當今世界，科技進(jìn)步日新月異，互聯(lián)網(wǎng)、云計算等現代信息技術(shù)深刻改變著(zhù)人類(lèi)的思維與學(xué)習方式。如何因應信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)教育變革和創(chuàng )新，建設“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習型社會(huì )，是人類(lèi)共同面臨的重大課題。黨的二十大將“推進(jìn)教育數字化”寫(xiě)進(jìn)報告，提出“推進(jìn)教育數字化，建設全民終身學(xué)習的學(xué)習型社會(huì )、學(xué)習型大國”，標志著(zhù)推進(jìn)教育數字化已成為全黨全國普遍共識和重要戰略性目標。對此，本版圍繞教育元宇宙這一教育技術(shù)新興領(lǐng)域展開(kāi)討論，邀請專(zhuān)家學(xué)者共同求解。

“元宇宙”這一概念，自問(wèn)世以來(lái)便吸睛無(wú)數。

近日，工信部、教育部等五部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展三年行動(dòng)計劃（2023－2025年）》，其中強調，“推進(jìn)構建虛擬教室、虛擬實(shí)驗室等教育教學(xué)環(huán)境，鼓勵通過(guò)平臺共享虛擬仿真實(shí)驗實(shí)訓資源，擴大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面”。作為最重要的應用領(lǐng)域之一，教育元宇宙正加速發(fā)展，逐漸走進(jìn)更多人的視野。

什么是教育元宇宙？專(zhuān)家介紹，它是元宇宙在教育領(lǐng)域的應用，即在利用元宇宙技術(shù)創(chuàng )建的、虛實(shí)融合的場(chǎng)景下進(jìn)行教育活動(dòng)，具有“沉浸體驗、網(wǎng)絡(luò )社交、群體創(chuàng )造、虛實(shí)共生”等主要特征。

教育元宇宙，前沿應用有哪些

由工業(yè)和信息化部人才交流中心主辦的2023年全國仿真創(chuàng )新應用大賽即將迎來(lái)決賽。該中心相關(guān)負責人表示，此賽事秉承產(chǎn)教融合、產(chǎn)才融合的思路，以賽促學(xué)、以賽促研、以賽促用，從產(chǎn)業(yè)鏈的上下游出發(fā)，助力我國仿真產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展?！按筚悶橐I(lǐng)未來(lái)科技發(fā)展的前沿科學(xué)問(wèn)題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題提供了‘仿真答案’，仿真技術(shù)不僅能應用于數字化教學(xué)，還可在醫學(xué)、化工等領(lǐng)域扮演重要角色?！?/p>

除此以外，教育元宇宙還有哪些前沿應用？

首都師范大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)研究所副所長(cháng)劉菁介紹，學(xué)界將教育元宇宙系統架構劃分為基礎設施層、運行平臺層、規則機制層和模式應用層。教育元宇宙的運用與發(fā)展主要體現在模式應用層——以虛擬現實(shí)、大數據、人工智能等技術(shù)為支撐，與教育教學(xué)環(huán)境深度融合，為師生提供虛擬仿真、XR教學(xué)、智慧教學(xué)等具體場(chǎng)景。

“比如教育部建設的國家虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)課程共享平臺，目前已有3514個(gè)實(shí)驗中心，涵蓋了各學(xué)科領(lǐng)域的大學(xué)實(shí)驗課程。智慧教學(xué)場(chǎng)景體現為：在傳統教室基礎上加裝電子白板、平板電腦、門(mén)禁系統等一系列智能終端設備的智慧教室；擁有大量數字化、智能化裝備，能更好滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習需求、提升實(shí)驗效率的智慧實(shí)驗室。管理平臺則有中國科學(xué)院大學(xué)研究設計并搭建的‘基于深度強化學(xué)習的綜合能源微網(wǎng)能量管理平臺’等?！彼e例說(shuō)。

沉浸式情景體驗學(xué)習，效果如何

華東師范大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院、上海智能教育研究院教授許鑫長(cháng)期研究元宇宙在教育領(lǐng)域的應用。他發(fā)現，元宇宙不僅能給學(xué)生提供在傳統教學(xué)中難以獲得的身臨其境的體驗，更強烈地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，還具有節省成本和可重復使用等優(yōu)點(diǎn)?！敖逃钪嫱ㄟ^(guò)共享虛擬仿真實(shí)驗和實(shí)訓資源，進(jìn)一步做大優(yōu)質(zhì)教育資源‘蛋糕’，提升了教育普及性和公平性?！?/p>

不過(guò)，所有的學(xué)習都適用元宇宙技術(shù)嗎？為深入探究此問(wèn)題，許鑫團隊最近進(jìn)行了一項隨機實(shí)驗，比較151名國內本科生使用VR解剖學(xué)學(xué)習模塊與傳統視頻教學(xué)的效果差異?！皩?shí)驗結果顯示，VR組在學(xué)習眼球生理結構知識方面的表現略遜于視頻組。與傳統教學(xué)方法相比，目前已有的沉浸式學(xué)習資源并不一定能有效促進(jìn)復雜知識的獲取。VR模擬所需的互動(dòng)性可能會(huì )增加學(xué)生的額外認知負擔，反而抑制了某些學(xué)生的學(xué)習效果?！?/p>

“在前期調研中，我們還發(fā)現國外也有類(lèi)似的案例報告。與傳統課堂相比，‘元宇宙+英語(yǔ)’并沒(méi)有顯著(zhù)提高學(xué)生學(xué)習成績(jì)。一些學(xué)生甚至反饋，元宇宙學(xué)習增加了更多的操作步驟?！痹S鑫補充道。

因此，他建議：“教育工作者應考慮到不同學(xué)科特點(diǎn)，評估哪些知識內容適合采用VR呈現，哪些不太適合。例如，在醫學(xué)解剖學(xué)等需要大量視覺(jué)信息記憶的學(xué)科中，VR技術(shù)無(wú)疑具有顯著(zhù)優(yōu)勢。然而，對于需要語(yǔ)言和邏輯思維的學(xué)科，VR的實(shí)際效果還有待進(jìn)一步驗證?！?/p>

許鑫表示：“在構建教育元宇宙過(guò)程中，不僅需要重視軟硬件基礎設施建設，還應關(guān)注學(xué)習者認知發(fā)展水平、認知習慣等因素。在制作教育元宇宙教學(xué)資源時(shí)，必須全面統籌規劃，充分考慮新技術(shù)環(huán)境的特性以及各個(gè)學(xué)科的特點(diǎn)等?！?/p>

劉菁認為，目前我國教育元宇宙的建設，通常由不同的開(kāi)發(fā)者、教育機構和公司進(jìn)行，缺乏統一標準和指導。并且，支持元宇宙建設的現實(shí)技術(shù)條件還不完善，一些底層技術(shù)不夠成熟。許多虛擬環(huán)境僅僅是數字化模擬，缺乏真正的互動(dòng)性和教學(xué)策略。另外，與傳統教師培訓相比，針對教育元宇宙教學(xué)應用的培訓難度較高，目前主要以企業(yè)的技術(shù)使用培訓為主，結合一線(xiàn)實(shí)際教學(xué)的培訓師資、培訓課程及相關(guān)資源、培訓環(huán)境極為缺乏。

劉菁注意到，2021—2022年間，我國學(xué)者開(kāi)始積極探索如何推動(dòng)教育元宇宙落地，但在短短一年時(shí)間內，話(huà)題就從基礎設備建設、技術(shù)研發(fā)，拓展到了思政教育、圖書(shū)館教育等應用研究領(lǐng)域，教育元宇宙研究范疇出現泛化趨勢?！霸钪媸且粋€(gè)新興領(lǐng)域，如果盲目研發(fā)教育元宇宙相關(guān)技術(shù)與課程，可能會(huì )浪費既有教育資源，同時(shí)束縛教育元宇宙發(fā)展的想象力?！?/p>

劉菁建議，要把教育元宇宙融入教育信息化的長(cháng)遠規劃和頂層設計中，為教育元宇宙健康有序及可持續發(fā)展提供政策指導。還要以教育新基建推動(dòng)教育元宇宙發(fā)展，將其納入教育數字化戰略行動(dòng)方案，加快推進(jìn)教育專(zhuān)網(wǎng)建設，推動(dòng)5G、VR、AR、人工智能、區塊鏈等技術(shù)發(fā)展。

學(xué)習體驗更豐富且個(gè)性化，何以實(shí)現

教育元宇宙，將走向何處？

許鑫表示，在未來(lái)，教育元宇宙將成為全球教育合作中不可或缺的一環(huán)?！袄?，有研究將美國、韓國和日本學(xué)生置于元宇宙學(xué)習空間中，通過(guò)安裝傳感器和多語(yǔ)言翻譯轉換器等技術(shù)設備，實(shí)現了學(xué)生在跨地區、跨語(yǔ)言環(huán)境下的互動(dòng)學(xué)習，并取得了良好的教學(xué)效果?！?/p>

他認為，教育元宇宙還將為促進(jìn)教育培訓與學(xué)術(shù)交流研討提供全新場(chǎng)域?！芭e例來(lái)說(shuō)，2021年，在第29屆亞洲心臟和胸外科學(xué)會(huì )線(xiàn)上會(huì )議中，來(lái)自世界各地的200名參會(huì )者通過(guò)頭戴式VR設備參與了手術(shù)培訓。參會(huì )者紛紛表示，自己仿佛身臨其境地觀(guān)看了整個(gè)手術(shù)過(guò)程。隨著(zhù)教育元宇宙相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，全球范圍內的教育數字化聯(lián)動(dòng)將以更豐富的形式展現?！?/p>

劉菁認為，以教育元宇宙為依托的虛擬實(shí)驗室、虛擬教研、沉浸式情景體驗學(xué)習等領(lǐng)域均有較好的發(fā)展前景，能夠為學(xué)生和職場(chǎng)人士提供更加豐富且個(gè)性化的學(xué)習體驗，為終身學(xué)習提供更好的環(huán)境和平臺。目前，元宇宙發(fā)展正處于數字孿生階段，隨著(zhù)其不斷發(fā)展，教育元宇宙還將經(jīng)歷虛實(shí)互構與虛實(shí)共生階段。

“如在虛實(shí)互構階段，教育元宇宙將與教育數字化深度融合。更廣泛的AR和VR教育應用與傳統課堂相結合，為學(xué)生提供沉浸式學(xué)習體驗，并支持個(gè)性化學(xué)習，使學(xué)生能夠訪(fǎng)問(wèn)個(gè)性化的虛擬學(xué)習環(huán)境，根據自身興趣和學(xué)習需求選擇課程和活動(dòng)。在虛實(shí)共生階段，虛擬學(xué)習環(huán)境將與現實(shí)教育更加無(wú)縫融合，學(xué)習變得更綜合和全面。此外，全球教育合作也將進(jìn)一步加強，學(xué)生可以在不同國家和地區進(jìn)行虛擬學(xué)習環(huán)境中的交流與合作?！眲⑤颊f(shuō)。

來(lái)源：《光明日報》