元宇宙視域下的教育虛擬數(shù)字人：意蘊(yùn)、場(chǎng)景與審思

○馬雪梅 婁方園 代歡歡

一、引言

隨著2022 年Meta 公司的股價(jià)大幅下跌，由Facebook 公司改名為Meta 引發(fā)的全球元宇宙熱潮進(jìn)入一個(gè)拐點(diǎn)，過(guò)多的熱捧開(kāi)始消退，玩家趨于更加理智地看待這個(gè)機(jī)遇，開(kāi)始思考如何切實(shí)探索元宇宙。元宇宙絕不僅是小范圍玩家的試驗(yàn)，逐漸成為全人類(lèi)向教育、社會(huì)、科技、人文下一個(gè)發(fā)展階段的共同探索，而虛擬數(shù)字人正是打開(kāi)元宇宙大門(mén)的一把鑰匙，是教育元宇宙的敲門(mén)磚。虛擬數(shù)字人產(chǎn)業(yè)目前已初具規(guī)模，據(jù)《虛擬數(shù)字人深度產(chǎn)業(yè)報(bào)告》預(yù)測(cè)，2030 年，中國(guó)虛擬數(shù)字人的整體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2700 億元，并逐步成為教育元宇宙的重要一環(huán)［1］。

虛擬數(shù)字人與教育的融合發(fā)展為教育行業(yè)帶來(lái)了極大的沖擊，無(wú)疑引領(lǐng)著當(dāng)代科技革命和教育變革的方向，必將對(duì)人類(lèi)未來(lái)產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。教育虛擬數(shù)字人以教學(xué)場(chǎng)景為抓手，聚焦教育實(shí)踐問(wèn)題研究，促進(jìn)教育教學(xué)創(chuàng)新，為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)個(gè)性化教學(xué)、教育相關(guān)者角色重塑以及教學(xué)創(chuàng)新提供方案。教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用不斷升級(jí)，正在逐步重塑教育行業(yè)的結(jié)構(gòu)與形態(tài)，并由此帶來(lái)教育供給的新訴求［2］。但教育虛擬數(shù)字人的發(fā)展目前尚處于萌芽期，走向成熟的過(guò)程中必會(huì)不斷遇到并突破各種瓶頸。國(guó)內(nèi)對(duì)教育虛擬數(shù)字人的研究尚少，缺乏對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景的分析總結(jié)與審視思考?；诖?，研究聚焦在教育虛擬數(shù)字人相關(guān)概念上，剖析教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用場(chǎng)景及國(guó)內(nèi)外相關(guān)案例，以期為教育虛擬數(shù)字人促進(jìn)教育發(fā)展提供思路。通過(guò)對(duì)教育虛擬數(shù)字人進(jìn)行理性審視和思考，同時(shí)制定防范策略，有助于警示教育工作者在教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用到教育場(chǎng)景的實(shí)踐中注意防范道德倫理和安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

二、元宇宙場(chǎng)域下教育虛擬數(shù)字人的意蘊(yùn)

虛擬數(shù)字人與教育的融合發(fā)展，滿足個(gè)人在教育元宇宙中的身份需求和教育需求，是教育元宇宙的敲門(mén)磚。教育虛擬數(shù)字人可以擁有像教育主體一樣的思想，能夠與教育相關(guān)者進(jìn)行互動(dòng)交流，同時(shí)具有識(shí)別外界教育環(huán)境的能力。

（一）何為元宇宙：不同視角看元宇宙

2021 年，隨著中國(guó)元宇宙峰會(huì)召開(kāi)、游戲公司Roblox 將“元宇宙”寫(xiě)進(jìn)招股說(shuō)明書(shū)、Facebook改名為“Mata”等事件的發(fā)生，這一年被稱(chēng)為“元宇宙元年”，“元宇宙”這一概念再度引起熱議［3］?！?020—2021 年元宇宙發(fā)展研究報(bào)告》中提出，元宇宙是一種虛實(shí)相融的社會(huì)形態(tài)，真實(shí)人可以和虛擬數(shù)字人進(jìn)行交互?；诩夹g(shù)視角，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為元宇宙是由人類(lèi)根據(jù)真實(shí)世界而創(chuàng)造出的虛擬世界［4］。也有學(xué)者基于人本視角提出元宇宙具有一定的倫理和法律制約［5］。從社會(huì)層面講，有學(xué)者認(rèn)為元宇宙是人們生活的沉浸式虛擬世界［6］。從行業(yè)層面講，有學(xué)者提出教育是元宇宙的主要應(yīng)用場(chǎng)景［7］。筆者結(jié)合了其他學(xué)者的看法，從廣義和狹義兩方面定義元宇宙。從狹義上講，元宇宙是基于VR 等智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)可以讓人沉浸式工作、生活、娛樂(lè)的虛擬世界；從廣義上講，元宇宙涵蓋了數(shù)字世界的所有概念，包括當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)和未來(lái)虛實(shí)融合的數(shù)字化世界，而在這個(gè)世界中，最重要的主體是真實(shí)人和虛擬數(shù)字人。

（二）教育虛擬數(shù)字人

教育虛擬人、教育數(shù)字人和教育虛擬數(shù)字人是通過(guò)建模、渲染、動(dòng)作捕捉、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)創(chuàng)造出的與教育主體形象接近的數(shù)字化虛擬形象，并賦予其特定的與教育相關(guān)的人物身份設(shè)定，在視覺(jué)上拉近和教育主體的心理距離，為教育主體帶來(lái)更加真實(shí)的教育與情感互動(dòng)。根據(jù)各定義特征的要求，教育數(shù)字人、教育虛擬人和教育虛擬數(shù)字人的關(guān)系如圖1 所示。

圖1 教育數(shù)字人、教育虛擬人、教育虛擬數(shù)字人三者關(guān)系圖

1.教育數(shù)字人：強(qiáng)調(diào)角色存在于數(shù)字教育世界。數(shù)字人（Digital Human）主要是利用信息科學(xué)與生命科學(xué)技術(shù)對(duì)人體進(jìn)行的虛擬仿真和精確模擬［8］。教育數(shù)字人強(qiáng)調(diào)角色存在于數(shù)字教育世界，其身份設(shè)定可以按照現(xiàn)實(shí)世界中的教育相關(guān)者進(jìn)行設(shè)定，外觀也可以完全一致。根據(jù)真人還原制作的數(shù)字人也稱(chēng)為“數(shù)字孿生（Digital Twin）”，其本質(zhì)是“數(shù)字信息結(jié)構(gòu)”，可以理解為對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中“物”和“人”的數(shù)字模擬［9］。隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，個(gè)人的記憶、判斷與決策都可以作為數(shù)據(jù)記錄，“數(shù)字孿生”也用作個(gè)人數(shù)據(jù)和生平細(xì)節(jié)的數(shù)字復(fù)制。在元宇宙視域下，真實(shí)教育世界中的人的數(shù)字孿生體被稱(chēng)作“教育數(shù)字化身”，意為現(xiàn)實(shí)教育中的人在教育元宇宙中的延伸與映射。

2.教育虛擬人：虛擬或現(xiàn)實(shí)教育場(chǎng)景中創(chuàng)作的非真人形象。虛擬人（Virtual Human）起源于20世紀(jì)80 年代的日本動(dòng)漫，主要是通過(guò)動(dòng)畫(huà)、繪畫(huà)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)在虛擬或現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中創(chuàng)作的非真人形象［10］，如曾參加過(guò)春晚和冬奧會(huì)的虛擬歌姬洛天依。教育虛擬人的身份不存在于真實(shí)教育世界中，其外貌特征、背景信息等均由人為設(shè)定。如中國(guó)首位虛擬學(xué)生華智冰是由專(zhuān)家們根據(jù)具體需要通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)建模等技術(shù)，對(duì)其身體各個(gè)部位進(jìn)行重構(gòu)、著色渲染，用不同的算法實(shí)現(xiàn)其不同功能。

（三）教育虛擬數(shù)字人：具有多重人類(lèi)特征的可交互的綜合虛擬教育產(chǎn)物

虛擬數(shù)字人可以理解為由建模、渲染、動(dòng)作捕捉、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)創(chuàng)設(shè)的具有多重人類(lèi)特征（包括外貌特征、行為能力、思考能力等）的可交互的存在于非物理世界的綜合虛擬產(chǎn)物。教育虛擬數(shù)字人可以擁有像教育主體一樣的思想，能夠與教育相關(guān)者進(jìn)行互動(dòng)交流，具有識(shí)別外界教育環(huán)境的能力。元宇宙視域下，把為每個(gè)教育相關(guān)者創(chuàng)造自己的教育虛擬數(shù)字人為最終目的，滿足個(gè)人在教育元宇宙中的身份需求和教育需求。不僅需精細(xì)刻畫(huà)人的物理和生理特征，包括形貌、感官和情緒等要素，還要有獨(dú)立的人格，包括行為模式、思想和觀念等。

三、元宇宙視域下教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用場(chǎng)景

元宇宙時(shí)代，虛擬數(shù)字人正逐步演進(jìn)為教育領(lǐng)域的新物種、新媒介，越來(lái)越多的教育虛擬數(shù)字人正在被開(kāi)發(fā)，其應(yīng)用場(chǎng)景得到了極大的拓展，應(yīng)用價(jià)值正被逐步挖掘，激活了教育生態(tài)。其應(yīng)用場(chǎng)景主要表現(xiàn)在智慧學(xué)習(xí)空間、多端應(yīng)用、智慧教育和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室等四方面，具體如圖2 所示。

圖2 元宇宙視域下教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用場(chǎng)景圖

（一）教育虛擬數(shù)字人+ 智慧學(xué)習(xí)空間

教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用于智慧學(xué)習(xí)空間，能夠打破傳統(tǒng)教育實(shí)踐活動(dòng)中的物理空間與虛擬空間的壁壘，實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)與線下教學(xué)的無(wú)縫銜接，促進(jìn)正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)的無(wú)縫流轉(zhuǎn)，智能記錄學(xué)習(xí)全過(guò)程，精準(zhǔn)有效分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，提供參考資訊、語(yǔ)音交互、知識(shí)講解等服務(wù)，成為支持共享、實(shí)時(shí)、創(chuàng)新、交互以及促進(jìn)學(xué)生全面而有個(gè)性發(fā)展的實(shí)質(zhì)載體。

1.空間服務(wù)。智慧學(xué)習(xí)空間包括虛擬空間和物理空間，將虛擬教師、虛擬學(xué)生、虛擬助教、虛擬導(dǎo)師、虛擬學(xué)伴等角色融入空間中，使智慧學(xué)習(xí)空間不再局限于使用教室、教具的物理空間，實(shí)現(xiàn)由物理空間延伸到擁有云端資源的資源空間，并擴(kuò)展到融網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、虛擬學(xué)習(xí)、協(xié)作管理服務(wù)功能為一體的社交空間。Tumbuh 小學(xué)曾通過(guò)定量研究證明虛擬教師在教學(xué)能力、人格能力、專(zhuān)業(yè)能力和社會(huì)能力等方面對(duì)特殊需要兒童獲得的成就有很大的影響力［11］，虛擬學(xué)生（如中國(guó)首位虛擬學(xué)生華智冰）可以適應(yīng)不同且不斷變化的教學(xué)場(chǎng)景所要求的各種角色，虛擬學(xué)伴（如NEON）可以解決受教育者在教育過(guò)程缺乏監(jiān)督、指導(dǎo)和陪伴等問(wèn)題。將教育虛擬數(shù)字人引入智慧學(xué)習(xí)空間，提供空間服務(wù)，可以支持各種角色互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)信息無(wú)壁壘，促進(jìn)教育智能化、公平化。2021 年，美國(guó)斯坦福大學(xué)開(kāi)元宇宙第一課，可以同時(shí)支持300 名學(xué)生以虛擬形象同時(shí)間出現(xiàn)在同一個(gè)虛擬空間中［12］。

2.資源服務(wù)。智慧學(xué)習(xí)空間中的資源包括硬件資源、教學(xué)資源、課程資源和人力資源等，將教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用于智慧學(xué)習(xí)空間，如在智慧學(xué)習(xí)空間中增加虛擬導(dǎo)游（導(dǎo)航）、虛擬員工（空間員）、虛擬講解員等角色，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)讓“資源找人”、智能分類(lèi)、智能優(yōu)選和智能推送等功能，促進(jìn)教育資源均等化、普惠化、便捷化。智慧學(xué)習(xí)空間以教育虛擬數(shù)字人為依托，以數(shù)字化資源為基礎(chǔ)、以大數(shù)據(jù)中心為核心，以主動(dòng)式應(yīng)用為牽引，重構(gòu)資源服務(wù)，開(kāi)展虛擬服務(wù)，從數(shù)字化到數(shù)據(jù)化，可以有效解決由于時(shí)間和空間的限制為學(xué)習(xí)者帶來(lái)的不便捷問(wèn)題，提供虛擬訪問(wèn)學(xué)習(xí)資源的渠道，學(xué)習(xí)者逐步從初步參與到具身體驗(yàn)，最終完全沉浸在資源交互中。

3.應(yīng)用服務(wù)。教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用于智慧學(xué)習(xí)空間，可以提供教學(xué)支持服務(wù)、學(xué)習(xí)交互服務(wù)和決策評(píng)估服務(wù)。如虛擬教學(xué)助手可以跨越時(shí)空提供教育服務(wù)、評(píng)價(jià)服務(wù)和輔導(dǎo)服務(wù)，展現(xiàn)高度擬人化的虛擬人形象。教育虛擬數(shù)字人的交互性可以在教育元宇宙中給真實(shí)的教育相關(guān)者傳遞信息，可實(shí)現(xiàn)教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)、家長(zhǎng)旁聽(tīng)的面對(duì)面互動(dòng)式教學(xué)，能夠增強(qiáng)師生、生生、師師的學(xué)習(xí)交互體驗(yàn)，提供參考資訊、語(yǔ)音交互、知識(shí)講解等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)以人為本的教育理念。虛擬導(dǎo)師和真實(shí)世界中的教師一樣具有決策評(píng)估的能力，能夠精準(zhǔn)記錄教學(xué)全過(guò)程，檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程，智能診斷學(xué)生學(xué)情，有效分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，可以對(duì)教學(xué)、學(xué)生的綜合素質(zhì)和教育進(jìn)行決策，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)智慧型人才的教育目標(biāo)。如Methical Jane 通過(guò)監(jiān)控學(xué)生的工作量以及在學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，并及時(shí)提供解決方案，鼓勵(lì)了學(xué)生學(xué)習(xí)參與［13］。

（二）教育虛擬數(shù)字人+ 多端應(yīng)用

教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用不僅存在于智慧學(xué)習(xí)空間，還支持多端應(yīng)用，包括智慧屏、教育APP、網(wǎng)頁(yè)和小程序等，合理運(yùn)用教育虛擬數(shù)字人，可以助力教育與虛擬數(shù)字人的初步融合發(fā)展邁向創(chuàng)新發(fā)展階段。

1.智慧屏。在智慧屏中引入教育虛擬數(shù)字人，將會(huì)呈現(xiàn)多模態(tài)的更加自然的教育交互控制，如語(yǔ)音交互、手勢(shì)交互等。疫情和科技的雙重倒逼壓力推動(dòng)了在線教育的發(fā)展，將教師的虛擬形象在智慧屏中呈現(xiàn)出來(lái)，其智慧交互、跨屏體驗(yàn)等特點(diǎn)可以改善在線教學(xué)效果寡淡無(wú)趣、低效的現(xiàn)狀，加強(qiáng)師生的互動(dòng)交流，幫助教師現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收學(xué)生的學(xué)習(xí)生成。

2.教育APP。教育虛擬數(shù)字人類(lèi)APP 主要依托于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)圖像、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)良好的教育交互和虛擬的教育場(chǎng)景。如AR Avatar APP，可以將各種Avatar 化身放在經(jīng)典名著之中。Facebook 通過(guò)VR 會(huì)議軟件Horizon Workrooms，讓用戶以“虛擬數(shù)字人”的身份進(jìn)行線上VR 會(huì)議。VoRtex 可以支持虛擬環(huán)境中的協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)，為教育者提供現(xiàn)成的輔助工具，實(shí)現(xiàn)真實(shí)人與虛擬數(shù)字人的良好教育互動(dòng)［14］。

3.網(wǎng)頁(yè)。教育虛擬數(shù)字人作為教育元宇宙的重要元素之一，隨著建模、渲染等技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用性也在進(jìn)一步加強(qiáng)，在教育相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)等方面也有落地，如網(wǎng)頁(yè)的虛擬導(dǎo)航、為教育相關(guān)者打造虛擬形象、實(shí)現(xiàn)教育交互等。世優(yōu)科技將推出“MetaAvatarShow”元宇宙分身秀平臺(tái)，可以為每個(gè)用戶（包括教育相關(guān)者）定制打造虛擬形象。Li Wang等設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有自主性、沉浸感、交互性等特點(diǎn)的虛擬導(dǎo)游系統(tǒng)，為用戶提供了一個(gè)高仿真場(chǎng)景和良好的互動(dòng)環(huán)境，可以提高教育的趣味性和靈活性［15］。Roberto Reyes 等開(kāi)發(fā)了一個(gè)適用于某門(mén)課程的交互式內(nèi)容的教育虛擬數(shù)字人網(wǎng)頁(yè)。該網(wǎng)頁(yè)的教育虛擬數(shù)字人能夠以分層結(jié)構(gòu)的方式顯示常見(jiàn)問(wèn)題的答案，引導(dǎo)用戶更好地解決學(xué)習(xí)問(wèn)題［16］。

4.小程序。教育虛擬數(shù)字人在小程序方面的應(yīng)用主要依托于微信平臺(tái)。在微信上以“虛擬人”“數(shù)字人”等關(guān)鍵詞搜索小程序，目前僅能搜到20多個(gè)相關(guān)的小程序，與教育相關(guān)的虛擬數(shù)字人的小程序還未落地。但可以借鑒其他行業(yè)相關(guān)的虛擬數(shù)字人的做法，開(kāi)發(fā)與教育相關(guān)的虛擬數(shù)字人小程序。如開(kāi)發(fā)可以替代真人服務(wù)的虛擬教學(xué)助手小程序，滿足教育相關(guān)者的基本教學(xué)訴求。開(kāi)發(fā)具有知識(shí)百科、高度擬真互動(dòng)的教育虛擬數(shù)字人，可以提高教育的趣味性和靈活性。在教育虛擬數(shù)字人小程序中增加形象庫(kù)、面部表情庫(kù)、動(dòng)作庫(kù)和場(chǎng)景庫(kù)可以助力學(xué)生的藝術(shù)教育。

（三）教育虛擬數(shù)字人+ 智慧教育

教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用于智慧教育，可以促進(jìn)沉浸式交互環(huán)境、智慧教學(xué)模式的構(gòu)建，可以提高教師的教學(xué)能力、豐富教學(xué)方法，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展并具有良好的思維品質(zhì)和價(jià)值取向、較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力的智慧型人才。

1.沉浸式交互環(huán)境。教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用使智慧教育打破了物理空間的界限，真人與虛擬化身的靈活轉(zhuǎn)換，使其交互環(huán)境更加沉浸，實(shí)現(xiàn)高擬真的場(chǎng)景化設(shè)計(jì)。用戶可按照需求在虛擬空間中設(shè)置多種風(fēng)格的智慧教育場(chǎng)景，選擇多種風(fēng)格的虛擬形象，實(shí)現(xiàn)高精度真實(shí)的物理智慧環(huán)境的復(fù)刻。用戶在虛擬空間中參與智慧教育的方式不再只是列表中的一個(gè)名字，而是具體的形象，可以自由自在地在具體的教育場(chǎng)景中走動(dòng)。如微軟利用MR（混合現(xiàn)實(shí)）平臺(tái)Microsoft Mesh 將虛擬數(shù)字人元素融入Microsoft Teams，用戶可以以虛擬化身的形式見(jiàn)面和互動(dòng)。圣何塞州立大學(xué)信息學(xué)院的虛擬圖書(shū)館可以提供給數(shù)字公民一個(gè)沉浸式的學(xué)習(xí)交互環(huán)境［17］。

2.多模態(tài)智慧教學(xué)模式。教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用使教育相關(guān)者可以通過(guò)多種途徑、多個(gè)感官參與到智慧教育之中［18］，使其學(xué)情診斷、教學(xué)過(guò)程檢測(cè)更加靈活和便捷。教育虛擬數(shù)字人可以轉(zhuǎn)變智慧教育的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)軟件和硬件間的無(wú)縫互聯(lián)，人與教育虛擬數(shù)字人實(shí)時(shí)互動(dòng)，為學(xué)生提供多模態(tài)的智慧教學(xué)模式，學(xué)生可以獲得大量的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，有助于人、教育虛擬數(shù)字人、物三元融合，促進(jìn)虛實(shí)融合的教育生態(tài)的發(fā)展。如Jie Yuan 等［19］通過(guò)虛實(shí)融合的方式進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)智慧教學(xué)模式，提高了人與教育虛擬數(shù)字人的交互效率，降低了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，增強(qiáng)了現(xiàn)實(shí)感和操作感，激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。為元宇宙時(shí)代智慧教育的變革提供了一定的應(yīng)用啟示。

（四）教育虛擬數(shù)字人+ 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室依托于教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)象和虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓師生可以及時(shí)、形象、直觀地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，打破時(shí)空的限制，豐富實(shí)驗(yàn)素材。

1.虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)象。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室有助于培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生和生化專(zhuān)業(yè)人士的個(gè)人職業(yè)技能，如虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室中的虛擬病人，可以幫助醫(yī)學(xué)生或者實(shí)習(xí)生體驗(yàn)如何做一名合格的醫(yī)生。學(xué)生可以對(duì)虛擬病人進(jìn)行問(wèn)診、體檢、輔檢、診斷和治療，同時(shí)也可以與虛擬病人進(jìn)行對(duì)話，獲取虛擬病人相應(yīng)的體檢報(bào)告，學(xué)生根據(jù)體檢報(bào)告判斷病情，設(shè)計(jì)診療方案。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室中的虛擬病人的病情還會(huì)根據(jù)情況變化，學(xué)生需要像對(duì)待真實(shí)病人一樣對(duì)待虛擬病人，能夠根據(jù)公開(kāi)的信息，像答題一樣決定每一步該如何治療、用藥，治療之后會(huì)顯示虛擬病人的治療時(shí)間及費(fèi)用等信息，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的評(píng)估系統(tǒng)會(huì)對(duì)學(xué)生的臨床思維能力進(jìn)行評(píng)估與反饋，滿足了學(xué)生作為醫(yī)生或者實(shí)習(xí)生的體驗(yàn)，鍛煉了其臨床思維能力，使學(xué)生在進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)前有了一定的了解和認(rèn)識(shí)，有效避免了因?qū)嵙?xí)生的失誤造成對(duì)病患的傷害，同時(shí)也避免了醫(yī)患糾紛。如美國(guó)莫爾豪斯學(xué)院（Morehouse College）建立沉浸式虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行虛擬人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)［20］。

2.虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室提供的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境具有零危險(xiǎn)度、高自由度、仿真性、可操作性和設(shè)備聯(lián)動(dòng)性等方面。在高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)室中，師生能夠打破時(shí)空限制，通過(guò)控制虛擬化身以具身認(rèn)知體驗(yàn)和沉浸式體驗(yàn)的方式進(jìn)行情境性、探究性的學(xué)習(xí)活動(dòng)和交互，形成虛擬人、虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境、教師和學(xué)生數(shù)字孿生體四位一體的局面。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境能夠解決實(shí)際教學(xué)中的很多問(wèn)題，比如有些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材緊俏，或者有些實(shí)驗(yàn)因?yàn)槲ｋU(xiǎn)性較大，很難在物理實(shí)驗(yàn)室中完成等問(wèn)題［21］。

四、元宇宙視域下教育虛擬數(shù)字人的審思與策略

加強(qiáng)元宇宙視域下教育虛擬數(shù)字人的審視和思考，并制定防范策略，有助于警示教育工作者在教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用到教育場(chǎng)景的實(shí)踐中注意防范道德倫理和安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，同時(shí)可以豐富教育虛擬數(shù)字人的道德倫理研究。

（一）元宇宙視域下教育虛擬數(shù)字人的審思

隨著教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用場(chǎng)景的發(fā)展，教育虛擬數(shù)字人漸漸與我們的學(xué)習(xí)密不可分。然而，教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用場(chǎng)景的道德倫理和安全風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)也漸漸顯現(xiàn)出來(lái)。

1.如何明晰“以人為本”等教育要素——道德審思。教育虛擬數(shù)字人的發(fā)展為教育行業(yè)帶來(lái)新機(jī)遇的同時(shí)，也帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。元宇宙視域下自由被放大，使得道德在虛擬空間中被虛化、教育虛擬數(shù)字人的道德行為“無(wú)人看管”［22］。在元宇宙視域下，每個(gè)教育相關(guān)者都可以通過(guò)唯一的標(biāo)識(shí)產(chǎn)生具有現(xiàn)實(shí)感的真實(shí)教育交往關(guān)系，用戶可以隨時(shí)隨地以教育虛擬數(shù)字人的身份進(jìn)行學(xué)習(xí)。教育虛擬數(shù)字人的發(fā)展目標(biāo)是使其向人類(lèi)一樣學(xué)習(xí)、思考和行動(dòng)，但隨著教育智能化程度的提高，教育虛擬數(shù)字人面臨著道德方面的挑戰(zhàn)，主要包括責(zé)任感的缺失、用戶接受度低于預(yù)期等方面。如何確定教育虛擬數(shù)字人產(chǎn)品的法律主體、權(quán)利、義務(wù)、責(zé)任和教育特性，如何確保研究人員開(kāi)發(fā)出與現(xiàn)行法律、社會(huì)規(guī)范、教育要求和道德相符的架構(gòu)，如何明晰“以人為本”“人的全面發(fā)展”等教育要素，都是教育虛擬數(shù)字人的發(fā)展道路上需要考量的。

2.是否存在不公、非善、責(zé)任失范等現(xiàn)象——倫理審思。教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用需要倫理價(jià)值層面的審思，其面臨的倫理困境主要表現(xiàn)在三方面。第一，教育虛擬數(shù)字人面臨著教育公正困境問(wèn)題。理想狀態(tài)下教育與教育虛擬數(shù)字人是相輔相成的，但在現(xiàn)實(shí)情況中，教育虛擬數(shù)字人智能性的提高并不意味著其教育性的增強(qiáng)，可能會(huì)加劇數(shù)據(jù)鴻溝［23］。教育虛擬數(shù)字人在輔助教育的同時(shí)，容易滋生主導(dǎo)教育工作的情況。技術(shù)在為教育提供便利時(shí)，又?jǐn)y帶有機(jī)械的因素，教育虛擬數(shù)字人并不能完全模擬出真實(shí)的人性和情感，進(jìn)而影響人與人的關(guān)系。第二，教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用面臨著非善的問(wèn)題，如教育虛擬數(shù)字人的數(shù)據(jù)無(wú)歧視性及準(zhǔn)確性無(wú)法保障，進(jìn)而可能會(huì)引發(fā)教育歧視問(wèn)題，對(duì)教育相關(guān)者的發(fā)展造成一定的束縛，甚至?xí)霈F(xiàn)對(duì)人的權(quán)力的漠視等問(wèn)題。第三，教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用不當(dāng)就可能造成責(zé)任失范現(xiàn)象。由于教育虛擬數(shù)字人相關(guān)的法律法規(guī)及基本規(guī)則尚未完善，容易造成教育責(zé)任歸屬不明、研發(fā)應(yīng)用不負(fù)責(zé)等問(wèn)題。因此，在應(yīng)用教育虛擬數(shù)字人的過(guò)程中，要堅(jiān)持人類(lèi)是最終的責(zé)任主體，肩負(fù)研發(fā)教育虛擬數(shù)字人技術(shù)性和應(yīng)用性的責(zé)任。

3.是否存在隱私泄露等風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題——風(fēng)險(xiǎn)審思。教育虛擬數(shù)字人發(fā)展的不成熟和不確定性也會(huì)帶來(lái)很多風(fēng)險(xiǎn)，如隱私風(fēng)險(xiǎn)、行業(yè)政策監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)和版權(quán)管理及保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。一方面，網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱私問(wèn)題近年來(lái)愈發(fā)嚴(yán)峻，教育虛擬數(shù)字人的永續(xù)性、可創(chuàng)造性、實(shí)時(shí)性、可連接性等特性說(shuō)明其中的數(shù)據(jù)量將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)的調(diào)取和使用將會(huì)更加頻繁。不可避免會(huì)存在用戶隱私數(shù)據(jù)及其敏感數(shù)據(jù)被泄露等問(wèn)題，同時(shí)所有歷史也會(huì)被準(zhǔn)確記錄，這些記錄一旦受到惡意使用，將會(huì)產(chǎn)生巨大隱私風(fēng)險(xiǎn)，因此需要一個(gè)高度可靠的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行監(jiān)管。誰(shuí)擁有教育虛擬數(shù)字人的數(shù)據(jù)以及誰(shuí)來(lái)管控？如何在發(fā)展教育虛擬數(shù)字人的同時(shí)平衡好和信息安全與隱私的關(guān)系？這些是需要前瞻考慮的課題。另一方面，教育虛擬數(shù)字人物所有權(quán)、犯罪行為等目前尚未有法律上的界定，針對(duì)教育虛擬數(shù)字人行業(yè)的政策較少，行業(yè)內(nèi)缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和體系，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。教育虛擬數(shù)字人在發(fā)展中可能會(huì)引發(fā)一些法律問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)建立相關(guān)制度進(jìn)行防范。

（二）元宇宙視域下教育虛擬數(shù)字人的防范策略

教育虛擬數(shù)字人推動(dòng)教育發(fā)展進(jìn)程的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)一定的負(fù)面影響。研究教育虛擬數(shù)字人的防范策略，對(duì)教育虛擬數(shù)字人推動(dòng)教育發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)教育虛擬數(shù)字人面臨的道德倫理和安全風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，本文從技術(shù)、應(yīng)用和法律三個(gè)層面提出防范策略。

1.技術(shù)層面：加強(qiáng)技術(shù)安全策略的研制。教育虛擬數(shù)字人所依賴(lài)的各項(xiàng)技術(shù)呈現(xiàn)木桶效應(yīng)，即教育虛擬數(shù)字人能夠?qū)逃裁礃映潭鹊挠绊懀Q于那塊“短板”技術(shù)發(fā)展到了什么階段。從目前來(lái)看，支持教育虛擬數(shù)字人的各項(xiàng)技術(shù)只能滿足初期教育虛擬數(shù)字人的發(fā)展需要。為解決教育虛擬數(shù)字人可能存在的負(fù)面影響，技術(shù)層面可以通過(guò)加強(qiáng)教育虛擬數(shù)字人產(chǎn)品研發(fā)的支持，加強(qiáng)技術(shù)安全策略的研制，逐步實(shí)現(xiàn)可監(jiān)督、可信賴(lài)、可控制的教育虛擬數(shù)字人，提高教育虛擬數(shù)字人識(shí)別和決策的準(zhǔn)確性，使教育虛擬數(shù)字人產(chǎn)品更加完善、更加適用于教育，進(jìn)而避免因技術(shù)不成熟引發(fā)的道德倫理問(wèn)題和責(zé)任失范現(xiàn)象。

2.應(yīng)用層面：避免對(duì)人類(lèi)的傷害。在應(yīng)用層面，教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用理應(yīng)避免對(duì)人類(lèi)的傷害，秉承先賢的技術(shù)生態(tài)倫理觀。一方面需要規(guī)范教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用場(chǎng)景的問(wèn)題責(zé)任主體，樹(shù)立正確的技術(shù)應(yīng)用觀念。不窺探別人的數(shù)據(jù)文件，不使用教育虛擬數(shù)字人相關(guān)技術(shù)進(jìn)行偷竊，使教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用研究始終圍繞著可靠的技術(shù)展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)字人與教育的協(xié)調(diào)發(fā)展。另一方面提高應(yīng)用主體的教育虛擬數(shù)字人的知識(shí)與技能，加強(qiáng)主體的技術(shù)倫理素養(yǎng)。做到公正且不采取歧視性的行為，尊重包括教育虛擬數(shù)字人的版權(quán)和專(zhuān)利在內(nèi)的財(cái)產(chǎn)權(quán)，尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)和他人隱私，使教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用到合適、合理、可靠的場(chǎng)景中。

3.法律層面：制定標(biāo)準(zhǔn)并完善法規(guī)。教育虛擬數(shù)字人在給教育帶來(lái)便利的同時(shí)，也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。就法律而言，如何認(rèn)定責(zé)任主體、如何制定合適的民事與刑事法規(guī)成為重要的研究課題［24］。第一，由于教育虛擬數(shù)字人是一個(gè)綜合性的概念，因此應(yīng)從全局著手，提高全民教育相關(guān)者的安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，增長(zhǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)，從整體上提高信息安全的防范意識(shí)；第二，創(chuàng)新教育虛擬數(shù)字人的理念體系，制定統(tǒng)一的安全標(biāo)準(zhǔn)體系，創(chuàng)建具有中國(guó)特色的教育虛擬數(shù)字人產(chǎn)品安全測(cè)試與認(rèn)證規(guī)范；第三，制定《教育虛擬數(shù)字應(yīng)用安全法》等相關(guān)法律條例，完善相關(guān)法律法規(guī)和基本規(guī)則，加強(qiáng)技術(shù)保護(hù)，降低來(lái)自網(wǎng)絡(luò)黑客、網(wǎng)絡(luò)侵權(quán)和網(wǎng)絡(luò)病毒等對(duì)教育虛擬數(shù)字人應(yīng)用的危害。

五、元宇宙視域下教育虛擬數(shù)字人的展望

元宇宙時(shí)代，日新月異的數(shù)字技術(shù)正在對(duì)教育的物質(zhì)形態(tài)、關(guān)聯(lián)關(guān)系產(chǎn)生革命性或顛覆性的改變?，F(xiàn)階段，教育產(chǎn)業(yè)可以從場(chǎng)景共享、資源共建、責(zé)任共當(dāng)、標(biāo)準(zhǔn)共建的角度參與教育虛擬數(shù)字人的建設(shè)與應(yīng)用，讓有限的資源創(chuàng)造無(wú)限的可能。未來(lái)，教育虛擬數(shù)字人的價(jià)值將體現(xiàn)在哪里，又將走向何處？這些問(wèn)題值得探討。

（一）教育虛擬數(shù)字人的未來(lái)價(jià)值何在

教育虛擬數(shù)字人無(wú)疑引領(lǐng)著當(dāng)代科技革命和教育變革的方向，必將對(duì)人類(lèi)未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。教育是一個(gè)很緩慢的領(lǐng)域，教育元宇宙是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。未來(lái)，教育虛擬數(shù)字人的開(kāi)發(fā)將更多地關(guān)注目標(biāo)、任務(wù)和情感聯(lián)系，它使教育變得更具自由度、更高靈活性、更多體驗(yàn)性和更強(qiáng)功效性。巧妙運(yùn)用教育虛擬數(shù)字人，可以制作高質(zhì)量情景化教學(xué)資源、構(gòu)建項(xiàng)目化混合式教學(xué)模式、建設(shè)交互式沉浸式智慧課堂、創(chuàng)新遠(yuǎn)程多人互動(dòng)智慧學(xué)習(xí)空間等。從短期來(lái)看，教育虛擬數(shù)字人憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在教育領(lǐng)域?yàn)橛脩籼峁└叱两呓换サ捏w驗(yàn)服務(wù)。從中期來(lái)看，教育虛擬數(shù)字人將會(huì)走向成熟，覆蓋的用戶也越來(lái)越多。從長(zhǎng)期來(lái)看，教育虛擬數(shù)字人的教育服務(wù)范圍繼續(xù)擴(kuò)大，將會(huì)為技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)研究提供支撐，全面推進(jìn)人與教育虛擬數(shù)字人融合和沉浸式仿真。總之，未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)的主旋律仍然是教育信息化，教育虛擬數(shù)字人的合理運(yùn)用能夠提升教育相關(guān)者的信息素養(yǎng)，可以使教育信息化走向高級(jí)階段。

（二）教育虛擬數(shù)字人將走向何處

教育虛擬數(shù)字人以教學(xué)場(chǎng)景為抓手，聚焦教育實(shí)踐問(wèn)題研究，促進(jìn)教育教學(xué)創(chuàng)新，為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)個(gè)性化教學(xué)、未來(lái)教育相關(guān)者角色重塑以及教學(xué)創(chuàng)新提供方案。教育虛擬數(shù)字人的應(yīng)用不斷升級(jí)，正在逐步重塑教育行業(yè)的結(jié)構(gòu)與形態(tài)，并由此帶來(lái)教育供給的新訴求。教育虛擬數(shù)字人的本質(zhì)是對(duì)教育相關(guān)者的虛擬化、數(shù)字化過(guò)程，對(duì)內(nèi)容生產(chǎn)、用戶體驗(yàn)以及實(shí)體教育世界內(nèi)容等進(jìn)行大量改造，教育虛擬人和現(xiàn)實(shí)中的人之間需要有統(tǒng)一的編碼規(guī)則和識(shí)別系統(tǒng)支持。因此，教育虛擬數(shù)字人的發(fā)展必定是循序漸進(jìn)的，是在共享的基礎(chǔ)設(shè)施、標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議的支撐下，由虛擬數(shù)字人和教育不斷融合、進(jìn)化而最終成形的——這將是一個(gè)漫長(zhǎng)的、充滿不確定性的曲折過(guò)程。在遙遠(yuǎn)的未來(lái)，虛擬數(shù)字人和教育可能會(huì)彼此融合成新的形態(tài)，無(wú)處尋覓而又無(wú)所不在?？傊诩夹g(shù)的加持下，教育虛擬數(shù)字人將和人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的新模式相適應(yīng)。