基于儿童教育下的语音交互系统研究

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基于儿童教育下的语音交互系统研究

彭志康

摘要：语音交互是用户通过声音进行输入，系统通过声音或者视觉信息输出的一种方式。当前随着语音技术的发展，语音交互系统被广泛运用在家居、医疗、车载、儿童教育等多个场景下，该研究通过对儿童教育领域下的语音交互系统进行探究，并分别从儿童语言特点及使用习惯，应用场景和优势，问题与挑战三个角度进行阐述。 关键词：语音交互 儿童 教育 随着近年来语音技术的发展，孩子们在很小的时候甚至是能够阅读和写作之前就可以通过语音输入来选择应用软件，视频和音频的内容。诸如苹果的s…或是微软的Cortana都给孩子们提供了一种新颖和更加简便的语音方式和设备进行交互，例如孩子们可以通过按键并且说“玩具在哪里？”或是“发简讯给奶奶”这样的方式来高效地传递信息。 一、儿童的语言特点及使用习惯

儿童的早期语言习得过程较为复杂，这个发展过程大致是：大约6-7个月，婴儿开始学会切分词汇，8.10个月，婴儿开始懂得诃代表的对象，6-12个月的婴儿开始出现语言表达的先兆，如学习利用手势交流，嘴里发出越来越接近语言的发音，16个月以后，儿童能理解和表达的口语词汇迅速发展。18-24个月的儿童开始学会如何将两个词或多个词合并，表达简单的句子，此外，相关研究发现，儿童在1-3岁期间不可避免的会使用到叠词，这意味着语音系统要随着儿童成长语言的变化而变化。

一项基于语音系统的研究通过网上问卷的方式询问了118名家长孩子的情况并观察40段YouTube视频下儿童表现出使用语音设备的行为习惯，结果表明，相比其它语音交互产品（Echo，Google，YouTube），孩子们更多的使用Siri进行语音交互.在使用情况方面.孩子们主要利用语音交互系统进行探索或是信息搜索方面的使用，如询问siri“你最喜欢的食物是什么”（探索）或是向siri求助寻找一些图片或是其它感兴趣的资源（信息搜索），此外，孩子们也会出于功能性的目的使用语音交互系统，如发简讯，打电话.播放视频文件。 二、语音交互系统在儿童教育领域的应用 （一）语音交互系统的应用场景

语音交互系统在儿童教育领域被广泛应用在儿童阅读、写作等方面。如张婕等人設计出语音交互式的儿童讲故事系统。通过笔和语音的多通道输入.能够激发儿童的创作兴趣，王倩等人通过在早教机器人的设计中增加了语音交互技术指导儿童写作，使得机器人更加人性化，另外，在英语教学方面，通过语音交互技术来创建英语教学情景，能够扩大信息量，改变传统的教学模式，培养学生能力，提高课堂效率，此外，语音交互系统也被应用在幼教软件之中。

语音交互系统也有助于一些特殊儿童的教育，如传统的聋儿的言语康复治疗通过特殊言语教师的手势、口型等方式来训练.存在难道大，效率低，师资匮乏等问题，语音交互系统可以帮助聋儿快速学习、训练和应用语言，从而更好地为其言语康复工作服务。 （二）语音交互系统的应用优势

语音交互在儿童教育领域的应用优势表现在，儿童作为在思想和心智上都尚未成熟的个体，语音交互有助于使用更加筒便的方式，帮助孩子进行理解，更加人性化的交互方式和以用户为中心的设计理念也预示着语音交互系统更容易为孩子们所接受。此外，语音交互系统能够释放双手或双眼，减轻儿童的学习负担，此外，对于一些很难输入的信息，如数学公式，化学方程式和曲谱，或是一些难以操作的复杂信息，语音交互系统也非常的实用。 三、语音交互系统面临的问题及挑战

尽管语音交互系统在儿童教育方面具有较好的应用前景和广阔的应用市场，然而创造一个可以理解儿童语音输入的系统面临巨大挑战。因为儿童在声音的特征如音高、重音，语调和韵


律等方面都和成年人存在显著差异，语音交互系统有时候不能很好地识别儿童说的话，并且儿童由于本身能力的局限也不知道如何应对这种状况（比如重新组织语言进行表达），没有相关的语境，语音交互系统也很难准确的给出某个答案。此外，儿童语言在整个童年时期都有巨大变化，这意味着语音交互系统要具有深度学习的能力。Kahn等人的研究表明，儿童往往会倾向于和机器人建立主仆式的关系，这种关系并不利于儿童的成长，语音交互系统在这方面也可能会引发相似的后果。

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