近日,斑马与北京大学发展与比较心理实验室联合主办的“儿童与AI互动关系”课题研究启动仪式在北京大学举行。北京大学心理与认知科学学院苏彦捷教授团队与斑马儿童研究院院长修佳明及教研团队共同出席。这是国内较早聚焦儿童与AI互动认知机制的产学研合作项目,课题将系统研究儿童在AI课堂中的注意力分配规律与心理认知机制,研究成果将直接应用于斑马口语等产品的内容研发与交互逻辑优化,本次课题也将推动教育领域产学研协同进入实质性落地阶段。
填补AI教育的底层认知研究空缺
近年来,AI技术在教育领域的应用呈现爆发式增长。从智能批改、个性化推荐到AI外教一对一对话,越来越多的儿童开始在学习过程中与AI产生高频互动。然而,一个根本性问题始终悬而未决:当屏幕对面从真人教师变成AI教师,儿童的认知系统究竟如何响应?
“这不只是一个技术问题,更是一个发展心理学问题。”苏彦捷教授在启动仪式上指出:“当儿童面对的不再是真人教师,而是AI教师时,他们的心理理论如何被调用、视觉注意力如何分配,是发展心理学亟待回答的新问题。目前国内外针对这一领域的实证研究还非常有限。”
长期以来,AI教育产品的设计主要依赖教研团队的专业内容与大数据分析结果的导向以及对儿童分龄体系研究的深入结合——什么样的AI形象更受欢迎、什么样的互动节奏更有效。这种方式在有效提升儿童学习效率的同时也存在一定的局限:它能告诉我们“用户选择了什么”,却无法解释“为什么会这样选择”,难以从儿童心理学层面解释并持续优化。
“我们积累了大量的学习行为数据,但数据背后的认知机制,需要更专业的研究方法来解答。”斑马儿童研究院院长修佳明表示,“此次与北大合作,就是希望把前沿的儿童心理学研究范式引入产品研发,让产品设计和优化得到更多科学支持。”
探究儿童注意分配模式与深层认知机制
具体而言,本项研究包含两大并行的子课题,均针对当前AI教育产品设计中的核心难题展开。第一项子课题,是基于眼动追踪的AI外教课堂视觉注意分配模式及其与学习表现之间关联性研究。课题将借助眼动追踪技术,精准记录儿童在AI外教主导的线上课堂中的注视时长、注视点轨迹,以及在多源信息区(如AI外教面孔、教学内容区、互动反馈区等)之间的分配模式与动态转移规律,通过对相关数据的对比与分析,比较不同学习阶段或高低水平儿童的眼动模式差异,从而探究AI外教的非言语社会线索——如手势指示、眼神引导等——能否有效将儿童的注意力引向关键知识点,从而促进对语言信息的深度加工与学习吸收。
这项研究的价值不仅在于测量和记录,更在于为产品优化提供可操作的依据。当研究揭示出哪些AI行为设计能够真正吸引儿童注意力、哪些设计效果有限时,产品团队就能据此进行针对性调整。这也意味着未来的AI产品设计逻辑的根本转变:AI外教不仅能借助教研团队的经验与孩子进行互动,更可以真正读懂孩子的注意力变化与分布规律,并据此更好地帮助孩子们提升学习效率、建立更科学的在线学习习惯。
第二项子课题瞄准另一个行业普遍关注的问题:为什么儿童更愿意与AI开口对话?背后的认知机制是什么?该研究将聚焦于儿童在人机互动中心理理论(ToM)的调用及其语言习得效应,探究儿童在与AI外教互动时,是否会将其视为具有独立信念、情感和意图的客体。通过引入认知科学与心理学的多维度测量方法,对比分析儿童与真人外教、AI外教互动时的社会认知反应差异,研究团队希望厘清,这种特定的人机交互模式与儿童在语言课堂中的交际意愿、开口行为之间存在怎样的深层关联。
本次研究有望将上述社会关注转化为可测量、可分析的科学问题。当研究揭示出儿童面对AI时的社会认知机制后,AI外教便有能力根据儿童的认知特征动态调整互动策略,从而更能激发孩子们的交流主动性和积极性。
因此,这两项课题的研究成果均将有助于优化AI外教的行为设计,例如何时该做手势、何时该注视屏幕,以及如何根据儿童的注意分配规律动态调整互动策略等等。这不仅能为斑马口语的产品研发与教学实践提供坚实的学术支持,也能为整个AI教育行业提供可参考的研究范式与评估框架;不仅有助于深化人们对AI时代儿童心理机制的认识,也将推动智能学习朝着更加科学、更加人性化的方向发展。
产学研深度协作研究成果反哺产品迭代
多年来,北京大学发展与比较心理实验室始终立足于前沿基础研究,融合多学科交叉视野,在儿童青少年发展,特别是亲子谈话、执行功能与个体语言及社会认知等方面积累了深厚的理论根基与实证研究经验,为本次研究提供了专业的技术支撑。
斑马儿童研究院成立于2017年,是行业内首家聚焦于分龄研究、儿童认知发展的专业研究机构,多年来专注于科技与数字内容,其研究成果入选“十三五”教育部重点课题并发表于多家专业核心期刊。更重要的是,斑马口语积累的大量真实学习行为数据,将为本次研究提供宝贵的数据资源与应用场景。
作为课题研究的落地载体,斑马口语是面向6-12岁儿童的AI外教一对一口语学习产品,通过AI技术实现个性化教学与实时互动。本次研究的成果将直接应用于产品的交互逻辑优化与教学内容迭代。
“这不是一个纯学术项目,我们从一开始就明确了研究成果的应用导向。”修佳明表示,“研究过程中的阶段性发现,会同步反馈给产品团队进行验证和迭代;最终成果除了学术发表,还会通过产品更新的方式让更多用户受益。”
随着AI技术的持续发展,儿童与AI的互动将越来越频繁和深入。如何确保这种互动真正有利于儿童的学习与发展,需要更多基于实证的科学研究来支撑。本课题研究团队将定期发布阶段性成果,并探索通过学术研讨、行业分享等方式推动研究成果的传播与应用,推动AI技术真正有效作用于儿童成长。