文元宇宙教育實(shí)驗(yàn)室（北京）

2021年元宇宙概念火爆，元宇宙與各個(gè)行業(yè)的融合成為2022年的熱點(diǎn)話題，其中元宇宙教育是重要的部分。元宇宙教育有兩層涵義，一是采用元宇宙相關(guān)技術(shù)、形式、方式和模式的教育，與元宇宙+教育具有相同的涵義；二是進(jìn)行元宇宙相關(guān)的理念、概念、技術(shù)等的教育培訓(xùn)。本文中的“元宇宙教育”指第一層涵義。

在2022年1月9日元宇宙教育實(shí)驗(yàn)室舉辦的“首屆元宇宙教育前沿峰會(huì)”上，著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家朱嘉明就直言：元宇宙是個(gè)大課堂。2022年6月，麥肯錫發(fā)布的報(bào)告《元宇宙的價(jià)值創(chuàng)造》（Value Creation in the Metaverse）預(yù)測(cè)，到2030年，虛擬學(xué)習(xí)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1800至2700億美元，成為僅次于元宇宙電商的第二大領(lǐng)域。

近幾年，在線教育經(jīng)歷了過山車式的發(fā)展態(tài)勢(shì)，尤其是2021年7月“雙減”政策印發(fā)以來，面向基礎(chǔ)教育的學(xué)科類培訓(xùn)受到重大影響，素質(zhì)類培訓(xùn)也受到不同程度的沖擊，校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)紛紛轉(zhuǎn)型。雖然職業(yè)教育得到了政策的明顯支持，但仍未形成穩(wěn)步發(fā)展局面。

在這樣的環(huán)境下，元宇宙持續(xù)升溫，為教育發(fā)展提供了新方向。元宇宙教育的未來發(fā)展如何，成為教育從業(yè)者和各方人士期待了解卻難以捉摸的熱門話題。

元宇宙教育發(fā)展現(xiàn)狀

元宇宙的技術(shù)與社會(huì)二元性決定了元宇宙教育不是一種教育的應(yīng)用場(chǎng)景，更不是一種教育技術(shù)手段，而是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)。很多教育專家從技術(shù)的角度分析，類比視頻技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)教育的影響來看待元宇宙，這會(huì)嚴(yán)重低估元宇宙對(duì)教育的影響。長遠(yuǎn)看來，未來“元宇宙+教育”的發(fā)展可能分為三個(gè)主要階段：

第一階段，實(shí)現(xiàn)高度沉浸的、強(qiáng)交互的數(shù)字學(xué)習(xí)世界。目前該階段正處于實(shí)現(xiàn)過程中。

第二階段，形成具備豐富內(nèi)容的教育或?qū)W習(xí)平臺(tái)，AI輔助生成的內(nèi)容成為學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要來源，虛擬老師、AI輔助教學(xué)在教育學(xué)習(xí)中的應(yīng)用得到廣泛認(rèn)可。

第三階段，學(xué)習(xí)內(nèi)容共創(chuàng)成為共識(shí)，基于區(qū)塊鏈的學(xué)習(xí)內(nèi)容生成、交換廣泛流行，實(shí)現(xiàn)“能者為師”；基于元宇宙的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)得到廣泛認(rèn)可。

目前，元宇宙教育整體還處于萌芽階段，也就是離第一階段的成熟還有較遠(yuǎn)的距離。在不同的領(lǐng)域內(nèi)，3D、虛擬環(huán)境或內(nèi)容已經(jīng)有不同程度的發(fā)展，但離深度沉浸和高度交互還有較遠(yuǎn)距離，同時(shí)應(yīng)用范圍較小。也正是出于這一原因，元宇宙教育的具體產(chǎn)品和應(yīng)用案例普及度較低。

著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家朱嘉明表示，元宇宙（應(yīng)用）最大的潛在領(lǐng)域其實(shí)是教育。長遠(yuǎn)看，元宇宙教育基于資產(chǎn)和身份的可信數(shù)字化，意味著教育資源供給的多元化和市場(chǎng)化，教學(xué)的發(fā)生過程也會(huì)碎片化、隨時(shí)化，同時(shí)把傳統(tǒng)在線教育的點(diǎn)、線交互層面擴(kuò)展到立體、多維、實(shí)時(shí)的交互空間，在數(shù)字空間中極大地豐富和還原真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景及師生關(guān)系。與傳統(tǒng)的線下面對(duì)面教學(xué)或在線視頻教學(xué)相比，元宇宙教育在參與者形象、教學(xué)互動(dòng)、學(xué)習(xí)空間、參與程度、效果評(píng)估、用戶可拓展性等各個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

情境化教學(xué)、游戲化教學(xué)、個(gè)性化教學(xué)、教師研訓(xùn)，是目前學(xué)術(shù)界、科技界比較看好的元宇宙教育應(yīng)用場(chǎng)景。

在情境化教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)者可佩戴VR 終端進(jìn)入教師預(yù)先創(chuàng)設(shè)或選擇的教學(xué)情境，借助各種交互設(shè)備，開展多人在線探究式、協(xié)作式、具身化的學(xué)習(xí)活動(dòng)。一項(xiàng)針對(duì)學(xué)校課堂使用AR的班級(jí)調(diào)查結(jié)果顯示，82.7%的學(xué)生對(duì)使用AR作為教材的課程內(nèi)容表現(xiàn)出更強(qiáng)的興趣，81%的學(xué)生表現(xiàn)出對(duì)AR教學(xué)的興趣。

元宇宙教育支持的游戲化學(xué)習(xí)是以學(xué)習(xí)為終極目標(biāo)，以沉浸式游戲?yàn)橹饕侄?，將知識(shí)、娛樂融為一體，實(shí)現(xiàn)真正意義上寓教于樂的學(xué)習(xí)方式。比如學(xué)生可以選擇不同角色、不同難度、不同風(fēng)格的游戲場(chǎng)景，創(chuàng)造性地采用多種方式、多種途徑完成游戲任務(wù)，享有創(chuàng)造游戲角色、續(xù)寫游戲主線等超級(jí)權(quán)限。

元宇宙教育支持的個(gè)性化學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)者從被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)，學(xué)習(xí)者既是相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的使用者，也是創(chuàng)造者、更新者、服務(wù)者和審核者。元宇宙教育提供了新穎豐富的學(xué)習(xí)資源、多重學(xué)習(xí)目標(biāo)、靈活的學(xué)習(xí)方式、實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)建構(gòu)和素養(yǎng)提升。

元宇宙教研可以模擬各種真實(shí)的教學(xué)事件，比如教學(xué)活動(dòng)準(zhǔn)備、師生問答、學(xué)生課堂違紀(jì)場(chǎng)景等。同時(shí)，利用元宇宙教育創(chuàng)設(shè)的教研情境具有可重復(fù)性，能大大降低研修場(chǎng)景建設(shè)的時(shí)間和成本，促使教學(xué)研訓(xùn)成為常態(tài)化活動(dòng)。

各領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

基礎(chǔ)教育：數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物——虛擬實(shí)驗(yàn)室。目前，許多教育研究者和開發(fā)者運(yùn)用VR/AR技術(shù)，已經(jīng)建構(gòu)了許多數(shù)理化生探究實(shí)驗(yàn)，如立體幾何、電磁現(xiàn)象、天文知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)、器官結(jié)構(gòu)等，并證實(shí)了VR/AR技術(shù)能給學(xué)生帶來更直觀深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

語文、英語、歷史、地理——沉浸式情境體驗(yàn)。讓學(xué)生身臨其境般地觀察和體驗(yàn)不同時(shí)間與不同地點(diǎn)的人文、歷史、地理環(huán)境，讓學(xué)習(xí)在近乎真實(shí)的情境中自然而然地發(fā)生。北京師范大學(xué)“VR/AR+教育”實(shí)驗(yàn)室與清華大學(xué)附屬小學(xué)開展了一系列基于AR技術(shù)的語言學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過AR應(yīng)用程序創(chuàng)建了一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境，小學(xué)四年級(jí)學(xué)生在英語課上觀察太陽、地球并與之互動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行英語對(duì)話學(xué)習(xí)。

職業(yè)培訓(xùn)：元宇宙教育有望解決職業(yè)教學(xué)存在的“三高”“四難”難題（三高：高成本、高風(fēng)險(xiǎn)、高污染，四難：難下去、難動(dòng)作、難看出、難再現(xiàn)）問題。實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景融合的教學(xué)模式，促進(jìn)校企深度合作，為職業(yè)教育提供新的解決方案，推動(dòng)職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展。

在2021年5月29日舉行的亞洲心血管胸部外科學(xué)會(huì)上，韓國首爾大學(xué)醫(yī)院利用VR/AR技術(shù)進(jìn)行了手術(shù)的實(shí)時(shí)分享。在我國，深圳盜夢(mèng)科技為政府和企業(yè)提供了交通安全、消防安全等多種安全教育解決方案，如廚房火災(zāi)模擬滅火VR場(chǎng)景。

高等教育：清華大學(xué)在2021年10月正式啟動(dòng)了“元宇宙特別計(jì)劃”，以“藝科元宇宙”為主題，運(yùn)用羅布樂思（Roblox）和其他技術(shù)載體進(jìn)行概念設(shè)計(jì)表達(dá)，呈現(xiàn)未來科技館、未來博物館、宇宙探索、未來城市、文化遺產(chǎn)等方向的設(shè)計(jì)作品。

元宇宙基礎(chǔ)技術(shù)尚需完善。目前，交互技術(shù)還不夠成熟，VR技術(shù)還有待完善，設(shè)備也存在一些穿戴不適、發(fā)熱、電池供電時(shí)間短等問題，影響用戶體驗(yàn)感。技術(shù)的成熟，還需要一定時(shí)間檢驗(yàn)。

元宇宙教育底層支撐技術(shù)難點(diǎn)亟需突破。如 5G 網(wǎng)絡(luò)不夠普及、人工智能不夠智能、虛擬現(xiàn)實(shí)不夠沉浸、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)不夠虛實(shí)融合、人機(jī)交互不夠自然等。

技術(shù)與教育的深度融合面臨困難。元宇宙是大勢(shì)所趨，元宇宙教育也即將破繭而出。但是，教育工作者不能“等、靠、要”，而是要積極參與元宇宙教育的設(shè)計(jì)、建設(shè)，使元宇宙教育真正為教育服務(wù)。AI及元宇宙相關(guān)技術(shù)不會(huì)替代教師，但是擁抱先進(jìn)技術(shù)的教師會(huì)替代抵制新技術(shù)的老師。目前校園課堂的 VR/AR 教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品以科普類的體驗(yàn)為主，很多停留在演示和簡單交互階段，對(duì)于課程教學(xué)內(nèi)容的深入研究不足。

元宇宙教育數(shù)據(jù)完整性與安全保障不足。首先，底層數(shù)據(jù)難以獲取。元宇宙教育建設(shè)底層的虛擬引擎和渲染技術(shù)依賴國外，很難將師生行為數(shù)據(jù)數(shù)字化，也難以做到全面刻畫學(xué)習(xí)者的元宇宙教育畫像。其次，在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，不同元宇宙教育之間、元宇宙教育的不同場(chǎng)景之間，都有可能存在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難以統(tǒng)一的問題。在數(shù)據(jù)安全方面，元宇宙教育將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，且這些數(shù)據(jù)不僅能夠反映教育場(chǎng)景，也與社會(huì)生活高度關(guān)聯(lián)，這也增加了維護(hù)教育數(shù)據(jù)安全的難度。

未來發(fā)展趨勢(shì)

元宇宙教育很可能重新構(gòu)建21世紀(jì)人類的教育體系，但元宇宙在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究探索尚處于萌芽階段。相關(guān)的研究成果大都屬于經(jīng)驗(yàn)性的假設(shè)與設(shè)計(jì)，元宇宙教育的落地仍有較大的不確定性。

沉浸和體驗(yàn)是近期發(fā)展重點(diǎn)，職業(yè)教育和高等教育可能率先突破。追求沉浸和交互體驗(yàn)是近期的重點(diǎn)和主流。隨著XR相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步及交互技術(shù)的進(jìn)步，高度沉浸和深度交互的教育產(chǎn)品開發(fā)是相關(guān)教育工作者的重點(diǎn)發(fā)展方向。其中教育引擎的開發(fā)及基于引擎開發(fā)而逐漸豐富的教育內(nèi)容是難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。

技術(shù)和市場(chǎng)推動(dòng)虛擬老師逐漸顯現(xiàn)。虛擬人在營銷、電商、影視領(lǐng)域的應(yīng)用逐步火熱，有利于虛擬人在教育領(lǐng)域的使用。在教學(xué)過程相對(duì)簡單、教學(xué)內(nèi)容不斷重復(fù)、師資極度匱乏、教學(xué)所需知識(shí)高度復(fù)雜的情境中，虛擬老師會(huì)有特別的優(yōu)勢(shì)。

職業(yè)教育和高等教育可能成為元宇宙教育的排頭兵。近期，國家加大了對(duì)職業(yè)教育的支持，在“三高”“四難”的職業(yè)教育領(lǐng)域，元宇宙教育可能會(huì)率先取得突破，需求牽引導(dǎo)致取得較好的發(fā)展效果。而高等教育由于創(chuàng)新人才較為密集，在具體的教學(xué)過程中對(duì)元宇宙教育的需求也較多，也可能成為發(fā)展較快的方向。

基于區(qū)塊鏈的內(nèi)容共創(chuàng)和元宇宙經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響。技術(shù)進(jìn)步賦能元宇宙教育建設(shè)，加速低成本內(nèi)容開發(fā)?；趨^(qū)塊鏈的共創(chuàng)平臺(tái)及日漸豐富的元宇宙產(chǎn)品開發(fā)工具，會(huì)賦能從業(yè)者以低成本快速開發(fā)元宇宙教育產(chǎn)品，這將帶來教育內(nèi)容生產(chǎn)的大繁榮。

內(nèi)容共創(chuàng)和元宇宙經(jīng)濟(jì)逐步建立，推動(dòng)創(chuàng)作者經(jīng)濟(jì)長期發(fā)展?；趨^(qū)塊鏈的數(shù)字經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生即時(shí)回報(bào)，激發(fā)更多內(nèi)容創(chuàng)作者制作學(xué)習(xí)內(nèi)容，最終形成“能者為師”的行業(yè)態(tài)勢(shì)。

內(nèi)容極大豐富，導(dǎo)致學(xué)習(xí)環(huán)境和條件發(fā)生重大變化。學(xué)習(xí)內(nèi)容極大豐富，學(xué)習(xí)內(nèi)容與虛擬老師深度融合，知識(shí)、技能的生產(chǎn)、教授過程逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；高度沉浸的虛擬環(huán)境帶來教育和學(xué)習(xí)的全面改變。