基于项目的学习环境中的社会机器人:青少年对机器人的理解--人类互动

背景
虽然人与机器人之间的互动是教育中一个快速发展的研究领域,而且社会机器人正在被广泛测试用于学校,但很少有研究侧重于青少年在实际课堂条件下与机器人之间的早期互动。

目标
我们在公立小学/中学的基于项目的学习环境中引入了一个自主的、社会化的机器人,目的是观察在基于项目的课堂上长期接触机器人会如何影响学生对机器人的观念。

方法
我们对学生进行了非结构化的课堂观察,重点小组访谈,并在项目的关键点拍摄了学生与机器人互动的视频。我们共同编写代码和备忘录,总结关键主题.

结果
我们的研究结果显示了这些社会机器人作为互动教育技术的局限性,同时也揭示了年轻青少年对机器人作为社会行为者的信念的复杂性。虽然目前的技术限制了机器人广泛部署在公立学校教室中的能力,但使用社交机器人的巧妙设计干预措施有可能激发和吸引学生参与。

吸引
接触机器人刺激了学生讨论机器人作为社会行为者,提出了关于在课堂上识别人工行为者的性别问题,并激发了关于什么是社会行为者的讨论。人型机器人最初的新奇之处在于加强了对长期项目的参与,也使教师们在项目规划中更加深思熟虑和灵活。



1.导言
人与机器人之间的相互作用是教育领域一个快速发展的研究领域(Mubin等人)。,  2013 ;帕帕佐普洛斯等人,  2020 托赫等人,  2016 ;范·斯特伦等人。,  2020 )。社交机器人(呼吸热情,  2003 )构成了在第二语言学习等不同领域中使用的一种新技术(范登贝尔赫等人)。,  2019 )以及对自闭症儿童的支助(多滕汉和韦里,  2000 )。领先的机器人研究人员。,  2018 )认为社交机器人"有可能成为教育基础设施的一部分,就像纸张、白板和电脑平板电脑一样……"7)然而批评家,比如特克尔( 2011 ),表示担心"数字连接和社交机器人可能会给人一种没有友谊要求的友谊的幻想"(P。1)

鉴于这些设备的快速发展和部署,教育研究人员、从业人员和管理人员显然需要了解这些机器人可能对学生产生的复杂影响。然而,关于社交机器人的研究很少在现实生活中进行(参见《对实验研究的批判》。,  2021 )。机器人研究者们经常把现实生活中的探索性研究称作"野生"研究。  2003 ;萨尔特等人,  2007 )。这种"野外"研究捕捉了现实生活中的课堂环境,这些环境经常给机器人带来看不见的问题。如同坎达等人。( 2004注意到:'...在一个有可能长期互动的环境中观察个人和伙伴机器人之间的关系是至关重要的'。65)。

我们通过在公立小学/中学的基于项目的学习环境中引入"辣椒"机器人进行了这样的研究。我们的研究结果突出了这些社交机器人作为社会合作伙伴的局限性,但也显示了年轻的青少年受到机器人存在的刺激。在学生最初如何看待机器人是一个具有准人类社会地位的实体方面存在着广泛的差异(卡恩和沈  2017 )。在这个项目的过程中,大多数学生在识别和讨论机器人对于成功的社会互动和获得准人类地位至关重要的方面变得更加清晰。我们讨论了社交机器人与公立学校中通常用来提供计算机编程培训的简单机器人相比,是如何引起不同的反应和见解的。在帕普特之后,我们发现社会机器人的价值似乎在于它们是"可思考的对象",例如,"...文化存在、嵌入知识和个人识别可能性的交叉物"(帕普特,  1980 , p. 11).

2相关文献
社交机器人 1 形成一种新的技术,可能会对学校中现有的社会角色和互动模式造成严重的破坏。这些机器人的设计是为了识别和响应人类的情感表现。,  2013 布朗和霍华德,  2014 ;恩布根等人,  2012 李和奇内尔,  2011 )。多项研究表明,儿童可以与这些机器人建立密切的信任关系(帕帕佐普洛斯等人)。,  2020 ;范·斯特伦等人。,  2020 )。在一项研究中,一个5岁的男孩在研究结束数月后继续给机器人发信。,  2016 )。在学前班的教室里,孩子们被证明接受机器人,就像他们是活着的实体一样。,  2015 )。范登贝尔赫等人。( 2021 )发现,儿童(约5岁)对人类社会机器人的能力表现出一系列的信念。他们将"拟人化"定义为人类倾向于"将人类的形式、特征和/或行为归因于机器人"。,  2021 ,p.他们的研究发现,即使是在经历了社交机器人的缺陷之后,"……我们研究中的一部分儿童被发现,尽管机器人有缺陷,但他们的拟人化行为却在增加。",  2019 , p. 408).

一些幼儿错误地将人类素质归因于社会机器人,这一事实引起了人们对学校使用社会机器人的担忧。在2018年的文章中,一些领先的社会机器人学研究人员认为……'引入机器人可能也会带来风险……可能还有其他一些社会机器人特有的问题需要确定,需要解决这些问题。还有伦理问题。我们希望把我们孩子的教育下放给机器人,特别是社会机器人到什么程度?(贝尔帕梅等人。,  2018,p.7)这些关切主要来自关于幼儿的数据。青少年对机器人有什么反应,或者对机器人有什么感情上的依恋,目前还不清楚。在考虑机器人教育的教育目标时,教育工作者需要仔细考虑让学生接触社会机器人的道德后果。

穆宾等人( 2013 ,p.(2)确定了在公立学校使用社会机器人的四个主要目标:(1)了解机器人和编程;(2)利用机器人运动学习几何学和其他数学转换;(3)将英语作为第二语言以及其他语言教学;(4)儿童或青少年的认知发展。使用机器人学习编程,支持自闭症的学生,或学习第二语言,这些都是有据可查的(科斯塔等人)。,  2015 ;范登贝尔赫等人。,  2019 )。然而,在机器人如何刺激"认知发展"方面所做的工作却少得多。在公立学校课堂环境的喧嚣中,很难将纯粹的认知发展与社会和情感发展区分开来。在这方面,像卡恩和沈,  2017 )暗示接触社交机器人实际上会刺激儿童以新的方式构思社交世界和其他社交世界。这就提出了一个重要的问题:一个社交机器人在课堂上的存在会如何影响青少年对机器人的思考,而不仅仅是对课堂上社会关系的思考。

对于小孩子和小学生来说,具有人型的形式对于刺激儿童和机器人之间的互动关系是至关重要的。,  2004 )。迪亚斯等人。( 2011 )发现儿童更喜欢人形机器人或动物形机器人,而不是机器人。刘( 2010 )发现早期青少年更倾向于将机器人视为玩物,这表明身体形态对青少年早期感知的影响要小于对幼儿感知的影响。糖果和啤酒( 2015 )同样发现,互动能力对青少年早期参与社交机器人至关重要。比吉林等人。( 2020)认为即使在与年龄较大的青少年打交道时(例如:机器人在学生中产生共鸣的能力对持续参与至关重要。

我们对社交机器人对学生的情感影响的理解受到了对这些机器人的典型研究方式的限制。贝尔帕姆等人。( 2018 )注意到机器人"……通常是在有限的情况下部署的:提供简短、明确的课程,但对个别学习者的适应有限,或课程的灵活性有限"。只有少数研究实际上在自然或"野外"条件下部署了机器人。,  2021 )。萨尔特等人( 2010 )将"野外"定义为一个连续体,在这个连续体的极端一端,被调查者与一个单独自主的机器人的互动不会受到限制。他们认为这是这些设备最困难的条件。确实,在审查了数百项使用社会机器人的研究后,在k12学校的设置。( 2021 )只能识别出21个在自主模式下部署机器人的研究。在那个研究中,胡等人。"大多数研究人员在小学里进行了研究,"在大多数的研究中,"研究人员只专注于机器人的表现……"。( 2016)认为,这样的机器人焦点是错误的。学校对社会机器人的研究应该集中在人类方面。他们注意到:"了解教师、课堂环境和所涉及的限制因素对于微遗传学和纵向研究尤为重要……"(P。390)。

现在这一代的社交机器人通常会激发学生的兴趣,但"新奇效应很快就会消失,然后,人们就会失去兴趣,改变对机器人的态度"(Leet等人)。,  2013 ,p.291)。即使是小孩子(5-9岁)也能迅速理解机器人社交能力的局限性。莱文森等人。( 2021 )发现,当学生"意识到机器人正在播放录音,声音实际上并不属于机器人"时,他们对机器人失去了兴趣。10.目前还不清楚中学生是否会对当代社会机器人的局限性持更严厉的批评态度。在一个研究农村非裔美国人的五年级,莱尔斯和啤酒( 2015 )在辅导课程中部署了一个预先编程的NAO机器人,并发现"……学生一般更喜欢与机器人助手的互动,而不是其他类型的学习支持……"(P。375)。塞尔霍尔特等人的工作。,  2020 )建议长时间的互动揭示了现有一代机器人社会能力的实质性缺陷,教师必须"修理"这些机器人。然而,对于青少年如何接近社交机器人,我们仍然有很多未知数。

3个研究地点
我们将软银的辣椒应用于一个10周的项目学习单元(见图)  1)在本地一所小学/中学的机器人上,我们将指定为"酷学校"(学校和所有参与研究的人都用化名)。研究小组由一名大学研究员和同一学校的一名全职教师组成。这个班由16个男孩和9个女孩组成,年龄从11岁到14岁不等。其中5名学生是非白人,非西班牙人。其余的都是白人,非西班牙人。六个学生有某种形式的特殊需要指定。第二,国家认证的教师一整天都在班里,除非班级或学生团体去上特别课(例如:,音乐)。从12月开始,学生们被介绍到了佩佩,并通过研究机器人开始了他们的项目,无论是真实的还是虚构的。在实验室里,大学研究员每周访问一次,观察学生与机器人的互动情况,或采访学生有关机器人的情况。

详情在图片后面的标题中
图1
在图形查看器中打开
幻灯片
机器人单元的大纲。
这项研究得到了大学机构审查委员会的批准,以确定是否符合人类学科的道德待遇。我们获得了书面的父母同意表(包括录像许可),供所有参加研究的班级儿童使用。我们为参加个人访谈焦点小组的学生获得了单独的书面同意表,在每次访谈开始时,我们使用了适合年龄的口头同意程序。这项研究的所有学生都在学校的中学教室(七年级和八年级)。

虽然是一所公立学校,但酷学校在所有年级都采用了基于项目的学习(巴伦等人)。,  1998 布卢门菲尔德等人。,  1991 ; Kilpatrick,  1918)。必须指出,我们使用的术语是"基于项目的学习",而不是"基于问题的学习"。尽管这些术语在实践和研究中都经常被互换使用,并且可以被简称为pbl。两种方法之间的主要区别是基于问题的学习在持续时间和结果方面不符合基于项目的学习的基本标准。尽管对"以项目为基础的学习"这一术语有不同的解释和细微差别,但我们认为,基于项目的学习是一种教育方法,它使学习在现实世界的情景中具有情境;促进创造性、创新、协作和学生的代理性;利用数字工具促进学生学习;并最终形成一个面向真正受众的最终项目。

基于问题的学习的范围通常较短(1-3天),没有明确地与学习结果一致,也没有侧重于创建最终产品。在这所学校,PJBL项目通常在整个学期进行。教室本身是有组织的(周围有学生桌),可以让团体在教室的中心或相邻的侧厅工作。虽然其他科目,如数学和语言艺术,在本年度内涵盖,但项目的重点影响到这些科目所涉及的主题(例如:学生们阅读关于机器人的小说,作为他们文学时期的一部分。

此外,"项目"在今天的学校中并不是一个新概念,因为经验丰富的教师可以证明,这些项目几十年来一直被用于课堂,作为一种评估形式和对内容的真正应用(克雷格和马歇尔,  2019 )。然而,在基于项目的学习和酷学校的教学法中,唯一的表达是"项目是课程"(托马斯,  2000 ,p.3)换句话说,项目是学生学习的"主要课程",而不是补充另一种学习的"开胃菜或甜点"(帕克等人)。,  2013 ).

尽管如此,酷学校的项目为学生提供了创造性的渠道来研究现实世界的技能。每天,每个教室都要花时间在现实世界的项目上,这些项目的目的是让学生在掌握和应用知识的同时提高技能。此外,学生还在全年从事独立的项目,以推动自己探索和创造自己。机器人小组是酷学校一年一度的博物馆项目的一部分,该项目向更广泛的学校社区开放。酷学校的博物馆项目旨在利用学生的创造力、批判性思维和创新技能,并以此吸引家长和更大的社区参与学校活动。例如,一个小组检查了当地农场使用机器挤奶机的情况。参观了农场,学生们有机会了解挤奶机器人是如何工作和编程的,他们采访了农场主,录制了原始的录像,后来变成了一部纪录片。另一个学生专注于无人机及其在军事和民用救援中的使用。为了支持这个学生的学习经验,学校购买了一架无人机,他可以学习、编程和练习飞行。VEX机器人工具包也被学生们使用,他们对编程机器完成复杂任务的可能性非常着迷,比如爬楼梯的能力。博物馆还以科幻中的机器人为特色,一群热衷于文学中的机器人探索的学生写了自己虚构的机器人故事。学生们有机会看到挤奶机器人是如何工作和编程的,他们采访了农场主,并录制了原始的录像,后来变成了一部纪录片。另一个学生专注于无人机及其在军事和民用救援中的使用。为了支持这个学生的学习经验,学校购买了一架无人机,他可以学习、编程和练习飞行。VEX机器人工具包也被学生们使用,他们对编程机器完成复杂任务的可能性非常着迷,比如爬楼梯的能力。博物馆还以科幻中的机器人为特色,一群热衷于文学中的机器人探索的学生写了自己虚构的机器人故事。学生们有机会看到挤奶机器人是如何工作和编程的,他们采访了农场主,并录制了原始的录像,后来变成了一部纪录片。另一个学生专注于无人机及其在军事和民用救援中的使用。为了支持这个学生的学习经验,学校购买了一架无人机,他可以学习、编程和练习飞行。VEX机器人工具包也被学生们使用,他们对编程机器完成复杂任务的可能性非常着迷,比如爬楼梯的能力。博物馆还以科幻中的机器人为特色,一群热衷于文学中的机器人探索的学生写了自己虚构的机器人故事。录下了一些原始的片段后来变成了纪录片。另一个学生专注于无人机及其在军事和民用救援中的使用。为了支持这个学生的学习经验,学校购买了一架无人机,他可以学习、编程和练习飞行。VEX机器人工具包也被学生们使用,他们对编程机器完成复杂任务的可能性非常着迷,比如爬楼梯的能力。博物馆还以科幻中的机器人为特色,一群热衷于文学中的机器人探索的学生写了自己虚构的机器人故事。录下了一些原始的片段后来变成了纪录片。另一个学生专注于无人机及其在军事和民用救援中的使用。为了支持这个学生的学习经验,学校购买了一架无人机,他可以学习、编程和练习飞行。VEX机器人工具包也被学生们使用,他们对编程机器完成复杂任务的可能性非常着迷,比如爬楼梯的能力。博物馆还以科幻中的机器人为特色,一群热衷于文学中的机器人探索的学生写了自己虚构的机器人故事。VEX机器人工具包也被学生们使用,他们对编程机器完成复杂任务的可能性非常着迷,比如爬楼梯的能力。博物馆还以科幻中的机器人为特色,一群热衷于文学中的机器人探索的学生写了自己虚构的机器人故事。VEX机器人工具包也被学生们使用,他们对编程机器完成复杂任务的可能性非常着迷,比如爬楼梯的能力。博物馆还以科幻中的机器人为特色,一群热衷于文学中的机器人探索的学生写了自己虚构的机器人故事。

一年一度的博物馆项目本身的主题通常是通过学生头脑风暴提出的学校主题。这为教师和学生提供了一个共同努力的机会,以完善他们的专题,并提出一套基本问题,作为他们开始为最后展览制定计划的研究基础。然后每个团队设计一份合同,说明他们同意为博物馆生产、制造和建造什么。一旦合同获得批准,研究阶段完成,学生们就开始完成他们的最后项目,并为展览开发材料,如信息传单、小册子、海报、动画、网站、3D模型等等。最后,这个项目的最后一周,是让学生们一起把教室里的所有家具都搬走,重新设计空间,挂起房间隔板,把教室的气氛变成一个真实世界的博物馆。这个特殊博物馆的主题因不同的教室而异.第五级和第六级课程侧重于新发明,第七级和第八级课程侧重于机器人目前和未来的应用。除了与胡椒一起工作,学生们还学习科幻小说中的机器人、人工智能、军用机器人、机器人农业、医疗机器人、无人机和爬楼梯机器人(一个由学生设计和开发的VEX机器人)。七年级和八年级的课程侧重于机器人目前和未来的应用。除了与胡椒一起工作,学生们还学习科幻小说中的机器人、人工智能、军用机器人、机器人农业、医疗机器人、无人机和爬楼梯机器人(一个由学生设计和开发的VEX机器人)。七年级和八年级的课程侧重于机器人目前和未来的应用。除了与胡椒一起工作,学生们还学习科幻小说中的机器人、人工智能、军用机器人、机器人农业、医疗机器人、无人机和爬楼梯机器人(一个由学生设计和开发的VEX机器人)。

因此,酷学校的pjbl教室已经改变了教师与教学工具互动的方式。社会机器人的潜在用途研究。( 2022 )指出,社交机器人可以扩大劳动分工,围绕着了解这个话题,因为教师和学生都遇到了他们不知道的东西。如上文所述,在酷的学校项目驱动的课堂上,学生承担起学习的责任,并共同努力开展具体项目,经常与同龄人和成年人(教师)合作。虽然酷学校的pjbl教室扩大了教师与教学工具互动的方式,但这种教室环境的改变会给学生的自信带来真正的挑战(恩格斯等人)。,  2019 )、团体工作、工作量和自主学习(巴瑟等人),  2017 卡拉巴和农夫,  2018 )。这种转变对以前没有参与过这种以团队为中心的独立学习环境的学生来说可能特别困难。社交机器人有可能加剧这一挑战,并扩大围绕着了解这一主题的分工,因为教师和学生都遇到了他们不知道哪些材料可能是压倒性的(CEHA等人)。,  2022 ).

4数据收集和分析
我们采用人种学的案例研究方法来建立调查。受旋转者影响( 1987 在学校中,我们试图把我们自己的想法和反应作为数据的一部分。由于我们的角色不同,这也提供了"内部人士"和"外部人士"的观点,也就是说,借鉴了研究观察者的笔记和想法,同时也是一位教师(格雷)。我们把我们的人种学"镜头"集中在课堂环境上。福奇等人。( 2017),将其描述为人种学的案例研究方法:"专注于特定或狭窄的调查领域"(P。25.人种学案例研究借鉴了传统的领域方法,但划定了数据收集的范围,侧重于特定的社会群体、事件或组织,而不是试图捕捉更广泛的文化环境。

虽然我们只专注于机器人之间的互动,但我们采用了一系列典型的案例研究方法来收集数据。  1989 )。我们对与机器人互动的学生进行了观察、焦点小组和录像。"案例"--一所公立学校中使用基于项目的学习方法对机器人进行研究的单一多年级教室--可以与规模、重点和教育学等重要层面的其他潜在案例相结合(Ragin&从不;贝克尔,  1992)。通过我们的综合观察和反思性声明,我们从对学校、学生和社区有深刻了解的课堂实践者,以及与教育创新相适应的学术研究者,基于项目的学习的独特性,以及围绕学校使用社会机器人的问题和争议的角度来构建这个教室的框架。

4.1身份说明
我是一个白人男性研究员,比大多数学生的父母都大一点。学生们有时开玩笑地称我为"辣椒的爸爸"。我有中学合作小组的背景(洛坦等人)。,  1992 ;穆思等人,  1998 )并在日本休假学习教育技术政策时对辣椒产生了兴趣。我的主要研究方法之一是比较民族志,我对美国的早期青少年进行了民族志研究。和日本学校(福川川和莱登德雷, 2001 ; LeTendre,  2000 )。我的重点是人类-机器人互动的人性层面,特别是机器人如何刺激青少年思考社会互动的本质。

我(格雷)是一名女教师,在课堂上有10年的工作经验,其教学兴趣集中在学生自主、探究、真实性、协作和反思方面。在工作之前,我没有接触过一个以项目为基础的课程。然而,在酷学校联合创始人汤姆麦克的指导下,我开始将我的教师角色从讲师转变为促进者,制定和实施以学生为中心的课程,并将学习环境纳入背景。由于这个酷的学校的多年级教室,我让一些学生参与这项研究近两年。这种与同一组学生在课堂上的长时间,有助于我了解学生的资产和兴趣,使我有更个性化的学习体验。

在部署期间,莱登德雷每周几次访问这个班级,并参加了最后的博物馆项目。他的笔记包括学生与机器人互动的观察,以及与学生的互动。由于以项目为基础的课堂环境是开放和流畅的,所有在场的人--无论是学生还是教师--都倾向于被吸引到不同工作组所使用的头脑风暴和试错方法中去。利登德雷进行了有重点的小组访谈,这些访谈被转录和公开编码。然后这些代码被聚合起来(轴向编码),以创建更大的概念代码(施特劳斯&从不;科尔宾,  1998),然后用来编码莱登德雷所作的实地笔记。这些代码由格雷审查,以确定不同的解释点.然后,我们重新观看了学生与佩佩互动的视频,再次听取了焦点小组的访谈,讨论了我们各自确定的主题和出现的差异。

最后,我们在重读了焦点小组的记录和观看了学生与机器人互动的视频之后,进行了反思式的记忆写作。我们分享并比较了我们的备忘录,以确定我们每个人认为哪些是本课程与"辣椒"互动的10周中出现的主要主题和见解。在这些反思备忘录中,我们扩展了我们在最初编码中确定的概念代码,以创建六个主题(技术局限性、课堂影响、机器人意识、社交和互动性、机器人的课堂身份、机器人/机器人的目的和AI),我们用这些主题来组织讨论部分。

5专题摘要
我们能够就这六个主题达成一致意见,并同意它们在讨论与机器人互动对学生的影响时是全面的。尽管在8周的时间里与班级密切合作,并就主要议题达成一致,但作为个人,我们的解释却各不相同。利登德雷倾向于认为技术上的局限性更成问题,而格雷则认为这种影响,特别是机器人的激励效应,更突出和积极。这可能反映出将机器人作为研究对象的不同侧重点与将机器人作为PJBL单元的工具和课程的不同侧重点。

此外,作为一名教师,格雷能够观察学生如何在一整天与机器人互动。例如,首席老师汤姆·麦克实际上鼓励学生用辣椒和格雷开玩笑。在一次采访中,我向莱登德瑞描述了这一事件,我注意到:'汤姆让我玩的这个恶作剧,我最喜欢的一点是,我能透过佩佩的眼睛看到舞蹈。我可以调出视频,我也…我想出了如何获得格雷听到的声音。就像她听到和认识的一切。而且,基本上,汤姆让我做的是从佩佩的耳朵里听到格雷说的话,然后再评论'。这种互动发生在学生们学习其他科目的时候,并不是莱登德雷观察到的机器人项目课程的一部分。然而,这个学生成功地控制了机器人,并以一种"OZ向导"式的方式操作它。

5.1"野外"的技术限制
机器人学研究者经常使用"奥兹巫师"(WZ)技术。,  2019 在课堂设置中,使机器人看起来比目前的编程和硬件所允许的更加互动。就像穆宾等人。( 2013)所述,广泛的技术支持和专家咨询经常被用于教育领域的社会机器人研究,但这种支持远远超出了大多数学校的预算限制。为了了解这一代机器人是如何影响课堂的,我们有意识地选择在尽可能少的技术支持下部署机器人,以观察机器人的自主编程模式是否真的能使其成为可行的教育设备。这些作者和主要教师都没有接受过机器人或计算机编程方面的正式培训。

决定不雇用程序员,只依靠公司提供的在线支持,立即显示出这一代机器人的严重局限性。该课程的初步观察以及与教员的讨论,确定了其他"野生"机器人研究中所记录的相同范围的技术困难(例如:机器人)。、巴克斯特等人。,  2017 ·坎达等人,  2007 ; Serholt,  2018 )。虽然辣椒被作为一种能与学生交流和识别情绪的"不受控制的"产品来销售,但从莱登德的角度来看(见下文格雷的评估),机器人除了几个简单的指令外,没有完成任务,需要整个单元的成年人反复干预。

这个机器人带有一个内置的教程,可以帮助用户适应如何与机器人互动。学生不仅不能适应学生,还必须显著地调整自己的行为,预测机器人功能的缺陷,即使是为了进行简单的交谈。例如,学生必须学会与机器人保持一定的距离,并允许传感器对准他们(机器人用一系列的声音和眼睛周围的彩光来表示)。在该教程之后,一些学生很快就抓住了这个限制,并遵循了被禁止的互动模式,但另一些学生却没有掌握这些基本的程序,并在机器人瞄准他们之前反复尝试与他们接触。换句话说,有些学生能够准确地感知机器人的局限性并调整他们的语言,其他人似乎被机器人的物理属性所迷惑,并一直试图与之互动,就好像它是一个社会的存在。由于无法遵循规定的互动模式,无法从机器人那里得到回应,导致一些学生感到沮丧和脱离接触。此外,由于机器人每次只能与一个学生接触,学生无法与机器人进行群体互动。

佩佩是由学生使用舞蹈语言软件编写的(参见《加尔迪基》和《波德波拉》中的编程讨论)。 2017 )或瑞多和克罗斯( 2020),一种桌面应用程序,使用户能够在模拟机器人或真实机器人上创造行为并进行测试,也可以直接控制并在WZ模式下使用。软银公司还发布广告说,用户可以访问能够提高机器人能力的程序库。然而,学生和成年人都发现机器人的编程过程既令人沮丧又困难。例如,一个共同的目标是让机器人在教室里移动--学生希望能够用手引导机器人。虽然当时可以为较小的NAO机器人提供这样的程序,但却没有为PIP提供这样的程序。

这些技术限制阻碍了佩佩的整体课堂影响。在另一个例子中,辣椒的内部无线连接与学校的Wi-Fi系统不兼容,因此辣椒必须"连接",才能访问所有的程序。这意味着机器人的行动能力有限,这降低了它在课堂上的社交能力。为了在机器人上完成测试程序,必须将电缆插入胡椒头的端口。S.注意:"和佩佩玩真的很有趣,每当你和她有联系的时候……这是我也讨厌的一件事。"必须让她参与。为了能和她玩,你必须让她有联系。对一些学生来说,佩佩自己的信号状态系统也很难让他们相互交流。我不懂所有那些闪烁的灯,而其他的学生很快就学会了解释这些:"除了粉色和绿色之外,我很容易就找到了颜色的含义。"我不太明白。蓝色绕着扬声器跑意味着它在听,黄色通常意味着你应该停下来告诉别人。这表明机器人对学生的整体影响可能更大,对于那些能够接触到基本编程的人来说,并且对机器人与人类互动的编程有一定的理解。听着,黄色通常意味着你应该停下来告诉别人。这表明机器人对学生的整体影响可能更大,对于那些能够接触到基本编程的人来说,并且对机器人与人类互动的编程有一定的理解。听着,黄色通常意味着你应该停下来告诉别人。这表明机器人对学生的整体影响可能更大,对于那些能够接触到基本编程的人来说,并且对机器人与人类互动的编程有一定的理解。

5.2课堂影响
尽管存在重大的技术限制,但PIP确实对课堂产生了一些明显的积极影响。首先,它大大提高了学生对机器人技术的兴奋。辣椒和传统机器人之间的主要区别以前在凉爽学校使用(例如。是它的激励作用。尽管"酷学校"是一所技术强化的中学,但对整个学校来说,"胡椒"是一种新鲜事物。这一新奇之处增加了学生的好奇心和对课堂的投入.以前没有一个学生或老师和一个人形机器人一起工作,所以第一次见到一个机器人并学习如何进行互动和编程是很有挑战性的,但也很迷人。它使学习变得有趣,吸引了更多的学生学习,并促进了学生将他们的学习应用于现实世界的场景,思考机器人在我们世界中目前和未来的作用。

学生们接触了各种各样的互动技术,这也限制了他们对辣椒的反应。L.他说:"我以前用过[亚历克莎],而且这也很容易,而且他们对命令的反应也很好,所以,我期待着从佩佩那里得到一些东西,我希望她知道一个笑话,或者能够玩20个问题游戏"。然而,PIP促进了学生与机器人内容知识单元的联系。在一个需要解决问题的协同现实环境中与机器人合作,激励学生在网络上研究社交机器人。与辣椒授权的学生一起工作,为学生提供机会讨论人工智能、机器人设计、编程、安全、安全和人工社会互动等概念。佩佩还使一些学生能够发展使用编舞编程的编码技能。从格雷的观点来看,机器人的存在激励学生提高现有技能,包括谈判和沟通技巧、创造力、与同龄人合作、解决问题和批判性思维。事实证明大多数学生能够完成简单的舞蹈节目,在那里他们可以将佩佩搬到他们最喜欢的歌曲。事实证明大多数学生能够完成简单的舞蹈节目,在那里他们可以将佩佩搬到他们最喜欢的歌曲。事实证明大多数学生能够完成简单的舞蹈节目,在那里他们可以将佩佩搬到他们最喜欢的歌曲。

尽管如此,学生最初的兴奋感逐渐减弱。S.第一天,当我们意识到她不能动,她只有一些她能说的东西时,你就像,你降低了你的标准,所以我们仍然对它感到兴奋,但是随着时间的推移,你对她所能做的事情越来越悲伤。然而,从格雷的角度看,作为一个在PJBL环境中工作的教师,不可预测性是不可预测的。当项目适合学生的兴趣时,在项目的规划和实施阶段,教师需要有更大的灵活性和适应性。因此,在PJBL环境中,促进学生学习你不是专家的话题是应该的,而且两个老师都没有社交机器人的经验。佩佩尔为两位老师介绍了一种新的机器人复杂性。通过技术和编程故障,增加了两个教师以前都没有遇到的新挑战,并为他们提供了机会,使他们能够为学生解决复杂问题的战略建模。在这方面,佩佩的技术缺陷为学生提供了极好的学习机会,包括那些因故障而感到沮丧和能力有限而感到失望的学生。事实上,正如我们将在接下来的章节中详细介绍的那样,人们日益意识到辣椒的能力有限,这似乎是学生理解"机器人"概念的一个关键因素。通过技术和编程故障进行导航增加了两个教师以前都没有遇到的新挑战,并为他们提供了为学生解决复杂问题的模式化战略的机会。在这方面,佩佩的技术缺陷为学生提供了极好的学习机会,包括那些因故障而感到沮丧和能力有限而感到失望的学生。事实上,正如我们将在接下来的章节中详细介绍的那样,人们日益意识到辣椒的能力有限,这似乎是学生理解"机器人"概念的一个关键因素。通过技术和编程故障进行导航增加了两个教师以前都没有遇到的新挑战,并为他们提供了为学生解决复杂问题的模式化战略的机会。在这方面,佩佩的技术缺陷为学生提供了极好的学习机会,包括那些因故障而感到沮丧和能力有限而感到失望的学生。事实上,正如我们将在接下来的章节中详细介绍的那样,人们日益意识到辣椒的能力有限,这似乎是学生理解"机器人"概念的一个关键因素。包括那些因小故障而沮丧的人,以及因其能力有限而感到失望的人。事实上,正如我们将在接下来的章节中详细介绍的那样,人们日益意识到辣椒的能力有限,这似乎是学生理解"机器人"概念的一个关键因素。包括那些因小故障而沮丧的人,以及因其能力有限而感到失望的人。事实上,正如我们将在接下来的章节中详细介绍的那样,人们日益意识到辣椒的能力有限,这似乎是学生理解"机器人"概念的一个关键因素。

5.3意识到机器人是"机器人"
当他们在与胡椒一起工作的时候继续学习小说中的机器人时,学生们评论了胡椒通常笨拙、不合时宜和重复性过强的语言化与罗斯(《杰森漫画》中的机器人)或本德(《未来机器人》中的机器人)的回答之间的区别。虽然这些卡通机器人在人类环境中移动很容易,但胡椒却被从一个点转移到另一个点。

对于很多学生来说,他们对机器人的期望和他们在网上发现的市场推广建立起了一种感觉,即这个机器人可能和他们在视频中看到或看到的机器人一样。在学生们观看的一个视频中,佩佩被宣传为一个能在孩子父母不在的时候给孩子拍照的保姆式人物。在另一段视频中,佩佩被描绘成一个手牵手行走的机器人同伴。鉴于这种市场宣传,大多数学生最初对PIP的功能和能力抱有不切实际的期望。S.注意到:"我只是觉得它是要做一些非常酷的东西,比如它的外观,它的盒子里有很多的格言和东西,但要让它做事情真的很难。"你不可能真的做你想做的事情,很容易或者根本不可能。如上所述,学生还将胡椒粉与他们所经历过的其他人工制剂如西瑞和阿列克莎进行了比较。在讨论中,学生注意到:S1。"她也许只是一个和身体在一起的静止不动的人"。S2.我觉得我好像是在和西瑞说话,因为我就像在说"嗨,佩佩"。S3."我不知道,塞莉,你有时候确实觉得你在和什么东西说话"。同样,学生的观点似乎受他们对机器人的认识水平的制约。一个花了相当多时间研究社交机器人的学生认为佩佩的互动是"相当不错"的,但另一个学生似乎期待着宣传材料中描述的互动:"互动是怪异的,但我的意思是,有时候你问它,它用一种奇怪的方式回答它"。这种对辣椒的失望在一些学生中得到了缓解,因为他们能够反映出胡椒,虽然没有达到市场宣传的水平,但这是他们与无人机和愤怒机器人相比的一个重大技术进步。辣椒的局限性刺激了一些学生更深入地思考并参与对话,这表明他们与辣椒的长期互动提高了他们对机器人目的、功能和局限性的认识。在多少学生改变了他们对机器人的行为上有很大的不同,这表明在积极利用有关辣椒的知识来提高他们对机器人的控制力方面有很大的不同。是与他们一起工作的无人机和VEX机器人的重大技术进步。辣椒的局限性刺激了一些学生更深入地思考并参与对话,这表明他们与辣椒的长期互动提高了他们对机器人目的、功能和局限性的认识。在多少学生改变了他们对机器人的行为上有很大的不同,这表明在积极利用有关辣椒的知识来提高他们对机器人的控制力方面有很大的不同。是与他们一起工作的无人机和VEX机器人的重大技术进步。辣椒的局限性刺激了一些学生更深入地思考并参与对话,这表明他们与辣椒的长期互动提高了他们对机器人目的、功能和局限性的认识。在多少学生改变了他们对机器人的行为上有很大的不同,这表明在积极利用有关辣椒的知识来提高他们对机器人的控制力方面有很大的不同。在多少学生改变了他们对机器人的行为上有很大的不同,这表明在积极利用有关辣椒的知识来提高他们对机器人的控制力方面有很大的不同。在多少学生改变了他们对机器人的行为上有很大的不同,这表明在积极利用有关辣椒的知识来提高他们对机器人的控制力方面有很大的不同。

在与机器人合作近两个月后,学生们对机器人功能的认识表现出明显的差异,这体现在他们与机器人的互动上。B.以及我。不断地接近机器人,站在所需的距离,等待机器人扫描他们,并在C的声音。和S。我没有。C.和S。似乎没有意识到机器人没有扫描他们,只是开始问问题。这导致了他们在与机器人的互动中持续的挫折。因此,至关重要的是设计和规划社会机器人,使其能够被所有学生使用,而不仅仅是那些能够识别和识别被禁止的互动模式的学生。

一些学生,比如我。,似乎能够思考机器人的陈述,并对其潜在的编程进行理论分析。例如,在与胡椒粉的相互作用中。问机器人的年龄--这是机器人能够识别的标准的预先编程问题之一。当它回答说它已经四岁了--它说在前一年有三年了--L。意识到机器人的编程似乎追踪了年份,尽管机器人无法回答这个问题,"现在是哪一年?"""我。也是第一个发现机器人响应"别看我!'

5.4社交性和互动性
L.用"别看我!"当辣椒开着的时候,"他多次发出命令,但没有人主动与机器人接触。在这种情况下,机器人的自主编程会使其扫描附近的物体,以确定是否有人类存在。这意味着,当学生在机器人附近集体工作时,佩佩有时会不恰当地试图开始交谈,这有时会让学生感到恼火。T.我想,"这真的很可怕,因为如果你不要求她做任何事,她就坐在那里,看着你。"当被L告诫的时候。佩佩低下头,移开视线,说了句"是的先生"--身体和语言上的动作,既表达了羞耻感,也表达了社会的顺从。L与L之间的这种特殊的相互作用。当学生与机器人互动时,佩佩就是一个例子,表明机器人具有某种社交能力。

但在大多数情况下,佩佩的对话能力没有达到学生的期望。B.他说:"你不能和她正常交谈。你不能去,"哦你昨晚看电影了吗?"然后她会说,"20%的可能下雨"。另一个代表团承认,胡椒对个人的反应从不不同。R.反映了"如果我接受并和R交谈。我也会跟他谈这事。他们不会说同样的话。如果两个人有相同的对话,佩佩会用完全相同的语气说完全相同的话。当被利登德雷问到胡椒是否能像软银所说的那样识别情绪时,C。回答:"它说它能识别情绪。但我想它不能。

辣椒虽然缺乏语言能力,但它的一个关键方面是它的物理形态,这使它与学生在该单元中使用的其他机器人有所区别。学生们习惯于操纵各种小型的机器人(如机器人)。通常由控制台引导的机械臂机器人。佩佩的人形体赋予了它吸引学生兴趣的特征。在一次观察中,莱登德雷注意到了F。抚摸胡椒的手,弯曲手指垫--与机器人的形式互动的方式,似乎更像与宠物的互动。其他的学生试图玩"拍另一个肩膀"的游戏,让机器人像同龄人那样对这样一个恶作剧作出反应。像小孩一样的身材,结构使学生有了舒适感和安全感。L.举个例子,她表示她觉得安全是因为胡椒没有腿:"我很高兴胡椒没有真正的腿。老实说,如果胡椒有腿,我会更害怕。我觉得她有小存根比较安全。

有时候学生把辣椒当宠物。利登德雷注意到,在开始的时候,有一群女孩试着像狗一样吹口哨叫胡椒--"这里胡椒!""在另一个地方,同样一群女孩站在机器人周围,其中一个不停地从背后摸它的头。这使得机器人要么做它的"我感觉像一只猫",要么做它的"我今天很痒",这似乎使女孩们高兴。这些女孩似乎更满足于触摸机器人,让一个人说话。这似乎是学生们对"自主生活"软件局限性的适应,该软件允许机器人制造与人互动的幻觉,但一旦第二个人试图与机器人----人类----互动,它就会动摇。

尽管佩佩拥有人形的身体,但即使在教室的开放区域,他也无法握手或导航,这严重影响了学生对机器人的看法及其作为社会参与者的地位。软银自己的节目强调了机器人的物理互动性,学生们在YouTube上观看的波士顿动态视频强化了人们对移动性的期望。在这些视频中,机器人"狗"、"爬虫"、甚至是人形机器人都能轻松敏捷地移动。L.注意到:"是的,当我发现它并没有跟踪你的时候我真的很失望。"……我仍然会很激动,但是随着时间的推移,我对她的无能感到越来越悲伤。她很蠢。她是一个非常,非常愚蠢的机器人。学生们对佩佩的局限性作出消极反应的程度各不相同。L.她讲述了她第一次见到胡椒并说:'嘿,你能和我握手吗?'"因为我在YouTube上看到了,我想也许她会带着它来做预先编程。所以我说,"嘿,握我的手,"她说,"我现在做不到,但我可以向你挥手。"我说,"好吧,那就足够了"。

但另一个围绕着移动的方面是担心一些学生的身体伤害辣椒。学生们知道辣椒是一种昂贵的设备,所以有些担心会伤害机器人。例如,我。在其中一个焦点小组中提到:"我既激动又害怕,因为有些事情可能会出错,我们可能会伤害机器人"。T.提到担心胡椒粉掉到面前的时候,领班老师第一次打开了胡椒粉的盒子。虽然派帕的轴距是为了更大的稳定性,并防止有人撞到它而下降,但在研究期间有一些密切的联系。这种对伤害机器人的恐惧使学生对机器人的识别更清楚地认识到,机器人是一种设备,而不是一种社交行为。

5.5教室中的机器人身份
学生们努力解决的最初问题之一是机器人的性别(如果有的话)。在最初的问答环节中,学生们讨论了机器人的性别,并提出了一些问题和评论:"胡椒是男孩还是女孩?""看起来像个女孩。"它看起来有点像个巨人宝宝"。是个机器人。这个机器人性别定义的问题一直持续到佩佩在教室里的时候。在讨论机器人告诉时间的能力限制时,上一节提到.她说:"但是她知道她多大,或者他。他们!它!一分钱!这个关于恐怖的小丑(看起来也是一个不确定的性别,但不是一个人)的提法是惊人的。好像是我。试图为机器人设定一个新的类别,这让人想起孩子们在卡恩和沈的研究中的反应。  2017 ).

反复讨论的性别代名词表明,学生既认识到机器人是一个设备,也是一个潜在的社会行为者。学生们努力寻找一个合适的性别代词,并称莱登德雷为"佩佩的爸爸"--这都表明机器人不仅仅是另一台计算机。例如,当R。在讨论机器人的任务时,他意识到这个机器人在追踪他的团队中的某个人:"我们应该把它编程来做后空翻"。'我想她在听。嗨,胡椒。你能和我握手吗?不。学生们反复使用这个握手的命令,指出佩佩的地位是一台无法对社会作出反应的机器。

然而,在学生的讨论中有证据表明,许多人都有辣椒作为一种设备和某种社交"其他"的双重形象。在下面的交换中,学生在讨论佩佩的反应和学生性别识别问题时,从女性代词转向中性代词:S1。"我问了她一件事,她说,"你的电池有多少?我今天不关心这个问题。"胡椒!"S2。"它没有很好地识别性别"。S3."我甚至不知道它会不会那样"。从某种意义上说,似乎学生倾向于把机器人看作是社交型的另一个人与机器人的编程关系不大,而与机器人的外表和其他人提供的社交暗示关系不大。,盒子上的营销,宣传视频,还有成年人对机器人的兴趣和热情)。这些消息来源的暗示向学生们表明,胡椒是一种与其他技术不同的东西。

重要的是要强调的是,学生说话的语气和音量是一个人或宠物在互动时所期待的,而不是一个人将如何与siri或亚历克莎说话。在和机器人说话时,我。当人们谈到用"妈妈的声音"时,他就想起了与父母的讨论,这种语气表达了一种"我是认真的"的情感感觉。为什么我。有必要和机器人用这种语气吗?是给别人看的吗?或者,由于机器人的编程有一些情绪识别的线索,她是否发现她的指令在以这种方式传达时更有效?然而,格雷想知道她的声音是不是因为佩佩无法理解请求而被提高,这让人想起有人在和一个讲不同语言的人说话。这是一个有趣的互动,表明机器人识别和响应情绪显示的编程可能会影响学生在观看同龄人与设备互动时对机器人社会地位的感知。然而,对许多人来说,这种社交互动根本不是他们所期待的机器人。

5.6机器人的目的:体力劳动
B.注意到"这是她唯一擅长的事。在外面玩。不做任何重要的事。无论是通过他们以前在视频、书籍或其他来源中与机器人打交道的经验,学生们似乎希望机器人能做一些有用的事情。他们为博物馆项目所研究的所有实际机器人都完成了相当具体(如果是复杂的话)的物理任务。很少有学生认为佩佩在社交互动方面的尝试是成功的。很多学生认为佩佩在社交互动方面的努力是不够的。R.注意:"我不认为胡椒粉是用来完成任务的"。R.他还说,"佩佩的目的是向人们做手势和挥手",这表明他不认为这是真正的社会互动。

更普遍的情况是,除了无法握手,学生们发现机器人无法完成他们设想的任何任务,比如"给老师送咖啡"。在思考他们最初的期望时,T.他说:"我在想,哇,如果他们把这个放在办公室里,然后把它编好,这样就可以跟着你了,他们可以在胡椒上安装打印机,下载文件,还可以到别人的办公室打印出来。"反复失败,找不到任何有用的任务,机器人可以做突出了学生们不言而喻的期望,作为一个机器人,佩佩应该能够在课堂上做一些体力工作。

学生们对机器人的主要概念并不是作为一个社交伙伴,甚至是玩具,而是作为一个能做有用工作的机器人。确实,学生们直接比较了一下,S1。它看起来更像是一个玩具,而不是像……"是的,蔬菜包比胡椒粉更有用,也更便宜"。学生们很容易就会想象到辣椒可以有一系列的改进,而且大多数人都专注于让机器人发挥有益的物理功能:"如果他们在手中安装某种链条系统,这样它就会有更多的动力。也许它实际上可以携带成堆的文件,或者在疗养院,它可以携带托盘,或者在托儿所,它可以携带带配方奶粉的瓶子。

也许,胡椒的广告加强了这种预期。例如,在一个学生在课堂上观看的广告视频中,佩佩被描绘成可以向顾客打招呼、登记和提供信息的女主人。这些视频可能影响了学生对佩佩身体能力的期望。学生们曾读过一些故事,说胡椒在一家杂货店当迎宾员(因为表现不佳而被"解雇")。T.沉思着:"我刚刚意识到的一件事是,当我把它和商店的扫描仪做比较时,胡椒作为一个便携式收银机是非常有用的。"但是,最后,大多数学生发现辣椒不能完成物理任务,使得机器人变得"有趣但无用"。

6.讨论
社会机器人学领域的科学家。( 2016 )认为在将社会机器人融入课堂时需要认真的准备和支持。这一先决条件排除了大部分公立学校使用这类机器人的可能性,这些学校根本没有资金购买社交机器人和雇用有经验的程序员。我们同意塞尔霍尔特等人的观点。( 2020 )考虑到'...目前的技术局限性,这些措施远不能在学校实施,以支持大规模的教学'。(p)10)。如果社会机器人成为"教育基础设施的一部分"的话。( 2018)讨论过,他们必须准备好从盒子中部署。或者,学校必须采用不同的教学方法,例如酷学校使用的PJBL模型,以便有效地使用这种机器人。

没有广泛的技术支持,教师必须承担成为编程专家的负担,或者像酷派学校那样,将机器人的局限性和问题转化为课程本身。我们的研究重申了在"野外"条件下长期部署机器人的研究价值。,  2007 )。我们试图在没有专业程序员或研究助理帮助的情况下,在自主模式下使用PIP,从而记录了这一代社交机器人在功能上的严重局限,同时也揭示了一些意想不到的好处。我们还展示了如何将这些限制转化为学习机会。我们的研究表明,长期的"野外"研究可以帮助克服将实验结果转移到课堂的问题。,  2012 ).

从本质上讲,虽然市场上认为是对人类的适应(例如:,可以识别情绪),要求使用者在其操作系统和逻辑中发展流畅性,以便与机器人建立成功的互动(也就是说。,机器人识别并适当回应学生的语言化)。这意味着,学生们既要获得有关佩佩功能的详细知识,也要在某种程度上认识到,这种互动并非真正的自发互动,而是提供真实社会互动的模式互动。提高人们对人类与机器人之间的社会互动环境如何影响人类反应的认识,将极大地有助于学生应对充满"智能"设备的世界,并在课堂上随时接触人工智能代理人(杜赛和阿普霍尔)。  2018 ).

如果学校要利用这些机器人,他们的教学战略也需要灵活。酷学校,作为一所技术先进的学校,已经有了一个熟悉一系列技术的教职员工,但他们发现很难让辣椒适应课堂使用。动态的PJBL教室的背景噪音意味着佩佩经常无法识别和响应语音命令,即使在一对一的情况下也是如此。消防演习和其他意外事件也会影响机器人的功能。对于多个学生使用机器人来说,成功的Wi-Fi接入是必要的,但是会带来这样的风险:来自教室外的人可以侵入机器人,查看或记录教室。这些多重限制使得胡椒在美国不太可能被广泛采用。教室。

辣椒功能上的许多缺陷表明,与年幼儿童不同(例如:在范登贝尔赫的研究中,机器人互动模式的缺陷大大降低了早期青少年将人类特征归因于机器人的倾向。这些缺陷也降低了学生对机器人的移情能力。( 2020)被认为是影响学生与机器人交往的关键因素。然而,技术和程序设计的故障增加了项目的真实性和背景化的现实世界情景,这是基于项目的学习的一个基本组成部分。学生们所面临的困难帮助他们了解了学习对实际情况的相关性和应用。与机器人一起动手的机会帮助学生识别问题,提出解决方案,并掌握学习的自主权。虽然有些学生自然而然地克服了这些障碍,特别是那些在以项目为基础的学习环境中经验丰富的学生,但另一些学生则需要更多的有意的鼓励、脚手架和全面的指导。

尽管如此,根据之前的研究结果(韦斯特伦德等人),辣椒的引入引起了学生们的极大兴趣。,  2016 )。这种新奇的效果随着时间的推移而减弱,类似于帕帕佐普洛斯等人。( 2020 但最初的"哇"因素仍然很明显。在考虑如何激励年轻青少年参与STEM活动时,社交机器人可能是一个工具,可以让人们对机器人产生最初的兴趣。教师面临的挑战是继续提供新的材料或机会(例如:比如探索其他类型的机器人,或者像学生们为机器人博物馆所做的那样在文学上看机器人,这些机器人可以在机器人的最初兴奋度减弱时继续吸引学生。

虽然在文学上已经做了很多关于社交机器人的"新奇效应"能如何迅速消失的研究(Leet等人)。,  2013 我们看到了暴露于机器人的一些长期影响,这些影响可能来自于PJBL课堂环境和互动的"野生"性质。胡椒的新奇性似乎激发了一些学生对最初的效果。持续的无条件准入(Salter等人),  2007 对教室里的人形机器人来说,似乎是维持学生好奇心的关键。我们会把这与沃兹('奥兹巫师')的研究设计相对比,这些设计破坏了机器人的"生态有效性"。,  2020 )。酷学校的学生被每天探索和发现机器人提供的东西的机会所激励。这种好奇心驱动的动机激发了他们的实验、学习和应对辣椒技术挑战的欲望,并激励一些人掌握辣椒的编程软件。从编程角度看,我们确实看到了社会互动的潜力和先进的传感器能力使PIP成为基于项目的课堂上的一个有用工具。机器人的复杂性使得它能够刺激学生--学生--教师之间的互动,而这种互动对PJBL课堂教学法至关重要。,  1998 布卢门菲尔德等人。,  1991 ; Kilpatrick,  1918 )。与机器人一起工作扩大了学生对机器人在社会中可以扮演的角色的思考。他们中的一些人指出了将佩佩的身体存在与已经在学校中使用的人工智能(如亚历克萨)形式联系起来的可能性(杜塞和霍尔,  2018 )。与PIP合作的复杂性可能会使其适合于采用复杂的、开放式的解决问题方案的其他教学方法,如复杂的教学(科恩,  1994 科恩和本顿,  1988 科恩和洛坦,  1997 ).

这就引导我们到了我们的最后一点---------------------------------------------------------------------正如穆宾所指出的。,  2013 ),p。4"机器人也是帮助学生了解人类的桥梁"。反思佩佩的局限性使学生对人类交流的复杂性有了一些了解。在研究如何把机器人说成是机器人时--使用什么性别,功能如何受到编程或物理传感器的限制等等--学生们正在思考社会互动和社会"他人"的本质。

类似于范登贝尔赫等人。( 2021 我们还发现,在青少年把机器人拟人化的程度上,存在着各种各样的个体差异。而且,即使在反复失败的与辣椒的互动之后,一些学生继续将一些类人的方面归因于机器人。艾伦等人。( 2022 )认为一个人的自我理论会影响一个人对社会机器人的感知。其他人,比如卡恩和沈( 2017)认为儿童和青少年与机器人的互动可能会影响他们的自我感知,使他们接触到一种新的社会存在。我们的研究表明,在长期与社交机器人交往的青少年中,个体差异(无论是由于个性、事先接触机器人还是其他因素)将会显著。

7个限制
和许多案例研究一样,我们的研究结果也不能推广到普通公立中学学生。特别是,"酷学校"对技术的关注程度很高,这意味着大多数公立学校将更难克服社交机器人带来的技术问题。pjbl环境还允许教师将技术和编程故障转化为学习机会,并将失败尝试规范化,将其作为现实世界工作情景的一部分。在绝大多数公立学校的教室里,鉴于更多的传统教学做法,这种做法是不可能的。

在了解社交机器人的存在如何影响学校方面,与学校其他教师的访谈可以更广泛地了解机器人对学校的整体影响。我们无法从班上学生的家长那里收集到能够提供关于学生在家里谈论机器人多少信息的答复。他们表达的是沮丧还是兴奋?我们也没有一个对比的例子,学生在没有辣椒单元的情况下接触到类似的课程。这样的一个案例将使我们能够更好地评估胡椒对整个机器人技术对学生动机的影响。此外,许多社会机器人的研究已经使用了NAO机器人,这是一个玩具大小的人形机器人,使用相同的编程语言。,  2016 )。与其他社交机器人(如NAO)相比,胡椒可以更精确地识别胡椒影响学习的具体特征和功能。

工作的重要性
要从社会机器人的部署中获得最大的成就,需要大量的教师投入时间和能力,为长期的pjbl或其他形式的基于问题的群体工作教学法构建课程。如果要充分利用机器人的冲击力,机器人本身必须成为该类的探索对象,而不仅仅是一种编程工具。虽然创新是激发积极性的最初原因,但持续的积极性需要教师作出额外努力,例如创造有利的学习环境,执行有意义的任务,制定明确的目标,以及教师给予强有力的指导。希望在课堂上实施技术创新的教师应该考虑如何将其与深思熟虑的教学设计和有效的教学方法相结合。因此,学生的动机可以有效地引导到有意义的学习经验中去。

将辣椒与其他技术相结合也将扩大社会机器人的效用。学生们注意到的失败之一是缺乏人性化的反应。越来越多的人可以接触到像Tg-1这样的节目,这就有可能使社交机器人大大增强交流能力。如果将某种形式的人工智能集成到它的编程中,使它能够更有效和更像人类的交流,将会更加吸引人。帕帕佐普洛斯等人。( 2020已经证明了人工智能可以被整合到辣椒单元中,并且通过文化相关的编程,这些机器人可以对人类的社会和情感结果产生重大影响。胡椒确实刺激了学生考虑更广泛的社会影响,即仅仅在自主编程的基础上拥有真正功能化的社会机器人。向学生提供增强交流能力的机器人以及适合年龄的编程工具,将使学生能够设计出更好地模仿人类社会互动的程序。通过AI程序增强机器人可能需要学生对机器人感知和应对人类行为的能力进行更复杂的评估。

尽管使用合唱团软件困难重重,但大多数学生都能通过程序设计机器人来参加"辣椒舞"比赛。辣椒可以非常有用的课程,在中学中,学生将有明确的指导基本编程原则。辣椒显然正被日本学校广泛用于这种目的。对机器人的一种分级方法,从像VEX这样简单的机器人开始,再到PIP,可能会让学生们随着时间的推移而产生兴趣。

尽管佩佩未能实现软银市场营销的承诺,但它仍然是学生思考人类-机器人互动的一种刺激,也是一个真实世界的例子,说明机器人要模拟和维持成功的社会互动是多么困难。如果可以将机器人部署在一个基于项目的环境中,侧重于(1)通过编程解决机器人局限性所产生的具体问题;(2)使学生了解创造支持真正社会互动的控制论环境的问题;(3)提高学生对社会机器人和其他意图模仿社会互动的人工智能代理人局限性的认识,那么PIP就有可能成为学校总体计算机和技术组合中的一个有用工具。

从金钱和准备时间的角度来看,成本可能会限制公立学校系统中社会机器人的使用。然而,我们的研究表明,社交机器人可以成为一种强大的工具,激励学生思考人-机器人互动的本质。社交机器人似乎比简单的可编程机器人更能鼓励人们对人-机器人互动的本质进行更复杂的讨论。与社交机器人长期的日常互动表明,学生调整行为的方式与他们对机器人的概念化程度及其功能有关。我们在机器人缺陷、pjbl环境、长期学生动机和对机器人--人类互动的认识发展之间建立了直接的联系。与机器人斗争,不得不"学会"适应机器人的怪癖和怪癖,这使学生对现实世界的问题有了认识。虽然这种解决问题的水平对于小孩子来说可能太高了,但是七年级和八年级的学生已经可以从长期的社会机器人工作中获得对控制论环境的深入了解,这一事实表明,在适当的学习环境下,这类机器人可以在中学和高中教育中发挥重要作用。在适当的学习环境下,这类机器人可以在中学和中学教育中发挥重要作用。在适当的学习环境下,这类机器人可以在中学和中学教育中发挥重要作用。