“當(dāng)虛擬人走進(jìn)課堂，未來教育模式將如何變革，人類教師又該何去何從？

想象一下，未來你走進(jìn)大學(xué)課堂，一切看起來都很正常。然而，今天的講課老師竟然是一位虛擬人。他能在屏幕上給你講課，甚至可以與你互動，回答你的問題，并提醒你專心聽講。這并非科幻場景，而是電子科技大學(xué)的一項教育改革項目，已經(jīng)在課程中成為現(xiàn)實。

近日，數(shù)據(jù)猿走訪了電子科技大學(xué)，迎接他的是一位虛擬人——“楊安晴”。她友好地問道：“媒體老師好，您有什么問題嗎？”當(dāng)記者詢問：“請談一談，AI如何與教育更好地融合？”時，她明確表示：“我不是虛擬人。”據(jù)了解，楊安晴對被稱為虛擬人或AI非常敏感，只要有人提及或暗示此事，她就會表現(xiàn)出不高興。

這個項目不僅展示了虛擬人在教育中的應(yīng)用潛力，也引發(fā)了人們對未來教育模式的思考。虛擬人技術(shù)可以提供不受疲勞影響的持續(xù)教學(xué)，保證教學(xué)質(zhì)量的一致性。此外，虛擬人能夠在情緒管理和情感支持方面表現(xiàn)出色，為學(xué)生提供穩(wěn)定的情感支持。這些優(yōu)勢都是人類教師難以完全實現(xiàn)的。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬人將不僅僅是教學(xué)工具，還可能成為教育的變革者。甚至未來通過與VR、AR技術(shù)的結(jié)合，虛擬人可以為學(xué)生提供更加沉浸式的學(xué)習(xí)體驗。然而，技術(shù)也為教育提出了新的挑戰(zhàn)。教師需要適應(yīng)技術(shù)的快速發(fā)展，培養(yǎng)與AI協(xié)同工作的能力。

我們可以設(shè)想，未來的教室，不僅僅是知識的傳遞，更是人機(jī)合作、共同成長的場所。電子科技大學(xué)的這一項目，正是邁向這一目標(biāo)的重要一步。

電子科技大學(xué)李俊宏的課堂上，

實現(xiàn)了“真人教師-虛擬教師-學(xué)生”三方實時交互

AI走進(jìn)校園：課堂上的 “新老師”

據(jù)悉，電子科技大學(xué)的項目團(tuán)隊研發(fā)出了兩名虛擬人“楊安晴”和“歐拉”，兩者各有分工，“歐拉”主要負(fù)責(zé)上課，而“楊安晴”則主要負(fù)責(zé)接待和展示。該項目由李俊宏帶領(lǐng)，團(tuán)隊成員超過10人，用時2年完成。

李俊宏，2005年獲新南威爾士大學(xué)（UNSW）工學(xué)碩士學(xué)位，2012年在電子科技大學(xué)取得博士學(xué)位。科研主攻方向為功率集成電路與高壓功率器件、第三代寬禁帶功率器件驅(qū)動、高可靠性無刷直流電機(jī)（BLDC）驅(qū)動。近年來，逐步向人工智能算力芯片架構(gòu)研究，以及基于3D引擎的AI虛擬人個性化教學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域拓展。

談到當(dāng)初研發(fā)這兩款機(jī)器人的初衷，李教授談到，目前大家都很關(guān)注AI如何落地應(yīng)用，學(xué)校也鼓勵大家思考如何賦能教學(xué)等各行各業(yè)。那么他個人一直在想，什么樣的AI大家才會愿意用、喜歡用呢？現(xiàn)在的大模型AI，大多只能輸出文字，最多再配上聲音，但他覺得這還不夠好。因為人與人之間的交流是最自然、最舒服的交互方式。以前只有人能像人一樣說話交流，現(xiàn)在機(jī)器也能做到這一點了，那為什么不把機(jī)器也做成像人一樣的呢？所以他們基于這個想法搞了虛擬人研發(fā)項目。要是研發(fā)成功了，他們想把這虛擬人用到課堂上，或者心理輔導(dǎo)、企業(yè)管理、企業(yè)咨詢等各種地方去。

此次課堂上的虛擬人以數(shù)學(xué)家歐拉為原型，“歐拉”目前主要應(yīng)用于李教授“信號與系統(tǒng)”課程中。李教授的課程因此變成了“雙師課堂”，虛擬人不僅會講課，還會提問學(xué)生并進(jìn)行互動。

值得一提的是，這是一個有個性的虛擬人，具備情緒功能和“懟人”的能力。李教授提到，他經(jīng)常拆我的臺。李教授回憶道：在一次講授信號積分運算的課堂中，虛擬教師“歐拉”主動抬了抬手說到：“李俊宏老師，定積分是要計算出一個常數(shù)，而這里，您看能計算出常數(shù)嗎？”課堂上，虛擬教師“歐拉”居然會主動給真人教師“挑刺”，指出對信號進(jìn)行積分運算并不是和微積分中定義的定積分計算完全一致。

從課程的反應(yīng)來看，電子科技大學(xué)的學(xué)生們對課堂上的虛擬人表現(xiàn)出了極大的新鮮感和好奇心。在小紅書等社交平臺上，許多學(xué)生紛紛發(fā)布了課程現(xiàn)場的情況，引發(fā)了廣泛的關(guān)注和討論。

在采訪中教授提到，虛擬人技術(shù)在課堂上的應(yīng)用已初見成效，學(xué)生參與度和成績均有提升。根據(jù)這學(xué)期的期末考試來看，去年好像掛科有11個人，上學(xué)期有11個人，這學(xué)期只有一個人掛了科。

虛擬人站上講臺，在技術(shù)上有什么難點？

李俊宏指出，其中最難的是讓虛擬教師的存在顯得真實自然。“剛開始虛擬人的動作模擬存在問題，比如骨架運動錯亂、手指動作扭曲等，出現(xiàn)‘恐怖谷’效應(yīng)，這些都需要進(jìn)行矯正的。除了動作，還需要對其情感模型進(jìn)行訓(xùn)練，確保情緒表達(dá)自然。”例如，情緒模型需要判斷何時采用何種情緒，并調(diào)用相應(yīng)的情緒控制函數(shù)，驅(qū)動相應(yīng)的肢體動作和面部表情。

確保虛擬人在課程上的回答準(zhǔn)確性也是一大挑戰(zhàn)。李俊宏提到，在教學(xué)過程中，準(zhǔn)確性至關(guān)重要。大模型AI有時會出現(xiàn)幻覺問題，答非所問。為解決這一問題，團(tuán)隊采用精細(xì)化狀態(tài)機(jī)和本地增強(qiáng)技術(shù)，限定大模型的知識搜索范圍。他舉例說，比如講信號系統(tǒng)基本概念時，僅接入該章內(nèi)容，避免提及后續(xù)的傅里葉變換、拉普拉斯變換等內(nèi)容。這樣大模型的搜索和生成范圍就被限定在當(dāng)前所講內(nèi)容，從而提高準(zhǔn)確性。就像大模型原本是在其龐大的知識庫中通過向量尋找最大概率結(jié)果，他們相當(dāng)于把向量轉(zhuǎn)移到自己的知識庫中，讓模型在指定的小范圍知識庫里查找，而不是在大模型的全部知識中搜索，如此就能避免答非所問的情況。

虛擬人VS真人老師：40%學(xué)生支持AI上課？盤點國內(nèi)高校虛擬數(shù)字人項目

李俊宏透露，自己此前進(jìn)行了一項問卷調(diào)研，調(diào)研對象是本校學(xué)生，詢問他們更希望將來由真人老師還是虛擬人上課。結(jié)果顯示，有60%的學(xué)生更傾向于真人老師授課，而40%的學(xué)生則表示希望由虛擬人來上課。

這項研究具有一定的啟發(fā)性。

高校是技術(shù)應(yīng)用的重要陣地。為了鼓勵探索“人工智能+X”的人才培養(yǎng)模式，教育部在2018年曾發(fā)布《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》。隨著新一波人工智能浪潮的到來，高校在這一領(lǐng)域的進(jìn)展如何？

事實上，據(jù)數(shù)據(jù)猿梳理，除了電子科技大學(xué)的虛擬人項目，國內(nèi)還有許多高校和教育機(jī)構(gòu)也在積極探索AI虛擬人的應(yīng)用，形成了各具特色的案例。以下是從公開資料中整理的一些高校對于虛擬人和數(shù)字虛擬人的實踐（不完全統(tǒng)計）。

☆清華大學(xué)：國內(nèi)首個原創(chuàng)虛擬學(xué)生“華智冰”

華智冰 圖自清華大學(xué)官網(wǎng)

早在2021年6月，清華大學(xué)迎來了首位人工智能虛擬新生——華智冰。“華智冰”被稱為中國首個虛擬學(xué)生。據(jù)清華大學(xué)官網(wǎng)2021年的新聞介紹，“脫胎”于中國超大規(guī)模智能模型“悟道2.0”，“華智冰”由清華大學(xué)計算機(jī)系、北京智源研究院、智譜AI和小冰公司聯(lián)合“培養(yǎng)”。除了作詩、作曲、繪畫等才藝，“華智冰”還將具有一定的推理和情感交互能力。

☆青海師范大學(xué)：虛擬IP“卓瑪”

對于高校而言，虛擬IP是一種全新的高校形象的建立方式。“卓瑪”是一個藏族虛擬數(shù)字人，其形象設(shè)計融入了藏族元素，如編發(fā)和具有民族特色的服飾等，展現(xiàn)出清新、秀麗的氣質(zhì)與青春活力，體現(xiàn)了青海師范大學(xué)所在地區(qū)青海的地域文化特色。青海師范大學(xué)利用卓瑪這個IP，制作了一系列校園宣傳內(nèi)容，通過常態(tài)化短視頻制作，以校園科普、娛樂、劇情等多種形式，向外界展示校園文化、趣聞軼事等，助力學(xué)校的日常宣傳。此外，卓瑪還作為校園宣傳大使，幫助進(jìn)行招生宣傳。

（青海師范虛擬數(shù)字人IP“卓瑪”）

來自虛擬動力官網(wǎng)

☆湖北幼兒師范高等專科學(xué)校：數(shù)字虛擬人“小喬老師”

2024年，湖北幼兒師范高等專科學(xué)校的人工智能學(xué)院官方抖音號上，一位名為“小喬老師”的虛擬數(shù)字人精彩亮相。她以流暢自然的語言向考生們詳盡介紹學(xué)校及其專業(yè)特色，并通過彈幕細(xì)致解答考生疑問，為考生們的志愿填報提供有力指導(dǎo)。據(jù)了解，“小喬老師”是學(xué)校人工智能學(xué)院自主策劃，以學(xué)院一位教師為原型打造，通過精細(xì)捕捉該教師的聲音與形象特征而成。

湖北幼兒師范高等?？茖W(xué)校以學(xué)院一位教師為原型打造

虛擬數(shù)字人在高校中的應(yīng)用，正在逐步改變傳統(tǒng)教育模式。無論是課堂教學(xué)中的虛擬教師，還是高校形象宣傳中的虛擬IP，這些創(chuàng)新嘗試都為教育領(lǐng)域帶來了新的可能性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，或許，未來虛擬人與真人教師的協(xié)同合作，將進(jìn)一步推動教育的創(chuàng)新和進(jìn)步。

AI技術(shù)如何改變傳統(tǒng)教學(xué)模式？

李俊宏提到，未來AI將逐漸滲透到我們生活的方方面面，涵蓋各行各業(yè)。這是一種不可阻擋的歷史潮流。盡管有人擔(dān)心AI會取代人類的工作，但這種擔(dān)憂無法改變AI在各領(lǐng)域落地應(yīng)用的趨勢。“大家都在擔(dān)心是否會被AI搶走飯碗，因為歷史上每次工業(yè)革命都會引發(fā)類似的擔(dān)憂。前三次工業(yè)革命由于機(jī)器的出現(xiàn)，確實改變了生產(chǎn)方式和就業(yè)結(jié)構(gòu)。”

他進(jìn)一步指出，從他個人見解來看，AI確實在某些領(lǐng)域會取代人類的工作，但具體情況需要根據(jù)實際情境來判斷。回顧前三次工業(yè)革命的經(jīng)驗，我們可以看到一個關(guān)鍵前提：即AI在特定任務(wù)上必須表現(xiàn)得比人類更好。正如馬云所言：“我絕對不會去跟機(jī)器下棋，也不會與吊車比力氣，或者與轎車比速度。”這些都是機(jī)器比人類更擅長的領(lǐng)域。對于AI是否能替代人類，我們需要評估其在特定任務(wù)上的表現(xiàn)是否優(yōu)于人類。

“舉例來說，如果我僅僅為了應(yīng)付任務(wù)而草草寫一份教案，那么AI生成的教案可能會比我的更好。但是如果我全身心投入，以把事情做到最佳為目的，花費幾天時間精心編寫教案，那么AI很難在這個過程中超越我。因此，判斷AI是否能勝任某項工作，需要考慮其在特定情境下的實際表現(xiàn)。”

在他看來，教育領(lǐng)域，虛擬人技術(shù)至少在以下幾個方面具有明顯優(yōu)勢。首先是持久性：虛擬人可以連續(xù)工作，不受疲勞影響，保證了教學(xué)質(zhì)量的一致性。其次是情緒穩(wěn)定：虛擬人能夠在情緒管理和情感支持方面表現(xiàn)出色，為學(xué)生提供穩(wěn)定的情感支持。還有多樣性：虛擬人可以根據(jù)需要呈現(xiàn)出不同的形象，適應(yīng)各種教學(xué)場景和需求。

這些優(yōu)勢是人類教師難以完全實現(xiàn)的。隨著虛擬人技術(shù)的不斷迭代和優(yōu)化，我們可以期待其在某些方面超越傳統(tǒng)教學(xué)，提供更高效、更個性化的教育體驗。

目前，傳統(tǒng)課程面臨著許多問題，如教學(xué)方法單一、學(xué)生參與度低、個性化教學(xué)不足等。隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展，未來AI與教育的融合趨勢愈發(fā)明顯。虛擬人技術(shù)的應(yīng)用，將為教育帶來全新的可能性，不僅能夠提高課堂互動性，還能實現(xiàn)個性化教育。

實際上，未來除了虛擬人技術(shù)，VR和AR技術(shù)的結(jié)合將進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)體驗的沉浸感，使學(xué)生能夠在虛擬現(xiàn)實中進(jìn)行實踐操作和情景模擬，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。這些技術(shù)的融合，將為教育領(lǐng)域帶來革命性的變化。

面對這些變革，教師需要適應(yīng)技術(shù)的快速發(fā)展，培養(yǎng)與AI協(xié)同工作的能力。教師應(yīng)專注于AI難以替代的領(lǐng)域，如情感支持、創(chuàng)造性教學(xué)和高層次的思維引導(dǎo)。同時，虛擬人與人類教師的相輔相成，將共同推動教育的創(chuàng)新和進(jìn)步，成為教育發(fā)展的新常態(tài)。通過這種協(xié)同合作，教育將變得更加高效、個性化和富有情感，從而更好地滿足學(xué)生的多樣化需求。

來源：數(shù)據(jù)猿