模拟教师角色特征对学习绩效的影响*

刘兴波 董 雪 王广新 王 宏



模拟教师角色特征对学习绩效的影响*

刘兴波1董 雪2王广新2王 宏1

（1．山东师范大学 新闻与传媒学院，山东济南 250014；2．山东师范大学 教育学部，山东济南 250014）

通过计算机技术开发的模拟类学习资源是利用动画角色模拟学习情境中的对象，向学生传递知识，叙述事物发展规律。模拟型微课中的虚拟教师承担着沟通知识和促进学生理解知识的职责。文章以“教师角色与场景体验—学习态度—学习绩效”为研究模型，用实证法探究虚拟教师角色对学习绩效的影响。研究结果表明，虚拟角色与场景体验对学习态度、学习绩效均有显著影响，而学习态度在教师角色体验和学习绩效之间起中介作用；教师角色的迷人性感觉对学习效果的影响极为显著，教师角色的类人性感觉则对学习效果的影响相对有限。

模拟型微课；虚拟教师角色；角色迷人性；角色类人性

引言

为适应信息时代教学改革发展的要求，中小学教师正在进行大规模的微课开发活动。信息技术的进步促使微课内容的表现形式多样化，如课堂实录式、动画模拟式等。模拟型微课“以动画技术构造了一个虚拟角色模拟教师的教学行为，为虚拟教师赋予动作、表情和语音，来展示虚拟教师的专业形象”[1]。它是教师用Flash等软件制作，用模拟教师、学生等角色再现真实教学情境，以及用图形、图画等动态元素呈现知识点的课件。国家开放大学5分钟课堂中的“语言文字”和“教育体育”等板块就提供了大量的模拟型微课，它们使用教师角色形象讲解知识点、学生角色替代真实的学生，用以营造一个生动有趣的真实课堂情境。

其它类型课件中模拟角色的相关研究结果表明，“教师角色在学习活动中可以提高任务关联程度”[2]、“学习者会把这种教师形象自我感觉为人与人之间的交流，从而提高学习动机”[3]等，因此，可以推断模拟型微课中的教师角色对学生的学习活动和学习绩效会产生积极的影响。本研究尝试从心理学视角建立一个新的模型框架，来探究虚拟教师角色形象对学习效果的影响。

一 问题的提出

1 教师角色的相关研究

模拟型微课的教师角色是一种高度视觉化的拟人形象，它利用手势、面目表情等传达言语和非言语行为信息，帮助建立学习者与计算机之间的社会联系，以及营造有趣的学习环境[4]。

研究者对模拟角色的研究集中于设计开发研究、模拟角色对学习活动影响的效果研究，其中学习效果研究主要包括：①对学习者学习注意力的影响，如Ryu等[5]认为模拟教师形象能吸引学习者的注意力，优化学习者的表现；②对学习者学习动机的影响，如Meij等[6]研究显示，教师角色对其学习动机的提高作用明显，它能使学习者快速投入到学习过程之中；③对学习者认知效果的影响，如夏志鹏[7]的研究显示模拟教师对学习者的认知效果具有促进作用，能增强传播信息的说服力。

综合以上研究发现，一个外观良好的虚拟教师角色能够激发学习者的学习兴趣，吸引学习者的注意力，激发学习动机。本研究将通过对模拟型微课中虚拟教师角色说服效果的验证，探讨教师角色对学习者的影响，为虚拟教师角色的设计提供借鉴。

2 研究模型的确定

对模拟角色教学效果的相关研究表明，模拟角色的形象特征及其结构特点能够有效地吸引学习者的注意力、激发学习者的学习兴趣，进而对学习者的学习结果产生影响，如Reber[8]的研究发现，教师角色的迷人性可以吸引学习者的注意力，而迷人性又进一步增强了其可信性，促进了学习者的有效学习；为学习者提供接近于真实或仿真的学习情境，他们深入理解知识的机会就会大大增加[9]。因此，本研究按照该研究思路，提出了“教师角色与场景体验—学习态度—学习绩效”研究模型（以下简称“研究模型”），对模拟教师角色直接或通过学习态度对学习绩效产生的影响进行验证。

①研究模型中的教师角色与场景体验主要是指学生对微课中教师角色以及相关环境等设计元素的体验，它是在开发设计模拟教师角色时要考虑的要素，强调教师角色与整个虚拟环境的协调。本研究将从以往研究中寻找相关内容来确定评价虚拟教师角色及其环境的体验元素：Jessie[10]提出模拟角色及其构成场景为学习者营造的真实场景感受，不仅能对学习者的学习动机有直接的促进作用，而且对学习者的认知策略、关联感知和学习兴趣有促进作用，由此本研究确定与教师角色相关的第一维度是“场景真实感”；赵慧勤等[11]认为具有情感支持的虚拟教师能增强教学互动，提高学生学习兴趣，激发学生学习热情，由此本研究确定教师角色设计的第二个维度为“情感参与”；MacDonald[12]的研究发现教师角色的类人性程度会对学习者的认知效果产生影响，由此本研究确定教师角色的第三个维度为“角色类人性”；Sträfling等[13]指出模拟角色拥有迷人外观即角色形象表现出的善于表达、充满热情、友好性等特点，能充分调动学习者的积极性，由此本研究确定教师角色的第四个维度为“角色迷人性”。

②研究模型中的学习态度是指引起学习者学习兴趣、促使学习者参与到学习过程中的因素。Kim等[14]指出模拟教师角色营造的真实场景能够更好地吸引学习者的注意力，由此本研究确定学习元素的第一个维度为“注意力关注”；MacDonald[15]认为模拟角色的可信性对学习者具有积极的暗示作用，由此本研究确定学习元素的第二个维度是“可信性”。

③研究模型中的学习绩效是学习者经过学习后能够理解或能够展示的内容。Jessie[16]认为叙事理解性可实现学习者对学习内容的有效理解，并吸引注意力，影响学习结果。由此，本研究确定学习者的学习结果是通过“叙事理解性”进行测量。

本研究利用“教师角色与场景体验—学习态度—学习绩效”研究模型，来研究模拟型微课中的教师角色与场景体验对学习态度和学习绩效的影响，以及学习态度在教师角色与场景体验和学习绩效之间的中介作用，对教师角色的说服效果进行验证。

二 测量工具选择与调查实施

1 测量工具的选择与修订

在教师角色与场景体验中，“场景真实感”、“情感参与”量表都是根据Jessie设计的研究模型来制定的，分别选取5个题项，用以测量学习者感知虚拟学习场景及教师角色的真实程度，以及学习者与虚拟教师角色之间的情感互动；“角色类人性”、“角色迷人性”量表均选择MacDonald编制的测量工具，分别选取5个题项，用以测量学习者感知虚拟教师角色和真实教师的相似程度，以及虚拟教师角色对学习者的吸引程度。

在学习态度中，“注意力关注”采用Jessie设计的研究模型，选取5个题项用以测量学习者对教师角色的注意力关注的程度；“可信性”量表采用MacDonald编制的测量工具，选取5个题项用以测量学习者对教师角色本身的相信程度。此外，在学习绩效中“叙事理解性”量表采用Jessie设计的研究模型，选取5个题项用以测量学习者对教师角色传授知识的理解程度。

本研究根据模拟型微课中教师角色的特点对以上量表中个别题项的用词做了适当修改和调整，并让部分学习者试用和修订；正式调查结束后的一致性系数分析表明：以上量表的信度和效度良好。

2 实验情境的设计

实验材料选取国家开放大学5分钟课堂中的“什么是歧视”和“上帝真的存在吗？”两个模拟型微课。它们是在计算机机房采用台式电脑播放，主频是1.5GHz、2GB内存、独立显卡、21寸液晶显示器，用立体声耳机听音。

图1 “什么是歧视”微课截图

图2 “上帝真的存在吗？”微课截图

3 研究对象的选择与数据处理

本研究选取Q市第五中学初中二年级学生作为研究对象，共发放问卷156份，回收148份，有效问卷145份。其中，男生为67人，占有效被试人数的比例为46.21%；女生为78人，占有效被试人数的比例为53.79%。本研究中的数据统计和分析采用SPSS 19.0软件。

三 数据整理与统计分析

1 学习者学习过程的差异分析

本研究以性别、模拟型微课程的学习经历对教师角色与场景体验、学习态度、学习绩效的各维度进行独立样本T检验。模拟型微课程的学习经历分为“2年以下学习经历者”和“2年及以上学习经历者”两组，统计结果如表3所示。

表3 学习者学习过程的差异检验结果

注：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001，以下相同。

表3的统计结果表明，学习者的性别对这些体验要素没有显著影响。模拟型微课的不同学习经历使得学习者感受教师角色的情感参与程度（M1=4.6455，M2=5.0818）、类人性（M1=4.6748，M2=5.2273）、迷人性（M1=5.1805，M2=5.6273）、注意力（M1=5.0943，M2=5.5818）存在显著差异。学习者参与模拟型微课的学习经历越长，对教师角色情感、迷人性、类人性的感知越强。

2 教师角色与场景体验、学习态度与学习绩效的回归分析

初次分层回归分析的结果显示，“情感参与”对“注意力关注”和“可信性”均无显著影响，也没有直接或间接通过“注意力关注”和“可信性”对“叙事理解性”产生显著影响。基于此，本研究建议删除“情感参与”维度重新进行统计和分析。

首先，将教师角色与场景体验中的“场景真实感”、“角色类人性”、“角色迷人性”引入回归方程，考察它们对学习态度中“注意力关注”、“可信性”维度的预测能力，结果如表4所示。

表4 教师角色与场景体验对学习态度的回归分析摘要表

其次，学习态度在角色体验与学习绩效之间的中介效果，将以教师角色与场景体验为第一组预测变量，以学业态度为第二组预测变量，分别对学习绩效进行回归分析，结果如表5所示。

表5 教师角色与场景体验、学习态度对学习绩效的回归分析摘要表

注：β1指学习元素进入回归方程之后的回归系数，β2指学习元素进入回归方程之前的回归系数。

分析表5中的数据可以发现，在学习者的学习态度进入回归方程前，场景真实感、角色迷人性对叙事理解性具有显著影响；学习态度进入回归方程后，R2引起显著的变化，根据Baron和Kenny[17]提出的中介变量条件，这表明学习态度在角色体验与学习绩效之间起中介作用。根据回归分析的结果得出教师角色与场景体验、学习态度、学习绩效的路径系数图，如图3所示。

图3 教师角色与场景体验、学习态度、学习绩效的路径系数图

从路径图可以发现场景真实感、角色迷人性不仅对叙事理解性具有直接显著影响，也经过学习态度中所有维度对叙事理解性产生间接影响；角色类人性仅经过学习态度中的注意力关注对叙事理解性产生间接影响，没有对叙事理解性产生直接影响。

四 研究结果与建议

1 研究结果与讨论

（1）模拟型微课营造的学习场景真实性感觉对学习效果具有积极影响

研究结果显示，场景真实感对学习者的注意力关注、教师角色的可信性和叙事理解性等均有显著影响。以往对各种学习情境的研究表明，学生对学习情境的体验程度影响学生的学习注意力，如Clark等[18]对模拟学习情境的研究表明，场景真实性较强的教师角色能减轻学习者的焦虑，将学习者的注意力转移到教学内容上来；刘俐利等[19]也提出逼真的虚拟学习情境能改善学习效果。这是由于模拟型微课中教师角色叙事的场景真实感可以使学习者想象出正在发生的事件，脑海中映射出生动的形象，吸引学习者的注意力。

（2）虚拟教师角色的迷人性感觉对学习效果具有显著影响

研究结果显示，虚拟教师角色的迷人性不仅对注意力关注、可信性和叙事理解性产生直接的显著影响，也经过注意力关注、可信性对叙事理解性产生间接影响。角色的迷人性具体表现在教师角色显得充满热情、有趣，它的举手投足如鼓掌、祝贺、耸肩等动作都会加强学生的注意力；教师角色显得善于表达、友好，也能获得学习者的信任，减轻学习者的焦虑心理，充分调动学习者的积极性。这个结果与Reber[20]的研究结论非常类似，他将迷人性作为影响教学形象角色使用的重要因素。本研究认为善于表达的、充满热情的教师角色能够清楚地传达问题解决的建议，同时也能对学生的学习效果有明显的激励作用。

（3）教师角色的类人性感觉对学习效果具有一定影响

教师角色的类人性对学生的注意力有显著影响，而与教师角色的可信性和理解性不相关。只要有知识的传递发生，叙事的可信性和理解性就会发生，这与传递源是否真实无关，而与学生对传递源的激励感觉有关，因此，“教师角色是不是跟真人一样与其叙事的可信性和理解性无显著性相关，反而与教师角色是不是表现出迷人性极其有关”[21]。

Cassell[22]认为，教师角色的高度真实性仅能够更好地引导学习者进入教学环境。这与本研究的结果相似，教师角色的类人性对学生的注意力有显著影响，但仅通过注意力影响学习绩效。

2 建议

①为模拟型微课设计迷人的虚拟角色以促进学习效果

教学设计者为引领与支持学生的学习活动，在各种学习系统的设计中使用了各种虚拟形象，如拟人型、动物形象、其他的无生命物体[23][24]等。对这些形象的研究表明，学习者只要对某种类型的虚拟形象感兴趣，就能融入学习情境，愿意接受它们传递的信息。因此，模拟型微课中对知识引领者的形象既可以设计成人物性的教师角色，也可以针对虚拟情境和教学内容的特点，设计其他类型的虚拟角色，只要这些虚拟角色和配合的声音能够向学生呈现出善于表达、充满热情、友好性等特征，就能够充分调动学生的学习积极性。

②为模拟型微课设计逼真的虚拟角色以提高学习绩效

研究结果显示，模拟型微课中教师角色的类人性不是影响学习绩效的主要元素，但它可通过增强教师角色的类人性来吸引学习者的注意力，从而提高学习绩效，而不是通过追求教师角色的逼真程度来增强其可信性。此研究结果能从Towns等[25]的研究结论中得到很好的诠释，他们认为模拟角色的逼真性程度提高了学习者的视觉反馈，由此增强了学习者的学习注意力。因此，在设计角色时需通过提高逼真程度，增强学习者学习的趣味性，以提高学习动机。

③为模拟教师角色构建真实的学习场景以增强学习绩效

模拟型微课要放置在真实的学习场景中，使学习者能清晰定义教师角色，以强化教师角色的真实感，产生身临其境的感觉，使自己尽快置身于教师角色所描述的事件中，更加有效地理解教师角色所讲述的知识。叙事情景越逼真，学习者的临场体验感越多，产生的兴奋和冲动越多，注意力就越集中，学习者也就越容易进入学习过程[26]。因此，教学设计者要使用虚拟技术给学习者营造出真实的学习场景，以提高学习绩效。

五 结语

本研究针对多数学者仅对模拟型微课元素的特征进行叙事分析的特点，采用实证方法探究教师角色与场景体验对学习态度、学习绩效的影响，能清晰地辨别模拟型微课中各种元素对学习绩效产生的影响，为教学设计者开发模拟型微课提供了指导。但本研究仅针对模拟型微课中的插图类教师角色，并不是智能教学代理，将在后续研究中开展智能角色影响学习效果的研究。

[1]杨御仿,王广新,刘兴波.提高学生情感体验的模拟微课的开发与效果验证[J].现代教育技术,2016,(12):58-64.

[2][6]Meij H, Meij J, Harmsen R. Animated pedagogical agents effects on enhancing student motivation and learning in a science inquiry learning environment[J]. Educational Technology Research & Development, 2015,(3):381-403.

[3]Johnson W L, Rickel J, Lester J. Animated pedagogical agents: Face-to-Face interactionin interactive learning environments[J]. International Journal of Artificial Intelligence in Education, 2000,(1):47-78.

[4]Unalcolk F, Ozan O. The affect of animation agents on student’s achievement and attitudes[J]. Journal of Distance Education, 2012,(2): 96-111.

[5]Ryu J, Baylor A L. The psychometric structure of pedagogical agent personal[J]. Technology Instruction Cognition and Learning, 2005,(4):291.

[7]夏志鹏,刘革平.三维虚拟学习环境中操作指导型虚拟教师设计与实现[J].中国电化教育,2016,(5):98-103.

[8][20]Reber J A. An analysis of the value of animated pedagogical agents in instructional simulations[J]. Thomas, 2007,(3):41-45.

[9]张瑜.Second Life环境下基于问题的学习活动研究[D].重庆:西南大学,2012:15.

[10][16]Jessie M, Johnson Q. Audience involvement with entertainment-education programs: Explicating processes and outcomes[D]. Illinois: University of Illinois at Urbana-Champaign, 2011:21-40.

[11]赵慧勤,孙波.基于虚拟智能体技术的具有情感支持的三维虚拟教师的研究[J].中国电化教育,2010,(11):117-123.

[12][15]MacDonald J E. Pedagogical agents in online military training: The effect of voice, image, and animation on social agency and learning[D]. Florida: University of West Florida, 2009:20-47、55-60.

[13][21]Sträfling N, Fleischer I, Polzer C, et al. Teaching learning strategies with a pedagogical agent: The effects of a virtual tutor and its appearance on learning and motivation[J]. Journal of Media Psychology Theories Methods & Applications, 2010,(2):73-83.

[14]Kim J H, Jung D H, Chae H S, et al. The effect of tangible pedagogical agents on children’s interest and learning[A]. Jacko J A.Human-Computer Interaction. HCI Applications and Services[C]. Berlin: Springer-Verlag, 2007:270-277.

[17]Baron R M, Kenny D A. The moderator-mediator variable distinction in social psychological research: Conceptual，strategic, and statistical considerations[J]. Journal of Personality and Social Psychology, 1986,(6):1173-1182.

[18]Clark R E, Choi S. Five design principles for experiments on the effects of animated pedagogical agents[J]. Journal of Educational Computing Research, 2005,(3):209-225.

[19]刘俐利,凌毓涛,王艳凤.虚拟学习环境中构建三维动画资源与交互设计研究[J].中国电化教育,2014,(2):123-128.

[22]Cassell J. Embodied conversational interface agents[J]. Communications of the ACM, 2014,(2):90-91.

[23]Arthur G. Danielle M. Self-regulated learning in learning environments with pedagogical agents that interact in natural language[J]. Educational Psychologist, 2010,(4):234-244.

[24]Moreno R, Mayer R E, Spires H A, et al. The case for social agency in computer-based teaching: Do students learn more deeply when they interact with animated pedagogical agents?[J]. Cognition and Instruction, 2001,(2):177-213.

[25]Towns S G, Fitzgerald P J, Lester J C. Visual emotive communication in lifelike pedagogical agents[J]. International Journal of Artificial Intelligence in Education, 1998,(10):474-483.

[26]王广新,刘兴波,李通,等.学生感知的数字化游戏挑战水平与学习注意力关系研究[J].中国电化教育,2016,(8):107-114.

Impact of the Simulated Teacher Characters on Learning Performance

LIU Xing-bo1dONG xue2wANG guang-xin2WANG Hong1

The simulation learning resources developed by computer technology transfer knowledge to students and describe the development law of things by using animated characters to simulate the objects in the learning environment. The virtual teacher role of the simulation micro-courses is responsible for communicating knowledge and promoting students’ understanding of knowledge. This study proposed “the teacher role and the scene experience—learning attitude—learning performance” research model and empirically explored the effect of the virtual teacher’s role on students’ academic performance. The results showed that the virtual role and the scene experience had a significant impact on learning attitude and learning performance, and of which, learning attitude played a mediating role between learning experience and learning performance. Moreover, the charming feeling of the simulated teacher’s role had extremely significant impact on the learning effect, while humanistic feeling of the role had relatively limited influence on the learning effect.

micro course; the role of virtual teachers; charm of the role; humanity of the role

G40-057

A

1009—8097（2018）08—0045—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.08.007

刘兴波，副教授，在读博士，研究方向为计算机教育应用，邮箱为13506405139@126.com。

2017年12月1日

编辑：小西