教育機器人包括社交機器人等各種類型的機器人,已成為增強從學齡前到高中生等不同年齡段學生學習體驗的有力工具。有關教育機器人的研究從各個方面探討了其對學習者和教育者的影響。這些研究深入探討了教育機器人在提高 K-12 學生學習成績、培養創造力和提高學習動機方面的有效性。研究表明,機器人在數學問題、語言技能、分析思維和交流技能教學中發揮著重要作用。此外,研究還發現,使用社交機器人作為教學助手對兒童的社交情感發展有積極影響,但也存在一些對機器人過度依戀的擔憂。此外,教育領域的機器人已開始改變教育方式,通過整合技術來改進學習和教學方式。從使用 NAO 的機器人平臺提高小學生的注意力,到在編程教學中應用增強現實技術,這些先進的技術促進了更具互動性和參與性的學習環境。此外,機器人技術在職業培訓中的應用代表著未來勞動力培養的重要轉變,符合現代工業的需求。
盡管文獻數量在不斷增加,該領域卻缺乏一份綜合的、大規模的綜述,來描繪教育機器人研究是如何隨著時間的推移而發展的,研究活動集中在哪些方面,以及這些發展與可持續發展目標(SDGs)等全球教育優先事項之間的關系。之前的大多數綜述都側重于教學成果或具體案例研究,而不是對這一研究領域的知識格局進行宏觀的量化概述。為了填補這一空白,本研究利用三種可視化工具對該領域進行了多維度的描繪,并研究了該領域的發展趨勢、作者網絡、主題發展以及不同國家和期刊的研究效率。
這項研究的新穎之處在于它將文獻計量學的見解與可持續發展目標框架相結合,提供了一種獨特的、面向未來的理解,即該領域對學術研究和全球教育目標的貢獻。
為了實現本研究目的,本研究探討了以下關鍵問題:
1.過去 10 年中,機器人研究和教育的發展趨勢如何?
2.哪些國家、作者、期刊、機構和引文最有成效?
3.基于關鍵詞的研究的發展趨勢如何,未來與該主題相關的研究機會是什么?
4.哪些類型的文件、研究領域最有成效,它們與可持續發展目標有什么關系?
本研究采用文獻計量學分析方法,通過分析web of science 核心文庫中《社會科學引文索引》(SSCI)收錄的文獻來評估機器人技術在教育領域的演變。該方法框架遵循PRISMA(系統評價和薈萃分析的首選報告項目)指南(Moher,2009),以確保結構化和可復制的篩選和選擇過程。圖 1 概述了用于指導篩選過程的 PRISMA 流程圖。從關鍵詞搜索中檢索到的初始記錄中,先刪除重復的記錄,然后再進入標題和摘要篩選階段。接著根據表 1 中詳細列出的納入和排除標準對文章進行資格評估。這一流程確保了只有經過同行評審的、以教育領域機器人技術為主題的英文研究才會被收錄。流程圖說明了每個階段排除的記錄數量以及文獻計量學分析中使用的最終數據集。
圖 11 所示的概念綜合成功整合了四大主題群,前沿技術、協作學習框架、教育技術系統評價和基礎學習概念,并將其映射到從 2015 年到 2024 年的時間軸上。圖 11 還直觀地展示了 "自動化"、"課程 "和 "人工智能 "等關鍵概念如何與全球目標,尤其是可持續發展目標相聯系。展望未來,必須在教育機器人技術領域促進跨學科戰略,將技術、教學和社會文化層面結合起來。以真實世界的學習經驗為基礎,強調易于使用、便于教師使用的框架,將是在各級教育中持續融入機器人技術的關鍵。
通過利用文獻計量學的洞察力,并明確將未來研究與全球教育優先事項相結合,教育機器人學可以成為在全球范圍內擴大公平、創新和終身學習的戰略工具。
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