教育环境中人机交互的系统性文献综述与图谱绘制

走进课堂的机器人

在世界各地，外形亲和的机器人正开始出现在教室、语言实验室甚至治疗室中。本文考察了当学生与这些机器并肩学习时到底发生了什么：机器人是否真的有助于儿童更好地学习、感到更有动力或与他人建立更多联系？通过整合来自多个国家的十年研究，作者为读者清晰描绘了社交机器人在当代教育中的使用情况、其显著优势以及仍待解决的重要问题。

机器人在何处以及如何被使用

该综述检视了2014年至2024年间发表的28项详细研究。多数研究来自美国，但欧洲、亚洲等地区也有相关工作，显示出课堂机器人在全球范围内的兴趣。研究者们尝试将机器人用于学前、小学、初高中、大学生以及有特殊需求的学习者。许多研究集中在语言与STEM（科学、技术、工程和数学）课程中，机器人可承担引导简单活动、指导练习或作为练习伙伴的角色。一些常见的机器人型号，尤其是小型人形机器人NAO，经常被重复使用，因为它们易于编程、能移动和做手势，并且对儿童有吸引力。

课堂机器人可以扮演的多重角色

在这些研究中，机器人很少只扮演单一角色。有时它们作为完整的教师，讲授短课、提出问题或给予反馈；更常见的是充当助教，站在真人教师旁边示范任务、带领小组或帮助孩子保持进度。机器人还被用作学习工具、讲故事者、游戏伙伴、导引者，甚至作为促进儿童合作或化解冲突的调解者。例如在数学中，机器人会对学生进行口算测验或引导其完成谜题；在语言学习中，它们通过手势和眼神接触练习词汇和对话，以维持孩子们的注意力。对于自闭症或肢体障碍的学习者，经精心设计的机器人活动也能促进沟通、运动和社交游戏。

对学生产生了哪些变化

在各项研究中，研究者跟踪了几大主要结果：学业表现、动机和社交互动。最常见的发现是，至少在短期内，当课程结构紧凑且重复性高时，机器人可以提高测试成绩或任务表现。许多学生报告说在有友好机器人的情况下更感兴趣、焦虑感降低，这能把害羞的孩子吸引进课堂活动。研究还指出社交行为更为丰富：孩子们更多交流、更多合作，有时把机器人当作与同学互动的安全桥梁。与此同时，结果并不一致。多数项目规模较小、仅运行数次课程，且随访时间不足以评估益处能否持久或孩子与机器人之间的关系随时间如何变化。

被忽视的空白与伦理问题

尽管前景可期，综述揭示了若干重要盲点。很少有研究清晰阐明其机器人活动背后的教学理念或学习理论，使得难以判断为何某些设计有效。伦理问题也常被淡化。许多机器人会记录语音、动作和情绪反应，这引发了关于儿童数据如何存储、谁可访问以及保存期限的担忧。一些学者警告，过度依赖机器人伙伴可能会潜移默化地影响儿童的同理心发展及其处理人际关系的方式，但关于这些风险的长期研究却很少。现有研究也偏重于年幼儿童和助教式角色，对年长学习者、不同学科或与其他类型技术的比较关注较少。

这对未来学习意味着什么

总体而言，文章结论是：社交机器人能够让学习更有吸引力，并在许多情况下提高效果——但前提是它们经过深思熟虑的设计并负责任地使用。机器人似乎最适合作为支持性伙伴，鼓励参与、个性化练习并将抽象概念具体化，而非替代人类教师。为超越早期试验阶段，作者主张未来工作应从一开始就让教育者参与，将机器人活动植根于健全的教学原则，开展更长、更大规模的研究，并遵循严格透明的儿童数据与身心健康保护规则。如果满足这些条件，机器人可能成为构建包容且响应迅速课堂的又一有价值工具，尤其对需要额外支持的学生而言。

引用: Tekerek, M., Beyazaslan, Z., Aydemir, H. et al. A systematic literature review and mapping of human-robot interaction in educational contexts. Humanit Soc Sci Commun 13, 336 (2026). https://doi.org/10.1057/s41599-026-06698-y

关键词: 教育机器人, 人机交互, 课堂技术, 学生参与度, 社交机器人