虛擬數(shù)字人技術(shù)在在線教育平臺(tái)信息交互中的應(yīng)用

摘要：常規(guī)的在線教育平臺(tái)交互方法通常為目標(biāo)式交互，導(dǎo)致交互效率偏低。文章針對(duì)虛擬數(shù)字人技術(shù)在在線教育平臺(tái)信息交互中的應(yīng)用方式展開分析。在識(shí)別終端意圖需求后，對(duì)教學(xué)資源展開標(biāo)簽化處理。然后，以提升信息交互效率為目標(biāo)，結(jié)合虛擬數(shù)字人技術(shù)建立信息交互模型，通過個(gè)性化推送和實(shí)時(shí)反饋的方式強(qiáng)化信息交互效果。測(cè)試結(jié)果表明：對(duì)比常規(guī)的信息交互方法，應(yīng)用新方法后，單元交互時(shí)延較小，說明在虛擬數(shù)字人技術(shù)的輔助下，新方法的交互效率得到了明顯提升。

關(guān)鍵詞：虛擬數(shù)字人技術(shù)；教育平臺(tái)；信息交互；信息整合處理

中圖分類號(hào)：TP399" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在線教育平臺(tái)已逐漸成為知識(shí)傳播的重要途徑，當(dāng)前較為常見的信息交互方式通常較為單一，以單任務(wù)信息交互處理為主。張輝蓉等^［1］提出了傳統(tǒng)用戶評(píng)論在線教育平臺(tái)信息交互方法結(jié)合課程搜索和篩選功能快速定位感興趣的內(nèi)容，借助課程學(xué)習(xí)和討論區(qū)與教師和同學(xué)深入交流。此外，平臺(tái)還提供實(shí)時(shí)互動(dòng)工具，如屏幕共享、投票等，促進(jìn)教學(xué)互動(dòng)，提高學(xué)習(xí)效率。劉娜娜^［2］介紹了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)支持在線教育平臺(tái)信息交互方法，分析了用戶行為數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)進(jìn)度數(shù)據(jù)和反饋數(shù)據(jù)，認(rèn)為平臺(tái)能夠精準(zhǔn)推薦個(gè)性化課程和學(xué)習(xí)資源，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。當(dāng)前的交互處理方式雖然可以完成預(yù)期的處理效果，但是在不同的背景環(huán)境下，對(duì)交互控制誤差的把控效率較低，致使最終得出的交互應(yīng)用結(jié)果無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

基于上述分析，本文針對(duì)虛擬數(shù)字人技術(shù)在在線教育平臺(tái)信息交互中的應(yīng)用方式展開設(shè)計(jì)。虛擬數(shù)字人技術(shù)主要是通過高度逼真的虛擬形象、自然流暢的語言交互和智能化的行為表現(xiàn)，為用戶提供沉浸式互動(dòng)體驗(yàn)^［3］。在線教育平臺(tái)中，虛擬數(shù)字人可以以教師、助教或?qū)W習(xí)伙伴的角色出現(xiàn)，與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。這種交互方式不僅增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性，還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率^［4-5］。

1 在線教育平臺(tái)虛擬數(shù)字人信息交互方法設(shè)計(jì)

1.1 意圖需求識(shí)別與教學(xué)資源標(biāo)簽化處理

意圖需求識(shí)別是基于用戶的需求及偏好，根據(jù)設(shè)計(jì)的信息交互機(jī)制進(jìn)行實(shí)際推送處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為此，本文在采集一定周期內(nèi)的信息數(shù)據(jù)后，結(jié)合虛擬數(shù)字人技術(shù)，針對(duì)偏好交互占比的意圖和需求展開分析，計(jì)算權(quán)重值^［6］：

K=ο2-β+1χ（1）

其中，K為權(quán)重值；ο為總數(shù)據(jù)量；β為偏好占比；χ為推送范圍。

本文依據(jù)權(quán)重值來明確信息交互的方向，設(shè)計(jì)實(shí)際交互需求，進(jìn)行教學(xué)資源標(biāo)簽化處理。提取某一學(xué)科的專業(yè)教學(xué)名詞后，按照教學(xué)課程的順序進(jìn)行排序并將該名詞設(shè)定為信息交互的關(guān)鍵詞，構(gòu)建實(shí)時(shí)的捕捉機(jī)制。當(dāng)教育平臺(tái)接收到相關(guān)的信息交互任務(wù)時(shí)，平臺(tái)會(huì)根據(jù)目標(biāo)要求在資源庫中進(jìn)行鎖定和識(shí)別，匯總之后轉(zhuǎn)換為單元的數(shù)據(jù)包形式，存儲(chǔ)在預(yù)設(shè)的位置上，等待后續(xù)的交互傳輸。需要注意的是，當(dāng)前設(shè)計(jì)的交互處理標(biāo)簽并不是固定的^［7］，而是結(jié)合實(shí)際的需求做出實(shí)時(shí)調(diào)整與修正，增加信息處理與轉(zhuǎn)換的靈活度與可靠性，進(jìn)一步提高教學(xué)資源更新的處理效率，形成可靠的交互應(yīng)用環(huán)境。

1.2 構(gòu)建基于虛擬數(shù)字人技術(shù)的在線教育平臺(tái)信息交互模型

對(duì)為識(shí)別當(dāng)前教育平臺(tái)中用戶的意圖，本文結(jié)合虛擬數(shù)字人技術(shù)，構(gòu)建了在線教育平臺(tái)信息交互模型，按照學(xué)科、難度、適用人群等進(jìn)行標(biāo)簽化處理，以便于虛擬數(shù)字人快速檢索。本文在模型中建立信息交互匹配機(jī)制，根據(jù)用戶意圖和教學(xué)資源標(biāo)簽，進(jìn)行信息交互匹配^［8］。匹配執(zhí)行結(jié)果如下：

P=（Zλ+φ2）νI（2）

其中，P為信息交互匹配結(jié)果；Z為匹配教學(xué)資源量；λ為匹配頻次；φ為實(shí)時(shí)匹配需求；ν為教學(xué)資源標(biāo)簽；I為交互傳輸頻率。信息交互模型執(zhí)行結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在不同的教學(xué)周期內(nèi)，在線教學(xué)系統(tǒng)會(huì)不斷采集資源并擴(kuò)大數(shù)據(jù)信息庫，以用戶意圖作為引導(dǎo)，設(shè)計(jì)虛擬數(shù)字人信息交互模型，公式如下：

T=×φεS（3）

其中，T為信息交互輸出結(jié)果；φ為資源數(shù)量；為信息交互成功率；ε為信息交互執(zhí)行效率；S為同時(shí)間用戶交互數(shù)量。

1.3 個(gè)性化推送及實(shí)時(shí)反饋強(qiáng)化信息交互

在線教育平臺(tái)中，虛擬數(shù)字人技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶學(xué)習(xí)行為的精準(zhǔn)分析和理解，進(jìn)而進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容推送，以此來進(jìn)一步豐富信息交互處理程序。本文結(jié)合虛擬數(shù)字人技術(shù)，在分析用戶的學(xué)習(xí)歷史、興趣偏好、能力水平等因素后，利用上述設(shè)計(jì)模型，明確目標(biāo)式的推薦內(nèi)容。推薦過程如下：

U=-∑R=1R+（4）

其中，U為資源推薦；為學(xué)習(xí)資源；為資源特征；R為用戶數(shù)量；為可擴(kuò)展學(xué)習(xí)特征。

依據(jù)資源推薦結(jié)果，虛擬數(shù)字人技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁└掀湫枨蠛团d趣的學(xué)習(xí)資源，從而提高用戶的學(xué)習(xí)效果和滿意度。在此基礎(chǔ)之上，利用上述模型的輔助，還須要在平臺(tái)中增設(shè)實(shí)時(shí)反饋程序來強(qiáng)化信息交互。通過實(shí)時(shí)收集用戶的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如答題情況、學(xué)習(xí)進(jìn)度等，虛擬數(shù)字人能夠及時(shí)給出反饋，幫助用戶調(diào)整學(xué)習(xí)策略，強(qiáng)化信息交互。

2 方法測(cè)試

本文對(duì)虛擬數(shù)字人技術(shù)在線教育平臺(tái)信息交互中的應(yīng)用效果進(jìn)行分析與研究。實(shí)驗(yàn)選擇K在線教育平臺(tái)作為測(cè)試的目標(biāo)對(duì)象，將基于用戶評(píng)論的信息交互方法、基于數(shù)據(jù)支持的信息交互方法作為對(duì)比，與基于虛擬數(shù)字人的信息交互方法完成同期測(cè)試。

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

K在線教育平臺(tái)是A學(xué)校主要的輔助教學(xué)平臺(tái)，通過對(duì)比傳統(tǒng)信息交互方式與虛擬數(shù)字人技術(shù)下的交互方式，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)滿意度以及互動(dòng)積極性等方面的差異。本文選擇數(shù)學(xué)、語文、英語和歷史4門科目作為測(cè)試目標(biāo)，隨機(jī)選定280名學(xué)生進(jìn)行測(cè)試輔助處理，劃分為獨(dú)立的測(cè)試小組，人數(shù)分別為30人、50人、80人以及120人。明確每一名學(xué)生日常的信息交互需求，作為后期測(cè)定的參考依據(jù)。將選定科目的教學(xué)資源整理后導(dǎo)入測(cè)試平臺(tái)，轉(zhuǎn)換為適合平臺(tái)交互的格式并分類存儲(chǔ)。集成虛擬數(shù)字人技術(shù)到在線教育平臺(tái)，進(jìn)行必要的調(diào)試和優(yōu)化，確保虛擬數(shù)字人能夠正常展示和交互。

設(shè)定輔助測(cè)試指標(biāo)與參數(shù)如表1所示。

2.2 測(cè)試過程與結(jié)果分析

在上述搭建的測(cè)試環(huán)境中，本文利用虛擬數(shù)字人技術(shù)對(duì)選定的K在線教育平臺(tái)信息交互方法進(jìn)行測(cè)定與對(duì)比分析。預(yù)設(shè)5組基礎(chǔ)的信息交互目標(biāo)，轉(zhuǎn)換為指令導(dǎo)入測(cè)試平臺(tái)，按照數(shù)學(xué)、語文、英語和歷史4門教學(xué)科目的特征，對(duì)導(dǎo)入的信息資源歸類。利用虛擬數(shù)字人技術(shù)，對(duì)上述用戶學(xué)生的信息交互偏好與反向情況進(jìn)行調(diào)研分析。同類型的信息交互需求合并，根據(jù)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與信息，計(jì)算出當(dāng)前的交互效率，如下所示。

D=（m+hn）-∫In2（5）

其中，D為交互效率；m為基礎(chǔ)學(xué)科資源量；n為學(xué)科單元章節(jié)資源量；h為預(yù)設(shè)教學(xué)章節(jié)；I為重復(fù)資源量。多組教育平臺(tái)信息交互響應(yīng)時(shí)間變化趨勢(shì)如圖2所示。

觀察圖2中的多組教育平臺(tái)信息交互響應(yīng)時(shí)間趨勢(shì)變化狀態(tài)可以了解到，在數(shù)字虛擬人技術(shù)的輔助下，信息交互傳輸?shù)恼w效率逐漸提高，而耗時(shí)在逐漸降低。

依據(jù)上述計(jì)算和采集的數(shù)據(jù)，測(cè)定單元交互時(shí)延，如下所示。

T=∑W=1πW-2（6）

其中，T為單元交互時(shí)延；π為信息單元整合量；W為整合次數(shù)；為錯(cuò)誤信息。

測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析如表2所示。

如表2所示，對(duì)比于傳統(tǒng)基于用戶評(píng)論的在線教育平臺(tái)信息交互方法、傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)支持的在線教育平臺(tái)信息交互方法，此次設(shè)計(jì)的基于虛擬數(shù)字人的在線教育平臺(tái)信息交互方法最終得出的單元交互時(shí)延較小，這說明在虛擬數(shù)字人技術(shù)的輔助與支持下，在線教育平臺(tái)信息交互方法效率得到了明顯提升，交互可靠性與穩(wěn)定性也進(jìn)一步強(qiáng)化，具有更好的信息交互針對(duì)性。

3 結(jié)語

基于虛擬數(shù)字人技術(shù)的在線教育平臺(tái)能夠模擬真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景，提供沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，可一定程度上根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和進(jìn)度，提供個(gè)性化的指導(dǎo)和反饋。不僅如此，在虛擬數(shù)字人技術(shù)的輔助下，平臺(tái)設(shè)計(jì)了更加靈活、多變的信息交互處理結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步提升在線教育的互動(dòng)性和有效性，承擔(dān)更多教學(xué)角色，為學(xué)生提供更加全面深入的學(xué)習(xí)支持。

參考文獻(xiàn)

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（編輯 王雪芬編輯）

Application of virtual digital human technology in the information interaction

of online education platform

CHEN" Hongcai

（Foshan Open University， Foshan 528000， China）

Abstract：" The conventional online education platform interaction method is usually goal oriented interaction， which leads to low interaction efficiency. In response to this issue， the article analyzes the application of virtual digital human technology in information interaction on online education platforms. After identifying the intent requirements of the terminal， the article carries out tagging processing on teaching resources. Then， with the goal of improving information exchange efficiency， the article combines virtual digital human technology to establish an information interaction model， and strengthens the information interaction effect through personalized push and real-time feedback. The test results show that compared with conventional information interaction methods， the application of the new method results in a smaller unit interaction delay， indicating that with the assistance of virtual human technology， the interaction efficiency of the new method has been significantly improved.

Key words： virtual digital human technology; education platform; information interaction; information integration processing