人工智能教育機器人在課堂的典型用途是智能技術的綜合實現(xiàn)，它不是人工智能某項技術的單方面延伸，而是各種技術的集成機器學習和知識圖譜的結合，可以使得學習者建模更加精準，個性化學習路徑更加準確；自然語言處理與計算機視覺的結合，可以對學習者照片形式的作業(yè)或者試卷進行自動批改，大大地減輕了教師的工作量；人機交互與機器人學的結合，可以使得學習者在與人工智能教育機器人進行交互的過程中更加順暢。

人工智能教育機器人是具有教與學服務的實體機器人，可以在智慧學習環(huán)境下提供靈活的學習資源，實現(xiàn)學習服務的支持，同時，也是各種智能學習軟件系統(tǒng)的集成體，完成數(shù)據(jù)的實時反饋和分析。它在課堂上幫助教師完成教學活動，輔助教師管理課堂，其融入課堂當中，突破了原有的教學形態(tài)，形成一種雙師主體加學習者的教學形態(tài)。人工智能閱卷系統(tǒng)首先將手寫體轉(zhuǎn)換成印刷體，再與正確答案比對，對單詞拼寫、時態(tài)語法、句子結構，甚至是書寫中的空白處都能精準的識別并進行批改，指出學生錯誤所在，并且可以自動收集考試數(shù)據(jù)?；灸艽胬蠋煂τ⑽淖魑牡戎饔^題的批改。

智能技術能夠加快教學方法改革，能夠促進學生的個性化學習，是未來教育的基礎。人機協(xié)同教育可以發(fā)揮教師與人工智能的不同優(yōu)勢，促進學生的個性化發(fā)展。未來學校如何促進教師與人工智能教育機器人作為“雙師”協(xié)同教學是值得研究的問題。因此，可以基于人工智能教育機器人的應用場景，分析人工智能關鍵技術對教育機器人的支持，在云計算平臺基礎和邊緣計算環(huán)境框架下，構建人工智能教育機器人支持的新型“雙師課堂”環(huán)境，進一步給出相應的學習過程和應用，并基于該課堂環(huán)境下人工智能教育機器人教學應用實施的相關案例，探討課堂應用效果及其相關措施。人工智能教育機器人是人工智能技術集成化，具象化的課堂體現(xiàn)，可以作為課堂中的另一名“教師”角色，形成一種新的人機協(xié)同的“雙師課堂”教學形態(tài)。在未來教育當中，教師需要熟悉“人機協(xié)同”智慧教學環(huán)境，開展注重“育人”的教學活動，同時培養(yǎng)學生“人機協(xié)同”的意識和能力，為人工智能時代社會的人才需求打下良好基礎。

為導師角色，麻省理工大學開發(fā)的教育機器人可以根據(jù)孩子的學習風格，個性以及游戲過程中的學習，情緒狀態(tài)而決定自己的行動，以更好地作為導師的角色來輔助孩子們進行學習。作為同伴角色，有研究使用混合現(xiàn)實技術和教育機器人設計了一個具有真實場景的系統(tǒng)，教育機器人在任務中扮演真正的同伴互動角色，對最終的學生表現(xiàn)有積極影響。作為工具角色，我國的機器人教育主要包括機器人競賽和機器人教學，機器人可以成為學生綜合能力提升和創(chuàng)新實踐能力發(fā)展的重要認知促進工具。

實際上，人工智能教育機器人集成了很多人工智能技術，但是各技術的成熟度并不相同，其中比較成熟的是語音識別計算，而基于知識圖譜的個性化學習推薦以及基于計算機視覺的情感計算等技術還在實踐探究過程中。

在“人工智能+教育”時代，人工智能技術將作為未來教師工作的有機組成部分，通過人機協(xié)作，輔助其完成日常工作，實現(xiàn)高效教學?！半p師課堂”作為協(xié)同教學的一個分支，最原始的形式是組織優(yōu)秀教師錄制教學資源光盤，配送到農(nóng)村中小學，部分替代了現(xiàn)場教學教師的教學任務。是由遠程的授課教師通過大屏幕對線下教室的學生實現(xiàn)直播授課，同時，線下有一位輔導老師在班內(nèi)負責維護課堂秩序、答疑、布置作業(yè)等工作，國內(nèi)諸多培訓機構均是應用此模式。也有研究提出“雙師”服務的概念，所謂“雙師”是指每位學生除了在校內(nèi)獲得本學校教師提供的面對面實體教學服務，還可以在課外借助網(wǎng)絡對自身學科問題和優(yōu)勢進行診斷的基礎上，為每個學科配備在線老師，提供一對一在線輔導。

綜上所述，本研究中定義的新型“雙師課堂”，是指人工智能教育機器人和教師共同在課堂中承擔教學工作，是一種新型的課堂模式人工智能教育機器人承擔教師的部分教學任務，并提供個性化學習服務。國內(nèi)關于人工智能教育機器人作為課堂助教或者作為教師角色的研究較少，有關人工智能教育機器人所在課堂的課堂環(huán)境研究描述較為模糊。本研究旨在從已有的技術基礎上，系統(tǒng)分析新型“雙師課堂”的環(huán)境，并構建新型“雙師課堂”的學習過程，在如何開展教學設計和如何實施人工智能教育機器人支持的新型“雙師課堂”應用方面進行探索。