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2025年04月07日
第A13版:文化 教思
澳門虛擬圖書館

具身智能如何重塑課堂教學?

具身智能如何重塑課堂教學?

想像一下,教室不再只有黑板和課本,而是一個會說話、會動的機器人老師,它能根據你的學習節奏調整講解速度,還能用手勢演示複雜的幾何圖形。這不是科幻電影,而是具身智能(Embodied AI)正在教育領域掀起的革命。具身智能通過將人工智能嵌入物理實體,比如機器人,讓教育從二維屏幕走向三維互動,帶來前所未有的學習體驗。

具身智能的核心在於“身體性”,它通過物理或虛擬的實體與學生互動,提供動態教學支持。日本的Saya機器人曾在小學課堂中擔任助教,它能識別學生的情緒,用微笑鼓勵回答問題,還能分發作業紙。類似的,內地的“小度”智能音箱結合增強現實技術,已被用於兒童英語啟蒙,通過虛擬角色對話練習發音。在STEM教育中,具身智能更是大放異彩。學生可以用LEGO Mindstorms套件組裝機器人,通過編程讓它完成迷宮挑戰,從而直觀理解算法和物理原理。更高端的宇樹Unitree Go2機器人,則被一些大學用於機器人課程,學生可以訓練它完成避障任務,體驗從仿真到現實的轉化過程。

這些應用的背後,是多種技術的協同工作。感知技術,比如攝像頭和觸覺傳感器,讓機器人“看懂”學生的動作和表情;強化學習算法幫助機器人根據學生的反應優化教學策略;大語言模型,比如深度求索(DeepSeek),則賦予機器人自然對話的能力。OpenAI的CLIP模型可以讓機器人識別學生的手寫答案,而NVIDIA的Isaac Sim仿真器則能創建一個虛擬實驗室,讓學生安全地模擬化學實驗。

具身智能的最大優勢在於個性化與參與感。傳統課堂中,老師難以照顧每個學生的需求,而機器人可以實時分析數據,為每個孩子定制學習路徑。一個數學機器人能根據學生的錯誤類型,逐步講解從基礎到進階的解題方法。此外,機器人的物理存在感,無論是揮手還是點頭,都能激發學生的興趣,尤其對低年級或注意力不易集中的孩子效果顯著。在現實中,具身智能已初見成效。英國的Kaspar機器人幫助自閉症兒童學習社交技能,其成功案例顯示,孩子們在機器人陪伴下更願意開口交流。國內一些學校也開始試點智能助教,提升課堂效率。

當然,普及具身智能教育並非易事。成本是一個大問題,例如法國Aldebaran的一台NAO機器人價格高達數萬歐元,普通學校難以負擔。其次,技術成熟度有限,機器人在複雜課堂環境中可能出錯,比如誤判學生情緒或無法應對突發提問。此外,學生數據的採集引發隱私擔憂,教師也需要培訓才能與機器人協作。

隨着開源硬件(如樹莓派),和軟件(如ROS)的普及,教育機器人的成本有望下降。未來,我們可能看到一個“機器人+雲端”的教學網絡:機器人於本地互動,雲端實時更新課程內容。甚至,結合虛擬現實,學生可以進入沉浸式課堂,與歷史人物“對話”或探索宇宙。這種教育模式的變革,將讓學習不再局限於教室,而是成為一種全天候的探索。

具身智能正在為課堂教學注入新的活力。它不僅是工具,更是學習的夥伴。儘管面臨成本和技術挑戰,但其個性化、實踐導向的特性無疑是教育未來的方向。或許未來有一天,每個澳門學生都會有一個專屬自己的“智能老師”,陪伴他們探索知識的海洋。

(具身智能與教育 · 一)

一 橫

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