摘要當(dāng)人工智能與教育數(shù)字人相結(jié)合，將推動(dòng)教育數(shù)字人從底層發(fā)生根本性變革，使其變得更加聰明和智能。本研究旨在探討教育數(shù)字人與生成式人工智能AIGC在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及它們對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互的影響。首先，通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的綜述，明確了教育數(shù)字人、生成式人工智能AIGC、學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互等概念的定義和理論基礎(chǔ)。然后，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，探討了不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互的影響。本文以92名兒童為被試，探討AI教育數(shù)字人三種不同形象（AI男孩、AI女孩和AI大熊貓）對(duì)兒童學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的影響。三組被試在知識(shí)保持成績(jī)和學(xué)習(xí)興趣上存在顯著差異，AI男孩組被試的知識(shí)保持和學(xué)習(xí)興趣遠(yuǎn)高于其它兩組。然而，三組被試在知識(shí)遷移和社會(huì)交互沒有顯著差異。中介效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，AI教育數(shù)字人通過學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互中介提升學(xué)習(xí)者的知識(shí)保持和知識(shí)遷移成績(jī)效應(yīng)不顯著。最后，在個(gè)性化和定制化的AIGC教育數(shù)字人時(shí)代，教育數(shù)字人形象設(shè)計(jì)需要更貼近師生的學(xué)習(xí)需求，通過多場(chǎng)景創(chuàng)設(shè)以提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互，為學(xué)習(xí)者提供更個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。關(guān)鍵詞：虛擬數(shù)字人；教育數(shù)字人；AIGC；生成式人工智能AbstractThecombinationofartificialintelligenceandeducationaldigitalhumanwillfundamentallytransformdigitalhumanineducation,makingthemsmarterandmoreintelligent.ThisstudyaimstoexploretheapplicationofeducationaldigitalhumanandArtificialIntelligenceGeneratedContent(AIGC)inthefieldofeducation,aswellastheirimpactonlearners’learningoutcomes,learninginterests,andsocialinteraction.Firstly,throughareviewofrelevantliterature,thedefinitionsandtheoreticalfoundationsofeducationaldigitalhuman,AIGC,learninginterests,andsocialinteractionareclarified.Then,throughexperimentaldesignanddataanalysis,thestudyinvestigatestheeffectsofdifferenteducationaldigitalhumanavatarsonlearners’learningoutcomes,learninginterests,andsocialinteraction.Ninety-twochildrenwererecruitedasparticipantstoexploretheinfluenceofthreedifferentAIeducationaldigitalhumanavatars(AIboy,AIgirl,andAIpanda)onchildren’slearningprocessesandoutcomes.Significantdifferencesamongthethreegroupswerefoundinknowledgeretentionscoresandlearninginterests,withtheAIboygroupshowingsignificantlyhigherscoresinbothareascomparedtotheothertwogroups.However,nosignificantdifferenceswerefoundinknowledgetransferandsocialinteractionamongthethreegroups.MediationanalysisrevealedthattheeffectsofAIeducationaldigitalhumanonlearners’knowledgeretentionandtransferwerenotsignificantlymediatedbylearninginterestsandsocialinteraction.Inconclusion,intheeraofpersonalizedandcustomizedAIGCeducationaldigitalhumanthedesignofdigitalcharacteravatarsineducationshouldbetailoredtothelearningneedsofstudentsandteachers.Creatingmultiplescenariostoenhancelearners’learninginterestsandsocialinteractioncanprovidemorepersonalizedlearningsupportservices.Keywords:virtualdigitalhuman;educationaldigitalhuman;AIGC;ArtificialIntelligenceGeneratedContent目錄第1章緒論 頁(yè)第1章緒論1.1研究背景隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，教育領(lǐng)域正面臨著前所未有的變革。數(shù)字化教育已經(jīng)成為全球教育改革的重要趨勢(shì)，越來(lái)越多的教育機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始關(guān)注和投入教育數(shù)字人的開發(fā)與應(yīng)用ADDINNE.Ref.{4FB7B618-38B9-457F-B2D3-BE3DEE4C3694}[1]。教育數(shù)字人是近年來(lái)隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型教育輔助工具。教育數(shù)字人是具有數(shù)字化外形，與教育有密切關(guān)系的虛擬人物，不僅具有人的外貌、行動(dòng)、想法，還具有識(shí)別外部環(huán)境和與人溝通的能力ADDINNE.Ref.{55FE4CF6-7F16-40D3-BD8A-5C6587F7FE58}[2]，可以模擬人類教師的行為和思維，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供個(gè)性化資源和服務(wù)。因此，研究教育數(shù)字人的開發(fā)方法及其應(yīng)用具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。教育數(shù)字人的開發(fā)和應(yīng)用需要涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，包括人工智能、計(jì)算機(jī)視覺、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等。所以需要研究出一套系統(tǒng)化、規(guī)范化的開發(fā)方法，以提高開發(fā)效率和質(zhì)量。同時(shí)，還需要根據(jù)不同的教育領(lǐng)域和教育對(duì)象的特點(diǎn)，對(duì)開發(fā)方法進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以適應(yīng)不同的需求。研究教育數(shù)字人的開發(fā)方法及其應(yīng)用，有助于提高教育質(zhì)量，促進(jìn)教育公平。在應(yīng)用方面，教育數(shù)字人不僅可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供全面的支持和輔助，還可以教師提供教學(xué)支持和輔助。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于教育數(shù)字人的研究較少，且針對(duì)教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響幾乎是沒有的。不僅如此，現(xiàn)如今教育數(shù)字人的設(shè)計(jì)和應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)ADDINNE.Ref.{5ADEACEC-39E9-4992-A9C8-BBCBFDE4D7DE}[3]。基于此，本研究提出設(shè)計(jì)了教育數(shù)字人形象對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)效果影響的理念構(gòu)想，并在小學(xué)課堂中進(jìn)行了實(shí)踐操作，分析其應(yīng)用效果，以期為教育數(shù)字人的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)，為推動(dòng)我國(guó)教育事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。1.2研究意義1.2.1理論意義從理論方面來(lái)看，教育數(shù)字人作為一種新興的教育技術(shù)，正在逐漸引起人們的關(guān)注和研究。它通過模擬人類的形象和行為，為學(xué)習(xí)者提供更加個(gè)性化和互動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。然而，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于教育數(shù)字人的研究還比較欠缺，尚未形成完整的理論體系。因此，本研究選擇小學(xué)生作為被試群體，探究對(duì)不同教育數(shù)字人形象對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)大熊貓知識(shí)的影響。通過實(shí)證研究，可以了解不同教育數(shù)字人形象對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，從而為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)。隨著科技的不斷發(fā)展，教育數(shù)字人已經(jīng)成為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種新型教育方式。國(guó)內(nèi)外關(guān)于數(shù)字人在教育方面的應(yīng)用也在熱烈開展。因此，探究微課視頻中不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響，不僅可以豐富和完善教育數(shù)字人研究領(lǐng)域的理論體系，還可以為教育實(shí)踐提供參考。1.2.2實(shí)踐意義從實(shí)際意義的角度來(lái)看，本研究選擇小學(xué)微機(jī)室作為研究場(chǎng)所，以探究初小學(xué)生在不同教育數(shù)字人形象下的學(xué)習(xí)效果，這樣的選擇有其合理性和可行性。因?yàn)橥ㄟ^在微機(jī)室中觀察學(xué)生與教育數(shù)字人的互動(dòng)，研究者可以更直接地了解教育數(shù)字人對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響。而且小學(xué)生正處于認(rèn)知和學(xué)習(xí)的關(guān)鍵階段，他們對(duì)新事物和新環(huán)境的接受能力較強(qiáng)。因此，選擇小學(xué)生作為研究對(duì)象可以更好地探索教育數(shù)字人對(duì)他們學(xué)習(xí)效果的影響。同時(shí)，小學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能面臨一些困難和挑戰(zhàn)，通過研究教育數(shù)字人對(duì)他們的幫助和支持，可以為教育工作者提供一些有益的建議和指導(dǎo)。本研究的結(jié)果可以為教育數(shù)字人形象設(shè)計(jì)企業(yè)提供一些有益的參考，通過分析不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響，教育設(shè)計(jì)者可以了解到哪些形象更能吸引學(xué)生的注意力來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而在實(shí)際應(yīng)用中設(shè)計(jì)出更具針對(duì)性的教育數(shù)字人形象，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。教育數(shù)字人可以作為幫助教育工作者更有效地開展教學(xué)活動(dòng)，減輕他們的工作負(fù)擔(dān)的一種輔助教學(xué)工具。教師可以利用更好地組織和管理課堂，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持和反饋，促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。因此，本研究的結(jié)果對(duì)于教育工作者來(lái)說(shuō)也具有一定的實(shí)踐意義。1.3研究?jī)r(jià)值與創(chuàng)新本研究對(duì)教育數(shù)字人的概念進(jìn)行了深入的探討和定義，明確了教育數(shù)字人的基本特性和功能，為后續(xù)的相關(guān)研究提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí)，本研究還對(duì)教育數(shù)字人的開發(fā)方法進(jìn)行了系統(tǒng)化和規(guī)范化的研究，提出了一套完整的開發(fā)流程和方法，這對(duì)于提高教育數(shù)字人的開發(fā)效率和質(zhì)量具有重要的理論指導(dǎo)意義。除此之外，本研究從教育數(shù)字人形象的角度出發(fā)，探討了其對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響，這是目前國(guó)內(nèi)外研究中較為忽視的一個(gè)方面。通過實(shí)證研究，研究發(fā)現(xiàn)，教育數(shù)字人的形象設(shè)計(jì)對(duì)于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)效果具有顯著的影響，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于教育數(shù)字人的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有重要的理論指導(dǎo)意義。本研究選擇小學(xué)生作為研究對(duì)象，探討教育數(shù)字人形象對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，這一研究結(jié)果對(duì)于小學(xué)教育具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。通過本研究，教育工作者可以了解到教育數(shù)字人的哪些形象更能吸引小學(xué)生的注意力、激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，從而在實(shí)際教學(xué)中更好地應(yīng)用教育數(shù)字人，提高教學(xué)效果。本研究的結(jié)果對(duì)于教育數(shù)字人形象設(shè)計(jì)企業(yè)也具有一定的參考價(jià)值，通過分析不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響，設(shè)計(jì)企業(yè)可以了解到哪些形象更能吸引學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而在實(shí)際應(yīng)用中設(shè)計(jì)更具針對(duì)性的教育數(shù)字人形象，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果?？傊?，本研究從理論和實(shí)踐兩個(gè)層面對(duì)教育數(shù)字人進(jìn)行了深入的研究，提出了一系列具有創(chuàng)新性的觀點(diǎn)和方法，對(duì)于推動(dòng)教育數(shù)字人的發(fā)展和應(yīng)用具有重要的價(jià)值。1.4核心概念界定1.4.1教育數(shù)字人隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，教育領(lǐng)域正面臨著前所未有的變革。數(shù)字化教育已經(jīng)成為全球教育改革的重要趨勢(shì)，越來(lái)越多的教育機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始關(guān)注和投入教育數(shù)字人的開發(fā)與應(yīng)用。數(shù)字人也被稱為“人造人”或虛擬人，是通過一定的技術(shù)手段打造的虛擬人物或角色。從教學(xué)視角來(lái)看，教育數(shù)字人也可以看做一種教學(xué)代理（PedagogicalAgent)，教學(xué)代理是為了引導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)而呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)或手機(jī)屏幕的人物形象ADDINNE.Ref.{748FEFDA-167E-49F0-BD4E-0BD97F13DB43}[4]。從技術(shù)視角來(lái)看，教育數(shù)字人是利用虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生等技術(shù)生成的虛擬教師或虛擬學(xué)伴ADDINNE.Ref.{7193BE0B-9860-4CD4-A7EE-E2DAAAE463AA}[5]，通過模擬真實(shí)教師或?qū)W伴的表情和動(dòng)作等，在課堂中開展知識(shí)傳遞、社會(huì)交互、情感傳遞等教學(xué)活動(dòng)，以提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。教育數(shù)字人的發(fā)展經(jīng)歷三個(gè)階段：真人階段，擬真人階段和類真人階段。教育數(shù)字人是技術(shù)驅(qū)動(dòng)的集合體，在第一個(gè)階段仿真人階段，由于技術(shù)受限，數(shù)字人模仿真人的模樣、表情、動(dòng)作等，人工智能程度較低﹔第二個(gè)階段，技術(shù)逐漸成熟，教育數(shù)字人走向擬真人階段，具有一定的人工智能﹔第三階段，隨著人工智能迅速發(fā)展，教育數(shù)字人走向類真人階段。教育數(shù)字人與真人動(dòng)作、表情、聲音越來(lái)越相似，逐漸走向數(shù)字人與真人智能相當(dāng)水平，并且能夠滿足一定教學(xué)需求，符合圖靈測(cè)試要求。例如，近期以ChatGPT為代表的AIGC技術(shù)為教育數(shù)字人賦能，讓其變的更智能、更貼近“真人”，都是類真人的體現(xiàn)。根據(jù)數(shù)字人的應(yīng)用功能不同，可以將數(shù)字人分為三類：互型數(shù)字人、播報(bào)型數(shù)字人和直播型數(shù)字人ADDINNE.Ref.{752F00C3-10FA-4910-9131-33A86FC30100}[6]。根據(jù)教育教學(xué)場(chǎng)景應(yīng)用，可以教育數(shù)字人的功能分類為：設(shè)和生成教育場(chǎng)景，提供師生社會(huì)交互，提供學(xué)業(yè)情緒支持，提供智能服務(wù)，開展教學(xué)評(píng)價(jià)等ADDINNE.Ref.{FDD4B6F9-5CD7-4DC1-9545-29635D025DA9}[7]。教育數(shù)字人的出現(xiàn)為教育領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的變革和機(jī)遇。教育數(shù)字人能夠?yàn)閷W(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持，實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)反饋和評(píng)估，以及豐富多樣的學(xué)習(xí)資源和互動(dòng)體驗(yàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入，教育數(shù)字人有望成為未來(lái)教育的重要組成部分，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展帶來(lái)更多的便利和可能性。1.4.2生成式人工智能AIGC生成式人工智能AIGC（ArtificialIntelligenceGeneratedContent，簡(jiǎn)稱“AIGC”）是一種以ChatGPT為代表的先進(jìn)技術(shù)，它正在推動(dòng)各個(gè)行業(yè)邁向人工智能2.0時(shí)代。這意味著大語(yǔ)言模型將為各個(gè)行業(yè)帶來(lái)革命性的影響，從而改變我們的生活方式、工作方式以及社會(huì)運(yùn)行方式。隨著AIGC技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)開始將其應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景中。例如，在教育領(lǐng)域，AIGC可以幫助教師和學(xué)生更高效地進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。通過生成式人工智能，教師可以輕松地為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和成績(jī)。同時(shí)，學(xué)生也可以通過與AIGC進(jìn)行互動(dòng)，更好地理解和掌握知識(shí)。在科研領(lǐng)域，AIGC可以協(xié)助研究人員進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、數(shù)據(jù)分析和論文撰寫等工作。這將大大提高科研人員的工作效率，使他們能夠?qū)⒏嗟木ν度氲絼?chuàng)新性研究中。此外，AIGC還可以幫助研究人員發(fā)現(xiàn)新的研究方向和潛在問題，從而推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步。盡管AIGC帶來(lái)了諸多好處，但我們也不能忽視其潛在的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。為了確保生成式人工智能的健康發(fā)展，近日，聯(lián)合國(guó)教科文組織發(fā)布《在教育和研究中使用生成式人工智能的指南》（GuidanceforgenerativeAIineducationandresearch）（以下簡(jiǎn)稱《指南》）?！吨改稀吩趶?qiáng)調(diào)對(duì)生成內(nèi)容進(jìn)行人工審核、標(biāo)識(shí)以及考慮倫理原則的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)教師和研究者掌握運(yùn)用生成式人工智能的技能和方法，提倡多元思維、多樣表達(dá)，并嘗試跨學(xué)科、跨部門探究生成式人工智能的長(zhǎng)期影響ADDINNE.Ref.{E83F0208-A896-4BAE-A3F7-BE00272441D9}[8]。人工智能+行業(yè)領(lǐng)域都將推動(dòng)其發(fā)展和發(fā)生革命性的影響，當(dāng)人工智能遇到教育數(shù)字人，將驅(qū)動(dòng)教育數(shù)字人從底層發(fā)生根本性變革，為教育數(shù)字人插上了“理想的翅膀”，為教育數(shù)字人提供更強(qiáng)大的智力保障。1.4.3學(xué)習(xí)興趣研究者對(duì)學(xué)習(xí)興趣的探索起源于心理學(xué)領(lǐng)域ADDINNE.Ref.{08E35756-3EE1-4FBA-AC08-34FE317085F7}[9]，最早由心理學(xué)家羅伯特·斯皮爾曼（RobertSpearman）提出，它是指?jìng)€(gè)體在學(xué)習(xí)過程中對(duì)特定學(xué)科、領(lǐng)域或主題的積極情感和主動(dòng)投入。它反映了個(gè)體對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的喜愛程度和愿意付出努力的程度。學(xué)習(xí)興趣可以分為內(nèi)在興趣和外在興趣兩種類型。內(nèi)在興趣是指?jìng)€(gè)體對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容本身的興趣，源于個(gè)體對(duì)知識(shí)的追求和理解的樂趣；外在興趣是指?jìng)€(gè)體對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣是由外部獎(jiǎng)勵(lì)或社會(huì)認(rèn)可等因素驅(qū)動(dòng)的。學(xué)習(xí)興趣對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展具有重要的影響。積極的學(xué)習(xí)興趣能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和投入程度，提高他們的學(xué)習(xí)成績(jī)和表現(xiàn)。當(dāng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容感興趣時(shí)，他們更愿意主動(dòng)參與課堂討論、積極思考問題，并且會(huì)主動(dòng)尋求更多的學(xué)習(xí)資源和機(jī)會(huì)。這種積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和行為有助于學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)，從而提高學(xué)習(xí)效果。相反，缺乏學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生可能會(huì)感到枯燥乏味，難以集中注意力，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。因此，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教育工作者和家長(zhǎng)共同關(guān)注的重要問題。1.4.4社會(huì)交互社會(huì)研究指的是對(duì)社會(huì)現(xiàn)象、社會(huì)關(guān)系和社會(huì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)性的研究和探索的過程。它旨在揭示社會(huì)中的各種現(xiàn)象和問題，并尋求解釋和解決方案。社會(huì)研究可以采用定量研究和定性研究的方法，包括問卷調(diào)查、實(shí)地觀察、深度訪談等。通過收集和分析數(shù)據(jù)，社會(huì)研究者可以了解社會(huì)現(xiàn)象的分布、原因和影響，為政策制定、社會(huì)改革和發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。社會(huì)研究的作用是多方面的，它可以幫助我們深入了解社會(huì)現(xiàn)象的本質(zhì)和特征，揭示社會(huì)中存在的問題和挑戰(zhàn)，還可以為決策者提供有關(guān)社會(huì)問題的科學(xué)證據(jù)和建議，幫助他們制定有效的政策和措施。此外，社會(huì)研究還可以促進(jìn)不同學(xué)科之間的交叉合作，推動(dòng)社會(huì)科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步。最后，它對(duì)于個(gè)人來(lái)說(shuō)也具有重要影響，可以幫助人們更好地理解和適應(yīng)社會(huì)環(huán)境，提高生活質(zhì)量和個(gè)人幸福感。研究者對(duì)社會(huì)的探索起源于人類對(duì)自身存在和周圍環(huán)境的思考和觀察。社會(huì)研究通過系統(tǒng)性的研究方法揭示社會(huì)現(xiàn)象的本質(zhì)和特征，為決策制定和社會(huì)改革提供科學(xué)依據(jù)。它具有重要的作用，不僅有助于解決社會(huì)問題，還促進(jìn)了學(xué)科交叉合作和個(gè)人的成長(zhǎng)與發(fā)展。第2章文獻(xiàn)綜述與問題提出2.1理論基礎(chǔ)2.1.1認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)知負(fù)荷的概念來(lái)自圖形理論和有限資源理論。資源有限論認(rèn)為人類認(rèn)識(shí)的資源是有限的。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中任務(wù)處理都限制自己的認(rèn)知資源的消耗，如果學(xué)習(xí)者自己的資源總量學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)任務(wù)是處理所需資源比當(dāng)時(shí)少認(rèn)知負(fù)荷造成影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。根據(jù)城市理論，人們可以將信息分類為城市，通過反復(fù)操作，人們的認(rèn)知和心理活動(dòng)會(huì)無(wú)意識(shí)地和自動(dòng)地發(fā)生變化，從而減輕自己的認(rèn)知負(fù)擔(dān)ADDINNE.Ref.{24D0ED03-861E-48DC-9A10-831FDE8F242A}[10]。根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷是因?yàn)閷W(xué)習(xí)者的工作記憶容量ADDINNE.Ref.{3D683159-D98C-4A22-821B-BB0559BD8F45}[11]有限，任何學(xué)習(xí)活動(dòng)都可能占用工作記憶容量。認(rèn)知負(fù)荷理論是人們對(duì)學(xué)習(xí)過程的理解，不僅能加深，對(duì)教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)和制作，可以提供一定的理論指導(dǎo)，教師和開發(fā)者們給學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)適合信息處理的教學(xué)視頻，能幫助。2.1.2多媒體認(rèn)知情緒理論多媒體認(rèn)知情緒理論ADDINNE.Ref.{7D2B3986-447E-4C1A-BE23-F207A0AD95A7}[12](cognitiveaffectivetheoryoflearningwithmedia;CATLM)為誘發(fā)情緒促進(jìn)學(xué)習(xí)提供了一定的理論支持。理論認(rèn)為，情緒可以影響學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)和元認(rèn)知過程，從而對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果產(chǎn)生影響。具體的說(shuō)，積極的情緒可以提高學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)水平，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣和投入程度；而消極的情緒則會(huì)降低學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)水平，減弱他們的學(xué)習(xí)興趣和投入程度。除此之外，多媒體學(xué)習(xí)材料的視覺設(shè)計(jì)具有兩個(gè)主要功能：一是認(rèn)知功能，即通過視覺設(shè)計(jì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)多媒體學(xué)習(xí)材料的認(rèn)知加工；二是情感功能，即通過視覺設(shè)計(jì)影響學(xué)習(xí)者對(duì)多媒體學(xué)習(xí)材料的態(tài)度和動(dòng)機(jī)。綜上所述，多媒體認(rèn)知情緒理論為誘發(fā)情緒促進(jìn)學(xué)習(xí)提供了一定的理論支持。通過合理運(yùn)用多媒體技術(shù)和視覺設(shè)計(jì)，教育工作者可以創(chuàng)造出具有吸引力和情感價(jià)值的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情緒，提高他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和投入程度，從而促進(jìn)他們的學(xué)習(xí)效果。2.1.3社會(huì)存在感理論社會(huì)存在感理論（SocialPresenceTheory）也叫社會(huì)臨場(chǎng)感，最初由Short等人提出。它是指在利用媒體進(jìn)行溝通過程中，一個(gè)人被視為“真實(shí)的人”的程度及與他人聯(lián)系的感知程度。社會(huì)臨場(chǎng)感是媒體的一種屬性，學(xué)習(xí)者通過觀看多媒體學(xué)習(xí)時(shí)，能感知到視頻中的對(duì)方真實(shí)的存在。而社會(huì)存在感則是學(xué)習(xí)者的一種感知。部分人可能認(rèn)為某些媒體的社會(huì)臨場(chǎng)感表現(xiàn)更出色，而另一些媒體則在這方面顯得欠缺。通常，社會(huì)臨場(chǎng)感較高的媒體通常被認(rèn)為是社交性的、熱情的、人性化的，相反，社會(huì)臨場(chǎng)感比較低的媒體往往被看作是較為機(jī)械化和非人格化的。因此，在多媒體學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與社會(huì)存在感密切相關(guān)。當(dāng)學(xué)習(xí)者感受到較高的社會(huì)存在感時(shí)，他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)往往更好。當(dāng)學(xué)生感受到教師在面前進(jìn)行授課時(shí)，他們有一種代入感，能夠深入地融入學(xué)習(xí)當(dāng)中，有助于學(xué)習(xí)的提高。基于此，社會(huì)存在感理論將成為本研究的重要理論基礎(chǔ)。2.2文獻(xiàn)綜述2.2.1教育數(shù)字人的優(yōu)點(diǎn)隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，教育數(shù)字人將在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。教育數(shù)字人作為一種新興的教育工具，它可以通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和行為模式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和困難點(diǎn)，并根據(jù)這些信息為他們量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。其次，教育數(shù)字人可以提供實(shí)時(shí)的交互和反饋。因?yàn)閷W(xué)生可以通過與教育數(shù)字人的交流來(lái)解決問題、獲取答案，并及時(shí)得到反饋和指導(dǎo)。而這種實(shí)時(shí)的交互可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。教育數(shù)字人還可以提供豐富的學(xué)習(xí)資源和輔助教學(xué)工具，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為他們推薦相關(guān)的學(xué)習(xí)資料、視頻和練習(xí)題等。教育數(shù)字人與傳統(tǒng)的教師相比，教育數(shù)字人具有更高的靈活性和互動(dòng)性ADDINNE.Ref.{E36A33E2-526B-4444-A746-FB4FC3E052AC}[13]，能夠通過各種形式和方式與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)和交流。這種互動(dòng)性和趣味性可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的參與度和主動(dòng)性。教育數(shù)字人還可以為教師提供更好的教學(xué)支持和管理工具，如批改作業(yè)、管理學(xué)生信息等，從而減輕教師的工作負(fù)擔(dān)。同時(shí)，還可以使用智能輔助教學(xué)ADDINNE.Ref.{13E3B183-5675-421C-B2D2-E8FB09711C22}[14]系統(tǒng)，為教師提供技術(shù)輔助功能，幫助他們?yōu)閷W(xué)生提供個(gè)性化、交互式的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，并且進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)調(diào)整和管理。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)教育數(shù)字人的研究也有廣泛的探討，其中兩個(gè)研究方向卻有著不同的側(cè)重點(diǎn)和獨(dú)特之處，教育數(shù)字人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)ADDINNE.Ref.{4E9E945E-2350-452E-936C-49A84806527E}[15]以及教育數(shù)字人在智能教育系統(tǒng)中的應(yīng)用。一方面，教育數(shù)字人將在混合式教育ADDINNE.Ref.{F52BB6BE-0FA5-4A21-8AFD-CDEBA05630CF}[16]、智能教育系統(tǒng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，提高教育質(zhì)量和效率；另一方面，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的不斷發(fā)展，教育數(shù)數(shù)字人的智能化程度和應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大。未來(lái)，教育數(shù)字人將能夠更好地利用這些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析、挖掘和預(yù)測(cè)，從而為教師提供更加個(gè)性化的教育服務(wù)。同時(shí)，教育數(shù)字人還將能夠通過智能輔助教學(xué)系統(tǒng)，幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率和成果。此外，在人工智能技術(shù)的支持下，教育數(shù)字人還可以開發(fā)出更多的創(chuàng)新教學(xué)模式和方法，如虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)ADDINNE.Ref.{EAD013E7-C2E6-4B7B-9FE0-45CE527BC038}[17]、智能語(yǔ)音評(píng)測(cè)等，為教育教學(xué)注入新的活力和動(dòng)力。盡管教育數(shù)字人是一種新的教育模式，但并不意味著要完全取代傳統(tǒng)教育。實(shí)際上，傳統(tǒng)教育和數(shù)字人教育可以相互補(bǔ)充，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供更全面的支持。因此，將兩者有效地結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果。2.2.2教育數(shù)字人的缺點(diǎn)教育數(shù)字人作為一種新興的教育工具，雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)。首先，教育數(shù)字人的高度智能化和自主性可能導(dǎo)致學(xué)生過度依賴技術(shù)，降低自身的主動(dòng)性和創(chuàng)造性ADDINNE.Ref.{21325B24-DCC1-4EDA-8A11-C24C391FB5EE}[18]。而教育數(shù)字人的出現(xiàn)會(huì)使得學(xué)生對(duì)于技術(shù)的依賴性越來(lái)越高，這可能會(huì)削弱個(gè)體的自主性和創(chuàng)造力。教育數(shù)字人仍在認(rèn)知方面存在局限性，比如難以理解復(fù)雜的人類地方性知識(shí)和個(gè)體差異，因此難以提供真正個(gè)性化的教育和指導(dǎo)。盡管教育教育數(shù)字人可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求進(jìn)行一定的個(gè)性化教學(xué)，但其仍然無(wú)法完全滿足不同學(xué)生的個(gè)性化需求。由于缺乏有效的社會(huì)規(guī)約，教育數(shù)字人可能被用于不道德或非法目的，如制作虛假信息、欺詐等。因此，教育數(shù)字人還面臨道德倫理風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)需要引起足夠的重視，并采取相應(yīng)的措施來(lái)規(guī)范和監(jiān)管教育數(shù)字人的應(yīng)用。教育數(shù)字人在多場(chǎng)景下的身份靈活性可能導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)生活中的身份識(shí)別和道德責(zé)任問題。如果教育數(shù)字人過于注重商業(yè)化運(yùn)作，可能導(dǎo)致教育內(nèi)容娛樂化、流量化，偏離了教育的本質(zhì)和價(jià)值導(dǎo)向。因此，在推廣和應(yīng)用教育數(shù)字人的過程中，需要充分考慮這些潛在問題，并采取相應(yīng)的措施來(lái)解決和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。2.2.3教育數(shù)字人在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著AI技術(shù)的成熟、5G網(wǎng)絡(luò)的普及以及虛擬現(xiàn)實(shí)終端的應(yīng)用，人機(jī)交互方式從最早PC時(shí)代的鍵盤鼠標(biāo)交互，到目前的移動(dòng)終端app交互，過渡到自然語(yǔ)言的AI交互。同時(shí)由于虛擬數(shù)字人“真實(shí)性、高效性、情感性”特點(diǎn)，代表著人機(jī)交互新范式—人“人”交互，使得超寫實(shí)虛擬數(shù)字人與真人進(jìn)行實(shí)時(shí)“面對(duì)面”交互成為現(xiàn)實(shí)。教育數(shù)字人在教育領(lǐng)域的應(yīng)用正日益豐富，它們通過個(gè)性化學(xué)習(xí)方案支持學(xué)生根據(jù)個(gè)人的學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力獲取定制化資源，同時(shí)作為虛擬助教在課堂上協(xié)助老師回答學(xué)生問題，釋放教師時(shí)間以專注于更高階的教學(xué)活動(dòng)。在模擬和角色扮演方面，這些數(shù)字人能在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中扮演不同角色，幫助學(xué)生通過實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)新技能。對(duì)于語(yǔ)言學(xué)習(xí)者而言，它們提供自然語(yǔ)言處理的對(duì)話練習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生的語(yǔ)言運(yùn)用能力。此外，教育數(shù)字人還能提供情感支持與輔導(dǎo)，幫助管理學(xué)業(yè)壓力，并通過在線測(cè)驗(yàn)及作業(yè)自動(dòng)評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，給出實(shí)時(shí)反饋。它們也助力生涯規(guī)劃，輔助學(xué)生探索合適的職業(yè)路徑，并建議相關(guān)培訓(xùn)。在科研領(lǐng)域，教育數(shù)字人支持文獻(xiàn)檢索和數(shù)據(jù)分析等研究活動(dòng)。最后，它們還促進(jìn)家校溝通，定期更新家長(zhǎng)關(guān)于學(xué)生進(jìn)展的信息。隨著技術(shù)發(fā)展，這些應(yīng)用將變得更加高效、智能和富有同情心，為傳統(tǒng)教育帶來(lái)革命性的變化。如今，教育數(shù)字人在教育領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)從理論走向?qū)嵺`。一方面，教育數(shù)字人可以通過語(yǔ)音識(shí)別ADDINNE.Ref.{19E0B123-420D-407E-A39B-3E3FDFC33765}[19]和自然語(yǔ)言理解技術(shù)，與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)的對(duì)話交流，解答他們的問題并提供相關(guān)的學(xué)習(xí)資源。這種交互式的學(xué)習(xí)方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。另一方面，教育數(shù)字人還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議和輔導(dǎo)。通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和行為模式，教育數(shù)字人可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和困難點(diǎn)，并根據(jù)這些信息為他們量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容。這種個(gè)性化的教學(xué)方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績(jī)。除此之外，現(xiàn)如今一些學(xué)校已經(jīng)開始使用虛擬教師進(jìn)行在線教學(xué)，這些虛擬教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解程度，提供個(gè)性化的教學(xué)方案。此外，虛擬教師還可以通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，了解他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣和困難點(diǎn)，從而提供更有針對(duì)性的教學(xué)建議。在教育游戲或者虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中ADDINNE.Ref.{A0B6A816-57A4-4D15-AC52-41C90974F659}[3]，教育數(shù)字人可以創(chuàng)造出超現(xiàn)實(shí)的數(shù)字角色和復(fù)雜場(chǎng)景，使得作品具有震撼的視覺表現(xiàn)，并帶來(lái)更多創(chuàng)作的可能性。如在電影《阿凡達(dá)》中使用數(shù)字技術(shù)制作了納美人和潘多拉星球的各種生物和植物。亞運(yùn)會(huì)開幕式使用人工智能技術(shù)制作了一個(gè)運(yùn)動(dòng)形象的數(shù)字人吸引觀眾、傳遞信息和增強(qiáng)互動(dòng)體驗(yàn)。在師生社會(huì)交互方面，教育數(shù)字人成為次世代社交的象征。通過虛擬化身，用戶得以在一個(gè)虛擬的社交環(huán)境中與數(shù)字人或其他真實(shí)參與者進(jìn)行交流。這種交互方式不僅拓寬了社交圈，還滿足了人們對(duì)于社會(huì)互動(dòng)的需求。在學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域中，可以利用數(shù)字人采集并分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能教學(xué)的個(gè)性化推薦服務(wù)。數(shù)字人在各領(lǐng)域的應(yīng)用也為其賦能教育領(lǐng)域提供了一定的啟示。2.2.4生成式人工智能AIGC在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀當(dāng)前，已有諸多研究者探索AIGC驅(qū)動(dòng)的教育智能體在不同學(xué)段、不同學(xué)科運(yùn)用不同教學(xué)形式對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響。在初中數(shù)學(xué)學(xué)科中，教師提出三種人機(jī)融合的學(xué)習(xí)模式，評(píng)估AIGC模型輔助學(xué)生學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)知識(shí)的潛力ADDINNE.Ref.{DC647D72-F102-4B1D-8BD5-56A5290F5485}[20]。在中小學(xué)英語(yǔ)課中，教師使用觀察法判斷在學(xué)生使用AIGC展開小組討論時(shí)，是否能夠提高學(xué)生對(duì)話題的興趣并促進(jìn)生生互動(dòng)ADDINNE.Ref.{04AEB94C-A460-455E-AA4E-E852EF49AC54}[21]。在大學(xué)的現(xiàn)代教育技術(shù)課程中，研究者以AIGC和QQ系統(tǒng)為技術(shù)基礎(chǔ)，運(yùn)用人機(jī)協(xié)同深度探究性學(xué)習(xí)模型，探索在課堂中使用AIGC對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)、批判性思維能力、自我效能感和內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等方面的影響ADDINNE.Ref.{D4A4B5BF-DDF1-422E-B7E9-7C95613C67E8}[22]。在研究生的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)閱讀課中，探索AIGC驅(qū)動(dòng)的閱讀平臺(tái)是否會(huì)對(duì)研究生的獲取信息、理解理論、探尋和發(fā)表觀點(diǎn)等閱讀能力的產(chǎn)生積極影響ADDINNE.Ref.{EAF939ED-32EF-4323-84AD-2E94B1E62344}[23]。除了在課堂中扮演幫助教師更好的教、學(xué)生更好的學(xué)的角色，AIGC在教育領(lǐng)域也能成為其它角色。首先，AIGC可以成為作業(yè)和考試的命題者。根據(jù)現(xiàn)代教育測(cè)量理論的命題要求，使用完備的命題素材和明確的任務(wù)指令并通過連續(xù)追問等方式，可以誘導(dǎo)AIGC撰寫出較高質(zhì)量或富有創(chuàng)意的試題ADDINNE.Ref.{BC0B938C-72A2-45E9-A425-3133543D53E7}[24]。其次，AIGC可以作為對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)提出建議的反饋者。當(dāng)學(xué)生對(duì)教學(xué)資源做出評(píng)價(jià)時(shí)，AIGC能夠從具體性、相關(guān)性、相似性和評(píng)論長(zhǎng)度評(píng)估學(xué)生所做出評(píng)論的質(zhì)量，并給與指導(dǎo)以助力學(xué)生提出的評(píng)論更具建設(shè)性。最后，AIGC可以成為檢驗(yàn)學(xué)生最終知識(shí)水平的評(píng)估者。具體而言即使用AIGC教育智能體以選擇題、簡(jiǎn)答題的形式將測(cè)試內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，在學(xué)生與AIGC教育智能體的問答互動(dòng)中評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度?？偟膩?lái)說(shuō)，隨著人工智能大模型的發(fā)展，在AIGC驅(qū)動(dòng)下，教育智能體正向更加教育功能智慧化、教育形式更具個(gè)性化、教育角色更全面化的道路前進(jìn)。2.2.5研究述評(píng)本研究針對(duì)教育數(shù)字人在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用及其影響進(jìn)行了全面而深入的探索，提出了一系列創(chuàng)新性的觀點(diǎn)與方法。首先，研究明確了教育數(shù)字人的概念，并對(duì)其優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)進(jìn)行了詳盡的分析，揭示了其在個(gè)性化學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)交互和教學(xué)支持方面的顯著優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也指出了過度依賴技術(shù)、認(rèn)知局限性以及道德倫理風(fēng)險(xiǎn)等潛在問題。特別值得稱贊的是，研究通過實(shí)證研究探討了不同教育數(shù)字人形象對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，這對(duì)于理解教育數(shù)字人在教育中的具體作用提供了寶貴的數(shù)據(jù)和見解。此外，研究還關(guān)注了生成式人工智能（AIGC）在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，展示了AIGC驅(qū)動(dòng)的教育智能體如何在不同的學(xué)科和教學(xué)場(chǎng)景中發(fā)揮作用，為未來(lái)的教育模式提供了新的思路。盡管研究取得了一定的成果，但仍存在一些不足之處。例如，研究在探討教育數(shù)字人的缺點(diǎn)時(shí)，對(duì)于如何解決這些問題并沒有給出具體的策略或建議。另外，研究在分析教育數(shù)字人的應(yīng)用現(xiàn)狀時(shí)，雖然提到了一些成功的案例，但缺乏對(duì)這些案例背后具體實(shí)施過程的深入剖析?？傊狙芯繛榻逃龜?shù)字人的發(fā)展和應(yīng)用提供了寶貴的理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)，對(duì)于推動(dòng)教育技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。未來(lái)研究可以在本研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討如何克服教育數(shù)字人的缺點(diǎn)，優(yōu)化其設(shè)計(jì)，提高其在教育中的實(shí)際應(yīng)用效果。2.3問題提出現(xiàn)如今，教育數(shù)字人的開發(fā)與設(shè)計(jì)在慢慢成熟，與此同時(shí)，AIGC驅(qū)動(dòng)的教育智能體在教育教學(xué)過程中應(yīng)用廣泛。綜述以往研究者的研究，關(guān)于教育數(shù)字人對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的影響并無(wú)統(tǒng)一的說(shuō)法，且很少有研究對(duì)不同教育數(shù)字人形象進(jìn)行研究。以往的研究大多是關(guān)于教學(xué)代理形象對(duì)學(xué)習(xí)者的影響等，而在本研究中的是以教育數(shù)字人出現(xiàn)在教學(xué)視頻中并通過在線平臺(tái)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，以此來(lái)研究教育數(shù)字人教學(xué)對(duì)小學(xué)生的影響。首先，為了研究教育數(shù)字人是否能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，教育數(shù)字人形象是決定教學(xué)效果的一個(gè)關(guān)鍵因素。在以往的研究中，為了探究教育數(shù)字人對(duì)學(xué)習(xí)者的促進(jìn)作用，很多是將教育數(shù)字人作為教學(xué)內(nèi)容或者出現(xiàn)在教學(xué)視頻中等方式，很少有研究采用學(xué)生與不同AIGC驅(qū)動(dòng)的教育智能體互動(dòng)方式進(jìn)行。因?yàn)閷?duì)于教育數(shù)字人與學(xué)生進(jìn)行線上互動(dòng)，就需要高度的智能化要求。教育數(shù)字人一對(duì)一對(duì)特殊兒童或者老年人可以起到一定的幫助，但是很難做到普及。所以是否能將教育數(shù)字人在真實(shí)課堂中進(jìn)行研究，讓教育數(shù)字人具備一定的教學(xué)功能和智能化特征。所以，本文將探究教育數(shù)字人應(yīng)用于教育教學(xué)中并評(píng)價(jià)其應(yīng)用效果這個(gè)問題為抓手，去開展具體的實(shí)踐探索和實(shí)證研究。

第3章研究設(shè)計(jì)3.1研究問題本研究在已有的理論基礎(chǔ)上和實(shí)證研究結(jié)果上，試圖就教育數(shù)字人在視頻學(xué)習(xí)中的應(yīng)用效果展開研究。本研究采用問卷調(diào)查和訪談兩種方法深入探究不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)影響的認(rèn)知機(jī)制。3.2研究?jī)?nèi)容本研究旨在探究教育數(shù)字人形象對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。研究采用三種教育數(shù)字人形象（AI男孩、AI女孩和AI大熊貓）作為自變量，以學(xué)習(xí)效果（知識(shí)保持、知識(shí)遷移）、學(xué)習(xí)興趣、社會(huì)交互作為因變量，采用單因素三水平被試間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。被試人數(shù)為92人，實(shí)驗(yàn)材料學(xué)習(xí)視頻和教育數(shù)字人平臺(tái)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，本研究旨在為教育數(shù)字人形象的應(yīng)用提供一定的參考和借鑒，為提高小學(xué)生學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)體驗(yàn)提供有益的探索。3.3研究目標(biāo)第一，本研究旨在探究不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證認(rèn)知負(fù)荷理論、多媒體認(rèn)知情緒理論、社會(huì)存在感理論等。第二，了解教育數(shù)字人在教學(xué)中的應(yīng)用效果，以及其對(duì)學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互等方面的影響，為教育數(shù)字人的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。3.4研究設(shè)計(jì)與思路通過文獻(xiàn)研究法發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)關(guān)于教育數(shù)字人的研究較少，對(duì)于教育數(shù)字人形象的研究幾乎沒有。因此，確定了研究主題為探究不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣、社會(huì)交互方面產(chǎn)生的影響。在研究過程中，采用了單因素三水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并使用測(cè)試題、調(diào)查問卷、訪談等方法來(lái)獲得學(xué)習(xí)者的相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)整合到Excel表格中，最后使用SPSS26.0、Mplus8.0等數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行協(xié)方差分析和中介效應(yīng)分析，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖3-1所示：圖3-1研究思路圖3.5研究方法3.5.1實(shí)驗(yàn)研究法實(shí)驗(yàn)研究方法是通過一個(gè)或多個(gè)變數(shù)的變化來(lái)評(píng)價(jià)對(duì)一個(gè)或多個(gè)變數(shù)產(chǎn)生的效果，必須滿足兩種要求。一是對(duì)研究對(duì)象實(shí)施某種操作，二是有組織地實(shí)施操作ADDINNE.Ref.{E9EB91E8-9F7A-442C-8A84-84982999418D}[25]。實(shí)驗(yàn)的主要目的是查明變量之間的因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)是系統(tǒng)地操作與一個(gè)家庭的多個(gè)家庭相關(guān)的獨(dú)立變數(shù)，在客觀狀態(tài)和其他獨(dú)立變數(shù)可能干涉的條件下，觀察它們的獨(dú)立效果和相互作用效果。3.5.2問卷調(diào)查法問卷法是國(guó)內(nèi)外社會(huì)調(diào)查中廣泛使用的方法之一，通過由一系列提問組成的調(diào)查表來(lái)收集資料，測(cè)定人的行動(dòng)和態(tài)度。此次研究以問卷調(diào)查的形式，使學(xué)習(xí)者在觀看各種條件下的教育視頻后，獲得知識(shí)維持、知識(shí)轉(zhuǎn)移、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)業(yè)情緒、認(rèn)知負(fù)荷、親密度、社會(huì)存在和學(xué)習(xí)滿意度。與訪談表相比，問卷具有更詳細(xì)，完整，易于管理，標(biāo)準(zhǔn)化，費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閱柧矸ㄊ且栽O(shè)計(jì)好的問卷指導(dǎo)區(qū)進(jìn)行調(diào)查，問卷的設(shè)計(jì)要求可以得到規(guī)范和量化。3.5.3訪談法訪談法是指按照預(yù)定計(jì)劃圍繞專門主題運(yùn)用一定的工具(例如，探訪票)或輔助工具(例如，錄音機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電子郵件)，直接向被調(diào)查者口頭回答問題答當(dāng)場(chǎng)記錄，由此可見，了解他們的看法、行為和經(jīng)驗(yàn)的方法ADDINNE.Ref.{D2A3ADF6-9BA1-4AC8-8F36-9D15077226DB}[26]的一種。訪談是研究性的交流活動(dòng)通過研究者的主動(dòng)詢問被研究者的深情傾訴從而建構(gòu)研究問題的理論意義ADDINNE.Ref.{86230AD5-B436-402D-A9D9-8119A89E0697}[27]。本研究通過探訪法問卷的形式，在事前問卷和事后知識(shí)問卷中都插入了探訪問卷。通過這種方式，可以理解學(xué)生學(xué)習(xí)前和學(xué)習(xí)后學(xué)科知識(shí)的轉(zhuǎn)移及其他因素。將整理好的數(shù)據(jù)再結(jié)合起來(lái)進(jìn)行總結(jié)分析，明確不同的教育數(shù)據(jù)是否會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

第4章研究方法4.1被試被試來(lái)自四川成都市某小學(xué)四年級(jí)2個(gè)班級(jí)的92名兒童（Mage=9.24，SDage=0.48）。實(shí)驗(yàn)前，我們向教師、兒童及家長(zhǎng)介紹了該研究的目的和流程。請(qǐng)家長(zhǎng)填寫了知情同意書，在正式實(shí)驗(yàn)前將被試被隨機(jī)分配到三組中，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給被試發(fā)放了小禮物。本次實(shí)驗(yàn)采用的是單因素三水平被試間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，自變量是教育數(shù)字人的三種不同形象（AI男孩、AI女孩和AI大熊貓），因變量是知識(shí)保持、知識(shí)遷移、學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互。我們將學(xué)習(xí)者的先驗(yàn)知識(shí)作為控制變量，以考察不同教育數(shù)字人對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的影響。本研究在成都市某初中的微機(jī)室進(jìn)行，在該班教室有教師機(jī)、學(xué)生機(jī)、電子白板等措施，其中教師機(jī)和學(xué)生機(jī)都安裝了極域課堂教學(xué)系統(tǒng)，教室端可以使用極域系統(tǒng)對(duì)學(xué)生端發(fā)放視頻以及互動(dòng)網(wǎng)站。教室里一共有40臺(tái)電腦，每個(gè)同學(xué)都可以使用計(jì)算機(jī)電腦，并且每臺(tái)電腦配備了耳機(jī)，以確保他們可以在不受外界聲音的干擾下觀看視頻并與平臺(tái)上的教育數(shù)字人進(jìn)行互動(dòng)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境如圖4-1所示：圖4-1實(shí)驗(yàn)環(huán)境4.2實(shí)驗(yàn)材料4.4.1學(xué)習(xí)視頻學(xué)習(xí)視頻的主題為國(guó)寶大熊貓，具體內(nèi)容包括大熊貓名字的由來(lái)、生活地區(qū)、生活習(xí)慣和成長(zhǎng)階段這四個(gè)部分。我們運(yùn)用Camtasia、萬(wàn)彩動(dòng)畫大師等視頻制作工具，創(chuàng)作了AI男孩、AI女孩和AI大熊貓三個(gè)數(shù)字人形象的大熊貓知識(shí)學(xué)習(xí)視頻，視頻時(shí)長(zhǎng)分別為3分54秒，4分10秒和4分24秒，具體如圖4-2所示：圖4-2國(guó)寶大熊貓視頻截圖4.4.2教育數(shù)字人平臺(tái)AI教育數(shù)字人學(xué)習(xí)平臺(tái)是由我們與元加數(shù)字科技公司合作開發(fā)和設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品是用于教育科技領(lǐng)域的內(nèi)測(cè)版，允許用戶在移動(dòng)端和PC端進(jìn)行訪問。AI教育數(shù)字人具備一定的人類表情和動(dòng)作，如眨眼、微笑、做手勢(shì)、走路等。人物下方有兩個(gè)按鈕，分別為應(yīng)答記錄按鈕和對(duì)話框按鈕。用戶可以通過單擊鼠標(biāo)左鍵教育數(shù)字人下方的黑色圓柄，使得對(duì)話框彈出。用戶可以通過打字或語(yǔ)音在對(duì)話框里輸入文本。如果用戶選擇使用語(yǔ)音輸入問題，則需要打開設(shè)置的語(yǔ)音輸入功能，說(shuō)出問題后點(diǎn)擊發(fā)送。AI教育數(shù)字人形象和智能問答界面如圖4-3所示：圖4-3AI數(shù)字人學(xué)習(xí)平臺(tái)界面圖4.3測(cè)量工具4.3.1先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)我們創(chuàng)建先驗(yàn)知識(shí)測(cè)試來(lái)評(píng)估參與者對(duì)大熊貓的一般知識(shí)。由于與之前的研究相比，本研究的測(cè)量題目較少，因此采用斯皮爾曼-布朗公式對(duì)問卷進(jìn)行測(cè)驗(yàn)長(zhǎng)度和測(cè)驗(yàn)信度數(shù)量關(guān)系的計(jì)算。先驗(yàn)知識(shí)測(cè)驗(yàn)顯示較高的內(nèi)部一致性系數(shù)rkk=0.61。r本測(cè)試由兩部分構(gòu)成，第一部分是參與者基本信息統(tǒng)計(jì)，便于收集他們的學(xué)號(hào)、姓名、性別和年齡。第二部分由9道題組成，包括6道單選擇題（例如，“大熊貓的毛色一共有幾種顏色”()。A.1B.2C.3D.4”）和3道填空題（例如，“大熊貓是國(guó)家獨(dú)有的動(dòng)物?！保?，答對(duì)一題計(jì)2分，滿分為18分。4.3.2知識(shí)保持我們創(chuàng)建知識(shí)保持測(cè)試以檢驗(yàn)參與者在觀看完學(xué)習(xí)視頻和與教育數(shù)字人互動(dòng)后對(duì)大熊貓知識(shí)的直接記憶力。知識(shí)保持測(cè)試顯示中等偏上的內(nèi)部一致性系數(shù)rkk=0.70。本測(cè)試有11道題目，包括7道單選題（例如，“大熊貓的少年期大約處于()。A.0-1歲半B.1歲半-4歲C.5-17歲D.18歲以上”）、3道填空題（例如，“大熊貓的耳朵、眼眶、和這四個(gè)身體部位是黑色的?！保┖?道簡(jiǎn)答題（例如，“大熊貓為什么會(huì)被當(dāng)成國(guó)寶？”）。每答對(duì)一道單選題計(jì)2分；每答對(duì)填空題一空計(jì)2分，答對(duì)一道簡(jiǎn)答題計(jì)6分，滿分為30分。4.3.3知識(shí)遷移研究者創(chuàng)建知識(shí)遷移測(cè)試以評(píng)估參與者對(duì)大熊貓知識(shí)的理解和應(yīng)用水平。知識(shí)遷移測(cè)試具有較高的內(nèi)部一致性：rkk=0.82。本測(cè)試由11道題組成，分為6道單選題（例如，“下列哪個(gè)最有可能是大熊貓最喜歡的生活環(huán)境()?！盇.人群密集B.同伴成群C.竹林茂密D.缺少水源）、4道填空題（例如，“19歲的大熊貓?zhí)幱谄?，野外大熊貓的壽命比人工飼養(yǎng)的大熊貓?！保┖?道簡(jiǎn)答題（例如，“分別從吃、喝、玩、睡四個(gè)方面介紹大熊貓的生活習(xí)慣。”）。每答對(duì)一道單選題計(jì)2分；每答對(duì)填空題一空計(jì)2分，答對(duì)一道簡(jiǎn)答題計(jì)8分，滿分為30分。4.3.4學(xué)習(xí)興趣學(xué)習(xí)興趣問卷改編自從由Rotgans和Schmidt設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)問卷量表，該問卷由6道題構(gòu)成（例如，“我認(rèn)為今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容很有趣”）。特別的，問卷中有一道反向計(jì)分題，即，“我感到今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容無(wú)聊”。問卷的整體內(nèi)部一致性系數(shù)Cronbach’sα=0.87，表明該問卷的信度很好。每道題均采用5點(diǎn)李克特計(jì)分，參與者根據(jù)題目描述，按照與自己實(shí)際情況符合的程度從1（完全不符合）到5（非常符合）進(jìn)行評(píng)分。4.3.5社會(huì)交互我們使用改編自Hartmann的社會(huì)交互問卷來(lái)評(píng)估參與者與教育數(shù)字人的交互程度[7]。問卷包括６道題（例如，“我覺得AI男孩/AI女孩/AI大熊貓對(duì)我的言行做出了反饋?！保?。問卷的整體內(nèi)部一致性系數(shù)Cronbach’sα=0.91，表明該問卷的信度很好。問卷采用7點(diǎn)計(jì)分法，學(xué)習(xí)者從1(完全不符合)到7(非常符合)進(jìn)行評(píng)分。4.3.6半結(jié)構(gòu)訪談在實(shí)驗(yàn)完成后，我們隨機(jī)選取2名被試進(jìn)行半結(jié)構(gòu)訪談，以了解被試與AI教育數(shù)字人互動(dòng)體驗(yàn)。訪談包含4個(gè)問題：(a)你喜歡和你互動(dòng)的數(shù)字人老師嗎？(b)為什么喜歡/不喜歡這位老師呢？(c)你覺得老師給你的答案如何？你滿意嗎？(d)你希望這位老師以后也可以幫助或陪伴你學(xué)習(xí)嗎？在征得被訪談?wù)咴试S后，我們對(duì)訪談內(nèi)容進(jìn)行錄音。便于進(jìn)行后續(xù)的分析。4.4研究設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)旨在研究不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)交互的影響。研究采用單因素三水平被試間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)者在觀看大熊貓知識(shí)學(xué)習(xí)視頻5分鐘后，分別在三種條件（AI男孩、AI女孩、AI大熊貓）下與對(duì)應(yīng)視頻的教育數(shù)字人交互，AI男孩形象共有30名學(xué)習(xí)者（男生16人，Mage=9.13，SDage=0.35），AI女孩形象有32名學(xué)習(xí)者（男生15人，Mage=9.28，SDage=0.52），AI大熊貓形象有30名學(xué)習(xí)者（男生16人，Mage=9.24=9.30，SDage=0.54）。4.5實(shí)驗(yàn)流程首先，第一個(gè)階段是前測(cè)階段。將被試以8-10人為一組進(jìn)行前測(cè)，研究者向被試簡(jiǎn)單介紹實(shí)驗(yàn)。隨后，被試填寫個(gè)人基本信息，并進(jìn)行有關(guān)于大熊貓的先驗(yàn)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)測(cè)試，以了解他們對(duì)大熊貓的初始知識(shí)水平（約10分鐘）。完成測(cè)試后，研究者利用25分鐘讓被試熟悉AI數(shù)字人，在最初的10分鐘內(nèi)研究者使用PPT培訓(xùn)被試如何與教育數(shù)字人進(jìn)行互動(dòng)并給出提問的主題，再讓被試在計(jì)算機(jī)上與教育數(shù)字人進(jìn)行15分鐘的自由互動(dòng)，以金絲猴為主題，開啟智慧問答教學(xué)模式。整個(gè)前測(cè)階段持續(xù)40分鐘。其次，第二個(gè)階段是正式實(shí)驗(yàn)階段。正式實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)個(gè)步驟，第一個(gè)步驟，三組被試分別觀看AI男孩、AI女孩和AI大熊貓知識(shí)教學(xué)視頻。第二個(gè)步驟，在學(xué)習(xí)完視頻后，在網(wǎng)站上與學(xué)習(xí)視頻對(duì)應(yīng)的教育數(shù)字人進(jìn)行智慧問學(xué)模式，與AI數(shù)字人進(jìn)行問答互動(dòng)，時(shí)間約20分鐘。期間，三名研究者在教室里提供學(xué)習(xí)支持服務(wù)，負(fù)責(zé)解決被試操作及學(xué)習(xí)過程中遇到的各種問題。最后，第三個(gè)階段是后測(cè)階段。后測(cè)分為三個(gè)步驟，首先是請(qǐng)被試做后測(cè)題目和問卷，后測(cè)題主要包括大熊貓知識(shí)保持和知識(shí)遷移測(cè)試。測(cè)試完成后，被試完成學(xué)習(xí)興趣問卷和社會(huì)交互問卷。最后是開展半結(jié)構(gòu)化訪談，每組隨機(jī)選取2名被試進(jìn)行訪談，訪談大約5分鐘。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程大約持續(xù)40分鐘。實(shí)驗(yàn)流程如圖4-4所示：圖4-4實(shí)驗(yàn)流程圖

第5章研究結(jié)果在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，采用了先前知識(shí)測(cè)驗(yàn)、知識(shí)保持和知識(shí)遷移測(cè)試題以及調(diào)查問卷的形式，來(lái)收集數(shù)據(jù)。利用Excel對(duì)實(shí)驗(yàn)收集到的所有數(shù)據(jù)展開了初步篩選、整理和分類，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)。使用SPSS26.0完成統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)采用教育數(shù)字人形象(AI男孩、AI女孩和AI大熊貓)的被試單因素三水平方差分析，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的主效應(yīng)是否存在顯著差異。使用Mplus8.0進(jìn)行中介效應(yīng)分析，探究教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響是否存在中介效應(yīng)，以及中介變量在其中的作用機(jī)制。為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異不是由學(xué)習(xí)者的先前知識(shí)差異引起的，我們首先對(duì)被試的先前知識(shí)測(cè)驗(yàn)得分進(jìn)行了單因素方差分析。結(jié)果顯示，在兩種條件下，學(xué)習(xí)者的先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)沒有顯著差異（p=.28），因此，在所有后續(xù)分析中，我們使用協(xié)方差分析。其中學(xué)習(xí)者的先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)被用作協(xié)變量，以社會(huì)交互、知識(shí)保持及知識(shí)遷移為因變量，進(jìn)行協(xié)方差分析，比較不同實(shí)驗(yàn)組之間的差異。描本研究描述性統(tǒng)計(jì)和單因素方差分析結(jié)果如表5-1所示：表5-1描述性統(tǒng)計(jì)與方差分析數(shù)據(jù)表（n=92）變量AI男孩(n=30)AI女孩(n=30)AI大熊貓(n=32)方差分析結(jié)果MSDMSDMSD先驗(yàn)知識(shí)16.272.0215.312.6215.672.35F(2,89)=1.30,P=0.280,?p2=0.03知識(shí)保持20.833.189.223.1118.332.90F(2,89)=5.13,P=0.008,?p2=0.10知識(shí)遷移19.973.7619.413.0619.103.48F(2,89)=0.49,P=0.610,?p2=0.01學(xué)習(xí)興趣28.672.4826.533.5726.703.06χ2(2,92)=12.33,P=0.002,?p2=0.09社會(huì)交互32.079.8430.5010.0829.377.91F(2,89)=0.63,P=0.540,?p2=0.015.1學(xué)習(xí)效果5.1.1知識(shí)前測(cè)研究者在學(xué)習(xí)之前一周對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行了先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明學(xué)習(xí)者的先前知識(shí)水平?jīng)]有差異(F(2，89)=1.30，P=0.280，np2=0.03)。說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)前每位被試擁有相同水平的大熊貓知識(shí)。5.1.2知識(shí)保持為了探討不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者知識(shí)保持的影響，本實(shí)驗(yàn)以教育數(shù)字人形象為自變量，知識(shí)保持為因變量，采用單因素三水平方差分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)三組被試在知識(shí)保持之間存在顯著差異(F(2，89)=5.13，P=0.008，np2=0.10)，即AI男孩組被試的知識(shí)保持成績(jī)遠(yuǎn)高AI女孩組和AI大熊貓組的被試數(shù)據(jù)分別是(MD=1.61，P=0.04，95%CI=[0.07，3.16]；MD=2.50，P=0.002，95%CI=[0.93，4.07])，如圖5-1所示：圖5-1不同實(shí)驗(yàn)條件下學(xué)習(xí)者知識(shí)保持差異圖5.1.3知識(shí)遷移為了探討不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者知識(shí)保持的影響，本實(shí)驗(yàn)以教育數(shù)字人形象為自變量，以知識(shí)遷移為因變量，先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為協(xié)變量進(jìn)行協(xié)方差分析。發(fā)現(xiàn)三組被試生在知識(shí)遷移上并無(wú)顯著差異（F(2，89)=0.49，P=0.610，np2=0.01）。經(jīng)進(jìn)一步分析，分別測(cè)量三組被試的知識(shí)保持成績(jī)，數(shù)據(jù)表明三組被試之間的遷移成績(jī)無(wú)顯著差異。由此說(shuō)明，不同教育數(shù)字人形象對(duì)于學(xué)習(xí)者的知識(shí)保持得分影響不大。5.2學(xué)習(xí)興趣為了探討不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者知識(shí)保持的影響，本實(shí)驗(yàn)以教育數(shù)字人形象為自變量，以學(xué)習(xí)興趣為因變量，先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為協(xié)變量進(jìn)行協(xié)方差分析，我們使用獨(dú)立樣本Kruskal–Wallis檢驗(yàn)對(duì)變量學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)結(jié)果表明，三組被試的學(xué)習(xí)興趣存在顯著差異。AI男孩組的被試的學(xué)習(xí)興趣高于AI女孩組和AI大熊貓組（數(shù)據(jù)分別是MD=2.14，P=0.08，95%CI=[0.58，3.69]；MD=1.97，P=0.015，95%CI=[0.38，3.55]）。如圖5-2所示：圖5-2不同實(shí)驗(yàn)條件下學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣差異圖5.2社會(huì)交互為了探討教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者社會(huì)交互的影響，本實(shí)驗(yàn)以教育數(shù)字人形象為自變量，社會(huì)交互為因變量，采用單因素三水平方差分析。結(jié)果顯示教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者社會(huì)交互的主效應(yīng)不顯著(F(2，89)=0.63，P=0.540，np2=0.01)，經(jīng)進(jìn)一步分析，分別比較三組被試的社會(huì)交互，數(shù)據(jù)表明三組被試之間的社會(huì)交互并無(wú)顯著差異。由此說(shuō)明，不同教育數(shù)字人形象對(duì)于學(xué)習(xí)者的社會(huì)交互影響不大。5.3中介效應(yīng)分析各個(gè)變量的描述統(tǒng)計(jì)和相關(guān)分析結(jié)果如表5-2所示：表5-2描述性統(tǒng)計(jì)和相關(guān)分析數(shù)據(jù)表（n=92）因變量12345教育數(shù)字人形象1學(xué)習(xí)興趣-0.25*1社會(huì)互動(dòng)-0.120.44**1知識(shí)保持-0.32**0.21*0.24*1知識(shí)遷移-0.100.130.29**0.30**1教育數(shù)字人形象與學(xué)習(xí)興趣（p<0.05）、社會(huì)交互、知識(shí)保持（p<0.01）、知識(shí)遷移呈顯著負(fù)相關(guān)；學(xué)習(xí)興趣與社會(huì)交互（p<0.01）、知識(shí)保持（p<0.05）、知識(shí)遷移呈顯著正相關(guān)；社會(huì)交互與知識(shí)保持（p<0.05）、知識(shí)遷移呈顯著正相關(guān)；知識(shí)保持與知識(shí)遷移（p<0.01）呈顯著正相關(guān)。為了探究AI數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響機(jī)制，本研究使用Processv4.0軟件構(gòu)建了結(jié)構(gòu)方程模型。通過Bootstrap方法分析中介效應(yīng)的顯著性，執(zhí)行2000次的重復(fù)取樣，在執(zhí)行中介效應(yīng)分析前，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理。研究者考察兩組AI數(shù)字人形象（組1：AI男孩VSAI女孩，組2：AI男孩VSAI大熊貓）對(duì)學(xué)習(xí)興趣、社會(huì)交互和知識(shí)保持的預(yù)測(cè)作用。具體結(jié)果如圖5-3所示：圖5-3知識(shí)保持的結(jié)構(gòu)方程模型圖如表5-3所示：該中介模型的直接路徑系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果。AI數(shù)字人形象組1顯著負(fù)向預(yù)測(cè)知識(shí)保持（β=-0.48，p<0.05，CI[-0.96，0.01]）和學(xué)習(xí)興趣（β=-0.65，p<0.05，CI[-1.15，-0.16]）；AI數(shù)字人形象組1對(duì)社會(huì)互動(dòng)的預(yù)測(cè)作用不顯著（β=-0.19，p>0.05，CI[-0.70，-0.33]）。AI數(shù)字人形象組2顯著負(fù)向預(yù)測(cè)知識(shí)保持（β=-0.70，p<0.05，CI[-1.19，0.22]）和學(xué)習(xí)興趣（β=-0.59，p<0.05，CI[-1.09，-0.10]）；AI數(shù)字人形象組2對(duì)社會(huì)互動(dòng)的預(yù)測(cè)作用不顯著（β=-0.29，p>0.05，CI[-0.81，0.22]）。學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)互動(dòng)對(duì)知識(shí)保持的預(yù)測(cè)作用不顯著（數(shù)據(jù)分別是：β=0.02，p>0.05，CI[-0.20，-0.24]；β=0.15，p>0.05，CI[-0.06，0.11]）。另外，研究者還考察研究考察兩組AI數(shù)字人形象（AI男孩VSAI女孩，AI男孩VSAI大熊貓）對(duì)學(xué)習(xí)興趣、社會(huì)交互和知識(shí)遷移的預(yù)測(cè)作用。研究結(jié)果表明，AI男孩相比其它兩種形象能夠取得更好的知識(shí)保持成績(jī)和學(xué)習(xí)興趣水平。研究者考察兩組AI數(shù)字人形象（組1：AI男孩VSAI女孩，組2：AI男孩VSAI大熊貓）對(duì)學(xué)習(xí)興趣、社會(huì)交互和知識(shí)遷移的預(yù)測(cè)作用。結(jié)果如圖5-4所示：圖5-4知識(shí)遷移的結(jié)構(gòu)方程模型圖如表5-4所示：該中介模型的直接路徑系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果。AI數(shù)字人形象組1顯著負(fù)向預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)興趣（β=-0.65，p<0.05，CI[-1.15，-0.16]）；AI數(shù)字人形象組1對(duì)社會(huì)互動(dòng)和知識(shí)遷移的預(yù)測(cè)作用不顯著（數(shù)據(jù)分別是：β=-0.19，p>0.05，CI[-0.70，0.33]；β=-0.15，p>0.05，CI[-0.66，0.37]）。AI數(shù)字人形象組2顯著負(fù)向預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)興趣（β=-0.59，p<0.05，CI[-1.09，-0.10]）；AI數(shù)字人形象組2對(duì)社會(huì)互動(dòng)和知識(shí)遷移的預(yù)測(cè)作用不顯著（數(shù)據(jù)分別是：β=-0.29，p>0.05，CI[-0.81，0.22]；β=-0.18，p>0.05，CI[-0.70，0.33]）；學(xué)習(xí)興趣對(duì)知識(shí)遷移的預(yù)測(cè)作用不顯著（β=-0.04，p>0.05，CI[-0.27，-0.20]）；社會(huì)互動(dòng)顯著正向預(yù)測(cè)知識(shí)遷移（β=0.28，p<0.05，CI[0.05，0.51]）。研究結(jié)果表明，AI男孩形象感知并不能顯著預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者的知識(shí)遷移成績(jī)。也不能通過學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)互動(dòng)間接影響學(xué)習(xí)者的知識(shí)遷移成績(jī)。

第6章討論與結(jié)論6.1討論6.1.1不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)興趣的影響在AI加持的教育革新脈搏下，本研究深耕AIGC驅(qū)動(dòng)的教育數(shù)字人形象設(shè)計(jì)及其應(yīng)用效能，解析AI教育數(shù)字人如何從簡(jiǎn)約的虛擬代理演化為提供個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的教育智能體。在知識(shí)建構(gòu)、社會(huì)交互與知識(shí)共創(chuàng)的教育維度中，AI男孩、AI女孩及AI大熊貓的形象設(shè)計(jì)均展現(xiàn)出對(duì)學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果影響ADDINNE.Ref.{E9B0DD8E-D073-450A-8A31-4052AAEB87BF}[28]。研究結(jié)果表明，AI男孩形象在增進(jìn)兒童學(xué)習(xí)興趣及知識(shí)保持上效果最好，原因可能有以下兩個(gè)方面：一方面，從教學(xué)代理理論來(lái)說(shuō)ADDINNE.Ref.{FFD6F670-F9C5-4010-BE6B-82CD43205752}[29]，AI男孩以其鮮明的藍(lán)色發(fā)型和科技感裝束，使兒童對(duì)其更有興趣和吸引力ADDINNE.Ref.{3230B879-40A8-403E-BE42-A02814F15AEF}[30]。以好奇心理論為基礎(chǔ)ADDINNE.Ref.{17724105-D9CD-40EC-BCF0-B1DF8CB3E3A6}[31]，相比于另外兩種形象，AI男孩較少出現(xiàn)在兒童的日常生活中，其新穎性和趣味性更符合四年級(jí)兒童的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。相較而言，AI大熊貓雖與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，但因其形象在四川地區(qū)頻繁曝光或因技術(shù)水平不高，可能導(dǎo)致其新穎性和有效性降低，其在吸引被試學(xué)習(xí)興趣上的潛力相對(duì)有限。AI女孩的形象設(shè)計(jì)更接近現(xiàn)實(shí)生活中的兒童形象，但由于其形象對(duì)于兒童而言較日?；?，缺乏一定的吸引力和感染力，對(duì)兒童的學(xué)習(xí)興趣和知識(shí)保持影響效果也相對(duì)溫和。另一方面，性別認(rèn)同感可能是AI男孩在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出色的另一重要因素。四年級(jí)兒童正處于性別認(rèn)同感加固階段，傾向于與同性別角色建立聯(lián)結(jié)ADDINNE.Ref.{DAAF53E4-2A60-4C3B-98BB-B0BC96608566}[4]。AI男孩作為一個(gè)卡通化的小男孩形象，在中國(guó)傳統(tǒng)和流行文化中經(jīng)常被描繪為故事的小英雄和主角，可能在男生中激發(fā)了強(qiáng)烈的共鳴和模仿欲望ADDINNE.Ref.{470BD324-BF96-43A0-8E73-CF9DCCB428D1}[6]。通過與AI男孩互動(dòng)智慧問答，不僅能學(xué)習(xí)到知識(shí)，還可能在心理上得到角色扮演的體驗(yàn)，滿足兒童的心理需求，可能會(huì)提升兒童的自信心和自我效能感，從而提高他們的學(xué)習(xí)效果ADDINNE.Ref.{B75EF99F-4213-4CFA-9DC3-6183E9BB82D8}[32]。6.1.2不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者社會(huì)交互的影響在社會(huì)交互層面，AI男孩、AI女孩和AI大熊貓三種形象對(duì)兒童學(xué)習(xí)效果的影響沒有顯著差異。首先，根據(jù)社會(huì)存在感理論，所有形象通過基礎(chǔ)的互動(dòng)功能如語(yǔ)音反饋、視覺動(dòng)作，觸發(fā)兒童的社會(huì)及情感反應(yīng)。盡管各形象在視覺和功能上各異，它們共同實(shí)現(xiàn)了基本的社會(huì)交互，凸顯了互動(dòng)性與反應(yīng)性在構(gòu)建社會(huì)連接中的核心地位。其次，可能是實(shí)驗(yàn)過程中兒童使用AI數(shù)字人的時(shí)長(zhǎng)較短，并沒有體現(xiàn)出更強(qiáng)的具身效應(yīng)等，導(dǎo)致三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件并沒有顯著差異。因此，在后續(xù)研究中可以增加AI教育數(shù)字人在教學(xué)中長(zhǎng)期的縱向研究，給予兒童更有效的智慧問學(xué)體驗(yàn)，以創(chuàng)建兒童深度學(xué)習(xí)的有效發(fā)生ADDINNE.Ref.{DE4AA738-8162-4D4C-BCFB-E014B26B7EE3}[33]。最后，我們還可以通過訪談數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，被試可能已經(jīng)形成了對(duì)AI數(shù)字人形象形成了一般期望，他們對(duì)于任何AI形象都期待一定程度的互動(dòng)，這種期望可能使得他們對(duì)不同形象的社會(huì)交互體驗(yàn)感到相似。例如，當(dāng)我們采訪了一些不同形象組的兒童是否喜歡這個(gè)AI數(shù)字人時(shí)，兒童都表示：“喜歡，因?yàn)樗雍苡腥?，還能正確回答我的問題?！?.1.3中介效應(yīng)分析在中介模型中，本研究試圖探討三種AI數(shù)字人形象如何通過激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和促進(jìn)社會(huì)交互來(lái)影響學(xué)習(xí)成效。首先，在探究AI數(shù)字人形象對(duì)知識(shí)保持的中介效應(yīng)中，AI數(shù)字人形象顯著激發(fā)了學(xué)習(xí)者的興趣，但對(duì)于社會(huì)交互的影響均不顯著。然而，當(dāng)我們考察學(xué)習(xí)興趣如何影響學(xué)習(xí)成效時(shí)，AI數(shù)字人形象的學(xué)習(xí)興趣與知識(shí)保持之間間接路徑均沒有顯著差異，這可能意味著盡管學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)，但它并未直接轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)成效的提升。接著在探究AI數(shù)字人形象對(duì)知識(shí)遷移的中介效應(yīng)中，AI形象同樣只對(duì)學(xué)習(xí)興趣有顯著效應(yīng)，這表明在我們的研究設(shè)計(jì)中，社會(huì)交互并未因形象差異而有所不同，但社會(huì)交互又對(duì)兒童的知識(shí)遷移影響具有顯著差異。這可能說(shuō)明即使社會(huì)互動(dòng)沒有顯著增加，優(yōu)質(zhì)的社會(huì)互動(dòng)可能已經(jīng)在更深層次上促進(jìn)了學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的處理和內(nèi)化，從而對(duì)知識(shí)遷移產(chǎn)生了積極影響ADDINNE.Ref.{C0ED6807-C03A-41F6-A35D-21B1CC036C87}[34]。6.2研究結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示了不同AI形象設(shè)計(jì)對(duì)兒童學(xué)習(xí)興趣和知識(shí)保持的顯著影響。AI男孩形象的鮮明特點(diǎn)在提升學(xué)習(xí)興趣上尤為突出，這一發(fā)現(xiàn)凸顯了在教育數(shù)字人設(shè)計(jì)中創(chuàng)新元素的重要性。根據(jù)教學(xué)代理理論ADDINNE.Ref.{BE2FCA8B-2115-46CB-9B7C-E59446F9EF31}[35]與好奇心理論ADDINNE.Ref.{B2065F48-1973-4740-BB3F-656AA1F7830B}[30]，AI男孩以其鮮明的藍(lán)色發(fā)型和科技感裝束，在兒童日常生活中較少出現(xiàn)，具有較高的新穎性，這種獨(dú)特且新奇的外觀設(shè)計(jì)，激發(fā)了兒童的探索欲與性別認(rèn)同感，從而增強(qiáng)了他們對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的注意和投入。相比之下，AI大熊貓與AI女孩可能因?yàn)樵谠摰貐^(qū)或兒童嚴(yán)重的高曝光失去了新穎性。形象設(shè)計(jì)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)——如面部表情、手勢(shì)、動(dòng)作——都對(duì)教育數(shù)字人的互動(dòng)性和教學(xué)效果產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。這一部分的學(xué)術(shù)探索不僅強(qiáng)調(diào)了視覺吸引力的重要性，也突顯了與學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的緊密聯(lián)系。本研究最重要的發(fā)現(xiàn)是，一線教育實(shí)踐者和產(chǎn)品開發(fā)者在設(shè)計(jì)或開發(fā)AI教育數(shù)字人形象時(shí)，需考慮被試的性別認(rèn)同感與心理需求ADDINNE.Ref.{493671BB-17BA-4FD2-9101-9F5F7F68DF10}[36]。雖然AI男孩形象在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣方面表現(xiàn)最佳，但這種激發(fā)并沒有通過中介變量顯著地轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)成效的提升。但即使形象設(shè)計(jì)沒有顯著提升社會(huì)互動(dòng)的總體水平，高質(zhì)量的社會(huì)交互依然可以在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮重要作用，特別是在促進(jìn)知識(shí)遷移方面表現(xiàn)尤為突出。在AI數(shù)字人形象的設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中，僅激發(fā)學(xué)習(xí)興趣可能不足以提升學(xué)習(xí)成效，還需要深入探討其他因素的中介效應(yīng)，如形象的互動(dòng)性、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，以及學(xué)習(xí)者的個(gè)人特質(zhì)等。雖然AI男孩形象在本研究中教學(xué)效果最好，教育者未來(lái)應(yīng)關(guān)注不同性別被試對(duì)不同形象的教學(xué)效果ADDINNE.Ref.{1BF8E05A-E1B3-47FA-BAB4-E1D93106E835}[7]。

第7章研究總結(jié)與展望7.1研究總結(jié)本研究在AIGC驅(qū)動(dòng)的教育數(shù)字人領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，揭示了其在創(chuàng)新教育方法中的關(guān)鍵作用。通過深入分析不同形象設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)習(xí)興趣和知識(shí)保持的影響，本研究強(qiáng)調(diào)了個(gè)性化和互動(dòng)性在教育數(shù)字人設(shè)計(jì)中的重要性。隨著人工智能（AI）技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，我們站在了一個(gè)新的技術(shù)革命的門檻上。AI教育數(shù)字人的未來(lái)不僅僅是技術(shù)的多元融合，而是一場(chǎng)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨界別的深度融合運(yùn)動(dòng)。AI與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）及邊緣計(jì)算的結(jié)合將賦予教育數(shù)字人更加強(qiáng)大的解決問題能力，進(jìn)一步提升處理問題效率。在AI教育數(shù)字人普及的趨勢(shì)中，倫理和可解釋性的議題也日益受到重視。未來(lái)的AI將被賦予更加透明和可解釋的決策過程，確保公正性和合理性。同時(shí)，自主學(xué)習(xí)的AI將能夠適應(yīng)多變的環(huán)境，減少對(duì)人工干預(yù)的依賴。個(gè)性化和定制化的AIGC教育數(shù)字人將更貼近每位師生的需求，實(shí)現(xiàn)私人訂制的教育體驗(yàn)，滿足特定群體的專屬要求。這種定制化的趨勢(shì)將徹底改變教育領(lǐng)域的面貌，為每個(gè)學(xué)習(xí)者打造專屬的數(shù)字學(xué)習(xí)伙伴。7.2研究不足第一，社會(huì)交互的測(cè)量問題，研究中提到，三種AI數(shù)字人形象在社會(huì)交互層面的影響沒有顯著差異。然而，社會(huì)交互的測(cè)量可能過于表面化，沒有深入探討社會(huì)交互的質(zhì)量和深度。例如，可以通過分析學(xué)習(xí)者與AI數(shù)字人的對(duì)話內(nèi)容，評(píng)估其交流的深度和廣度。第二，本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的技術(shù)手段單一，本研究的實(shí)驗(yàn)是在初中計(jì)算機(jī)機(jī)房上課的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，僅僅采用被試的行為實(shí)驗(yàn)。在未來(lái)的研究中可以加入眼動(dòng)技術(shù)、腦電技術(shù)、近紅外技術(shù)等測(cè)量手段展開多方面的深入研究。第三，研究中的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)較短，可能無(wú)法充分反映不同教育數(shù)字人形象對(duì)學(xué)習(xí)者社會(huì)交互和學(xué)習(xí)成效的長(zhǎng)期影響。此外，實(shí)驗(yàn)中未考慮學(xué)習(xí)者的個(gè)體差異，如認(rèn)知風(fēng)格、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等因素，這些因素可能會(huì)影響學(xué)習(xí)者與AI教育數(shù)字人互動(dòng)的效果。7.3未來(lái)展望在這樣一個(gè)多元而充滿活力的未來(lái)中，教育數(shù)字人的應(yīng)用將成為教育變革的強(qiáng)大推動(dòng)力。教育數(shù)字人的應(yīng)用不僅將改變傳統(tǒng)的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式，更將重塑教育的生態(tài)系統(tǒng)。它們能夠提供實(shí)時(shí)、個(gè)性化的反饋和支持，使得學(xué)習(xí)過程更加符合每個(gè)學(xué)生的獨(dú)特需求。通過智能分析學(xué)習(xí)行為和成績(jī)數(shù)據(jù)，教育數(shù)字人能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，確保每個(gè)學(xué)生都能獲得最佳的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。此外，教育數(shù)字人還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和批判性思維能力，引導(dǎo)他們探索新的知識(shí)領(lǐng)域，培養(yǎng)解決問題的能力。它們將突破虛擬與現(xiàn)實(shí)的界線，實(shí)現(xiàn)信息和知識(shí)的動(dòng)態(tài)傳遞和構(gòu)建。教師、被試與教育數(shù)字人的協(xié)同作用，將共同營(yíng)造一個(gè)更真實(shí)、更沉浸、更生動(dòng)的教育數(shù)字世界，為每個(gè)學(xué)習(xí)者提供無(wú)限可能的探索空間。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，教育數(shù)字人有望變得更加先進(jìn)和實(shí)用。它們將能夠理解復(fù)雜的人類情感和社會(huì)信號(hào)，與學(xué)生建立更深層次的互動(dòng)關(guān)系。這種情感智能的結(jié)合將使教育數(shù)字