向鴻煉

摘 要：目前，國(guó)內(nèi)教育打著素質(zhì)教育的旗號(hào)卻依然將重點(diǎn)集中在學(xué)業(yè)表現(xiàn)上，對(duì)教學(xué)情感的關(guān)注尤其匱乏。為了改變這一現(xiàn)象，提高教師對(duì)素質(zhì)教育思想的認(rèn)識(shí)，分別從教師面部表情親和力、聲音親和力、語(yǔ)言親和力、肢體語(yǔ)言親和力、服飾親和力等方面進(jìn)行研究，促進(jìn)教師更加意識(shí)到教學(xué)情感對(duì)學(xué)生發(fā)展的重要性，并借助人工智能技術(shù)使得教師更好地保持親和力狀態(tài)，也可為在線教學(xué)視頻開發(fā)、重構(gòu)教師教學(xué)評(píng)價(jià)體系提供參考。

關(guān)鍵詞：教學(xué)情感;教師親和力;人工智能

0 引言

美國(guó)社會(huì)心理學(xué)家Albert Mehrabin[1]在20世紀(jì)末提出了親和力影響因素百分比，即7%為語(yǔ)言，38%為聲音，55%為臉部表情。他定義親和力特征為如下行為的綜合：會(huì)話量、目光交流、積極評(píng)價(jià)對(duì)方、愉快的面部表情等。在中國(guó)知網(wǎng)以CSSCI為來(lái)源類別，以主題“親和力”對(duì)期刊進(jìn)行檢索，選擇“計(jì)量可視化分析”得到檢索結(jié)果如圖1所示。關(guān)于親和力的研究，1998年僅有2篇文獻(xiàn)，2017年文獻(xiàn)量突增，國(guó)內(nèi)對(duì)親和力的關(guān)注度呈上升趨勢(shì)。親和力的研究主體是學(xué)校教育、企業(yè)管理、商業(yè)吸引，其中教育類占38.03%，教育類中對(duì)“教育者”親和力的研究占有一定比例，但已有研究主要采用歸納總結(jié)法和文獻(xiàn)法研究教師親和力，且研究重點(diǎn)是非言語(yǔ)親和力。本文重點(diǎn)闡述人工智能技術(shù)支持下，表情、聲音、語(yǔ)言、肢體語(yǔ)言、服飾等多角度的教師親和力。

教師在教育教學(xué)中的情緒狀態(tài)會(huì)影響到學(xué)生的認(rèn)知、心理等發(fā)展，如圖2所示[2]。教師的情緒在課堂教學(xué)中占主導(dǎo)作用，通常教師高興了學(xué)生也容易開心和放松，教師生氣，學(xué)生也容易緊張壓抑。我國(guó)心理學(xué)家的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明，在一堂課上，教師保持快樂情緒時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果比教師一般情緒狀態(tài)下學(xué)生的學(xué)習(xí)效果好;而教師情緒低沉?xí)r，學(xué)生學(xué)習(xí)效果效果要差于教師一般情緒狀態(tài)下學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，還是在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間或智慧教育環(huán)境下，教師都應(yīng)保持良好的情緒狀態(tài)。教師如何保持最佳親和力狀態(tài)，以及如何調(diào)整，都值得研究。

人工智能時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，表情識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、大數(shù)據(jù)等智能信息技術(shù)的興起為研究教學(xué)情感提供了技術(shù)支撐，使得教師親和力得以量化。例如：利用眼動(dòng)追蹤技術(shù)可以測(cè)量教師的注視時(shí)間、瞳孔是否放大等，教師注重與學(xué)生進(jìn)行目光交流也能表現(xiàn)出教學(xué)親和力。

1 教師面部表情親和力

面部表情（Facial Expression）是指通過顏面肌肉、眼部肌肉和口部肌肉變化表現(xiàn)出來(lái)的各種情緒狀態(tài)。日本教育心理學(xué)者木多克己[3]實(shí)施的“兒童所期望的教師形象”研究結(jié)果顯示，小學(xué)生喜愛的或者認(rèn)為具有親和力的教師特征有溫和、親切、幽默、耐心、豪爽、指導(dǎo)熱心。將學(xué)生喜愛的教師特征與表情類型結(jié)合，引入情感計(jì)算研究、面部表情的情感分析以及學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和面部微表情的關(guān)系，建立教師親和力情感表情特征模型，如圖3所示。

計(jì)算機(jī)視覺廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像處理、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域，但是在教育行業(yè)應(yīng)用較少。利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)、光敏攝像機(jī)等傳感器獲取教師面部表情數(shù)字圖像，經(jīng)過預(yù)處理、特征提取、檢測(cè)分割，最終識(shí)別教師表情是否具有親和力。比如：北京曠視科技有限公司的MegEye感知系列內(nèi)嵌人工智能算法，可實(shí)現(xiàn)全畫幅、全幀率的動(dòng)態(tài)人臉檢測(cè)識(shí)別、高底庫(kù)實(shí)時(shí)比對(duì)識(shí)別以及人員屬性識(shí)別等功能。

2 教師聲音親和力

人類說(shuō)話的聲音就是語(yǔ)音，語(yǔ)言的聲音和它所代表的意義是互相依存的統(tǒng)一體[4]。比如“你可真聰明”用不同的聲音可能是夸獎(jiǎng)別人，也可能是譏諷。語(yǔ)音中所包含的情感往往體現(xiàn)在語(yǔ)音的韻律變化中，比如憤怒時(shí)語(yǔ)速通常較快，發(fā)音持續(xù)時(shí)間略短。

教學(xué)課堂中難免充斥著教師對(duì)學(xué)生的褒揚(yáng)和貶責(zé)，褒揚(yáng)應(yīng)針對(duì)某具體行為或態(tài)度，而不是隨口一說(shuō)“你今天表現(xiàn)不錯(cuò)”。貶責(zé)時(shí)應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)姆绞剑處熆陬^挖苦、辱罵學(xué)生或者體罰學(xué)生在一定程度上會(huì)影響學(xué)生身心健康發(fā)展。李善鵬[5]通過感知實(shí)驗(yàn)和聲學(xué)分析，提取了基頻、時(shí)長(zhǎng)、能量、嗓音等17個(gè)相關(guān)的聲學(xué)參數(shù)，通過多元方差分析、因子分析和判別分析，系統(tǒng)考察了褒貶態(tài)度與韻律參數(shù)之間的關(guān)系，比如褒揚(yáng)態(tài)度的諧波噪聲比（9.654 dB）顯著大于貶責(zé)態(tài)度（9.177 dB），概括得出研究結(jié)果如表1所示。

葉吉祥[6]利用希爾伯特黃變換（ HHT）對(duì)情感語(yǔ)音進(jìn)行處理，得到情感語(yǔ)音的希爾伯特邊際能量譜，發(fā)現(xiàn)在0～500 Mel頻段內(nèi)，高強(qiáng)度情感高興、生氣的能量幅值比低強(qiáng)度情感悲傷、厭倦、平靜明顯偏低。而在500～1000 Mel頻段內(nèi)，厭倦在該頻段出現(xiàn)明顯尖峰，其最大幅值約為平靜的1.5倍，平靜能量則更為集中，變化也更為平緩?？傊?，在教育教學(xué)過程中，教師應(yīng)發(fā)音到位、音節(jié)飽滿、語(yǔ)調(diào)變化豐富。

聲紋數(shù)據(jù)采集終端不僅可以應(yīng)用于基層公安機(jī)關(guān)采集目標(biāo)嫌疑人的多信道聲紋數(shù)據(jù)，也適用于教育行業(yè)?，F(xiàn)有智能系統(tǒng)若將聲紋數(shù)據(jù)采集終端和語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)相結(jié)合，就可以獲取教師聲音基頻、時(shí)長(zhǎng)、能量、嗓音等聲學(xué)參數(shù)，實(shí)時(shí)判斷教師的聲音是否具有親和力。像火車上的“煙霧報(bào)警器”一樣，當(dāng)檢測(cè)到教師的語(yǔ)音缺乏親和力時(shí)，智能系統(tǒng)可以及時(shí)提醒教師調(diào)整好自己的情緒。

3 教學(xué)語(yǔ)言親和力

教學(xué)語(yǔ)言是一種符號(hào)系統(tǒng)，教師通過它向?qū)W生傳遞教學(xué)信息。缺乏溝通和語(yǔ)言的教學(xué)注定是失敗的，本文專指語(yǔ)言教學(xué)中所用的詞匯表達(dá)。在課堂教學(xué)過程中，教師的語(yǔ)言行為主要有以下4個(gè)方面：內(nèi)容講授、課堂提問、反饋、調(diào)節(jié)控制。

（1）內(nèi)容講授。內(nèi)容講授主要是指教師對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深度消化后向?qū)W生傳遞知識(shí)的過程。首先，教師要對(duì)教材文本有深入研究，消化徹底后結(jié)合自己的新體會(huì)進(jìn)行講解時(shí)語(yǔ)言應(yīng)扼要易懂;其次，教師需要遵循量力而為原則，講授的內(nèi)容難度應(yīng)是學(xué)生通過努力可以咀嚼消化的;最后，教師的語(yǔ)言內(nèi)容應(yīng)該是準(zhǔn)確無(wú)誤、不會(huì)引起歧義的。

（2）課堂提問。課堂提問不僅能吸引學(xué)生的注意力，還可以讓教師了解學(xué)生知識(shí)技能的掌握情況。Mehrabian在《無(wú)聲的信息》第六章，從發(fā)話人如何描述距離感、如何稱呼對(duì)方、如何表示承擔(dān)責(zé)任等角度，簡(jiǎn)單列舉了語(yǔ)言所富含的情感傳遞、態(tài)度評(píng)價(jià)等口頭表達(dá)方式[1]。因此，教師提問時(shí)，“這個(gè)同學(xué)讀一下課文”比“那個(gè)同學(xué)……”更有親和力，“我們要努力學(xué)習(xí)天天向上”比“你們要……”更有親和力，“我希望你們進(jìn)步”比“我不得不希望你們進(jìn)步”更有親和力。

（3）反饋。及時(shí)、具體以及解釋性的反饋對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)很重要，教師要準(zhǔn)確掌握詞匯用法，注意語(yǔ)言的藝術(shù)性、實(shí)用性和幽默性，反饋內(nèi)容要言之有物，“我覺得某某同學(xué)今天表現(xiàn)很不錯(cuò)”，而不具體指出該同學(xué)在哪個(gè)方面哪個(gè)行為上表現(xiàn)不錯(cuò)，會(huì)使人覺得敷衍不真誠(chéng)?！澳阍谡n堂上積極參與小組討論，還代表小組發(fā)言，聲音也響亮，有進(jìn)步額”這樣具體的評(píng)價(jià)則會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生自豪感，激勵(lì)學(xué)生不斷進(jìn)步。

（4）調(diào)節(jié)控制。教師調(diào)節(jié)控制行為可以看成是課堂上無(wú)關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的語(yǔ)言行為，比如“大家安靜”“大家做一下書上的習(xí)題”“這個(gè)同學(xué)，別開小差”等。教師在課堂上應(yīng)注重自己組織語(yǔ)言內(nèi)容的時(shí)間性、有效性、針對(duì)性。語(yǔ)言行為的一個(gè)突出要求是聽者能識(shí)別詞，但研究表明這是相當(dāng)難的，即使說(shuō)話者說(shuō)得很清楚，聽者非常專心。小學(xué)生的詞匯量有限，教師在通過語(yǔ)言傳授間接經(jīng)驗(yàn)時(shí)還需要借助聲音、肢體動(dòng)作、教學(xué)媒體等。

4 教師肢體語(yǔ)言親和力

廣義的肢體語(yǔ)言包括面部表情，本文探討的是狹義的肢體語(yǔ)言，只包括身體與四肢所表達(dá)的意義。教師的非語(yǔ)言親和力應(yīng)該包括以下方面：與學(xué)生保持目光交流、放松的站姿、經(jīng)常在教室各處走動(dòng)而不是站在黑板前、手勢(shì)語(yǔ)豐富等[1]。當(dāng)教師對(duì)學(xué)生的講話感興趣或者表示認(rèn)可時(shí)可以點(diǎn)頭或者將身體側(cè)向?qū)W生;表示中立時(shí)可以站得筆直、抬頭;表示否定或者不感興趣時(shí)可以低頭沉默或者拉開與學(xué)生的距離。教師用手掌伸向?qū)W生比用手指指著學(xué)生更有親和力，手掌向下且富有力度，則表明“大家安靜”;三指捏合，前伸定位，則表明“注意”，這可以是教師和學(xué)生之間一種專屬的表達(dá)方式。

教師肢體動(dòng)作分為頭部姿態(tài)、手勢(shì)、腿姿、坐姿等，當(dāng)前對(duì)肢體語(yǔ)言親和力的研究較少，缺少可靠的數(shù)據(jù)。但是太古計(jì)算已經(jīng)開發(fā)出動(dòng)態(tài)情緒識(shí)別系統(tǒng)，通過分析身體的震動(dòng)頻率和振幅計(jì)算出壓力、緊張等參數(shù)，從而分析人員精神狀態(tài)。龐雷，陳啟祥[7]提出基于HMM-NBC模型的手勢(shì)識(shí)別算法，崔景春，王靜[8]提出一種基于隨機(jī)森林算法的頭部姿態(tài)估計(jì)（RF-HPE）網(wǎng)絡(luò)與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的模型。今后，動(dòng)態(tài)情緒識(shí)別系統(tǒng)可通過教師的手勢(shì)、頭部姿態(tài)等肢體語(yǔ)言，計(jì)算出高興、驚訝、接受等參數(shù)，從而判斷出教師的肢體親和力。

5 教師服飾親和力

在對(duì)一個(gè)人進(jìn)行觀察時(shí)，其中注意力的 70%～80%集中在服飾上[9]。課堂上教師的服飾樣式會(huì)對(duì)學(xué)生心理產(chǎn)生妙不可言的吸引力和影響力，比如講解《穿旗袍擺地?cái)偟呐恕窌r(shí)，教師穿著一件旗袍緩緩走上講臺(tái)，舉手投足都吸引著學(xué)生進(jìn)入課文情境中。

色彩最大的作用就是引起人心理上的變化，當(dāng)學(xué)生的視覺感官接收到服飾色彩時(shí)，必然會(huì)引起一系列聯(lián)想，從而影響學(xué)生的情緒、心理。高純度或者具有光澤感的色彩和對(duì)比強(qiáng)烈的色彩，會(huì)給人一種華麗感，低純度的灰暗色調(diào)則會(huì)表現(xiàn)出相反的樸素感，高純度的暖色給人以興奮激動(dòng)的情緒。課堂教學(xué)中為了讓學(xué)生在視覺上沒有負(fù)擔(dān)，感覺輕松，在選擇色彩時(shí)多選用中明度的色彩或者中高明度、中低純度的色彩，如粉紅色、橘色、天藍(lán)色、草綠色等，色相上只要將冷色系的色彩適當(dāng)?shù)靥岣呙鞫?，也可以使學(xué)生產(chǎn)生輕快的舒適感，從而塑造喜悅、快樂、活潑性格色彩的教師角色。過于強(qiáng)烈的純色對(duì)比會(huì)使學(xué)生感到不安，運(yùn)用弱對(duì)比的色彩搭配給人營(yíng)造人物快樂、喜悅的情緒[10]。教師服飾色彩還能渲染教學(xué)氣氛，拉近學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容的距離，特別是語(yǔ)文學(xué)科，比如在講授《孔乙己》時(shí)，男老師可穿著暗淡的以黑白灰為主色調(diào)的麻布長(zhǎng)衫，更符合《孔乙己》創(chuàng)作時(shí)代知識(shí)分子窮困潦倒的形象;又如學(xué)習(xí)《找春天》時(shí)，女老師可穿著白底小碎花長(zhǎng)裙，佩戴小蝴蝶式樣的耳飾，營(yíng)造一種春天到來(lái)萬(wàn)物復(fù)蘇的生機(jī)景象，讓學(xué)生更好地進(jìn)入到相關(guān)情境中。

傳統(tǒng)的顏色直方圖技術(shù)只能得到圖像中顏色的組成部分，有學(xué)者對(duì)顏色識(shí)別進(jìn)行了深入研究，比如王延年等[11]將圖片進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換，然后分別提取其在HSV和Lab空間的顏色分量，建立布爾矩陣，實(shí)現(xiàn)了顏色識(shí)別。全球首款人工智能色彩趨勢(shì)應(yīng)用分析工具——“AI Color Trend”利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了顏色的系統(tǒng)化呈現(xiàn)，但是鮮有學(xué)者利用顏色識(shí)別分析服飾親和力。智能系統(tǒng)只需獲取教師服飾圖像，呈現(xiàn)其顏色，便可判斷其服飾是否具有親和力。

除以上提到的面部表情、聲音、肢體動(dòng)作等可以反映教師的情緒狀態(tài)外，呼吸頻率、皮膚電反應(yīng)、血壓、腦電也可以用來(lái)測(cè)量情感。比如：人在愉悅時(shí)每分鐘呼吸19次，消極悲傷時(shí)每分鐘呼吸9次、生氣時(shí)每分鐘呼吸40次。皮膚電反應(yīng)（GSR）是指當(dāng)一個(gè)人情緒發(fā)生時(shí)，自主神經(jīng)活動(dòng)引起皮膚表面的導(dǎo)電系數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化，人在不同情感主觀狀態(tài)時(shí)的皮膚電反應(yīng)情況如表2所示[2]，通過智能設(shè)備獲取教師課堂教學(xué)時(shí)的呼吸頻率、皮膚電反應(yīng)等可以及時(shí)了解到教師的情緒狀態(tài)，督促教師做好調(diào)整。

6 結(jié)語(yǔ)

白居易《與元九書》有言，“感人心者，莫先乎情，莫始乎言，莫切乎聲，莫深乎義”。成功的教育一定離不開教師積極的教學(xué)情感，只有在表情、語(yǔ)言、聲音等多方面引起學(xué)生情感上的共鳴才能產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。片面追求升學(xué)率的傳統(tǒng)教學(xué)缺乏對(duì)學(xué)生情感的關(guān)注，要想達(dá)到良好的教學(xué)效果，教師首先要意識(shí)到課堂情感的重要性，然后才能對(duì)自己的情緒進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到最佳親和力狀態(tài)。無(wú)論對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)還是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的教學(xué)過程，通過攝像頭、錄像機(jī)、聲音采集器、傳感器等現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備獲取教師圖像、語(yǔ)音、呼吸頻率、皮膚電等，利用微表情識(shí)別技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)分析教師情緒狀態(tài)，感知教師在教學(xué)過程中的情緒變化，給予及時(shí)分析和干預(yù)，對(duì)提高教學(xué)效果具有重要意義。

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（責(zé)任編輯：孫 娟）