This study proposes a semi-automated system for generating dialogue-based lessons using Large Language Models (LLMs) and Text-to-Speech (TTS) technology, and exploratorily examines its educational potential via a practical quasi-experiment. The system augments rather than replaces educators through a three-stage human-in-the-loop workflow (LLM-based slide/narration generation, educator review, automated audiovisual integration), and introduces a novel method for generating Expert-Novice dialogue narration based on cognitive apprenticeship theory. In a study of 245 first-year high school students who sequentially experienced three lesson formats (instructor voice, single-speaker TTS, dialogue TTS; content differed across sessions, limiting format/content separation), we conducted within-subject (Friedman test, N<=183) and repeated cross-sectional (Mann-Whitney U, N=229/206) analyses. TTS audio did not substantially degrade the learning experience versus instructor voice, supported by TOST equivalence testing. Dialogue TTS was significantly superior to single TTS in comprehension (p=.006, q=.025) and cognitive engagement (p=.019, q=.048); enjoyment was non-significant after FDR correction (q=.081) but reached significance after controlling for prior knowledge (proportional-odds model, OR=1.65, q=.025), and these advantages were not attributable to prior-knowledge imbalance. Conversely, single TTS was superior in audio naturalness (p<.001, q<.001, r=-.238), revealing a trade-off between dialogue's benefits and higher extraneous cognitive load. Dialogue format was preferred by 66.9% of learners as most enjoyable (p<.001). These results reflect a fixed-order design; replication is needed before generalizing them as effects of lesson format. This study provides a theoretical and empirical basis for the educational acceptability of TTS audio and for TTS lesson-format design.


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语音合成(Speech Synthesis),也称为文语转换(Text-to-Speech, TTS,它是将任意的输入文本转换成自然流畅的语音输出。语音合成涉及到人工智能、心理学、声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等多个学科技术,是信息处理领域中的一项前沿技术。 随着计算机技术的不断提高,语音合成技术从早期的共振峰合成,逐步发展为波形拼接合成和统计参数语音合成,再发展到混合语音合成;合成语音的质量、自然度已经得到明显提高,基本能满足一些特定场合的应用需求。目前,语音合成技术在银行、医院等的信息播报系统、汽车导航系统、自动应答呼叫中心等都有广泛应用,取得了巨大的经济效益。 另外,随着智能手机、MP3、PDA 等与我们生活密切相关的媒介的大量涌现,语音合成的应用也在逐渐向娱乐、语音教学、康复治疗等领域深入。可以说语音合成正在影响着人们生活的方方面面。
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