虚拟学习环境中虚拟教师形象及功能研究初探

（东北师范大学计算机科学与信息技术学院，吉林长春 130117）

引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010年－2020年）》指出，随着教育信息化步伐的加快，“强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力，加快全民信息技术普及和应用。”[1]已经成为一项刻不容缓的工作。

虚拟学习环境（Virtual Learning Environments,VLEs）无疑是加快教育信息化步伐的一种很好的手段，虚拟环境可以为学习者营造一种逼真的现实氛围，有利于学生进行意义建构。所谓虚拟学习环境，一种说法是指把远程交互和面对面的交互按照多种方式结合起来,并提供某种虚拟的时空的学习环境。[2]这里可以简单地理解为一种基于Internet的网络学习平台，在这一学习平台的帮助下，学习者可以随时与同伴或者教师进行交互，它是在多媒体技术、网络技术、计算机及通信技术等多种技术的支持下体验“真实”场景的学习方式。

不少主流的网络教学平台，如：Moodle、Blackboard、Sloodle、Sakai、Atutor、Web CT、Charoline 等均可称为虚拟学习环境的优秀典范。但是，通过对各种教学平台的使用及相关文献的查阅发现，多数平台都没有设置虚拟教师形象，随时指导学生的学习，更多的是通过虚拟教室、本地聊天或即时信息（IM）、论坛、邮件等方式实现互动交流。

笔者认为，在虚拟学习环境中的学习最大弊端之一，在于学习者单独学习时容易产生“孤独感”，如果在学习的全程中有虚拟的教师形象在学习者有困难时及时给予帮助，虚拟学习环境的应用前景将会更加美好。

一、虚拟教师概念

虚拟教师概念的形成与发展起源于20世纪50、60年代的计算机辅助教学（CAI），自1958年IBM 公司奥斯顿研究中心开发出世界上第一个计算机教学系统以来，至今已有50多年的历史。[3]进入20世纪90年代以后，美国的马里兰大学的一个课题组提出了虚拟教师的概念，即“一个基于多媒体技术的网络教学环境，通过该系统可以使传输过程完善、同步运行并能交相互动的多媒体教学内容”，[4]国外对虚拟教师的界定是：虚拟教师是一种设备或技术，它是学习环境的一部分,作为学习环境的补充,有助于学习者操作技能的获得。[5]

进入21世纪，随着虚拟现实技术与虚拟人技术在教育领域的广泛应用，虚拟教师的内涵又得到了进一步地发展，构建形象逼真、表情丰富、动作生动、行为真实的三维虚拟教师成为研究的重点，这时的虚拟教师才是名副其实的虚拟教师。虚拟教师被逐渐定义为：计算机生成的三维虚拟学习环境中，能够模拟真实教师的形象及动作表情、模拟真实教师的教学功能的技术实体。表情丰富、动作生动、行为逼真的虚拟教师可以极大地增强学生在线学习的效果。[3]

二、虚拟教师形象设计

认知心理学认为，“人不是被动的刺激物接受者，人脑中进行着积极的、对所接收的信息进行加工的过程，即认知过程”。其理论实质在于，以计算机信息加工的观点来研究人的心理学活动，把人脑看作是一种如同计算机的信息加工系统。[6]笔者认为虚拟教师形象设计首先应符合网页界面设计的一般原则，此外，教师的形象设计要灵活多变，符合人的心理特征，给学习者和蔼可亲的感觉。

1.虚拟教师应具备的基本特征

作者Tirri等人在其研究报告《In Search of a Good Virtual Teacher》（好的虚拟教师研究） 中通过对师生的实验研究分析得出了一个好的虚拟教师应具备的基本特征，即认真高效（businesslike）；交流顺畅（clear in communication）；友好（friendly）；易于接近（easy to approach）；注重学生的个性化差异（willing to look at students’individual differences）。此外，他们认为，一个好的虚拟教师还需要具备教育学知识，学科知识、拥有教学经验，以及计算机基本操作技能。[7]

除上述基本特征外，笔者认为，好的虚拟教师还应具备以下几个基本的属性：

（1）虚拟教师要拥有丰富的表情及手势。因为虚拟教师只是作为网络学习平台的一部分出现，不必将完整的形象展示给学习者，只要展示出上体即可，所以，其面部表情及姿势的设计至关重要。利用现有的计算机及其相关技术深入挖掘虚拟教师的面部表情及手势，对消除学生学习的孤独感有很大的帮助。

（2）虚拟教师应该具备常用词的口型数据库。随着网络技术的日趋成熟，虚拟教师系统在教育领域的应用日趋广泛。虚拟教师以其虚拟人的形象优势在辅助学习者学习英语等方面将有很好的应用。基于此，虚拟教师应该具备基本的口型数据库以帮助学习者更好地进行发声的训练与学习。

（3）虚拟教师形象应鲜明突出。虚拟教师是虚拟现实技术的产物，能够做到形象栩栩如生才能给学习者最真实的“人”的感受，激发学生的学习动机，引起学习的兴趣。

2.虚拟教师形象设计原则

首先，虚拟教师的形象设计应符合美学特征。毕达哥拉斯的黄金分割比例是设计教师形象时应首先要先考虑的规律。一个利用黄金分割比例来设计的人体是令人愉悦的。对于虚拟教师的衣着、头型、五官、脸型细节的设计要符合大众的口味，不可一味地追求个性化而导致学习者对虚拟教师形象的反感。一般来说，一个虚拟学习环境中虚拟教师的形象应该设计很多种，以此满足不同性别、年龄、爱好、知识基础的学习者的不同需求，尽量保证每一类学习中都有学习者中意的虚拟教师陪同其学习。充分考虑学习者的个性化特征及学习风格，以达到促进意义建构的作用。

其次，虚拟教师的形象设计要体现以人为核心的设计原则。所谓以人为核心的设计，重点在于设计要尽量人性化，考虑使用者的需求与习惯。比如：设计教师衣着颜色的时候应该考虑到可能有色弱的使用者这一情况，让衣服的对比度及色泽尽量明显。

再次，教师形象应简洁明了，清晰可辨。在具体设计教师形象的时候，保证形象简单很重要。除非有必要，教师形象不要有装饰物（耳环等）出现，因为过于花哨或者复杂的形象会影响学生的学习效果，学生容易将注意力转移到不必要的装饰物上面。

最后，教师形象的尺寸大小设计要考虑整个虚拟学习环境的界面比例。也就是说，出现在虚拟学习环境之中的虚拟教师形象大小要符合整个系统的比例。

三、虚拟教师功能探讨

在虚拟教师基础形象设计完成之后，将其引入应用之中就需要对其功能进行探讨。通过对相关文献的总结与思考，笔者认为虚拟教师应该具备如下几个常用的功能。

1.在学习过程中随时出现

在虚拟学习系统中引入虚拟教师，其目的是为了促进师生之间的交互。虚拟教师的出现在很大程度上弥补了网络学习中由于师生分离造成的学习孤独感，改变了原来的以即时通讯、电子邮件、论坛等方式为主的交互手段。好的虚拟教师可以和学习者进行眼神的交流，甚至可以对话。

在学习者学习遇到困难或者学不进去的时候，只要进行简单的操作（点击鼠标等），为学习者“量身定做”的虚拟教师便立即出现，完成答疑解惑、交流情感的功能。

2.一次学习中有限次数的拖拽改变形象

在学生学习过程中，可以通过拖拽等操作任意改变虚拟教师的基本形象，让教师的形象更受人欢迎。通过对教师形象的改变，系统可以针对不同的学生建立个人虚拟教师库，从学生的操作记录中了解学生的喜好，提高学生的学习兴趣。之所以要限定改变形象的次数是因为不让学生把焦点集中在改变形象的“无聊事情”之上而耗费了学习精力。

3.虚拟教师能够根据授课的内容而变换手势、表情等

与人交流时眼神的碰撞可以增加彼此的信任，建立在虚拟现实、计算机及通讯、多媒体等技术之上的虚拟教师通过与学习者进行适时的非语言交流同样可以增进信任。虚拟教师应在学生需要其出现的时候给予学生合适的表情、手势等；在学生提问时给予肯定的神情；在讲解问题、情感交流时给予放松、自在的表情等等。

4.虚拟教师应该具有语音识别功能

除了非语言的符号交流，虚拟教师应该具备语音识别功能，根据学习内容建立相应的语音库，让学生通过相关的设备可以与其对话交流。这样学生才能有与人交流般的真实感受。

5.课间提示功能

众所周知，网络学习具有学习时间灵活、成本低、方便等优势，但是长时间的面对屏幕的学习比传统的课堂学习更易造成学习疲劳。学习者一旦投入到学习之中，很难掌握好学习时间，经常忘记课间休息。这时候，需要虚拟教师在学生学习一定时间后及时出现，提示学生休息。

6.制定学习计划的功能

除了交互功能外，虚拟教师应该具备给学习者制定学习计划并不断将其完善的功能。虚拟教师根据学习者的学习特征和学习内容帮其自主设计学习计划，并在学习者的不断学习中不断完善该计划。

四、结束语

笔者认为，通过将经过良好设计的并伴有诸多人性化交互功能的虚拟教师引入现有的虚拟学习环境中来，可以很好地帮助学习者更好地完成学习任务，在快乐中学习，学习者在感受到利用网络进行学习的充实感的同时，拥有教师形象的虚拟教师又可以使学生摆脱以往利用网络学习的孤独感，有接受正规学校教育的感觉。相信随着技术的进步和人们对于网络学习观念的更新，伴有教师形象的虚拟学习环境的利用率会越来越高，各类课程管理系统及学习平台会使成千上万的学习者受益。

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

[2]钱小龙.试论虚拟学习环境的整体实现[J].电化教育研究,2005,(2):47－50.

[3]赵慧琴,孙波等.虚拟教师研究综述[J].微型机与应用,2010,(5):1－5.

[4]董梅.创新网络教学重塑教育传输模式[J].聊城大学学报(自然科学版),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.网络应用心理学[M].北京:科学出版社,2007:240－243.

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