數(shù)字人虛擬教師：何為、難為、能為

近兩年來，作為數(shù)字教師的一種新樣態(tài)，數(shù)字人虛擬教師在教育中的應(yīng)用正以多樣的方式呈現(xiàn)開來?！案魑焕蠋煟蠹液?，我是新加入北京市教委工作團隊的智小京……”4月24日，在北京市教委首個數(shù)字虛擬人“智小京”老師的主持下，“人工智能賦能教育教學(xué)能力提升”基礎(chǔ)教育干部教師全員專項實訓(xùn)正式啟動。類似地，英國國際組織奧特曼斯研究所（Otermans Institute）于2023年推出了數(shù)字人類教師比阿特麗絲（Beatrice），她能夠幫助學(xué)習者增強溝通能力、領(lǐng)導(dǎo)力和批判性思維等軟技能，現(xiàn)已服務(wù)于英國、美國等多個國家和地區(qū)的學(xué)習者。2024年3月，印度首位人工智能教師“愛麗絲”在喀拉拉邦一所學(xué)?！罢缴蠉彙?，可以移動并回答問題的“愛麗絲”深受當?shù)貙W(xué)生喜愛。

數(shù)字人虛擬教師作為促進教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要載體，是指存在于非物理世界中，由計算機圖形學(xué)、圖形渲染、動作捕捉、深度學(xué)習、語音合成等計算機手段創(chuàng)造，具有類似人類多種特征（外貌特征、語言肢體表達、感知交互能力等）的數(shù)字人。數(shù)字人虛擬教師能夠模擬真人教師，與學(xué)習者進行擬真對話和互動，為學(xué)習者提供個性化的學(xué)習資源，有效提高學(xué)習者的學(xué)習體驗和學(xué)習效果。

與此同時，數(shù)字人虛擬教師在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也面臨諸多挑戰(zhàn)。我們需要思考：一方面，數(shù)字人虛擬教師融入教育領(lǐng)域有何挑戰(zhàn)？另一方面，針對數(shù)字人虛擬教師的“教師資格”、數(shù)據(jù)隱私等問題，如何建立有效監(jiān)管機制進行規(guī)范？為此，本文將對數(shù)字人虛擬教師何為、有何挑戰(zhàn)以及如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)進行深入剖析，探討建立起一套針對數(shù)字人虛擬教師的評估與監(jiān)管機制，以確保技術(shù)的公平、有效應(yīng)用。

何為：什么是數(shù)字人虛擬教師

數(shù)字人是在計算機生成的空間（虛擬環(huán)境）中對人的幾何特征和行為特征的虛擬表征。教育領(lǐng)域中的數(shù)字人是指存在于數(shù)字虛擬空間中，能夠通過知識傳遞、社會交互等教育手段和師生進行交互的具象化虛擬人物的統(tǒng)稱，包括數(shù)字人虛擬教師和數(shù)字人虛擬學(xué)生。數(shù)字人虛擬教師具有數(shù)字人的一般特征，如具備類人的形象，能夠表達且能夠與人互動。具體來說，數(shù)字人虛擬教師是通過數(shù)字技術(shù)模擬人類教師的形象、語音、行為，為學(xué)習者提供教學(xué)相關(guān)服務(wù)的系統(tǒng)或代理。

數(shù)字人虛擬教師與教育數(shù)字技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。初期的數(shù)字人虛擬教師采用二維或三維視覺呈現(xiàn)形態(tài)，借助互動性的雙向溝通來縮短數(shù)字教師與學(xué)生間的心理距離。盡管有雙向互動，但技術(shù)水平限制了數(shù)字人虛擬教師在語音識別、自然語言處理和實時響應(yīng)等方面的能力，導(dǎo)致交互體驗不夠流暢。隨著元宇宙和生成式人工智能技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字人虛擬教師以更逼真的表征形式呈現(xiàn)，能夠結(jié)合情境做出相應(yīng)的表情、手勢和語氣，支持學(xué)習者更加多維的交互體驗，增進學(xué)習過程中的體驗和情緒情感表達。

數(shù)字人虛擬教師為教師提供了智能代理功能，為學(xué)習者帶來了突破時空限制的優(yōu)質(zhì)學(xué)習資源服務(wù)。同時，數(shù)字人虛擬教師具有易傳播、無時空限制的特性，能夠普及到尋常百姓家，借助健全的監(jiān)管體系打破數(shù)字鴻溝，為學(xué)習者提供平等的受教育權(quán)，有效促進教育公平。其一，數(shù)字人虛擬教師能夠讓每一位學(xué)習者擁有專屬的貼身優(yōu)秀教師，并打破師資數(shù)量與地域限制，促進師資均衡發(fā)展。以數(shù)字人虛擬教師提供優(yōu)秀師資目前有兩種實現(xiàn)的方式。一種是通過數(shù)字孿生技術(shù)復(fù)刻現(xiàn)實世界中的優(yōu)秀教師；另一種是類似于“智小京”或“愛麗絲”，是通過對現(xiàn)實世界優(yōu)秀教師的知識、教學(xué)風格和經(jīng)驗的提取，經(jīng)過數(shù)字建模打造超強型、全能型虛擬數(shù)字人教師。其二，數(shù)字人虛擬教師能夠作為教師的智能分身，分擔重復(fù)性和工具性任務(wù)，釋放教師更多精力專注于學(xué)生的個性化和全面化發(fā)展，助力教育質(zhì)量的提升。其三，數(shù)字人虛擬教師在文化傳承方面可以超越語言和地域限制，將抽象的學(xué)習內(nèi)容以“現(xiàn)身說法”的方式呈現(xiàn)，讓學(xué)習者身臨其境，打破跨文化的理解壁壘。例如，針對歷史事件，數(shù)字人虛擬教師可以模擬并扮演歷史人物，以可視化的方式向?qū)W習者展示關(guān)鍵事件，帶領(lǐng)他們“親歷”過去的時代。

難為：數(shù)字人虛擬教師應(yīng)用挑戰(zhàn)

與早期二維技術(shù)時期的虛擬教師技術(shù)最大的不同在于，今天的數(shù)字人虛擬教師，雖然以權(quán)威教師的面目呈現(xiàn)，但主導(dǎo)其教學(xué)行為的背后，是有著巨大不確定性的大模型“黑盒”。不管是作為學(xué)習者的貼身優(yōu)秀教師，還是作為真實教師的分身，抑或歷史文化的數(shù)字傳播者，其背后驅(qū)動的模型、使用情境及提示語的不確定性，都給數(shù)字人教師的合規(guī)使用帶來了巨大的挑戰(zhàn)。綜合來看，數(shù)字人虛擬教師的“教師資格”認證困難、缺乏技術(shù)標準、市場生態(tài)尚未形成、存在數(shù)據(jù)隱私泄露及潛在倫理風險。

具備教師資格是共識也是常識。對于數(shù)字人虛擬教師來說，如果要在教學(xué)中作為教師的分身、助手承擔一定的教學(xué)任務(wù)，也需要具備“教師資格”，也就是對其承擔的教學(xué)、問答、輔導(dǎo)內(nèi)容的審核。不同于靜態(tài)數(shù)字資源，數(shù)字人虛擬教師依賴算法和模型驅(qū)動生成教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)問答，這種生成特性使得對其“教師資格”的資質(zhì)評估和認證變得更加復(fù)雜和難以標準化，成為數(shù)字人虛擬教師技術(shù)應(yīng)用于教育的一個巨大挑戰(zhàn)。

這一挑戰(zhàn)，也對如何建立數(shù)字人虛擬教師的技術(shù)標準提出新的需求。除了生成性內(nèi)容的審核難點之外，算法偏見與歧視也是數(shù)字人虛擬教師應(yīng)用于教育領(lǐng)域的一大隱憂，許多算法在技術(shù)設(shè)計過程中，未能充分考慮道德與倫理問題，未能將公平性、透明性等倫理準則有效融合到算法訓(xùn)練和模型優(yōu)化之中。這種缺陷導(dǎo)致數(shù)字人虛擬教師的教育價值取向受到既定算法規(guī)則和未經(jīng)審查的數(shù)據(jù)集的限制，其信息傳遞可能存在偏差。這些隱憂，都亟須從技術(shù)標準角度建立有效監(jiān)管的規(guī)范。

數(shù)字人虛擬教師作為一種具有潛在價值的產(chǎn)品目前已經(jīng)有大量涌現(xiàn)的趨勢，但總的來說，市場生態(tài)尚未形成，相應(yīng)地也未形成完善的市場監(jiān)督體系，表現(xiàn)在標準和管理機制的雙重缺失。一方面，因缺少數(shù)字人虛擬教師的市場標準，各個企業(yè)和技術(shù)開發(fā)者采用的技術(shù)方案、數(shù)據(jù)處理方式、交互設(shè)計都有所不同，導(dǎo)致市場上的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。另一方面，因為缺乏完善的市場監(jiān)督體系，數(shù)字人虛擬教師的教育功能存在過度商業(yè)化的風險，甚至被用作營銷工具，其應(yīng)有的教育價值被忽視。

作為一種高度依賴數(shù)據(jù)的技術(shù)產(chǎn)品，數(shù)字人虛擬教師的教育應(yīng)用也必然會有潛在的數(shù)據(jù)隱私泄露與安全風險。數(shù)字人虛擬教師基于教師數(shù)據(jù)訓(xùn)練而成，其應(yīng)用需要采集大量關(guān)于師生的個人數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的收集可能給教師和學(xué)習者帶來隱私泄露風險。同時，數(shù)據(jù)的大量累積也可能伴隨出現(xiàn)數(shù)據(jù)濫用、泄露等風險。因此，如何在教育領(lǐng)域保障教師和學(xué)習者的隱私安全成為數(shù)字人虛擬教師技術(shù)融于教育的重要挑戰(zhàn)。

最后，數(shù)字人虛擬教師的教育應(yīng)用，將重塑傳統(tǒng)的師生關(guān)系。其技術(shù)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)方式有可能導(dǎo)致人文關(guān)懷的缺失，使得教育過程趨向于機械化和工具化。人類師生之間的互動不僅僅是知識的傳遞，更涉及情感支持、人格塑造和價值觀的傳達。而數(shù)字人虛擬教師的算法設(shè)計和交互模式，往往更注重信息的高效傳遞和個性化的學(xué)習路徑推薦，可能忽略學(xué)習者在學(xué)習過程中對情感關(guān)懷和人際關(guān)系的需求。如何確保技術(shù)的引入不會削弱教育中的人文關(guān)懷，這是數(shù)字人虛擬教師技術(shù)融于教育需要解決的難題。

能為：構(gòu)建全面的“數(shù)字教師資格”監(jiān)管機制

正如人類教師需要通過教師資格證來證明其具備教學(xué)能力和職業(yè)操守，為了更好地應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，數(shù)字人虛擬教師也應(yīng)受到類似的審查與監(jiān)管。那么，數(shù)字人虛擬教師的“教師資格”如何評估？針對數(shù)字人虛擬教師使用過程中隱含的數(shù)據(jù)安全風險和潛在的倫理問題如何規(guī)避？這需要從監(jiān)管機制設(shè)計，以及相應(yīng)的規(guī)范制定等方面入手。下面就頂層監(jiān)管機制的整體設(shè)計、數(shù)字教師資格標準、技術(shù)安全性、市場合規(guī)性、倫理安全以及人文關(guān)懷等方面提出評估和監(jiān)控的建議。

從建立頂層監(jiān)管機制的角度，由相關(guān)管理部門建立數(shù)字人虛擬教師監(jiān)管體系。這一總體性監(jiān)管體系中，應(yīng)包括針對數(shù)字人虛擬教師的法律、政策和標準，確保數(shù)字人虛擬教師技術(shù)的開發(fā)和使用符合國家的教育目標與倫理要求，為數(shù)字人虛擬教師的教育應(yīng)用提供重要保障。另外，需要從國家層面對全國范圍內(nèi)數(shù)字人虛擬教師的應(yīng)用進行宏觀監(jiān)督，并明確專門的監(jiān)管機構(gòu)，對數(shù)字人虛擬教師的使用所涉及的數(shù)字教師資格標準、技術(shù)安全性、市場合規(guī)性以及倫理性問題進行監(jiān)管，確保其在各級教育機構(gòu)中的合理應(yīng)用。國家層面的監(jiān)管還需要規(guī)范教育技術(shù)的市場行為，防止低質(zhì)量數(shù)字人虛擬教師產(chǎn)品進入市場。

從師資標準角度建立數(shù)字人虛擬教師的評估標準。數(shù)字人虛擬教師在應(yīng)用推廣之前需要進行嚴格的教學(xué)質(zhì)量檢測。相關(guān)管理部門需要確立評估數(shù)字人虛擬教師教學(xué)質(zhì)量的責任部門，負責監(jiān)督數(shù)字人虛擬教師的“教師資格”評估和審核。責任部門可建立虛擬教師的“教師資格”評估實施機構(gòu)，負責監(jiān)督數(shù)字人虛擬教師教學(xué)試驗的設(shè)計和實施，確保教學(xué)質(zhì)量的客觀性與有效性，確保試驗數(shù)據(jù)的真實性與透明度，建立試驗標準和評估指標，對其師容師表、互動能力、個性化教學(xué)能力等進行測評。

從技術(shù)安全角度構(gòu)建數(shù)字人虛擬教師的技術(shù)規(guī)范。一方面，相關(guān)機構(gòu)需要對數(shù)字人虛擬教師所使用的算法進行嚴格的驗證，檢驗其在不同教學(xué)場景下的準確性和技術(shù)穩(wěn)定性，以確保其能在長期的教育應(yīng)用中保持一致的高性能輸出。這不僅涉及算法的計算精度，還包括對異常情況的處理能力和應(yīng)對突發(fā)問題的魯棒性（Robustness）。另一方面，必須制定技術(shù)測試的質(zhì)量標準，涵蓋從開發(fā)階段的算法設(shè)計、訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的多樣性和代表性，到實際應(yīng)用中的持續(xù)性能監(jiān)測，以確保所有技術(shù)測試符合教育技術(shù)的高質(zhì)量要求。此外，在算法設(shè)計和數(shù)據(jù)使用中引入倫理審查機制，防止歧視性數(shù)據(jù)或偏見的傳播，確保技術(shù)的應(yīng)用符合倫理標準。

從市場合規(guī)性角度來監(jiān)控數(shù)字人虛擬教師的產(chǎn)品影響。首先，市場通過資質(zhì)認證和市場準入審核，防止技術(shù)質(zhì)量不達標的產(chǎn)品流入市場。其次，市場監(jiān)管部門應(yīng)建立教育警戒機制，對已投入使用的數(shù)字人虛擬教師進行持續(xù)的風險追蹤和管理，及時收集用戶反饋和使用過程中出現(xiàn)的問題數(shù)據(jù)，評估其對學(xué)習者學(xué)習效果的正負面影響。如果發(fā)現(xiàn)存在安全隱患、教學(xué)質(zhì)量問題或其他不良影響，應(yīng)及時啟動風險控制程序，必要時對相應(yīng)數(shù)字人虛擬教師進行查封。

從倫理安全角度來構(gòu)建數(shù)字人虛擬教師的數(shù)據(jù)規(guī)范，確保教育數(shù)據(jù)的收集、存儲、處理和共享符合倫理要求。在數(shù)據(jù)處理方面，需要建立數(shù)據(jù)使用的可追溯性機制，應(yīng)嚴格限制數(shù)據(jù)的使用范圍，禁止將教育數(shù)據(jù)用于商業(yè)目的或其他與教育無關(guān)的用途。同時，應(yīng)在數(shù)據(jù)的共享過程中設(shè)立訪問權(quán)限控制機制，確保只有經(jīng)過授權(quán)的教育機構(gòu)、教師或研究人員能夠使用數(shù)據(jù)，從而保障師生的隱私和數(shù)據(jù)安全。

從人文關(guān)懷角度來推動數(shù)字人虛擬教師技術(shù)與教育的深度融合。數(shù)字人虛擬教師在與學(xué)習者的交流中應(yīng)使用溫暖、友善的語言，而非機械化的指令式語言，優(yōu)化學(xué)習者和數(shù)字人虛擬教師的關(guān)系。這可以降低技術(shù)交互的生硬感，使學(xué)生更容易建立與虛擬教師的情感聯(lián)結(jié)，提升他們的學(xué)習體驗。

只有通過上述各項資格認定，數(shù)字人虛擬教師才能被允許推廣應(yīng)用到教育領(lǐng)域。同時，在數(shù)字人虛擬教師具體的教育應(yīng)用中，還需要破解其與教育融合的瓶頸和挑戰(zhàn)，確保其具備合法的資質(zhì)，并持有效“教師資格證”上崗，實現(xiàn)以技術(shù)促進教育公平的愿景。