教育虛擬數字人視線交互特征對用戶使用意愿的影響

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009—8097（2025）05—0101—10【DOI】10.3969/jiss.1009-8097.2025.05.0

一文獻綜述

隨著人工智能技術的快速發展，虛擬數字人已成為數字化人際交互空間中的技術性介質，其擬人化的交互方式受到了大眾的青睞。在教育領域引入虛擬數字人，便產生了“教育虛擬數字人”這一新穎的人智教學交互形態，可為學習者提供全新的人智交互學習體驗。

目前，研究者已針對教育虛擬數字人紛紛展開了研究。例如，李青等[1以教育虛擬數字人為研究載體，通過對虛擬數字人相關標準的現狀調查，提出教育虛擬數字人標準體系，并從頂層設計、面向未來、應用驅動、產學協同、跨學科整合、國際合作六個方面對教育虛擬數字人標準體系的實現路徑進行了詳細規劃；趙一鳴等[2發現，虛擬數字人的吸引力及其擬人化特征，能夠通過引發用戶對虛擬數字人的積極態度來提升學習滿意度，并對在線學習效果產生正向影響。在虛擬數字人擬人化特征中，視線交互是一種基于視覺特征的自然人機交互行為，是增強人工智能賦能教育“活性”的重要研究環節。當前，虛擬數字人視線交互的相關研究主要圍繞“眼神狀態”展開。例如，Garau等]聚焦虛擬化身注視、眨眼、凝視等視線行為，探究了不同視覺交互特征對人智交互體驗的影響；皮忠玲等[4以虛擬教師眼神方向（如直視、引導、回避）和身體定向（即正面或側面）兩種設計要素為觀測變量，開展了學習者對教學材料關注度的研究，結果發現無論教師身體朝向如何，引導注視條件下學習者對幻燈片的關注度更高；孫田琳子β發現，視頻教學中的人機交互研究多關注師生語言行為，而一些具有重要意義的非語言互動會被當作沉默行為來處理。目前，從用戶視角開展對教育虛擬數字人教學交互相關研究比較缺乏，圍繞教育虛擬數字人在線教學形成的新型交互方式是需要研究者審視的新命題。

教育虛擬數字人的視線交互設計，是解決教學交互中人機交互和人際交互的關鍵因素之一，可以反映用戶對教育虛擬數字人的使用意愿。如果沒有真正掌握用戶對教育虛擬數字人的使用意愿，就不能有效發揮虛擬數字人在教育領域的推廣潛力，也就無法達成人工智能賦能教育發展的目標。基于此，本研究從教育虛擬數字人的視線交互入手，探究教育虛擬數字人視線交互特征對用戶使用意愿的影響，以期促進教育虛擬數字人的教學應用，推動虛擬數字人與教育教學的深度融合。

二特征提取

1訪談對象與視頻樣本

本研究采用半結構化一對一訪談方法，通過三級編碼，提取教育虛擬數字人的視線交互特征。本研究將福建省F大學的師生和業界從事數字人設計開發的技術專家作為訪談對象，并根據學科背景、職業類別、性別比例（1：1）、虛擬數字人使用經驗等要素篩選訪談對象。最終，本研究確定了30名訪談對象，包括10名大學教師（計算機專業4名、設計專業4名、傳播專業2名，均具有副高職稱）、10名大學本科生（設計專業5名、傳播專業3名、計算機專業2名）、10名數字人技術專家（從業 3～5 年）。

本研究圍繞教育虛擬數字人視線交互展開研究，而虛擬數字人教學視頻樣本作為具象化載體，能夠直觀展現教育虛擬數字人的行為特征與交互細節，為深入探究用戶體驗和使用意愿等核心問題提供可靠依據。為確保視頻樣本的質量與代表性，本研究團隊通過廣泛收集各大平臺教育虛擬數字人教學視頻，經多輪對比、篩選，最終選取“有言”平臺的視頻作為視頻樣本，其關鍵畫面如圖1所示。這些視頻樣本畫面清晰，教育虛擬數字人——AI助教小文（下文簡稱“小文助教”）所呈現的表情、聲音、手勢等均為當前最新技術。在正式訪談開始前，本研究團隊先引導每位訪談對象觀看視頻樣本，之后圍繞其對小文助教在教學過程中的視線交互體驗和使用意向等核心內容開展時長約20分鐘的半結構化一對一訪談。在事先征得訪談對象同意的情況下，本研究團隊對訪談進行了全程錄音，之后將錄音轉化為訪談文本作為內容記錄，為下一步統計分析奠定基礎。

2編碼過程

本研究團隊采用Mccalln[設計的三級編碼，對訪談文本中的內容進行了概念化和分類，具體編碼過程如表1所示。

① 在開放式編碼階段，本研究團隊對訪談文本中的內容進行整理與逐句分析，以教育虛擬數字人視線交互特征為核心，進行視線交互體驗維度的節點提煉，總結出“視線轉移、響應注視”“引導我看、視線停頓”“跟隨我的視線”等21個初始概念。

② 在選擇性編碼階段，本研究團隊通過整合、歸納相關初始概念，形成了“視線轉移和跟隨”“視線引導與聚焦”“視線跟隨”等10個副范疇。

③ 在軸心式編碼階段，本研究團隊對10個副范疇重新類化，按照教育虛擬數字人視線交互特征的表現形式進行反復推敲，萃取出“視線一致性”“視線自然度”“視線反饋”3個主范疇作為教育虛擬數字人視線交互特征。

三假設模型

1理論基礎：技術接受模型和準社會互動理論

1989 年，Davis[8]運用理性行為理論研究用戶對信息系統的接受情況時提出技術接受模型（TechnologyAcceptance Model，TAM）。TAM模型旨在闡釋計算機被廣泛接受的決定性因素，并通過兩個方面來預測用戶對技術的接受程度： ① 用戶是否接受特定的技術系統由使用意愿決定，而使用意愿由用戶對技術系統的感知有用性（PerceivedUsefulness，PU）與感知易用性（PerceivedEaseofUse，PEOU）共同決定，且感知易用性正向影響感知有用性； ② 特定場景中的一些關鍵因素可以構成外部變量，外部變量主導感知有用性與感知易用性。本研究以TAM模型為理論基礎，并將教育虛擬數字人的視線一致性、視線自然度、視線反饋作為TAM模型的外部變量。

準社會互動（Parasocial Interaction，PSI）由心理學家Horton等[9]于1956年提出，用于描述受眾在接觸媒體時將媒介人物當作現實生活中的真實人物做出回應的現象，由此建立起受眾和媒介人物之間的一種主動聯系[10]。在與媒介人物頻繁接觸的過程中，受眾會產生一種類似于真實社交活動的臨場感。教育虛擬數字人通過模擬人際交流方式，并遵循一定的行為規范，與人類開展溝通與互動。有研究表明，用戶往往將教育虛擬數字人視為與人一樣的社會主體，并將人際交流中習得的社會規范和期望遷移至與其對話的過程中[]。本研究借助準社會互動理論，可以全面、深入地剖析教育虛擬數字人的視線一致性、視線自然度、視線反饋三大視線交互特征對用戶使用教育虛擬數字人意愿的影響。

2假設模型的構建

（1）教育虛擬數字人視線交互特征的相關假設

線索一致性理論表明，當一個社會參與者或實體的多個信息源或線索一致時，這些信息源或線索對個人態度和行為的影響可以進行線性整合[12]，這意味著線索（如視線）的價值是可以預測態度和行為。在人智教學場景中，教育虛擬數字人與用戶視線協同交互是存在的[13]。由此，本研究針對教育虛擬數字人視線一致性交互特征提出以下假設：視線一致性正向影響用戶對教育虛擬數字人的感知有用性（Hla），視線一致性正向影響用戶對教育虛擬數字人的感知易用性（HIb），視線一致性正向影響用戶與教育虛擬數字人之間的準社會互動（Hlc）。

根據交互自然性心理結構及其對人機互動的影響，曹劍琴等[14]發現“通達舒暢”和“隨景應人”兩個要素對滿意度、用戶體驗等關鍵指標具有顯著的預測作用。教育虛擬數字人視線交互要關注情態的還原，輔助用戶對關鍵內容的關注和識別。當用戶與虛擬數字人教師交互時，代理做出與真人類似的自然視覺行為參與響應（如眼神接觸、回避凝視），已被證明會影響用戶接受度和使用意愿[15]。由此，本研究針對教育虛擬數字人視線自然度交互特征提出以下假設：視線自然度正向影響用戶對教育虛擬數字人的感知有用性（H2a），視線自然度正向影響用戶對教育虛擬數字人的感知易用性（H2b），視線自然度正向影響用戶與教育虛擬數字人之間的準社會互動（H2c）。

在人機交互設計中，顯示與反饋方式是重要的設計元素，反饋更是提升深層次學習的有效策略之一[16]。王洪江等[17]發現，反饋系統的實時性、互動性對于提升在線教學質量和學生參與度具有重要作用。用戶與教育虛擬數字人之間的眼動交互，需通過視線信息反饋來完成。由此，本研究對教育虛擬數字人視線反饋交互特征提出以下假設：視線反饋正向影響用戶對教育虛擬數字人的感知有用性（H3a），視線反饋正向影響用戶對教育虛擬數字人的感知易用性（H3b），視線反饋正向影響用戶與教育虛擬數字人之間的準社會互動（H3c）。

（2）用戶技術接受因素的相關假設

在TAM模型中，感知易用性和感知有用性是衡量用戶持續使用意愿的決定性因素，且感知易用性正向影響感知有用性，如用戶認為新技術的使用越便捷，此新技術也就越有用。Davis等[18]的研究證實，用戶對新技術的感知有用性與感知易用性對其行為態度、使用意愿提升具有積極作用。Karahanna 等[19]認為系統使用受媒介感知有用性的影響，而對媒介有用性的感知又受媒介易用性感知和社會存在感的感知影響。

由此，本研究針對用戶技術接受因素提出以下假設：感知易用性正向影響感知有用性（H4），感知易用性正向影響準社會互動（H5）。

（3）用戶體驗因素的相關假設

隨著研究的進一步深入，寧連舉等[20]發現在社會性網絡服務中，人際互動各因子通過人際互動效用影響用戶的滿意度，進而影響用戶的持續使用意愿。管大為21基于擬人化理論，提出用戶與虛擬化身互動時，擬人化程度的高低存在感知效果差異，并對用戶體驗具有一定的調節作用。由此，本研究針對用戶體驗因素提出以下假設：感知有用性正向影響用戶對教育虛擬數字人的使用意愿（H6），感知易用性正向影響用戶對教育虛擬數字人的使用意愿（H7），準社會互動正向影響用戶對教育虛擬數字人的使用意愿（H8）。

依托技術接受模型和準社會互動理論，根據教育虛擬數字人視線交互特征提取結果，結合上述假設，本研究將教育虛擬數字人視線交互特征作為用戶使用意愿的外部變量，將用戶技術接受因素和用戶體驗因素作為中介變量，構建了教育虛擬數字人視線交互特征影響用戶使用意愿的假設模型（下文簡稱“假設模型”），如圖2所示。

四問卷調查與相關檢驗

1問卷設計

為了驗證假設模型的有效性，本研究針對教育虛擬數字人視線交互特征（包含視線一致性、視線自然度、視線反饋）、用戶技術接受因素（包含感知有用性、感知易用性）、用戶體驗因素（即準社會互動）、使用意愿等指標開展了問卷調查。問卷主要由人口統計學信息和李克特量表組成，共設25個題項，量表指標與題項內容設計如表2所示。各題項采用李克特5點量表計分，用 1～5 分表示從“非常不同意”到“非常同意”。需注意的是，問卷感知易用性模塊側重于調查用戶的使用意愿，而非其實際使用體驗。后續需根據用戶使用教育虛擬數字人上課的實際體驗，針對感知易用性指標的設計進行調整和優化。

2問卷實施

本研究面向大學師生和有數字人設計開發經驗的業界人員，采用在線發放問卷進行抽樣調查的方式來展開問卷調查。為確保所收集數據的真實性，被調查者在填寫問卷之前需先登錄“有言”平臺（網址：https：//www.youyan3d.com）觀看如圖1所示的教學視頻 2～3 分鐘。在保證問卷有效性與完整性的前提下，本研究對回收的220份問卷進行篩選，剔除答題時間異常、回答規律性明顯、答案邏輯矛盾的8份問卷，得到有效問卷212份。填寫這212份樣本問卷的被調查者是36名大學教師、133名大學生和43名數字人技術專家，其中男性占比 43.87% ，女性占比 56.13% ；學歷分布為專科/本科占比 54.72% ，碩士占比 33.49% 博士及以上占比 11.79% 。

3信效度檢驗

本研究使用AMOS24.0軟件對李克特量表進行了驗證性因子分析： ① 量表的信度檢驗采用Cronbach'sa 系數和組合信度CR來衡量。經計算，視線一致性、視線自然度、視線反饋、感知有用性、感知易用性、準社會互動的Cronbach's a 系數值分別為0.908、0.941、0.942、0.897、0.885、0.907，可見量表各指標的Cronbach's a 系數值在 0.885～0.942 之間；CR值在 0.886～0.942 之間，均大于0.700的標準，這表明量表內部一致性良好，各指標對應的測量題項具有良好的信度。 ② 量表的效度檢驗包括聚合效度檢驗和區分效度檢驗。其中，聚合效度可以通過潛變量的平均方差提取值（AVE）和測量指標的因素負荷量來檢驗。經計算，視線一致性、視線自然度、視線反饋、感知有用性、感知易用性、準社會互動、使用意愿的AVE 值在0.709～0.802 之間，因素負荷量在 0.806～0.932 之間，均滿足大于0.5的標準，這說明量表聚合效度良好，本研究構建的假設模型具有較高的解釋力。而區分效度檢驗結果顯示，視線一致性、視線自然度、視線反饋、感知有用性、感知易用性、準社會互動、使用意愿的 AVE 值的均方根均大于其與其他指標的相關系數，說明各指標之間的區分效度效果良好。

4擬合度檢驗

本研究采用AMOS21.0對主要指標的擬合度進行檢驗，結果顯示：各擬合度指標整體表現良好。絕對擬合指標 χ²/df 值為2.094，位于標準區間值 1～3 ；RMSEA值為0.072，小于0.08；GFI=0.834， CFI=0.941 ，TLI=0.931 ，均大于0.8。可見，本研究提出的假設模型與樣本數據擬合度理想。

5假設檢驗

假設模型的路徑系數與假設檢驗結果如表3所示。表3顯示，視線一致性對感知易用性沒有顯著影響0 ?β=0.093 ， ），但對感知有用性（ β=0.218 ， plt;0.001 ）和準社會互動（ _.β=0.273 ， plt;0.001 ）存在顯著正向影響，故HIb不成立、Hla和Hlc成立；視線自然度對感知有用性（ β=0.286 ， plt;0.001 ）、感知易用性（ β=0.298 ， plt;0.001 ）和準社會互動（ β=0.209 ， plt;0.01 ）均存在顯著正向影響，故 H2a ： H2b 、H2c均成立；視線反饋對感知有用性（ β=0.306 ， plt;0.001 ）、感知易用性（ β=0.554 ， plt;0.001 ）和準社會互動（20 （β=0.479，plt;0.001） 均存在顯著正向影響，故H3a、H3b、H3c均成立；感知易用性對感知有用性（ ，plt;0.001 和準社會互動 （β=0.213，plt;0.05） 均存在顯著正向影響，故H4、H5 均成立;感知有用性（ .β=0.284 plt;0.01 ）、感知易用性（ _β=0.265 ， plt;0.01 ）和準社會互動（ β=0.307 ， plt;0.001 ）均對使用意愿存在顯著正向影響，故H6、H7、H8 均成立。

五結論與討論

本研究提取了教育虛擬數字人的視線交互特征，構建了教育虛擬數字人視線交互特征影響用戶使用意愿的假設模型，并通過相關檢驗，驗證了假設模型的有效性，所得結論主要如下：

① 用戶技術接受因素（包含感知有用性、感知易用性）和用戶體驗因素（即準社會互動）均正向影響使用意愿，且影響程度依次為：準社會互動 gt; 感知有用性 gt; 感知易用性。Bazelais等[28]提出，感知有用性與感知易用性是個體接受和使用新技術的主要動機；Chen等[29提出，準社會互動是衡量用戶對信息技術接受程度的重要因素指標，影響用戶的行為決策。上述觀點肯定了感知有用性、感知易用性、準社會互動對使用意愿的影響，這與本研究的結論基本一致——不同的是，本研究將“準社會互動”提到了更重要的位置。相較于感知有用性和感知易用性，準社會互動對用戶使用教育虛擬數字人意愿的影響更大，原因可能在于：用戶使用教育虛擬數字人這種新型教學媒介時，不僅期待其具備知識傳授的實用性和操作的便捷性，更渴望通過持續的準社會互動加大自身的學習投入，降低因學習困難或枯燥產生的倦怠感。根據本結論，后續設計教育虛擬數字人的相關教學產品時，需重視用戶與教育虛擬數字人之間的準社會互動，并將準社會互動貫穿于整個教學過程，以讓用戶獲得一種“隨時被關注”的愉悅感，從而提升其使用意愿。

② 感知易用性正向影響感知有用性，也正向影響準社會互動。可見，感知易用性是影響使用意愿的核心中介變量。當用戶與教育虛擬數字人進行視線交互時，易于理解和操作的視線交互方式能顯著降低用戶的認知負擔。根據本結論，后續設計教育虛擬數字人的相關教學產品時，可以通過在虛擬數字人教學界面提供清晰的視覺提示、告知用戶當前視線交互的狀態和可進行的操作，來增強用戶與教育虛擬數字人視線交互的易用性；也可以提供個性化設置界面，使用戶能夠根據自己的偏好和習慣便捷地調整交互參數，如自行設定視線追蹤的靈敏度、觸發交互的注視時長、提示信息的顯示方式等，來增強用戶使用教育虛擬數字人的易用性。

③ 教育虛擬數字人視線交互特征（包含視線一致性、視線自然度、視線反饋）正向影響感知有用性和準社會互動，且視線自然度和視線反饋正向影響感知易用性。其中，對準社會互動的影響程度依次為：視線反饋 gt; 視線自然度 gt; 視線一致性；對感知易用性的影響程度依次為：視線反饋 gt; 視線自然度，視線一致性對感知易用性沒有顯著影響。結合前面2個結論，可以推出教育虛擬數字人視線交互特征中的視線反饋是用戶使用意愿的關鍵影響因素，而視線自然度是重要影響因素。根據本結論，后續設計教育虛擬數字人的相關教學產品時，需重點優化視線反饋功能，如在反饋形式方面，通過光標、高對比度顏色、熱區高亮顯示等提示視線落點；在反饋時間方面，依據時間知覺理論設計反饋時間；在反饋準確度方面，結合人機交互的目標容差范圍與教學知識點熱區來提升反饋準確度；在反饋動作方面，多使用注視、眨眼、追蹤等眼動動作。同時，也需關注視線自然度，如參考真實互動中人的眨眼頻率與瞳孔反應，營造“人際互動”臨場感。

教育虛擬數字人是數智時代的一種新型教學媒介，也是人工智能賦能教育實踐的重要載體。本研究探討了影響用戶使用教育虛擬數字人意愿的因素，并重點分析了教育虛擬數字人視線交互特征（包含視線一致性、視線自然度、視線反饋）對用戶使用意愿的影響，所得結論有助于推動虛擬數字人在教育教學中的有效應用。需要指出的是，本研究選取“有言”平臺中的虛擬數字人教學視頻作為測試樣本，樣本來源較為單一，不能全面反映教育虛擬數字人的特征。對此，后續研究需增加測試樣本，以拓展研究的普適性。

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The Influence of Educational Virtual Avatars’Gaze Interaction Characteristics on Users’Willingness to Use ZHANG Ting1，2 LAI Jian-Dou2 GUAN Xing-Sheng

（1.SchoolofHumanities，FujianUiversityoechnologyFuzhou，FujianCina35l;2.Facultyo Innovative Design， City University of Macau， Macau， China 999o78; 3. Cros-strait Vocational Education IntegrationDevelopmentCenter，FujianPolytechnicofInformationTechnology，Fuzhou，Fujian，China350003）

Abstract： Asanewtypeof teaching media inthedigital intellgenceage，educational virtualavatars canoffer leamers anew human-intellgence interactivelearning experience. Gaze，serving asanon-verbal communication clue when users interact with educationalvirtualavatars，its interactioncharacteristics willhaveanimpactonuserswilingnesstouse.Basedonhis，the paper first adopted the semi-structured one-on-one interview method and extracted the gaze interaction characteristics of educational virtual avatarsthrough thre-levelcoding，includinggazeconsistency，gaze naturalnessandgazefeedback. Subsequently，relyingonthe technologyacceptance model and parasocial interaction theory，this paper constructed the hypothetical modelofthe influenceofeducationalvirtualavatars'gazeinteractiocharacteristics onusers'willingness touse. Finally， te validityofthe hypothetical model was verified througha questionnairesurveyandrelevanttests.It was found in this paper that both users’technology acceptance factors （including perceived usefulness and perceived easeof use）and user experiencefactors （i.e.，parasocial interaction）hada positiveimpact onusers’ wilingness touse，with parasocial interaction exhibiting the greatestimpact.Perceivedeaseofuse was thecore mediating variable thataffectedthe wilingnes touse.Among gaze interaction characteristics of educational virtual avatars，gaze feedback constituted the key primary determinantof wilingnesstouse，whilegaze naturalnessrepresented a significant factor.The studyin this paper canprovide theoretical guidance for optimizing the designof teaching products related toeducational virtual avatars，and help promote the deep integration of virtual avatars with education and teaching.

Keywords：educationalvirtualavatars;azeinteraction;wilingnesstouse;tehnologyaceptancemodel;parasocialinteraction