量身定做,教育数字人的制作与应用

360影视 国产动漫 2025-03-21 10:30 5

摘要:以大数据、大模型为代表的新一代技术促进了数字人技术的快速发展,也激发了其在教育教学领域的应用潜能。本文通过实例,介绍了教育数字人的五大应用场景和详细制作流程,并根据课堂教学的前、中、后三个阶段,创新设计了“大模型+数字人”课堂教学应用模式,展示了教育数字人如何

以大数据、大模型为代表的新一代技术促进了数字人技术的快速发展,也激发了其在教育教学领域的应用潜能。本文通过实例,介绍了教育数字人的五大应用场景和详细制作流程,并根据课堂教学的前、中、后三个阶段,创新设计了“大模型+数字人”课堂教学应用模式,展示了教育数字人如何提高学生的学习效率和兴趣,以及如何帮助教师更好地进行教学管理,最后总结了教师面临的挑战和应对建议。

教育数字人是指存在于数字虚拟空间中,通过知识传递、社会交互等教育手段增强学习效果或学习感知觉的具象化虚拟人物的统称。数字人技术能够通过增强互动性和个性化学习路径设计,提高学生的学习体验和教学效果。数字人可以替代真人出镜,简化教学视频的制作过程,大幅降低人力和物力成本,同时,通过虚拟实验室和模拟场景的应用,为学生提供了沉浸式的学习体验,提高教学效果和学生的学习动机。此外,数字人技术还被用于直播授课,帮助教师减轻工作负担,并通过智能化管理提高教学质量。当然,目前的数字人技术还不能应用于教育教学的全场景、全流程,但在一些特定教学场合和学科内容中,它的确能发挥独到的作用。

PART01 教育数字人的应用场景

教育数字人的应用策略主要包括教学辅助与互动学习、个性化学习路径的设计、提高教师在线教学资料的质量以及虚拟实验室与模拟场景的应用。研究发现,教育数字人比较适合作为教师分身,特别是在面对高要求、长时间、个性化等需求时,能够发挥数字人“多模态、长时空、定制化”的优势。本研究将教育数字人的应用场景大致分为五大类。

1.数字主播

数字人能够提供拟人的形象和语言,类似于虚拟数字人在综艺节目中的应用,数字主播可以在直播授课中代替真人教师开展教学。例如,上海交通大学在2023年底推出了首个虚拟数字人主播,用于学校新闻发布和要闻播报。这位虚拟主播不仅形象逼真,还能够24小时不间断播报,并根据反馈进行调整迭代,展现了人工智能技术在教育传播领域的应用潜力。

2.微课教学

数字人可以根据学生的个性化需求提供定制化的学习内容和反馈,打破时间和空间的限制,降低制作成本,增加课程吸引力,提高制作效率等。

3.个性指导

在课堂教学中,数字人可以担任助教角色,辅助教师进行教学,数字人能够智能分析学习进展,并为师生提供个性化教学和学习建议。例如,厦门医学院将数字人应用于“麻醉解剖实验”教学,通过数字人虚拟平台与改良的解剖操作方式开展实验个性化指导。

4.知识问答

数字人可以用于教学中的互动问答环节。数字人根据预设的知识库或实时搜索答案回答学生的问题,无论是课后作业还是学习疑惑,数字人都能随时随地为学生提供及时、专业的解答,并提供自主学习的资源和陪伴,帮助学生培养自主学习能力。例如,在汽车专业线上教学中,广东工贸职业技术学院利用数字人技术,通过虚拟教师辅助真人教师,提升了教学效率和学生的学习体验。这种“双教师”模式不仅增加了课堂互动,还降低了教学成本。有研究实现在用户输入问答请求后,数字人能够在毫秒级延迟内提供准确的回答,并通过结构化知识库支持复杂问题的多轮对话和回答。

5.场景宣传

在招生宣传中,数字人可以克隆校长、名师等数字分身,在数字人制作平台中快速、批量进行学校、招生简章等视频制作,还可以借助数字人的交互对话能力,实现学校简介、招生答疑等问题在线实时咨询。在学校文创作品中,可以通过数字人打造校长精品数字分身,让为每一位学生定制个性化校长一封信视频成为现实。在图书馆、阅览室、实验室等不同场景中,都可以借助数字人生成特定需求的数字分身,提供各类宣传、展示、咨询和交流等服务。

PART02 如何制作教育数字人

目前国产支持制作数字人的平台越来越多,如剪映、橙为、腾讯智影等。针对教育数字人制作,笔者与长兴技师学院的吴铮老师合作,设计了如下几个步骤:

1.选择数字人平台

教师可以根据数字人的功能和效果、投入费用等来选择合适的平台。以“橙为”平台为例,在进入后即可看到训练好的数字人,点击“数字播报”中的人物头像即可进入编辑界面,也可以点击“数字交互”创建生成式数字人,点击“项目管理”即可查看作品。

2.定制专属形象

上一期介绍过,数字人的形象至关重要,它直接影响后续的数字人视频生成和形体动作模板,教师应该考虑周到,做好充分的准备。以训练本人形象的数字人为例,数字人训练前期的“原数据”非常关键,训练的质量决定了后期数字人的逼真度、表现力。因此,需要确定好拍摄场地,选择固定机位、高清摄像头、无线麦克、面光灯、背景灯等设备的拍摄环境。

3.定制专属声音(可选)

大部分数字人平台都是将形象和声音一起渲染生成的,但教师也可以自己选择不一样的语音进行定制。以PC版“剪映”软件为例,选择“文本”编辑,就可以看到“朗读”,然后选择“克隆音色”(支持“录制音频”或“导入音频文件”两种克隆方式),注意克隆的声音源要无噪声。

4.上传教学内容

在定制好专属形象和声音之后,平台会渲染出定制数字人,之后就可以制作具体的数字人课程了。以“橙为”平台为例,在进入“数字播报”后,即可上传带有动画效果的教学PPT,平台会自动处理,变成数字人的“内容背景”,这里要注意上传的课件在数字人出镜部分一定要做好留白,也可以在课件的每一页添加好“备注”,这样数字人的“声音”就可以用这些文本驱动(如下图)。

5.调试修改发布

数字人的后续检查也很重要,要对数字人的动作、表情、交互等功能进行全面测试,检查是否存在卡顿、不自然等问题,也要对教学内容进行严格审核,确保合法合规、无错误信息。以“橙为”平台为例,在编辑界面可以调整数字人的位置、大小、文本内容(支持调整停顿、分词、多音字、数字读法、替换发音),在完成调试后即可导出视频。

PART03 “大模型+数字人”的课堂教学应用模式

翟雪松等认为,在生成式人工智能的支持下,ChatGPT等大语言模型产品的应用使数字人如虎添翼,能以更海量的数据、更优质的再反应和更智能的语义检索促进学生的自主学习,这或将成为未来数字教师的基本配置。如何将当今火热的大模型技术和数字人技术巧妙融合起来,在中小学课堂教学中发挥“组合拳和新引擎”的作用价值,非常值得我们探索。因此,笔者提出了“三段十环”的应用模式,如下图所示。

1.课前——教学准备阶段

环节1:精准定位目标与内容规划

教师深入研读课程标准,结合中小学生的认知水平、知识储备和身心发展特点,确定分层教学目标。依据教学目标,收集并筛选适合的教学素材,教师可利用大模型平台挖掘与教学内容相关的教学案例,以丰富教学内容,激发学生兴趣。

环节2:全面学情诊断与精细分析

教师综合运用课堂观察、问卷调查等方式,全面了解学生的学习状况。借助大模型强大的数据处理能力,对收集到的学情数据进行深入分析,挖掘学生的学习需求、潜在困难和问题,为后续教学活动的精准设计提供有力依据。

环节3:适配技术遴选与充分准备

基于前期确定的教学目标、学情状况,挑选适合的大模型和数字人平台工具。根据上面介绍的数字人制作流程,制作后续教学实施中所需的数字人资源,为教学活动的开展提供有力保障。

2.课中——教学实施阶段

环节4:情境创设与兴趣引燃启思

教师根据教学目标和内容,结合学生的兴趣点和生活实际,利用数字人丰富的形象、生动的语音和逼真的动作,创设极具吸引力和启发性的教学情境。例如,在小学科学课“动物的生命周期”教学中,数字人可以化身为不同动物,讲述自己的成长过程;在中学历史课“古代文明的交流”中,数字人扮演古代商人,展示不同文明之间的贸易往来。同时,大模型技术能够提供相关的背景知识、趣味故事、问题引导等。

环节5:知识传递与深度拓展探究

教师主导教学过程与数字人紧密配合,采用多样化的教学方法和手段,将教学内容生动、形象地呈现给学生。数字人将抽象的知识具象化、复杂的概念简单化,帮助学生更好地理解和吸收。大模型技术则实时提供丰富多元的知识补充,拓宽学生的知识视野,引导学生在知识的海洋中不断探索前行。

环节6:互动练习与即时反馈强化

教师根据教学内容和学生实际情况,精心设计形式多样、富有层次和趣味性的练习题、讨论话题、小组活动或实践任务,引导学生积极参与互动学习。在此过程中,数字人全程参与互动交流过程。大模型技术能对学生的回答、表现进行分析和评估,给出准确、详细且具有针对性的反馈,帮助学生及时调整学习策略。

环节7:总结归纳与知识巩固迁移

在课堂教学即将结束之际,教师引导学生自主回顾本节课所学的主要内容,鼓励学生分享学习收获。在此环节,大模型技术补充关键知识点、易错易混点,引导学生将所学知识与已有的知识经验进行整合,促进知识的迁移和应用。

3.课后——评价反思阶段

环节8:学习成效综合测评与分析

在教学实施后,教师利用大模型强大的数据采集与分析功能,全面收集学生在课堂学习过程中的各项数据信息、学习态度波动情况等。评估结果以直观、清晰的图表报告呈现,为后续调整提供数据支持。

环节9:教学全程回溯反思与总结

教师对整堂课的教学过程进行全面、细致的回顾与反思,深入分析教学活动设计的合理性与有效性,审视大模型和数字人的应用效果,同时反思教学过程中师生互动、生生互动的质量与效果。

环节10:优化策略系统制订与实施

最后,根据学习成效综合测评结果和教学全程回溯反思所发现的问题,教师与教学团队共同商讨、制订更加系统全面的教学优化策略。根据大模型和数字人的使用反馈,优化技术参数设置,更新知识库,改进数字人的互动脚本或动作设计,提升技术工具的稳定性和兼容性等,从而提升技术工具的辅助教学效能。根据实际情况及时调整和完善,不断提高教学质量和效果。

PART04 总结和展望

生成式人工智能技术的不断升级迭代,将大幅提升教育教学的效能和产能。但是,我们在肯定教育数字人的积极价值的同时,也必须面对其带来的挑战和隐忧。其一,虽然数字人能够比较轻松地承担重复性基础教学任务,让教师腾出精力专注于个性化辅导、深度知识剖析与学生综合素质培养,但它也让教师面临技术迭代的压力,教师若不能掌握数字人相关技术运用,则会显得十分被动;其二,数字人技术应用也必将倒逼教学方式变革,广大教师不仅要主动适应学习数字人技术,还要强化自身的核心竞争力,凸显个人价值,以更加智慧的教师形象引领学生成长。

本文作者:

倪俊杰

杭州师范大学经亨颐教育学院/桐乡市凤鸣高级中学

引用请注明参考文献:

倪俊杰.量身定做,教育数字人的制作与应用[J].中国信息技术教育,2025(01):76-78.

来源:中国信息技术教育

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