十年前，教育機(jī)器人還只是課堂里的「新奇物件」；十年后，它已經(jīng)成為教育系統(tǒng)的重要變量。

從編程教學(xué)、STEM 實(shí)驗(yàn)室到職業(yè)實(shí)訓(xùn)和特殊教育，機(jī)器人正從教學(xué)工具變成教育體系的基礎(chǔ)設(shè)施。

今年，《Nature Humanities & Social Sciences Communications》刊發(fā)的一項(xiàng)文獻(xiàn)計(jì)量研究，為這段演進(jìn)提供了宏觀圖景。研究團(tuán)隊(duì)基于 2015— 2024 年間的 1120 篇 SSCI 論文，繪制出教育機(jī)器人研究的全球地圖，梳理了十年間的研究趨勢(shì)、合作網(wǎng)絡(luò)與關(guān)鍵詞演化，并首次系統(tǒng)揭示其與聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）之間的關(guān)聯(lián)。

從結(jié)果看，教育機(jī)器人已經(jīng)走出了「技術(shù)輔助教學(xué)」的狹義范疇，成為推動(dòng)優(yōu)質(zhì)教育、健康福祉、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與社會(huì)公平的重要力量。它不僅改變課堂，更正在改寫教育的結(jié)構(gòu)與目標(biāo)。

回望 2015 年，教育機(jī)器人還處在萌芽期。那時(shí)，機(jī)器人更多作為「教學(xué)輔具」被引入編程與數(shù)學(xué)課堂，承擔(dān)著「讓抽象知識(shí)動(dòng)起來(lái)」的角色。全球范圍內(nèi)僅有 13 篇學(xué)術(shù)論文關(guān)注這一領(lǐng)域，研究主要圍繞兒童注意力、動(dòng)手能力與基礎(chǔ)邏輯訓(xùn)練。

但僅僅三年后，局面急速變化。2018 年成為關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)——那一年，教育機(jī)器人文獻(xiàn)數(shù)量躍升至 64 篇，引用量增長(zhǎng)近十倍。背后的動(dòng)力包括 STEM 教育政策的普及、硬件成本下降，以及人工智能與語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的成熟。機(jī)器人不再只是「可編程玩具」，而成為進(jìn)入課堂的「學(xué)習(xí)伙伴」。

此后，教育機(jī)器人迎來(lái)了真正的爆發(fā)期。2019 至 2021 年，全球研究數(shù)量增長(zhǎng)至 225 篇，引用量超過(guò) 3500 次。研究主題也從「能否幫助學(xué)生學(xué)習(xí)」轉(zhuǎn)向「如何與教師共教」「怎樣激發(fā)計(jì)算思維」。一些國(guó)家開始將機(jī)器人教育納入教育改革戰(zhàn)略——美國(guó)將其作為STEM課程核心支撐，中國(guó)多個(gè)省市建設(shè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)學(xué)校，歐洲則著手制定「教育機(jī)器人倫理框架」。

2022 年以后，教育機(jī)器人進(jìn)入「系統(tǒng)融入期」。AI、AR、情緒識(shí)別等技術(shù)的加入，使機(jī)器人不再是單一設(shè)備，而是「人機(jī)協(xié)同教學(xué)系統(tǒng)」的組成部分。機(jī)器人能識(shí)別學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、情緒反應(yīng)，并實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏；教師也通過(guò)機(jī)器人收集課堂數(shù)據(jù)，反向優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。教育機(jī)器人正在從「課堂裝置」變成「教育基礎(chǔ)設(shè)施」。

研究的關(guān)注點(diǎn)也在同步轉(zhuǎn)移：從「技術(shù)可行性」轉(zhuǎn)向「公平性與可持續(xù)性」。如何在不同地區(qū)普及低成本機(jī)器人教學(xué)方案、如何培訓(xùn)教師掌握機(jī)器人教學(xué)能力、如何評(píng)估技術(shù)介入后的學(xué)習(xí)質(zhì)量——這些新議題讓教育機(jī)器人成為教育治理體系中的一環(huán)。

十年間，這一領(lǐng)域的演化，實(shí)際上映射了教育技術(shù)的整體變遷——從工具化到系統(tǒng)化，從經(jīng)驗(yàn)式探索到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從教學(xué)創(chuàng)新走向教育結(jié)構(gòu)的再造。

在學(xué)術(shù)層面，這十年是教育機(jī)器人研究的「全球共振期」。美國(guó)、中國(guó)、英國(guó)構(gòu)成了三極主導(dǎo)格局，其中中國(guó)的增長(zhǎng)最為迅速。香港教育大學(xué)、臺(tái)灣師范大學(xué)、北京師范大學(xué)等機(jī)構(gòu)成為亞洲研究重鎮(zhèn)。論文作者網(wǎng)絡(luò)也呈現(xiàn)出跨國(guó)協(xié)作趨勢(shì)，表明機(jī)器人教育已經(jīng)成為全球教育科技領(lǐng)域的重要議題。

研究平臺(tái)的分布，進(jìn)一步印證了領(lǐng)域的跨學(xué)科特性。《Computers & Education》《Education and Information Technologies》《International Journal of Social Robotics》等期刊構(gòu)成了知識(shí)傳播的核心樞紐，它們的共同特征是「教育+技術(shù)+社會(huì)」三重交叉。這種跨學(xué)科融合，正是教育機(jī)器人研究得以快速成熟的關(guān)鍵。

與此同時(shí)，關(guān)鍵詞的演化勾勒出研究的思維遷移。

在 2015—2017年，關(guān)鍵詞集中于「robotics」「programming」「experiment」，焦點(diǎn)在課堂實(shí)驗(yàn)與動(dòng)手實(shí)踐；

2018—2020年，出現(xiàn)了「computational thinking」「STEM」「collaborative learning」等詞匯，機(jī)器人成為培養(yǎng)跨學(xué)科能力的媒介；

而 2021—2024年，「AI」「emotion」「human-robot interaction」「adaptive learning」開始占據(jù)主導(dǎo)，研究進(jìn)入人機(jī)共生與智能學(xué)習(xí)階段。

這種變化反映出教育機(jī)器人的角色轉(zhuǎn)變——從「操作工具」到「認(rèn)知伙伴」。在新的研究語(yǔ)境下，機(jī)器人不僅執(zhí)行任務(wù)，更參與教學(xué)互動(dòng)，成為情境、情感與認(rèn)知的共同體成員。學(xué)術(shù)界的研究方法也從個(gè)案研究轉(zhuǎn)向系統(tǒng)綜述與元分析，標(biāo)志著這一領(lǐng)域正在從「探索性實(shí)驗(yàn)」走向「體系化評(píng)估」。

值得注意的是，關(guān)鍵詞演化背后還折射出教育理念的升級(jí)。教育機(jī)器人不再僅僅服務(wù)于「學(xué)習(xí)知識(shí)」，而是幫助學(xué)生發(fā)展計(jì)算思維、協(xié)作能力與情緒認(rèn)知，塑造一種「做中學(xué)」的學(xué)習(xí)文化。它讓教育重新找回「動(dòng)手、合作、創(chuàng)造」的價(jià)值，而非僅僅傳遞信息。

這種人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)方式，也正在反過(guò)來(lái)重塑教師角色。教師不再是信息的唯一提供者，而是與機(jī)器人共同設(shè)計(jì)、共同評(píng)估學(xué)習(xí)過(guò)程的引導(dǎo)者。未來(lái)的課堂，也許將不再以人或機(jī)器為中心，而是以「學(xué)習(xí)關(guān)系」為中心。

教育機(jī)器人的深層價(jià)值，在于它與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的同頻共振。

研究顯示，在 1120 篇論文中，超過(guò)一半（588 篇）直接對(duì)應(yīng)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo) 4——「優(yōu)質(zhì)教育」。

機(jī)器人以互動(dòng)、實(shí)踐的方式重構(gòu)學(xué)習(xí)過(guò)程，使抽象知識(shí)變得可體驗(yàn)、可操作，顯著提升了學(xué)生的參與度與理解力。

同時(shí)，教育機(jī)器人也正跨入健康、就業(yè)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新領(lǐng)域。在 SDG 3「良好健康與福祉」下，社交機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于自閉癥兒童的社交訓(xùn)練、康復(fù)陪伴與心理支持。研究表明，標(biāo)準(zhǔn)化的互動(dòng)流程能顯著提升兒童的情緒表達(dá)與溝通能力，成為特殊教育中可復(fù)制的方案。

在 SDG 8「體面工作與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)」和 SDG 9「產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與基礎(chǔ)設(shè)施」中，機(jī)器人教育推動(dòng)職業(yè)教育轉(zhuǎn)型。職業(yè)院校通過(guò)「工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)」模擬自動(dòng)化生產(chǎn)線，讓學(xué)生在近似真實(shí)的工業(yè)場(chǎng)景中完成操作與維護(hù)訓(xùn)練。這類課程不僅提升了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，也為智能制造培養(yǎng)了急需的技能型人才。數(shù)據(jù)顯示，接受機(jī)器人課程培訓(xùn)的職業(yè)院校學(xué)生就業(yè)率高出 15%，平均起薪高出 20%。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)教育機(jī)器人對(duì)教育公平與可持續(xù)意識(shí)的潛在影響。

在 SDG 10「減少不平等」中，中國(guó)、韓國(guó)等國(guó)嘗試通過(guò)「云端機(jī)器人課堂」讓鄉(xiāng)村學(xué)生遠(yuǎn)程共享城市教師資源；而在 SDG 12「負(fù)責(zé)任消費(fèi)與生產(chǎn)」中，部分學(xué)校將環(huán)保理念融入機(jī)器人課程——學(xué)生用廢舊材料制作機(jī)器人模型，在動(dòng)手過(guò)程中理解「循環(huán)利用」的意義。

教育機(jī)器人因此被視為連接教育創(chuàng)新與社會(huì)目標(biāo)的橋梁。它不僅在提升教學(xué)效能，更在塑造新的教育倫理與社會(huì)認(rèn)知——讓教育變得更公平、更開放，也更有回應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的能力。

隨著教育機(jī)器人從課堂走向系統(tǒng)層面，一個(gè)新的問(wèn)題浮現(xiàn)：

當(dāng)機(jī)器人成為教育基礎(chǔ)設(shè)施，教育該如何重新定義自身？

未來(lái)的研究方向已經(jīng)在顯現(xiàn)。

其一是「?jìng)€(gè)性化與人格化」。AI 算法讓機(jī)器人能根據(jù)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)識(shí)別學(xué)生的認(rèn)知路徑，甚至識(shí)別情緒起伏，從而在教學(xué)中作出「關(guān)懷反應(yīng)」；

其二是「教師協(xié)同」。機(jī)器人不再替代教師，而成為教師的「數(shù)據(jù)助手」和「協(xié)作伙伴」；

其三是「?jìng)惱砼c公平」。當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入更多教育場(chǎng)景，如何確保算法公正、保護(hù)隱私、避免技術(shù)壟斷，將成為教育政策與治理的新挑戰(zhàn)。

從技術(shù)角度看，教育機(jī)器人正進(jìn)入精耕階段：AI 驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化學(xué)習(xí)、AR/VR 融合式互動(dòng)將成為主流；從應(yīng)用場(chǎng)景看，它將進(jìn)一步擴(kuò)展至老年教育、特殊教育等領(lǐng)域；而在教育理念層面，它將繼續(xù)承擔(dān)連接「教育改革」與「社會(huì)價(jià)值」的角色。

過(guò)去十年，教育機(jī)器人已經(jīng)完成了「可行」的證明：它能被使用，也能改善學(xué)習(xí)體驗(yàn)。接下來(lái)的十年，將是它「走向必要」的階段。教育機(jī)器人不再只是課堂上的實(shí)驗(yàn)性工具，而正在成為教育系統(tǒng)能否適應(yīng)智能時(shí)代的關(guān)鍵變量。

從教學(xué)應(yīng)用到系統(tǒng)整合，從局部創(chuàng)新到社會(huì)協(xié)同，教育機(jī)器人正在進(jìn)入一個(gè)新的周期——價(jià)值創(chuàng)造期。它的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，正在從技術(shù)性能轉(zhuǎn)向理念與體系：誰(shuí)能讓智能真正服務(wù)于學(xué)習(xí)者，誰(shuí)就能重新定義教育的形態(tài)。

它的意義，從未在于替代教師，而在于幫助教育更有反饋力、更具結(jié)構(gòu)性。機(jī)器人讓教學(xué)、管理與學(xué)習(xí)的關(guān)系被重新組織，使教育系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)和持續(xù)優(yōu)化的能力。

在這個(gè)意義上，教育機(jī)器人不僅是一項(xiàng)技術(shù)，更是一種結(jié)構(gòu)性的變革力量。

它讓教育從經(jīng)驗(yàn)走向智能，從局部創(chuàng)新走向整體演進(jìn)，也讓教育的公共價(jià)值被重新激活。未來(lái)十年，教育的競(jìng)爭(zhēng)或許不在技術(shù)本身，而在誰(shuí)能以更成熟的方式，與智能共同塑造教育的未來(lái)。

教育機(jī)器人十年：趨勢(shì)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)：

https://www.nature.com/articles/s41599-025-05663-5