教育元宇宙：教育復(fù)雜系統(tǒng)的混合物理模型

段茂君，鄭鴻穎

教育元宇宙：教育復(fù)雜系統(tǒng)的混合物理模型

段茂君，鄭鴻穎

（四川師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，四川省 成都 610066）

元宇宙作為前沿理念聚焦與信息技術(shù)融合的載體，可為教育科學(xué)體系變革提供支撐。在梳理教育元宇宙現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，透過(guò)復(fù)雜性科學(xué)視野審視教育元宇宙。研究認(rèn)為：教育元宇宙可理解為教育復(fù)雜系統(tǒng)的混合物理模型，利用教育復(fù)雜系統(tǒng)表征“教育”可以統(tǒng)括教育涉及的一切特性，是認(rèn)識(shí)論層面的升華；通過(guò)混合物理模型刻畫“元宇宙”能夠深刻把握“鏈上虛擬世界”的本質(zhì)，是方法論層面的落地。教育元宇宙的架構(gòu)主要包括教育復(fù)雜系統(tǒng)框架和混合物理模型框架：前者的建立涉及復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及機(jī)制，其功能維度的需求決定結(jié)構(gòu)維度的設(shè)計(jì)，通過(guò)邏輯推演形成理論層面的概念模型；后者涵蓋主觀、客觀及現(xiàn)實(shí)三部分，借助信息技術(shù)整合為實(shí)踐層面的數(shù)值模型，其結(jié)構(gòu)維度的計(jì)算引發(fā)功能維度的演化。教育元宇宙除在深度沉浸、具身交互、時(shí)空跨越、虛實(shí)融生等方面的教育賦能外，其深層應(yīng)用在于探明教育復(fù)雜系統(tǒng)演化的規(guī)律、發(fā)展優(yōu)化和調(diào)控教育系統(tǒng)的方法以及建立可解釋的教育評(píng)價(jià)體系。

教育元宇宙；復(fù)雜性科學(xué)；教育復(fù)雜系統(tǒng)；混合物理模型

元宇宙（Metaverse）一詞首次出現(xiàn)在美國(guó)作家Stephenson的《雪崩》（），[1]指“由計(jì)算機(jī)模擬、與真實(shí)世界平行的虛擬空間”。在沉寂近30年后，隨著Facebook更名為Meta，元宇宙概念迅速風(fēng)靡全球，微軟、騰訊、百度等國(guó)內(nèi)外科技巨擘相繼布局，2021年更是被稱作“元宇宙元年”。教育研究者也敏銳意識(shí)到元宇宙在教育領(lǐng)域的潛在價(jià)值，圍繞教育元宇宙展開(kāi)了一系列研究，取得了諸多進(jìn)展。然而，這些文獻(xiàn)側(cè)重論述基于IT技術(shù)（如AI、VR、5G、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等）在深度沉浸、具身交互、時(shí)空跨越、虛實(shí)融生等方面的教育賦能，在理論和應(yīng)用層面仍有繼續(xù)提升的空間。為此，在梳理成果的基礎(chǔ)上，筆者嘗試基于復(fù)雜性科學(xué)重新審視教育元宇宙的內(nèi)涵、架構(gòu)及應(yīng)用，以期為教育元宇宙研究提供參考。

一、教育元宇宙

（一）元宇宙

元宇宙并非一個(gè)革命性的新概念，而是各類信息技術(shù)融合的載體，其核心技術(shù)主要包括七方面：

第一，基于5G/6G、邊緣計(jì)算、云計(jì)算等以實(shí)現(xiàn)信息高效傳輸和強(qiáng)力計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)算技術(shù)；第二，基于RFID、傳感網(wǎng)、M2M等鏈接物理世界的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；第三，基于機(jī)器學(xué)習(xí)以實(shí)現(xiàn)視覺(jué)、語(yǔ)音、手勢(shì)、情感等大數(shù)據(jù)智能識(shí)別和處理的AI技術(shù)；第四，基于VR/AR/XR/XR以實(shí)現(xiàn)多維感官體驗(yàn)的交互技術(shù)；第五，基于物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)物理系統(tǒng)在虛擬空間迭代映射的數(shù)字孿生技術(shù)；第六，基于分布式賬本、非對(duì)稱加密、共識(shí)機(jī)制、智能合約等以實(shí)現(xiàn)去中心化、分布式、可追溯性、高信任度的區(qū)塊鏈技術(shù)；第七，基于3D建模、實(shí)時(shí)渲染、游戲引擎的電子游戲技術(shù)。[2]鑒于元宇宙可能創(chuàng)新科學(xué)范式、推動(dòng)傳統(tǒng)人文科學(xué)體系的突破，[3]教育研究者嘗試將上述技術(shù)引入教育以期建立教育元宇宙。

（二）教育元宇宙研究進(jìn)展

目前，教育元宇宙研究的內(nèi)容主要體現(xiàn)在內(nèi)涵、架構(gòu)及應(yīng)用等三個(gè)方面。明晰內(nèi)涵是教育元宇宙研究的邏輯起點(diǎn)，代表性觀點(diǎn)包括：

第一，師生通過(guò)數(shù)字身份進(jìn)行沉浸式教學(xué)互動(dòng)的虛擬場(chǎng)域；[4]第二，以元宇宙為基礎(chǔ)創(chuàng)建的具有特殊教育目的的智慧學(xué)習(xí)空間；[5]第三，利用新興信息技術(shù)塑造虛實(shí)融合的高階形態(tài)智慧教育環(huán)境；[6]第四，基于VR/AR將現(xiàn)實(shí)世界映射到具有一定智能的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。[7]教育元宇宙架構(gòu)是在其內(nèi)涵范疇內(nèi)，整合元宇宙相關(guān)要素的超級(jí)場(chǎng)域，如通過(guò)物理層、軟件層、應(yīng)用層、分析層以及若干關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)加以搭建，[4]或從模式、環(huán)境、資源、活動(dòng)及評(píng)價(jià)等方面給予描述，[6]還可以依托技術(shù)支持、交互業(yè)態(tài)和規(guī)則設(shè)計(jì)等構(gòu)成。[8]

教育元宇宙的應(yīng)用則是其內(nèi)涵、架構(gòu)的實(shí)踐憧憬，主要基于兩個(gè)視角：第一是側(cè)重場(chǎng)景，如圖書館、校園、教室，[4]或?qū)W習(xí)平臺(tái)、沉浸課程、虛擬學(xué)校、孿生校園、開(kāi)放大學(xué)等；[9]第二是聚焦個(gè)體，如智慧學(xué)習(xí)范式、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)過(guò)程、跨時(shí)協(xié)作空學(xué)習(xí)等，[5]或素質(zhì)教育、全納教育、職業(yè)教育及終身教育，[6]或?qū)W科教育、非正式學(xué)習(xí)、職業(yè)培訓(xùn)等，[7]或情景化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)和教學(xué)研訓(xùn)。[10]

（三）不足與應(yīng)對(duì)之策

上述研究為學(xué)術(shù)界理解教育元宇宙提供了翔實(shí)參考，初步構(gòu)思教育元宇宙的頂層理念和底層邏輯。然而，以下三點(diǎn)仍值得研究者繼續(xù)探究：

第一，教育元宇宙概念描述紛繁，且將教育等同教學(xué)（或?qū)W習(xí)）、將元宇宙視作場(chǎng)域、空間、環(huán)境等，教育元宇宙內(nèi)涵的覆蓋面和深刻性有待提升；第二，研究者雖然從技術(shù)、要素、環(huán)節(jié)層面提出了架構(gòu)，但因內(nèi)涵的分野，教育元宇宙仍未建立統(tǒng)一架構(gòu)，不利于推廣和實(shí)踐，教育元宇宙架構(gòu)的理論性和普適性有待加強(qiáng)；第三，教育元宇宙已有應(yīng)用側(cè)重相關(guān)信息技術(shù)在深度沉浸、具身交互、時(shí)空跨越、虛實(shí)融生等方面對(duì)場(chǎng)景或個(gè)體的教育賦能，嚴(yán)格來(lái)講，這是IT技術(shù)固有屬性，教育元宇宙應(yīng)用的獨(dú)特性和優(yōu)越性有待展示。教育元宇宙的內(nèi)涵、架構(gòu)及應(yīng)用構(gòu)成了教育元宇宙研究的三個(gè)基本問(wèn)題，三者在邏輯層面層層遞進(jìn)。

以上問(wèn)題是本研究的重點(diǎn)，其改善有利于推動(dòng)元宇宙真正融入教育、促進(jìn)教育科學(xué)體系變革。已有學(xué)者意識(shí)到教育元宇宙不是教育的應(yīng)用場(chǎng)景或技術(shù)手段，是一種新的生態(tài)系統(tǒng)。[7]基于復(fù)雜性科學(xué)視角審視教育元宇宙將是不錯(cuò)嘗試。

復(fù)雜性科學(xué)是研究復(fù)雜系統(tǒng)行為與性質(zhì)的科學(xué)，有三個(gè)發(fā)展階段：

第一，復(fù)雜性科學(xué)主要成就是一般系統(tǒng)論、控制論和AI，一般系統(tǒng)論的思維方式和科學(xué)方法論催生了復(fù)雜性科學(xué)；第二，演化研究聚焦系統(tǒng)從無(wú)序到有序或不同有序的演變，研究方法是物理實(shí)驗(yàn)/模型、數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模擬，等；第三，綜合研究打破了以往的學(xué)科界限，主要研究演化，研究方法是基于計(jì)算機(jī)的數(shù)值模型、基于隱喻類比的概念模型。[11]這些研究的積累和醞釀形成了關(guān)于認(rèn)識(shí)系統(tǒng)自身復(fù)雜性、探明系統(tǒng)演化機(jī)制和規(guī)律以及優(yōu)化和調(diào)控復(fù)雜系統(tǒng)的知識(shí)體系的復(fù)雜性科學(xué)，[12]具體包括復(fù)雜系統(tǒng)表征及其演化的原理、機(jī)制、條件、過(guò)程及標(biāo)度等。[13]1透過(guò)復(fù)雜性科學(xué)視野審視教育元宇宙即借鑒復(fù)雜性科學(xué)的知識(shí)體系重構(gòu)教育元宇宙的內(nèi)涵、架構(gòu)及應(yīng)用，從而發(fā)展更理性的模型、減少理論工作的重復(fù)、促進(jìn)教育元宇宙在頂層理論和底層邏輯的統(tǒng)一。[14]215

二、復(fù)雜性科學(xué)視角下的教育元宇宙概念

欲界定教育元宇宙，首先可將其拆解為“教育”和“元宇宙”兩個(gè)子概念，研究將基于復(fù)雜性科學(xué)視角逐一闡釋“教育”“元宇宙”及“教育元宇宙”的內(nèi)涵。

（一）教育的本質(zhì)：教育復(fù)雜系統(tǒng)

“教育”一詞應(yīng)用極為廣泛，但“教育究竟是什么？”卻很難回答?！冬F(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》的解釋是“按一定要求培養(yǎng)人的工作，主要指學(xué)校培養(yǎng)人的工作”，的解釋是“教學(xué)、訓(xùn)練和學(xué)習(xí)的過(guò)程，尤指在學(xué)校、學(xué)院或大學(xué)中，以提高知識(shí)和發(fā)展技能”?？梢?jiàn)，現(xiàn)有教育元宇宙中的“教育”是主要指向詞源釋義，但并未觸及教育的本質(zhì)。教育的本質(zhì)，應(yīng)該邏輯地具有統(tǒng)括教育現(xiàn)象的一切方面、一切環(huán)節(jié)、一切要素之總和的特性；正確認(rèn)識(shí)教育本質(zhì)是理解教育理論中一系列概念、范疇、原理和規(guī)律的基礎(chǔ)，把握教育的本質(zhì)才能在從事教育活動(dòng)中取得更大的自由。[15]基于不同的歷史階段、社會(huì)文化、個(gè)體認(rèn)知等將得到不同的教育定義。認(rèn)識(shí)教育的本質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，如葉瀾所言，教育可能是人世間復(fù)雜問(wèn)題之最；鑒于教育的復(fù)雜性，我們無(wú)須羅列其在歷史沿革中的諸多權(quán)威界定，轉(zhuǎn)而直接將教育視為一種人類社會(huì)所特有的更新性再生系統(tǒng)——教育復(fù)雜系統(tǒng)。[16]

承認(rèn)教育的復(fù)雜性并將教育看作一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，至少有四層意蘊(yùn)：

第一，復(fù)雜性是教育的本然存在特性和基本存在樣態(tài)，是教育的客觀屬性，[17]可高度概括已有或潛在的教育內(nèi)涵演變特性；第二，教育現(xiàn)象的一切方面、一切環(huán)節(jié)、一切要素均可內(nèi)置于教育復(fù)雜系統(tǒng)，相比將教育限制于某個(gè)特定的先驗(yàn)定義具有更大的自由；第三，透過(guò)復(fù)雜性或復(fù)雜系統(tǒng)視閾反觀教育理論和教育實(shí)踐，可促進(jìn)教育相關(guān)概念、范疇、原理和規(guī)律等趨于真實(shí)和理性；第四，運(yùn)用復(fù)雜性科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論可以拓展教育研究的思維和范式。因此，將“教育”視為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)是本研究的切入點(diǎn)之一。

（二）元宇宙的本質(zhì)：混合物理模型

既有元宇宙定義多通過(guò)敘事性描述呈現(xiàn)界定者想要突出的主題。為探尋元宇宙的本質(zhì)，可從其演變歷程中汲取靈感[9]：“三維虛擬世界”階段典型案例是《動(dòng)態(tài)世界》（）；“在線虛擬世界”階段代表案例是游戲《第二人生》（）、《羅布樂(lè)思》（Roblox）及《我的世界》（）；“鏈上虛擬世界”階段旨在形成基于區(qū)塊鏈的數(shù)字新生態(tài)。[18]三類“虛擬世界”雖在復(fù)雜程度上懸殊，但參考復(fù)雜性科學(xué)的研究方法，三者均可看作“物理模型（physical model）”。物理模型通常指研究物理學(xué)問(wèn)題時(shí)把握主要因素建立的概念模型，也指模擬物理對(duì)象的較小或更大的復(fù)制品，以再現(xiàn)客觀事物的某些功能和性質(zhì)。適當(dāng)引申，物理模型可理解為按一定原則、規(guī)則將現(xiàn)實(shí)物理世界或?qū)ο笠阅撤N形式重構(gòu)的模型，以復(fù)刻或超越現(xiàn)實(shí)世界或?qū)ο蟮墓δ芎托再|(zhì)。例如：“三維虛擬世界”是將現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景或人物基于幾何相似在計(jì)算機(jī)中建立的數(shù)值模型，以突破物理世界中成本、時(shí)間或場(chǎng)所等限制。“在線虛擬世界”在幾何相似基礎(chǔ)上，用戶通過(guò)“簡(jiǎn)單虛擬化身”可置身3D環(huán)境實(shí)時(shí)在線交流、創(chuàng)作和交易等。

“鏈上虛擬世界”則是非常復(fù)雜的物理模型，其復(fù)雜主要體現(xiàn)在：

第一，相似原則不再限于幾何，還包括人際、經(jīng)濟(jì)、資產(chǎn)、制度、規(guī)則等在計(jì)算機(jī)中的建模和優(yōu)化；第二，“虛擬化身”不再是簡(jiǎn)單人物建模、用戶單向指令操作，而是通過(guò)VR/AR/XR/XR等實(shí)現(xiàn)用戶“復(fù)雜虛擬化身”與客觀事物、他者的深度具身交互和綜合感官沉浸；第三，整個(gè)模型不再受限于計(jì)算機(jī)虛擬空間，還可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生等技術(shù)關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)物理世界萬(wàn)物、基于平行世界變化在線實(shí)時(shí)迭代、渲染、更新虛擬世界?；诖耍版溕咸摂M世界”也是“混合模型（hybrid model）”，指幾種不同模型組合而成的一種模型，也可指真實(shí)子結(jié)構(gòu)與虛擬整體結(jié)構(gòu)組合的模型[19]或固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)組成的模型[20]。顯然，幾何、人際、經(jīng)濟(jì)、資產(chǎn)、制度、資源等是不同維度和尺度的子模型，有限的現(xiàn)實(shí)世界可成為無(wú)限的虛擬世界的子結(jié)構(gòu)，而子模型數(shù)量的增加、用戶的深度參與、虛實(shí)空間的聯(lián)結(jié)會(huì)大大加劇整體模型的隨機(jī)效應(yīng)。作為“鏈上虛擬世界”的最終演化樣態(tài)，元宇宙包含了諸多子模型、客觀與主觀、虛擬與現(xiàn)實(shí)，綜合了“物理模型”和“混合模型”的特性，本質(zhì)上是一個(gè)“混合物理模型”。因此，將“元宇宙”視作一個(gè)“混合物理模型”是本研究的切入點(diǎn)之二。

（三）教育復(fù)雜系統(tǒng)的混合物理模型

將上述“教育”和“元宇宙”兩個(gè)概念疊加，復(fù)雜性科學(xué)視角下的“教育元宇宙”便可直觀界定為“教育復(fù)雜系統(tǒng)的混合物理模型”，雖字面簡(jiǎn)潔，但意蘊(yùn)深刻。利用“教育復(fù)雜系統(tǒng)”表征狹義“教育”，在拓展和豐富教育內(nèi)涵的同時(shí)，能夠以簡(jiǎn)潔的形式包容教育理應(yīng)涉及的一切特性，因此是教育元宇宙在認(rèn)識(shí)論層面的升華；通過(guò)“混合物理模型”表征“元宇宙”，“模型”是復(fù)雜性科學(xué)研究的主要手段，因此是教育元宇宙在方法論層面的落地。教育復(fù)雜系統(tǒng)是混合物理模型建立的基礎(chǔ)，而混合物理模型是教育復(fù)雜系統(tǒng)研究的手段，由此可以克服以往教育復(fù)雜性和教育元宇宙研究的遺憾。

一方面，國(guó)內(nèi)外已有大量復(fù)雜性科學(xué)用于教育領(lǐng)域的文獻(xiàn)，但這些成果多利用復(fù)雜性科學(xué)的概念、特征、原理定性探討和闡釋復(fù)雜教育現(xiàn)象，反思既有教育思想和理論，面向“復(fù)雜性科學(xué)”視角中的“復(fù)雜性”；然而定量是教育趨向科學(xué)的重要指標(biāo)，因任何一個(gè)教育事實(shí)都不可避免地與價(jià)值追求和選擇相關(guān)，[14]200傳統(tǒng)方法難以定量認(rèn)識(shí)教育的復(fù)雜性和教育的發(fā)展規(guī)律，而“混合物理模型”則有望實(shí)現(xiàn)該目的，彌補(bǔ)“復(fù)雜性科學(xué)”視角中的“科學(xué)”，從而兼顧教育的人文屬性和科學(xué)屬性。

另一方面，關(guān)于各類信息技術(shù)對(duì)教育的賦能已有豐富文獻(xiàn)，教育元宇宙研究主要將其看作封裝這些成果的容器；然而，這些研究很大程度上忽視了“教育”的復(fù)雜性并對(duì)“元宇宙”進(jìn)行了降維，而“教育復(fù)雜系統(tǒng)”蘊(yùn)含了“教育”的復(fù)雜性、賦予了“元宇宙”教育的人文關(guān)懷，“混合物理模型”體現(xiàn)了“元宇宙”的多維性、預(yù)示了元宇宙“教育”的實(shí)踐途徑。

綜上，將“教育元宇宙”重新概念化為“教育復(fù)雜系統(tǒng)的混合物理模型”，加深了其內(nèi)涵、拓展了其外延，覆蓋面和深刻性得到有效提升。

三、復(fù)雜性科學(xué)視角下的教育元宇宙架構(gòu)

基于教育元宇宙的重構(gòu)內(nèi)涵，教育元宇宙的架構(gòu)主要包括教育復(fù)雜系統(tǒng)框架和混合物理模型框架兩大板塊（如圖1所示）。

（一）教育復(fù)雜系統(tǒng)框架

教育作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，難以直接作為研究對(duì)象，往往需在把握系統(tǒng)本質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。復(fù)雜系統(tǒng)框架可以恰當(dāng)?shù)孛枋龊徒忉尫蔷€性和因果關(guān)聯(lián)的教育復(fù)雜系統(tǒng)中的行為。[21]復(fù)雜系統(tǒng)框架的核心是復(fù)雜系統(tǒng)的概念模型，即通過(guò)理論層面的邏輯推演對(duì)現(xiàn)實(shí)世界復(fù)雜系統(tǒng)本質(zhì)的一種形式化、抽象化描述。概念模型作為現(xiàn)實(shí)教育復(fù)雜系統(tǒng)的第一層抽象（概念化），是后續(xù)建立其數(shù)值模型的基礎(chǔ)和依據(jù)，主要涉及教育復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及機(jī)制。

教育系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的剖析可采用層次化原理，從宏觀、中觀、微觀不同層次展開(kāi)研究并認(rèn)識(shí)三個(gè)層面教育活動(dòng)的異同、關(guān)系和轉(zhuǎn)化。[14]198從“時(shí)空”來(lái)看，系統(tǒng)本身所處層次為中觀，如學(xué)生和教師是教育系統(tǒng)的主體，教學(xué)和學(xué)習(xí)便是典型的教育中觀系統(tǒng)；系統(tǒng)中觀層次之上為宏觀教育系統(tǒng)，多為系統(tǒng)的環(huán)境或演化背景，如“核心素養(yǎng)”“雙減”“雙一流”等教育政策背景；系統(tǒng)中觀層次之下為微觀教育系統(tǒng)，體現(xiàn)為學(xué)習(xí)者和教師的具體行為，如“深度學(xué)習(xí)”“思維發(fā)展”“教師觀念”等。在此意義上，現(xiàn)有教育元宇宙?zhèn)戎貙?duì)教育中觀系統(tǒng)的描述，但教育元宇宙也可延及其他教育子系統(tǒng)。

隨著系統(tǒng)逐級(jí)完善，系統(tǒng)層次的劃分往往對(duì)應(yīng)著“分工”的必要，讓系統(tǒng)功能得到分化，包括對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與行為進(jìn)行調(diào)整而形成的“核心層”（如學(xué)習(xí)子系統(tǒng)）、對(duì)系統(tǒng)提供動(dòng)力的“動(dòng)力層”（如教學(xué)子系統(tǒng)）、支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的“骨架層”（課堂子系統(tǒng)）等，這些子功能的非線性疊加便是教育系統(tǒng)的宏觀育人功能。層次增加會(huì)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，但又會(huì)使系統(tǒng)在功能上得到簡(jiǎn)化，[13]262如教育子系統(tǒng)出現(xiàn)讓教育系統(tǒng)層次增加，但也使得教育研究更加簡(jiǎn)化、提升效率、趨向優(yōu)化。

上述教育子系統(tǒng)可細(xì)化為亞子系統(tǒng)或更小子系統(tǒng)，同樣按“時(shí)空”或“分工”更加針對(duì)性、具體地設(shè)計(jì)相關(guān)的層次和要素，實(shí)現(xiàn)教育系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的進(jìn)一步細(xì)化。需指出的是，人為的教育系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能聯(lián)系密切，一般地，教育系統(tǒng)的子結(jié)構(gòu)往往對(duì)應(yīng)著教育系統(tǒng)的子功能，且大多時(shí)候是根據(jù)功能設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)。[14]200

在確定教育系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能后，還需知曉結(jié)構(gòu)和功能如何演化（機(jī)制），系統(tǒng)演化的機(jī)制可從條件和作用兩方面得以審視。任何復(fù)雜系統(tǒng)都存在邊界，表現(xiàn)為系統(tǒng)和環(huán)境的依存關(guān)系對(duì)其動(dòng)態(tài)行為的影響，系統(tǒng)開(kāi)放是復(fù)雜系統(tǒng)演化的邊界條件。而教育系統(tǒng)顯然均滿足該條件，杜威曾言，教育即生活，教育與生活、課堂與社會(huì)沒(méi)有嚴(yán)格的界定，兩者不斷進(jìn)行著信息的交換。滿足邊界條件后，遠(yuǎn)離平衡才能推動(dòng)系統(tǒng)演化，讓系統(tǒng)可能進(jìn)入更高的組織結(jié)構(gòu)形式，這是復(fù)雜系統(tǒng)演化的必要條件。例如，在教學(xué)過(guò)程中需不斷設(shè)置階梯型和螺旋性問(wèn)題情境使學(xué)習(xí)者的認(rèn)知處于非平衡狀態(tài)，繼而才可能誘發(fā)深層動(dòng)機(jī)、持續(xù)建構(gòu)知識(shí)的意義；若已處于認(rèn)知平衡狀態(tài)，無(wú)論是置于傳統(tǒng)課堂情境還是元宇宙情境，對(duì)比所得結(jié)論將不具備嚴(yán)格的教育意義，無(wú)法凸顯教育元宇宙的效用。邊界條件和必要條件引發(fā)系統(tǒng)向前演化，但演化可能導(dǎo)致混亂，復(fù)雜系統(tǒng)演化的充分條件的意義在于確保系統(tǒng)演化并產(chǎn)生有序結(jié)果、進(jìn)入更高階形式的必然性和絕對(duì)性，[13]144個(gè)體的主觀意志通常是教育系統(tǒng)朝積極、正面方向演進(jìn)的充分條件。[22]

明晰系統(tǒng)演化的條件后，還要厘清其間的作用方式和原理，主要包括非線性相干、臨界與分岔、反饋與自穩(wěn)定、涌現(xiàn)、選擇與評(píng)價(jià)等五種作用。[13]170-204對(duì)教育系統(tǒng)，邊界、必要和充分三大條件是系統(tǒng)演化的起點(diǎn)，系統(tǒng)演化過(guò)程中則充斥著各種作用，這要結(jié)合具體教育系統(tǒng)進(jìn)行理性和細(xì)致的分析。

需注意的是，教育不存在純粹的客觀事實(shí)，教育復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及機(jī)制均蘊(yùn)含著一定程度的主觀。因此，基于復(fù)雜教育現(xiàn)象在大腦中邏輯推演所得的教育系統(tǒng)概念模型也因人而異，這恰是教育研究充滿活力的主因，但概念模型的合理性仍需論證和完善，以此趨于理性和統(tǒng)一。

（二）混合物理模型框架

對(duì)于自然復(fù)雜系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)、功能、機(jī)制都是相對(duì)客觀的，不需要通過(guò)大腦邏輯推演建立概念模型，而是通過(guò)科學(xué)手段直接探明其結(jié)構(gòu)、功能、機(jī)制，隨后依托高性能計(jì)算機(jī)建立“物理模型”，從而代替原系統(tǒng)完成功能。[12]但人為的教育系統(tǒng)是設(shè)計(jì)者按自身意愿、為實(shí)現(xiàn)教育意向而構(gòu)建起來(lái)的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是按照教育功能的要求設(shè)計(jì)的，并在實(shí)踐中接受檢驗(yàn)、修正，從而與功能匹配、實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。[14]198而混合物理模型框架則是論證教育系統(tǒng)概念模型的手段，指向數(shù)值模型的建立，是教育復(fù)雜系統(tǒng)的第二層抽象（數(shù)字化），其建立依賴教育復(fù)雜系統(tǒng)框架中的概念模型，主要包括主觀、客觀及現(xiàn)實(shí)三個(gè)部分。

混合物理模型框架的主觀部分指計(jì)算機(jī)無(wú)法完全數(shù)值離散的用戶（即教育復(fù)雜系統(tǒng)概念模型中的主體），涉及兩個(gè)方面：其一是化身的建模，借助電子游戲或動(dòng)漫制作技術(shù)可制定滿足用戶需求的虛擬角色化身，也可以是基于本人三維掃描的虛擬自我化身，從性質(zhì)上與“三維虛擬世界”和“在線虛擬世界”階段的化身一致；其二是化身的行為，用戶的主觀意志在“虛擬世界”前兩個(gè)階段很大程度上取決于操作指令，但元宇宙時(shí)代不限于指令，還可以通過(guò)VR/AR/XR/XR實(shí)現(xiàn)多維感官體驗(yàn)和操作?；旌衔锢砟Ｐ涂蚣艿目陀^部分是完全通過(guò)計(jì)算機(jī)三維建模和渲染的內(nèi)容（即教育復(fù)雜系統(tǒng)概念模型中的客體），同樣涉及兩個(gè)方面：其一是基于相似原理對(duì)原事物的復(fù)刻或原事件的再現(xiàn)，如教學(xué)情境、學(xué)習(xí)場(chǎng)景、學(xué)習(xí)內(nèi)容等，這些在近年教育信息化進(jìn)程中已基本實(shí)現(xiàn)2D可視化，3D可視化仍待完善；其二是人際、經(jīng)濟(jì)、資產(chǎn)、制度、規(guī)則等非直觀可視化部分的建模，而這恰是當(dāng)前元宇宙建模的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需結(jié)合區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生、人工智能等硬核技術(shù)攻克?；旌衔锢砟Ｐ涂蚣艿默F(xiàn)實(shí)部分是與虛擬相對(duì)的真實(shí)教育系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)物理世界的感知并及時(shí)在線實(shí)時(shí)迭代和更新映射。

根據(jù)圖1可厘清主觀、客觀及現(xiàn)實(shí)三個(gè)部分的聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界因物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)而實(shí)現(xiàn)時(shí)空跨越和虛實(shí)融合，用戶利用交互技術(shù)及5G/6G借助虛化角色化身或虛擬自我化身的身份進(jìn)入虛擬空間、現(xiàn)實(shí)空間或虛實(shí)融合空間以多維感官具身交互和深度沉浸，如VR可以感受無(wú)窮無(wú)盡的虛擬場(chǎng)景和事物，AR將虛擬元素投射到現(xiàn)實(shí)物理世界以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，MR確保了虛擬世界的靈活性和真實(shí)世界的豐富性，XR讓用戶置身一個(gè)現(xiàn)實(shí)與虛擬場(chǎng)景結(jié)合、人機(jī)交互的環(huán)境。

圖1 復(fù)雜性科學(xué)視角下的教育元宇宙架構(gòu)

（三）教育元宇宙架構(gòu)的建立

將教育復(fù)雜系統(tǒng)框架與混合物理模型框架拼接便構(gòu)成教育元宇宙的基本架構(gòu)，下面給出教育元宇宙架構(gòu)建立的一般步驟：

第一，從教育現(xiàn)象出發(fā)，依據(jù)目標(biāo)和需求選取適切的教育系統(tǒng)，這種系統(tǒng)最初表現(xiàn)為一個(gè)普通概念（如深度學(xué)習(xí)）。

第二，通過(guò)某教育系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次和要素，結(jié)合教育實(shí)踐理性推演其機(jī)制，結(jié)構(gòu)、功能及機(jī)制的確立便可將對(duì)應(yīng)的普通概念延伸為一個(gè)概念模型（例如，廣義深度學(xué)習(xí)[22]），此時(shí)，教育復(fù)雜系統(tǒng)框架的核心得以形成。

第三，基于教育系統(tǒng)概念模型完成主觀部分的建模，如參與學(xué)生、教師及其他人員的數(shù)量，明確虛化化身的類型及擬采用的接入設(shè)備，厘清時(shí)間和空間上的跨度，做好相關(guān)技術(shù)使用上的培訓(xùn)和訓(xùn)練。

第四，基于教育系統(tǒng)概念模型完成客觀部分建模，主要包括教學(xué)情境和課程內(nèi)容，如人文學(xué)科中的文本意境、社交場(chǎng)景、歷史事件、地理環(huán)境等，自然學(xué)科中的立體幾何、電磁現(xiàn)象、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)、細(xì)胞構(gòu)造等，課外活動(dòng)的場(chǎng)館、設(shè)施、場(chǎng)景等。

第五，借助前文所述的教育元宇宙相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)（AI、VR、5G、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等）主觀、客觀及現(xiàn)實(shí)三部分的融會(huì)貫通，形成能夠反映現(xiàn)實(shí)教育復(fù)雜系統(tǒng)功能并因技術(shù)的賦能而超越現(xiàn)實(shí)功能的（混合）數(shù)值模型，并調(diào)試硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)，確?；旌衔锢砟Ｐ驼＿\(yùn)行。

第六，基于復(fù)雜系統(tǒng)框架（概念模型）初步構(gòu)建的混合物理模型（數(shù)值模型）往往會(huì)與現(xiàn)實(shí)教育系統(tǒng)存在一定的差異，因此需要通過(guò)大量的歷史記錄和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)“概念模型”或“數(shù)值模型”進(jìn)行檢驗(yàn)、修正、優(yōu)化和完善，直至滿足分析需求。

歷經(jīng)上述步驟的反復(fù)，便可以得到合理教育復(fù)雜系統(tǒng)（概念模型）的一個(gè)較準(zhǔn)確的混合物理模型（數(shù)值模型），由此建立教育元宇宙的基本架構(gòu)，依托該架構(gòu)可以像自然系統(tǒng)“物理模型”那樣定量探究教育系統(tǒng)的復(fù)雜演化。該方法將教育系統(tǒng)的主觀部分（人）剝離，從而將精力集中于客觀部分建模（如教學(xué)場(chǎng)景、課程資源等）?，F(xiàn)有教育元宇宙研究所提的模型架構(gòu)、[4]應(yīng)用場(chǎng)景、[5, 6]案例分析[7]實(shí)際上均是“教育元宇宙”的特例。

教育元宇宙擁有與原系統(tǒng)接近的結(jié)構(gòu)和功能，但可以根據(jù)需求呈現(xiàn)更為豐富的情境和資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)原有教育復(fù)雜系統(tǒng)的再現(xiàn)和改進(jìn)。在教育元宇宙的架構(gòu)內(nèi)，混合物理模型的演化行為可看作一個(gè)主體、主體適應(yīng)、主體交互以及虛擬環(huán)境在時(shí)間軸上的演繹計(jì)算，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，主體均通過(guò)計(jì)算進(jìn)行感知、評(píng)價(jià)、選擇和執(zhí)行，此過(guò)程改變主體、他者及環(huán)境的狀態(tài)，推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)改變，沿著時(shí)間箭頭不斷循環(huán)，最終引發(fā)教育元宇宙的宏觀功能演化。

綜上所述，教育復(fù)雜系統(tǒng)框架以概念模型為核心，主要涵蓋結(jié)構(gòu)、功能及機(jī)制，功能維度的需求決定結(jié)構(gòu)維度的建模；而混合物理模型框架以數(shù)值模型為指向，結(jié)構(gòu)維度的演繹計(jì)算引發(fā)功能維度的演化。顯然，考慮的層次和要素越多，概念模型和數(shù)值模型更接近原系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)和功能更精細(xì)，但也意味著系統(tǒng)復(fù)雜、非線性增加、計(jì)算效率降低，減少層次和要素雖易于分析、耦合程度降低，但很可能缺失重要信息，因此需結(jié)合現(xiàn)實(shí)教育復(fù)雜系統(tǒng)的需求和計(jì)算機(jī)設(shè)備的算力選取最佳性能點(diǎn)。

引入復(fù)雜性科學(xué)在“綜合研究”階段的概念模型和數(shù)值模型建立教育元宇宙的基本架構(gòu)，一方面可以很好地繼承教育復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)的研究成果，另一方面能夠兼容教育元宇宙研究已有框架，承載元宇宙相關(guān)的各類IT技術(shù)，因此，教育元宇宙架構(gòu)具有較好的理論性和普適性。

四、復(fù)雜性科學(xué)視角下的教育元宇宙應(yīng)用

教育元宇宙并非是教育的“理想國(guó)”或數(shù)字“烏托邦”，[23]教育元宇宙應(yīng)用需面向當(dāng)下教育領(lǐng)域關(guān)切的實(shí)然問(wèn)題。葉瀾在21世紀(jì)初提到，發(fā)展中國(guó)社會(huì)主義特色的教育體系和教育理論，復(fù)雜思維方式是必要。[16]這個(gè)觀點(diǎn)在21世紀(jì)首個(gè)10年里國(guó)內(nèi)掀起了教育復(fù)雜性研究的熱潮，從定性層面闡釋復(fù)雜教育現(xiàn)象、反思教育思想理論，但隨后傳統(tǒng)手段難以繼續(xù)推進(jìn)該研究。但是，元宇宙可將教育復(fù)雜性研究拓展至定量維度。參考復(fù)雜性科學(xué)的核心任務(wù)和根本目的[12]，教育元宇宙的深層價(jià)值可用于探明教育系統(tǒng)演化的規(guī)律、發(fā)展優(yōu)化和調(diào)控系統(tǒng)的方法以及建立可解釋的教育評(píng)價(jià)體系。

（一）探明教育復(fù)雜系統(tǒng)演化的規(guī)律

對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)而言，演化的規(guī)律是客觀存在的，是系統(tǒng)演化機(jī)制的外在體現(xiàn)。目前，研究系統(tǒng)演化規(guī)律主要有三種手段：

第一是基于觀測(cè)數(shù)據(jù)，其基本思路是通過(guò)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄的積累歸納，得到唯象“理論”，如孔子的“學(xué)而時(shí)習(xí)之”、蘇格拉底的“助產(chǎn)術(shù)”，但難以觸及系統(tǒng)演化本質(zhì)。第二是基于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其基本思路是通過(guò)控制變量逐次厘清影響因素，建立數(shù)學(xué)模型或半理論半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，如西方現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)取向的教育理論及當(dāng)下量化研究，但教育理論無(wú)法到具體系統(tǒng)，量化研究多為簡(jiǎn)化情境、有限樣本。第三是基于“物理模型”，其基本思路是厘清原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用計(jì)算機(jī)建立數(shù)值模型代替完成原系統(tǒng)功能，已在自然科學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

元宇宙使得教育系統(tǒng)也可采用方法三揭示系統(tǒng)演化規(guī)律，只不過(guò)是“混合物理模型”，其基本步驟為：

第一，參照教育經(jīng)典理論和最新理論成果把握教育系統(tǒng)的本質(zhì)，確保模型功能的權(quán)威性；第二，根據(jù)系統(tǒng)功能需求呈現(xiàn)教學(xué)情境、學(xué)習(xí)場(chǎng)域、課程資源、成員數(shù)量等，盡可能再現(xiàn)完整和真實(shí)的教育系統(tǒng)，確保模型結(jié)構(gòu)的合理性；第三，利用歷史記錄或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)修改和校對(duì)，確保模型構(gòu)成的準(zhǔn)確性；第四，利用計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)演化數(shù)據(jù)、自動(dòng)分析和報(bào)告智能生成，確保模型分析的高效性。通過(guò)教育元宇宙，能夠較為全面、系統(tǒng)的揭示教育復(fù)雜系統(tǒng)演化規(guī)律。

此外，教育復(fù)雜系統(tǒng)演化規(guī)律也是剖析演化機(jī)制的重要手段，可以論證和優(yōu)化通過(guò)邏輯推演所得教育復(fù)雜系統(tǒng)演化的預(yù)設(shè)機(jī)制。

（二）發(fā)展優(yōu)化和調(diào)控教育系統(tǒng)的方法

馬克思主義哲學(xué)認(rèn)為，“認(rèn)識(shí)世界的目的在于改造世界”[24]?！八姆缴舷轮^之宇，古往今來(lái)謂之宙”，教育元宇宙自成一界，因此認(rèn)識(shí)教育系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律的目的在于優(yōu)化和調(diào)控系統(tǒng)以更好地趨達(dá)教育目標(biāo)。事實(shí)上，教育領(lǐng)域一直在對(duì)相關(guān)教育系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)節(jié)，如“雙減政策”“雙一流高校建設(shè)”[25]等指向宏觀系統(tǒng)，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、線上教學(xué)等指向中觀系統(tǒng)，“五育融合”“深度學(xué)習(xí)”等指向微觀系統(tǒng)。但這些優(yōu)化和調(diào)控方法以定性和線性量化為主，是否可行、成效如何、能否更優(yōu)等仍是亟待明晰、細(xì)化和解決的問(wèn)題，而元宇宙則是成為解決上述問(wèn)題的有效途徑。這是因?yàn)?，教育元宇宙的建立一方面可以預(yù)測(cè)教育系統(tǒng)的演化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，關(guān)于優(yōu)化和調(diào)控該系統(tǒng)的方法可以直接在“混合物理模型（數(shù)值模型）”中實(shí)施，以提升優(yōu)化和調(diào)控教育系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、便捷性和高效性。例如，在混合物理模型中，可以不斷變化教育系統(tǒng)的尺度、維度，增加測(cè)試樣本的數(shù)量，空間的大規(guī)?？缭?、時(shí)間壓縮和拉伸能夠大幅降低驗(yàn)證的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本；AI、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)方法能夠提升數(shù)據(jù)分析和處理的智能化，為論證這些方法和策略的可行性、有效性及普適性提供高效工具。

（三）建立可解釋的教育評(píng)價(jià)體系

對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)演化進(jìn)程的標(biāo)度是復(fù)雜性科學(xué)研究的重要內(nèi)容，與此同時(shí)，教育評(píng)價(jià)也是教育研究中的重要組成。以往的教育評(píng)價(jià)多是結(jié)果性評(píng)價(jià)（如考試分?jǐn)?shù)），少數(shù)過(guò)程性評(píng)價(jià)也是定性的，這使得僅知曉教育評(píng)價(jià)結(jié)果，過(guò)程如同是一個(gè)“黑箱”。這與當(dāng)前人工智能的各種機(jī)器算法一樣，僅僅知道輸入和輸出，卻不知曉其間的過(guò)程。為解決機(jī)器學(xué)習(xí)的“黑箱”問(wèn)題，一類可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)（SHAP）方法被提出，通過(guò)計(jì)算每一個(gè)特征加入到模型時(shí)的貢獻(xiàn)對(duì)模型解釋，由此實(shí)現(xiàn)了“黑箱”的可解釋性。[26]

類比之，基于混合物理模型可以建立可解釋的教育評(píng)價(jià)體系。這是因?yàn)?，混合物理模型（?shù)值模型）是對(duì)教育復(fù)雜系統(tǒng)（概念模型）的混合建模，該模型具有與實(shí)際教育系統(tǒng)相近的要素，在計(jì)算機(jī)中表現(xiàn)為一系列的特征量。此時(shí)，可以將相關(guān)教育評(píng)價(jià)理論內(nèi)嵌于計(jì)算機(jī)模型中，以描述教師、學(xué)生在教育活動(dòng)中的各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)全周期數(shù)據(jù)、指標(biāo)與用戶行為的映射，從而為優(yōu)化教育系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)、精準(zhǔn)、立體的發(fā)展性評(píng)價(jià)?；诎l(fā)展性評(píng)價(jià)，才能圍繞教育復(fù)雜系統(tǒng)框架中的各項(xiàng)要素進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整和優(yōu)化，根據(jù)學(xué)習(xí)者不同的知識(shí)水平、發(fā)展需求等制定適切的課程內(nèi)容、教學(xué)策略等，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化發(fā)展。

上述應(yīng)用元宇宙中任一IT技術(shù)單獨(dú)難以實(shí)現(xiàn)，而是各種信息技術(shù)在元宇宙中集成后所涌現(xiàn)的新質(zhì)（未曾有過(guò)的結(jié)構(gòu)或子系統(tǒng)都不具備的功能），[13]192由此體現(xiàn)了教育元宇宙應(yīng)用的獨(dú)特性和優(yōu)越性。

五、結(jié)語(yǔ)

“科學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展在某種程度上體現(xiàn)為一些關(guān)鍵性的科學(xué)概念與范疇的提出?！盵27]現(xiàn)有研究已細(xì)致探討了VR、AI、5G、云、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等技術(shù)在元宇宙中的角色并示例若干教育應(yīng)用場(chǎng)景，為理解教育元宇宙提供了豐富參考。然而，在深入論述技術(shù)賦能教育的同時(shí)，只有在元宇宙理論層面提出創(chuàng)新性、超前性的科學(xué)概念和范疇才能有望實(shí)質(zhì)性地推動(dòng)教育理論和實(shí)踐體系的真正變革。為此，文章引入復(fù)雜性科學(xué)，將教育元宇宙的內(nèi)涵延伸為“教育復(fù)雜系統(tǒng)的混合物理模型”；基于該內(nèi)涵，融合教育復(fù)雜系統(tǒng)框架和混合物理模型框架搭建了教育元宇宙的架構(gòu)；在該架構(gòu)下，探明教育系統(tǒng)演化的規(guī)律、發(fā)展優(yōu)化和調(diào)控教育系統(tǒng)的方法及建立可解釋的教育評(píng)價(jià)體系成為教育元宇宙涌現(xiàn)的深層應(yīng)用。“混合物理模型”并非新鮮事物，但引入教育研究仍是一次新的嘗試，成為理解教育元宇宙的另一種思維范式，以期為今后教育元宇宙研究提供新視野。

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Education Metaverse: A Hybrid Physical Model of Educational Complex System

DUAN Mao-jun, ZHENG Hong-ying

( School of Educational Science, Sichuan Normal University, Chengdu 610066, China )

The metaverse, an integration of frontier ideology and information technology, can provide support for the reform of the educational science system. This research reviewed the literature on metaverse to explore the educational metaverse from the perspective of complexity science. It showed that the educational metaverse can be understood as a hybrid physical model of educational complex system that represents education encompassing all the characteristics involved, which is the sublimation at the epistemological level to depict the metaverse through the hybrid physical model to grasp the essence of the virtual world on the chain, the landing at the methodological level. It indicated that the framework of educational metaverse mainly includes the frame of educational complex system and the frame of hybrid physical model, the former of which involves the structure, function and mechanism of the complex system with its function to determine the design of the structure, and the conceptual model at the theoretical level to be formed through logical deduction, while the latter covering the subjective, objective and realistic elements. It also suggested that the metaverse, supported by information technology, can be integrated into a numerical model at the practical level with its structural calculation resulting in functional evolution. In addition to the educational empowerment of the educational metaverse in terms of deep immersion, embodied interaction, time and space leap, and real and virtual integration, its deep application lies in exploring the evolutionary law of educational complex system, developing the methods of optimizing and regulating educational system, and establishing an explicable educational evaluation system.

educational metaverse; complexity science; educational complex system; hybrid physical model

G434

A

1008-0627（2023）01-0059-10

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃基金西部和邊疆地區(qū)項(xiàng)目“思維可視化視角下高中英語(yǔ)教學(xué)模式研究”（17XJA8800009）

段茂君（1995-），女，四川自貢人，博士研究生，研究方向：復(fù)雜性科學(xué)與教育信息化。E-mail：duan_mjun@163.com

（責(zé)任編輯 趙 蔚）