元宇宙变革教育的现实挑战与发展态势

摘要：步入新时代，VR（Virtual Reality）、AR(Augment Reality)、区块链、教育人工智能等高精尖技术助力教育信息化发展，而教育元宇宙（Edu-metaverse）将助力产业升级，为我国开创未来教育新纪元；基于此背景下，描绘了元宇宙技术的教育内涵，梳理了智能新时代元宇宙面临的五大现实挑战与提出了五大教育元宇宙发展态势，以期为我国元宇宙变革教育建设提供发展思路与建设路径。

关键词：教育元宇宙；教育新基建；“元宇宙”应用

Abstract: Entering the new era, VR (Virtual Reality), AR(Augment Reality), blockchain, education artificial intelligence, and other advanced technology to promote the development of education information, and edu-Metaverse will help industrial upgrading, for China to create a new era of future education; Based on this background, the educational connotation of meta-verse technology is described, and the development trend of five educational meta-verse is put forward.

Keywords: Educational meta-verse; New infrastructure for education; Metaverse application

  元宇宙（metaverse）由meta与verse组成，前缀meta（意指超越）和单词verse（意指宇宙）结合，描述了一个人造的虚拟环境；“元宇宙”是在1992年，Neal在其书《雪崩》中创造出来的一个大规模虚拟与现实相平行世界，在元宇宙中用户可以创造属于自己的数字化身（Avatar）(Lee L H et al,2021)。而教育元宇宙(Edu-metaverse)可以理解为元宇宙的教育应用，它为教师、学生、管理者等相关者创建数字身份，在虚拟世界中开拓正式与非正式的教学场所，并允许师生在虚拟的教学场所进行互动(华子荀,2021)，是智慧时代下元宇宙与教育领域结合形成的新领域，将致力于推动教育领域新发展，颠覆传统教育中填鸭式教学方式，引领教育新发展,并且创建和协调多个脱机和联机身份将会日益成为人类发展的规范性特征（Gilbert,2011）。

                                                                                       图1

        1 元宇宙场域建设处于初级阶段，尚未形成教育领域场景式学习体系
当下的元宇宙世界的建设不充分，达不到人人都可进入，人人都可参与的程度，元宇宙的建设仍停留在实验室层面，场域建设处于初级阶段，场域性学习在针对传统课堂中的优势面不广，师生难以突然适应元宇宙环境中的学习环境，如何突显元宇宙在教育场域建设体系的优势是当下教育元宇宙面临的第一大挑战。

        2 元宇宙理论基础薄弱，尚未形成根本性学习转变

基于虚拟环境中的学习，传统的学习理论、教学理论、传播理论无法发生同面对面环境中、网络环境中相平衡的效应，元宇宙理论体系发展不够，尚未形成经过科学论证的理论体系，难以科学引导教学过程与学习发生。

        3 元宇宙供给系统呈现多元化特征，尚未形成新技术支撑的学习资源的评价体系

元宇宙技术供给系统多元化，建设方向集中于元宇宙世界、元宇宙游戏以及元宇宙技术等层面（Duan H，2021），在教育层面的建设，止步于元宇宙校园建设，对于教学过程中刻画教师的面部特征、表情、神态的过程成本过高，技术需求量大，且尚未构成元宇宙学习环境中的评价体系，难以推动教学过程科学化，难以形成科学的教学评价过程闭环。

         4 元宇宙伦理体系凸显隐私性，尚未完善统一的监测规约

张立国等设计开发的人工智能环境管理人员包括设计师、系统架构师、检测员与程序员等；他们在场域中通过收集数据、分析数据，保障环境的同时，也掌握着审查数据的权利，在一定程度上执行着管理者的身份，同时监督和保证建设的环境符合伦理体系，但是仍一定程度上可能出现行为失范，而此种环境同样适用于元宇宙的建设，因此教育元宇宙的发展仍然面临着伦理体系问题，在针对自身隐私安全的问题中，元宇宙赋能大数据对环境中集体的个人行为数据化、教学过程数据化，容易出现数据安全问题与数据伦理问题，基于软硬件基础下的隐私泄密问题逐渐凸显，在数据伦理过程中，元宇宙的去中心化的特征弊大于利，难以形成统一的监管体系。

                图2 场域管理模型（张立国，2021）       

        5 元宇宙应用场景呈现针对性特征，尚未形成全学科全年龄段的适用体系

元宇宙的应用环境凸显适龄化、短板化、具身化、无限化，其中适龄化使教育元宇宙凸显其尚未形成全学科全年龄段的科学体系，当面向低龄儿、青少年学习时，容易出现主体互换的现象，群体更注重元宇宙的技术本身而忽略了教育的过程，在缺乏监管体系与人为约束的环境中，群体在课堂中的自由度显著提高的同时学习效果将持续降低。

  “教育元宇宙”正在逐步革新教育教学方式、学习环境、传播理论与学习思维，以技术推动教育新发展，与此同时教育迫切需要新技术推动自身发展。通过元宇宙促进充分发挥技术与教育相结合，充分彰显了教育元宇宙具体应用于教学实践时的发展态势。

        1 “元宇宙”巩固教育公平

教育公平是社会公平的重要基础，促进公平是我国的基本教育政策，而机会公平被认为是关键所在(韩世梅,2021)。虽然现在我国教育资源供给总量丰富，但是优质教育资源的不足导致区域、城乡、校际教育发展仍有一定的差距，远未达到人民群众期待的教育过程公平与结果公平(郭利明,2021)。元宇宙作为虚拟现实的发展产物，在教育公平方面其极简化、经济化、普适化，极大地降低了师生学习成本，学校的经济成本，师生仅需要一个VR设备即可参与教学。基于元宇宙这一新空间，优质的教育资源可以面向农村地区、薄弱教学资源区域输送，教室不再空间化，环境不再固定化，弥补物理环境、硬件设备等教学资源不足的窘迫局面，减少师生间技术学习成本，同时借助元宇宙技术可以跨区域学习突破时空限制，弥补区域、城乡、校际教育发展差距，缩小因信息技术引发的“数字鸿沟”，进一步促进教育公平。

        2 “元宇宙”促进个性化教育

近年来，受制于物理环境(诸如地理、语言等)，仅依靠现实教学环境不能给部分非常态化学习者提供服务(Rowan,2021),不能满足一部分学习者的学习需求(Lee L H et al,2021)，且现有的高技术手段可以轻易的对知识和内容进行分析、推送，但却很难做到对综合能力的精准把脉，在支持学习者批判性思维、创造性、沟通交流、团队协作等核心素养发展方面仍有所欠缺(闫寒冰,2021)。基于此背景，教育元宇宙在场景建设上可以无限延伸且无缝切换，学习者可以在元宇宙空间中选择适合自己的学习场景，将课本与实景对比，将知识与环境融合，元宇宙不再受制于物理空间的限制，将大力推动多元化教学环境建设，促进学习者的个性化发展。各式各样的资源将在元宇宙环境中呈现，且元宇宙能够以高安全性与低损耗性的优势，不断依靠虚拟技术延伸生活的物理环境，充分满足学习者对抽象的概念、背景能够具体化理解，进一步推进高质量多元化、个性化教育。

        3 “元宇宙”完善教育新基建建设

当前我国数字教育资源体系建设总体上还存在优质资源结构性短缺、共享水平不高、教学应用不深入、智能化组织管理水平偏低等突出问题（柯清超，2021），且疫情期间，中央电教馆面向125万师生开展的数字教育资源调查显示，当前数字资源存在内容科学性难以确定、资源获取引导方式不清晰、资源个性化智能推荐不足等服务问题（陈明选，2020），基于此背景下，元宇宙以其虚实融合的运作模式和去中心化的底层架构不断革新现有基础建设资源，对于数字资源管理而言，其涉及到多渠道、多模态、多类别的信息，需要对不同来源、分散无序、相对独立、多种模态的数字对象进行聚类、融合和重组（向安玲，2021），元宇宙借助其能够拓展现实环境的特点，恰弥补了现实环境中共享共建层次低、资源稀缺的困境，结合元宇宙虚实相生、虚实交融的场景，将多重资源进行整合，依靠其去中心化的优势，使资源的提取和存储精简化，因此元宇宙能够完善教育新基建建设，元宇宙场域建设与运行脉络如图3所示。

                                                                    图3 元宇宙的运用脉络（Ning H，2021）

        4 “元宇宙”革新在线协作学习

新型冠状病毒（COVID-19）爆发以来，线下协作交流机会不断减少，与此同时在线学习的兴起，使学习者跨越了校门、跨越了国际，借助网络信息技术与在线资源平台进行国际对话交流，然而学习者协作积极性不高、协作能力不强、建构水平低下等一系列问题导致在线学习中个体智慧彼此孤立,集体智慧形成基础薄弱(郝祥军,2020)，元宇宙的出现使网络环境中彼此孤立的个人相互联结起来，超越文本进行深度协作，与此同时在线学习共同体的形成受到团队无协作、成员互动无建构以及知识建构低水平等现象的阻碍（李海峰,2018），元宇宙借助其虚实交融的特点促进环境中成员的互动与相互之间的交流合作，推进群体间的深度协作学习，革新在线协作学习方式，联结各个孤立的单元，因此元宇宙能够革新在线协作学习。

         5 “元宇宙”推进沉浸式学习

随着人工智能、虚拟现实、大数据等新型技术的告诉发展，人类社会已经步入智慧时代，增强现实、全息投影技术大量运用，带来了全新的沉浸式学习。在此背景下，具身认知理论引起了众多学科的密切关注，在心理学、哲学、生物学以及脑科学领域获得大量应用（艾兴，2021），具身理论在元宇宙环境下能够突破人机交互的局限性，实现人人交互，加深主体间关系，摆脱原来的思维定势，大力提升学习沉浸于学习，享受学习的过程性体验，进而产生心灵之间的沟通与互动、情感的共鸣与思想的碰撞，最终实现智慧共享（2021，艾兴），在元宇宙环境中，可以重建身体、心灵、思维与情感的统一，借助改变身体来实现对自我认知的升华感，以身体的特性来强化隐喻的网络，不断地改变具身化经验，最终推动自身认知发展（汤拥华，2021），元宇宙能够基于人第二条生命（Secondlife）的虚幻感，将促进学习者置身于学习环境，从根本上抛弃思想包袱，促进沉浸式学习，因此元宇宙能够推进沉浸式学习。

   元宇宙的不断发展，给教育未来学习空间带来了无限遐想，本文通过梳理当下元宇宙在教育领域面临的现实挑战，提出了发展态势，以期早日能够以先进技术变革教育，通过技术与教育的深入融合，凸显技术与教育的互补性，彰显出技术在教育领域的独特作用，而不是仅仅将技术视作一个可有可无的装饰品，元宇宙的出现与逐步发展将会弥补远距离教育无法深入互动、场域感不强、学习效能感低下等问题，以技术代替场域，促进学习者不断强化学习。

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