虛實融生與時空再構(gòu)：元宇宙環(huán)境中的高校虛擬教育空間設(shè)計

馮鳴陽，李夢瑤，華沙

虛實融生與時空再構(gòu)：元宇宙環(huán)境中的高校虛擬教育空間設(shè)計

馮鳴陽，李夢瑤，華沙*

（東華大學(xué) 服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，上海 200051）

元宇宙正成為教育創(chuàng)新實踐的新場域，探究元宇宙虛擬空間如何與高校教育更好地融合。分析元宇宙新型教育空間的構(gòu)成要素及應(yīng)用場景，概述元宇宙高校教育空間的設(shè)計理念，從空間、交互、情境、運行、管理五個方面探索提升元宇宙高校教育空間效果的設(shè)計手段。元宇宙時代下的教育空間不僅是技術(shù)建構(gòu)的數(shù)據(jù)空間，也朝著有人文氛圍和人際溫度的數(shù)字校園方向不斷發(fā)展，重點關(guān)注用戶的在場感、沉浸感和體驗感，保證元宇宙教育空間的生態(tài)性和規(guī)范性，從功能性和服務(wù)性上完成對傳統(tǒng)教育空間的完善和超越，最終實現(xiàn)開放共享的普惠型教育空間生態(tài)。元宇宙高校教育空間的發(fā)展需要清醒地認(rèn)識其教育屬性，規(guī)避因其技術(shù)性突出而導(dǎo)致的技術(shù)囚籠風(fēng)險，促進(jìn)技術(shù)與教育良好互動循環(huán)。

元宇宙；空間設(shè)計；高校教育；虛擬空間；虛實結(jié)合

元宇宙（Metaverse）是“meta”（超越）和“universe”（宇宙）的合成詞，1992年Neal[1]在科幻小說《雪崩》中首次提出元宇宙概念。隨著5G/6G、區(qū)塊鏈、云計算、VR/AR、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的完善和集群式發(fā)展，元宇宙的社會實踐輪廓開始成形。Ryskeldiev等[2]認(rèn)為元宇宙是映射到不同地理空間位置的、持久且不斷更新的混合現(xiàn)實空間的集合。Park等[3]認(rèn)為元宇宙指的是虛擬與現(xiàn)實相互作用下，虛擬化身進(jìn)行政治、經(jīng)濟(jì)、社會和文化活動的三維虛擬世界。Xu等[4]認(rèn)為元宇宙是與現(xiàn)實世界平行的虛擬宇宙，以便人們通過數(shù)字化身和他人及物體進(jìn)行交流。在技術(shù)設(shè)施和數(shù)字技術(shù)的支撐下，元宇宙的應(yīng)用使得現(xiàn)實世界和虛擬世界的界限逐漸模糊，也將傳統(tǒng)的時空邊界再次擴(kuò)展升維。

元宇宙為未來教育創(chuàng)新帶來了新思路。在“元宇宙+教育”的相關(guān)研究中，劉革平等[5]認(rèn)為“未來元宇宙將成為人工智能時代在線智能教育轉(zhuǎn)段升級的創(chuàng)新奇點”。華子荀等[6]提出教育元宇宙的教學(xué)場域架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，并通過試驗證明元宇宙可以提升學(xué)習(xí)效用。蔡蘇等[7]重點分析了教育元宇宙的應(yīng)用場景、挑戰(zhàn)與展望。李洪晨等[8]基于沉浸理論，從“人、場、物”關(guān)系重構(gòu)和屬性重構(gòu)兩方面建設(shè)元宇宙沉浸式圖書館。以上研究側(cè)重元宇宙教學(xué)應(yīng)用層面的效用，而從藝術(shù)學(xué)角度分析元宇宙教育空間的文章較少。本文試圖從元宇宙引發(fā)的教育空間變革出發(fā)，分析元宇宙環(huán)境中高校虛擬教育空間設(shè)計的設(shè)計理念，以及如何提升元宇宙高校教育空間效果，以期元宇宙虛擬空間與高校教育能更好地融合。

1 元宇宙產(chǎn)生的三類新型空間

“元宇宙的空間性不僅僅是網(wǎng)絡(luò)物質(zhì)性的隱喻和想象，還為用戶的虛擬化身提供了能動性的實踐可能”[9]。肖超偉等[10]從虛擬空間與現(xiàn)實空間的邏輯關(guān)系出發(fā)，將元宇宙空間類型分為數(shù)字孿生型、增強現(xiàn)實型和完全建構(gòu)型。趙星等[11]基于技術(shù)實現(xiàn)的視角，將元宇宙空間分為復(fù)刻現(xiàn)實類的“明鏡世界”、增強現(xiàn)實類的“濾鏡世界”和超脫現(xiàn)實類的“靈鏡世界”。

1）復(fù)刻現(xiàn)實類是通過數(shù)字孿生技術(shù)復(fù)制出現(xiàn)實空間的鏡像空間。這類空間主要是為了傳遞表征信息，主體依然是現(xiàn)實空間。如之前因疫情影響，線下展會被迫取消，復(fù)刻現(xiàn)實類空間能還原展會場景，并將參展物移入虛擬世界。這種方式既保證了展會的順利進(jìn)行，同時空間中語音交互、三維立體的展館場景也能增強用戶臨場感。另外，元宇宙所具有的時空拓展性，能夠“到達(dá)”任意時間和地點，加深用戶的具身認(rèn)知。

2）增強現(xiàn)實類空間更多地體現(xiàn)了元宇宙虛實融生的特征。通過元宇宙技術(shù)將有限的現(xiàn)實空間與無限的虛擬空間無縫疊加。同時，建立起在兩個空間中共同運行的規(guī)則體系，形成“實中有虛，虛中有實”的空間樣態(tài)[12]。這類空間可以進(jìn)一步分為疊加現(xiàn)實類和改造現(xiàn)實類。疊加現(xiàn)實類借助AR/VR設(shè)備將數(shù)字內(nèi)容精細(xì)地融合到物理環(huán)境中，以達(dá)到疊加信息的目的。改造現(xiàn)實類是指元宇宙經(jīng)過運算和處理，可以將虛擬環(huán)境中的參數(shù)發(fā)回物理設(shè)備，并且改變它們的現(xiàn)實世界狀態(tài)[13]。

3）超脫現(xiàn)實類指打破現(xiàn)實世界的物理限制，用想象和創(chuàng)意構(gòu)造的虛擬空間樣態(tài)。元宇宙將成為人類新的實踐場域[14]，用戶在空間內(nèi)能發(fā)揮想象和創(chuàng)意，建造各類虛擬房屋，設(shè)計創(chuàng)意家具和虛擬服裝，打造專屬數(shù)字化身等。

2 元宇宙中教育空間的變革

隨著時代和技術(shù)的進(jìn)步，教育正逐漸朝著智能化、數(shù)字化、虛擬化和游戲化方向嬗變。元宇宙是以虛實融合為特征架構(gòu)的虛擬技術(shù)空間，作為下一代互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，它為教育創(chuàng)新帶來新的探索路徑，引發(fā)元宇宙中教育空間的變革。

2.1 元宇宙教育中的空間分類

斯考伯對互聯(lián)網(wǎng)時代“context”的定義可以解讀為由空間的“硬要素”和行為與心理的“軟要素”建構(gòu)出的，具體的、可體驗的復(fù)合場景[15]?！坝惨亍敝浮坝梢苿釉O(shè)備、社交媒體、大數(shù)據(jù)、傳感器和定位系統(tǒng)等提供的應(yīng)用技術(shù)，以及由此營造的在場感”[15]?！败浺亍敝赣擅浇樾畔I造的環(huán)境氛圍?；诖?，本文將元宇宙的教育空間分為顯性空間和隱形空間。

2.1.1 顯性空間——教學(xué)空間、學(xué)習(xí)空間、娛樂空間、社交空間

元宇宙中的顯性空間是指可視化的功用性空間，包括教學(xué)空間、學(xué)習(xí)空間、娛樂空間和社交空間。美國達(dá)文波特大學(xué)虛擬校園“Davenport Global”（如圖1所示）集合了互動禮堂、演示屏幕、私人補習(xí)室和公共交流區(qū)等空間類型[7]，既滿足了線上教學(xué)需求，也使師生獲得如同真實校園一般的歸屬感。同濟(jì)大學(xué)數(shù)字創(chuàng)新中心（CDI）在Vland中創(chuàng)建了虛擬游戲化空間MetaCDI。它不僅包括真實物理空間中的家具、設(shè)備、裝飾等元素，還加入了團(tuán)隊對元宇宙實驗室的功能暢想，有汽車人機(jī)交互與服務(wù)創(chuàng)新平臺、虛擬會議室、智能空間與服務(wù)實驗空間等。

2.1.2 隱性空間——信息環(huán)境、感知環(huán)境、文化環(huán)境

元宇宙中的隱性空間指基于行為與心理而構(gòu)造的環(huán)境氛圍或情境。要確保元宇宙虛擬教育空間的生態(tài)發(fā)展，隱形空間的構(gòu)造是必不可少的。信息環(huán)境主要體現(xiàn)在信息獲取便利、信息有效、信息安全方面。感知環(huán)境是指用戶能基于交互設(shè)備對虛擬環(huán)境進(jìn)行即時感知，并能通過“接觸”虛擬人或物進(jìn)行主觀詮釋，使得用戶在空間內(nèi)擁有自在感、臨場感和歸屬感。文化環(huán)境指通過各類文化活動、互動與協(xié)作的學(xué)習(xí)社區(qū)，營造元宇宙教育空間的和諧氛圍。

圖1 Virbela虛擬校園界面

2.2 元宇宙教育空間的要素構(gòu)成

媒介迭代意味著提供新的尺度、內(nèi)容和范式[16]。元宇宙通過非接觸式交互、深度沉浸式的學(xué)習(xí)工具、泛在的學(xué)習(xí)環(huán)境、區(qū)塊鏈實時記錄的學(xué)習(xí)情況，可以重構(gòu)學(xué)習(xí)活動系統(tǒng)，從而盤活群體共創(chuàng)能力，為終身教育規(guī)?；峁┝耸鼙妳⑴c基礎(chǔ)[17]。隨著教學(xué)范式向?qū)W習(xí)范式轉(zhuǎn)型，景玉慧等[18]將學(xué)習(xí)空間的結(jié)構(gòu)要素提煉為實體場所、虛擬場所、對象性客體和工具性客體。其中，場所指占有一定的三維空間且能夠?qū)W(xué)習(xí)活動相關(guān)資源進(jìn)行存儲；對象性客體指主體認(rèn)知發(fā)生所需要的資源集合；工具性客體指教材、教學(xué)設(shè)備等。在此基礎(chǔ)上，提煉出元宇宙教育空間的要素包括：虛擬空間、技術(shù)支撐、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄和數(shù)字教育資源。

2.2.1 虛擬空間

從學(xué)習(xí)環(huán)境而言，元宇宙所提供的三維沉浸式虛擬空間有望解決二維虛擬空間在用戶自我感知、存在感和情感表達(dá)上的局限性，通過重現(xiàn)教室布局或突破物理世界的局限性進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與感。華子荀等[6]按照序列指引、綜合探究和重創(chuàng)建構(gòu)三個虛擬教育空間場域進(jìn)行用戶認(rèn)知投入程度的試驗，發(fā)現(xiàn)交互度和自由度越高，學(xué)生的認(rèn)知投入度也會更高一些。

2.2.2 技術(shù)支撐

技術(shù)的迭代進(jìn)步和集群式發(fā)展為元宇宙的運行和發(fā)展提供了支撐。包括AR、VR、MR在內(nèi)的混合現(xiàn)實技術(shù)和腦機(jī)接口技術(shù)為用戶進(jìn)入元宇宙提供通道。區(qū)塊鏈技術(shù)如共識機(jī)制、分布式存儲和智能合約等可以保證元宇宙的安全和運行[19]。人工智能技術(shù)如計算機(jī)視覺、自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等幫助用戶與系統(tǒng)角色實現(xiàn)智能交互。體傳感技術(shù)可以模擬用戶在元宇宙中的身體感覺，給用戶以沉浸感。3D建模、實時渲染等場景構(gòu)建技術(shù)用于構(gòu)建元宇宙內(nèi)的環(huán)境。

2.2.3 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄

利用區(qū)塊鏈等技術(shù)對用戶學(xué)習(xí)活動進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，通過采集、監(jiān)測和分析用戶學(xué)習(xí)的各類數(shù)據(jù)，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)更為全面和精準(zhǔn)的評價；另一方面可以比對用戶當(dāng)前學(xué)習(xí)進(jìn)展與過往學(xué)習(xí)記錄，及時對用戶學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行有效干預(yù)，從而有針對性地提供個性化教學(xué)服務(wù)。

2.2.4 數(shù)字教育資源

作為沉浸式的虛擬空間，元宇宙的核心在于數(shù)字資產(chǎn)和數(shù)字身份的承載。對于元宇宙教育空間，教育資源將成為非常重要的組成部分。元宇宙擁有多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與融合能力，它能將分散、異源的數(shù)字資源在元宇宙教育空間中進(jìn)行整合、疊加[20]。用戶輸入關(guān)鍵詞后，元宇宙系統(tǒng)自動捕捉和整合相關(guān)信息并形成可視化圖譜，幫助其了解知識脈絡(luò)并獲取詳實信息。另外，元宇宙教育空間通過UCG、PCG、AICG的內(nèi)容生產(chǎn)模式可實現(xiàn)如信息的立體化展示、可具身認(rèn)知的情境知識、模擬實驗空間等教育資源的共建共享。

2.3 元宇宙在高校教育中的應(yīng)用場景

以往的數(shù)字化教育應(yīng)用主要是線上學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，存在以下問題：平面網(wǎng)頁較為枯燥且交互方式簡單，導(dǎo)致學(xué)生的參與感與自我主體感受限，技能培養(yǎng)和實踐環(huán)節(jié)欠缺，對學(xué)習(xí)活動的記錄不全，評價效用不足。元宇宙能提供沉浸式學(xué)習(xí)場景、多樣化的教學(xué)資源、開放和協(xié)作的互動平臺，為用戶的虛擬化身提供了能動性的實踐可能，一定程度上能規(guī)避過往數(shù)字化教育應(yīng)用場景存在的問題。當(dāng)前元宇宙在教育場景的應(yīng)用主要集中在元宇宙虛擬校園、元宇宙空間中的場景式教學(xué)、元宇宙沉浸式虛擬仿真技能培訓(xùn)、元宇宙學(xué)習(xí)社區(qū)四個方面。

2.3.1 元宇宙虛擬校園

當(dāng)前虛擬校園作為校園信息化建設(shè)的重要組成部分，已經(jīng)得到普遍推廣。3D虛擬校園在學(xué)校的形象建設(shè)、招生宣傳、信息化管理方面逐漸發(fā)揮作用。上海大學(xué)在游戲《重啟世界》中建造了“上大元宇宙”，包含了虛擬世界中儀式的完整性，極大地彌補了真實世界的遺憾。2023年“上大元宇宙”校園開放周活動由AI數(shù)字人“小紅”擔(dān)任線上導(dǎo)游，它是基于ChatGPT語言大模型開發(fā)的數(shù)字導(dǎo)游，具備強大的語義理解能力，能根據(jù)彈幕提出的問題作出回答。浙江大學(xué)管理學(xué)院Elite團(tuán)隊將2022元宇宙晚會搬進(jìn)了Vland，其中游戲分會場設(shè)有多個分區(qū)，包括狼人殺區(qū)、文藝青年區(qū)等，滿足參與者的不同需要，所有線上參與者能和其他參與者實時互動（如圖2所示）。元宇宙虛擬校園建設(shè)多在虛擬現(xiàn)實（VR）和虛擬環(huán)境方面，Braud等[21]提出擴(kuò)展AR規(guī)模，將通過特定的物理空間交互，使得物理校園環(huán)境的設(shè)施和數(shù)字內(nèi)容間架起橋梁，構(gòu)建虛實融合的元宇宙校園。當(dāng)前虛擬校園并不是真正意義上的元宇宙校園，還需要技術(shù)的不斷優(yōu)化和升級。元宇宙也將為未來學(xué)校形態(tài)提供新設(shè)想。

圖2 浙江大學(xué)管理學(xué)院元宇宙晚會

2.3.2 元宇宙空間中的場景式教學(xué)

“元宇宙塑造了視覺沉浸的立體空間場域”[5]，用戶置身元宇宙空間內(nèi)，通過“身體”和“心智”，二元一體地在虛擬情境中，動態(tài)交互地獲取知識。元宇宙空間將改變傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，提供如情景式、游戲化等多元的教學(xué)方式，使得教學(xué)成為一種體驗式活動。2021年斯坦福推出“Virtual People”課程，學(xué)生們佩戴VR頭盔和手柄控制器遠(yuǎn)程參與課程活動，通過虛擬“實地考察”、線上“面對面”交流，遠(yuǎn)程完成教學(xué)計劃[22]（如圖3所示）。邁阿密大學(xué)的X-Reality計劃則是將虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)融入教學(xué)活動中，包含氣候變化、救援應(yīng)急、建筑專業(yè)增強現(xiàn)實門廊展覽等，通過教學(xué)內(nèi)容的高質(zhì)量輸出和知識技能的實踐轉(zhuǎn)移，增強教育的科學(xué)性[22]。北京師范大學(xué)“VR/AR+教育”實驗室基于AR應(yīng)用程序創(chuàng)建了增強現(xiàn)實的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生能夠通過3D圖像認(rèn)識眼球結(jié)構(gòu)，并可以通過設(shè)置參數(shù)調(diào)節(jié)眼球變化，這種知識可視化的方式便于學(xué)生加深理解和記憶（如圖4所示）。

2.3.3 元宇宙沉浸式虛擬仿真技能培訓(xùn)

元宇宙可根據(jù)現(xiàn)實情景或物理數(shù)據(jù)構(gòu)造出沉浸式的虛擬仿真技能培訓(xùn)，一方面用戶通過扮演不同角色從不同視角感知和觀察事物，以實現(xiàn)其對向往職業(yè)的探索和嘗試，或者是訓(xùn)練諸如批判能力和解決問題等高階思維能力；另一方面，針對在現(xiàn)實環(huán)境中存在一定風(fēng)險性的技能訓(xùn)練，或是因缺乏材料或考慮成本而無法完成的事情，元宇宙能提供虛擬仿真的操作環(huán)境。ilab實驗空間是國家探索“教育＋智慧”的實踐典型，它采用虛擬仿真技術(shù)，通過“網(wǎng)上做實驗”“虛擬做實驗”以提升大學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。虛擬策展實驗系統(tǒng)模擬了實體美術(shù)館空間的策展過程，通過還原度高、操作性強的虛擬策展課程，搭建有效訓(xùn)練策展過程的平臺，打破了策展實踐成本高、藝術(shù)品與文物運輸風(fēng)險大、優(yōu)質(zhì)資源稀缺的局限。元宇宙沉浸式虛擬仿真技能培訓(xùn)能有效節(jié)約成本，推動創(chuàng)新型人才和技能型人才的培養(yǎng)。

圖4 北京師范大學(xué)“VR/AR+教育”實驗室設(shè)計的AR學(xué)習(xí)應(yīng)用程序

2.3.4 元宇宙學(xué)習(xí)社區(qū)

Roblox將元宇宙要素概括為“身份、朋友、沉浸感、低延遲、多元化、隨時隨地、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和文明”[4]。社區(qū)構(gòu)建的意義在于：學(xué)術(shù)的探討和交流；知識的復(fù)制、流通與再創(chuàng)；人際關(guān)系的再連接和再擴(kuò)展。在元宇宙中建立開放性學(xué)習(xí)社區(qū)，旨在消除教師與學(xué)生的身份界限，用戶既可以是知識和創(chuàng)意的生產(chǎn)者和傳播者，也能是問題的提出者、討論的發(fā)起者。元宇宙與開放社區(qū)結(jié)合將形成更具有沉浸感的實踐共同體，讓學(xué)生在近乎真實的虛擬實踐共同體中學(xué)習(xí)、互動和協(xié)作，實現(xiàn)知識建構(gòu)和情境認(rèn)知。同時在知識的共創(chuàng)和共享中，不斷推進(jìn)集體智慧的凝聚和升華。

3 元宇宙高校教育空間設(shè)計理念

3.1 虛實聯(lián)動——高校教育空間的功能性完善與超越

元宇宙高校教育空間基于資源數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級、教學(xué)服務(wù)能力的提升、內(nèi)容場景營造等主體的升級，表現(xiàn)出教學(xué)元宇宙化和校園元宇宙化[23]?！霸钪嬷厮茉诰€教育的課程資源、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)支持服務(wù)和認(rèn)證機(jī)制”[5]。元宇宙教育空間將實現(xiàn)“時空共在”的狀態(tài)，為師生提供復(fù)合數(shù)字資源、大數(shù)據(jù)追蹤的精準(zhǔn)教學(xué)、趨于完善的線上教學(xué)服務(wù)體系，分化為“以學(xué)為中心”“以教為中心”“教師主導(dǎo)—學(xué)生主體”“合作開發(fā)式”的教學(xué)方式。元宇宙時代，高校教育空間將優(yōu)化自身職能，從以往傳統(tǒng)的、以教材為核心的知識傳授進(jìn)階為對學(xué)生探索能力、批判思維、創(chuàng)新能力等的智慧性培養(yǎng)。依靠軟硬件設(shè)備的迭代更新，推進(jìn)高校教育空間的功能性完善與超越。

3.2 打破空間閉環(huán)——開放共享的普惠型教育空間生態(tài)

共創(chuàng)、共享是元宇宙的顯著特征之一。在眾多技術(shù)融合支持下的元宇宙將彌補遠(yuǎn)程教育的短板，更進(jìn)一步推進(jìn)教育資源共享。學(xué)生不再受限于單一的實體院校，而是涌向資源無限的元宇宙教育平臺，利用區(qū)塊鏈等技術(shù)形成的唯一身份認(rèn)證系統(tǒng)，更能讓每名學(xué)生的學(xué)習(xí)生活在元宇宙中留下足跡，并映射到現(xiàn)實教學(xué)活動中。元宇宙的核心是提供身臨其境的沉浸式體驗，它將突破原有教育實踐的空間性和時間性。元宇宙教育空間將為用戶提供更平等、更包容的學(xué)習(xí)場所，使得學(xué)生隨時隨地都可以進(jìn)入元宇宙空間內(nèi)學(xué)習(xí)，實現(xiàn)傳統(tǒng)教育模式的升級。

元宇宙高校教育空間將以學(xué)習(xí)共同體為中心、以知識的互動流動為過程，實現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時空、學(xué)習(xí)主體的超越，達(dá)成“深知”和“生智”教育空間目標(biāo)[5]。當(dāng)前，教育生態(tài)存在窄化與割裂、封閉與終結(jié)的學(xué)習(xí)現(xiàn)象。窄化與割裂的例子包括學(xué)文與學(xué)理、學(xué)文與學(xué)藝等，封閉與終結(jié)則指局限在校內(nèi)的學(xué)習(xí)，和以考試成績多寡為目標(biāo)的學(xué)習(xí)。構(gòu)建開放、共享的普惠型教育空間生態(tài)旨在打通學(xué)習(xí)內(nèi)容的邊界、學(xué)習(xí)時間和空間的邊界、學(xué)習(xí)主體的邊界。學(xué)習(xí)者是基于內(nèi)在興趣和真實需要的主動改變，而不是應(yīng)對社會復(fù)雜環(huán)境的被動接受?；ヂ?lián)互通的元宇宙使得學(xué)習(xí)場所和空間得以無限延伸和包容，構(gòu)造開放、互聯(lián)的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。元宇宙教育空間逐步開放，空間內(nèi)學(xué)習(xí)主體不限于學(xué)生，真正做到開放和共享。利用生成式AI，可以為重聽學(xué)習(xí)者和視障學(xué)習(xí)者提供字幕或音頻服務(wù)，將邊緣化群體也納入普通的學(xué)習(xí)教育中[24]。

3.3 合理規(guī)約——促進(jìn)教育空間與技術(shù)的良好互動循環(huán)

元宇宙是一個新興的、充滿奇幻色彩的新事物。應(yīng)當(dāng)警惕元宇宙教育空間變成以技術(shù)為突出，而教育性質(zhì)被忽略的技術(shù)虛擬空間。元宇宙技術(shù)囚籠風(fēng)險可以歸結(jié)為如下三點。

1）元宇宙誘致的虛擬信息假象使得用戶誤把信息當(dāng)作知識，而缺乏思考。

2）虛擬世界的繁榮假象一定程度上會使人沉浸，而不愿回歸到現(xiàn)實世界中去，從而因虛擬人和現(xiàn)實人角色切換而導(dǎo)致自我迷失感[25]。

3）元宇宙教育空間可能會觸及空間正義，如何設(shè)置隱私保護(hù)機(jī)制，實現(xiàn)主體正義和技術(shù)規(guī)范，優(yōu)化教育資源分配將是一個重點。

元宇宙的發(fā)展是以滿足人類美好生活需要，解決客觀現(xiàn)實的矛盾為基礎(chǔ)，以提升人類生活便利和智慧交流為導(dǎo)向的場景應(yīng)用拓展和創(chuàng)新[26]。元宇宙高校教育空間應(yīng)以現(xiàn)實為導(dǎo)向，推崇人文互利原則，倡導(dǎo)人文關(guān)懷和人文理想，避免其成為學(xué)生逃避現(xiàn)實的烏托邦。另外，技術(shù)推進(jìn)教育方式的革新，教育為技術(shù)進(jìn)步輸送人才。應(yīng)認(rèn)識到二者之間的關(guān)系，合理制約，規(guī)避技術(shù)囚籠風(fēng)險，促進(jìn)技術(shù)與教育的良好互動循環(huán)，推進(jìn)教育公平。

4 提升元宇宙高校教育空間效果的設(shè)計手段

具身認(rèn)知理論強調(diào)“認(rèn)知的形成是大腦、身體與環(huán)境共同作用的結(jié)果”[4]。具體的功用性虛擬空間是元宇宙用戶具身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，元宇宙內(nèi)低延遲、多感式的交互和沉浸式的知識情境是元宇宙高校教育空間有別于二維網(wǎng)絡(luò)教育空間的亮點，良好的運行機(jī)制和管理是保證元宇宙高校教育空間生態(tài)性和持久發(fā)展的關(guān)鍵。因此，基于實現(xiàn)開放共享的普惠型教育空間生態(tài)，促進(jìn)教育空間與技術(shù)的良好互動循環(huán)的設(shè)計理念，本節(jié)選擇從空間設(shè)計、交互設(shè)計、情境設(shè)計、運行設(shè)計和設(shè)計管理五方面來論述提升元宇宙高校教育空間效果的設(shè)計手段。

4.1 通過空間設(shè)計提升教育空間的在場感

元宇宙通過不同的場景搭建和銜接，將不同群體的不同個體連接起來，滿足個體個性化和多元化的體驗，提供用戶以空間真實感和在場感。首先，元宇宙教育空間中的場景能給用戶以真實的細(xì)節(jié)體驗。通過師生交流空間、師生私人空間、學(xué)習(xí)空間、交往空間、圖書館等三維立體場域，使用戶能在虛擬場景中“具身”地感受空間。其次，教育空間中的場景向用戶提供新的連接方式。用戶之間能“面對面”“看得見”“摸得著”地進(jìn)行交流與協(xié)作，并能及時得到反饋[27]。高仿真的學(xué)習(xí)環(huán)境能增強學(xué)習(xí)者的臨場感，使其集中注意力，從而提升學(xué)習(xí)效率。協(xié)作式學(xué)習(xí)場景、虛擬實驗教學(xué)場景、虛實融合同步教學(xué)場景和虛擬學(xué)習(xí)場景多元化的場景設(shè)計為教育教學(xué)提供新方式。最后，元宇宙為數(shù)字資源實現(xiàn)升維再構(gòu)提供載體。虛實相融和時空再構(gòu)是元宇宙的核心概念，它一方面能逼真地模擬物理現(xiàn)實世界，另一方面也能超越與解放現(xiàn)實世界的物理約束，在元宇宙中將時間和空間重新疊加，將不同來源、不同形式的數(shù)字資源置于某一場景中，文本知識轉(zhuǎn)化為情境知識，使得用戶能在特定時間空間內(nèi)通過經(jīng)歷知識獲得的整個行動過程，形成“原始經(jīng)驗”，如此習(xí)得性知識也變?yōu)榻?jīng)驗性知識。

4.2 通過交互設(shè)計增強教育空間的體驗感

元宇宙時代，人類意識進(jìn)一步向“外”延伸。交互設(shè)計能增強用戶的參與感和社交感，突顯用戶個體在元宇宙空間內(nèi)的主體性。元宇宙教育空間交互設(shè)計將提供更自然、更主動的交互方式?；谝曈X、聽覺、觸覺甚至是嗅覺的多感官集合式經(jīng)驗感知，用戶能在虛擬場景中獲取到類似真實場景的實踐感受[28]。例如，醫(yī)學(xué)生們在虛擬手術(shù)室中用控制器操縱儀器進(jìn)行手術(shù)時，當(dāng)他們鉆骨頭時會感覺到阻力，而當(dāng)完全切開頭骨時就會感覺到阻力的減少。在人機(jī)互動下，人工智能根據(jù)語音、手勢等內(nèi)容了解用戶需求，以一種自然的、基于直覺的方式進(jìn)行即時反饋，采用啟發(fā)式和引導(dǎo)式教學(xué)方式不斷推進(jìn)整個互動進(jìn)程，使得用戶由以往被動的指令承受者，變成主動的發(fā)起指令者。另外，交互設(shè)計會關(guān)注用戶交往的流動性，用戶能在各類空間或場所中順暢轉(zhuǎn)換，學(xué)習(xí)、協(xié)作和交流。教育空間不僅是靜態(tài)的、滿足教與學(xué)的場所，也是一個動態(tài)的、有生機(jī)和活力的生態(tài)空間。除了元宇宙用戶外，物理世界的其他物體也可以和元宇宙交互，Prieto等[29]發(fā)現(xiàn)年輕人偏好的元宇宙平臺多為混合現(xiàn)實型界面，既能將現(xiàn)實世界存在的內(nèi)容數(shù)字化，也能夠在現(xiàn)實環(huán)境中查看數(shù)字生成的內(nèi)容。

4.3 通過情境設(shè)計提升教育空間的沉浸感

元宇宙空間的沉浸感不單取決于其對現(xiàn)實世界的模仿和逼真程度，也在于個體能從中感受到參與感和親切感的社會情境[9]。未來的元宇宙掌握在用戶手中，他們不僅是空間的使用者，也是決策者，包括決定他們想要分享什么樣的虛擬世界及與誰分享[30]。通過情境設(shè)計，元宇宙教育空間為個體提供待開掘和詮釋的社會資源，如典禮儀式、集會活動、特色活動、人造物等，以此來幫助用戶在元宇宙空間中實現(xiàn)“探索世界”“增進(jìn)人與人之間的聯(lián)系”“見面與協(xié)作”等興趣，加深其對元宇宙教育空間的歸屬感。中國傳媒大學(xué)在游戲《我的世界》中舉辦云畢業(yè)典禮，因一句“請同學(xué)們不要在紅毯上飛來飛去”，仿佛是霍格沃茨魔法學(xué)院的畢業(yè)典禮而出圈（如圖5所示）。情境設(shè)計在增強其代入感的同時，也將個體記憶變?yōu)榧w記憶。元宇宙空間經(jīng)驗形式除依靠技術(shù)維度的虛擬視覺、觸覺和動覺形成的空間經(jīng)驗外，還有如幻想、想象等其他經(jīng)驗維度構(gòu)成的空間經(jīng)驗。這類空間經(jīng)驗的形成和強弱主要依靠個體的主觀詮釋，教育空間的情境化設(shè)計恰好能在虛擬世界中融入個人情感，提高教育空間的沉浸感。

圖5 中國傳媒大學(xué)云畢業(yè)典禮

4.4 通過運行設(shè)計保證教育空間的生態(tài)性

元宇宙本質(zhì)上是多種技術(shù)融合的產(chǎn)物，喻國明等[31]從技術(shù)層面提出元宇宙未來生態(tài)圖景的建構(gòu)需要區(qū)塊鏈技術(shù)作支撐，交互技術(shù)提供虛擬和現(xiàn)實的連接，游戲范式提供元宇宙的運行方式和交互機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)及計算技術(shù)夯實了元宇宙網(wǎng)絡(luò)的效率與連接力。區(qū)塊鏈技術(shù)是支持元宇宙生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)應(yīng)用的重要一環(huán)[32]，通過數(shù)據(jù)采集、存儲和共享，能提高元宇宙內(nèi)數(shù)據(jù)的實用性和靈活性[33]。

元宇宙教育空間的生態(tài)運行要求內(nèi)容生產(chǎn)的永續(xù)性。在元宇宙教育空間內(nèi)，用戶生成內(nèi)容（UGC）模式和專業(yè)機(jī)構(gòu)生成內(nèi)容（PGC）模式將繼續(xù)為元宇宙空間場景建設(shè)和內(nèi)容生產(chǎn)提供動力。面對元宇宙宏大的場景建構(gòu)和數(shù)據(jù)資源，以ChatGpt為首的AIGC技術(shù)（AI智能生成內(nèi)容）能在極短時間內(nèi)生成大量內(nèi)容以服務(wù)于元宇宙場景的建設(shè)與運營[34]。它多模態(tài)內(nèi)容生成的特性，能重塑內(nèi)容生成與敘事方式，滿足大量實時交互需求與沉浸式交互需求，提高內(nèi)容生成的規(guī)模與效率[35]。同時，AIGC通過知識聯(lián)想能創(chuàng)造出具有創(chuàng)新視角的內(nèi)容，保證元宇宙教育空間的應(yīng)用生態(tài)。另外，AIGC進(jìn)一步降低了技術(shù)門檻，參與者能借助指令構(gòu)建場景，打造專屬個人的個性化空間。高校將在新的元宇宙教育空間發(fā)揮自己的職能效應(yīng)，人機(jī)協(xié)同合作逐步加深。

4.5 通過設(shè)計管理強化教育空間的規(guī)范性

元宇宙去中心化和高沉浸式體驗特征所賦予的虛擬自由度和本我解放度決定了其秩序和規(guī)則的制定比現(xiàn)實世界更為復(fù)雜[35]。元宇宙高校教育空間的管理主要包括如下兩方面內(nèi)容。

1）建設(shè)知識共享和知識創(chuàng)新之間有效的運行機(jī)制。信息交流和知識共享是元宇宙教育空間的重要功能之一，但一般而言無償、自愿并付出時間和精力有悖于個人利益最大化，且容易產(chǎn)生搭便車的機(jī)會主義行為[36]。通過營造良好的互動氛圍，引導(dǎo)旁觀用戶的知識共享意愿，及時進(jìn)行積分鼓勵等獎賞制度，提升用戶自我效能感，促進(jìn)知識流動和知識價值的轉(zhuǎn)化[37]。

2）空間的監(jiān)督和管控。元宇宙高校教育空間一定程度上能補充和擴(kuò)展教育邊界。但其無地域限制、無規(guī)模界限、可容納人數(shù)廣等特點也增加了高校對虛擬空間管理的難度，應(yīng)重視身份認(rèn)證、訪問控制和信息安全問題[38]。有效的制度規(guī)約和管理辦法可以減少治理成本，推進(jìn)元宇宙高校教育空間有序發(fā)展。元宇宙高校教育空間將呈現(xiàn)出平臺方、校方和師生三方參與的態(tài)勢。根據(jù)元宇宙去中心化的特征，多元交叉參與建章立制的方式既能維護(hù)空間的良好風(fēng)氣，也為用戶的自主權(quán)和平等權(quán)提供了制度保障。同時，區(qū)塊鏈技術(shù)將介入用戶數(shù)字身份認(rèn)證、數(shù)字教育資源的共建共享、內(nèi)容生產(chǎn)的版權(quán)保護(hù)等流程，其去中心化、不可篡改性、去信任化等特點可以保障用戶隱私的安全性和知識的價值屬性。

5 結(jié)語

元宇宙正成為人類教育創(chuàng)新實踐的新場域，其虛實融生的特性使得教育的空間邊界及功能得到不斷擴(kuò)展。本文分析了元宇宙新型教育空間的構(gòu)成要素及應(yīng)用場景，認(rèn)為空間設(shè)計應(yīng)強調(diào)功能性完善與超越，重視學(xué)習(xí)者多元化和個性化的學(xué)習(xí)體驗，依靠人工智能技術(shù)加持空間場景化建造，最后實現(xiàn)開放、共享的普惠型教育生態(tài)。高校虛擬空間設(shè)計將現(xiàn)實空間的部分功能移入線上，既有利于遠(yuǎn)程協(xié)同學(xué)習(xí)和互動，也能在一定程度上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)趣味性，鼓勵學(xué)生在空間內(nèi)自主發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力參與空間共建。另外，人工智能技術(shù)輔助建造的虛擬場景實踐空間方便學(xué)生隨時隨地進(jìn)入學(xué)習(xí)。最后從空間、交互、情境、運行、管理五個維度探索了提升元宇宙高校教育空間效果的設(shè)計手段。

教育是學(xué)生通過“觸摸”來親身發(fā)現(xiàn)和感悟的過程。它除了知識的傳授和再生產(chǎn)之外，還有許多“意義”性的存在。如何使虛擬空間不單純是技術(shù)建構(gòu)的數(shù)據(jù)空間，而是朝著有人文氛圍和人際溫度的數(shù)字校園方向不斷發(fā)展，這也是本研究將持續(xù)關(guān)注的問題。

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FENG Mingyang, LI Mengyao, HUA Sha*

(College of Fashion and Design, Donghua University, Shanghai 200051, China)

The metaverse is becoming a new field for practice of educational innovation. The work aims to explore how metaverse virtual spaces can be better integrated into university education. Based on the analysis of the constituent elements of the new metaverse educational space and the scenarios of its application, the design concept of the metaverse university educational space was outlined, its design means were explored to enhance the effect of the metaverse university educational space from five aspects: space, interaction, context, operation and management. The educational space in metaverse era was not only a data space constructed by technology, but also a digital campus with a humanistic atmosphere and interpersonal temperature, which focused on the user's sense of presence, immersion and experience, ensured the ecology and normalization of the metaverse education space, completed and surpassed the traditional educational space in terms of functionality and service, and ultimately realized an inclusive educational space ecology of openness and sharing. The development of the metaverse university educational space needs to understand its educational attributes, avoid the risk of technological cages caused by its technological prominence, and promote a good interaction cycle between technology and education.

metaverse; spatial design; university education; virtual space; combination of reality and virtuality

TB472

A

1001-3563(2024)08-0233-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.08.025

2023-11-08

中國紡織工業(yè)聯(lián)合會高等教育教學(xué)改革項目（2021BKJGLX122）；教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目（220506281112154）；上海市設(shè)計學(xué)Ⅳ類高峰學(xué)科資助項目“服飾文化歷史與傳承研究團(tuán)隊”（DD18004）

通信作者