元宇宙+教育 | 教育元宇宙的挑战与展望

無所惧

教育元宇宙具有巨大的潜力，且应用前景乐观。实际上，在教育元宇宙的概念尚未流行之前，我国政府对于其底层核心支撑技术如AI、VR、AR在教育领域的应用就给予了大力支持，出台的一系列文件都提到要推进虚拟现实技术在基础教育、高等教育、职业教育等领域和物理、化学等高危实验性课程中的应用。


​近年来，很多学校纷纷开始建立虚拟现实教学实验室，这些都表明虚拟现实教育应用已经从“概念”走向“落地”。
但由于教育元宇宙描述的未来图景过于超前，现有的相关技术尚未成熟，而底层核心支撑技术的教育应用研究设计也相对简单，故目前已有研究结论的信效度、普适性等都有其局限性，教育元宇宙从理论到实现还有很长的一段路要走。
01 问题与挑战

缺乏顶层设计和评估机制

目前，我国对于元宇宙在教育领域的应用尚没有进行系统的规划，且缺乏明确的发展目标和市场机制。
近几年国家出台的文件仅是支持VR/AR教育应用的纲领性政策，而缺乏对各个学科、学段的教材内容与VR/AR教学方式之适配情况的系统性整理，没有形成统一的方案，如还没有教育元宇宙背景下信息网络、平台体系、数字资源等方面的顶层设计方案。
此外，相关理论研究和实践大多处于分散状态，缺乏相应的课程标准和评估机制，对于什么样的课程适合进行创新教学、能够取得什么样的效果、是否满足社会和国家的培养需求等问题还有待深入研究。
技术不够成熟，应用门槛较高

虽然我国在教育元宇宙底层支撑技术的开发与应用方面已取得巨大进步，但目前仍然存在许多技术难点有待突破，如5G网络不够普及、人工智能不够智能、虚拟现实不够沉浸、增强现实不够虚实融合、人机交互不够自然等。
此外，头盔、眼镜、手柄等专用硬件设备不够便携，操作也比较复杂，软件的功能设计和实际应用门槛矛盾突出。
整体而言，教育元宇宙底层技术的缺陷和优化问题使其应用的门槛较高，实现其推广与普及仍然任重而道远。
教学应用缺乏深入探究

目前，校园课堂的 VR/AR 教学应用产品以科普类的体验为主，很多停留在演示和简单交互阶段，而对于课程教学内容的深入探究不足。教育元宇宙在课堂中的应用要求远不止如此，因此还需要继续加强对课程知识体系的深层次建构。
此外，目前相关教学产品的设计主要以技术为导向，偏向于软件的设计和开发，而缺乏系统的教学理论支撑。在教育元宇宙新的学习环境下，教学应用的生产者需要考虑如何结合具身认知理论、沉浸理论等对教学内容进行创新设计，推出适合多模态学习环境的学习资源、教学应用。
警惕资本炒作和绑架

“元宇宙”概念火爆，其背后是否有资本的炒作还不得而知，对此人民日报、经济日报、证券时报等主流媒体也呼吁保持冷静。
在教育元宇宙中，用户的每分每秒都是在创作劳动，而生产资料被牢牢攥在平台手里，千千万万的普通用户是数字时代的无产阶级，游玩创作与劳动边界的模糊遮蔽了资本的剥削性。
此外，当前的教育元宇宙平台各自为阵，没有一个统一的标准，容易被资本和少数技术实力强大的公司力量所垄断和绑架。
存在伦理风险

现有对 VR/AR 学习环境的研究集中于探索课堂教学的教学效果、学习动机、学习态度等方面的影响，且多为正面作用的探究，而缺乏对负面作用和伦理问题的研究，因此教育元宇宙的风险评估案例尚待补充。
在教育元宇宙这一极度开放的世界中，学生如何正确树立伦理观有待探索与思考：
①从隐私的角度出发，在资本操控的元宇宙世界中，如何保护个体隐私数据、如何合理收集与储存学生数据等问题需要进一步讨论；
②从价值观念的角度出发，在打破国界、去中心化的元宇宙背景下，学生如何在不同文化输出和虚假舆论中建立正确的价值观与世界观，是挑战难度很大的一个问题。
此外，教育元宇宙因具身交互、沉浸体验以及对现实的“补偿效应”而具有强烈的“成瘾性”风险，此问题也需要引起高度重视。


02 展望和建议

目前，国内外对元宇宙在教育领域的应用研究尚处于萌芽阶段，相关的研究成果大都属于经验性的假设与设计。如果将现有技术的研究成果与国内具体的教育教学实践结合起来，深入探索元宇宙在教育领域应用的可行性，切实解决目前教育元宇宙存在的风险与问题，那么将有可能成功建立系统的教育元宇宙理论体系与应用模式。
从这一角度来看，教育元宇宙的健康发展将有可能带来新的教育教学变革、孕育新的教学方式与方法，成为解放教育行业生产力和创作力的契机。
明确目标和布局方案

教育管理部门应加强顶层设计，从战略高度明确元宇宙相关技术运用到教育教学中的发展目标和具体方案。
首先，应明确通过教育元宇宙培养学生哪些核心素质和能力、怎样设计课程内容、需要什么样的师资以及如何鼓励教师参与其中等问题；
其次，可以通过试点学校先行先试的方式，为普及化实施积累经验；
最后，应注重收集不同学段、学科一线教师和学生的需求，充分挖掘需求的多样性及其相应市场，积极、稳妥地推进教育元宇宙的应用。
聚焦多通道自然交互

元宇宙场景给人以很大的视觉冲击，这得益于计算机图形学、计算机视觉技术的迅速发展。但在一个理想的教育元宇宙学习环境中，教师和学生应能看到逼真的虚拟场景，且其教学行为交互也应非常自然。
因此，除了充分发展视觉体验技术，教育元宇宙不能忽视教学环境中自然交互技术的研发，要将视觉、听觉、姿态、手势、触觉甚至脑电等多种感官通道调动起来，聚焦多通道自然交互信息融合，营造一个逼真沉浸的、能提供多通道自然交互体验的教育元宇宙环境。
在此过程中产生的多通道信息，可以推动以多模态数据为基础的学习过程数据收集与教育大数据研究，从而帮助人们认识教育系统的复杂性和教育的发生、发展规律。
注重教学内容设计

在教育元宇宙的应用过程中，切忌本末倒置以技术为中心，要明确教学设计和教学活动才是重中之重，因此应加强对相应教学活动设计的关注。
在教学内容的选择方面，不能全盘将真实教学环境中的案例强行复制到教育元宇宙环境中；同时，要认识到虚拟是对现实的补充而不是替代，故教育元宇宙应遵循“能实不虚”的原则，我们应优先选择开发那些真实空间中不能实现或者实现成本代价较高的教学案例。
而在课堂教学中，由于教室空间有限或出于安全考虑等原因，应尽量少用头戴式 VR 眼镜这样全沉浸的重量级专用设备，而使用轻量级的平板电脑、半沉浸的 AR 眼镜等设备进行 AR 教学活动。此外，在教育元宇宙中开展教学活动时还应考虑新型设备和环境带来的教学效率低、课堂秩序混乱等问题。


元宇宙正在对在线教育发展产生革命性影响，我们正身处其中并将经历这一变化。视觉沉浸技术将超越数学推理和科学实验的认知局限，发展成为人类认识自然规律的第三类基本方法。元宇宙聚合了人类外化智能的各个技术领域，代表了视觉沉浸发展的高阶形态。元宇宙对在线教育的重塑是突破性的，将成为智能时代教育转段升级的创新奇点。
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​来源丨《现代教育技术》
作者丨蔡苏，焦新月，宋伯钧

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