数智技术虚拟数字人赋能职业教育教学创新实践研究

2024 年，国务院办公厅颁布了《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》，该文件聚焦职业教育数字化转型，明确提出以创新教学方式为抓手，深度融合信息技术，赋能职业教育高质量进阶。近日，中共中央、国务院印发了《教育强国建设规划纲要（2024-2035 年）》，该文件围绕 2035 年建成教育强国的目标，对加快建设教育强国作出全面系统部署。为深入贯彻党的二十大关于加快建设教育强国的战略部署，纲要提出全面实施教育数字化战略，推动人工智能助力教育变革，以教育数字化开辟发展新赛道、塑造发展新优势。数智技术通过融合数字化以及人工智能技术为高质量职业教育教学提供了新路径。

虚拟数字人是数智时代下的新产物，指通过建模、渲染、人工智能等技术创造出来的数字化虚拟形象，赋予其特定的教育身份后，可在视觉上拉近与学习者的心理距离并带来更加真实的学习体验[1]。基于此，本研究从教育数字化转型出发并结合前沿的数智技术，系统梳理职业教育领域中虚拟数字人的应用及实践方式，通过实证研究验证数字人在职业教育教学中的应用效果，为创新数字化课堂形态提供可落地的解决方案与策略支持，助力教育者实现技术赋能下的教学范式转型与质量提升，从而助推职业教育数智化发展。

虚拟数字人的内涵与研究现状

（一）虚拟数字人内涵

作为教育智能化转型的关键支撑载体，数字人虚拟教师是通过多模态数字技术构建的拟真类人教学主体。该技术体系整合了计算机图形学与人工智能等技术，结合三维动态捕捉、深度学习算法与语音合成系统，打造出具备高度拟人化特征的新型教育智能体[2]。数智技术虚拟数字人技术特征表现为：1）多维度仿生构建，涵盖面部表情、肢体动作等可视化形象；2）复合交互能力，整合自然语言处理与多模态感知技术；3）智能化知识系统，基于机器学习构建动态知识图谱。这种数字化教学主体突破了传统物理空间限制，通过虚实融合交互模式，实现教学场景的全域覆盖与个性化知识传递。数字人在职业教育教学中的应用，旨在通过搭建虚拟学习环境，提高职业院校学生的学习兴趣，增强教学内容的表现力和吸引力[3]。

（二）虚拟数字人研究现状

在中国知网以数字人、AI 数字人、数字教师等为检索词进行主题检索，涉及该领域的发文量逐年递增，自2021 年起对该领域的关注度呈明显上升趋势。现有的研究主要聚焦元宇宙、人工智能、虚拟主播及媒体融合等领域。在河北省内，虚拟数字人发展尚处于萌芽期，研究场景较为有限，如新闻与传媒界中引入数字主持人[4]，河北联通 AI 数字员工拥有简单推理、认知和决策能力[5]以及具备对话交互、语音语义理解及业务处理能力的智慧公路 AI 数字人“简璐璐” 。在河北省外，虚拟数字人的研究场景更为多元。针对竞争日益激烈的电商行业，丁玮建议积极引入虚拟数字人，创新赋能河南电商营销活动，营造电商企业数字化转型的优质环境，助推企业在数字化浪潮中赢得竞争优势[7]。在珠海，黄怀谷将数字人应用于博物馆思政资源展示及历史名人再现的虚拟主播场景[8]。同样在广东，朱晖等人以中山日报社数字人“骐玮”为例，剖析了 AI 数字人在新闻播报中的优劣，为驱动新闻行业高质量发展提供理论与实践指引。此外，数字人在助力学习者自主学习方面也发挥着巨大作用，浙江学者翟雪松等人提出 ChatGPT 等大语言模型产品使数字人如虎添翼，使其能够以更优质的反应和更智能的语义检索赋能学生自主学习，因此备受广大师生青睐[9]。

综上，无论从文旅到教育，还是政府到企业，围绕虚拟数字人这一新兴技术产物的研究呈现出多元化发展的态势，研究者们开始尝试从多种领域解读并探索其价值，但将其应用到职业教育教学方面的研究相对较为匮乏，本研究旨在推动该领域的深入探索与发展。

虚拟数字人课程设计与开发

为验证虚拟数字人在职业教育教学中的实际应用效果，本研究选取职业院校公共必修课《信息技术基础》作为实践载体。该课程内容涵盖计算机基础知识、办公软件操作及多媒体技术应用等模块，具有典型性和代表性。本研究基于沉浸式学习理论（Flow Theory）来设计和开发数字人教学资源，该理论强调通过构建高度沉浸式、真实感的虚拟环境让学习者以主动参与者的身份融入学习并体验知识建构与技能发展的全方位过程。本研究旨在利用虚拟数字人技术打造沉浸式教学场景，通过情境模拟等方式提升职业教育的教学效果和学习者的参与度，挖掘沉浸式学习在职业院校教育教学中的独特优势。

（一）内容架构搭建

依托职业院校信息技术基础课程为实验课程范例，甄选出该课程16 个教学重难点，系统梳理数字人教学资知识模块，如表1 所示。

表 1 信息技术基础课程知识点

（二）教学脚本撰写

设计虚拟教师形象后，在平台中导入授课素材，对数字人文本台词予以精琢编修，使其精准适配课程内容，实现知识传递精准无误、连贯流畅，系统将数字人形象与语音、口型及肢体动作进行合成，实现以数字人主讲的数字化教学资源，助力课程教学效能进阶。

（三）场景视觉设计

本研究以魔珐有言 3D 数字人 AI 视频生成平台为设计与开发平台，该平台基于生成式人工智能技术，可生成三维超写实人物形象，输入文本和素材即可一键生成3D 内容。依托有言制作平台，在数字人课程设计与开发过程中，选择合适的场景精准适配教学内容，风格契合强化学习者主题沉浸感，从而优化教学成效。

（四）数字人动态赋能

借助生成式人工智能 AIGC 技术为数字人动态赋能，通过整合语音、图像、动作等多模态信息，构建起智能化教学呈现模式，有效提升教学交互性与直观性。最终效果如图1 所示。

图 1 信息技术课程《word 基本操作》数字人案例

三、虚拟数字人在职业教育教学中的应用效果实证研究

本研究以河北省邢台市某职业院校 2024 级两个平行班级的学生为研究对象，于 2024-2025 学年第二学期实施了准实验教学干预，验证数字人在教育教学方面的赋能效果，旨在探究数智技术在职业教育教学中的创新价值和实践路径。教学实践过程

本研究在实验干预前，对授课班级统一实施信息技术先验知识测验。采用 SPSS 27.0 软件对焊接 2401/2402 班与汽车检测 2401/2402 班进行独立样本 t 检验，具体前测数据分布特征详见表 2 所示。

表 2 信息技术前测独立样本检验

（二）教学实践效果分析

根据 SPSS 独立样本 t 检验结果，首先通过 Levene 方差齐性检验（F=3.020，p=0.084>0.05）确认两组数据方差齐性成立，故采用“假定等方差”行的 t 检验结果。结果显示：双尾显著性 p 值=0.338（>0.05），接受原假设，表明两组均值无统计学显著差异，符合等组实验要求。而后，随机选择焊接班为实验组，嵌入虚拟数字人教学干预，另一班作对照组沿用传统教学。实验全程严控无关变量，教师与教学知识点保持一致以排除干扰。通过双组对照实验设计，引入数智数字人教学开展差异化教学实践，系统验证虚拟教学人在职业教育场景中的赋能效应。

本研究在完成为期 16 周的准实验教学干预后，采用标准化信息技术知识后测评估工具对实验组（n=109）与对照组（n=77）实施后测。实验组后测成绩均值（M=75.19，SD=9.52）明显高于对照组（M=61.79，SD=12.03），初步证实数字人赋能教学成效。基于 SPSS 27.0 统计分析平台，运用双尾独立样本 t 检验（α=0.05）进行组间差异显著性检验，如表 3 所示。

根据 SPSS 独立样本 t 检验结果，首先通过 Levene 方差齐性检验（F=4.320，p=0.039）发现两组数据的方差不齐（p=0.039<0.05），因此采用“不假定等方差”的Welch校正t检验进行后续分析。结果显示，两组数据的双尾显著性p=0.000<0.05。由于 p 值远低于 0.05 的显著性水平，表明两组间的差异具有统计学意义。综上，实验组与对照组在信息技术后测成绩上具有显著性差异。

随后，本研究又选取实验组同学进行访谈以此来系统评估数字人教学干预效果，该访谈主要聚焦虚拟数字人教学体验，并运用 Nvivo12.0 软件进行三级编码提炼主题。首先通过开放式编码提取初始概念，继而经轴心式编码形成类属关系，最终通过选择性编码构建理论框架。多数访谈者表达了对数字人教学的认可，虚拟数字人显著提升教学资源的灵活性与可及性，凭借轻量化、碎片化等特征可以支持学生随时随地学习；同时，数字人可模拟复杂职业场景，结合语音交互实现个性化指导，满足分层教学需求。此外，虚拟数字人教学内容可重复利用，降低教学资源开发成本，助力优质资源共享。另一方面，受访者也提出了一些反对意见。数字人难以适应学习者灵活的交互特点，学习者容易产生割裂感。同时，在教学体验上缺乏情感共鸣和互动，难以满足学生的人文关怀需求。

表 3 信息技术后测独立样本检验

（四）数智技术应用创新：从规模化到个性化

本研究融合定量与质性分析，通过三角互证法整合量化数据与质性主题，对比剖析虚拟数字人教学的增效赋能价值，为优化应用策略供给实证支撑。

四、数智技术赋能职业教育教学的多元路径

数智技术与职业教育的深度融合 塑职业教 推进虚拟数字人技术的规范化发展，亟需从标准体系构建、实训场景优化、智能分析及应用 系统梳理数智技术赋能职业教育的多元路径，以期推动数字人技术的教育化改造与教学场景适 范式和培养数字时代技能人才提供技术支撑，从而助力教育强国建设。

(-) 数智技术应用的底线思维：构建标准体系

构建虚拟数字人标准体系前，首先应该明确数字人技术的核心应用场景和服务对象的具体需求[10]。通过构建适宜的数字人角色形象，确保数字人媒介产品能提供教育活动所必需的基础服务，从而提供质量可靠的教育内容和服务。另一方面，在标准建设方面，应加快研制覆盖虚拟数字人研发、测评、应用的全链条标准体系，建立技术准入与质量评估规范。

（二）数智技术驱动专业改造：搭建沉浸式实训场景

数智虚拟数字人技术可与虚拟现实 VR/增强现实 AR、数字孪生等技术结合，创建虚实结合的沉浸式实训学习环境，模拟焊接技术、机械制造等高危、高成本的真实工作场景，有效破解传统技能实训存在的设备投入高、安全风险大、操作不可逆等实践教学难题。

基于元宇宙技术的分布式教学空间，依托多节点协同的智能引擎，打造虚实结合跨时空的沉浸式教学体验。通过深度整合人工智能、物联网等数智技术，职业院校系统推进传统专业群的数智化转型。构建"技术赋能-课程重构-场景创新"的协同发展机制，形成产教深度融合的创新生态系统，推动专业群的数字化升级建设。

（三）数智技术营造互动：实现智能分析与反馈

在数字人技术体系构建中，需重点完善后端知识库的智能化支撑能力。通过构建结构化领域知识图谱与动态更新的教育数据库，依托大模型技术实现知识要素的语义关联与智能检索，使数字人具备精准的学科知识响应与逻辑推理能力。基于学习行为数据的多维度分析，系统可自动诊断认知薄弱点，结合自适应算法动态优化教学节奏，生成个性化学习方案，并通过实时学情反馈形成"测评-调整-强化"的智能闭环，从而显著提升教学精准度。这种数智教学共同体的构建，不仅能够突破传统课堂的时空限制，更通过数据流与教学流的深度耦合，推动形成“以学定教、因材施教”的新型教育范式。

考虑到用户的多样性，数智技术应更多聚焦个性化学习需求，构建智能诊断系统与自适应学习路径。基于大模型技术的前沿数智技术可以助力自适应学习系统，通过人工智能技术分析 生行为数据，定制学习路径，提供智能化的学习进度跟踪、个性化的内容推荐等，使数字人变成可实现“一人一策”教学的智能助教，方便学习者形成灵活的知识网络，支持学习者自主构建学习体系。

五、结语

虚拟数字人是教育数字化转型的重要载体，本研究通过学期实践验证了其在职业教育教学中的成效。该技术通过构建虚实融合场景优化资源配置，促进教育均衡，并推动教学模式变革。然而，数字人教师虽提升知识传递效率，却难以复现情感共鸣与价值观引导等教育深层价值，存在弱化人文关怀的风险。其设计侧重认知效率，对人际温度与情感联结的承载不足，可能忽视学习者的情感需求。如何在提升教学效率的同时，兼顾教育的人文温度，是未来数字人教育应用的关键方向，本研究为构建技术赋能与人文关怀并重的数字化教育生态提供了重要启示。

参考文献

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[3]李芳丽.数字人赋能高校计算机课程教学的探索[J].成才之路,2025,(02):17-20.

[4]暴乘赫.数字主持人的技术及应用风险研究[D],2023.

[5]潘晖.联通数字员工：用 AI 和数字化快速解放重复劳动力[M].2023.

[6]魏雨,姜艳.与数字人共舞，改变了什么[N].2024-05-23.

[7]丁玮.虚拟数字人直播带货能力影响因素分析[J].商业经济研究,2024,(21):83-86.

[8]黄怀谷.虚拟主播在思政教育的应用现状与发展趋势[J].襄阳职业技术学院学报,2024,23(04):126-131.

[9]翟雪松,吴庭辉,李翠欣,仇婷婷,李艳.数字人教育应用的演进、趋势与挑战[J].现代远程教育研究,2023,35(