元宇宙視域下“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的理論與實踐探索研究

庫小偉　片瑾麗　呂秋月

摘要：2021年美國互聯(lián)網(wǎng)巨頭Facebook更名Meta，宣布進(jìn)軍元宇宙，隨后眾多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相繼發(fā)布元宇宙產(chǎn)品，進(jìn)行元宇宙領(lǐng)域探索。隨著虛擬現(xiàn)實等新興技術(shù)的迅猛發(fā)展，元宇宙快速地被嘗試應(yīng)用于不同領(lǐng)域之中。元宇宙的發(fā)展熱度引起了教育界的廣泛關(guān)注，并衍生出了“教育元宇宙”的全新概念。黨的二十大報告在關(guān)于教育的重要論述里集中表達(dá)了科技對教育發(fā)展的重要支撐作用，在國家大政方針的引導(dǎo)下，隨著新一代技術(shù)革命浪潮的到來，我國教育領(lǐng)域在教育模式和人才培養(yǎng)等諸多方面迎來巨大的發(fā)展契機。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”理論提出后，教育信息化進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，本文結(jié)合元宇宙的特征，厘清元宇宙與教育元宇宙的概念關(guān)系，對元宇宙賦能教育領(lǐng)域的價值進(jìn)行分析，預(yù)測教育元宇宙的未來布局方式，以供廣大教育工作者了解教育元宇宙的相關(guān)概念，進(jìn)一步理解元宇宙對于推動教育信息化轉(zhuǎn)型升級、推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的重要意義。

關(guān)鍵詞：元宇宙；教育元宇宙；“互聯(lián)網(wǎng)+教育”

引言

近年來，我國教育數(shù)字化快速發(fā)展，新冠疫情突發(fā)以來，在線教學(xué)成了極端情況下確保學(xué)校教學(xué)開展的主要形式，MOOC、雨課堂、釘釘直播、騰訊會議等互聯(lián)網(wǎng)平臺成為課程教學(xué)的主要載體。與傳統(tǒng)的線下教育相比，線上教學(xué)具有不受場地條件約束、適應(yīng)性強的優(yōu)勢，但是也存在著明顯的不足之處。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)反映，多數(shù)教師和學(xué)生認(rèn)為當(dāng)前在線教學(xué)形式存在平面化教學(xué)方式單調(diào)、學(xué)習(xí)體驗感和獲得感不強、學(xué)生參與度不高、師生交流反饋不及時等問題。

隨著線上教學(xué)的大規(guī)模開展，教師數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用能力得以不斷提升，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式得到廣泛的實踐應(yīng)用。在當(dāng)前教育信息化手段基本滿足線上教學(xué)實施的基礎(chǔ)上，如何提升在線教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)化在線教育實施環(huán)境、提升學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗感和主動性、提高線上教學(xué)效率和效果，是教育信息化轉(zhuǎn)型發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式創(chuàng)新所需要解決的重要問題。

教育部在印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》中指出，以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，推動新技術(shù)支持下教育的模式變革和生態(tài)重構(gòu)[1]。2020年世界經(jīng)濟論壇提出了“教育4.0全球框架”概念，重新定義了高質(zhì)量學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)，提出創(chuàng)新學(xué)習(xí)的關(guān)鍵方法為：混合式學(xué)習(xí)、游戲化、計算機思維、體驗式學(xué)習(xí)、具身學(xué)習(xí)、基于多元讀寫能力的批判性思維培養(yǎng)[2]，其中體驗式學(xué)習(xí)的環(huán)境營造是教育信息化下一步發(fā)展需要解決的關(guān)鍵問題。近年來，隨著虛擬現(xiàn)實、人機交互、云計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)的迅猛發(fā)展，以Web3.0和元宇宙為代表的全新技術(shù)模式，為未來教育模式的創(chuàng)新提供了巨大的發(fā)展機遇。

2021年是互聯(lián)網(wǎng)科技領(lǐng)域極為重要的時間節(jié)點。2021年初，社交APP Soul提出構(gòu)建“社交元宇宙”的概念；3月，羅布樂思（Roblox）作為元宇宙第一股在美國紐約證券交易所上市；8月，英偉達(dá)推出為元宇宙提供基礎(chǔ)模擬和協(xié)作平臺；10月，美國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)Facebook更名Meta，宣布進(jìn)軍元宇宙。元宇宙的概念風(fēng)靡全球。2021年底，包括中國國家語言資源監(jiān)測與研究中心在內(nèi)的多家國內(nèi)外機構(gòu)將“元宇宙”列為年度熱詞，2021年成為公認(rèn)的“元宇宙元年”。教育領(lǐng)域在虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、人工智能等元宇宙技術(shù)的引領(lǐng)下，呈現(xiàn)出全新的發(fā)展可能，為創(chuàng)新教育模式和學(xué)習(xí)形態(tài)尋找到了新的解決方案[3]。

1. 元宇宙與教育元宇宙的概念和特征

1.1 元宇宙的概念與內(nèi)涵詮釋

元宇宙的概念是美國科幻小說家尼爾·斯蒂芬森在《雪崩》一書中首次提出的，是指由虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、人工智能等技術(shù)支持的可與現(xiàn)實世界交互的虛擬網(wǎng)絡(luò)世界，是互聯(lián)網(wǎng)的下一個發(fā)展階段。Meta創(chuàng)始人扎克伯格認(rèn)為元宇宙是下一階段的網(wǎng)絡(luò)媒介形式，人們將置身于網(wǎng)絡(luò)之中，而不是從旁觀看。羅布樂思（Roblox）CEO大衛(wèi)·巴斯祖奇認(rèn)為元宇宙是將所有人關(guān)聯(lián)起來的三維虛擬世界，人們在元宇宙之中可以自由互動并創(chuàng)造出任何東西。

全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會在2022年9月13日舉行的元宇宙及核心術(shù)語概念研討會上將元宇宙釋義為：人類運用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的，由現(xiàn)實世界映射或超越現(xiàn)實世界，可與現(xiàn)實世界交互的虛擬世界[4]。元宇宙是新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展形態(tài)的集中闡述，呈現(xiàn)從圖文、視頻等二維信息傳媒媒介到三維空間媒介的變革式發(fā)展，強調(diào)的是以新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐的線上線下的無障礙交互與深度融合，其本質(zhì)是互聯(lián)網(wǎng)信息的空間化呈現(xiàn)。清華大學(xué)副校長楊斌認(rèn)為，元宇宙未來的發(fā)展會遠(yuǎn)超出我們現(xiàn)在的想象，將以遠(yuǎn)超出現(xiàn)有技術(shù)的形式進(jìn)行呈現(xiàn)[5]。

1.2 教育元宇宙的概念與技術(shù)特征

教育工作者認(rèn)為，元宇宙最大的優(yōu)勢在于可以提供沉浸式的交互體驗，豐富多元的交互形式極大地增強了用戶的體驗感和獲得感，為教育信息化和在線教育提供了全新的解決方案。元宇宙為教育工作者和學(xué)習(xí)者創(chuàng)建虛擬數(shù)字身份，塑造出沉浸式的在線網(wǎng)絡(luò)三維空間，多維度地展示教學(xué)信息，并可以進(jìn)行情緒化的實時互動，形成極具體驗感和沉浸式的理想在線教學(xué)環(huán)境形態(tài)[6]。

元宇宙所涉及的支撐技術(shù)大致可分為：網(wǎng)絡(luò)及云計算技術(shù)、人機交互技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字建模技術(shù)[7]。網(wǎng)絡(luò)及云計算技術(shù)、人機交互技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為教育新基建的標(biāo)準(zhǔn)配置，為教育工作者和學(xué)習(xí)者開通了教育元宇宙的入口；區(qū)塊鏈技術(shù)以其去中心化、可溯源、高信任度的技術(shù)特征確保了教育資源的安全性，為未來教育元宇宙的評價體系建設(shè)、學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、教育資源生態(tài)構(gòu)建等提供了保證；人工智能技術(shù)和數(shù)字建模技術(shù)為教育元宇宙構(gòu)建沉浸式、情緒化實時交互場景提供了支撐。這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為教育元宇宙的最終落地提供了堅實的構(gòu)建基礎(chǔ)，展現(xiàn)出極具吸引力和想象力的未來教育發(fā)展藍(lán)圖。

2. 元宇宙賦能教育領(lǐng)域的價值分析

2.1沉浸式場景體驗增強學(xué)習(xí)專注度

從表現(xiàn)形式和技術(shù)角度來看，元宇宙是具有沉浸感的聯(lián)網(wǎng)在線虛擬世界，其雛形是以“我的世界”為代表的3D體驗式游戲，其游戲化和沉浸式的體驗環(huán)境更能夠增強學(xué)習(xí)者的參與感與關(guān)注度。以“我的世界”為例，“我的世界”推出支持11種語言的教育版本，與教育學(xué)家合作共同設(shè)計課程計劃和項目模板，融合ISTE方法和教育賦能技術(shù)，為學(xué)生提供沉浸式的學(xué)習(xí)體驗。元宇宙創(chuàng)設(shè)出模擬現(xiàn)實的虛擬化數(shù)字場景，提供與現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境類似的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，營造全景式的學(xué)習(xí)場域，為在線教學(xué)過程提供沉浸式、跨區(qū)域的深度學(xué)習(xí)參與體驗，解決傳統(tǒng)在線教育學(xué)習(xí)感官調(diào)動不足、學(xué)習(xí)資源展示單一等問題。隨著元宇宙技術(shù)的不斷成熟，相關(guān)的教育元宇宙平臺和資源將會呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，教育元宇宙的應(yīng)用場景將會更加廣闊和生動，用戶在教育元宇宙的沉浸式體驗會不斷增強。

2.2 交互式虛擬環(huán)境縮短交流距離

元宇宙更加強調(diào)用戶在虛擬時間之中的交互體驗，三維的動態(tài)交互方式可以模擬出情緒化的交流表達(dá)，用戶可以在元宇宙空間使用虛擬物品進(jìn)行交互并可以實現(xiàn)多人協(xié)同操作體驗[8]。隨著元宇宙底層支撐技術(shù)的不斷成熟，數(shù)字孿生技術(shù)可以在元宇宙中構(gòu)建出現(xiàn)實個體的數(shù)字化映射，VR、XR技術(shù)提供超強交互性和高仿真性的模擬情境體驗，生物識別與信息采集技術(shù)可以實時捕捉肢體動作和表情數(shù)據(jù)，采集心率和腦電波變化，推斷個體的情緒狀態(tài)，從而實現(xiàn)在線虛擬空間中的靈活操控和具身社交體驗。元宇宙可以實現(xiàn)多人協(xié)作的學(xué)習(xí)形式，在模擬現(xiàn)實世界的交流方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行更加多元的交互體驗，能夠展現(xiàn)所有學(xué)習(xí)參與者的實時在線學(xué)習(xí)狀態(tài)，能夠多維度進(jìn)行知識講授和答疑。比如學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公式時，師生可以全景體驗數(shù)學(xué)家證明公式的場景，身臨其境地了解數(shù)學(xué)家的解題思路；教師在元宇宙教學(xué)空間解答學(xué)生的疑問，在語音口述的同時可以實時呈現(xiàn)相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的全息影像?？偟膩碚f元宇宙的交互方式將對在線學(xué)習(xí)的授課和協(xié)作交流形式帶來革命性的影響，更能體現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心，有利于學(xué)習(xí)者進(jìn)行高質(zhì)量的協(xié)作學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)。

2.3 虛實結(jié)合促進(jìn)新的學(xué)習(xí)形態(tài)的形成

真實的線下教學(xué)體現(xiàn)在教學(xué)過程中的各個環(huán)節(jié)，元宇宙的教學(xué)則體現(xiàn)在各種虛擬場景之中。教育元宇宙以多層次的信息傳播形式，以前所未有的廣度和深度展示知識信息，憑借先進(jìn)技術(shù)的助力，具有超越線下教學(xué)的學(xué)習(xí)感受和效果優(yōu)勢。受到學(xué)校教學(xué)條件的制約，我國多數(shù)學(xué)校在創(chuàng)新教育實施方面很難實現(xiàn)“身體力行”的學(xué)習(xí)體驗，元宇宙以創(chuàng)造性的虛擬現(xiàn)實場景構(gòu)建，提供極具拓展性的豐富場景，學(xué)生通過模擬場景體驗、模擬程序設(shè)計、模擬創(chuàng)造結(jié)果，獲得類似經(jīng)營策略游戲的操作體驗，拓展創(chuàng)新項目的嵌入認(rèn)知。清華大學(xué)副校長楊斌認(rèn)為，元宇宙為學(xué)習(xí)者提供了實現(xiàn)“想象與創(chuàng)造”的空間，是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者想象力和創(chuàng)新實踐能力的有效場景。元宇宙以超現(xiàn)實的沉浸式虛擬場景體驗，為學(xué)生的知覺感受提供了廣闊的平臺基礎(chǔ)，促進(jìn)全新學(xué)習(xí)形態(tài)的形成[9]。

3. 教育元宇宙的未來布局構(gòu)想

3.1 發(fā)展元宇宙教育體系的硬件技術(shù)

自2021年元宇宙概念爆火以來，即被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的下一個發(fā)展階段，是極具戰(zhàn)略意義的競爭領(lǐng)域，“元宇宙+”在商業(yè)、教育等各個領(lǐng)域都得到了相應(yīng)的落地實踐[10]。元宇宙概念在當(dāng)代與未來的交織點提出，以網(wǎng)絡(luò)及云計算技術(shù)、人機交互技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字建模技術(shù)為代表的元宇宙底層支撐技術(shù)雖取得巨大進(jìn)展，但仍然有許多技術(shù)難點需要突破。教育元宇宙的實施有賴于技術(shù)的進(jìn)步和成熟，應(yīng)逐步試點搭建適用于元宇宙教育體系的新基建，建設(shè)支持VR、AR人機交互終端設(shè)備的數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)平臺體系?；谠钪娴母拍?，網(wǎng)絡(luò)及云計算、人機交互等技術(shù)發(fā)展到一定程度后，現(xiàn)有的教學(xué)模式必將被打破，以沉浸體驗式教學(xué)為形式的線上線下融合的教學(xué)模式將是未來教學(xué)模式的發(fā)展趨勢。

3.2 構(gòu)建元宇宙系統(tǒng)化的教育內(nèi)容

元宇宙的本質(zhì)是信息空間，教育元宇宙的本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間[11]，教育元宇宙融合虛擬與現(xiàn)實空間，極大拓展了教育學(xué)的時空邊界，教育資源的建設(shè)是教育元宇宙的核心要素。元宇宙技術(shù)的發(fā)展必然推動教育形式和教育內(nèi)容的更迭與創(chuàng)新，現(xiàn)有的圖文、視頻等教學(xué)資源必然不能滿足教育元宇宙交互沉浸式、體驗多元化的體驗特征。教育元宇宙的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在沉浸式的教育內(nèi)容上，呈現(xiàn)沉浸式、交互式、創(chuàng)造性、多樣化的教育體驗，結(jié)合虛擬現(xiàn)實與數(shù)字建模技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，未來的教學(xué)資源會更加多元，教育內(nèi)容將會通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建成為沉浸式的模擬場景。例如在學(xué)習(xí)歷史課程時，學(xué)習(xí)者可以瞬移至各個歷史事件全息模擬場景之中，沉浸式體驗更加生動還原的現(xiàn)場，實現(xiàn)虛實結(jié)合的多感官體驗式學(xué)習(xí)模式。

3.3 形成教育元宇宙的倫理約束與管理體系

以前沿科技為支撐的教育元宇宙是未來教育的發(fā)展趨勢，教育元宇宙背后的安全和規(guī)范問題不可忽視，例如“如何進(jìn)行用戶的數(shù)據(jù)安全和隱私權(quán)的保護(hù)”“如何保護(hù)教育資源知識產(chǎn)權(quán)”“如何規(guī)范學(xué)生和老師在教育元宇宙的行為”等。教育元宇宙的信息類型多樣且來源復(fù)雜，信息真?zhèn)坞y以主觀辨識，建立可溯源、可驗證的信息管理機制，可防止不良信息對師生的影響。在探索教育元宇宙發(fā)展的同時，我們需要進(jìn)行教育元宇宙頂層制度設(shè)計，充分利用好區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢，健全教育元宇宙數(shù)據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)責(zé)機制，科學(xué)規(guī)范教育元宇宙教育流程，構(gòu)建技術(shù)倫理規(guī)范體系，構(gòu)建安全、健康的元宇宙在線教育環(huán)境。教育元宇宙還處于探索階段，是多學(xué)科融合的新興領(lǐng)域，缺乏科學(xué)的理論指引和政策推進(jìn)，需要政府部門、教育機構(gòu)、行業(yè)企業(yè)多方協(xié)同共同推進(jìn)教育元宇宙標(biāo)準(zhǔn)和制度建設(shè)。

結(jié)語

教育領(lǐng)域在虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、人工智能等元宇宙技術(shù)引領(lǐng)下，呈現(xiàn)出全新的發(fā)展可能，為創(chuàng)新教育模式和學(xué)習(xí)形態(tài)尋找到了新的解決方案。當(dāng)下教育元宇宙還處于概念探究階段，相關(guān)理論研究和實踐效果還未得到印證，對教育元宇宙環(huán)境下的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計方式以及倫理約束與管理體系尚需深入研究。在構(gòu)建教育元宇宙進(jìn)行教育模式創(chuàng)新過程之中，應(yīng)堅持“以人為本”的價值理念，著眼于師生教育信息素養(yǎng)的提升，挖掘元宇宙技術(shù)與教育深度融合的潛力，抓住元宇宙發(fā)展機遇，以更高的戰(zhàn)略布局推動元宇宙在教育體系中的應(yīng)用革新。在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，教育工作者需正視新的技術(shù)發(fā)展所催生的教育新規(guī)律和新挑戰(zhàn)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育研究范式，積極探索教育元宇宙領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，深刻理解元宇宙技術(shù)對于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式的影響，以推動我國教育領(lǐng)域元宇宙技術(shù)應(yīng)用和教學(xué)模式研究理論的創(chuàng)新。在教育元宇宙的探索過程中，應(yīng)該緊抓新技術(shù)革新的時機，不斷進(jìn)行教育新基建的完善、注重專業(yè)人才的培養(yǎng)、創(chuàng)新管理規(guī)章制度，以此實現(xiàn)教育的高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》的通知[EB/OL].（2018-4-25）[2022-12-13].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[2]王永固，許家奇，丁繼紅.教育4.0全球框架：未來學(xué)校教育與模式轉(zhuǎn)變——世界經(jīng)濟論壇《未來學(xué)校：為第四次工業(yè)革命定義新的教育模式》之報告解讀[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2020，38（3）：3-14.

[3]特別策劃.全球視角下，“元宇宙+教育”的多重可能[J].上海教育，2022， （26）：36-37.

[4]光明日報.“元宇宙”相關(guān)術(shù)語有望盡快發(fā)布試用[EB/OL].（2022-9-14）[2022-12-13].https：//m.thepaper.cn/baijiahao_19898362.

[5]清華大學(xué).2021世界慕課與在線教育大會第七場分論壇舉行[EB/OL].（2021-12-9）[2022-12-13].https：//www.tsinghua.edu.cn/info/1176/89721.htm.

[6]劉革平，王星，高楠，等.從虛擬現(xiàn)實到元宇宙：在線教育的新方向[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2021，33（6）：12-22.

[7]邢杰，趙國棟，徐遠(yuǎn)重，等.元宇宙通證[M].北京：中譯出版社，2021：69.

[8]方凌智，沈煌南.技術(shù)和文明的變遷：元宇宙的概念研究[J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟評論， 2022，（1）：1-14.

[9]劉俊波，張敏，文福安，等.元宇宙的教育價值及其理論基礎(chǔ)[J].教育與裝備研究，2022，38（3）：6-11.

[10]沈金萍，楊宇卓.元宇宙在藝術(shù)和教育領(lǐng)域中的應(yīng)用——以百度“希壤”元宇宙平臺為例[J].傳媒，2022，（14）：23-24.

[11]楊陽，陳麗.元宇宙的社會熱議與“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的理性思考[J].中國電化教育，2022，（8）：24-31，74.

作者簡介：庫小偉，研究生，講師、工程師，研究方向：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教育應(yīng)用；片瑾麗，本科，助理講師，研究方向：中等職業(yè)教育；呂秋月，本科，講師，研究方向：教育研究。

基金項目：綿陽城市學(xué)院2021年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目（編號：CC-YB2127）；綿陽市哲學(xué)社會科學(xué)重點研究基地-綿陽職業(yè)教育研究中心資助項目（編號：MZY22C27）；四川省民辦教育協(xié)會重點項目——民辦高校美育教育研究（編號：MBXH22ZD19）。