虛擬學習環境中虛擬教師形象及功能研究初探

（東北師范大學計算機科學與信息技術學院，吉林長春 130117）

引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010年－2020年）》指出，隨著教育信息化步伐的加快，“強化信息技術應用，提高教師應用信息技術水平，鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題能力，加快全民信息技術普及和應用。”[1]已經成為一項刻不容緩的工作。

虛擬學習環境（Virtual Learning Environments,VLEs）無疑是加快教育信息化步伐的一種很好的手段，虛擬環境可以為學習者營造一種逼真的現實氛圍，有利于學生進行意義建構。所謂虛擬學習環境，一種說法是指把遠程交互和面對面的交互按照多種方式結合起來,并提供某種虛擬的時空的學習環境。[2]這里可以簡單地理解為一種基于Internet的網絡學習平臺，在這一學習平臺的幫助下，學習者可以隨時與同伴或者教師進行交互，它是在多媒體技術、網絡技術、計算機及通信技術等多種技術的支持下體驗“真實”場景的學習方式。

不少主流的網絡教學平臺，如：Moodle、Blackboard、Sloodle、Sakai、Atutor、Web CT、Charoline 等均可稱為虛擬學習環境的優秀典范。但是，通過對各種教學平臺的使用及相關文獻的查閱發現，多數平臺都沒有設置虛擬教師形象，隨時指導學生的學習，更多的是通過虛擬教室、本地聊天或即時信息（IM）、論壇、郵件等方式實現互動交流。

筆者認為，在虛擬學習環境中的學習最大弊端之一，在于學習者單獨學習時容易產生“孤獨感”，如果在學習的全程中有虛擬的教師形象在學習者有困難時及時給予幫助，虛擬學習環境的應用前景將會更加美好。

一、虛擬教師概念

虛擬教師概念的形成與發展起源于20世紀50、60年代的計算機輔助教學（CAI），自1958年IBM 公司奧斯頓研究中心開發出世界上第一個計算機教學系統以來，至今已有50多年的歷史。[3]進入20世紀90年代以后，美國的馬里蘭大學的一個課題組提出了虛擬教師的概念，即“一個基于多媒體技術的網絡教學環境，通過該系統可以使傳輸過程完善、同步運行并能交相互動的多媒體教學內容”，[4]國外對虛擬教師的界定是：虛擬教師是一種設備或技術，它是學習環境的一部分,作為學習環境的補充,有助于學習者操作技能的獲得。[5]

進入21世紀，隨著虛擬現實技術與虛擬人技術在教育領域的廣泛應用，虛擬教師的內涵又得到了進一步地發展，構建形象逼真、表情豐富、動作生動、行為真實的三維虛擬教師成為研究的重點，這時的虛擬教師才是名副其實的虛擬教師。虛擬教師被逐漸定義為：計算機生成的三維虛擬學習環境中，能夠模擬真實教師的形象及動作表情、模擬真實教師的教學功能的技術實體。表情豐富、動作生動、行為逼真的虛擬教師可以極大地增強學生在線學習的效果。[3]

二、虛擬教師形象設計

認知心理學認為，“人不是被動的刺激物接受者，人腦中進行著積極的、對所接收的信息進行加工的過程，即認知過程”。其理論實質在于，以計算機信息加工的觀點來研究人的心理學活動，把人腦看作是一種如同計算機的信息加工系統。[6]筆者認為虛擬教師形象設計首先應符合網頁界面設計的一般原則，此外，教師的形象設計要靈活多變，符合人的心理特征，給學習者和藹可親的感覺。

1.虛擬教師應具備的基本特征

作者Tirri等人在其研究報告《In Search of a Good Virtual Teacher》（好的虛擬教師研究） 中通過對師生的實驗研究分析得出了一個好的虛擬教師應具備的基本特征，即認真高效（businesslike）；交流順暢（clear in communication）；友好（friendly）；易于接近（easy to approach）；注重學生的個性化差異（willing to look at students’individual differences）。此外，他們認為，一個好的虛擬教師還需要具備教育學知識，學科知識、擁有教學經驗，以及計算機基本操作技能。[7]

除上述基本特征外，筆者認為，好的虛擬教師還應具備以下幾個基本的屬性：

（1）虛擬教師要擁有豐富的表情及手勢。因為虛擬教師只是作為網絡學習平臺的一部分出現，不必將完整的形象展示給學習者，只要展示出上體即可，所以，其面部表情及姿勢的設計至關重要。利用現有的計算機及其相關技術深入挖掘虛擬教師的面部表情及手勢，對消除學生學習的孤獨感有很大的幫助。

（2）虛擬教師應該具備常用詞的口型數據庫。隨著網絡技術的日趨成熟，虛擬教師系統在教育領域的應用日趨廣泛。虛擬教師以其虛擬人的形象優勢在輔助學習者學習英語等方面將有很好的應用。基于此，虛擬教師應該具備基本的口型數據庫以幫助學習者更好地進行發聲的訓練與學習。

（3）虛擬教師形象應鮮明突出。虛擬教師是虛擬現實技術的產物，能夠做到形象栩栩如生才能給學習者最真實的“人”的感受，激發學生的學習動機，引起學習的興趣。

2.虛擬教師形象設計原則

首先，虛擬教師的形象設計應符合美學特征。畢達哥拉斯的黃金分割比例是設計教師形象時應首先要先考慮的規律。一個利用黃金分割比例來設計的人體是令人愉悅的。對于虛擬教師的衣著、頭型、五官、臉型細節的設計要符合大眾的口味，不可一味地追求個性化而導致學習者對虛擬教師形象的反感。一般來說，一個虛擬學習環境中虛擬教師的形象應該設計很多種，以此滿足不同性別、年齡、愛好、知識基礎的學習者的不同需求，盡量保證每一類學習中都有學習者中意的虛擬教師陪同其學習。充分考慮學習者的個性化特征及學習風格，以達到促進意義建構的作用。

其次，虛擬教師的形象設計要體現以人為核心的設計原則。所謂以人為核心的設計，重點在于設計要盡量人性化，考慮使用者的需求與習慣。比如：設計教師衣著顏色的時候應該考慮到可能有色弱的使用者這一情況，讓衣服的對比度及色澤盡量明顯。

再次，教師形象應簡潔明了，清晰可辨。在具體設計教師形象的時候，保證形象簡單很重要。除非有必要，教師形象不要有裝飾物（耳環等）出現，因為過于花哨或者復雜的形象會影響學生的學習效果，學生容易將注意力轉移到不必要的裝飾物上面。

最后，教師形象的尺寸大小設計要考慮整個虛擬學習環境的界面比例。也就是說，出現在虛擬學習環境之中的虛擬教師形象大小要符合整個系統的比例。

三、虛擬教師功能探討

在虛擬教師基礎形象設計完成之后，將其引入應用之中就需要對其功能進行探討。通過對相關文獻的總結與思考，筆者認為虛擬教師應該具備如下幾個常用的功能。

1.在學習過程中隨時出現

在虛擬學習系統中引入虛擬教師，其目的是為了促進師生之間的交互。虛擬教師的出現在很大程度上彌補了網絡學習中由于師生分離造成的學習孤獨感，改變了原來的以即時通訊、電子郵件、論壇等方式為主的交互手段。好的虛擬教師可以和學習者進行眼神的交流，甚至可以對話。

在學習者學習遇到困難或者學不進去的時候，只要進行簡單的操作（點擊鼠標等），為學習者“量身定做”的虛擬教師便立即出現，完成答疑解惑、交流情感的功能。

2.一次學習中有限次數的拖拽改變形象

在學生學習過程中，可以通過拖拽等操作任意改變虛擬教師的基本形象，讓教師的形象更受人歡迎。通過對教師形象的改變，系統可以針對不同的學生建立個人虛擬教師庫，從學生的操作記錄中了解學生的喜好，提高學生的學習興趣。之所以要限定改變形象的次數是因為不讓學生把焦點集中在改變形象的“無聊事情”之上而耗費了學習精力。

3.虛擬教師能夠根據授課的內容而變換手勢、表情等

與人交流時眼神的碰撞可以增加彼此的信任，建立在虛擬現實、計算機及通訊、多媒體等技術之上的虛擬教師通過與學習者進行適時的非語言交流同樣可以增進信任。虛擬教師應在學生需要其出現的時候給予學生合適的表情、手勢等；在學生提問時給予肯定的神情；在講解問題、情感交流時給予放松、自在的表情等等。

4.虛擬教師應該具有語音識別功能

除了非語言的符號交流，虛擬教師應該具備語音識別功能，根據學習內容建立相應的語音庫，讓學生通過相關的設備可以與其對話交流。這樣學生才能有與人交流般的真實感受。

5.課間提示功能

眾所周知，網絡學習具有學習時間靈活、成本低、方便等優勢，但是長時間的面對屏幕的學習比傳統的課堂學習更易造成學習疲勞。學習者一旦投入到學習之中，很難掌握好學習時間，經常忘記課間休息。這時候，需要虛擬教師在學生學習一定時間后及時出現，提示學生休息。

6.制定學習計劃的功能

除了交互功能外，虛擬教師應該具備給學習者制定學習計劃并不斷將其完善的功能。虛擬教師根據學習者的學習特征和學習內容幫其自主設計學習計劃，并在學習者的不斷學習中不斷完善該計劃。

四、結束語

筆者認為，通過將經過良好設計的并伴有諸多人性化交互功能的虛擬教師引入現有的虛擬學習環境中來，可以很好地幫助學習者更好地完成學習任務，在快樂中學習，學習者在感受到利用網絡進行學習的充實感的同時，擁有教師形象的虛擬教師又可以使學生擺脫以往利用網絡學習的孤獨感，有接受正規學校教育的感覺。相信隨著技術的進步和人們對于網絡學習觀念的更新，伴有教師形象的虛擬學習環境的利用率會越來越高，各類課程管理系統及學習平臺會使成千上萬的學習者受益。

[1]http:／／www.gov.cn／jrzg／2010－07／29／content＿1667143.htm.

[2]錢小龍.試論虛擬學習環境的整體實現[J].電化教育研究,2005,(2):47－50.

[3]趙慧琴,孫波等.虛擬教師研究綜述[J].微型機與應用,2010,(5):1－5.

[4]董梅.創新網絡教學重塑教育傳輸模式[J].聊城大學學報(自然科學版),2005,18(3):82－84.

[5]GILLESPIE R B et al.The virtual teacher[EB ／OL].http:／／ccrma.stanford.edu／觸sile／abstracts／asme98.html,1998.

[6] 覃征等.網絡應用心理學[M].北京:科學出版社,2007:240－243.

[7]Tirri K,Anne N.In Search of a Good Virtual Teacher[DB ／OL].http:／／eric.ed.gov／,2000－09.