趣的另一个原因是他们的课堂课程目前侧重于教授社会技能，如轮流和分享，以及英语语言的发展。正如一位老师所说，机器人“并没有从支持我们课程的角度来改善环境。”老师们对社交机器人可能应用到他们目前的课程中更为兴奋。一位老师说，她可以理解做关于孩子们如何与机器人进行社交的研究，并补充说，如果她将来在课堂上使用社交机器人，她“会更多地以教学的形式来做 社交技能。”

访谈：教育内容

另一位老师说：“对我们来说最难的是分开。它几乎需要成为会议时间的一部分，它需要主持会议，所以它更像是一个大家都能听或能看到的东西。“那些父母不同意他们来学习的孩子，日子过得很艰难（不到教室里一半的孩子），”他们会看着，然后会说，“我想转一圈，“但是选择会被拒绝。我们确实允许这些孩子在没有收集任何数据的情况下（在家长和老师的许可下）让这些孩子每人转一圈，但是他们没有得到研究中的孩子们那么多的回合。

鼓励包容感很重要。有几个孩子不想玩这个机器人，尤其是一个似乎被它吓坏了。一位老师说，她很惊讶“不是每个孩子都想转一圈”玩机器人。这说明并不是所有的孩子都会迷恋机器人。有些人可能不舒服。使用机器人的教室应该确保任何不想玩机器人的孩子都可以参加其他活动。一位老师解释说，当教室里发生一些特别的事情，比如带机器人时，“孩子们要么是超级喜欢，要么就是他们真的不喜欢他们的日常生活被打乱。”另一位老师表达了类似的想法，他说，“我意识到的是，孩子们在他们的日常生活中有多少是固定的。。。这些动作非常非常重要。”

几位老师对孩子们如何与机器人互动表示高兴和着迷。一位老师说，对她来说，最令人惊讶的事情是“看着他们全神贯注地听，然后用iPad，就像我以前没有接触过机器人一样。我喜欢看他们和它互动。”另一位老师特别描述了观察一个孩子，“她抬起头来，她就像是在调整机器人来看着她”，这很“酷”。一位老师喜欢“这表明他们愿意尝试一些新的和不一样的东西。”

老师们喜欢看到孩子们的热情。然而，总的来说，老师们认为孩子们喜欢这个机器人，他们说“孩子们对它很自然”，“他们非常热情”，“孩子们真的很喜欢它是不同的。”一位老师说，“就像很多填充动物一样，在先前的研究中，研究人员发现孩子们确实对机器人有着依恋，比如，他们称机器人为他们的朋友，他们愿意与机器人分享秘密[2]，[18]。另一位老师说：“他们很喜欢（我们在研究结束时给他们的）小明信片，他们觉得自己很特别，我认为他们对机器人如此着迷，而且有点好奇，所以这就是为什么要留住他们，如果这不是他们害怕的东西。”

老师们对孩子们的积极参与感到惊讶。在描述孩子们如何与机器人互动时，三位老师提到了对孩子们健康的担忧：“我不认为孩子们会喜欢机器人，我认为它可能会吓到他们中的一些人，尤其是那些稍微有点紧张的孩子们，但他们，嗯，但那很好，他们对它很满意。没问题。”这与对于另一位老师的评论很相似，“他们（孩子们）来这里真的很兴奋，他们很期待，这一点都不可怕，我想也许会有点吓人或害怕，但事实并非如此。”第三位老师一开始也有类似的担心，“我在想，会有更多的孩子对此更加警惕，你知道，不确定，”但是，她指出，“他们似乎真的非常兴奋地来玩。”

D、 访谈：儿童与机器人的互动

这些教师对技术的接受程度相当高，这一点得到了他们对这些问题的回答以及问卷调查的支持。老师们以前有在教室里使用技术的经验，对有机器人在场感到兴奋，并认为机器人可以帮助孩子们学习。先前的研究发现，教师会使用他们认为容易使用的技术[16]，并且他们认为可以帮助儿童学习[17]。

老师们希望自己能更多地参与进来。一位老师指出，她并没有看到太多的互动，她说，也许暗示着她本以为会有更多的干扰，“我希望能看到更多。我不知道你会是幕后黑手 在研究开始之前，一些老师对他们与我们研究人员互动的相对匮乏表示失望或惊讶。一些人指出，在我们开始研究之前，他们对这项研究知之甚少，他们推测这可能是他们政府知识传播的错误，也是我们的错误，建议我们在向全体员工介绍机器人和研究之前做得更好。一位老师说：“也许你可以先把它介绍给所有的教职员工，这样我们就能更好地了解它是什么，它能做什么。”

老师们希望所有的孩子都能参与进来。在学习的头几天之后，我们把机器人带到教室中间，向全班同学展示。老师们认为我们应该早一点做：“当你把这个带进来给所有的孩子们看它是如何工作的，我想如果你以前能做到这一点，那就太好了。”几位老师建议，这将有助于那些父母不同意他们参加这项研究的孩子们更快地看到发生了什么，减轻他们的一些兴奋和好奇，最终使我们更容易与同意的孩子一起进行研究。一位老师说，机器人“如果全班都能做到的话，可能会受到更好的欢迎。”

老师们对这种无干扰的体验感到惊喜。四位老师在他们的采访中表示惊讶，机器人没有破坏课堂环境，也没有分散孩子们的注意力，他们说它“一点都不分散注意力”，“总体来说，这样的设置并没有干扰到这个教室”（见图2）。一位老师说她“认为孩子们在接近机器人的时候会更兴奋，更有竞争力，”但是，“不，他们走得很平静。”另一位老师称赞我们说：“我认为你们在教室里表现得很好，在教室里不怎么引人注目，当你们进入教室时，你们非常安静，你保持了一个安静的空间，你非常努力地不打断我，我认为这很壮观。”这句话反映了我们在进入教室之前，或者在隔板/障碍物后面安装设备，尽量减少安装时间，使用耳机保持互动安静。几位老师一致认为教室里的障碍物/分隔物是减少机器人可能引起的注意力分散的必要条件。也就是说，在书面调查问卷中，一位老师指出，机器人出现在教室里意味着他们“失去了很多可用空间”，今后，机器人应该在单独的房间里使用。

C、 访谈：教室里的机器人

我们将教师访谈回答的讨论分为三大类：（a）教室里的机器人，（b）儿童与机器人的互动，以及（c）互动的教育内容。

访谈：主题

同意教师应注意的语言反应、语言反应等与儿童互动的技能水平。一位老师说，机器人可能会让她用“不同的眼睛”看到她的学生，这是一种“中性的检查孩子的进步”。几乎所有的老师都同意，老师应该有权访问机器人收集的有关儿童的数据，学龄前的孩子一般不应该访问机器人的监控。对于是否应该告诉孩子们他们的老师可以进入机器人的监控系统，他们意见分歧。一位老师说，孩子们有多大的机会应该取决于他们的年级水平，这意味着年龄较大的孩子们会被告知更多。 教师的观点在前测与后测之间没有显著变化，除了两个测量指标。Wilcoxon签名排名测试显示，教师对在课堂上使用社交机器人的兴奋程度从研究前到后显著降低（前中位数=4，模式=5，范围=2，IQR=2，后中位数=3，模式=3，范围=3，IQR=1），z=184，p 005。.<. 此外，教师认为在教室里安装社交机器人是有益的（前中位数=3，模式=3，范围=2，智商=1，后中位数=3，模式=3，范围=3， 像质计=1），z=194，第005页。这个结果应该根据教师访谈来解释。几位老师说，他们认为社交机器人是有益的，如果它是在做不同的活动，帮助孩子们学习不同的技能，或者如果它被用于.<. 一天中不同的时间。他们对问卷的回答很可能反映了他们对这个特殊机器人的想法，而不是一个“理想”的社交机器人，可以教老师认为最合适的东西。

老师们普遍认为机器人应该同时和一个以上的孩子一起工作，但是对于理想的学生与机器人的比例应该是多少（两个说个体，三个说成对，六个人说小组，两个人说全班）。这与我们的研究设置背道而驰，在实验中，机器人一次只和一个孩子玩耍。

所有的老师都报告说，他们有时会在教室里使用ipad或平板电脑进行视频演示、假装游戏和讲故事等活动。一位教师指出，在这些时候，教师控制着技术；孩子们“接触技术的能力为零” 在预测试中，老师们对在教室里使用机器人有着积极的感觉，因为他们说他们非常兴奋，不是很担心，也不是很害怕在教室里有机器人。表一总结了教师的回答。他们希望孩子们也能有同样的感受，他们说他们认为孩子们也会很兴奋，但也许会更担心和害怕，随着时间的推移，他们会变得更自在。一位老师说，她认为机器人会“产生兴奋和好奇心” 老师们普遍对机器人的潜在用途持乐观态度，因为他们说，在教室里安装社交机器人可以帮助孩子们学习，可以支持自主学习，不会阻碍自主学习。然而，他们也认为机器人在教室里可能是不必要的。几位老师认为，机器人可能会扮演iPad、平板电脑和电脑目前在教室里扮演的角色。这个机器人可以被用作“激励者/强化者”，可以提供“积极的反馈”、“更专业的注意力”和“非评判性的安全学习空间”。两位老师说，机器人作为一项吸引人的新活动，可以“让他们（孩子们）去做他们原本不可能做的活动” 老师们还对机器人可能造成的干扰表示担忧。它可能会分散注意力，可能会导致孩子们“从事消极行为”，可能会“上瘾”，“使孩子们的注意力从其他任务上转移开”，或者导致“与同龄人失去互动”。一位老师认为机器人“最初是一种干扰，但会正常化。”

结果之问卷调查

数据分析 采访录像是转录的。两位作者阅读了完整的采访记录。他们注意到老师回答中可能的主题和模式（例如，对机器人没有分散注意力感到惊讶）。他们用这些模式来定义论文的主题（例如， “教室里的机器人”和子主题（例如，“破坏”）。引文选自相关答复。例如，在子主题“老师们被……吓了一跳”时，引用了老师们对“什么让你吃惊”这个问题的回答。分歧通过讨论得到解决。

除了问卷调查之外，我们还采访了13名教师和助教（均为女性）。每次采访都在教室里的一个僻静的空间里进行，每次采访都是在孩子们与机器人进行的最后一次谈话期间或之后进行的，持续5-10分钟，并进行录像。在每次采访中，我们问了六个主要问题： （一）你最惊讶的是什么？ （二）你从对你有价值的经历中学到了什么？ （三）你认为孩子们和机器人的互动有用吗？怎样？为了哪个孩子？ （四）你将来想如何在教室里使用社交机器人？ （五）你会建议如何帮助过渡到家庭，以加强社交机器人在家中的学习？ （六）如果我们再次进行这项研究，你对我们作为实验者有什么建议吗？

教师访谈

C、 教师问卷调查 在我们把机器人带到教室之前，我们让老师们填写一份纸质问卷，内容包括他们目前在课堂上使用技术的情况，他们对在教室里使用社交机器人的期望（例如，它是否有益、破坏性、不必要、令人兴奋），以及他们对孩子们会怎么想的期望机器人，潜在的风险和问题，潜在的利益，以及有关机器人监控儿童的伦理问题。一些问题是自由回答；另一些问题使用5点Likert类型的量表，其中“5”表示该属性的大部分（例如，“非常兴奋”），而“1”表示非常少（例如，“完全不兴奋”）。全套问题可供下载[1]。我们还要求老师们填写一份跟踪调查问卷，上面的问题与孩子们上次使用机器人时的问题相同。在部署机器人的教室里工作的12名教师和助教填写了前测；只有9人填写了后测。所有的老师都是女性。

B、 设置 这项研究在正常的上课日在三间教室进行。我们在每个教室的角落里都提供了一张小桌子和椅子，以及将机器人的空间与班上其他人隔开的隔板/障碍物。这些障碍有两个作用：帮助玩机器人的孩子集中注意力在机器人上，帮助其他好奇的孩子等待轮到他们，而不是把正在玩的孩子挤在一起。机器人与平板电脑和我们的数据采集设备（如摄像机）放在桌子上。图1显示了一个教室里的机器人。这种设置对于课堂上可供选择的活动并不少见。老师们告诉我们，孩子们很熟悉用分隔器把教室的一部分分成不同的活动，或者给孩子们留出空间。因此，这一设置是在与教师的谈话中确定的，即在他们的课堂上，什么是最有效的，以减少干扰。孩子们来和机器人玩，然后回到班上的其他人。

我们必须解决的一个重要问题是，因为我们在教室里，所以我们需要尽量减少设置时间，也就是说，从我们走进门到孩子们实际玩机器人的时间间隔。为此，我们在进入教室前尽可能多地布置。例如，我们提前打开了平板电脑和电脑。我们在可能的情况下使用不受约束的设备，例如，机器人和摄像机的电池电量都耗尽了。所有需要电源的设备，如路由器和机器人的非车载控制计算机，都插在一个电源板上，放在一个水桶里，这样我们就可以把水桶带进教室，插上一根电源线。

我们另一个住处是耳机。由于研究的一个重要方面是语言，机器人和平板电脑在互动过程中都会说话。然而，教室往往是嘈杂的地方，为了尽量减少干扰，我们当然不能用大声交谈的机器人来增加噪音。其中一位老师提出了解决方案：在她的要求下，我们在我们的装置中增加了耳机，这样孩子就可以和机器人安静地坐在角落里，一只耳朵听到机器人说话，另一只耳朵听到平板电脑的声音。虽然有些孩子戴着耳机可能会不舒服，但这些教室的老师告诉我们，他们的孩子习惯于用耳机听故事书，所以在这种情况下，孩子们可以更好地听到机器人和平板电脑，他们不会被班上其他人和其他同学分心反过来也没有被声音打断。

A、 研究 我们在大波士顿地区的一所公立学校的三个“特殊开始”学前班中进行了为期2个月的微基因研究。34名**3-5岁的儿童参与了这项研究，其中15名儿童属于特殊需要儿童，19名儿童属于典型发育儿童。孩子们分别用一个自主的社会辅助机器人和一个位于平板电脑上的虚拟代理玩一个互动游戏。该游戏旨在支持第二语言习得。机器人和虚拟代理分别扮演同龄人或学习伙伴的角色，并陪同孩子假想去西班牙旅行，在那里他们一起学习西班牙语新词。**

这项研究进行了9个疗程。第一次会议用于初步评估。在接下来的七节课中，每一个孩子都会和机器人单独玩大约10分钟的语言学习游戏。在最后一节课上，孩子们告别了机器人，我们进行了测试。

机器人互动被设计成一种活动，可以在幼儿园的“选择时间”进行，以补充现有的语言学习课程。选择时间是美国许多学龄前学校在上学期间的一段时间，在这段时间里，孩子们可以从几种可供选择的活动中进行选择。我们发现，这可能是一个理想的时间机器人互动针对个别儿童或小组，因为机器人只是作为另一个活动在教室。

本次活动的目标之一是与小学教师共同开发机器人课程。因此，机器人既没有与全班同学同时互动，也没有教师直接与机器人互动。老师们收到了这个活动的演示，展示了机器人的工作原理，并在两个多月的教室里观察了它。这种测试场景在用于开发和测试教育社交机器人的HRI教育工作中并不少见。虽然参与式设计和教育者的输入通常用于开发以机器人为中心的活动，但有时，机器人随后会在不属于初始开发的学校（通常出于后勤原因）与儿童一起进行测试。

我们的研究问题是双重的。首先，我们想知道老师是如何看待教室里的社交机器人的。这些机器人有破坏性吗？老师希望这些机器人做什么活动？课堂上的社交机器人体验如何改变教师对这些机器人在教育中使用的看法？**第二，由于我们的研究不是一个设计或合作开发项目，而是一个实证研究，测试为特定学习任务创建的特定社交机器人学习伙伴，我们可以从我们的经验和教师的经验中学到什么，以使未来的课堂研究进展更顺利？**

本文的第二个目标是阐明学校参与HRI研究的实际方法，以帮助未来的研究者在学校进行HRI研究。许多已发表的论文对研究过程提出了精辟的看法，而没有讨论具体细节。因此，我们的目的是为学校顺利开展人力资源研究提供指导和切实可行的建议。这些指南中的一些可能会让人感觉直观或不是针对HRI的。然而，许多研究人员可以从其他人如何在实际研究中处理这些问题中获益，特别是在这一领域经验较少的研究人员。因此，我们既包括更直观的建议，也包括不太明显的建议。

为此，本文有两个目标。首先，结合两个月在一所公立学校的三个教室部署一个自主社交机器人，我们采访了在教室里工作的老师和助教，了解他们对在教室里安装社交机器人的**想法以及它作为教育辅助工具的潜力**。这一教师样本并不能代表所有教师，特别是不跨文化的教师，也不能代表课堂上与教育社会机器人的所有类型的互动。然而，这些教师的回答是信息丰富的，他们表达了许多教育工作者可能熟悉的关切、问题和想法，这些可能反映了世界各地教育工作者的共同主题。

Serholt和他的同事通过对来自四个欧洲国家的八名教师的半结构化访谈，探讨了其中一些问题。老师们被提出了一个假想的场景，一个机器人导师帮助学生完成地图阅读任务，然后被问到一系列问题，探究他们对机器人导师的总体看法，比如他们是否希望在课堂上有一个机器人导师，使用机器人的利弊，以及它可以扮演什么角色，以及关于在课堂上使用机器人的后勤问题，例如它应该同时与多少学生一起工作，以及机器人如何监控学生。Serholt和他的同事发现，教师担心机器人在课堂上的破坏性，他们可能会在学生之间引入竞争，增加教师解决冲突的工作量。他们担心机器人可能会取代他们，并怀疑机器人的社交关系是否“真实”。从积极的一面来看，他们认为机器人是有帮助的：他们可以管理小组工作，进行自动评估，促进独立学习，并跟踪每个孩子的进步。但是，正如中所指出的，这些教师在猜测一种不熟悉的技术。这是很好的第一步。了解教师对教育中机器人的看法的下一步是采访在课堂上实际见过社交机器人的老师。

目前几乎所有关于社交机器人在教育中的应用的探索都有一个共同的主题，那就是他们可能非常正确地关注孩子们：孩子们在学习吗？他们觉得机器人怎么样？我们如何才能使这成为一种更有效的学习体验？我们怎样才能让机器人安全地玩呢？相对较少的论文描述了儿童教育中其他利益相关者可能持有的观点，例如，家长、教师和其他教育工作者的意见和感受。尤其是教师，对于社交机器人在儿童教育中的应用，他们是一个尚未开发的、潜在的丰富信息和洞察力的来源。未来，教师可能是教育社交机器人的主要用户。因此，我们需要知道老师对这些机器人的看法，他们希望这些机器人做什么，以及我们作为研究人员在设计、开发和测试我们现有的系统时可以做些什么。

社交机器人目前正在各种教育环境中开发和测试。孩子们在我们的实验室，在治疗室或学校的其他隐蔽空间以及教室里玩机器人。这些机器人提供各种教育内容，如学习语言的游戏和手写。他们进行社交互动，通常通过遥控器对孩子的情绪状态和学习进度做出反应，但有时是自主的。测试了许多不同的机器人。

我们在一所美国公立学校的三个学前班教室里部署了一个自主的社交机器人学习伙伴，为期两个月。在这次部署前后，我们询问了在教室工作的老师和助教，他们对在学前教育中使用社交机器人的看法。我们发现，教师对机器人在教室里的体验的期望往往与他们的实际经验不符。这些教师普遍认为机器人具有颠覆性，但发现它并非如此，而且，对于机器人作为新的课堂教学工具的潜力有许多积极的想法。在这些访谈的基础上，我们总结了我们在学前班进行儿童机器人交互研究的经验教训。我们为未来的研究人员提供了一些建议，他们可能希望让教师和学校参与他们自己的人机交互工作。了解教师、课堂环境和所涉及的制约因素对于微基因和纵向研究尤其重要，因为这需要更多的学校时间和研究人员的时间，对每个参与研究的人来说都是一个更大的机会投资。

教师对学校幼儿进行HRI研究的经验教训

启示

让那些不完全接受制图领域内全面课程开发所需设计工作性质的教师参与，可能会导致很少人愿意使用的课程资源的创建，因为这些资源是由不知道参与过程所需承诺的个人开发的。简单地说，一些教师可能会拒绝参与课程开发项目，一旦被告知任务包括规定在其他人的课堂上发生的事情，因为作为文化遗产而产生的课程资源有能力负担和限制课堂上的人类活动（Brown，2009；Remillard，2011；沃托夫斯基，1973）；一个不可轻视的责任。未来的研究不应仅仅相信大多数教师会成为TDT的成功成员，而应调查与STEM综合课程设计所需的设计工作相一致的特征和性格（如Goel和Pirolli，1992）。

最后，如果教师要成为成功的课程设计者，他们可能有必要学习其他技能（例如，Ertmer et al。2008年）或框架（Hong和Choi，2011年）被专家设计师使用和借鉴。例如，与“头脑风暴”不同的是，专家设计师通常会将精力转移到识别框架上，这些框架可能将潜在的已知变量与通用方程中的未知变量联系起来：WHAT+HOW=VALUE。发现一个新的框架并不是直接完成的，而是通过在“更广泛的问题背景”中寻找线索来完成的（Dorst，2011）。STEM综合课程设计的许多背景、概念和“主题”同样可以通过有目的的讨论来寻找线索（Binkhorst et al。2015年）的目标是发现新的框架，“以一种新的有趣的方式来处理中心悖论”（Dorst，2011年；第528页）。最终，如果在STEM综合课程中包含有实用意义的创新学习经验，那么可能有必要促使教师们进入“有见地的发明、发现和披露”的时刻（Dorst，2011；p.528），而不是仅仅期望它会发生。

与其他无所不在的技术类似，当讨论面向教育环境的仿人机器人时，人们对机器人取代人与人互动的风险的担忧。我们在采访的一些老师身上发现了这些担忧。一开始，他们似乎倾向于仔细评估我们是否在研制打算取代它们的机器人。当研究人员告诉他们事实并非如此，他们继续质疑社会联系是否可能，部分原因是对最近的技术进步缺乏信心或知识：

然后是关于情感的部分…我可以感觉到有点矛盾…机器人可以吗，或者我不知道它是否可以完全取代人类的情感（T6）。

在我看来，如果不知道孩子是否专注，分析行为似乎是乌托邦式的（T2）。

我个人认为，这就是人的因素，我看不出这是怎么可能被取代的（T3）。

第二，为了引起教师对机器人对学生的实际行为的反应，我们计划让教师在绿野仙踪（WoZ）研究中扮演巫师，这是一种相当新颖的方法。通常，WoZ界面由他们的开发人员或参与项目的其他研究人员控制；然而，这些界面通常缺乏预测学生潜在困难所需的教学经验，或无法以适当的教学方式适应学生。通过让教师在发展的各个阶段密切参与，我们不仅希望为学生设计出更有用、更具吸引力的机器人导师，而更重要的是，开发出教师真正希望在课堂上拥有的有价值的教育工具。

首先，我们希望老师们能深入研究如何改变课堂上机器人的存在。想象一项不熟悉的技术的潜在影响并非易事。因此，研究人员不能依赖受访者对新技术的内在含义有真正的理解。同时，为了使特定技术在未来产生符合用户期望的影响，激发潜在用户的感知和态度至关重要。这些问题与Collingridge困境有关，即“在早期开发阶段，后果很难预测，而在后期，当结果变得更清晰时，发展轨迹变得更难改变”[36]。

考虑到激发人们真实的看法和态度的困难，我们的目标是为教师提供由逆向教学法启发的视频或场景。Mancini等人描述了这种方法。【37】用于调查用户对虚构的节食支持系统的反应。与其他探索普遍存在的技术的研究不同，参与者可以得到一个单一版本的虚拟故事场景，在相反的方法中，相同技术的两种表现形式，一种是积极的，另一种是消极的，它们被用来引出人们对未来技术的广泛看法。

受到相对有限关注的两个方面是对机器人导师的存在如何可能改变课堂环境的社会动态的态度和担忧，以及前述机器人和学生之间的移情联系。因此，我们将继续与教师一起进行以用户为中心的设计活动，以解决这些方面的问题。

然而，这将需要参与的教师也真正了解这种新技术可以做什么，以及它将如何影响他们的实践。如上所述，情感识别和移情技术是很难掌握的概念。参与的教师质疑是否有可能开发这种技术，因此，倾向于找出与他们的日常实践有明确联系的问题。虽然我们的访谈通过深入了解使新技术适应教师和学生所面临的实际情况的重要性做出了贡献，但他们并没有提供一个关于教师的道德和伦理观点的理解，他们的学生在未来与机器人建立社会联系。在实际实施之前收集这方面的见解是至关重要的，这样就可以清楚地看出，移情导师的哪些特质和行为被潜在的技术使用者所接受。

总的来说，这些结果指出了纵向评估的必要性，这种评估要考虑到整个课堂和学习情况，而不仅仅是直接的学习效果。然而，这需要研究人员理解关键利益相关者认为重要的措施。Scanlon和Isroff[35]强调在评估教育机构内的技术解决方案是否可行之前，制定一套丰富的标准的重要性。反过来，这些标准应以参与者对教育环境的整体看法为基础。因此，教师在整个设计过程中的参与对于理解机器人导师将被整合的课堂情况至关重要。

除了这些设计含义，我们还深入了解了教师对机器人技术的态度和期望。基于技术进步的希望和宣传，教师们认为机器人可以引入更独立的学习形式和个性化的辅导[33]。然而，关于我们的机器人的情感能力，教师们无法充分理解该技术将如何工作，以反映研究人员在HRI领域发现的潜在社会和道德含义[34]。

第一个设计问题是机器人导师应该避免给老师带来管理开销。与此相一致，老师们强调使用机器人应该符合现有的课堂实践和社会规范。机器人应该由个人相当独立地使用，或者最好是分组使用，这样访问是分布式的。在群体环境中部署机器人，需要监控和理解社会互动，不可避免地会带来新的技术挑战。其次，机器人应该负责任地支持教师的角色。一些教师建议机器人协助记录信息，然后用于评估。但与此同时，他们也清楚地意识到评分的责任必须由教师承担。虽然这一原则符合开放式学习者模型，这是支持教师的工具[31]，但它超出了许多学习分析可视化（例如仪表盘[32]），因为教师强调获取理解和能力的重要性。

结论性讨论

我们对教师的采访揭示了设计和评估教室中使用的机器人导师的一系列暗示和担忧。

由于教师重视为学生提供个性化的反馈，因此他们认为，如果能够鼓励学生在没有时间思考的情况下多思考一步，机器人可以成为一种资源：

学生们，我很容易就完成了！但是如果有人说，“好吧，那……怎么样？”。。？你能想到…？“作为一名教师，你一直在努力做到这一点，但机器人也可能会说，”是的，但你能扩展它吗？你能把课文延长一点吗？你能想想这会导致什么后果吗？“这些都是你想做的事情，但是没有时间去上课（T6）。

与机器人建立社会和情感纽带

与机器人建立社会和情感纽带

由于教师重视为学生提供个性化的反馈，因此他们认为，如果能够鼓励学生在没有时间思考的情况下多思考一步，机器人可以成为一种资源：

学生们，我很容易就完成了！但是如果有人说，“好吧，那……怎么样？”。。？你能想到…？“作为一名教师，你一直在努力做到这一点，但机器人也可能会说，”是的，但你能扩展它吗？你能把课文延长一点吗？你能想想这会导致什么后果吗？“这些都是你想做的事情，但是没有时间去上课（T6）。

大多数教师认为机器人导师是同龄人（相对于学生而言），可以引导和激励学生完成多项学习任务。一位老师还强调了这样一个事实：在教育环境中，机器人可以促进自主学习：

它使学生有更多的自主学习，但支持自主学习（T4）。

教学相长

此外，老师们指出，他们希望机器人包含一种自动化的评估数据库，在那里他们可以检查每个学生的进度；这也是任何学习技术个性化所必需的。然而，他们明确表示，他们不想给学生实际评分的申请自由，强调了教师控制的重要性。此外，学生需要清楚地知道他们的记录，以保持他们的完整性。

我认为弄清他们到底在做什么对老师是有好处的。他们的核心内容是什么？嗯。。。也许你能期望他们发展出什么样的学习目标…不是说你让机器人提供一个评估和等级，比如E、C或a…而是你应该期望看到的技能，以及你是否可以用其他方式来测试（T5）。

只要每个人都清楚参数，每个人都清楚记录了什么，存储了什么信息，因为这显然是个问题（T3）。

很多考核都是在和老师互动的过程中进行的，我觉得没有很多老师会感激的，如果“好吧，那么你可以去他那里测试，他会告诉我你的分数，我会记下来的…（T5）

教师们认识到，如果机器人能够自主操作，他们可以减少教学和管理任务的工作量，从而有利于他们的教学实践。换言之，如果机器人能够在不受老师太多干扰的情况下工作，老师们相信机器人导师可以为他们解决日常生活中所面临的时间限制提供解决方案。

就像我之前说的，当你没有时间的时候，感觉不够。如果一个机器人可以在那里激励，也许推动，帮助和帮助，以及深化某些概念，推动学生思考一个额外的步骤，而不仅仅是走轻松的道路（T7）。

我觉得我不需要像老师那样监督学生，但我知道…即使不是一个人，那里也有人可以在某种程度上提供帮助。你可以说，这就像是一个额外的助手（T6）。

支持教师的机器人

一些老师还讨论了在小组工作中经常出现的问题，以及当学生单独与机器人在一起时可能出现的问题：

另外，如果有一群学生在使用它，或者在机器人的帮助下，它能适应每个学生吗？比如说，我认为他们可以处于不同的层次。或者一个学生可以接管并非常控制，如果这是一个游戏，并且非常有统治力。在这种情况下，作为一名教师，我有可能进行干预，甚至把这件事解决掉。这是机器人能做的吗？因为这总是发生在小组工作中，他们是不同的，他们扮演不同的角色，然后能够确保它是最大限度地为每个参与者学习，这样不仅有一些好处（T6）。

但必须有人监督学生与机器人互动。把他们留在这个年纪，有点不可预测（T1）。

教师们表示，开发一个能够管理小组工作的机器人非常重要，因为严格地举行单独的会议，在每周40分钟的地理课中实际管理起来非常困难：

好吧，那要看能否接触到机器人，因为我不会……如果只有一个机器人，只有一个学生能用它工作，那么……这还不够（T5）。

老师们设想机器人能在现有的课堂实践中工作。特别是，教师建议利用机器人来构建一个课堂活动，例如通过工作站旋转，将教育材料传送给学生群体：

所以我可以和另一组学生一起进行另一项活动，也许是阅读或写作活动，或者类似的活动，而另一组学生则在做地图练习，但有机器人助手在那里帮助他们（T3）。

为教室设计的机器人

另一位老师甚至指出，这种磨合效应最终会导致学生失去兴趣：

人们会喜欢利用它，从中得到一些东西。他们担心的是，他们喜欢一个新的小玩意，但它很快就失去了它的新奇性（T8）。

然而，另一位老师指出，随着新奇效应的消退，竞争可能会随之减少。正如她所说，

当它成为每天都会发生的事情时，新奇的效果就会消失，学生们会看不到新的东西，会有更多的感觉……那我想就没事了。当每个人都试过一次（T7）。

老师们普遍担心，机器人导师的出现可能会给想要与机器人互动的学生带来竞争。据预测，这将增加教师的管理和“冲突解决”工作量，因为教师必须跟踪每个学生使用机器人的时间，由于他们面临时间限制，这可能是一个实际的缺点。用一位老师的话说：

如果没有足够的机器人，也没有足够的学生可以使用它们，那么问题就会出现……如果这是一个竞争的局面，你必须要跟踪，例如，佩尔本周一直在使用机器人，现在他要等到第7周才能使用它。然后会有很多管理人员围绕着它。公平方面对孩子们很重要（T5）。

机器人作为颠覆性技术

机器人作为颠覆性技术

以下各节介绍了从所进行的定性分析中得出的主要主题。首先，介绍了与技术潜在破坏有关的实际问题。第二是教师们从使用这项技术中所预见到的实际好处。第三，机器人如何为学生创造学习环境；第四，教师如何看待感知和移情能力。为了不透露他们的身份，老师们被标注在1到8之间，其中T1、T2和T3来自葡萄牙，T4来自英格兰，T5到T7来自瑞典，T8来自苏格兰。

大多数访谈都是录音的，但有两种情况除外，由于音频许可请求的延迟，他们做了大量的笔记（也包括教师的相关引语）。所有的采访记录都是转录的，必要时翻译成英语。此后，五名研究人员通读所有的转录本，以发现共同的主题，他们在转录本中记录为评论。由于访谈是对教师在实践经验方面所期望的潜在关注点或设计问题的初步探索，其目的并不是对这些特定的面试情况进行彻底的分析。因此，没有设计用于分析的编码方案。下面，由研究人员通过反复讨论达成一致的重复主题。

访谈是在当地的学校进行的，老师们在那里工作，平均每人持续30分钟。在这四个国家，所有的面试官都遵循同样的程序：他们简要介绍了项目的目标和一个机器人导师（机器人帮助学生完成地图阅读任务）的一个可能的场景。之后，提出了一组开放式和半结构化问题。这些问题包括课堂上是否有机器人导师，同时与机器人互动的理想学生人数，机器人可以扮演的不同角色，机器人监控学生的方式，以及在课堂上使用这种技术的主要利弊（例如。，他们什么时候会认为机器人导师会妨碍或帮助他们的工作）。没有最初的假设，而是从教师的角度探索将机器人导师整合到教育环境中的一般想法。因此，开放式问题的灵活性使教师能够将讨论引向不同的方向。

我们在当地公立和私立学校招募了同意参加的教师。在整个项目期间，这些特定学校的老师都会为我们提供持续的反馈。共有8名教师（5名女性）参加了访谈，他们来自四个不同国家（英格兰、苏格兰、葡萄牙、瑞典），年龄在25至48岁之间（M=42，SD=10）。我们最年轻的参与者只做了一年的教师，而我们最大的参与者有26年的经验。

方法

我们让教师参与的目标是双重的。首先，如果要在学校引入机器人导师，就需要确定教师——谁是任何新技术的看门人——是否会接受和使用这些技术，否则，这种新技术的影响很可能会下降。第二，鉴于他们多年的经验，教师们对学校环境中对机器人的采用造成障碍可能出现的潜在困难和实际问题有着丰富的知识。为了回答这些开放性问题，以便将它们重新设计，我们让教师参与了机器人导师的早期设计讨论。在下一节中，我们将描述初始探索性访谈的程序。

本文详细介绍了我们的第三次设计敏感性的设计研究。我们注意到，以往关于社交机器人或教育服务机器人的设计研究往往集中在初级用户，即学生[14,25,26]。令人惊讶的是，直到最近，教师们对使用这种机器人的看法才受到如此多的关注[27]。这种对潜在采纳者（教师）观点的明确关注对于任何技术的实现都很重要[28,29]，尤其是对于教育中的机器人。例如，最近一项关于欧洲社会对机器人态度的调查显示，只有3%的人认为机器人应该用于教育目的，34%的人认为应该完全禁止教育机器人。这说明了与广泛的利益相关者合作的重要性，以便他们的关切得到考虑。

地理的一个重要学习目标是教学生空间导航，这是通过地图导航和符号的使用来举例实现的。我们设想，当学生在触摸屏桌上与年龄相适应的地图互动时，机器人将扮演导师的角色。我们的项目有三个设计理念：第一，我们想赋予机器人合理的教育策略，类似于老师用来激励和激励学生的策略；第二，我们希望建造一个具有感知能力的机器人，能够识别学生的参与或脱离，并以同理心的方式提供教学策略；第三，机器人应该无缝地融入到课堂环境中。

为机器人配备感知和移情能力的动机部分源于智能交通系统领域内围绕情感识别的日益增长的兴趣，能够检测、解释和响应用户的情绪和情感状态[22,23]。当涉及到人与人之间的辅导情境时，教师对学生的情感状态非常敏感，因为这将允许教师调整其教学策略。例如，如果教师感觉到学生对作业失去兴趣，并因此表现出厌烦情绪，那么从教学角度来说，恰当的反应是教师相应地调整其教学策略。这种能力被认为是人类辅导的优势之一，因此在代理能够以社会可接受的方式与用户交互之前，这是一个重要的特征[24]。

受人机交互（HRI）可能应用的启发，我们的项目正在开发一种具有感知和移情能力的智能机器人导师，将为11-13岁的小学生提供地理和可持续发展教育[21]。其目的是设计一个完全自主的机器人使用Nao躯干，由aldebaranrobotics开发。以往的研究试图探索教育服务机器人在真实教育环境中的影响，主要用于学习语言、科学和技术。据我们所知，地理学和可持续发展的学科尚未被探索。**（现有研究不足）**

因此，机器人似乎可以丰富传统的智能交通系统，因为它们能激发人的存在感[8]，而将教育服务机器人引入课堂的潜在价值导致了一个迅速扩展的领域[9-18]。与技校科目中使用的实战实验机器人不同，教育服务机器人采用“拟人化的形式来代替或支持教师”[19]。这些机器人可以充当同伴学习伙伴、导师或导师[20]。

智能导师系统（ITS）长期以来一直在探索个性化教育的好处。其中一个研究领域致力于开发逼真的虚拟人物或动画教学代理（APA），通过口头和非语言交流，为学生提供参与和激励学习任务的可能性[1,2]。以前的研究已经证明，虚拟代理的体现水平起着重要的作用。事实上，一些研究表明，人们对机器人的感知与他们对虚拟智能体的感知有质的不同，并归因于机器人的物理体现[3]。将机器人与虚拟表示进行比较的实验反复表明，机器人实施例在社交存在[4,5]、享受和性能[6]方面受到最终用户的青睐，并且还导致学习收益增加[7]。

在这篇论文中，我们描述了几个欧洲国家对教师在课堂上使用移情机器人导师的看法进行的访谈研究的结果。本研究的主要目的是激发教师对机器人教师在学校日常实践中整合的思考，了解这些机器人可以扮演的主要角色，并收集教师对这类技术的主要关注。教师们的担忧与获取技术的公平性、机器人在学生手中的稳健性以及其他课堂活动的干扰等因素密切相关。他们认为tutor的作用是让所有人都参与进来，最好是在小组中，收集学生学习进度的信息，而不承担教师实际评估的责任。这些结果的意义是讨论教师对普遍存在的技术特别是机器人的接受程度。

研究结果显示，教师在将机器人技术融入教学活动时，可能会遇到一些挑战和障碍。作为一个挑战，参与者认为机器人学是一个不必要的主题，它没有让学生为许多规定的结果做好准备。可以理解的是，尽管参与者承认机器人技术对于教和学一些与科学技术相关的主题很有用，但他们认为机器人学是一个耗时的话题，可能会妨碍教师涵盖所有规定的主题。根据现有文献（例如Alimisis 2013；Bers和Portsmore 2005），本研究结果表明，障碍和挑战包括：辅助材料获取不足、技术和教学支持不足、准备时间和课堂时间不足、教师缺乏机器人知识，他们对自己的技术技能缺乏信心。数据分析显示，职前和在职培训被认为是教师认为最重要的支持。大多数参与者同意现有文献（如Bers和Portsmore 2005）的观点，即一个学期的在职/职前培训不足以使他们成功地将机器人技术融入其教学活动中。因此，参与者认为他们需要一个学期以上的培训。此外，一些与会者表示，他们需要专家级的教师助理和团队领导；因此，与BER和Portsmore一样，参与者认为伙伴关系是一种有用的培训方法。教材、指南和手册是教师认为必要的其他类型的支持。本研究的一个很有希望的结果是，大多数参与者对行政支持感到满意，并且认为如果他们想将机器人技术融入到他们的教学活动中，他们将得到学校行政部门的充分支持。

文献回顾表明，机器人技术可以提高学生解决问题的能力（Bers和Portsmore 2005；Chalmers等人。2012年；Clements等人。2001；Eguchi 2007；Faisal等人。2012年；古拉2012年；海菲尔德2010年；怀特黑德2010年）。本研究的结果与现有文献中有关机器人技术对学生解决问题能力的积极影响的文献相一致，因为大多数参与者认为机器人技术具有提高中小学生问题解决能力的潜力。根据现有文献，机器人技术还可以提高人际交往能力，包括协作和团队合作（如Grubbs 2013；Gura 2012）、沟通技能和分享想法的能力（例如Atman、Kilgore和McKenna 2008；Bers 2007；Chambers等人。2007；Eguchi 2007；Faisal等人。2012年；格鲁布斯2013年；古拉2012年；雷斯尼克2003年）。本研究的结果也显示，中小学教师认为机器人技术是提高学生人际交往能力的有效工具。因此，本研究支持现有文献中机器人技术对人际交往能力的积极影响。这项研究也与其他研究（如Cameron and Barrell 2001；Eguchi 2007）一致，即机器人技术为学生提供了体验科学过程的机会。

讨论与结论

这一主题表明，阻碍中小学教师在教学活动中使用机器人技术的最具挑战性的因素是缺乏辅助材料。几乎所有的参与者都认为缺乏足够的教育机器人和足够的软硬件是中小学使用机器人的主要障碍。此外，大多数参与者认为，技术支持不足、教师对自己的技术技能缺乏信心、缺乏将机器人技术与学科联系起来的知识也是主要障碍。其他可能阻碍小学/小学教师使用机器人技术的挑战包括：工作量大、准备时间和课堂时间不足以及教学支持不足。大多数参与者认为机器人技术并不能让学生为许多规定的结果和测试做好准备。因此，中小学教师可能不愿意将机器人学融入教学活动，因为他们认为机器人学是一个不必要的课题。此外，机器人学被认为是一个在资源、时间和精力方面成本太高的学科。它需要额外的时间来计划学习活动，在培训和处理技术问题上耗费了太多的时间，并且在短期内增加了教师的工作量。大多数学员认为，他们需要技术和教学支持、职前和在职培训、硬件/软件技能培训以及获得足够的机器人技术，以便能够将机器人技术融入教学活动。

教师的障碍及其所需的支持

这个新兴的主题表明，机器人技术对学生的终身学习技能有积极的影响。几乎所有的参与者都认为机器人技术可以培养学生的人际交往能力，帮助中小学生成为终身学习者。特别是，大多数参与者都认为机器人技术有潜力提高学生的协作能力和团队合作能力。参与者还认为机器人技术对学生的沟通能力、与他人分享想法的能力以及向观众展示他们的发现都有积极的影响。在回答关于机器人技术对数学推理和解决问题技能的影响的问题的七名参与者中，有两名感觉中立，而另外五名回答者同意或强烈同意机器人技术对上述技能有积极影响。因此，参与者的回答表明，参与者认为机器人技术是改进数学推理和解决问题的有效工具。

机器人技术对学生终身学习技能的影响

为了解决研究问题，数据分析揭示了两个主要主题：（1）机器人技术对学生终身学习技能的影响；（2）教师的障碍及其克服障碍所需的支持。

数据分析

本研究涉及的研究问题包括：

（1） 教师认为机器人技术在多大程度上可以提高学生的终身学习技能（例如团队合作和解决问题）？

（2） 教师认为在小学/小学使用机器人的障碍是什么？

（3） 教师认为他们需要什么样的支持来将机器人技术融入他们的课程中？

参与者还得到了一些简短的陈述，说明他们对使用教育机器人的总体看法。参与者可以自由选择他们认为正确的选项。表5显示了参与者对这些问题的回答率。

整体观念

表4显示了参与者对问题18的回答，问题18涉及学校管理部门应向教师提供的资源，以改进他们对机器人技术的教学使用。

在回答有关教师在小学/小学使用机器人技术所需的各种支持的问题时，与会者表示，他们需要表3所述的以下支持。

教师需要的支持

此外，三位参加者就在教学活动中使用机器人的其他障碍作了一些说明。教师1认为许多中小学教师对将机器人技术融入教学活动并不自信，因为机器人是一种高科技设备。教师2认为教育机器人是一个非常昂贵的工具，所以她认为许多学生买不起这么昂贵的工具。最后，9号老师说“接触机器人技术”将是另一个障碍。

在问题16中，列出了一些可能妨碍小学/小学教师在教学活动中使用机器人技术的潜在障碍，参加者指出他们是否认为这些因素是障碍。表2显示了参与者对这些问题的回答。

使用机器人技术的潜在挑战

下一个问题要求参与者解释小学/小学的机器人技术如何提高学生的科学探究技能，例如发起和计划、执行和记录、分析和解释的技能。虽然老师10说“这些似乎都是创造某种功能所必需的技能”，但老师9声称机器人的团队合作性质有助于学生发展这些技能。

在下一个问题中，参与者被要求解释小学/小学的机器人技术如何帮助学生提高他们的交流和团队合作能力。教师2、教师3、教师4、教师5和教师9认为，机器人技术的团队合作性质为学生提供了一个与其他团队成员分享想法的机会，从而有助于学生发展他们的沟通技能，从而使整个小组都参与到想法改进的过程中。例如，9号老师说：“为了在机器人技术方面取得成功，学生们必须作为一个小组来工作，并发展他们的沟通技能，以便整个小组都能参与到想法改进的过程中。”。

在这个问题之后，参与者被要求解释机器人技术如何帮助小学生提高他们的数学推理和解决问题的能力。老师4说机器人可以帮助学生进行数学推理和解决问题，因为“暗示构建和计划的过程提供了推理和解决问题的技能”。另外，第九位老师说，机器人技术为学生提供了一个“以小组为单位探索各种解决方案”和“一路探索新事物和解决问题”的机会。最后，10号老师说，学生“会被激发去做一些事情，这肯定会鼓励他们解决问题”。

使用机器人技术的潜在好处

虽然六名参与者没有回答下一个问题，即他们收集教育机器人信息的方法，但教师1、教师2和教师5表示，他们从媒体和互联网或通过阅读有关机器人技术和机器人竞赛的一些文件中获得了这些知识。此外，教师9表示她对机器人技术一无所知，而教师10则表示，她是从研究人员向参与者提供的视频中获得这些知识的。

在问题14中，参与者被描述了与将机器人技术融入教学活动的过程有关的六个阶段。参与者被要求指出最能描述他们的阶段。10名参与者表示，他们知道机器人技术的存在，但尚未使用。他们表示，也许他们甚至在回避，并对使用机器人技术的前景感到焦虑。然而，一位参与者表示，她目前正在努力学习基础知识；她有时在使用机器人技术时感到沮丧，而且在使用机器人时缺乏信心。

问题13用于确定参与者在教学活动中使用机器人技术的经验。所有的参与者都说他们从来没有用机器人来教学。此外，10名参加者说，他们没有接受任何将机器人技术作为教育工具的职前/在职培训，其中一名学员说，她接受了一整天或更少的培训。7名参与者（64%）表示，如果他们想将机器人技术融入教学中，他们需要一个学期以上的培训，而两个参与者（18%）则认为需要一整天以上而不到一个学期的课程。

参与者样本由11名小学教师组成。8名参与者是女性，其余的人不愿意透露自己的性别。其中一名参与者没有完成调查，但在回答了前15个问题后，提交了调查报告。在回答一个关于参与者在机器人技术方面的熟练程度的问题时，9名参与者（82%）表示，他们不熟悉机器人技术，没有使用机器人技术的经验，而两名参与者（18%）表示他们是新手，他们曾尝试使用机器人技术，但仍需要定期帮助。

教师的背景

本研究采用个案研究法属于质性研究方法，收集和评估资料。本研究的潜在参与者包括纽芬兰和拉布拉多英语学区的小学/小学教师。我们提供了一份潜在参与者的名单，并在学区的许可下，通过电子邮件与他们联系，要求他们参与本研究。邀请函描述了这项研究，包括知情同意书以及两个链接，这些链接将参与者引导到研究网站和在线调查。11名参与者通过完成在线调查参与了这项研究。由于参与者是小学/小学教师，他们在使用机器人作为教育工具方面可能很少或根本没有经验，因此建立了一个网站，以便向参与者提供有关机器人技术的有用信息。这个网站包含了有关将机器人技术用于教育目的的信息，并提供了一些视频剪辑和一篇关于教育机器人的文章。为了避免对参与者产生偏见，我们尽量选择与小学/小学科目没有直接联系的电影和文章。事实上，我们的目的是向中小学教师展示高中和初中教师如何使用机器人技术来教学。创建了一个在线调查，并将其链接发送给参与者。参与者如果他们没有使用机器人进行教育的任何经验（或任何有关信息），会被要求在完成在线调查之前回顾网站，并阅读和观看网站内的资料。为确保匿名性，对调查结果进行了编号（如教师1）。然后使用Google调查分析仪对调查结果进行分析。

方法

其他研究（Adams和Turner 2008；Barak和Zodak 2009；Beniti 2012；Castledine和Chalmers 2011；Cejka、Rogers和Portsmore 2006；Gura 2012；Highfield 2010；Hussain、Lindh和Shukur 2006；Mosley和Kline 2006）指出，机器人技术优雅而真实地整合了STEM实践经验，可以提高学生的参与度，创造力、团队合作、沟通、真实的研究和信息收集、信息评估、决策、问题解决，以及对工程和计算等学科领域的理解，以及在实际应用中运用基本技能。

机器人技术帮助学生提高传统课程难以学习但却是“关键的科学和工程实践”这一技能（Gura 2012，16）。作者指出，“提出问题和定义问题，规划和执行调查，以及根据证据进行辩论”（16）是机器人课程中鼓励的一些技能。他还报告说，机器人技术不仅帮助学生学习和理解距离、时间、力量、力等数学科目，还帮助学生提高解决问题和团队合作的能力、思维能力、发展和反思自己的学习能力，并成为一名工程师。费萨尔、卡皮拉和伊斯坎德尔（2012）在他们的研究中声称，机器人技术鼓励学生成为积极的研究者，并发展他们解决问题、沟通和协作的技能。Cameron和Barrell（2001）在一个二年级的课堂上使用机器人技术，以回答学生关于火星及其特征（如气体、温度、土壤和空气）的问题。学生们必须思考并发现探索机器人的最佳结构，并对机器人进行编程，以收集科学证据。作者声称，这个项目为二年级学生提供了一个机会，让他们体验科学过程，并完成与美国宇航局和喷气推进实验室（JPL）的研究人员相同的任务。根据作者的观察，机器人技术不仅为学生提供了一个体验科学过程的机会，而且改善了学生的交流与协作。机器人项目为学生创造了一个“同伴支持的学习环境”（Chambers、Carbonaro和Rex 2007，66），让学生彼此分享自己的想法和想法；因此，机器人技术提高了学生的沟通能力。机器人项目还让学生参与“谈判”和“社会互动”以进行交流，并帮助学生学习如何在社会世界中发挥作用（Atman、Kilgore和McKenna 2008；Bers 2007；Grubbs 2013；Resnick 2003）。

机器人课程作为一种新的教育技术，帮助学生利用数学分析、科学探究和工程设计来解决问题和开发解决方案（Eguchi 2007）。Eguchi说机器人课程帮助学生“通过数学交流和推理，通过在现实世界中应用数学，并通过数字系统、几何、代数、数据分析、概率和三角学的综合研究来解决问题，从而帮助学生在数学上变得自信”（2456）。物理机器人是“过渡对象”，它提供了正式推理和具体推理之间的中间阶段（Eisenberg 2003），并帮助中小学生提高他们的推理和解决问题的能力（Clements、Battista和Sarama 2001）。事实上，解决问题是学生在机器人项目中探索的过程之一（Bers和Portsmore 2005；Highfield 2010）。在机器人项目上工作时，学生们练习解决问题的过程，包括定义问题、分析情况、收集所需信息、产生创造性想法、将想法发展为可观的解决方案，以及评估和改进解决方案（Whitehead 2010）。在机器人学活动中，学生们在小组内合作；通过头脑风暴法进行研究和收集信息；使用基本电气元件（例如电阻器、电线和传感器）以及数学计算和预测，通过一个包括规划、设计、评估和调整的问题解决过程来设计机器人，以及提出机器人计划（Grubbs 2013）。机器人项目还要求学生思考不同的可能解决方案，开发他们的解决方案，并阐明他们的理解和推理（Chalmers等人。2012年）。

技术丰富的环境不仅对学生在各个领域的成绩产生积极影响（Butler 2008；Sivin Kachala 1998），而且还为培养学生的社交技能和鼓励解决问题的技能、创造力以及社会和认知发展创造了新的途径（Gee 2008；Kazakoff、Sullivan和Bers 2013）。技术还鼓励学生之间的团队合作，创造“更民主、集体和参与性”的空间（Davis、Sumara和Luce Kapler 2008，145）。

此外，学生不仅要学习科学课程中的科学学科，还要学习如何发起和计划、执行和记录、分析和解释、团队合作和交流（纽芬兰和拉布拉多教育部，2002年）。学生应能够提出问题，调查问题，根据观察到的模式提出假设，确定不同的解决方案和答案，并选择最佳答案和解决方案（启动和计划技能）。他们还应该探索给定的问题，根据他们的观察收集相关信息，为他们的目的构建和使用适当的设备（表演和记录技能）。他们应该学会根据对象和事件的属性对其进行分类，编译数据，提出解释和描述建议，并对设计或构造的对象提出改进建议（分析和解释技能）。最后，学生应该能够团队合作，并且在科学课上有机会与他们的队友交流他们的想法、结果和程序（沟通和团队合作技能）。为学生提供这种学习机会的教学策略和环境构成了终身学习的基础。

纽芬兰和拉布拉多数学课程文件还强调，“通过解决问题获得收获应是所有年级数学的重点”（纽芬兰和拉布拉多教育部2009年7月），因为问题解决有助于学生深入理解概念，为学生提供一个探索其他不同解决方案的机会，培养学生的自信心。此外，教育系统应该创造一个环境，让学生对自己的推理能力和数学思维的合理性感到自信。推理技能帮助学生分析问题，得出结论，并通过一个逻辑过程来证明或捍卫自己的结论；因此，数学推理为学生提供了一个“逻辑思维和理解数学”的机会（7）。

此外，学生不仅要学习科学课程中的科学学科，还要学习如何发起和计划、执行和记录、分析和解释、团队合作和交流（纽芬兰和拉布拉多教育部，2002年）。学生应能够提出问题，调查问题，根据观察到的模式提出假设，确定不同的解决方案和答案，并选择最佳答案和解决方案（启动和计划技能）。他们还应该探索给定的问题，根据他们的观察收集相关信息，为他们的目的构建和使用适当的设备（表演和记录技能）。他们应该学会根据对象和事件的属性对其进行分类，编译数据，提出解释和描述建议，并对设计或构造的对象提出改进建议（分析和解释技能）。最后，学生应该能够团队合作，并且在科学课上有机会与他们的队友交流他们的想法、结果和程序（沟通和团队合作技能）。为学生提供这种学习机会的教学策略和环境构成了终身学习的基础。

纽芬兰和拉布拉多数学课程文件还强调，“通过解决问题获得收获应是所有年级数学的重点”（纽芬兰和拉布拉多教育部2009年7月），因为问题解决有助于学生深入理解概念，为学生提供一个探索其他不同解决方案的机会，培养学生的自信心。此外，教育系统应该创造一个环境，让学生对自己的推理能力和数学思维的合理性感到自信。推理技能帮助学生分析问题，得出结论，并通过一个逻辑过程来证明或捍卫自己的结论；因此，数学推理为学生提供了一个“逻辑思维和理解数学”的机会（7）。

科学、技术和数学教学的目的不仅是帮助学生进一步学习这些学科，但也要成为终身学习者：“为了实现数学教育的目标并接受数学终身学习，学生必须在数学课程中遇到一些关键因素”（纽芬兰和拉布拉多教育部，2009年5月）。事实上，数学成果分为两类：（a）知识和（b）技能。一个教育系统不仅应该为学生提供进一步学习数学知识的机会，而且应该让学生参与数学过程，创造一个环境，通过提高他们的沟通、联系、解决问题和推理能力，帮助他们成为终身学习者。教育系统应该为学生创造一个机会，让他们以不同的方式和情境来表达、倾听和讨论数学思想。交流使学生能够澄清、强化和修正他们对数学的想法、信念和态度。它也有助于学习和帮助学生表达他们的理解。此外，教育系统不仅应该为学生提供一个将数学思想相互联系的环境，而且还应该模拟现实世界的情况，为学生提供一个机会，让他们体验解决问题的能力、社交技能和在现实世界中所使用的态度。这种联系验证了学生之前的经验，帮助学生将数学视为一门“有用的、相关的和综合的”学科，并鼓励他们积极参与课堂教学（纽芬兰和拉布拉多教育部，2009，6）。

纽芬兰和拉布拉多数学课程文件还强调，“通过解决问题获得收获应是所有年级数学的重点”（纽芬兰和拉布拉多教育部2009年7月），因为问题解决有助于学生深入理解概念，为学生提供一个探索其他不同解决方案的机会，培养学生的自信心。此外，教育系统应该创造一个环境，让学生对自己的推理能力和数学思维的合理性感到自信。推理技能帮助学生分析问题，得出结论，并通过一个逻辑过程来证明或捍卫自己的结论；因此，数学推理为学生提供了一个“逻辑思维和理解数学”的机会（7）。

简介

二十一世纪的教育体系应该创造一个环境，让学生们接触到关键的学习要素（如解决问题、团队合作和沟通技能），并接受终身学习。文献回顾表明，新技术，特别是机器人技术（对实现这一目标有利），非常适合于实现这一目标。本研究旨在**通过研究教师对使用机器人技术对学生终身学习技能的影响的看法，为相关文献（在理论上）做出贡献。这项研究也试图更好地了解教师对使用机器人技术的障碍的看法以及他们需要的支持。来自纽芬兰和拉布拉多英语学区的11名中小学教师参与了这项研究。研究结果显示，教师认为机器人技术对学生的终身学习技能有积极的影响。此外，参与者指出了将机器人技术融入教学活动的障碍，并表示了他们需要的支持**。

教师对教育机器人融入中小学课程的益处和挑战的认识

表1显示了参与者对Likert量表中关于在教学活动中使用机器人技术的潜在好处的回答

虽然六名参与者没有回答下一个问题，即他们收集教育机器人信息的方法，但教师1、教师2和教师5表示，他们从媒体和互联网或通过阅读有关机器人技术和机器人竞赛的一些文件中获得了这些知识。此外，教师9表示她对机器人技术一无所知，而教师10则表示，她是从研究人员向参与者提供的视频中获得这些知识的。

虽然六名参与者没有回答下一个问题，即他们收集教育机器人信息的方法，但教师1、教师2和教师5表示，他们从媒体和互联网或通过阅读有关机器人技术和机器人竞赛的一些文件中获得了这些知识。此外，教师9表示她对机器人技术一无所知，而教师10则表示，她是从研究人员向参与者提供的视频中获得这些知识的。

在问题14中，参与者被描述了与将机器人技术融入教学活动的过程有关的六个阶段。参与者被要求指出最能描述他们的阶段。10名参与者表示，他们知道机器人技术的存在，但尚未使用。他们表示，也许他们甚至在回避，并对使用机器人技术的前景感到焦虑。然而，一位参与者表示，她目前正在努力学习基础知识；她有时在使用机器人技术时感到沮丧，而且在使用机器人时缺乏信心。

问题13用于确定参与者在教学活动中使用机器人技术的经验。所有的参与者都说他们从来没有用机器人来教学。此外，1**0名参加者说，他们没有接受任何将机器人技术作为教育工具的职前/在职培训，其中一名学员说，她接受了一整天或更少的培训。7名参与者（64%）表示，如果他们想将机器人技术融入教学中，他们需要一个学期以上的培训，而两个参与者（18%）则认为需要一整天以上而不到一个学期的课程**。

参与者样本由11名小学教师组成。8名参与者是女性，其余的人不愿意透露自己的性别。其中一名参与者没有完成调查，但在回答了前15个问题后，提交了调查报告。在回答一个关于参与者在机器人技术方面的熟练程度的问题时，9名参与者（82%）表示，他们不熟悉机器人技术，没有使用机器人技术的经验，而两名参与者（18%）表示他们是新手，他们曾尝试使用机器人技术，但仍需要定期帮助。

数据的呈现

然而，关于小学/小学机器人技术的研究很少（费萨尔等人。2012年）。也有有限的研究来调查小学/小学教师使用机器人技术的看法。因此，需要更多的探索来填补现有文献中的这一空白。本研究旨在通过研究中小学教师对使用教育机器人对中小学生终身学习技能影响的认知，为研究文献提供参考。本研究亦旨在了解中小学教师对使用机器人技术的障碍及所需支援的看法。采用定性案例研究方法解决以下研究问题：

（1） 小学/小学教师认为机器人技术能在多大程度上提高学生的终身学习技能（例如团队合作、解决问题）？

（2） 小学/小学教师认为在小学/小学使用机器人的障碍是什么？

（3） 中小学教师认为他们需要什么样的支持？

其他研究（Adams和Turner 2008；Barak和Zodak 2009；Beniti 2012；Castledine和Chalmers 2011；Cejka、Rogers和Portsmore 2006；Gura 2012；Highfield 2010；Hussain、Lindh和Shukur 2006；Mosley和Kline 2006）指出，机器人技术优雅而真实地整合了STEM实践经验，可以提高学生的参与度，创造力、团队合作、沟通、真实的研究和信息收集、信息评估、决策、问题解决，以及对工程和计算等学科领域的理解，以及在实际应用中运用基本技能。

机器人技术帮助学生提高传统课程难以学习的技能，但却是“关键的科学和工程实践”（Gura 2012，16）。作者指出，“提出问题和定义问题，规划和执行调查，以及根据证据进行辩论”（16）是机器人课程中鼓励的一些技能。他还报告说，机器人技术不仅帮助学生学习和理解距离、时间、力量、力等数学科目，还帮助学生提高解决问题和团队合作的能力、思维能力、发展和反思自己的学习能力，并成为一名工程师。费萨尔、卡皮拉和伊斯坎德尔（2012）在他们的研究中声称，机器人技术鼓励学生成为积极的研究者，并发展他们解决问题、沟通和协作的技能。Cameron和Barrell（2001）在一个二年级的课堂上使用机器人技术，以回答学生关于火星及其特征（如气体、温度、土壤和空气）的问题。学生们必须思考并发现探索机器人的最佳结构，并对机器人进行编程，以收集科学证据。作者声称，这个项目为二年级学生提供了一个机会，让他们体验科学过程，并完成与美国宇航局和喷气推进实验室（JPL）的研究人员相同的任务。根据作者的观察，机器人技术不仅为学生提供了一个体验科学过程的机会，而且改善了学生的交流与协作。机器人项目为学生创造了一个“同伴支持的学习环境”（Chambers、Carbonaro和Rex 2007，66），让学生彼此分享自己的想法和想法；因此，机器人技术提高了学生的沟通能力。机器人项目还让学生参与“谈判”和“社会互动”以进行交流，并帮助学生学习如何在社会世界中发挥作用（Atman、Kilgore和McKenna 2008；Bers 2007；Grubbs 2013；Resnick 2003）。

机器人课程作为一种新的教育技术，帮助学生利用数学分析、科学探究和工程设计来解决问题和开发解决方案（Eguchi 2007）。Eguchi说机器人课程帮助学生“通过数学交流和推理，通过在现实世界中应用数学，并通过数字系统、几何、代数、数据分析、概率和三角学的综合研究来解决问题，从而帮助学生在数学上变得自信”（2456）。物理机器人是“过渡对象”，它提供了正式推理和具体推理之间的中间阶段（Eisenberg 2003），并帮助中小学生提高他们的推理和解决问题的能力（Clements、Battista和Sarama 2001）。事实上，解决问题是学生在机器人项目中探索的过程之一（Bers和Portsmore 2005；Highfield 2010）。在机器人项目上工作时，学生们练习解决问题的过程，包括定义问题、分析情况、收集所需信息、产生创造性想法、将想法发展为可观的解决方案，以及评估和改进解决方案（Whitehead 2010）。在机器人学活动中，学生们在小组内合作；通过头脑风暴法进行研究和收集信息；使用基本电气元件（例如电阻器、电线和传感器）以及数学计算和预测，通过一个包括规划、设计、评估和调整的问题解决过程来设计机器人，以及提出机器人计划（Grubbs 2013）。机器人项目还要求学生思考不同的可能解决方案，开发他们的解决方案，并阐明他们的理解和推理（Chalmers等人。2012年）。

技术丰富的环境不仅对学生在各个领域的成绩产生积极影响（Butler 2008；Sivin Kachala 1998），而且还为培养学生的社交技能和鼓励解决问题的技能、创造力以及社会和认知发展创造了新的途径（Gee 2008；Kazakoff、Sullivan和Bers 2013）。技术还鼓励学生之间的团队合作，创造“更民主、集体和参与性”的空间（Davis、Sumara和Luce Kapler 2008，145）。

技术丰富的环境不仅对学生在各个领域的成绩产生积极影响（Butler 2008；Sivin Kachala 1998），而且还为培养学生的社交技能和鼓励解决问题的技能、创造力以及社会和认知发展创造了新的途径（Gee 2008；Kazakoff、Sullivan和Bers 2013）。技术还鼓励学生之间的团队合作，创造“更民主、集体和参与性”的空间（Davis、Sumara和Luce Kapler 2008，145）。

此外，学生不仅要学习科学课程中的科学学科，还要学习如何发起和计划、执行和记录、分析和解释、团队合作和交流（纽芬兰和拉布拉多教育部，2002年）。学生应能够提出问题，调查问题，根据观察到的模式提出假设，确定不同的解决方案和答案，并选择最佳答案和解决方案（启动和计划技能）。他们还应该探索给定的问题，根据他们的观察收集相关信息，为他们的目的构建和使用适当的设备（表演和记录技能）。他们应该学会根据对象和事件的属性对其进行分类，编译数据，提出解释和描述建议，并对设计或构造的对象提出改进建议（分析和解释技能）。最后，学生应该能够团队合作，并且在科学课上有机会与他们的队友交流他们的想法、结果和程序（沟通和团队合作技能）。为学生提供这种学习机会的教学策略和环境构成了终身学习的基础。

纽芬兰和拉布拉多数学课程文件还强调，“通过解决问题获得收入应是所有年级数学的重点”（纽芬兰和拉布拉多教育部2009年7月），因为问题解决有助于学生深入理解概念，为学生提供一个探索其他不同解决方案的机会，培养学生的自信心。此外，教育系统应该创造一个环境，让学生对自己的推理能力和数学思维的合理性感到自信。推理技能帮助学生分析问题，得出结论，并通过一个逻辑过程来证明或捍卫自己的结论；因此，数学推理为学生提供了一个“逻辑思维和理解数学”的机会（7）。

科学、技术和数学教学的目的不仅是帮助学生进一步学习这些学科，但也要成为终身学习者：“为了实现数学教育的目标并接受数学终身学习，学生必须在数学课程中遇到一些关键因素”（纽芬兰和拉布拉多教育部，2009年5月）。事实上，数学成果分为两类：（a）知识和（b）技能。一个教育系统不仅应该为学生提供进一步学习数学知识的机会，而且应该让学生参与数学过程，创造一个环境，通过提高他们的沟通、联系、解决问题和推理能力，帮助他们成为终身学习者。教育系统应该为学生创造一个机会，让他们以不同的方式和情境来表达、倾听和讨论数学思想。交流使学生能够澄清、强化和修正他们对数学的想法、信念和态度。它也有助于学习和帮助学生表达他们的理解。此外，教育系统不仅应该为学生提供一个将数学思想相互联系的环境，而且还应该模拟现实世界的情况，为学生提供一个机会，让他们体验解决问题的能力、社交技能和在现实世界中所使用的态度。这种联系验证了学生先前的经验，帮助学生将数学视为一门“有用的、相关的、综合的”学科，并鼓励他们积极参与课堂教学

二十一世纪的教育体系应该创造一个环境，让学生们接触到关键的学习要素（如解决问题、团队合作和沟通技能），并接受终身学习。文献回顾表明，新技术，特别是机器人技术，非常适合于实现这一目标。本研究旨在通过研究教师对使用机器人技术对学生终身学习技能的影响的看法，为相关文献做出贡献。这项研究也试图更好地了解教师对使用机器人技术的障碍的看法以及他们需要的支持。来自纽芬兰和拉布拉多英语学区的11名中小学教师参与了这项研究。研究结果显示，教师认为机器人技术对学生的终身学习技能有积极的影响。此外，参与者指出了将机器人技术融入教学活动的障碍，并表示了他们需要的支持。

如果这四个要求得到满足，那么我们希望自动化对教师来说是一个福音而不是祸害。十年后，在一系列教育技术的支持下，教师应该有更多的时间和学生在一起。他们可以把时间花在提高学生成绩上，让学生为更具挑战性和自动化的工作队伍做好准备。

最后，建设教师和学校领导有效利用技术的能力，将确保在节省教师时间和提高学生成绩方面取得最大收益。地区和学校需要在引进新技术与将现有技术充分融入课程和教师专业发展之间取得平衡。地区需要使用公认的、广泛采用的工具来保持一致性。然而，教师应该有试验替代方案的自由，并且他们应该在决定哪些工具在课堂上起作用并且应该在全区推广时拥有强烈的发言权。技术公司也需要在指导产品开发时更好地包含教师的声音。

当今学校面临的问题之一是各种各样的相互竞争的解决方案，其中一些方案非常出色，但其中许多方案承诺了伟大的目标，但收效甚微。因此，分享什么是有效的，什么是无效的是至关重要的。中立的仲裁者带来客观和严格的性能数据，类似于eReports.org网站在课程设置上，在教育技术空间是必要的。还必须向各类学校和学校系统的教师提供最佳做法解决办法。

从简单的解决方案开始将提供早期动力。成熟的技术，可以取代简单的管理任务或简单的评估工具，形成性测试可以立即为教师提供喘息的机会，激发他们对更全面解决方案的兴趣。

目前最擅长运用技术来节省教师时间的学校往往能够获得比普通学校更多的资金。实现这些成果的民主化将需要增加对每一所学校的投资，特别是那些目前资源不足的学校。随着投资的增加，将其瞄准最能有效地节省教师时间和提高学生成绩的领域（而不是华丽但无效的硬件）是至关重要的。

然而，这不是一项小任务。这将需要广泛的利益相关者做出承诺，包括政府、学校领导、科技公司，当然还有教师和学习者本身。在学校明智地采用技术的过程中，有四个要素是突出的：有针对性的投资，从简单的解决方案开始，分享工作成果，培养教师和学校领导有效利用技术的能力。

所有这些都引出了一个问题：我们将如何在我们的学校里抓住科技的希望？好消息是，这与我们尚未发明的技术无关。它不需要通过图灵测试的人工智能系统。相反，在教师时间上实现这些节省主要是采用现有的教育技术。只要把普通学校提升到最好的水平，就会产生巨大的影响。

最后，老师可以花更多的时间彼此合作。更多的合作时间应该可以为学生带来更好的成绩。国际比较研究表明，高效的学校系统在同伴辅导和协作课程计划上加倍。12这些做法可以支持教师改进和发展自己的技能。13例如，荷兰的leerkRACHT基金会将同伴协作引入了10％的荷兰学校中，有80％的教师表示学生学习有所改善。

如何实现

额外的时间也有助于支持社会-情感学习和21世纪技能的发展，这些技能将是在日益自动化的工作场所中蓬勃发展所必需的。它将使教师与学生建立一对一的关系，鼓励自我调节和毅力，并帮助学生互相合作，研究表明，与教师的良好关系促进了学生的学习和幸福感，尤其是对来自低收入家庭的学生而言。因此，教师行业的自动化可以成为减少教育不平等的催化剂。

然而，节省的大部分时间可以通过更加个性化的学习和更直接的指导和指导投入到改善教育上。在我们的调查中，大约三分之一的教师表示他们希望个性化学习，但目前他们并不认为这样做有效。他们最大的障碍：时间、资源、材料和技术（图表3）。自动化可以帮助解决所有这些问题。即使老师们认为他们已经在为学生提供量身定做的材料和个性化的反馈，学生们也常常不同意。60%的受访教师认为他们的反馈是针对每个学生的，只有44%的受访学生有同样的感受。

教师们将如何利用技术应用每周节省的13个小时？希望这些时间中的一部分能回馈给教师自己，让他们与家人和社区相处，从而增加教学作为一种职业的吸引力。

时间会去哪里

最后，在全球范围内，行政管理是一个困扰教师的问题。毕竟，比起和孩子们互动，谁更喜欢填写文件呢？好消息就在眼前。自动化可以减少教师在行政管理上的时间，从每周5小时减少到3小时。软件可以自动填写表单（或提供潜在响应的菜单）；维护材料、设备和产品的库存；甚至可以自动订购替代品。

评价和反馈完成教学环节。当老师了解学生所知道和能做的事情时，他们就可以为下一节课做准备了。技术已经在这方面起到了帮助，例如，计算机对多回声问题的评分早在人工智能出现之前就已经成为可能，并且在数学教学中尤其渗透。更多是可能的。自然语言处理技术的进步使计算机能够对所有学科领域的长格式答案进行评估并给出详细的形成性反馈。例如，写作软件可以查看多篇文章的写作趋势，从而提供有针对性的学生反馈，教师可以对其进行审查和调整。综合起来，这些技术可以节省目前教师每周6个小时中用于评估和反馈的3个小时。

我们的假设是，在课堂上大规模实施技术是很困难的。仅仅提供硬件很容易。很难在课程中整合与学生学习目标相关的有效软件，并培训教师如何适应该软件。这就强调了为什么我们认为课堂上的技术不会节省多少直接的教学时间。为了提高学生的成绩，教师仍然需要在课堂上，但他们的角色将从指导者转变为促进者和教练。例如，一些教师在课堂上使用翻转学习。他们不是在课堂上教授一个概念，然后让学生回家实践，而是将自定节奏的视频作为家庭作业，提供基本的指导，然后让学生在课堂上进行实践，老师可以提供支持，填补理解上的空白。

虽然控制性试点研究显示，学生从技术、个性化混合学习学习中的学习有所改善，但这些改进尚未大规模实现。最新的国际学生评估分数计划显示，在全球范围内，在课堂上使用平板电脑、笔记本电脑和电子阅读器的学生表现比不使用的学生差。为什么断开连接？

在教师与学生直接接触的领域，技术最不可能节省教师时间：直接指导和参与、辅导和建议，以及行为、社会和情感技能发展。值得在这里暂停一下，我们并不否认，技术将改变学生的学习体验，尽管我们建议谨慎行事和有节制的期望。

自动化潜力最大的领域是教师在进入教室之前就要处理的问题：准备。在我们研究的四个国家，教师平均每周花11个小时进行准备活动。我们估计，有效利用技术可以将时间缩短到6小时。即使老师们花同样多的时间准备，技术也能让这段时间更有效，帮助他们想出更好的教学计划和方法。例如，一些软件供应商提供数学软件包，帮助教师评估学生当前的理解水平，根据学习需要对学生进行分组，并为每个小组建议课程计划、材料和习题集。在其他科目中，协作平台使教师能够搜索和查找其他教师或管理员发布的相关材料。

自动化潜力最大的领域是教师在进入教室之前就要处理的问题：准备。在我们研究的四个国家，教师平均每周花11个小时进行准备活动。我们估计，有效利用技术可以将时间缩短到6小时。即使老师们花同样多的时间准备，技术也能让这段时间更有效，帮助他们想出更好的教学计划和方法。例如，一些软件供应商提供数学软件包，帮助教师评估学生当前的理解水平，根据学习需要对学生进行分组，并为每个小组建议课程计划、材料和习题集。在其他科目中，协作平台使教师能够搜索和查找其他教师或管理员发布的相关材料。

在哪里利用技术节省时间

一旦我们了解了教师是如何花时间的，我们就根据对现有技术的评估和专家访谈来评估每项活动的自动化潜力。我们的结论是我们得出结论，自动化最有潜力的领域是准备、管理、评估和反馈。相反，实际指导、参与、指导和建议更不受自动化的影响（图表2）

技术如何帮助教师

我们问老师们想在哪里花更多和更少的时间。我们询问教师和学生目前在课堂上使用什么技术来发现新内容、实践技能和提供反馈。最后，我们询问了在技术应用和更广泛的教师角色方面，哪些方面做得好，哪些方面面临挑战。我们的研究结果是明确的：总体而言，教师花在直接教学和参与上的时间少于准备、评估和行政职责（图表1）

为了了解教师们现在是如何花时间的，以及在自动化程度更高的世界里，我们调查了四个教育技术采用率较高的国家的2000多名教师：加拿大、新加坡、英国和美国。我们询问了老师们在37项核心活动上花了多少时间，从课程规划到教学，再到评分，再到保持学生记录。

教师如何花时间

毫无疑问，良好教育的价值始于早期，并持续一生。研究表明，仅仅有一个有效的幼儿园教师就可以影响学生完成大学学业的可能性，从而使他们一生的收入增加大约32万美元。技术，如果使用得当，可以促进良好的教学，**但它永远不会取代教师。在本文的其余部分，我们将概述教师如何利用他们的时间，技术如何帮助节省教师的时间，以及这些额外的时间可能流向何处。请注意，我们有意关注技术对教师时间的影响**。在以后的文章中，我们将讨论它对学生学习的广泛影响。

技术的进一步进步可能会使这一数字更高，并导致课堂结构和学习方式的改变，但在可预见的未来不太可能取代教师。优秀教师之所以优秀，许多特质正是人工智能或其他技术无法模仿的：激励学生，营造积极的学校和班级氛围，解决冲突，建立联系和归属感，从学生个体的角度看待世界，指导和指导学生。这些东西代表了教师工作的核心，不能也不应该自动化。

我们的研究给我们带来了一线希望。麦肯锡全球研究所（McKinsey Global Institute）2018年关于未来工作的报告表明，尽管有可怕的预测，教师们不会很快离开。事实上，我们估计在2016年到2030年间，美国的学校教师将增长5%到24%。对于中国和印度等国，预计增长率将超过100%。此外，我们的研究表明，现有和新兴技术将帮助他们更好、更有效地完成工作，而不是取代教师。[6] 我们目前的研究表明，现有教师时间的20%到40%都花在了可以利用现有技术实现自动化的活动上。也就是说，每周大约有13个小时的时间，老师们可以将精力转向那些能带来更高学生成绩和更高教师满意度的活动。简而言之，我们的研究表明，现有的技术可以帮助教师重新分配20%到40%的时间用于支持学生学习的活动。

虽然大多数老师都说自己很喜欢工作，但他们并不喜欢深夜批卷、准备教案或填写没完没了的文书工作。工作倦怠和高流失率证明了教师面临的真正压力。例如，在美国最贫困的学校，教师流动率每年高达16%。在英国，情况更糟，81%的教师因为工作量而考虑离开教学岗位。更让教师沮丧的是，一些教育教授甚至提出可以用机器人、计算机和人工智能（AI）取代教师的消息。[3]

教学界正受到围攻。随着学生需求的日益复杂，行政和文书工作负担的增加，教师的工作时间也在增加。麦肯锡最近与微软（Microsoft）合作进行的一项调查显示，教师每周平均工作50小时，经济合作与发展组织（organization for Economic Co-operation and Development）教学与学习国际组织（organization for Economic Co-operation and Development）国际教学与学习调查显示，过去五年，教师平均每周工作50小时。[1]

现有的和新兴的技术有助于节省教师的时间，这些时间可以重新用于学生的学习。但要抓住这种潜力，利益相关者需要解决四个问题。

人工智能对中小学教师的影响

这项工作的目的是阐明根据职前教师和实习教师的教育和专业经验可能会产生什么样的结果，这些教师目前或将来将把自己的时间用于儿童的终身学习和社会情感发展。从负责任的研究和创新的角度，可以推断出，与教师的讨论揭示了课堂机器人的某种矛盾心理。这种矛盾心理似乎根源于教师对儿童及其未来的关心。他们讨论不同问题的方式表明，他们感到在教育背景下维护儿童健康成长的权利是一种情感上的义务和道义上的责任。当我们的参与者考虑到在课堂上引入机器人的伦理观点和社会影响时，他们愿意将机器人视为促进儿童“机器人”识字的教学工具。然而，当面对自主教室机器人可能的现实时，出现了几个需要该领域解决的问题。 首先，随着教室机器人的实施，儿童数据的隐私可能会受到损害，尤其是在情感数据的粒度方面。需要讨论如何减轻这种风险。第二，机器人可能有意或无意地承担了太多的责任，从而失去了教师和机器人之间必要的界限。这需要从教室机器人应该被赋予多大程度的自主性的角度来解决。第三，机器人可能会对儿童产生负面影响，从而认为风险大于可能的好处。在这里，从长远的角度来探索教室机器人是很重要的，在这里，教师需要被包括进来并得到咨询。第四，还不清楚谁应该为机器人负责，或者如果意识到对儿童造成的任何负面后果，谁应该承担责任。这需要在法律和伦理上进行辩论，以便明确每个相关人员的责任。即便如此，风险并不总是值得承担的，因为有人可能会对负面后果负责。因此，至关重要的是，教育机器人领域的研究人员要谨慎前进，同时牢记以下问题：我们有什么责任？

局限性和未来工作 本研究旨在促进参与者对教室机器人伦理维度的思考。然而，参与者缺乏对机器人的个人经验，这一事实需要他们进行大量的推测，同时也可能受到大众媒体的影响。如果参与者获得了机器人的经验，他们可能会提出其他问题。尽管我们试图通过让参与者观看视频和小插曲来解决这个问题，但是这种技术并不是商业上可以买到的，因此后果可能很难预测和讨论。事实上，如果参与者认为什么是不可行的，有时就很难考虑什么是可取的。例如，如果他们不相信机器人真的能处理孩子们的社交和情感表达，那就需要付出一些努力，让他们能够讨论他们是否认为这是可取的。因此，对未来研究的一个建议是与教师一起讨论使用教室机器人的潜在经验。 虽然这项研究试图揭示广泛的伦理维度，包括职前教师和实习教师，以及来自几个国家的参与者，但我们必须承认，这项研究仅限于欧洲国家。将其他教育状况和获得教育技术的机会截然不同的国家纳入进来，可能会揭示更多的伦理层面。因此，我们希望更多的研究者能够在各自的国家进行类似的研究，以拓宽课堂机器人的伦理范畴。

在这项研究中，我们对瑞典、英国和葡萄牙的77名职前和实习教师进行了焦点小组调查，探讨他们对教室机器人的社会和伦理影响的看法。这项研究的目的不是探索促进利益相关者更广泛接受的方法，而是“促进关于研究成果如何可能导致意外的未来后果的辩论”（Eden等人。2013年）通过与教师的讨论，教师是教室机器人和任何课堂技术的主要利益相关者群体之一。参与者通过使用视频和一个小插曲进行调查。他们提出了广泛的、开放式的问题，询问隐私、对儿童的影响、责任和角色，以引出他们的想法和观点。通过解释性主题分析，发现教师对课堂机器人伦理意涵的看法，既有道德推理，也有实践推理。

在这项研究之前，很少有研究致力于课堂机器人的伦理道德观点。然而，在我们提交本文之前不久，Sharkey（2016）发表了一篇概念性论文，分析了机器人教师的伦理含义。为了证实当前研究的目标，她认为“双簧学已经发展到了机器人在我们生活中扮演社会角色的真正可能性，并且研究这些发展所引起的伦理问题变得至关重要。在我们沿着完全自动化的道路走得太远之前，我们需要考虑在哪里可以和应该使用机器人，以及在哪里最好避免使用机器人”（Sharkey 2016）。她围绕隐私、依恋、欺骗和失去人类联系以及控制和责任等问题提出了重要的想法。然而，她无法解决的是教师操作课堂的实际情况，例如教师们在紧张的教育系统中挣扎，在这种系统中，教室机器人会被视为另一种负担。如前所述，机器人的角色和应用也应基于经验数据和利益相关者的观点（Beer等人。2014年；Schomberg 2007年）。这加强了我们的信念，即教师和其他利益相关者可以而且确实应该被邀请在这里介绍的研究类型中扮演更积极的角色。正如我们的研究所显示的，虽然教师关心的是使教与学有效率，但他们首先要履行的是一种关心儿童福祉的责任。

以教师的专业背景为中心，由于当代社会对教师教学角色的限制，参与者感到既不能充分履行自己的照管义务，也不能充分履行自己的教学责任。虽然这让他们认为机器人是一种可以减少时间的方法，但这也引起了人们对教师会被取代的担忧，这与之前的研究报告中的看法类似（Serholt等人。2014；Wu等人。2012年）。尽管最近的实验研究表明，就学生的学习成绩而言，目前的机器人还不能达到人类导师的水平（Kennedy等人。2016年），随着技术的进步，技术的有效性可能会提高。从这个角度来看，我们的参与者表现出捍卫自己角色的需要，强调孩子们需要他们的人类老师来促进他们的社会情感发展。这可以被看作是利用了一种道德信念，即人与人之间的接触即使变得不那么有效（Heersmink et al。2014年；Nordkvelle和Olson 2005年；Turkle 2006年）与Sharkey（2016年）得出的结论相一致，即“首先，儿童需要由理解他们、关心他们、形成适当的榜样和依恋形象的人类同伴来教”。

尽管Sharkey（2016）的论文不是基于经验数据，但她的分析与我们在这里的解释非常相似，尽管术语的使用存在一些差异。她也提出了隐私问题，提醒人们注意哪些人可能会访问儿童的感官数据，以及情绪检测后的潜在侵权行为。近年来，个性化学习得到了越来越多的应用。这是否是教育学上的（Leyzberg et al。2014）或情感上（Castellano等人。2013年）需要收集数据。Sharkey（2016）指出，法律框架还不能保证这些数据的安全性，并询问是否“太牵强了，无法想象未来可能会使用机器人对儿童行为进行分类和监控；记录破坏性行为，还是提醒老师？“正如福柯（1975）所说，这种做法可能会产生毁灭性的后果，在这种情况下，被监视的一方会经历一种心理禁锢感。更进一步说，如果孩子们觉得自己的情绪受到关注，他们可能不仅会调节自己的行为，还会调节他们的感受。事实上，当讨论情绪数据时，我们的参与者关注的是确保儿童的隐私，因为此类数据可以提供学生敏感度的见解，第三方可以用新的方式解释和利用这些信息。同时，大多数参与者认为，教师有权以某种方式访问学生的数据，同时认识到学生可能会对此感到不安（如果他们意识到这一点），这一点很重要。因此，从学生面对第三方（这显然是他们表达的立场）而不是面对教育机构时有权享有隐私权的意义上来说，这似乎是自相矛盾的。因此，这项研究为Sharkey的问题提供了一个可能的答案，即当这种做法成为可能时，该机构可能会有一种参与儿童数据的诱惑。只有当讨论从道德的角度出发时，我们的参与者才认为学生应该有控制权和决定在学校里保存什么样的数据的权利。从设计的角度来看，这需要了解机器人实际存储的数据，以便教师和学生能够做出明智的选择，如果机器人嵌入教室，透明度就成为迫切需要。

此外，我们的参与者质疑机器人辨别儿童情绪、创造力、意图等的能力。人们认为，情感识别不太可能解释人性的复杂性，因此机器人真正理解学生感受的机会被认为是不可行的。根据这一观点，他们提出了一些可能导致这一问题的因素，例如儿童之间的文化和个人间的差异、创造力、儿童的发展以及社会文化背景本身的独特性。扩展这个观点，机器人的目的不仅仅是理解一种情况，而是对它作出反应。Sharkey（2016）认为，这需要一种道德感，而道德感本身是基于生物学的。尽管Sharkey认识到机器人可以按照预先编程的规则来操作，但它仍然取决于那些没有沉浸在特定环境中的程序员所进行的预期工作。我们的参与者也表现出对这种基于规则的方法的不信任，特别是因为他们作为教师，无法“从引擎盖底下看”来理解机器人是如何决定其特定动作的。因此，值得考虑的是，如何设计算法，使最终用户能够仔细检查，从而使教师有信心判断机器人解释的基本机制。再次强调了透明度的必要性。

正如比尔等人所说。（2014）应该使用一个经验基础来指导机器人在不同的环境中应该扮演什么角色。我们的研究表明，由于伴随机器人的隐性角色，某些任务不适合机器人执行。对学生的学习过程进行评估似乎就是其中一项任务。除了我们的参与者认为机器人由于缺乏理解而无法管理困难的评估之外，还有人认为，这种做法可能导致学生和教师对机器人给予过多的信任和责任。正如Friedman和Kahn（1992）所说，将决策权委托给计算系统（在本例中是一个机器人）有可能发展成这样一种情景，即质疑系统的权威被视为对整个社区的质疑。事实上，我们的参与者讨论了如果两人意见不一致的话，学生们可以让机器人比他们的老师更可信。与Sharkey和Sharkey（2011）关于鼓励儿童“机器人”识字能力的论点一致，我们的参与者也认识到这种方法在减轻对机器人能力的过度自信方面的价值。因此，机器人被视为最适合在工具性角色中使用的工具，因为它们的自主性将受到限制。

对于使用教室机器人的预期社会影响，有许多观点相互矛盾。有些学生可能会处于支配地位的关系中（Kahn等人。2013年），其他人可能试图建立互惠关系（Turkle 2006），而另一些人可能会回避或敌视机器人，在某些情况下表现出攻击性行为，如（Nomura et al。2015年）。这种敌意的根源可能是缺乏互惠，也就是说，孩子们感到自己的情感边界被一台能够解释他们情绪的机器所侵犯，而这种机器本身却没有。与野村等的研究不同。（2015），我们的参与者认为潜在的破坏行为是学生不愿意被机器人欺骗的一种有意识的行为，而不是缺乏同情心或内在的道德罗盘。另一方面，如果学生觉得他们与机器人有着互惠关系，参与者认为学生会尊重机器人，而不是滥用机器人。

参与者还考虑了学生与机器人互动“太多”的风险，以及由此对他们的人际关系造成的后果。由于机器人可以表现出“活着”的样子，这就有可能影响孩子们对“活力”的定义，以及他们如何对待周围的人。这可以表现为孩子们不理解他们的行为对他人的后果，或者是在情商上的缺陷，在这种情况下，适当的情绪理解或情绪表现是无法学习的。换言之，与机器人的互动方式可能会成为一种规范性的方式，即被认为是可以接受的人类治疗方式，并以这种方式延续到人际关系中（Kahn et al。2013年）。同样，这也被认为具有儿童言语模式的生理特征，即儿童在语音和语言方面变得更加“机器人化”。以前已经观察到机器人模仿（Kahn等人。2007年；Ros等人。因此，如果孩子们采用机器人的行为举止也就不足为奇了。

与其他一些已经在教育领域应用的技术（如笔记本电脑和平板电脑）不同，机器人并非无所不在。当讨论教室机器人的潜在好处或问题时，参与者解释说，这不仅仅是一个预期效果的问题，还涉及到对机器人进行实验并看到结果的问题。我们可以在这里看到一个扩展课堂机器人的问题，即技术通常由公司或研究机构设计和开发，然后应用到缺乏伦理基础的教育中。即使我们看看无处不在的技术例子，社会影响也只是在一段时间后才被揭示出来。例如，Turkle（2015）提出了关于智能手机的现代使用如何改变人们交流方式的担忧，并导致人们认识到真正对话重要性的能力不足。她担心同理心和沟通技巧会在下一代人身上受到阻碍，并认为“这不是一个我们可以交叉手指、希望利大于弊的游戏”。事实上，一旦人们认识到这一点，就更难从伦理的角度改变技术的使用，因为它将成为文化基础。这个问题被称为Collingridge困境，它指出“在早期发展阶段，后果很难预测，而在后期，当后果变得更清楚时，发展的轨迹就变得更难改变”（Stahl等人。2013年）。

给孩子们的负面后果分配责任并不简单。教师可能愿意承担现有的保护儿童安全的责任，但可能不愿意承担技术强加的新责任。一方面，参与者认识到某些危害比其他危害更容易解决，例如课堂上的人身安全。从这个角度来看，他们作为教师必须管理学生与机器人的互动。然而，这让他们质疑，这种做法是否会占用学校教学时间的资源，而这些资源可以更好地用于其他地方。另一方面，对儿童造成的社会或情感伤害更难解决，因为一旦发生，由谁负责减轻或承担责任。我们的参与者建议开发人员应该负责，吉尔（2008）认为这是一个不合理的期望。他们没有考虑到机器人在道德上有责任感的可能性。（2007年），这表明他们还远远没有将机构归属于机器人。那么，如果机器人具有Asaro（2007）所描述的准代理状态，那么作为消费者的教师就有可能对机器人造成的潜在损害负责；教师目前对这项技术的理解有限。这说明了先前文献（Marino和Tamburrini 2006；Matthias 2004）中确定的责任差距，即教师、机器人和开发人员都无法承担适当的控制水平，从而被认为是负责任的。鉴于儿童的易受伤害性和教育系统内健康成长的优先地位，在教室机器人成为教育中的常见现象之前，需要从法律和伦理的角度妥善解决责任问题。

4.4 责任 关于使用教室机器人的责任这一节提出了与我们最后一个研究问题相关的主题：教师认为谁对使用教室机器人所产生的任何负面后果负责？在讨论责任问题时，参与者从工具和伦理两个方面来解释这个问题。因此，第一个主题提出了直接课堂环境中的工具性责任，而第二个主题则更深入地探讨了与使用教室机器人的长期后果相关的伦理责任。 4.4.1 工具性责任 从工具的角度来看，参与者考虑了可能发生的与儿童安全有关的技术故障。在这种情况下，大多数参与者认为教师应负责管理安全，建议加入警报，提醒教师注意可能出现的故障。所提出的第二个问题涉及保持技术设备完好无损，以免儿童有意或无意地破坏机器人。一位参与者借鉴了已有的经验来解释这一点：“你知道，甚至有学生在这个机器人上涂鸦的问题。我的意思是，在他们成长的过程中，这种事总是在课本上发生。嗯，他们可以故意破坏它，让它滑倒，把他们的饮料，水，什么的都洒了。把水洒在上面。总是有可能的”（P，M，SE）。虽然参与者已经承担了维护学生安全的责任，但当涉及到机器人的安全时，他们并不认为自己有责任。用一位参与者的话来说，“我是说，一位老师……如果他们让一位老师跟随机器人，那就是在剥夺学校本身的资源。我的意思是，它的目的不是要独立地帮助老师吗？“（P、M、SE）。根据其他章节的研究结果，教师们希望控制教室机器人的使用，但当涉及到对机器人的健康负责时，他们放弃了这种控制。尽管如此，大多数参与者认为，他们只会考虑让他们信任的成熟学生和机器人单独呆在一起，这符合他们的机构期望：“这也取决于你对孩子的信任程度。因为一旦出了问题，总是你的错”（P，F，英国）。有些人认为小学生根本不足以独立操作机器人，例如：“如果他们是小学生，那就完全不同了，不是吗？他们只是第一次学习。他们不知道该怎么办。你需要为他们勾勒和安排事情。我的意思是说老实说，你需要管理它。你不能就这样说：这里有个机器人”（P，M，英国）。 4.4.2 伦理责任 除了这些工具性问题，参与者还考虑了责任的伦理层面。虽然他们希望教室机器人能起到教师辅助的作用，但一些参与者质疑教师是否最终会变得被动，让机器人承担太多的责任，如以下摘录所示：“我认为教师应该更积极地参与进来，这是肯定的。因为不然你就懒散了，所以他们（学生）可以为所欲为。他们是孩子，他们需要限制，也需要指导”（P，F，英国）。这是在葡萄牙等一些重点小组谈判达成的。尽管有些参与者对将责任分配给机器人并进行互惠的长期陪伴的想法很感兴趣，但他们得出结论，这项技术不值得信赖，他们可以依赖机器人（不准确的）判断。此外，我们的参与者还努力解决他们对学生的责任。如果教室机器人的设计或使用方式对儿童有害，那么谁将承担责任还存在不确定性。正如一位参与者所说：“如果他们真的对整整一代孩子造成了情感伤害呢？那么你怎么办？谁说的对？“（P、F、英国）。另一位参与者考虑了同样的问题，强调给机器人分配道德责任是不可能的：“我觉得这很奇怪，因为你不能告诉机器人：为什么你叫我的学生愚蠢？”？而对于一个人，你可以说这是不恰当的行为”（P，F，英国）。一些参与者认为教育的危害更容易追溯到特定的参与者身上：“我的意思是，这要看情况。除非这是糟糕的编程，而且机器人的教学方式是颠倒的……在这种情况下，也许责任人就是给机器人编程的人。这取决于它造成的损害”（T，F，PT）。在避免对学习造成伤害的情况下，一些参与者相信，教师（提倡使用机器人的人）可以承担一些创作责任，以避免错过一个重要的教学视角。总的来说，由于对可能发生的危害不太自信（见第4.3节），参与者指出，在扩大到班级和学校水平之前，必须调查在当地环境中使用教室机器人可能产生的后果。

4.3 与机器人的互动如何影响儿童 本节介绍了围绕我们的第二个研究问题的主题：教师预期与教室机器人互动的儿童会产生什么样的社会影响和影响？在这里，首先讨论儿童的非人性化，即儿童如何受到教室机器人的长期影响。这既包括孩子自身行为的潜在变化，也包括他们对他人的看法。第二个主题涉及参与者设想的儿童机器人关系及其道德含义。第三个主题涉及儿童对机器人的信任程度以及参与者对儿童对机器人的可信性启示的讨论。

4.3.1 去人性化 参与者们表示担心，通过与机器人的互动，孩子们会变得不人性化。对于这种情况如何发生以及为什么会发生，人们有几种猜测。首先，一个普遍的观点是机器人不能和人类在同一个情感层面上互动。由于他们与机器人的互动，有人认为孩子们会开始难以理解人类的面部表情，从而导致情商受损。正如一位参与者所解释的：“你从别人的情绪中学习。那么，从面部表情中学习情绪是否会缺乏学习？因为机器人没有面部表情”（P，M，英国）。据我们的参与者说，这可能导致孩子在表达情感时变得“机械化”，或者在情商上造成严重的混乱：“你可能会把孩子变成情绪的破坏者”（P，M，英国）。从类似的角度来看，一些参与者认为，人们对语言的使用受到科技的高度影响，他们推测儿童可能会模仿机器人，并越来越多地采用新的说话方式。尽管如此，一位参与者建议使用机器人可以提高某些语言技能：“有了机器人，你实际上可以对它进行编程，使其真正说得非常清楚，从而能够容纳好的语言”（P，M，英国）。

参与者认为教室机器人与更广泛的技术和社会趋势相对应，这些趋势往往不鼓励后果的可见性和有形性。一位参与者解释说：“我想我们在孩子们身上已经感受到了这一点，人际关系已经上升到了第二位。现在一切都是虚拟的，这对我不知道的侵略性是不好的。而且也没有后果，他们可以做任何事情，就像他们在游戏或虚拟事物中打了一个朋友，而且由于那里不存在人，所以对其他人没有任何后果或影响。我想我们感觉到了。孩子们变得越来越咄咄逼人，就好像他们看不到自己行为的后果，他们可以说一切，他们可以虐待，他们可以打，他们可以伤害，因为这将恢复”（T，F，PT）。考虑到机器人的类人特性，我们的参与者表达了一种担忧，即如果儿童从事破坏性的身体行为，例如拔下机器人的手臂或刺穿它的眼睛，这些行为最终会使人类互动中的暴力行为合法化并助长暴力行为。

4.3.2 关系的变化及其道德含义 我们的参与者认为，儿童可能与机器人有不对称的权力关系。他们设想了一个未来，机器人将屈从于儿童：“我认为，如果机器人变得像这些管家，而且它们无处不在，那就存在风险和问题。当然，如果我们有一个管家，他总是在那里，我们可以问问题，我们可以告诉我们做事情”（P，M，SE）。根据这一观点，有人认为，儿童可以形成一种超越人际关系的威权态度和行为，最终放弃人际关系，转而与机器人建立更“令人满意”的人际关系。相反，一些参与者考虑了相反的情况，即儿童的兴趣和欲望可能会受到机器人的控制，即使这违背了他们的兴趣。更进一步，他们中的一些人指出，如果出于邪恶动机部署机器人，例如在一个独裁统治的国家，机器人有可能被用来操纵儿童和执行纪律措施。

在定义儿童与机器人之间可能的关系及其影响时，参与者还关注儿童与机器人互动的情感品质，他们认为，孩子们可以将机构归因于机器人，从而产生亲密的社会联系，例如，孩子们分享他们的秘密。与上述不对称权力关系的预期含义类似，大多数参与者担心学生可能更喜欢机器人而不是人类接触。为了缓解这种情况，一些参与者认为，应该允许儿童学习或通过学习，而不是让机器人来回应4.1.2中报告的研究结果。与那些认为与机器人进行情感互动是轻信的人不同，一些参与者认为，虽然机器人可以“解释”儿童的情绪，但本体论的差异将导致双向情感交流的缺失。这种缺乏情感的互惠被认为是特别有问题的：“但是没有互惠！这种关系必须是单一的，必须是从这里到那里，从那里到这里。因为如果机器人能理解人，但人却不能理解机器人是什么……因为机器人被投射成某种东西，而且应该是这样”（T，F，PT）。他们预测，这可能会导致孩子们感到被欺骗，受到不公平对待，隐藏自己的情绪，并对机器人采取敌对甚至攻击性的反应。

4.3.3 可信度和信任可供性 我们的参与者对教室机器人以及适应学习者的相关人工智能技术的能力提出了问题，以培养成长和独立的机会。有人认为，教室机器人是可预测的和一致的：孩子们可以在瞬间得到问题的答案（由于技术的连通性），并且在解决任务时从不断的帮助中受益。他们认为，这样做的危险在于，机器人可能被认为过于可信。一位参与者解释说，“他们会把机器人看作是一个无所不知的来源，他们不会质疑答案”（T，F，PT）。参与者假设，孩子们可能会过度依赖机器人，失去批判的能力，甚至鼓励他们设想一个未来，如果两人意见不一致，学生们可能更信任机器人导师而不是老师。

最后，一个焦点小组解释说，由于害怕判断，学生往往不愿意与老师分享他们在理解上的差距。据说学生们声称“无所不知”，抑制了自己的学习。一些参与者推测，学生们在向机器人表达自己的怀疑时可能会感到更自在，而不必担心判断。通过这项研究，他们建议学生们可以对自己的缺点更加坦然，这个过程最终将帮助他们与老师分享不确定性。另一些人则认为，在人际交往之外分享自己的弱点只会加强孩子们对自己隐私的信念：“也许他们只会把自己的疑虑暴露在机器人面前，会更加强化这一点，只会帮助他们隐藏更多他们不知道的事情”（T、F、PT）。

4.2.2 情境约束对感知利益的影响 参与者解释了他们在履行教学职责时所面临的时间不足。对教师的要求随着学生人数的增加而增加。正如一位参与者所说，“我们无法满足课堂上存在的所有不同需求，而且这种情况恶化了，因为我们现在课堂上有更多的学生。在某些类型的课程中，比如教育艺术，这个班由两位老师授课，现在我们只有一位”（T，F，PT）。这些关切引起了其他国家与会者的反应，他们声称他们没有得到有效履行工作的资源或必要条件。因此，一些人认为教室机器人等未来技术对教师来说是额外的负担。作为对此的回应，我们的参与者假设他们需要技术支持和现场维护。此外，为了协商由于机器人的类人本性而引入的新角色，参与者表示需要适当的教育，以便他们自己能够理解机器人的基本机制。 一些与会者持不同的观点，认为购买这项技术所产生的成本威胁到其他更基本的需求：“保持所有设备的更新，成本很高。它不是那么昂贵的收购，而是维持它。维修费用很高，而且没有钱。真的没有钱。因为当我们想到不能吃东西的孩子时，是有优先考虑的。对我来说，学校里有人不吃饭，比电脑坏得多。我真的不在乎它是否有效，但至少我喂了一个人”（t，F，PT）。同一位与会者进一步提出，在一个紧张的教育系统中，如果这些资源可以更好地利用，那么在一项技术上投入时间和金钱会产生一种伦理上的紧张关系。

尽管数据挖掘和学习分析社区推动设计数字评估工具，旨在使教师的工作更轻松，但这项研究发现了对这种方法的不信任感。关于总结性和形成性评估，有人认为机器人无法进行评估更多定性技能（如写作或复杂推理）所需的整体评估，而这些技能对教育的意义大于事实知识。正如一位参与者所说：“例如，如果我想检查一个学生是否有能力写一篇记叙文或一封信，机器人就无法以任何方式对此进行评估”（T、F、PT）。因此，总的来说，教室里的机器人只能扮演支持现有练习的角色。

虽然参与者承认机器人可以被赋予人类的能力，但他们质疑这种能力是否能与人类导师的能力相媲美：“但这也将是可怕的想象。。。他们会……他们比人类更好，因为他们从不生病……他们在很多方面都比人类好，但是当涉及到喜欢教学和其他东西时……”（P，F，UK）也与第4.1.2节中的研究结果相呼应。这鼓励参与者区分“教师做什么”和“机器人做什么”，特别注意与人类教师相比，机器人自主性要少一些。正如一位与会者所说：“我们身边所有的电影和材料都在告诉我们：是的，机器人可以帮助我们。他们可以促进我们的发展，但最终不应该允许他们做出选择”（P，M，英国）。因此，课堂机器人被视为一种附加的教学工具，需要教师对其如何适应学习过程进行审查。根据这一观点，一些与会者建议，机器人不应该教授教师的领域的新颖概念，而应该以强化的能力来行动。用一位老师的话来说，“如果一个学生真的读写有困难，我应该是第一个帮助学生的人，帮助他解决困难或情况，我设想机器人来训练”（T，F，PT）。此外，在考虑这些机器人如何适应教学环境时，一些参与者设想机器人是小团体或个别学生的辅助工具，例如“我认为它对小团体和个人很好，但我永远不会把它交给全班”（P，F，UK），而教师则是辅助者管理学习过程和任何中断。

仿人机器人的设计中，一个机器人可以同时与许多学生互动，这让人担心老师可能会被取代。一些参与者的回答是焦虑，例如：“直到现在，我还不害怕教师的替换，但在这种情况下，它真的取代了老师，老师不在那里，对吗？它只是个玩具！“（T、F、PT）。其他人质疑机器人是否是教育领域取代教师的阴险计划的一部分。正如一位与会者所说：“我认为最终的目标是更换教师。不是认真的，我认为目标是…因为，我的意思是，你说的是人工智能学习，这就是重点，它学习。它和孩子打交道，孩子做出反应，从反应中学习。它学习了一段时间，然后慢慢地它变得越来越擅长教那个孩子，就像老师一样。这就是问题的关键。还有什么，我是说？“（P，M，英国）。这导致一些人猜测，随着教师开始使用课堂机器人，教师职业将发生系统性的变化，以提供大众教育，进而使教师沦为机械角色。我们的一位参与者解释道：“总有一天，他们会把老师放在一个中央房间，对吧，控制教室里所有的机器人……指挥系统而不是上课，而不是一次一节课，给三到四个！“（T、M、PT）。另一些人认为教师的替代是创新的一个意外结果：“担心教师会被取代。因为，事实上，这些都是问题，科学家们在某个领域进行投资，并通过建立这个领域的知识的具体实践目标，获得一定的成果。在这之后，这个社会利用了很多次，目标与科学家最初创造的目标不同，对吧？通常情况下，这个方向最终会对我们，对地球有害，对吧？“（T、M、PT）。

角色的分布和性质

机器人角色 在下面的两个小节中，我们针对我们的第二个研究问题：教师认为机器人在何种能力下能够有益于学习并适应学习环境？首先，讨论了教室机器人和教师之间角色分配的本质，提出了教师替换的问题，并对机器人应该具有什么样的角色进行了规范的讨论。第二个主题集中于教师在当代教育方面的经验局限性；他们如何平衡他们作为教师的不同角色的不同方面，以及教室机器人的引入如何影响这一点。

“想象一下在警察局问话的时候有这些数据。他们会知道当你出了问题的时候你会怎么反应。”（P、M、SE）。另一个可感知的风险是商业组织，他们可能利用收集到的数据范围，寻求购买儿童数据。在注意到这一点时，与会者似乎没有考虑通常禁止此类数据共享的法律措施：“但也存在这样一种风险，即我们在一个地方拥有过多的信息，然后有人意识到他们可以将这些信息卖给其他人”（T、F、SE）。一位参与者将这与一次个人经历联系起来，在这段经历中，她意识到自己的个人信息在不同的机构间被买卖，她认为“我们完全知道，现在任何产品都是可以谈判的”（T、F、PT）。

教师描述的一些隐私问题与未经授权或二次使用数据所产生的风险相呼应，因为在教育中部署的任何技术都会发生这些风险：例如黑客访问数据、未经授权的学校工作人员二次使用数据、儿童利用数据攻击同龄人。其他关注点与数据的情感性质更为相关。参与者们关注政府对公民的监督，表达了对公民越来越多的控制情感数据的担忧，同时也描述了对政府缺乏信任。一位参与者感慨地描述了这一点：“如果我们认为我们生活在一个你可以真正信任政府、信任机构和一切的社会中。。。当然会有所不同，但我们生活在这样的社会里。我们将被迫相信他们。相信孩子们的每一个情绪反应。它只是害怕到让我感到恶心的地步”（P，F，英国）。以警察为中心，一些参与者担心孩子们的情感数据会在警方审讯中鼓励新的解释。一位与会者解释了这将如何给警察更多的权力：

人们普遍认为，让儿童在整个童年期间犯错误而不受社会标签的影响是很重要的。有鉴于此，受试者对教室机器人的隐私关注是由他们对当前复杂的政治和社会系统的理解而形成的，这些系统描述了政府、警察、商业、机构或犯罪集团煽动的风险。人们普遍感到，教育中的技术决策是如何做出的，参与者认为有经济和政治权力来制定议程：“他们是否保留儿童数据，这不是我们的决定。我们可以在某处注册和抗议，但这不是我们的决定”（P，F，英国）。

4.1.3 风险、成本和收益 在焦点小组中，参与者对使用学生数据支持教学目标的成本和收益的看法存在矛盾。一些参与者认为，如果“负责任”的教师能够获取儿童的情感数据，则会有一定的优势，例如“如果一个学生护理团队检查数据，我们可能会看到一段时间学生感觉不舒服，我们可以据此采取行动”（T、M、SE）。另一位参与者反驳了这一观点，他认为这样的练习可能会通过教师根据这些数据将特征归因于学生而加重孩子的困难。与此相关的是，一些参与者认为孩子们对他们的监控的了解会导致信任的破裂，而另一些参与者则认为，向老师提供数据是告知教学实践的先决条件。一位参与者对数据的重要性特别感慨：“我不认为有机器人在那里有什么意义，它在想‘这个学生看起来真的很激动’，但是它不会向任何人报告。那么这有什么意义呢？比如说，如果不把它记录下来并反馈给老师，谁会在课堂上受益？“（P、F、英国）。

4.1.2 测量精度与情感数据解释 一些与会者认为，收集有关儿童的数据是可以接受的，只要这些数据是准确的，并采用有效和可靠的技术进行分析，以确保对儿童数据的适当解释。然而，根据他们对儿童的了解，与会者提出了几个论点，认为这在技术上是不容易实现的。他们提到了文化和个体间的情感表达方式，引入了测量挑战，可能需要对机器进行个性化的解释。一位参与者简要地描述了这一点：“机器人正在研究感知，感知是一件非常主观的事情”（P，M，UK）。除了强调个体间的差异，参与者还认识到了发展变化。随着孩子的成长和成熟，他们的行为和情感表达也会发生变化。虽然教师能够适应这些变化，以保持与学生的动态互动和理解，但参与者对机器人如何“学习”一个孩子，引导他们从静态角度考虑机器人的感知，持怀疑态度。此外，我们的参与者质疑技术是否能够诊断内部状态，从对学习任务的认知反应中消除情绪的歧义（例如，孩子过得不好或家里有问题）。正如另一位参与者所说：“所以你知道，孩子们经历了人生的各个阶段，他们对事物有着不同的情感和不同的反应，而电脑只会存储，而不是理解”（P，F，UK）。一位与会者指出，教师通常会询问这些方面来解释学生对某项任务的反应，他对技术进行这种对话性解释的能力表示怀疑：“（它）取决于我们面对的学生，取决于我们所处的环境，以及学生当天的表现在那所学校。这取决于一切。我认为有很多因素使得编程一个考虑到所有这些变量的机器人是不可能的”（T，F，PT）。一些参与者对测量的有效性**产生了更广泛的怀疑**，他们质疑这种技术可能适用于询问例如儿童的创造力是否可以通过这种技术进行分析和解释。虽然人们也认识到了对人类感知的偏见，但考虑到非预期的第三方的持久性和对数据的访问，人们认为风险尤其会随着技术的发展而加剧，我们将在下一步对此进行探讨。

父母的同意被认为是至关重要的，但在公平方面却出现了紧张。在这个案例中，家长们认为孩子们的决定是正确的，比如说，在这个案例中，家长们应该做出正确的决定？这似乎不构成问题”（T、F、PT）。其他参与者认为，尤其是社会经济地位较低的父母，不会理解情感数据的敏感性，从而加剧了现有的社会排斥模式：“那些打算签署子女权利而不了解自己在做什么的人呢？你知道，没受过教育的人会再次遭受最大的痛苦。因为，当你得到这些清单时：我允许我孩子的数据，这个，这个和这个；你将得到那些不知道他们要给他们的孩子签什么的人”（P，F，英国）。这是由于复杂的法律条款和条件，使得负责提供同意的人（如学校当局、教师和家长）往往难以理解。

考虑到可能的对策和控制形式，一些人建议父母和儿童有权删除数据，必须制定严格的法律政策。其他人质疑是否有必要存储这些数据，因为在线存储被认为更具风险。例如：“是的，你唯一能做的就是不与任何可上传系统连接的东西。如果它（机器人）被编程成根据它看到的东西做出某种反应”（P，F，英国）。一些与会者认为，在线存储数字绩效评估的做法是可以接受的，只要是匿名的。

在所有的焦点群体中，隐私被认为是一个敏感的问题，特别是因为孩子们在学校里对存储的有关他们的数据没有控制权和法律权威。从规范的立场来看，老师们认为孩子们应该有选择的自由，尤其是当涉及到他们在学校时存储的数据时。一位参与者解释说，“这是选择的区别。因为我选择把我的东西给谷歌。但是，他们不是。正在为他们做出选择”（P，M，英国）。一位老师猜测，一旦孩子们意识到学校掌握了他们的情绪档案，他们的情绪会受到伤害：“实际上，他们会发现，如果他们知道他们的数据会被存储，他们的情绪就会被存储起来。他们会为此感到非常不安”（P，F，UK）。

4.1.1 隐私和隐私控制的期望 将教室机器人提出的隐私问题与现有的隐私期望进行了比较。参与者解释说，隐私已经受到了损害，例如在英国，许多学校的教室里都有闭路电视（CCTV）录音。除此之外，这三个国家的教师都已经通过电子方式存储了学生的信息。正如一位与会者所解释的，“让我们弄清楚：关于数据隐私，这对我们来说似乎不是什么大问题，因为我们一生都在处理敏感数据，比如评估会议、学生与我们分享的私人案例”（T、F、PT）。此外，有人认为，儿童已经在社交媒体上分享个人和敏感信息，突显出隐私的不断变化。参与者在教室机器人和这些现有技术或实践之间做出了细微的区分。尽管他们认识到学生的信息已经被教育机构所掌握，但这些实践与课堂机器人的区别在于，这些行为的细粒度数据和情感信号数据被认为更具侵入性。用一位参与者的话来说，“因为我的意思是已经收集了关于你的成就和水平的数据。但细节的程度会引起人们的关注”（P，F，UK）。另一位与会者指出情感数据的敏感性质，“我认为拥有所有学生的所有这些数据是一个非常大的问题。它将包括面部识别，情感，一切”（P，F，SE）。

在本节中，我们将呈现与我们的第一个研究问题相关的主题的发现：教室机器人的设计和存在会给教师带来什么样的隐私风险？第一个主题是关于参与者对隐私和隐私控制的期望和看法，因为它是今天存在的。第二个主题是关于教室机器人的数据收集和相关解释的准确性的参与者讨论，而第三个主题是关于收集儿童不同类型数据的感知风险、成本和收益。

结果1