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科技赋能与跨界融合:元宇宙视域下数字教育产业的多元构建

2023-07-18陈康业朱鑫雨乔栎婷李丹梁滨夏林子

关键词:元宇宙

陈康业 朱鑫雨 乔栎婷 李丹 梁滨 夏林子

摘 要:在元宇宙的缘起与概念基础上,本文提炼出元宇宙赋能数字教育虚实融合下的高度沉浸感、多元交互下的社会交往感与自由、开放的创造空间的三大核心特征,并从场景、资源与体系三个维度探究元宇宙的教育价值。基于IPA-KANO模型的数字教育满意度研究,进一步分析当前数字教育产业的发展现状。基于前期调研,从理论和技术互构视角分析元宇宙何以赋能数字教育,总结元宇宙对教育产生的影响。从培养目标、资源生态、学习方式与教学模式四个层面进行基于元宇宙视域下数字教育产业的多元构建。

关键词:元宇宙;数字教育;沉浸式教学;多元交互

一、元宇宙赋能数字教育的时代背景

随着“十四五”规划提出“加快数字化发展,建设数字中国”的战略方针,数字中国建设、智慧社会建设已上升为国家战略。教育是推进数字化发展的重点领域,数字教育正在成为现代教育体系的重要组成部分,在突发公共卫生事件造成线下教学停滞期间,数字教育成为国内外大部分课堂的重要展开形式。但现阶段,数字教育还存在着一些问题,例如平面网页所呈现的课堂形式单一、功能单调、难以调动学习积极性;人机交互方式简单、空间阻隔、使得学生的课堂参与感不强;现有虚拟空间缺乏技能培养和进行实验的环境等,对数字教育的产出内容和發展方向提出更高的要求。同时,面对科技革命,传统以教师为中心的教育模式很难适应新时代对个性化人才的迫切需求,以学习者为中心的教育模式将逐渐得到认可[1]。对于造成这一系列问题的原因,刘革平认为当前基于Web2.0技术的数字教育已然步入发展的瓶颈期,二维网络技术难以支撑起学生对沉浸式学习环境、自然人机交互方式和“面对面”社会性交互的需求,因此寻找下一个创新突变奇点推动数字教育转型升级成为占领未来教育制高点的关键[2]。

2021年3月10日,美国沙盒游戏平台罗布乐思(Roblox)作为第一个元宇宙概念股,成功登录纽约证券交易所,元宇宙迅速引爆资本圈和科技圈[3]。同年10月,马克·扎克伯格宣布,Facebook更名为“Meta”。由此,元宇宙概念逐渐成为热点话题,作为互联网的未来新形态,元宇宙已经进入大众视野并引发社会各界的关注与探讨,而从行业角度看,教育则被认为是元宇宙应用的主要场景之一[4]。近年来,以虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、数字孪生等新一代信息技术引领着未来教育发展的新方向,而作为统摄了5G、云计算、人工智能、大数据、区块链等智能技术的互联网未来新形态,元宇宙能为学习者提供一个具有高沉浸、低延迟、多元化等特征的虚拟学习环境。本文通过搜集整理相关文献与行业报告,分析元宇宙的概念、特征及其赋能数字教育的时代背景。同时采用定性分析和定量模型的方法,对数字教育发展现状进行基于IPA-KANO模型的数字教育满意度研究。由此探究元宇宙如何赋能数字教育,推动未来教育的进一步发展,总结元宇宙对于数字教育的影响,并提出元宇宙与数字教育产业跨界融合的构建设想。

二、元宇宙的概念、特征及教育价值

(一)元宇宙的缘起

元宇宙(Metaverse)并非一个全新的概念,这一术语最早出现在1992年,美国作家尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)在科幻小说《雪崩》(Snow Crash)中,生动描绘了人类通过数字替身(Avater),在平行于现实世界的虚拟世界中生活的场景。小说中假想出一个虚拟的城市,人们可以借助VR眼镜,从现实中进入此地,然后在里面买地、建房、生活,相当于开启了一段新人生,斯蒂芬森将此城命名为“元宇宙”。在《雪崩》的影响下,元宇宙的基本构想得到了科幻界的普遍认可,并在沿用这一基本构想的前提下,进一步发挥想象力,不断对其架构与内容进行完善。例如科幻电影《黑客帝国》在元宇宙的架构下更加完善且详细地描述了一个“缸中之脑”式的虚拟世界;斯皮尔伯格执导的《头号玩家》则构建出一个与现实形成强烈反差的乌托邦世界——绿洲(Oasis),让人们以数字身份的形式完全沉浸式地去感知与感受;2003年,Linden Lab推出虚拟游戏Second Life,玩家在虚拟世界中通过可运动的虚拟化身互相交互,进行社交,并参加个人或集体活动,制造和相互交易虚拟财产和服务。如今,Second Life已经不再是一个单纯的游戏,它目前在教育领域已经成为国外很多大学课堂的前沿虚拟课堂工具。2021年,伴随着Roblox作为元宇宙概念第一股在纽交所上市,国内外如微软、谷歌、腾讯和字节跳动等行业巨头纷纷入局,2021年也因此被称“元宇宙”元年。从元宇宙诞生至今,元宇宙的场景不断细化、深化。理想中的元宇宙不再局限在娱乐、商业及社交等领域,其涉及范围更可能是无限的,而这些系统相互形成了一个相对完整的社会[5]。

(二)元宇宙的概念

元宇宙的英文释义“Metaverse”由“Meta”和“Verse”两个词根组成,其中“Meta”在希腊语中有超越之意,“Verse”则指“Universe”,意为宇宙、世界。这象征着元宇宙是一种超越现实且拥有更高维度的新型世界。然而,关于元宇宙定义,社会各界众说纷纭、莫衷一是,目前还没有一个明确的说法。清华大学新媒体研究中心发布的《2020—2021年元宇宙发展研究报告》中认为元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态,它基于扩展现实技术提供沉浸式体验,基于数字孪生技术生成现实世界的镜像,基于区块链技术搭建经济系统,使虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合,并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑[6];Wikipedia认为元宇宙是通过虚拟增强的物理现实,呈现收敛性和物理持久性特征的,基于未来互联网的,具有连接感知和共享特征的3D虚拟空间[7];Luke Shabro认为,元宇宙是一个模糊的、数字混合的现实,具有不可替代和无限的项目和角色,不受传统物理的限制和约束[8];经济学家朱嘉明认为元宇宙是一个平行于现实世界又独立于现实世界的虚拟空间,是映射现实世界的在线虚拟世界,是越来越真实的数字虚拟世界[9]。简单来说,元宇宙不仅是融合了扩展现实、数字孪生和区块链等一众信息技术的互联网新形态,更是人类未来进行社交、教育和交易等社会活动的虚拟场域。在元宇宙场域中,虚拟世界不仅在现实世界的基础上进行模拟与创新,形成现实世界的拓展与延伸,为人们的想象力和创造力提供发展空间,还能进一步反哺于现实世界,推动着现实世界发展,不断消解着虚拟与现实的边界,并通过技术手段丰富人的感官体验,让人们在虚拟世界中人机交互的体验达到甚至超出现实世界中人人交互的感受。例如,美国流行音乐歌手Travis Scott在游戏《堡垒之夜》(Fortnite)中举办了一场虚拟演唱会,让全球1230万游戏玩家成为虚拟演唱会观众;全球顶级AI学术会议(ACAI)则在游戏《动物森友会》(Animal Crossing Society)上举办研讨会进行学术交流。但不可否认的是,现在的元宇宙仍然处于一个不够成熟的、有待发展的阶段,需要相关信息科技的进一步开发与应用,以及越来越多的参与者加入元宇宙建设中来,从而不断丰富和深化元宇宙的意蕴,进而推动人类社会走进一个更加完整的虚拟场域,实现创新发展。

(三)元宇宙的特征

Roblox公司首席执行官Baszucki认为“元宇宙”具有八大基本特征:身份(Identity)、朋友(Friend)、沉浸感(Immersive)、低延迟(Low Friction)、多元化(Variety)、随地(Anywhere)、经济系统(Economy)和文明(Civility)[10]。由于元宇宙赋能数字教育属于一个全新的领域,尚不具备科技产业界所描述的众多特征,故本文不对其全部特征进行逐一分析,而着重聚焦于元宇宙与数字教育紧密结合的三大核心特征。

1. 虚实融合下的高度沉浸感

元宇宙通过整合先进的数字科技来构建既依托于又独立于现实世界的“数字孪生”世界,其中既有来自物理世界的数字化复制品,也不乏独立存在于虚拟世界的创造品,并通过VR眼镜、体感模拟器和脑机接口等产品给人以强烈的感官体验,使人虚实难辨。在数字教育领域中,也同样如此,元宇宙能以低延迟和高拟真感为学习者提供一个镜像翻转的物理世界,学习者以“虚拟化身”的形态表征,构建出“共同在场”的虚拟学习环境,营造出“心流状态”的互动方式[11],这不仅能与学习者线下的学习习惯相适配,还能弥补基于Web2.0的数字教育方式所带来的情感缺失,消除师生、生生之间的距离感,提升交互质量,从而促使学习者不断进行沉浸式学习。

2. 多元交互下的社会交往感

元宇宙的特征对于内容创作、提供内容平台、创作者激励以及去中心化等都提出了极高的要求。与依赖PGC(Professionally-generated Content,即“专业生产内容”)的产品内容创作方式不同,作为元宇宙的驱动核心,“用户创造价值”决定了元宇宙对于UGC(User-generated Content,即“用户生产内容”)的依赖,只有通过UGC才能建立起既相对独立又与现实世界相互交织的数字未来。因此,在元宇宙与数字教育跨界融合的虚拟场域中,学习环境并不是一成不变的。在这里,传统以教师为中心的教育模式不再存在,取而代之的是师生以数字身份共同承担起对其学习环境进行建模和修改的责任,从而促进学习者与学习环境、学习资源之间的多元交互,这便是典型的UGC。蔡苏认为,教育元宇宙的交互性,为不同阶段、不同学科、不同层次、不同领域的教育打开了另一扇门,为这些形式各异的教育活动注入新的灵感[12]。可以想象的是,倘若一名伊斯坦布尔城市文化的研究者,在整合浩如烟海的相关文献资料之余,亦能在虚拟场域中从博斯普鲁斯海峡两岸的汽笛声,到蓝色清真寺里虔诚的祷告声,从大巴扎中商人小贩热闹的熙熙攘攘,到托普卡帕皇宫里一如既往的金碧辉煌,去感受属于这座老城的世事变迁与亘古不变。

3. 自由、开放的创造空间

Radoff认为元宇宙的愿景是打造一个极度真实的虚拟宇宙。宇宙的本质是持续扩张,从有序到无序的熵增过程,对内容的体量、内容之间的交互以及持续的内容再生,都有着根本性的需求[13]。同时,基于元宇宙去中心化的特征,这里并不存在中心化管理机构为虚拟空间制定相应的规则,而是由所有用户共同定义他们所处的环境与规则,相当于一个人人共治的数字虚拟社区。因此,用户可以充分发挥想象力,自由地进行活动、创造与交流,并以此来实现自我价值,获得满足感。而在元宇宙与数字教育跨界融合的虚拟场域中,当“自由”“满足”“自我价值”等因素同时存在时,学习者在学习中很容易从这种高度沉浸的状态获得心流体验,并将复杂的思维具象化,将抽象的知识以具体化的方式呈现在眼前。

(四)元宇宙的教育价值

目前,国内外大多数有关元宇宙的产品和技术的布局主要集中在电子游戏和社交领域,因为资本方能在这两个领域更快地获得更多的利润。但如果仅将元宇宙视为未来电子娱乐的一种,则是相对片面化的解读,元宇宙与数字教育的跨界融合同样蕴含着巨大的潜力。元宇宙的教育价值何以体现?本文通过对国内外元宇宙赋能数字教育研究的词频分析,生成相关词云图(如图1)。可以得出,元宇宙能够从三个维度赋能数字教育。第一,场景赋能。作为物理世界的延伸与拓展,元宇宙能够拓宽传统学习的空间维度,打造低延迟、高沉浸的虚拟学习场域;第二,资源赋能。一体化平台为学习者提供多领域、多层次、多元化的学习资源,并促进学习者共同参与学习资源的共建共享,编织新时代数字化学习资源建设的未来图景;第三,体系赋能。元宇宙能推动构建高质量学习体系,促进未来教育产业的智能化升级,催生新的教学理念与教育模式,培养新时代所需要的个性化人才。如今,国内外部分高校已经逐渐让元宇宙走入校园。2020年,受疫情影响,加州大学伯克利分校在游戏“我的世界”中举办线上毕业典礼,其中不仅打造出虚拟还原的伯克利校园,教师、学生也有着各自的虚拟形象。2021年,中国传媒大学动画与数字艺术学院也同样选择在“我的世界”举办线上毕业典礼,依托元宇宙平台,让毕业生在游戏中穿学士服走红毯。

三、基于IPA-KANO模型的數字教育满意度研究

本文运用扎根分析,对数字教育的发展现状进行基于IPA-KANO模型的数字教育发展满意度研究。一方面基于访谈法,选取一定量的样本作为访谈对象,并对访谈内容进行记录,再利用NVivo进行数据可视化分析,提炼用户进行数字教育行为的主要因素;另一方面基于问卷调查法,对进行过一定程度数字教育行为的受众展开调研,收集相关实证数据,并利用受众反馈的问卷数据,结合KANO模型与IPA分析法,构建满意度因素模型。通过模型分析当今数字教育产业存在的不足。

(一)确定访谈对象

目前,数字教育已经逐渐成为当代大学生不可或缺的学习方式之一,作为数字教育产品最直接和普遍的用户,大学生群体对其有着直观、深刻的感受与看法,因而本次访谈将面向大学生群体采取抽样调查。最终访谈37位学生,均为在校本科生,均有三年以上使用数字教育产品的经历,且对数字教育具有一定的理解。

(二)访谈结果

利用NVivo对访谈记录进行数据可视化分析,最终确定影响数字教育满意度的因素包括5类:课程体系、师资力量、交互讨论、教辅资源、互联网技术,并对5个类别所涉及的11个主要因素进行编码,1至11分别为“课程内容充实丰富、课程时长安排合理、课程内容需要付费、教师授课能够联系实际、授课教师来自知名高校、课后习题和模考题提供讲解、课程学习进度与课程信息及时提醒、教师能够及时答疑解惑、能够与其他同学交互讨论、平台操作流畅且不卡顿、移动终端数据支持同步”。

(三)问卷设计、回收及数据整理

根据上述11个要素,结合KANO模型设计调查问卷,面向数字教育受众进行问卷调查。共回收问卷326份,剔除填写时间过短、选项重复率过高的无效问卷后,最终得到有效问卷288份。

(四)KANO模型及问卷结果分析

KANO模型是一种以分析用户需求对用户满意的影响为基础,体现产品性能和用户满意之间非线性关系的工具。根据不同类型的需求与用户满意度之间的关系,将影响用户满意度的因素分为五类,分别为:基本质量要素(M)、期望质量要素(O)、魅力质量要素(A)、无差异质量要素(I)和反向质量要素(R)(见表1)。

对问卷调查数据进行进一步整理,并依据KANO模型评价表对数据进行质量要素分类,并计算出每一因素的Better-Worse系数,如表2所示。可以看出,编码1、4、5、7、9被归纳为魅力质量要素(A),产业布局应在满足必备质量要素的基础上,加大对此类要素的投入,以此来获得学习者的青睐;编码6被归纳为产业发展的必备质量要素(M),此类要素是满足学习者需求的基本要素,倘若不满足则会使学习者流失,所以应当优先考虑;编码8、10、11属于期望质量要素(O),具备此类要素有助于推动产业发展,反之则阻碍产业发展;编码3属于反向质量要素;编码2属于无差异质量要素(I)。在Better-Worse分析法中,Better通常为正,代表如果具备某种功能属性,用户满意度会提升;正值越大,代表用户满意度提升的影响效果越强。Worse通常为负,代表如果不具备某种功能属性,用户的满意度会降低;负值越小,代表满意度降低的影响效果越强[14]。因此,Better-Worse系数对于不同功能属性的优先评级、产业发展布局具有一定的参考意义。

(五)IPA分析

为明确数字教育产业发展的提升策略,本文进一步构建IPA矩阵对其主要因素进行分析,依据问卷调查收集到的数据进行赋分,得到数字教育受众对产业发展现状的感知评价,即满意度和重要性指标。将满意度指标列为横轴,重要性指标列为纵轴,以两种指标各自的平均值作为X-Y轴的分割线,将空间划分为4个象限,构建IPA矩阵,原点为(2.5,2.6),如图2所示。

第一象限为用户对产业要素满意度和重要性评价高的象限。可以看到用户对1(课程内容充实丰富)、2(课程时长安排合理)、6(课后习题和模考题提供讲解)的满意度与重要性评价均高于平均水平。这与当前基于Web2.0技术的数字教育产业的特点相一致,平台、设备与功能等条件难以进一步突破,因此学科体系得以不断完善,学科内容不断丰富,从而获得用户的认可。同时,这些要素也是满足用户学习的基本要素,在未来产业布局中需要保持或进一步发展。

第二象限为用户对产业要素重要性评价高但满意度低的象限。这一象限包括4(教师授课能够联系实际)、8(教师能够及时答疑解惑)、9(能够与其他同学交互讨论)、10(平台操作流畅且不卡顿)。这说明现阶段的数字教育产业,仍存在着师生、生生间交互困难,平台承载量不足等问题,同时这也是制约产业发展的主要因素,亟需结合新型信息技术进行赋能,提升用户满意度,促使其向第一象限转化。

第三象限为用户对产业要素满意度和重要性评价低的象限。可以看到用户对3(课程内容需要付费)、11(移动终端数据支持同步)的满意度与重要性评价均低于平均水平。在知识付费时代,为购买课程付费无可厚非,但满意度较低则反映当前课程价格较高且选择较少,需要更多课程内容的产出来丰富学习者的选择。移动终端数据支持同步虽然处于产业发展中的较低价值区,但基于学习者而言,这些要素仍能为学习者形成良好的学习习惯、拥有较好的数字教育体验等带来不小的帮助。因此,在今后的产业发展中,这些要素仍是产品开发者需要重点关注的对象,加以改进,逐渐改变学习者的惯常认知。

第四象限为用户对产业要素满意度高但重要性评价低的象限。这一象限包括5(授课教师来自知名高校)、7(课程学习进度与课程信息及时提醒)。满意度高从侧面反映了现阶段的数字教育产业中,课程质量相对较高、课后服务相对完善且课程体系的构建者多为知名高校教师,有着较高的知识水平,是典型的PGC产业;重要性评价低则反映了并非所有用户的需求都面向高等教育,用户需要更加平权、普遍的课程内容,而这则需要用户生产内容来驱动,促使产业属性从PGC向UGC转化。

四、元宇宙何以赋能数字教育

(一)基于在线教育理论分析

1. 具身认知理论

具身认知是心理学中的新兴研究领域之一,其强调身体与心理的统一,反对笛卡尔的离身认知理论——身心二元论。在教育领域中,具身认知强调具有感知的身体认知过程、身体与环境的充分具身交互,并由此来寻找合适的学习方式。在元宇宙赋能数字教育的虚拟场域中,学习者能置身于更为广阔的社会文化环境中,提高了学习者对环境、社会的认知效率,增强身临其境的感知,充分调动身体系统去感知世界、与环境相融合,更好地实现具身交互。

2. 心流理论

“心流理论”(Flow)是由Mihaly提出,用于描述人全身心地投入某种活动时,不受周围环境其他因素影响,注意力高度集中于当前活动,并达到一种极致愉悦的心理状态[15]。在Flow状态下,学习者的学习动机不仅得以满足,还能大大提升其参与感、沉浸感,从而促使学习者寻找到自身价值的同时培养求知热情,将学习当作一次美好的旅行。值得注意的是,“任务难度”与“个人技能”是学习者能否进入Flow状态的两大因素。当难度大于技能时,学习者容易产生焦虑;当难度小于技能时,学习者则会感到懈怠;只有当两因素趋于平衡时,心流体验才可能发生。可见,心流理论所描述出的Flow状态,与元宇宙赋能数字教育下的虚拟场域構建与学习模式设计不谋而合,具有实践意义。

3. 情境认知理论。

情境认知理论注重有意义学习,认为知识应当向真实生活情境转化,运用到社会实践中,从而实现自身价值。情境认知理论关注知识、认知与学习,并强调实践性,它认为人的认知不是抽象的,而是在知识与社会具体情境的联系中发展起来的。元宇宙则能为学习者的课堂知识转化、实际技能锻炼提供具体的模拟情境,并在情境中添设相关问题,培养学习者解决实际问题的能力。例如,韩国教育科技公司Hodoo Labs推出的Hodoo English打造了一个以英语学习为目标的虚拟世界,学习者可以在5个大陆、30多个家乡村庄中游历,通过与NPC的对话实现交互式、沉浸式的英语学习。

(二)基于新型信息技术分析

1. 5G技术

元宇宙赋能数字教育,需要速率高、延迟低、高连接的网络服务环境来支持虚拟学习环境的运行。5G的传输速度能够达到4G LTE的十倍之高,这意味着5G技术能够突破网络传输限制,保证有着流畅的网络环境,让更多的学习者接入元宇宙虚拟学习环境。因此,元宇宙在线教育能够利用5G网络环境,突破智能技术融合赋能的通信屏障,构建万物互联的数字教育应用体系。

2. 云计算和大数据技术

云计算和大数据技术可以集合世界范围内的计算能力,采集世界范围内的物化数据,创建一个可观察、可计算、可预测的数据化世界[16],在整个元宇宙虚拟学习环境的庞大架构下,可以使用云计算和大数据技术,对教育资源进行整合,进行筛选分类,将资源上线到云平台,从而构建一个交互共享的数字教育环境,实现用户资源对接,提供精准化数字教育服务。

3. 虚拟现实技术

元宇宙赋能数字教育,需要提供给学习者沉浸式感官的虚拟学习环境。利用虚拟现实技术,可以实时生成一系列真实的声音、图像、感知等信息,提供学习者最真实的虚拟学习环境,从而真正提供交互式、沉浸式、想象式的在线学习服务。同时,虚拟感官设备也能给予虚拟学习环境中的学习者不同的学习感受。因此,参与者可实现与虚拟环境间的交互,有更多沉浸感,在体验与真实世界相似感觉的同时,使参与者具有更多想象性,变被动学习为主动学习,将理性认知与感性认知深度融合[17]。

4. 人工智能技术

人工智能技术作为主要支撑的智能教学系统,在元宇宙虚拟学习环境中,能够帮助学习者获取知识、学习技能。现阶段,数字教育可以利用人工虚拟技术整合收集高级教师的教学成果,并且进行科学性、针对性的分析和判断,对于不同的学习者提供具有针对性的学习资源,以及有效的、全面的学习服务,做到因材施教。

5. 区块链技术

区块链是按时间顺序排列的数据块式结构,具有分散性、可靠性、数据共享、安全性等特点[18]。基于以上特点,区块链能够保证数字教育中所产生的底层数据信息的保密性、安全性和可追溯性,能够充分支持数字教育认证系统的运行,有助于安全、完整、公开透明的知识成果共享和认证,确保数字教育应用生态体系的正常运转。

(三)元宇宙对教育产生的影响

改革创新必然是使教育走向更新颖、更便捷、更广泛、高效率,而元宇宙的应用就是关键。在科技革命的进程中,传统以教师、学校为中心的教育模式难以适应新时代对个性化科技人才的需求,以学习者为中心的教育模式得到认可并迅速发展。基于前文从理论基础和技术架构两个视角分析元宇宙何以赋能数字教育的基础,此处将从微观、宏观两个层面总结元宇宙对教育的影响。

1. 微观层面

(1)学习者的学习兴趣增强。在传统学习中,部分课堂因相关器材短缺,缺乏实验条件,教师往往只能照本宣科,导致课堂枯燥无味且效率不高,而元宇宙则可为实验操作提供虚拟场域,提高学生学习兴趣,使书本知识具有吸引力,让学习变得更加生动有趣。真实的在线体验感,促使学习者积极地进行自主探究、合作探索和认知整合,增强学习者情感表达、开放沟通和团结协作的能力。

(2)学习者沉浸式学习体验真切。元宇宙通过建立现实与虚拟世界的联系,使学习者拥有独立的学习空间,当学习者完全沉浸到虚拟世界时,现实世界并不会对其产生丝毫的影响,能够支持在线教育的学习活动、学习任务,使学习者学习效率、学习深度大大提高。

(3)学习的交互过程更加深切。元宇宙的赋能,提高了学习者对环境、社会的认知效率,增强身临其境的感知,充分调动身体去感知世界、与环境相融合,更好地实现具身交互。

(4)教师与学生间角色发生变化。在元宇宙时代,教学模式将转变为“以学习者为中心”,注重学习者的学习兴趣、积极性和主动性,突出学习者的学习主体地位。教师将在学习过程中更多地起到督促和辅助的作用。在未来,元宇宙还可能会给教师带来新挑战,职业身份面临转型,不断衍生出新的职业形态。

(5)教育资源更加丰富、有效。如今,大量的信息通过互联网来传播,极大地方便了网络用户。元宇宙可以在虚拟世界中保留下纸质书籍的实体感,又实现资源的丰富化和共享性。元宇宙可以智能供给资源,并且让学习者深处资源之中,从而达到资源服务与学习者认知的智能耦合。实现“所思有所得”,达到虚拟世界与现实世界的完美衔接。

2. 宏观层面

(1)促进教育产业的革新与发展。元宇宙的应用必然带动资本市场的发展,在教育方面元宇宙的融合会推动更多产业链的发展。元宇宙赋能数字教育为产业端培养和输送熟悉前沿科技趋势、具有相关技能和素养的知识人才。同时,有效推动我国教育新基建的落实,为优质教育惠及全体国民打下坚实基础。

(2)促进数字教育的创新发展。元宇宙教育将促进以教师为中心、教学场地受限、教学资源短缺的教学模式向以学生为中心、教学场地自由、教学资源丰富的教学模式转变。在这种模式下,教师将创新改善自己特有的教学方式,同时,也有助于个性化人才的培养。在社会需求的刺激下,不断会推出可在虚拟世界教学的軟件或工具,促使数字教育进入新的阶段。

(3)促进教育公平。基于区块链技术的教育资源体系的有效构建与合理使用,有助于消除一直以来我国在教育上的痛点,即消除教育鸿沟,促进教学资源的空间分布不均等问题的有效解决,让优质教育惠及每个家庭,以教育公平促进社会公平正义。

五、元宇宙视域下数字教育产业的多元构建

元宇宙的数字教育将引领人们走进场景学习、资源无限与沉浸交互相统一的产业发展新阶段,这不仅打破了二维网络技术主导下数字教育的发展瓶颈,促进人工智能与视觉沉浸的深度融合,提升学习者的课堂参与度,还推动了培养目标、资源生态、学习方式与教学模式的创新发展。

(一)培养目标:适应新时代的智慧型人才

一方面,元宇宙的构建、运行和维护涉及大量自然科学技术的支持,因而需要大量专业技术人员。未来数字教育需要主动承担培养智慧型人才的重任,不断完善相关课程内容体系,探索智慧型人才培养模式。另一方面,元宇宙通过统摄VR、AR和数字孪生等技术赋能数字教育,构建具体的知识学习情境,让学习者能够具身的体会完整学习过程,掌握学习的各个阶段,深化其对整体知识结构的认知。同时,教师在教学中多充当着引导思考、方案评估的角色,发挥着辅助学习的功能,有助于充分调动学习者的主观能动性,培养独立思考的能力。最终达到让学习者学习必要的知识和课程,掌握必要的技能,全面提高素质和修养的目的,成为适应新时代的智慧型人才。

(二)资源生态:师生共建,良性互动

从表2对调研的分析结果可以看出,在学习者对当前影响数字教育发展要素的满意度和重要性评价中,课程内容充实丰富、课程时长安排合理、课后习题和模考题提供讲解三个要素均高于平均水平,而课程内容需要付费、教师能够及时答疑解惑两个因素的满意度均低于平均水平,这说明当前数字教育产业的课程体系建设相对完善,但同时也存在不足之处。在课程资源设计中,教师作为开发个体难免存在局限性,而二维网络带来的空间阻隔感使学习者往往只能对知识进行被动消化,难以将主观意志有效地传达到授课教师,进行商讨互动,这就容易造成产品更新周期变长且不足之处难以反馈并得以改进等影响。元宇宙则提供了一个解决方案,教师与学生能在虚拟场域中,以数字化形象,共同参与学习资源的制作,成为教学活动的起点,再贯穿于教学活动的始终。并能通过评价反馈机制,对下一次的教学内容进行评估改进,在不断地学习与开发中,逐渐找到适合自身的个性化学习或教学策略,形成良性互动。

(三)学习方式:具身交互,仿真模拟

调查问卷数据反映,学习者对当前数字教育中的教师授课能够联系实际、教师能够及时答疑解惑、能够与其他同学交互讨论、平台操作流畅且不卡顿四个要素的满意度均低于平均水平,而重要性评价高于平均水平,这说明,目前数字教学在交互、情感、平台和主动性等方面难以取得实质性突破。而元宇宙赋能数字教育为解决上述难题提供了可能方案。以元宇宙在教育中的应用场景为例,不同地域的学习者能够通过登录元宇宙平台,以各自独特的虚拟化身进入同一空间进行学习,在平台规则的允许下塑造多元学习场景,与同学实现零距离合作探究、资源共享和具身交互,以低延迟、高沉浸的场景促使学习者进入“心流状态”。而针对实验操作类课程,无论是自然科学实验,或是社会科学实验,元宇宙都能够依据教学目标设定具体的学习情境,利用数字孪生和全息投影技术对显示参照物进行仿真模拟,让进行自然科学实验的学习者观测具体反应而不失科学性,熟悉操作流程而不失真实感的同时规避风险,进行社会科学实验的学习者能以低成本、高效率的方式获取实验数据。

(四)教学模式:多元参与,综合培养

在传统课堂和网络课堂中,基于师生各自明确的课堂角色,師与生、教与学往往是一种二元对立的关系,教师全权统筹对学生的教学管理、知识传授。诚然,学校教育、教师管理仍然是学生培养中最重要的一环,但如今社会教育、家庭教育同样对学生的个人素养有着举足轻重的影响力。因此,未来教育推进应当各方形成合力。元宇宙强大的技术支持与沟通、评价和交互机制则能打破传统的教育模式,不仅能够消解传统教学中师生二元对立的关系,还能建立起学校、社会和家庭等多方的协同参与机制,充分发挥学校教育对学生发展的决定性作用,辅之以必要的社会活动和家庭引导,凝聚多方力量,催生“多元参与,综合培养”的新一代“元宇宙+数字教育”模式。引导科技赋能与跨界融合、构建更加包容的数字生态环境,助力实现更加公平、开放、负责任和可持续发展的未来世界。

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