在線教學交互中虛擬IP形象的應用研究

楊東潤 李叢

摘 要：文章從技術、教育學兩個視角切入，結合數字媒介、教學特征、在線虛擬學習環境的特點，分析教師的虛擬IP形象在教學交互中的應用模式，從形象、表情、動作三個方面進行設計，將教師形象轉化為具有情感表述的虛擬IP形象，激發學習者興趣、提升參與度、提高在線教學質量。文章提出普遍適用性的交互流程與虛擬IP形象于在線教學中的交互應用模式，為進一步實踐研究提供參考。

關鍵詞：虛擬IP形象; 教學交互; 在線教學; 虛擬教師

中圖分類號：TP391.9? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）10-179-002

在全球新冠疫情防控背景下，在線教學模式的廣泛應用日益凸顯信息技術對教育的影響【1】?！督逃畔⒒?.0行動計劃》（教技[2018]6號），聚焦數字校園建設，提出通過數字化信息技術搭建“互聯網+教育”平臺【2】，引發教育研究者、決策者、教師和學生思考如何在數字技術引領下實現教育形式與教學交互模式轉變。本文旨在研究構建具有情感支撐的教師虛擬IP形象，并應用于在線教學實踐中，以增加師生間教學交互行為與提升學生興趣。

1.研究現狀

虛擬教師是一種利用虛擬現實、增強現實、光學動作捕捉技術等新科技打造的虛擬、智能的人物形象，并廣泛運用于影視、直播、科技館展示等行業。而早在20世紀50、60年代，教育領域就出現通過計算機輔助教學的虛擬教師，經過發展，已經可以用真實的教師形象、姿態、表情、動作模擬整個教學過程【3】。目前，在線教學的實踐中，存在教學方法模式單一、師生間缺乏有效互動、學生參與度不高、學習興趣低迷、學習動力不足、批判性思維和創新能力不足【4】。為解決在線教學中師生間情感交流的缺乏、學習者興趣持久度較低、教學效果較差等情況，通過虛擬IP形象實時進行課堂教學、增添教學交互活動，從而提高學生的學習興趣，提高在線教學交互質量。

2.技術視域下虛擬IP形象設計研究

隨著虛擬現實技術和網絡技術的發展，通過在線虛擬教師IP形象與虛擬現實技術相結合，可以提高學習者學習興趣并改進在線教學交互效果。教育學理論認為，在線虛擬教學環境中，學習者自主學習是需要教師引導和控制，而在線虛擬教師IP形象能通過模擬真實教師，發揮傳統教學中教師的作用，虛擬教師的應用也會使學生產生歸屬感和學習興趣。而如何在互聯網虛擬教學環境中，構建具有情感支撐的虛擬教師角色成為本次研究的重點。

2.1虛擬IP形象設計實現

虛擬教師是指基于在線虛擬學習環境，模擬教師表情、動作與模擬教學的技術實體。教師的虛擬IP形象設計，包括形象設計、表情設計、動作設計。

（1）形象設計

虛擬IP形象設計，包含了人物性別、皮膚、發型、五官、服飾等，由于虛擬教師形象對學習者的學習會產生不同程度的影響，在設計虛擬IP形象時，人物性別、皮膚、發型、五官均以院校課程老師形象為原型進行再設計，服飾設計時符合教師職業即可，運用瑪雅MAYA軟件進行虛擬IP形象的靜態模型設計。

（2）表情設計

在線教學的虛擬環境中，教師IP形象所展示的表情變化能夠激發學習者的學習興趣。人類表情學家Ekman和Friesen定義了6種基本表情，分別是高興、悲傷、憤怒、厭惡、害怕、驚奇【5】。本次研究中，考慮在教學情境中教師表情出現的頻率，共為虛擬IP形象定義了正常、高興、悲傷、驚奇、害怕5種基本表情。此次研究采用面部表情捕捉設備，實時收集面部數據并實時預覽，輕松完成一系列豐富、自然、流暢的表情設定，與傳統的表情制作相比，大大降低制作周期，減少人員成本。

（3）動作設計

在線虛擬IP形象的動作設計，包括位移動作和非位移動作。在不影響和分散學習者注意力的情況下，適當的加入位移動作，會增強虛擬教師的真實可信度，調動學習者的學習積極性。本次研究重點在非位移的動作設計，此項設計主要指虛擬教師停留在原有的位置，做出不同的動態手勢與姿勢，筆者采用在軟件中利用骨骼綁定技術來實現部分動作的制作。

2.2虛擬IP形象的交互媒介選擇

在線教學與傳統學校教學在媒介的選擇上有所不同。傳統教學選擇紙質資料與電子資料作為輔助教學的媒介，而在線教學則選擇數字媒體，包括網絡媒體（PC端）、移動媒體（手機端）、數字媒體（即時通訊）等。虛擬IP形象于在線教學中的應用，是聯通教師與學習者、虛擬環境與物理環境的實踐活動。在線學習媒介的選擇對激發學習者興趣、活躍課程教學形式是至關重要的，本次研究，基于虛擬現實技術的背景，運用虛擬IP形象實現一對多、多對多、多對一的師生、生生交流形式，并形成“人——機——人”的高效互動模式。媒介的選擇主要包括以下兩方面：

（1）即時交互。本次研究選擇騰訊會議平臺作為實時交互媒介。教師通過虛擬IP形象進行在線實時教學，以Q版虛擬IP形象、豐富的表情、動作與語言，激發學習者的興趣、豐富課程教學形式。騰訊會議平臺所提供的屏幕共享與語音、視頻功能，可實現師生之間跨空間的實時溝通交流，打破傳統在線視頻教學的交流單一性。

（2）通訊交互。本次研究選擇即時通訊QQ、超星泛雅平臺作為通訊交互媒介。教師通過QQ實現課程安排通知、傳輸課程資料、課后反饋與答疑。超星泛雅平臺是比較成熟的網絡教育平臺，根據身份登錄不同的界面，學習者可以通過此平臺，獲取文本資料與視頻資料;完成相應的課程作業;討論區功能可實現師生、生生間的學術交流。對于教學者，可通過此平臺、發布相關課程通告、傳輸教學資料、教學反饋、檢測各種統計數據，并通過相關數據對學習者做出公正、客觀的成績評價。

3.教育學視域下虛擬IP形象的教學應用研究

從教育學視角展開的教學交互研究，是回歸教育本體，審視各種技術帶來的教學方式轉變的同時，構建與媒介相適應的教學模式。虛擬教師的在線教學，是一個過程性的教學模式，教學交互貫穿整個教育過程，包括學習者與操作平臺、學習者與教師、學習者與學習者、學習者與教學資源之間的交互設計。

3.1在線教學中的教學交互基本流程

此次研究，綜合考慮在線教學過程中的影響因素、所選媒介及教學交互規律的特征，提出通過教師使用虛擬IP形象實現在線教學交互的基本流程。其中基本要素包括：教學內容、教學條件、教學法分析;教學媒介選擇、交互環境創建;交互活動組織與管理;交互評價及反饋等。整個流程分為四個階段，分別是：交互設計分析階段、交互媒介選擇階段、交互活動設計階段、交互評價反饋階段。

交互設計分析階段：通過分析教學內容、教學條件、教學法，判斷該課程是否具有轉變為線上虛擬IP教師教學模式的必要性。

交互媒介選擇階段：對于上一階段已經具備可行性的課程，分析其課程教學特征，并選擇滿足適合師生交互特性的媒介平臺與交流工具，構建沉浸式虛擬學習環境。

交互活動設計階段：針對特定的交互環境與交互工具，組織合理的交互活動，與師生交互活動管理策略，集中高效的解決教學活動分散性問題。

交互評價反饋階段：在整個在線教學過程中，影響交互活動的因素較多，收集教學過程中的反饋信息，以便于對教學內容、交互媒介、交互活動設計階段的有效調整與完善。

3.2虛擬IP形象教學交互應用模型

本次研究，通過虛擬IP形象、教師、學習者，利用各種媒體設備進行溝通交流，形成“以學習者為主，教師為輔”的自主學習、深度學習、探究式學習的模式。強調虛擬IP形象、教師、學習者、媒體四者之間的有效交互，不僅要教師角色充分發揮答疑解惑的功能，還要學習者充分投入在線學習，提升學習思維，培養自主學習、合作學習能力，提高參與度。對于教師使用虛擬IP形象進行在線教學交互應用，從教師、學習者角色身份切入，結合教學交互設計4個階段，深入探究交互活動的開展，如圖1所示。

（1）以虛擬IP形象為主導的在線教學交互

對教師交互活動的研究，分為虛擬教師與現實教師兩個角色，虛擬教師是指教師使用虛擬IP形象完成客觀的教學任務。虛擬IP形象的使用，貫穿整個在線教學交互活動設計階段?，F實教師則負責主觀的任務分配與解惑答疑，掌握整個教學節奏，并對所搜集到的信息反饋進行，調整教學內容與完善交互活動設計。兩種角色教師的交互活動貫穿教學交互設計四個階段，集中體現在教學內容設定、教學模式選擇、師生交互、教學內容與模式調整等。

（2）以學習者為主導的在線教學交互

對學習者交互活動的研究，強調學習者的自主、探索式學習，主要完成教學任務，師生互動，發現問題并解決問題，學習者的交互活動包括課前課后與教師、學生、學習內容產生交互反饋，課堂中與虛擬IP形象、媒介工具產生交互。無論選擇何種交互形式，都需要和媒介操作相結合，需要教師與學習者擁有一定的互聯網技術，考慮對新技術與新形式接受能力的不同，相關的媒介操作盡量降低用戶的認知負荷。

4.總結與展望

本研究是以虛擬IP形象為切入點，利用虛擬現實技術與軟件聯通在線媒介實現虛擬教師在線教學。研究成果表明，虛擬IP形象、教師、數字媒介、交互活動四者結合，既解決時間空間限制下教學模式單一的問題，又為教學模式提供了更多豐富的交互形式。虛擬現實技術與動作捕捉技術的應用為虛擬教師存在形式的轉變提供了技術保障，在教學過程中，為學生搭建沉浸式、交互式虛擬學習環境，其體驗感激發學習者興趣，提升了學習者交互活動的參與度。

目前，虛擬IP形象多應用于影視、直播行業，在教育行業的發展處于探索階段。虛擬IP形象的運用依托于教師的軟件使用和現有的學習平臺。如何將教師的虛擬IP形象應用與現有學習媒介平臺進行整合，如何提升虛擬IP形象于在線教學中的互動性等，還須進一步研究與探索。基于此，后續研究重點會集中在圍繞虛擬IP形象與現有媒介平臺、學習資源的融合，真實教師與虛擬教師協同完成教學任務工作。

本文章是2020年度江蘇省文化和旅游課題（項目編號20YB41）文化旅游IP合理開發與可持續發展研究——以鎮江文化旅游名片白娘子IP為例的階段性成果

參考文獻：

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[3]朱珂，張思妍，劉濛雨.基于情感計算的虛擬教師模型設計與應用優勢[J]現代教育技術，2020，30（06）：78-85

[4]陳蓓蕾，張屹，楊兵，熊婕，林利.智慧教室中的教學交互促進大學生深度學習研究[J]電化教育研究，2019，40（03）：90-97

[5]Ekman P. The nature of emotion： Fundamental questions[M] New York： Oxford University Press， 1994：13-19