师范生口语表达能力训练虚拟平台设计

1、师范生口语表达能力训练虚拟平台设计摘要：在诸多师范技能中，语言表达能力无疑是必备的，也是非常重要的。通过分析目前师范生语言表达能力的现状，在借鉴国内外已有相关研究成果的基础上，设计了一种可交互的师范生语言表达能力训练虚拟平台。并对虚拟训练平台的体系架构、化身建模、虚拟场景及交互设计等内容进行了深入探讨。关键词：师范技能；语言表达能力；虚拟平台；交互；Virtools1师范生语言表达能力现状的调查师范技能包括语言表达技能、板书技能、导入技能、组织教学技能等，是未来走向教师岗位必备的基本功。教育实习前的说课是培养师范生语言表达能力的重要环节。但师范生的语言表达能力究竟如何呢？为此，笔者对某师范大学

2、师范专业学生的语言表达能力作了调查。本次调查随机选取了893名该校教育技术、教育学、地理科学、英语等11个师范专业的学生，并进行说课实验，同时由3位评委对其语言表达能力进行评分。最后，对学生语言表达能力得分的分布情况进行了统计。成绩为优或良的占53%，良好及以下的占47%。各分值区间的学生人数分布情况可以看出，目前师范生的语言表达能力还存在较大的缺陷，近一半的师范生亟需加强语言表达能力的训练。2平台的体系结构师范生语言表达能力训练虚拟环境，架构于3D网络虚拟环境(VirtualEnvironment)和虚拟交互社区(VirtuallnteractiveCommunities)概念之上。虚拟训练

3、平台采用C/S结构，体系架构如图1。(1)用户层。用户主要是师范生，通过注册，即可登录到3D虚拟训练平台中。浏览器采用支持lE的3D浏览器插件，用户通过简单而友好的界面，轻松实现各种交互。(2)虚拟交互层。考虑到尽可能真实地展现虚拟演讲厅、虚拟教室等虚拟场景，所有对象按实际比例建模，并在VirtoolsDEV中创建相关功能按钮，并通过Virtools自带的BBS(BuildingBehaviorSolution)完成视图切换、工具调用、资源的上传下载以及在线交互等有关链接和功能设定。(3)服务器层。主要包括场景服务器、通信服务器、数据库服务器、会话服务器和文件服务器。用户的初始数据，如用户个人

4、信息等，存储在数据库服务器中。文件服务器包含Word、PPT等文本文档以及预设的HTML模板；场景服务器包含3D场景模型及化身模型等的管理；会话服务器负责场景中化身之间的会话管理；通信服务器包含训练过程中的音视频信号；数据库服务器用于调用远程服务器端的各类数据库文件。3主要实现技术3.1化身建模讨论化身实体建模化身实体建模通过以下步骤实现：在3DStudioMax中完成化身模型创建、材质贴图设定，并将模型文件导出为*.NMO格式，在VirtoolsDEV中，建立化身的资源库文件（如AvatarResourceS,并将*.NMO文件导入到角色模型相应的文件夹中；在Virtools中将动作加载至化

5、身（通过将动作文件拖放至角色模型的方式来实现）；在VirtoolsDEV中完成化身相关属性的设定，如化身与环境的碰撞检测和化身保持在地面上行走；为化身设定跟随摄像机，并通过BBS实现用键盘控制化身动作，学习者可通过键盘控制化身在虚拟训练平台中游览。为解决每个进入虚拟训练平台中的化身的初始位置问题，需要特别注意在Virtools中将跟随摄像机设置为该化身的子对象。化身的初始状态为“等待”，可设计多种化身供学习者选择。化身行为建模化身（Avatar）的行为由3部分构成：一是视频流（化身的面部表情和说话动作）；二是化身实体的动作（如等待、行走、转向等）；三是音频流（学习者说话的声音）。化身的行为模型

6、如图2。客户端的网络摄像头将获取的视频流传送至本地服务器，这样，会话的双方就可实时看到彼此的面部表情。化身的行为主要有初始状态（等待）、行走（向前、向后）和转向（左转弯、右转弯）。化身的行为建模通过以下步骤实现：在3DStudioMax中完成等待、行走、转向等行为动作设定，导出为*.NMO格式，在VirtoolsDEV中，并将*.NMO文件导入到资源库文件的Animation文件夹中；在VirtoolsDEV中通过BBS完成键盘控制化身行为的相关设定，用户可通过键盘上的方向键控制化身在虚拟训练平台中游览。关于音频流的建立、传输和释放，通过SIP实现，SIP是基于纯文本的信令协议，可以实现会话的

7、连接、建立和释放。3.2动画Agent技术由于动画Agent（AnimatedAgents）具有灵活、自主的行为能力逐渐被应用于计算机接口，可提供一个更具有个性化的人机交互。其应用领域越来越广泛，如被创造成虚拟主持人、虚拟房地产经纪人、训练部队培训代表及销售代理等。动画Agent能够提供激励信息使学习者的注意力更加集中，促使学习者的学习动机不断地加强。在笔者设计的平台中，动画Agent以三维的形式呈现，更加动态地模拟现实中的人，能够展示暗含丰富情感的动作，如向学习者表露情感等，还能通过指示性的手势将学习者的注意力转移到虚拟场景中的某些事务上以及扮演虚拟队友的角色。笔者以某一学习者与动画Agen

8、t在个性化学习场景中的会话为例，说明动画Agent与学习者之间的交互机制（图3）。假设客户端（学习者）的套接字Agsocket与服务器端的套接字Socket已建立连接关系，当学习者进入到场景中后，学习者的化身Agent从线程AgTalking继承方法“hear并返回“True”从而开始侦听会话消息，Agsocket负责将该消息msg传送给服务器端的Socket。服务器端接收到客户请求后，调用行为引擎中的动作脚本“说”的模块，将新构建的消息msg经Socket、Agsocket发送给动画Agent（教师），从而让学习者和动画Agent(教师)之间进行交互。而动画Agent的高级行为的调用除了低级

9、行为的调用过程之外，还需要调用行为引擎中的动作决策来实现复杂动作，如说话的同时带有某种表情等。4结语本文提出了师范生语言表达能力训练虚拟平台的系统架构方案。这种新型的平台有利于创设贴近真实说课氛围的训练情境，为师范生提供一个较为宽松的语言交互环境，带来更多的探究性和趣味性，有效缓解师范生说课时的焦虑和紧张心理，提高其开口率及自信心。还能让师范生不受时空和地域的制约，方便地训练自己的语言表达能力。参考文献：李欣.面向远程教育应用的“视频化身虚拟教室”设计J.电化教育研究，2008(8).XINLI.Constructingandrealizationofvirtuallabformoderned

10、ucationaltechnologyJ.ModernEducationalTechnology，2008(18).李鸣华.面向远程教育的智能虚拟教室的设计J.中国电化教育，2008(2).HAZELMORTON，MERVYNAJACK.Scenario-basedspokeninteractionwithvirtualagentsJ.ComputerAssistedLanguageLearning，2005(18).IVONNEFLEISCHER.TeachinglearningstrategieswithapedagogicalagenttheeffectsofavirtualtutoranditsappearanceonlearningandmotivationJ.J