本次主题学习为：元宇宙+教育。

 

附参考资料：

目 录

 

 

	元宇宙+教育

 

 

元宇宙推动教育的全面数字化转型…………………………………3

中小学教育元宇宙空间的构建及其教学应用………………………8

元宇宙+教育：未来虚实融生的教育发展新样态…………………17  

元宇宙与教育活动的“物质转向”:老故事与新实在……………31  

元宇宙视域下教育发展的机遇和挑战…………………………… 36  

元宇宙：未来教育的生发奇点与现实挑战……………………… 41

从虚拟现实到元宇宙：在线教育的新方向……………………… 51

 

 

全课程理念

 

 

全课程理念下课程整合的校本化实践…………………………… 66  

 

 

 

 

元宇宙+教育

 

 

 

元宇宙推动教育的全面数字化转型

杨宗凯

党的二十大报告明确要求“推进教育数字化”，并将教育、科技、人才三大战略进行统筹部署。当前，数字技术已经极大地改变了人们的生产、生活和学习方式，世界正加速进入数字化转型时代。新型冠状病毒肺炎疫情引发一场史无前例的大规模教育创新实验，加速线下教学活动线上化，导致传统教育观念发生深刻变化，师生期待教学体验再次提升。元宇宙是人工智能、存储、芯片、区块链、5G/6G、虚拟现实等技术创新的总和；是数字世界与物理世界融合的新产物，将重塑经济和社会形态，创造一个接近空间无限开放的平行世界，前所未有地增强人们的思维意识和感知能力；是互联网的更高级形态。元宇宙将引发教育场域、教育主体、教育资源、教学模式、教学评价等方面深刻变革，引领新时代的教育创新，推动教育的全面数字化转型，构建数字化、智能化的高质量教育支撑体系。

一、元宇宙推动教育教学空间向虚实融合升级

从互联网教育发展的视角来看，数字技术与教育教学融合先后经历个人计算机（personalcomputer，PC）互联网和移动互联网时代，从技术应用转向教育创新，对教育发展改革的推动作用大幅提升。个人计算机互联网时代，人们使用台式机和笔记本电脑以超链接方式访问网页、文本、图片、音视频等

数字资源，实现教学工具多媒体化、教学资源全球化、教学方式个性化、教学环境虚拟化和教学管理自动化。移动互联网时代，人们通过智能手机和平板电脑就能自由连接网络空间，高速率、大连接、广覆盖的移动通信网络，为海量数字内容的自由获取提供可能，催生在线学习、泛在学习等多种教育教学形态，网络空间成为连接、开放、共享、适切的终身学习体系的重要组成部分，带动“时时能学、处处可学、人人皆学”学习型社会的构建。

人工智能、大数据、虚拟现实、区块链、新一代通信技术等将推动元宇宙渗透到社会的各方面，引发生产力提升与生产方式变革。元宇宙的虚拟与现实、线上与线下融合的特征能够推动网络空间由平面转向立体，形成沉浸、多维、连接的虚实融合空间，极大拓展教与学的时空边界，引领教育系统全要素变革，构建更加适切、更高质量的终身教育体系，使得复杂教育问题的解决成为可能。在这一阶段，算力革命和能源革命带来一系列重大突破，推动教育等领域迎来高速发展，沉浸式教学、混合式翻转课堂、游戏化学习等开放教学模式将成为新常态。教育需要主动更新自身的理念、内容、方法、手段等关键要素，促进数字技术与教育教学深度融合，以适应社会发展对人才的需求。

二、元宇宙引领教育全要素系统性变革

随着元宇宙的快速发展，数据、算法等逐步成为重要的基础要素，虚实融合的智能教育将成为现实，教育的场域、主体、资源、模式、评价等方面将发生一系列深刻变革。

（一）开辟新场域

元宇宙构建虚实融合的多维教育场域，能够支持自主探究学习、海量信息服务、具身交互体验等，学习者可以自主选择并“重启”人生，在与同伴或虚拟化身的“在场”互动中释放其内在特质、个性和能力，真正实现有教无类和因材施教。元宇宙支持多通道感知和多模态交互，将认知、技能和情感根植于人与环境的互动过程，催化心理、感官和动作之间的耦合效应，实现从“旁观式学习”、“离身学习”向“参与式学习”、“具身学习”转变。这些转变有利于激发参与者的学习兴趣，提升多视角观察能力、综合性探究能力、多场景应变能力。

（二）融入新主体

元宇宙将虚拟化身引入教育场域，使得数字教育活动存在不同形态和身份的多类主体。例如，真人教师、虚拟教师、真人学习者、虚拟学习者，各类主体之间的多种交互形成复杂关系，引发师生角色、行为等变化。教师角色向价值引领者、学习指导者和社会陪伴者等转变，学习者角色向合作者、发现者、创造者等转变。智能化身具有强大的自学习能力，成为真人师生的助手与伙伴，在自主学习、协作学习等场景中发挥指导、监督、陪伴和服务作用，促进虚拟与真实主体之间的相互连接，助推优质教育资源共享，扩大教育的知识生产和社会价值。

（三）供给新资源

元宇宙颠覆以经验知识和技术知识为主的传统教育资源，生成自由创新的新型教育资源，将形成个人资源、校本资源、共享资源、企业资源等资源体系，以及用户生产内容、专业生产内容、专业用户生产内容等资源供给模式。教育资源具有真实度更高、交互性更强、操作更便捷、信息反馈更及时等特征，更好地支持跨越虚实空间的群体协作、自由探索和社交互动。在元宇宙中，师生既是资源的使用者，也是资源的设计者和创作者，能够采取个人自由创作、群体协同创作、机器智能生产等方式，制作适用于不同场景的教育资源，将教学活动转化为过程性资源，满足多样化的教学创新需求。

（四）塑造新模式

元宇宙重塑情景式教学、游戏化学习、个性化学习等教与学的模式。例如，在虚实融合空间中探究问题、设计实验、验证假设、改进方案，确保设计目标与验证结果的一致性，提升解决方案的可迁移性，破解现有教育教学面临的内容难理解、场景难再现、灵感难实现等难题。元宇宙支持沉浸体验、拟真交互、立体反思、抽象概括和实践应用，能够高保真模拟目标学习场景，允许参与者、设备、化身等开展实时交互，在群体协作和社交互动的过程中观察现象、协作互动和交流反思。元宇宙可以创设复杂问题情境，支持学习者以虚拟化身形态与同伴或者其他虚拟化身开展协作，在沉浸互动和群体协作中寻找可行、高效的问题解决方案。

（五）服务新评价

数字时代的人才需求发生重大转变，未来人才的数字能力培养更加强调信息与数据素养、沟通与协作、数字内容创作、安全、问题解决等，元宇宙支持面向教育教学全过程的纵向评价和面向德智体美劳全要素的横向评价，可以通过自动化、无感式采集手段获取全过程数据，利用智能计算得到情感、心理、能力等非结构化数据，立体化、多空间、多维度地跟踪、记录学习过程和行为轨迹，实现伴随性评价、动态反馈和及时干预。在元宇宙教育实践中，参与主体从教师、家长、同伴等真实主体拓展为真人与化身共存的混合主体，极大丰富评价的对象、内容和形式，推动传统评价（笔试、面试、实践操作）向开放性评价（活动评价、空间评价）延展，避免个体的价值观念和情感好恶干扰评价结果，提升教育教学评价的客观性。

三、元宇宙促进教育教学创新发展

元宇宙所具有的虚实融合、人机协同、数据驱动等特征，将促进教育系统在课程体系、教学方式、教学空间、教育决策等方面的创新与发展。

（一）打造新形态的数字化课程

元宇宙的教学目标和内容由相对稳定转向动态变化。学习静态知识对于满足个体生存需求的价值大大降低，以知识复制为主的课程难以真正适应元宇宙时代的人才培养需求。元宇宙支持构建全面的数字素养培育课程体系，提供面向混合式学习单元的数字化课程，能够按需设计课程目标、课程内容和教学活动，制定适应数字环境的职业能力、学习能力、综合素养等典型任务，通过真人与化身的“在场”互动，将学习内容通过可视、动态、参与等方式传递给学习者，在有限的物理空间和无限的虚拟空间中再现知识产生的情境和过程，以生动的自我体验代替简单的知识复制。这种融入身体、思维和情感的课程设计能够为学习者提供真切、独特的学习经历，实现教育教学的本源追求。

（二）提供高沉浸感的混合式教学模式

元宇宙的混合式教学能保留面对面学习的督导和氛围，又增加在线学习的自主性和灵活性，帮助教师与学习者便捷转换不同的教与学方式、保持教育教学过程的连贯性、低成本获取形态丰富的教学资源。如打造沉浸式同步互动课堂，为学习者提供高度沉浸、拟真交互、动态实践的虚拟教学环境，以及异地分布的师生及其虚拟化身共同开展“在场”的沉浸式教学。此外，元宇宙能够采集学习者在多空间的全过程性数据，促进教与学的要素信息在师生之间的双向流通，针对自主学习、协作学习、个性化学习等场景，提供学习画像生成、学情诊断分析、资源智能推送和学习路径指引等服务，帮助教师全面、精准掌握学习者的学习成效、兴趣爱好、生理状况、心理状态等，以便及时调整教学策略。

（三）构建虚实融合的多维教学空间

元宇宙的教学空间从单一的物理空间转向虚实融合的多维空间，打破在固定地点集中授课的时空限制，满足学习者个性化的学习需求，推动教育教学从统一化、规范化向个性化、终身化方向发展。教师和学习者既可以开展面对面教学，也可以在虚实融合空间同步“在场”交流互动，还能够自行设计个体专属的教学空间。根据学科特性和课程要求，从用户体验出发，兼顾教和学两方面的需求，重新定义教学空间的功能和属性，实现教学资源可交互、学习结果可测量，提升学习者在资源获取、情境理解、审美感知等方面的学习体验，满足多样化教学需求。

（四）支撑数据驱动的拟真式教育决策

元宇宙通过人工智能、大数据、数字孪生等技术连接教务系统、管理系统、安防系统等各级各类教育政务服务信息化平台，实时采集、汇聚虚拟和物理空间中教育教学的全过程数据，模拟教育教学活动的动态运行过程，生成与现实教学环境平行运转的镜像系统，结合智能建模、学习分析、精准干预等技术，形成数据驱动的教育决策方式，持续优化教育监测与管理效能。教育决策部门能够通过镜像系统开展拟真推演和动态治理，综合分析决策成效和潜在风险并制定相应对策，为超大规模的教育治理提供更加高效、更加精准、更加科学的决策依据，实现教育治理的提质增效。

四、元宇宙将为教育开辟广阔的新发展空间

在未来一二十年甚至更长时间，元宇宙的支撑技术将持续发展，其虚实融合、人技协同的优势将更加凸显，对教育变革的促进作用更强。未来人才需具备自主创新、协作沟通、计算思维、跨界融合、复杂问题解决等关键能力和核心素养，要更新教育理念、变革教育制度、培养领域人才，以元宇宙推动教育全面数字化转型。在高等教育领域，元宇宙支撑“新工科”工程实践育人平台和产教融合创新平台，形成“远程协作＋虚实联动”的项目式教学，助力培养“卓越型”、“领军型”工程科技创新人才。元宇宙能够生成平行于物理世界的农业生产全过程管理镜像系统，实现种植、生产、加工的自动化、精细化、智能化作业，构建“数据＋算法”的一体化预测模型，形成最佳的农业种、产、销方案，以技术赋能“新农科”人才培养。元宇宙推动医学教育组织系统化变革，构建数据驱动的精准化、智能化医学教育平台，塑造开放、沉浸、连接、共享的医学教育新模式，提高“新医科”人才的岗位胜任能力。元宇宙打造“新文科”虚拟实验平台，满足大专业和学科交叉的实践教学需求，形成数据驱动的文科学术研究新范式，在热点事件分析、行为规律解读、发展规律发掘等方面发挥重要作用，塑造人类思想的创新实验室。

元宇宙对教育而言，可以把不可能变成可能，把“小能”变成“大能”。随着元宇宙不断发展，“全人教育”、“终身教育”、“素质教育”等理念将引领教育变革与创新，教育制度是影响教育改革的关键性因素。学制改革成为适应教育任务、教育环境、学习方式等变化的切入点，要将学校系统、数字学习空间系统、终身学习系统等相关社会系统置于同一框架下统筹设计，构建以学习者为中心、多元灵活、开放共享的教育大系统，促使适应学校教育的单一学制向适应教育集群的多元学制转变。元宇宙中的多元化教育集群、开放式教育资源和碎片化教育活动对教育管理、教育资源的供给、使用等提出挑战，还需要与之适切的一系列教育制度，规范元宇宙中的教育活动和行为，保障数字教育资源的科学使用和有效供给，促进教育数字化转型的可持续发展。

 

摘自《教育研究》，2022年第12期

摘录者：江苏省沙溪高级中学 教科室 黄菊

 

推荐理由：元宇宙是人工智能、存储、芯片、区块链、5G/6G、虚拟现实等技术创新的总和；是数字世界与物理世界融合的新产物，将重塑经济和社会形态，创造一个接近空间无限开放的平行世界，前所未有地增强人们的思维意识和感知能力；是互联网的更高级形态。元宇宙将引发教育场域、教育主体、教育资源、教学模式、教学评价等方面深刻变革，引领新时代的教育创新，推动教育的全面数字化转型，构建数字化、智能化的高质量教育支撑体系。本文能够比较全面地帮助我们了解元宇宙对教育数字化转型的影响。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

中小学教育元宇宙空间的构建及其教学应用

王同聚

摘要：随着新技术的迅猛发展，元宇宙快速进入社会多个应用领域，教育元宇宙应运而生。目前，我国教育元宇宙的应用尚处于初级阶段。为推动教育元宇宙在中小学校的落地实施，文章首先厘清了“元宇宙”与“教育元宇宙”的概念，然后通过对教育元宇宙的关键技术、框架设计、场景构建、教学空间等方面进行统筹规划，构建了中小学教育元宇宙空间，其架构包含基础设施层、技术平台层、智能感知层、应用展示层。最后，文章依托教育元宇宙空间，在中小学学科教学中开展了 XR 和“三师课堂”教学探索性实验。在教育元宇宙空间，人类教师、虚拟数字人教师和智能机器人教师以“三师课堂”形式协同授课，实现了跨越时空的师生互动交流，既能减轻教师的工作负担，也能发展学生的核心素养、提升其学习成效，有助于创新人才的培养。

关键词：教育元宇宙；虚拟数字人；智能机器人；“三师课堂”；中小学学科教学；智能技术应用

一 研究背景

随着人工智能(Artificial Intelligence，AI)、扩展现实(Extended Reality，XR)、物联网(Internet of Things，IoT)、5G、区块链、数字孪生、脑机控制等新技术的迅猛发展，“元宇宙”快速走进大众视野。 2021年10月29日， 扎克伯格将“脸书”(Facebook) 更名为“元”(Meta)，“元宇宙”成为了年度流行热词，2021年亦被视为“元宇宙元年”。元宇宙涉及人类社会的各个领域，既要有多学科、跨学科研究的融合度，也要有单一学科研究的精深度。随着元宇宙时代的到来，元宇宙在教育领域的应用将开启“教育元宇宙”的新纪元。

教育元宇宙以技术为体、以教育为魂、以育人为本，将推动“互联网+教育”时代走向“元 宇宙+教育”新时代。顺应时代发展的趋势，各地学校要积极打造教育元宇宙教学空间，让教师适应“元宇宙”教学场景，并在教育元宇宙空间开展丰富多彩的教学活动。人类教师进入虚拟空间后，将通过数字化以虚拟数字人形象行走于虚拟世界。虚拟数字人可以作为教育元宇宙形象代表，成为人类教师的得力助手和智慧伙伴；而智能机器人在AI技术的支持下可以实现语音识别、图像识别、智能感知、智能应答、智能移动等操作，并可在教室里提供模式识别、行为 分析、人机交互、问题答疑等功能，亦能成为人类教师的帮手。虚拟数字人和智能机器人能够以助教的角色协助人类教师完成重复性、繁杂性、程式性、机械性的工作，因此未来的课堂教学将会由人类教师、虚拟数字人教师和智能机器人教师三元一体协同授课，以“三师课堂”形式共同完成教学任务。

目前，教育元宇宙的相关应用研究已在一些高校展开，如蔡苏等在北京师范大学搭建了“VR/AR+教育”实验室，并基于VR/AR的理科虚拟实验室和文科沉浸式情境体验教学实验，开展了教育元宇宙的教学应用研究；华子荀等在广东第二师范学院开展了教育元宇宙的应用实验，通过创设“图书馆”“校园”“教室”三类教育元宇宙场景，分别对应序列型指引、综合型探究、众创建构三种学习活动；刘革平等在西南大学探讨了教育元宇宙在素质教育、全纳教育、职业教育、终身教育等领域的应用场景。但是，目前我国在中小学搭建教育元宇宙空间和开展教育元宇宙教学应用的研究案例并不多见。 2022年，我国各地政府相继发布支持元宇宙产业落地的政策文件，其中北京市通州区人民政府、北京市科学技术委员会等印发的《北京城市副中心元宇宙创新发展行动计划(2022-2024年)》推出了一批元宇宙应用场景，其中“元宇宙+教育 场景”主要用于支持“元宇宙教育实验室”“智能学校”等智慧教育试点示范建设，加快虚拟现实技术在职业教育、基础教育等不同教育阶段的应用，支持建设新型虚拟仿真实训基地、产教 融合智慧云平台，推动科普、培训、教学、科研的融合发展等。为落实国家教育数字化战略行动计划，有必要在中小学开展教育元宇宙和虚拟数字人实验的相关研究，以带动教育数字化转型和智能升级、创新数字资源供给模式、深化教育教学改革创新、促进教育公平和提高教学质量。为此，本研究聚焦于中小学教育元宇宙空间的构建，并开展了相关的教学探索性实验。

二 “元宇宙”与“教育元宇宙”

1 “元宇宙”的概念

目前，公认的“元宇宙”(Metaverse) 概念来自美国作家尼尔 ·斯蒂芬森于1992 年出版的 科幻小说《雪崩》(Snow Crash)，书中的主角 Protagonist 带着防护眼镜和耳机进入元宇宙，在 数字世界中以自己定制的化身形象出现。目前，国内学术界尚未就“元宇宙”的概念达成共识。 例如，沈阳认为元宇宙是整合多种新技术后产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，其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 搭建经济体系，并将虚实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，使每个用户都可以进行内容生产和编辑；陈刚等认为，元宇宙是利用科技手段进行链接、创造并与 现实世界映射、交互的虚拟世界， 也是具有新型社会体系的数字生活空间。当前，人们对元宇宙的探索仍处于起步阶段，因此“元宇宙”是一个不断发展、演变的概念，需要对其内涵继续 进行整合、提炼、归纳和总结，使其更加贴合现实应用场景的需求。此外，“元宇宙”的概念需 适合在多个领域应用，故要从技术支撑、拓展属性、人机融生、生存空间、构建阶段、主要特 征等多个层面对其概念进行界定。

基于上述分析，本研究通过对多名研究者的相关观点进行梳理、归纳，提出元宇宙是基于 AI、IoT 、XR、数字孪生、区块链、脑机控制等新技术，将现实世界与虚拟世界进行交互融合， 通过自然人、智能机器人和虚拟数字人三元融合共同参与数字社会活动，由数字孪生、虚拟货 币、虚拟原生、虚实共生、虚实联动构建而成的数字化生存空间。元宇宙的出现，实现了生活 空间、感官体验、视角维度、思想实践、消费空间等的拓展。

2 “教育元宇宙”的概念

“教育元宇宙”(Edu-metaverse) 的研究刚刚起步，其相关理论研究成果较少。华子荀等认为，“教育元宇宙”可被理解为元宇宙的教育应用，其为教师、学生、管理者等创建数字身份，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；刘革平等认为，教育元宇宙是利用XR、数字孪生、5G、人工智能、区块链等新兴信息技术塑造的虚实融合教育环境，具有虚拟与现实全面交织、人类与机器全面联结、学校与社会全面互动的特征。值得一提的是，这两位学者还根据自己在高校的工作经历，从技术、应用、呈现形式等层 面对“教育元宇宙”的概念进行了解读。但是，目前国内对“教育元宇宙”的概念尚未有明确、统一的界定，需要对其概念做进一步的梳理、归纳和总结，使其更加贴近现实教育场景，以推进元宇宙在教育领域的应用。

在梳理多名研究者对“教育元宇宙”相关论述的基础上，结合七年来笔者在教学中应用VR、 AR、MR的实践探索，本研究归纳“元宇宙”的概念并预测其发展趋势后认为：教育元宇宙是 在AI 、XR、IoT、区块链、数字孪生、脑机控制等技术的支撑下，集智慧育人空间、虚实教学 体验、跨越时空交流、三师协同授课和多种教育资源于一体的智能教育教学应用场景，其通过人类教师、虚拟数字人教师和智能机器人教师三元一体协同授课，以“三师课堂”形式在现实 空间和虚拟空间共同开展教学活动，能够实现人机交互、虚实交互、智能交互、情境交互、体感交互、脑机交互和师生交互。

厘清“元宇宙”“教育元宇宙”的概念后，如何在中小学校落地实施教育元宇宙的问题便提上了日程。本研究通过对教育元宇宙的关键技术、框架设计、场景构建、教学空间等方面进行统筹规划，首先从理论上构建中小学教育元宇宙空间，然后从教育元宇宙的硬件配置、资源开发、教学应用等方面开展探索性实验，以不断挖掘教育元宇宙与中小学教育深度融合的潜力，开发具有实践性和指导性的教学案例，从而为中小学教育元宇宙的理论与实践研究提供参考。

三 中小学教育元宇宙空间的构建

从理论上进行设想，中小学教育元宇宙空间应是一个集教学、体验于一体的智能交互空间， 由人类教师、虚拟数字人教师和智能机器人教师以“三师课堂”形式协同授课，并通过基础设施层、技术平台层进入教育元宇宙，通过智能感知层实现语音交互、体感交互、人机交互，通过应用展示层创设教育元宇宙的教学应用场景。基于此，本研究构建了包含基础设施层、技术平台层、智能感知层、应用展示层的中小学教育元宇宙空间，其架构设计如图1所示。

图1 中小学教育元宇宙空间的架构设计

1 基础设施层

基础设施层为教育元宇宙提供网络设施、软件平台和硬件设备支持， 主要由互联网接入、 物联网接入、元宇宙软件平台和元宇宙硬件设备组成。

①互联网接入：采用光纤网络+5G WiFi网络接入方式，确保网络畅通，是通往教育元宇宙空间的“信息高速公路”。

②物联网接入：能够实现物与物、物与人、人与人之间的连接，涉及各种传感器、 感知设 备、网络传输模块等。

③元宇宙软件平台：主要为教育元宇宙空间提供软件环境支持，如XR资源平台、虚拟数字 人制作平台、3D建模平台、虚拟直播平台等。

④元宇宙硬件设备：主要为教育元宇宙空间提供硬件保障，如语音交互智能机器人、VR交 互无人机、智能音箱、智能体感设备、智能动作捕捉设备、脑机控制设备、头戴式XR眼镜等。

2 技术平台层

技术平台层是在云计算、大数据、 AI 、XR、IoT、区块链、数字孪生、脑机控制等技术的 支持下，主要为教育元宇宙空间提供算力、算法和数据支持。

①计算技术：为教育元宇宙提供算力支持， 以支持语音控制、XR应用、机器人控制、无人 机控制等软件的开发与应用，具体包括云计算、普适计算、边缘计算等。其中，云计算具有分 布式存储和计算、高扩展性、高可用性、用户友好性等特征 ；普适计算能够在任何时间、任 何地点、以任何方式进行信息的获取与处理；而边缘计算可以缓解云计算中心的压力，提高 可用性，并能够保护数据安全和隐私。

②核心算法：为教育元宇宙空间提供各种智能设备操作和各种算法的支持，通过算法设计 与分析，为平台各应用系统的编程提供可靠算法设计思想和算法分析基本原则，具体包括AI、 大数据、区块链、数字孪生、互联网/物联网、物理引擎。其中， 区块链技术可用于完善数字内 容的确权，使创作的数字内容具有资产属性；而数字孪生技术以数字化的方式建立物理实体的 多维动态虚拟模型， 可用于仿真物理实体在真实环境中的属性、行为等。

③交互技术：语音交互、体感交互、脑机交互等多种交互技术在教育元宇宙空间运行时， 需要调用大量的数据作支撑。例如，在交互的过程中需要调用设备综合数据、平台基础数据、第三方应用数据、教学资源数据、过程性生成数据等多种数据。

3 智能感知层

智能感知层是教育元宇宙空间的“感觉器官”，由模式识别、感知控制两大模块组成。在AI、5G、XR、IoT等技术的支持下，人们通过眼、耳、口、鼻、脑、身实现视觉增强、听觉延伸、 味觉拓展、嗅觉灵敏、意识映射和体感交互，达到智能感知、智能分析、智能判断、时空延展 和人机融合的感官体验效果。

①模式识别：包括文字识别、语音识别、图像识别和人脸识别等。例如，应用文字识别， 可以将文字转成声音文件或将声音文件转成文字；应用语音识别，可以与智能音箱或智能机器 人进行语音交互；应用图像识别， 可以扫描图片转成文字、手机拍照识别植物等；而人脸识别 可用于课堂监测、校园安防、学生身份识别等。

②感知控制：包括感应控制、体感控制和脑机控制等。其中， 感应控制可以通过各种传感 器应用提升控制的精细化、智能化水平，如教育机器人通过超声波传感器、红外传感器、温度传感器、智能化数字传感器等感知外部环境，从而在教育元宇宙空间实现自动避障、自动测温、智能应答；体感控制是使用肢体动作与周边体感设备进行互动，如通过各种可穿戴设备与头戴式VR眼镜中的操作对象进行虚实交互、体感交互；脑机控制是用人脑控制外部设备将思考转化 为行动，如利用脑机控制头环控制计算机操作，完成文本输入和文件的编辑、排版等。

4 应用展示层

应用展示层是教育元宇宙的应用展示窗口和教学应用场景，能为师生提供信息发布平台与各种教育元宇宙的应用体验。

①微信公众号/视频号：可发布教育元宇宙教学活动信息和元宇宙应用视频展示内容。

②教育元宇宙应用资源网站： 展示引进或自主开发的教育元宇宙教学应用资源。

③智能机器人应用：由中央处理器、多种传感器和效果器等组成。在人工智能、大数据、物联网等技术的支持下，用于教学的智能机器人具有相当发达的“大脑”，存储了海量的各学科知识信息，能够进行人机交互对话。在教育元宇宙空间，智能机器人可担任人类教师的助教，学生遇到的概念性、知识性问题可由智能机器人来解答。

④虚拟数字人应用：主要利用智影、元娲、希壤、Snasp Camera 、XSplit VCam等多种虚拟 数字人平台自主开发的各类教学视频，通过虚拟数字人完成线上线下视频授课。在教育元宇宙空间，虚拟数字人拓展了自然人在虚拟空间的数字融合应用能力，可以担任人类教师的助教。

⑤XR与全息投影应用： 主要放置VR/AR/MR设备和全息投影设备，分别应用于VR学科虚拟 仿真实验操作、VR在学科教学中的应用、VR与智能体感设备配合应用等；AR图书、AR卡片、AR在学科教学中的应用；通过头戴式MR眼镜展示各种大型模拟实验，如智能机器人组装、高精密机械修理、动物解剖实验、危化品爆炸实验等；通过全息智能音箱和3D全息风扇屏，实现自然人与虚拟影像的人机语音交互，并在虚拟环境中让全息数字人进行学科知识答疑、才艺技能展示、学科知识教学等。

⑥体感/动捕/脑电控制应用：可以通过动作捕捉设备、摄像头与虚拟数字人平台联动，实现 自然人与虚拟数字人的交互；通过智能脑机头环，实现脑机交互打字、脑机交互操作计算机、学习状态捕获、学习效率分析等。

⑦3D建模编程应用：应用UE5虚幻引擎、 MetaHuman等软件，完成虚拟数字人的建模、设 计、捏脸、服饰装扮等任务；可以制作高仿真的虚拟数字人，为“三师课堂”提供虚拟数字人教师资源。

四 中小学教育元宇宙空间在学科教学中的应用

2015年，笔者创建“智创空间”的同时，配备了多种XR设备和AR图书资源； 2016年， 笔者 将VR、AR 、MR技术(含可穿戴设备)作为创客教育“新三剑客”，开展了XR在教学中的应用实验研究。近年来，“智创空间”又配备了全息投影设备、裸眼3D设备、交互体感可穿戴设备、脑机控制头环、物联网感知设备、教育智能机器人、脑机控制无人机等多种硬件设备，并搭建了虚拟数字人制作平台、VR资源开发编程设计平台等软件平台，在此基础上构建了教育元宇宙空间，为开展中小学教育元宇宙实验提供了有力的软硬件支持。依托教育元宇宙空间，本研究在中小学学科教学中开展了XR和“三师课堂”教学探索性实验。

1 XR 在中小学学科教学中的应用

XR是VR、AR、MR等多种技术的统称。VR是纯虚拟数字画面，其主战场是虚拟世界，人们使用VR设备探索人工创建的虚拟世界，追求沉浸感；AR是虚拟数字画面+裸眼现实，其主战场是现实世界，人们使用AR设备产生的虚拟信息提升探索现实世界的能力，具有极强的移动性；MR是数字化现实+虚拟数字画面，MR与AR更为接近，都是一半现实一半虚拟影像。

（1）VR在中小学学科教学中的应用

VR是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境，具有沉浸性、交互性、构想性和智能性。在教育元宇宙空间，可以使用VR设备开展中小学各学科内容的教学，如通过中央电化教育馆的“虚拟实验教学服务系统”（网址：https://vlab.eduyun.cn/）进入物理、化学、生物学、科学虚拟实验室平台，学生借助头戴式VR眼镜（如HTC、PiCO）和操控手柄，即可在虚拟空间身临其境般地使用、操作各种实验设备，进行实时交互、观察各种实验现象，如用头戴式VR眼镜探究电压与电流之间的关系、头戴式VR眼镜观察点燃镁条的化学反应等。另外，通过桌面式VR一体机，学生可以使用相关设备操作各学科的VR课件资源并进行人机交互，如利用“桌面式VR一体机+全息投影”，学生通过裸眼即可观看蝴蝶从“幼虫→成虫→茧蛹→蝴蝶”的蜕变全过程；利用“桌面式VR一体机+激光笔”，学生可以进行拆解发动机的实验，而通过对发动机的每个部件进行拆分和重新组装，学生可以直观地了解发动机的组成结构和工作原理。在教学中使用三维模型、三维仿真、三维动画等可交互式操作的VR资源，进行趣味性、直观性、应用性、沉浸式的情景再现，可以实现人机交互的教学活动和实操训练，让学生获得具有真实感和沉浸感的学习体验。

（2）AR在中小学多个学科教学中的应用

AR是基于计算机的显示与交互、网络的跟踪与定位等技术，将计算机形成的虚拟信息叠加到现实中的真实场景，以对现实世界进行补充，具有虚实结合、实时交互、沉浸体验三大特性。教师在组织开展中小学各学科教学时，师生均可通过手机或平板电脑的摄像头观看AR地球仪、AR图书等AR素材提供的AR特效，并通过相关APP控制虚拟画面中的机器人做出相应动作。在智慧教室，通过AR+AI抠像，可将人物经由AI抠像提取后的影像放置到相应场景中进行情景还原和场景再现，真正实现虚拟影像叠加在真实场景的AR特效。

（3）MR在学科教学中的应用

MR是数字化现实加上虚拟数字画面，即通过在现实场景呈现虚拟场景信息，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。MR技术结合了VR、AR技术的优势，具有VR和AR相融的双重特征。例如，教师在讲授汽车底盘模型结构时，学生可以使用头戴式MR眼镜对虚拟的汽车底盘进行组装并调试每个部件；学生在进行建筑模型设计时，可以多人同时使用头戴式MR眼镜，取得多人协同操作、实时交互、虚实互融的学习效果。此外，利用MR组织教学，还可以通过创设虚拟情境、明确探究问题、多人协同交互、拓展延伸空间来实现教学场景设计。可以说，MR缩小了真实世界与虚拟世界之间的差距，将知识体系同时朝横向、纵向方向上拓展，可以帮助学生发现更深层次的问题，并为快速解决现实问题搭建虚拟化、数字化的学习平台。

2 “三师课堂”在中小学学科教学中的应用

“三师课堂”是由人类教师、虚拟数字人教师和智能机器人教师三类教师协同开展的课堂教学，其教学模型如图2所示。三类教师虽然角色不同、分工不同，但有共同的目标，能够团结一致、三体合一，协同完成教学任务。

图2“三师课堂”教学模型

本研究以融合人工智能技术与虚拟现实技术开发的教学案例——“语音交互悬空体感爵士鼓的设计与制作”课程为例，来介绍“三师课堂”中三类教师的授课分工。语音交互悬空体感爵士鼓是一个数字化虚拟爵士鼓，其使用语音交互、虚实交互、体感交互等方式进行演奏。制作语音交互悬空体感爵士鼓需要利用方位计、重力传感器、陀螺仪、超声波传感器、蓝牙模块、语音控制模块、控制器等多种硬件设备，并需要通过图形化语言或Python语言进行编程。

（1）虚拟数字人教师：负责线上线下视频授课

虚拟数字人教师是通过虚拟形象建模、文本输入、文字识别、语音合成、自然语音处理、

动作捕捉、动作设计、视频生成等多个设计步骤，生成的数字化身人物形象。笔者利用智影、元娲两个平台，制作了虚拟数字人教师——“小慧”。课前，教师只需将提前准备好的PPT课件和虚拟数字人教师要讲解的每张PPT文字内容分别导入虚拟数字人制作平台，再经过场景、人物、服饰、动作、语调等一系列设置，即可自动生成虚拟数字人的授课视频。“小慧”可以通过线上线下进行视频授课，具有真人形象和发音，有丰富的肢体语言，发音纯正而不夹带方言，讲解内容清晰、精准而不会出现口误，是帮助人类教师授课的虚拟助教，能根据PPT内容出色地完成授课任务，可以代替人类教师通过视频向学生讲解“语音交互悬空体感爵士鼓的设计与制作”课程的全部授课内容。

（2）智能机器人教师：负责知识性问题的答疑

教育元宇宙空间配置的智能机器人能够通过人脸识别技术识别学生身份，已存储了海量的各学科知识信息，能够通过智能语音交互功能进行人机交互对话，可担任人类教师的助教。笔者对具有语音交互功能的人形智能机器人经过二次设计、开发，制作了具有个性化语音交互和人脸自动识别验证身份功能的智能机器人教师——“小智”。在教育元宇宙空间上课时，“小智”的任务是为学生答疑解惑，尤其擅长为学生解答各种知识性、概念性疑难问题，且对各类概念性知识点的回答能做到解答精准、反应敏捷、有问必答、不会出错，回答问题的快捷度、精准度、知识量、记忆力等已远远超越了人类教师。学生制作悬空体感爵士鼓时，如果遇到了知识性、概念性难题，便可直接向“小智”求助——只要呼唤他的名字“小智”，他就会自动走到学生身边，用自带摄影头自动识别学生身份，并能精准回答学生所提出的问题。

（3）人类教师：负责线下现场教学活动的指导

在教育元宇宙空间上课时，“小智”“小慧”两个贴身助教可以承担大部分重复、繁重的知识性教学任务，这在“双减”背景下首先减轻了人类教师的授课负担，使人类教师可以集中精力去重点解决学生制作悬空体感爵士鼓过程中遇到的技术难题（如硬件设计制作、软件程序编写、作品联合调试等方面的难题），并让人类教师有更多的时间与学生沟通交流，引导学生完善项目设计方案，培养学生设计出创新性、智能化的优秀作品；同时，人类教师也有更多的时间去关注学困生的发展，并对情绪波动的学生及时进行心理疏导，给予情感关怀，提升心理素质，从而达到培优补差、提高学习成效、实现教育公平的目标。在教育元宇宙空间制作悬空体感爵士鼓的过程中，人类教师承担组织者、引导者、参与者、设计者、陪伴者、评价者的角色，重点培养学生的项目规划、计算思维、创意编程、综合设计、开拓创新等能力，发展其核心素养。

教育元宇宙空间为“三师课堂”提供了广阔的发展平台，而人类教师、虚拟数字人教师和智能机器人教师可以取长补短、协同工作。学生在教育元宇宙空间进行学习时，可以同时接受人类教师、虚拟数字人教师和智能机器人教师的协同授课，并根据遇到的不同问题分别向他们求助。“三师课堂”的实施，既能为人类教师减负、提高其教学效率，又能提升学生的学习成效。

五 结语

通过构建中小学教育元宇宙空间，让元宇宙和虚拟数字人走进中小学日常教学，中小学师生可以直观地感受教育元宇宙的各类应用场景。通过XR和“三师课堂”在中小学学科教学中的应用，本研究将教育元宇宙空间与现实场景应用相结合，实现了跨越时空的师生互动交流，既减轻了教师的工作负担，也发展了学生的核心素养、提升了其学习成效，有助于创新人才的培养。后续研究需要进一步优化教育元宇宙空间的建设，将教育元宇宙、虚拟数字人、智能机器人技术与课堂教学进行深度融合，以推动未来教育的数字化转型和智能升级；同时，顺应人工智能时代的教育发展需要，培养智慧型、创新型人才，使教育元宇宙为师生造福，实现新技术与教育的双向促进和良性发展。

出处：《现代教育技术》2022年11期

摘录者：太仓市双凤中学教科室 王丽芳

推荐理由：本文通过对教育元宇宙的关键技术、框架设计、场景构建、教学空间等方面进行统筹规划，构建了中小学教育元宇宙空间.文章依托教育元宇宙空间，在中小学学科教学中开展了 XR 和“三师课堂”教学探索性实验,实现了跨越时空的师生互动交流，既能减轻教师的工作负担，也能发展学生的核心素养、提升其学习成效，有助于创新人才的培养。

元宇宙+教育：未来虚实融生的教育发展新样态

李海峰，王炜

（新疆师范大学，新疆乌鲁木齐830017）

【摘要】“元宇宙+教育”为未来教育发展提供了新方向，其深度沉浸体验、具身社交网络、群体自由创造、社会生态文明以及虚实融生共在等特征为构建虚实融生的未来教育形态提供了新可能。教育元宇宙为教育新基建建设提供了新方向，为高质量教育教学提供了新支持，为学习过程提供了新场域。在人工智能、区块链、物联网以及学习分析等技术的加持下，教育元宇宙将会构建成以资源生态、社会交往、探究学习和评价系统等为核心的智慧学习空间，形成虚实融生和跨界探索的学习模式，最终实现以现实物理世界为核心的教育元宇宙与星际文明共在的未来教育形态。教育元宇宙将会在泛在可验证的智慧学习、深度沉浸的体验性学习、跨时空的深度协作发现式学习以及虚实融生的协同知识生成学习等方面对现有教学产生重要影响。教育元宇宙的未来发展需要制定通用技术标准、构建融发共同体、探索教育元宇宙教育模式以及规避“缸中之脑”风险。

【关键词】教育元宇宙；在线学习；未来教育；虚实融生；学习空间

一、元宇宙时代来临与教育发展新契机

2021年被称为元宇宙元年“自从罗布乐思（Roblox）上市引爆“元宇宙”以及脸书（Facebook）更名为元宇宙（Meta）开始,“元宇宙”这一概念迅速引发世界众多国家、公司、团体以及个人的高度关注和急速行动。中国电信在盘古计划2.0中全面布局元宇宙，致力打造元宇宙与算力的建设整合者、元宇宙社会生态及其内容创设的创新协同者、元宇宙开发平台与应用服务的继承者^⑶。清华大学的“元宇宙特别计划”围绕“艺科元宇宙”主题呈现了未来博物馆、未来科技馆、未来城市、宇宙探索以及文化遗产等^⑷。易凯资本在其2021元宇宙报告中指出，元宇宙将重构人们的生产模式、组织治理方式以及生活方式^⑸。2021年12月，虚拟游戏平台Sandbox以430万美元的价格售出了一块“元宇宙”虚拟土地,更是将各界对“元宇宙”的关注推向了高潮。

元宇宙学校的创建为未来元宇宙教育的发展提供了新可能^⑹，诸如虚实同步与高度仿真、创新创造与开源开发、持续动态发展等^⑺。元宇宙学校的创建不仅能够解决在线学习时空分离导致的教与学沉浸感缺失、学习孤独感以及社交范围与体验不足等问题，而且能够构建与物理学习空间平行的、虚实环境融生的以及促进高阶思维发展的学习时空。元宇宙创设的具身社交环境、基于区块链的信任机制以及高保真学习环境等将有效解决现在学习空间遇到的问题^⑻，诸如学习环境明显失真、以学生为中心难以体现^⑻、三元空间难融合^⑼、学习沉浸感缺乏以及跨时空高阶思维培养乏力口们等。学校、教师、学生、家长以及其他人员可以在元宇宙中自创个性化学习空间，开启独特的、个性化的以及泛在的沉浸体验学习。

元宇宙时代的到来将为我国教育新基建、学生高阶思维培养以及未来教育发展提供新机遇。依据元宇宙的发展历程、元宇宙的卓越特征以及元宇宙赋能教育的逻辑关系，探究元宇宙对教育产生的重要影响，前瞻性分析元宇宙时代未来教育发展的新形态。为此，本研究将围绕以下问题进行深度讨论。元宇宙到底是什么？元宇宙的主要特征是什么？元宇宙创建的核心技术是什么？元宇宙时代的教育形态与主要应用场景是什么？教育元宇宙面临的未来挑战是什么？

二、元宇宙的基本内涵与特征

（一） 元宇宙的起源与发展

“元宇宙”是Metaverse的中文释义，由Meta和Verse两个词根组成。Meta源自于希腊语超越（Be­yond）之意,从语用学视角看也译为希腊语之后（After）；Verse由Universe演化而来,意指宇宙或者世界。元宇宙（Metaverse）一词意味着穿越现实形成的一个被认可的新王国。“元宇宙”这一术语最早由科幻作家尼尔•史蒂文森（NealStephenson）在小说《雪崩》中被创造^（11），后续的《头号玩家》、《西部世界》以及《黑客帝国》等科幻影片更加逼真地描述了“元宇宙”的基本构想。元宇宙（Metaverse）—词在罗布乐思上市的招股说明书中被明确提到之后，关于元宇宙基本内涵的解释开始呈现多样化发展,特别是脸书创始人扎克伯格利用视频形象地呈现了元宇宙独特的社交图景。

（二） 元宇宙的定义

目前元宇宙并未形成统一的界定,人们对元宇宙存在着具身网络说、社会生态说、虚拟时空说和虚实融合说四种主要解释。

1.元宇宙具身网络说

元宇宙具身网络说起源于脸书（Facebook）创始人马克•扎克伯格（MarkZuckerberg）宣布从社交媒体公司转变为一个元宇宙公司,该公司将成为一个融合真实世界和虚拟世界的“具身化互联网”（Embodiedinternet）公司^（12）。马克•扎克伯格的元宇宙构想视频演示了虚实融合的具身体验,创建了一个以虚拟现实、混合现实、数字孪生以及人机交互等技术为基础的虚实共在、虚实交互以及具身体验的互联网时空通^（13）。人们可以在元宇宙中享受“真实”的社交、生活以及工作等沉浸体验,形成了虚拟中有现实、现实中有虚拟的具身互联网时空。

2.元宇宙社会生态说

将元宇宙看作社会生态系统的真实映射是元宇宙社会生态说的本质特征，超越了仅将元宇宙视作基于虚拟现实技术的具身网络的基本观点。易凯资本元宇宙报告明确阐明了元宇宙是现实世界多种因素的融合体，人（生产力）、人际关系（生产关系）、环境、社会生产资料（物料）、法律关系、经济系统（交易体系）以及技术生态体系等共同构成了元宇宙系统^⑸。通过对这些要素的改造和重构,形成了实时映射现实世界且独立于现实世界的元宇宙。元宇宙将会创建一个以元宇宙居民为行动者和生产力的社会时空，具有唯一身份标识的元宇宙居民在元宇宙中的生产生活、法律规范、经济体系、基础设施以及技术工具等支持下，构建了一个基于元宇宙的全真社会生态系统。

3.元宇宙虚拟时空说

元宇宙是一个人造的平行于现实世界运行的虚实融合空间^（14）,是一个整合了3D图形、屏幕或者虚拟现实的在线共享空间^（15）。元宇宙虚拟时空说用来刻画虚拟宇宙中共享的、持久的以及沉浸的三维虚拟时空^⑴，人物身份、沉浸感、朋友、多样性、低延迟、泛在化、经济制度以及文明礼仪八个特征形成了元宇宙虚拟时空系统。从技术构建的视角看，维基百科将元宇宙描述为一个集体共享虚拟空间，由虚拟增强的物理现实空间和物理持久的虚拟空间融合创造而成，是虚拟世界、物理世界以及互联网的融合共生^⑺。元宇宙不仅是一个映射物理空间的数字孪生空间，而且是一个虚拟现实共存的数字化空间。元宇宙抑或是一个一簇交互、沉浸式和协作的共享虚拟3D世界，能够实现真实物理空间与虚拟物理空间的相融相生。

4.元宇宙虚实融合说

最具代表性的元宇宙虚实融合说是清华大学新媒体研究中心提出的“融宇宙”观，将元宇宙视作融合虚拟和现实的“融宇宙”和超现实宇宙^⑵。元宇宙是整合诸多新技术创设的新型虚实相融的互联网应用与社会形态,利用扩展现实技术为元宇宙居民提供接近现实的沉浸式体验，借助数字率生技术实时映射现实世界，基于区块链技术搭建元宇宙空间的信任机制、经济体系以及虚实物体交换制度等，实现了虚拟世界与现实世界在社交系统、经济系统以及身份系统等方面的密切融合，为每个用户提供元宇宙空间内容生产和世界编辑的权限。通过一元宇宙、多元宇宙、跨元宇宙以及超元宇宙的元宇宙进化发展，实现人类在现实世界和虚拟世界的生存方式和空间的多维拓展以及综合感官。

综上所述,尽管人们对元宇宙的诠释存在不同观点，但是这些观点有着一些共同特征，诸如深度沉浸感、社会生态文明、虚实空间交互融合以及自由创造等。基于此，本研究认为元宇宙是以数字孪生、人工智能、人机交互、物联网以及高速通信等技术为基础，为满足人们深度沉浸感、跨域社交娱乐、超现实创造等需要创建的平行于真实世界且又独立于真实世界的自然与社会交融的虚实融生生态文明空间。元宇宙是一个自然与社会交融的生态文明空间，不仅是对扎克伯格具身网络元宇宙观的超越，而且从一个独立的和虚实交融的跨元宇宙系统观诠释了元宇宙的本质特征。

（三）元宇宙的主要特征

基于对元宇宙相关特征的分析，元宇宙的突出特征是深度沉浸式体验、具身社交网络、群体自由创造、社会文明生态以及虚实融生共在。

1.深度沉浸体验

“感知即真实”是元宇宙深度沉浸体验的本质表现。在增强现实、生命记录（Lifelogging）、镜像世界和虚拟现实等技术的加持下,元宇宙居民不仅能够获得与真实世界同样的真实体验，而且全生命周期的生命记录进一步增强了沉浸体验^（16）。元宇宙并非虚拟现实游戏、3D虚拟空间抑或虚拟社交空间，而是一个以数字孪生、增强现实、物联网和脑机接口等技术为基础创建的平行于自然世界且又独立于自然世界的高保真空间。正如扎克伯格将脸书转变成为一个虚实融合世界的“具身互联网”一样，元宇宙将使人们获得真实的社交体验、沉浸的环境感知以及多模态生存感受。深度沉浸体验不仅强调了人们能够在元宇宙中获得真实体验，而且可以自由穿梭于元宇宙与物理空间之间，从中获得超现实的沉浸体验。

2.具身社交网络

感知社交、共在效应以及情感体验等是元宇宙具身社交网络的突出优势。元宇宙将为人们带来全景式的社交感知体验，创建虚实场景共在的在场效应,特别是为人们提供了真切的社交情感体验。扎克伯格构想的元宇宙突出描述了人们在元宇宙空间娱乐、游戏、工作或者生活的社会交往形态,逼真地呈现了人的虚拟化身遨游在元宇宙中以及与他人进行社交的感知体验。罗布乐思的大卫•巴苏基从身份（Iden­tity）和朋友（Friends）两个维度阐述了元宇宙社交网络的虚实融合功能^（17），元宇宙居民利用自己的元宇宙唯一身份能够进行全方位社交，如与朋友、恋人以及亲属等。元宇宙提供的跨域社交也为人们带来了超现实的社交体验，每个个体能够在不同的元宇宙中以不同角色获得独特的社交体验^（18）。

3.群体自由创造

共创、共治和共享是元宇宙的基本价值观，其核心特征是数字化创造，群体自由创造是元宇宙存在、发展以及迭代更新的根本动力^⑴。个体创造活动是元宇宙创造的基础，元宇宙为个体创造活动提供了个性化空间、自创工具以及智能会话等功能。元宇宙引发参与、促进交互以及持续发展的根本动因是激励创造兴趣、引发创造灵感以及促进创造分享。元宇宙居民将从自我创造中获得生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求的满足感。群体自由创造是基于个体创造实现的，元宇宙为群体协作操控、分布式协同创新以及创新成果保护等提供了充分的支持。

4.社会生态文明

元宇宙是超越物理世界形成的新的社会生态文明。元宇宙的社会生态文明是去中心化的、永续存在的以及体系完善的，具有完整的经济制度体系、符合实际的法律制度以及完善的元宇宙基础设施元宇宙一定是以去中心化的社会形态存在的，不仅是由元宇宙居民的参与特征、元宇宙发展进程以及元宇宙分布式网络等因素决定的，而且是实现元宇宙快速发展、群体创新以及数字经济发展的基本制度保障。去中心化的元宇宙是确保元宇宙居民数字资产进行跨区域交易的重要基础，是消解现实空间的制度、条件和才能等因素束缚的关键。去中心化并不意味着混沌、无序和暴力，在基于区块链构建的元宇宙信任体系和公共秩序规则保障下，能够形成良好的社会生态、对抗互联网巨头和遏制商业垄断等。

5.虚实融生共在

元宇宙将呈现三个典型的发展阶段，包括虚实共生、虚实莫辨、真元宇宙时代^（17）。虚实共生以现实和数字世界的相互联通为典型特征,虚实莫辨以海量的子元宇宙诞生为标志，真元宇宙时代以脑机与AI+系统互联为主要特征。在数字孪生、物联网、高速通讯、脑机接口以及穿戴设备等技术的加持下，元宇宙与物理现实空间实现了虚实融合和共生。人们在物理世界和元宇宙中的行为或者属性能够进行相互映射,通过高科技手段实现人脑意识获取、表达以及在元宇宙中执行操控。元宇宙中的人物虚拟化身是物理空间真实人物的镜像呈现，不仅在形态、行为以及认知等方面与真实人物相同，而且具有超出真实人物的特殊功能，诸如腾空飞行、身形变化以及角色转换等。

三、元宇宙赋能教育的着力点与应用场景

（一）元宇宙赋能教育的着力点

1.元宇宙为教育新基建建设提供了新方向

教育新基建具有新网络、新平台、新资源、新校园、新应用和新安全六个关键特征^（19），需要从数字底座、应用场景、体系规范和目标引领四个层面构建教育信息化新基建标准的需求框架^（20）。元宇宙将从根本上解决教育新基建分散建设、数据孤岛、质量参差不齐等问题。教师、学生、教育机构或者公司等可以在共享的、开放的、标准化的、可创造的以及可扩展的教育元宇宙中学习。教育元宇宙的可创造性、可扩展性和永续发展等特征将为教师和学生开发自己的子元宇宙提供更多机会，也能激发师生进行教与学活动的兴趣和动机。教育元宇宙将为公平且有质量的教育提供关键支持,学生和教师能够享有知名院校教师的高质量教育机会,那些农村地区、僻远地区以及普通院校的学生能够获得使用高精尖实验设备的机会和协同探究实验的体验。

2.元宇宙为高质量的教育教学提供新动力

高质量的教育教学存在着金课说、目标说和核心素养说三种主要解释。金课说将具有创新性、高阶性以及挑战度的课程教学视作高质量教学。目标说将能够实现分析、综合、评价和创造这些教学目标的课程教学视作高质量教育教学。核心素养说将能够促进学生文化基础、自主发展以及社会参与三个维度核心素养发展的课程教学看作高质量教育。根据三种不同的高质量教育教学解释，高质量教育教学至少能够促进学生的复杂问题解决能力、批判性思维能力和协作探究能力发展，然而传统课堂却难以为学生的这些能力培养提供有力支持。元宇宙具有的沉浸体验、群体自由创造、虚实融生共在等特征将为高质量教学提供有力支持。元宇宙时代的教与学将会弥合课堂内外的界限，实现课前自主学习和课内深度讨论有机融合，学生在课前、课中和课后均可以利用元宇宙实现跨时空的教与学沉浸体验，利用元宇宙中已有的、自创的或者分享的创作工具进行协同探究学习。元宇宙将彻底解决时空局限、资源失衡以及社交受阻等问题，能够实现高质量的教育教学。

3.元宇宙为学习过程提供了全景式新场域

学习过程是实现学习目标的根本途径,能否为其提供富有成效的支持将决定学习的发生、发展和效果。教学事件、学习材料、学习活动以及学习资源等是支持学习者学习的重要条件,教师利用翻转课堂、线上线下混合学习和小组协作学习等方式提升学习绩效。然而，学习过程中时空局限、学习资源失真、学习空间分散等问题导致课堂教学与课前学习是割裂的,课堂中学生的深度讨论主要以抽象的形式存在，难以将深度讨论的成果抑或创新灵感进行及时验证与持续改进,最终导致富有成效的教学理论或者教学模式因难以获得有力支持而最终失败^（10）。元宇宙的创建与发展将为解决这些教学问题提供有力支持,全景式学习场域为教师和学生的教学过程与学习过程提供全面支持。全景式新场域是基于数字孪生、物联网、脑机接口以及穿戴设备等技术创建的教育元宇宙抑或教育子元宇宙空间，以超强社交、深度沉浸、高保真和自由创造等功能为学习者的学习过程提供全面支持学生能够利用相关设备进入教育元宇宙空间，实现课前、课中和课后的教与学活动深度融合及其连续统发展，通过创建虚中有实、实中有虚的虚实融生学习环境加持学习过程。

4.元宇宙为未来虚实融合学习提供新方式

传统的虚实融合学习环境以传感器设备识别与获取真实学习环境中与学习活动相关的数据为基础，利用互联网将虚拟学习环境与真实学习环境融为一体^（21），为培养学习者的高阶思维能力提供了新的学习方式，诸如主题探究、协作学习、分布式学习、科学实验以及机器人编程等^（22）。然而，它们难以实现真正的虚实融合，主要表现为虚拟环境失真、虚实同步失调、远程协作困难、空间社交抽象以及自创支持不足等。教育元宇宙以深度沉浸体验、具身社交网络和群体自由创造等特征为虚实融合学习提供了新方式,使人、自然界以及万物与元宇宙之间浑然一体。脑机接口将是人与元宇宙浑然一体的最高境界，使人们能够通过意识控制元宇宙中自我虚拟化身，与此同时也能够获得元宇宙中自我虚拟化身在其中的感受、认知以及体验等。元宇宙的出现将可能转变人们对“自我存在”的认知商，使人们难以区分自我是否处于真实世界还是元宇宙中。元宇宙提供的超强虚实融合功能将为教与学学习环境融合提供新方式，实现跨区域的深度参与学习、无障碍远程协作学习探究、可验证的实验环境、自由创造的群体创客空间等。

（二）元宇宙赋能教育的应用场景

1.泛在可验证的智慧学习范式

泛在可验证是指教师与学生能够利用教育元宇宙进行跨越时空的验证性学习活动，教师和学生能够在元宇宙空间根据学习需要进行及时的假设验证以及方案改进等学习活动。泛在可验证学习将是教育元宇宙赋能教育的主要应用场景，将会显著消解课堂抽象讨论、自学难以理解以及创造灵感难以实现等问题。泛在可验证性智慧学习方式是以元宇宙的无限空间和教育教学功能支持为基础的，为学习者在教育元宇宙空间进行研究假设、方案验证以及持续改进提供了有力支持。只要学习者具备接入教育元宇宙的相应软硬件，那么他们就能够进行泛在可验证性学习。泛在可验证性学习以教育元宇宙的高保真、创造性以及灵活操控等特征为基础,实现了假设验证结果的虚实高度一致性和问题解决方案的高度迁移性。

泛在可验证的智慧学习过程主要包括创建问题解决情境、探究问题解决方案、建立问题研究假设、验证与分析研究假设、结论探究与方案改进等。问题解决情境是基于教育元宇宙创建的问题解决环境，教师、教育机构或者研究者等可以为学生创建问题解决情境，教师和学生也可以利用元宇宙中现有环境作为问题解决情境。探究问题解决方案和问题研究假设的建立不仅可以在教育元宇宙中通过师生强社交和深度互动完成，而且也可以在课前、课中和课后的不同学习阶段利用元宇宙进行灵活性的研究假设讨论。验证与分析研究假设需要充分利用元宇宙及其人机交互设备,发挥元宇宙可进行群体创造的功能，使学生在元宇宙中能够持续操控设备、修改参数、观察与分析实验状态以及系统为学习者提供智能反馈信息与决策等。结论探究与方案改进是师生抑或专家等围绕数据结果进行深度讨论活动，基于此再次进行问题解决环境的创设、验证、分析、讨论以及方案改进等活动。

2.深度沉浸的体验性学习过程

具身认知理论将认知、记忆、思维、情感、学习和态度等看作身体与环境交互塑造的结果，身体的物理体验制约了心智活动的特征和性质^（23）。教育元宇宙的深度沉浸体验性学习能有效突破传统课堂体验学习的局限。体验学习又称为经验学习,将学习看作体验的转换与知识创造的过程^（24）。体验学习圈通过具身体验、反思观察、抽象概括以及行动应用四个连续阶段描述了学习者体验转换的基本过程，揭示了发散学习、同化学习、辐合学习、顺应学习的基本过程，概括了感知获取、内涵转换、领悟获取和外延转换的知识创造过程。基于教育元宇宙的深度沉浸体验性学习突破了传统课堂、在线学习空间和混合学习的学习环境局限,使学习者能够随时进行高保真学习环境的体验学习,利用教育元宇宙的群体创造功能进行反思观察与行动应用。

深度沉浸的体验性学习过程是基于元宇宙进行的具身体验、反思观察、抽象概括以及行动应用等学习活动。就具身体验学习阶段而言，教育元宇宙提供的具身体验不仅为学习者提供了逼真画面，而且他们能够利用穿戴设备、脑机接口和人机交互等技术与教育元宇宙中的人物、实验设备和自然环境等进行实时流畅互动与智能反馈。反思观察是师生、生生或者其他参与者可以利用元宇宙的群体创造与具身社交功能进行实时的反思观察,使具身体验与观察反思融为一体来实现发散学习与内涵转换。抽象概括是学习者或者学习群体可以利用教育元宇宙提供的协同编辑、智能分析以及事物全生命周期记录与预测等功能进行的抽象概括、因果解释抑或结论阐述。行动应用是指教育元宇宙提供的自我创造和群体协作创造的功能为学习者进行假设验证、实践应用以及知识迁移等提供的支持。

3.跨时空深度协作发现式学习

跨时空深度协作发现式学习是以发现学习理论^（25）为指导进行学习资源和学习过程设计,利用教育元宇宙为学习者提供可供自我抑或群体探索的学习资源，基于元宇宙的沉浸体验、具身社交以及群体自由创造等功能促进学习者独立思考、自行探索与内容掌握。可自行探索的学习资源是发现式学习能否有效发生的关键,其决定了发现式学习的发生、发展和效果。以往为学习者提供的学习资源主要是文字、图片、视频、失真的虚拟现实或者极其有限的实物等,难以支撑学习者进行自我探索抑或群体探索,诸如缺乏交互性、可操作性差、反馈信息缺失、时空跨越性受限以及决策支持不足等。教育元宇宙将为学习者的发现式学习提供多维支持，如群体自由创造、具身社交以及虚实融生。

跨时空深度协作发现式学习过程主要包括四个主要阶段。第一，提出与明确问题。教育元宇宙将转变以往教师负责提问的学习方式，而是为学习者创设蕴含问题的场景抑或以人工制品优化为导向的问题解决情境。第二,创设问题解决环境。教育元宇宙通过智能合成问题的方式为学生创建从良构问题向非良构问题持续发展的问题解决学习环境^（26）。第三，群体协作问题分析与方案讨论。学习者需要充分利用元宇宙中物体可探索、工具可操控以及数据全生命周期监控等功能，进行问题解决方案的持续协作探索。第四，智慧引擎促进最佳方案探析。学习者抑或智慧学伴利用学习分析、大数据、人工智能以及自适应学习等技术生成多样化方案,利用提供的工具或者实践场景进行问题解决方案的验证与最佳方案甄选。

4.虚实融生的协同性知识生成

虚实融生的协同性知识生成是指学习者与元宇宙居民利用元宇宙的虚实融生特性，进行虚拟与现实环境的任意切换、理论与实践的及时验证和改进。教育元宇宙的虚实融生初级阶段是增强现实，发展阶段是数字孪生，高级阶段是人脑融合或者人类意识的网络永生。虚实融生的协同性知识生成解决了虚拟与现实学习环境融合受阻问题，学习者利用虚实角色随机切入教育元宇宙中改进问题解决方案。数字挙生技术加持下的教育元宇宙,虚拟与现实的界限逐步模糊。教师、学习者抑或元宇宙居民等在虚实融生状态下，能够围绕实践问题、实验过程、研究假设以及问题解决方案等进行分析与知识改进,任何元宇宙空间的个体抑或群体都可以在虚实融生的状态下进行协同知识生成。

虚实融生的协同性知识生成学习主要包括五个关键步骤。第一,虚实融生的学习环境创设是指基于元宇宙的可扩展、可创造以及可监控等功能，实现元宇宙学习空间与现实学习空间的功能连接，使学习者能够在虚实空间进行相互操控和行为映射。第二，虚实交融的跨界问题解决探究是元宇宙为师生提供的虚实跨界交替问题解决的技术支持,能够实现随机抑或随时切换虚实空间进行问题解决。第三，虚实交融的跨界问题解决探究将能够显著消解翻转课堂课前、课中和课后因时空局限导致的课前缺乏深度讨论、课中实践验证缺位以及课后深度讨论不足等问题。第四,虚实共体的协作交互验证是利用元宇宙高保真、实时交互以及全生命周期监控等功能实现虚实空间交替检验研究假设。第五，群体智慧生成的知识创造是师生协同元宇宙居民并参照实验数据进行的问题解决方案创新过程。

四、元宇宙教育应用的基本架构

（一）教育元宇宙的关键技术

教育元宇宙的关键技术不仅继承了元宇宙的所有技术，而且也需要提供促进教与学的关键技术。基于元宇宙关键技术多种描述，教育元宇宙需要具备至少五个关键技术，包括人工智能技术、交互技术、区块链技术、物联网技术和学习分析技术。

1.人工智能技术

人工智能技术是教育元宇宙万物智慧的根本技术,使教育元宇宙的教师、学生以及物体具备了社会交往、协作参与以及自适应学习等功能。机器学习是教育元宇宙所有系统、居民、生物以及物体具有超级智能的基础，通过自我机器学习与智慧共享实现智慧化、能动性与主体性。自然语言处理技术是人机之间运用自然语言实现有效通信的方法和理论，为确保教育元宇宙中师生沟通、人与物互动、物与物通信、虚拟与现实通信等提供了根本保障。智能语音以语音合成和识别技术为基础，为教育元宇宙居民、用户以及智能物体之间、用户与教育元宇宙系统之间的语言识别、多语言互译、关键信息智能抓取、违规内容过滤等提供支持。计算机视觉是利用摄像机或虚拟摄像机、图像识别和人工智能图像算法等实现对教育元宇宙目标识别、动态跟踪和数据测量。

2.交互技术

交互技术是教育元宇宙为学习者提供沉浸学习体验、具身群体社交和探索性学习等支持的关键技术，主要包括混合现实、全息投影、脑机接口和体感技术等。混合现实涉及虚拟现实、增强现实和扩展现实等技术，能够为教育元宇宙师生提供深度沉浸体验与身临其境的交互感受。全息投影能够为教师和学生提供逼真的画面,教育元宇宙中的师生可以直接感知和体验现实与虚拟环境。脑机接口为人与元宇宙深度融合的最高境界提供支持,师生通过脑机接口技术利用意识操控教育元宇宙中的虚拟化身和万物互动,甚至可以进行人类意识的网络存储和网络化再生。体感技术为师生与虚实环境互动提供有力支持,使师生能够摆脱复杂昂贵的穿戴设备来实现沉浸学习体验和具身社交。

3.区块链技术

区块链是指一种利用密码学按时间序列将数据区块依次相连而组成的链式数据结构形式^（27）,其防篡改性、分布式记账和可编程性等特征^（28）能够实现数据信息的全程留痕、可以追溯、公开透明、不可伪造和集体维护等功能。区块链的这些特征使学习过程、学习评价、学习行为、社会交易和生态系统等能够在高度的信任制度体系中得到良好发展。区块链技术主要由哈希算法与时间戳技术、分布式存储、数据传播与验证机制、智能合约以及分布账本等组成。区块链为教育元宇宙用户提供了底层数据的保密性与可追溯性支持，为学分制度、数字徽章以及终身教育考评等提供了平等且公开的保障机制，使学习者在教育元宇宙中的数字资产、信用等级、虚拟身份等能够进行虚实空间交换。

4.物联网技术

物联网技术是指利用各种传感器采集任何需要监控物体或者过程的各种信息，实现人与物、物与物的泛在互联、智能感知等。物联网技术是构建平行于现实世界教育元宇宙且相互交融的基础。支持教育元宇宙的物联网技术主要由感知层、网络层和应用层三个部分组成。感知层主要由温度、气体、湿度和声音等传感器组成,为教育元宇宙与物理世界万物的相互映射、虚实孪生和感知万物提供信息来源。网络层主要利用高速通讯技术进行泛在高速数据通信,为教育元宇宙感知、映射与操控世界万物提供数据传输支撑技术。应用层主要以鸿蒙系统、远程协作实验系统以及虚实交互操作系统等对教育元宇宙万物进行链接和操控管理，是教育元宇宙实现虚实共生以及师生与万物共生的基础。

5.学习分析技术

学习分析是测量、收集、分析和报告学习者及其学习环境生成的数据信息，旨在掌握与优化学习行为和发生情境。学习分析主要利用数据和模型对学习者的学习行为和绩效进行预测与干预,涉及学习者知识建模、学习活动跟踪、学习者画像、学习情绪建模、教学策略与教学资源优化、个性化学习与自适应学习系统等技术^（29）。教育元宇宙利用学习分析理论与技术为师生提供支持，促进个性化学习与提供学习服务。利用学习行为与学习活动跟踪技术构建并持续改进学习者的知识模型,根据学习者的知识模型为学习者提供个性化的知识推送与学习服务。根据教育元宇宙的强社交特征，学习情绪建模不仅是教育元宇宙空间良好学习氛围的关键，而且也是智慧学伴、智能导师以及元宇宙居民为其提供情绪支持的基础。

(二)教育元宇宙智慧学习空间

教育元宇宙是以元宇宙为基础创建的具有特殊教育目的的智慧学习空间。元宇宙的任何事物和“生命体”都可以作为教育元宇宙中师生的学习资源、学习环境、学习工具以及社交对象。教育元宇宙以提升学生的核心素养能力、高阶思维能力以及全面发展为根本目标，构建了教与学资源生态、社会交往、探究学习以及评价系统等关键功能系统。教育元宇宙并非人类实现教育目标的唯一理想状态，需要构建现实物理世界与教育元宇宙之间的虚实融生与跨界探索的学习模式。未来人类教育应是以现实物理世界为基础，利用教育元宇宙进行加持，最终走向星际文明的理想教育状态，如图1所示。

图1未来教育元宇宙空间形态及其关键价值

1.教育元宇宙智慧学习空间

(1)资源生态

资源生态是学习者进行发现学习、探究学习以及知识创新的重要基础，其生成方式包括自创资源、群创资源、原生资源、过程资源以及智生资源。自创资源是基于元宇宙的可创造、可操控以及可修改等功能实现的，教师、学生、家长以及其他群体可根据需要进行创造、分享以及获得回报。自创资源是教育元宇宙资源生成和发展的重要动力。群创资源是群体利用教育元宇宙的协作创造功能进行的庞大资源系统、高精尖资源以及资源缺陷改善等学习活动。原生资源是指元宇宙或者教育元宇宙创建之初就已具备的资源,创作者可以基于底层开发框架进行应用程序或者资源开发。过程资源是指教育元宇宙系统运行过程中生成的数据信息或者物体，为师生回溯、探索和分析事物的发展变化提供了关键的数据资源支持。智生资源是指教育元宇宙中的智能体根据需要或者“自我繁殖”等特性实现的资源自我生产,赋予了教育元宇宙物体自我生产能力。

(2)社会交往

教育元宇宙能够实现师生与万物之间的跨时空具身社会交往体验，主要涉及人机交往、师生交往、生生交往、物物交往、虚实交往。人机交往是指现实物理空间中的个体利用穿戴设备与教育元宇宙中的自我虚拟化身进行的挛生化交往,主要表现为虚拟化身映射物理空间的个体属性与行为以及虚拟化身能够与实体进行自我对话、评价、反思以及意识共享等。师生交往是指师生在教育元宇宙中以具身认知体验的方式进行情境性、探究性和验证性的学习活动。生生交往是指学习者在教育元宇宙中利用各自虚拟化身进行的社会交往、协同实践探索。物物交往是指被赋予智慧的物体能够进行物体之间的社会交往，使教师、学生以及物体之间能够实时共享信息、交流情感以及产生超现实社会互动。虚实交往属于现实物理世界与教育元宇宙之间的跨界交往交流,教育元宇宙中通过嵌入真实世界的情境以实现虚实人际交往、人物交往以及万物共生。

(3)探究学习

探究学习是指学习者与其他学习者、教师、智能体以及多种智慧物体进行的实践探索、理论反思和知识创造等活动，主要包括自我探究、群体探究、实践探究、改进探究和智慧生成等。自我探究是学习者根据学习目标、学习计划和学习任务，利用教育元宇宙中的学习资源、学习工具和学习环境进行的一种以兴趣或者任务为导向的学习活动。群体探究是由不同地域、不同类型和不同层次的学习者以协作的方式进行复杂问题解决的学习活动。实践探究和改进探究是以“做中学”理论为指导的教与学学习活动，学习者不仅能够完成现实世界几乎所有的实践学习活动，而且能够完成超现实的学习活动。譬如，学习者能够通过自身飞行功能实现对宏观和微观事物的观察与探索,利用各种工具对事物进行分割、重组和创造等。智慧生成是指学习者可以根据教育元宇宙的全生命周期数据、智能决策推荐和实践反馈数据等开展问题创新性解决、未来发展趋势预测和知识创造等活动，为学习者的知识创造、灵感创新以及群体智慧等提供有力支持。

(4)评价系统

评价系统是为描述教师、学生和智能体的教与学行为与绩效创建的，主要涉及评价内容、评价表征、评价跨度、评价维度和评价机制。评价内容主要评估学习者的核心素养、高阶思维能力以及能力发展水平,评价对象是学习行为数据、学习资源与工具使用、人工制品、互评与反馈信息、社会交往、情感与态度等。评价表征是指呈现学习者评价信息的方式，诸如数据仪表盘、全生命周期查询系统以及虚实映射评价表征等。评价跨度是指评价时间、评价对象和评价空间的范围与程度。评价跨度是面向对象全生命周期的评价,对象范围涵盖了整个教育元宇宙的任何事物及其过程数据,评价空间是面向生态系统的、立体性的和发展性的评价。评价维度是依据教与学目标划分的,需要关注的是自我和群体创造过程以及他们的能力发展。评价机制是以区块链技术构建的评价方法体系,可以实现教育元宇宙中学习者评价的全程留痕、可以追溯、公开透明和不可伪造等目标。

2.现实物理世界与教育元宇宙的关系

教育元宇宙是平行于且超越现实物理世界的智慧学习空间,现实物理世界是教育元宇宙的根基，教育元宇宙继承和发展了现实物理世界的属性和行为。基于教育元宇宙的教与学行为是建立在现实物理世界与教育元宇宙之间虚实融生基础之上的，学习者的学习行为是基于两者的跨界融合学习。教育元宇宙虽然可以为学习者提供现实世界或超现实世界的几乎一切事物，但是人必然是存在于现实世界之中的实体生物，身体素质的培养、自然世界的探索以及研究结果的现实应用等都需要在现实世界中实现。未来教育将是在基于现实物理世界和教育元宇宙构建的虚实融生环境中进行的高质量学习，通过它们的优缺互补实现高质量的教育发展。学习者可以在未来利用更加便捷的教育元宇宙访问设备实现虚实环境的跨界学习,使学习者能够根据学习需要进行持续假设验证和实践探索。

3.星际文明与教育元宇宙之间的关系

虽然元宇宙能够为人类提供一种新的虚拟文明，但是元宇宙也被人们看作人类的一种文明内卷，甚至可能将人类带向“缸中之脑”悖论的方向，教育元宇宙也存在这样的风险。人类教育不能被局限于教育元宇宙这种虚拟文明中，星际文明探索才是人类教育发展的未来理想目标。星际文明是教育元宇宙社会文明的重要来源，随着对星际文明的深度探索,教育元宇宙的社会文明形态也会逐步发展和完善。与星际文明相比，教育元宇宙仅是人类社会交往、学习空间以及学习内容等方面的重要场域，教育需要为学习者提供迈向星际文明的重要学习工具、学习资源和学习途径，培养学习者适应未来的强健体魄、健全人格和创新能力,不能最终把学生变成或者培养成利用营养液培养的“缸中之脑”。

五、教育元宇宙应用面临的挑战与解决路径

(一)研制教育元宇宙的体系结构与技术标准

教育元宇宙的终极理想状态是构建平行于世界的另一个社会生态系统,实现这一理想必须统一规划布局和制定技术标准。首先，需要从国家和全球层面共同协商教育元宇宙的技术标准。充分发挥国际和国家相关信息技术标准化组织的作用,通过与元宇宙公司、教育机构以及政府部门等进行沟通，实现学习系统架构、学习技术系统架构、元宇宙框架等技术标准化或制定数据兼容标准。其次，建设“积木式”的开发框架。教育元宇宙是一个庞大的系统性工程，绝对不可能一次就能建成永久性的教育元宇宙，技术发展、师生需求、学习资源供给以及教与学目标变化等决定了教育元宇宙体系框架必须具有可拓展、可连接和可发展等特征。“积木式”元宇宙开发框架通过功能模块化、接口标准化以及元数据格式统一化等途径,能够实现教育元宇宙的快速拓展与功能完善。

(二)构建相关群体的教育元宇宙研发共同体

构建相关利益群体的研发共同体将是实现教育元宇宙快速发展和持续发展的关键。第一，政府和教育结构需要引导、培植与鼓励具有尖端技术的公司创建教育元宇宙,从制度建设、资金投入以及税收管理等方面给予充分支持。第二，形成以政府主导、科研院校共同参与的研究共同体。教育元宇宙建设是一个跨学科的复杂性工程，需要搭建不同研究团队、学科群和研究机构等之间的合作研发机制。第三，激发个体成为个性化子元宇宙开发的有生力量。教育元宇宙的自我创建和兼容机制为无限创建子元宇宙提供可能，个体将成为子元宇宙或者个性化空间的主要创建者。教育元宇宙总平台可以通过奖励、交易和使用权限等方式激发个体进行创建,使个体不仅能够在教育元宇宙中得到满意的回报,而且能够将其与现实世界的物体进行兑换和连接。

(三)探索基于教育元宇宙的教学模式与策略

元宇宙的教育应用对传统课堂的教学模式和教学策略将会产生重要影响，需要教师和研究者对教育元宇宙的教学模式和策略进行重新探讨。第一，发挥科研项目在教育元宇宙应用中的引领、资助和推广作用,增强国家社会科学基金和国家自然科学基金等科研项目资助教育元宇宙相关课题的力度。第二，激发一线教师和研究者在实践中探索教育元宇宙教学模式和教学策略的积极性、能动性以及创造性，通过示范推选、重点资助、政策引领以及理论指导等方式促进高水平的教育元宇宙模式或者策略探究。第三，以学术交流促进教育元宇宙应用教学模式和教学策略的持续改进。通过创办以教育元宇宙教育应用为主题的学术会议、学术论坛或期刊栏目等，不仅能够引起教师、研究者或相关机构的高度关注，而且能够为教育元宇宙的教育应用创新提供思想碰撞和创新灵感的场域。

(四)教育元宇宙应用的“缸中之脑”悖论与防治

人们认为元宇宙发展的终极状态是利用脑机接口实现人脑与元宇宙的融合，但是这将会使未来的学习者陷入“缸中之脑”悖论之中。“缸中之脑”描述的是离身大脑与计算机相连进行信息传递或相互操控的假说'如。教育元宇宙如果实现或者接近了“缸中之脑”假说，将会导致学习与身体分离，那么未来教育将会使人类永久地存在于虚幻的教育元宇宙中。“缸中之脑”假说为那些极端教育元宇宙应用的研究者发出警示，不管教育元宇宙如何发展，人类社会的教育始终应当是具身性的，是面向星际文明的。为避免教育元宇宙的“缸中之脑”危险，政府、教育部门以及教育机构需要制定相应的制度避免学习者过度沉浸于教育元宇宙中，可以从元宇宙使用时限、社会活动参与制度以及教育伦理等方面考虑。提高学习者的自我控制能力是解决这一问题的根本，培养学习者独立思考能力、社会参与意识、探究星际文明兴趣等是重要的解决途径。

出处：《现代远距离教育》2022年第1期

摘录者：太仓市浮桥中学 教科室 朱佳忆

 

推荐理由：此文详实地为我们介绍了“元宇宙”这个概念的来源与特征。元宇宙的突出特征是深度沉浸式体验、具身社交网络、群体自由创造、社会文明生态以及虚实融生共在。教育元宇宙将会在泛在可验证的智慧学习、深度沉浸的体验性学习、跨时空的深度协作发现式学习以及虚实融生的协同知识生成学习等方面对现有教学产生重要影响。给我们的启示在于：未来教育将更重视学生的参与度与体验感、培养思维深度发展、重视知识生成过程。而互联网+教育，不仅仅是技术支撑，更多的是拓宽了教学的边界，教学改革势在必行。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

元宇宙与教育活动的“物质转向”:老故事与新实在

吴刚  杨芳

在一个加速型社会形态中，每一个新技术的出现，无论是概念还是产品，都会在教育领域激起焦虑，并有人试图通过技术为教育赋能: 从个人电脑到手机，从平板到 3D 打印，像走马灯一样，不同的技术影像换来换去，唯一相同的是，都没有在教育留下深刻的印记，更毋庸说赋能了。所以早就有人注意到，有史以来最伟大的教育技术是黑板。但是，元宇宙概念似乎又给教育带来了新的技术前景。元宇宙到底是老故事还是新实在? 这是一个值得考量的问题。

一、元宇宙技术及其教育应用

元宇宙( Metaverse)是一个复杂的概念。Metaverse 是前缀“meta”( 意味着超越) 和“uni-verse”的组合，描述了一个与物理世界相关的假想合成环境。近年来，这个词已经超越了斯蒂芬森 1992 年提出的沉浸式 3D 虚拟世界的概念，包括物理世界中的对象、参与者、界面以及构成虚拟环境并与之交互的网络。从构成上看，元宇宙是: (1) 虚拟增强的物理现实和(2) 物理持久的虚拟空间的融合。这是两者的融合，同时允许用户体验两者。没有单一的统一实体称为元宇宙，而是有多种相互加强的方式，虚拟化与 3D web 工具和对象被嵌入到我们环境中的任何地方，并成为我们生活中的持久特征。更确切地说，元宇宙是一个融合物理和数字的虚拟环境，通过互联网和Web 技术的融合和扩展现实(XR) 来促进，例如增强现实(AR) 、混合现实(MR) 和虚拟现实( VR)等; 同时，元宇宙场景投射了现实世界的双重性和数字环境的副本。所以，元宇宙是一个承载虚拟 活动的平台，用户可以进行社交、娱乐、创作、展示、教育、交易等社会性、精神性活动。用户可以在元 宇宙体验不同的内容，结交数字世界的好友，创造 自己的作品，进行交易、教育、开会等社会活动。

莱莫斯早在 2002 年就注意到，元宇宙是旧白日梦的技术化身，创造了一个平行的世界，一个集 体记忆，有图像、神话和符号，从祖先时代就追求人类，并随着 DVW3D( 三维在线图形) 的创造而实现，通过互动和创造几个 3D 空间，让化身代表的主体沉浸在数字虚拟环境中，共同生活，从而让 平行世界出现。但是，为了更好地了解未来的变化，我们先不宜将元宇宙视为虚拟空间，而是将其 视为我们的物理世界和虚拟世界的连接点或纽带。在加 速 研 究 基 金 会 ( Acceleration Studies Foundation，ASF) 的元宇宙路线图中，提出了两个轴来解释元宇宙的类型。一个是“增强与模拟”，另一个是“私密与外部”。增强技术是指在现有的真实系统中添加新功能的技术。 在元宇宙中，增强技术在我们感知的物理环境上 叠加了进一步的信息。与增强技术相比，仿真技术指的是通过模拟现实来提供独特环境的技术。 元宇宙中的模拟包括实现模拟世界作为交互场所 的各种技术。简而言之，增强技术和仿真可以根 据信息是在物理现实中实现还是在虚拟现实中实 现来划分。同时，元宇宙分为内心世界和外部世界。内心世界关注个体或对象的身份和行为。技术被用来完成元宇宙的内心世界。

元宇宙路线图将元宇宙分为四种类型: 增强现实( Augmented reality) 、生活日志( Lifelogging) 、镜像世界( Mirror world) 和基于这两个轴的虚拟现实( Virtual worlds) 。( 1 ) 增强现实是一种对外部世界的增强。它指的是一种技术形式，通过使 用位置感知系统和接口，在我们每天遇到的空间 中添加和分层的网络信息，将真实的物理世界扩 展到个人之外。( 2) 生活日志是对内心世界的一种增强。在生命记录的世界里，人们使用智能设 备在互联网或智能手机上记录他们的日常生活。生命记录的典型例子包括 Twitter、Facebook 和 In- stagram。最近，医疗领域出现了利用可穿戴设备存储的生物特征信息的服务。一些设备连接传感器，如 Nike Plus，以记录运动量或位置。这也是一种生命记录。( 3) 镜像世界是一种外部世界的模拟，指的是信息增强的虚拟模型或真实世界的 “反射”。镜像世界是一个元宇宙，真实世界的外 观、信息和结构被转移到虚拟现实中，就像反射在 镜子中一样。然而，“有效扩展”一词比将这些系 统描述为再现真实世界更合适。( 4) 虚拟现实是一种模拟内心世界的元宇宙。虚拟现实技术包括 复杂的 3D 图形、化身和即时通信工具。在这个世界中，用户感觉自己完全处于虚拟现实中。虚 拟现实通常被描述为包含混合现实和增强现实的另一个极端。

二、元宇宙教育应用的困境

前面我们叙述了四种元宇宙类型的特点。元宇宙可以组织为一个空间，在这个空间中，真实世界通过虚拟现实得到增强。现实世界与虚拟现实相连，现实世界在虚拟现实中再现，或者虚拟现实 变成另一个世界。从功能角度来看，元宇宙集成 了信息检索、SNS 和游戏元素; 从演化角度来看， 元宇宙融合了互联网、5G 和虚拟融合技术，反映了一个全新的世界; 从技术角度来看，元宇宙是虚拟现实技术的综合体; 在社交方面，它是数字原生代在以 3D 为基础的互联网世界中，用各种形象( 人物角色、化身) 在日常生活和经济生活中留下痕迹的空间。元宇宙在解决教育问题的设计中采用多种方式，确实给教育活动带来了新 的想象空间，但是其底层架构是虚拟技术。在虚 拟世界中感受到的上手的东西并非真实而具体的 物件，一旦推向教育活动，就会面临普特南所称的 “钵中之脑”的问题 ，亦即虚拟世界的感受与具身经验等同吗?

按照普特南的假设: “一个人( 可以假设是你自己) 被邪恶科学家施行了手术，他的脑被从身体上切了下来，放进一个盛有维持脑存活营养液 的缸中。脑的神经末梢连接在计算机上，这台计 算机按照程序向脑传送信息，以使他保持一切完 全正常的幻觉。对于他来说，似乎人、物体、天空 还都存在，自身的运动、身体感觉都可以输入。这个脑还可以被输入或截取记忆( 截取掉大脑手术的记忆，然后输入他可能经历的各种环境、日常生活) 。他甚至可以被输入代码，‘感觉’到他自己正在这里阅读一段有趣而荒唐的文字。”如果人 类只能依靠大脑来感知周围世界，而大脑只是依 靠信息导入进行分辨，我们只能相信我们的大脑， 如此一来，就没有绝对的虚拟和现实之分。就好 比“缸中之脑”接收到了外界信号，我们认为的虚 拟在“缸中之脑”看来就是现实，我们不能以我们自己的感知定义“缸中之脑”的感知。

在物质世界中，我们通过 4 个基本问题来理解场景: 我的角色是什么? 我周围的内容是什么? 我离所指对象有多远? 对象可能正在做什么? 在计算机视觉中，整体场景理解旨在回答这些问题。一个人的角色在元宇宙中已经很清楚，因为他们 是通过化身投射的。然而，计算机视觉中的第二 个问题是基于语义分割和目标检测的; 第三个问题，我们根据我们在物理世界中的眼睛估计到参 考对象的距离，计算机视觉中这种场景感知方式 称为立体匹配和深度估计; 第四个问题要求我们根据自己的理解来解释物理世界。例如，“一只兔子正在吃胡萝卜”。我们首先需要识别兔子和 胡萝卜，然后预测相应的动作来解释场景。计算 机模拟了“钵中之脑”的感知过程。对于“钵中之 脑”来说，通过外部计算机接受的感知信息似乎 就是其身体活动的信息。类似的认知神经科学的 教育研究有同样的观念，认为塑造了大脑就等于 塑造了整个人，脑的感受是人的全部存在。如果 这样，那么元宇宙构想的教育活动方式就是类似

的信息输入式教育活动的翻版，教育的技术研究仍然陷于传播学模式和工具性思维的困境中 ， 依然远离教育的本质，并将人的学习体验等同于“缸中之脑”的感知了。

一般来说，教育学可以定义为“教与学的理 论与指导”，源自希腊语“引导孩子”( to lead the child) 。这个定义的实践意味在哪里? “引导孩子”这一定义与弗雷尔对“囤积式教育( banking education) ”的批判相一致。在“囤积式教育”下， 教学和学习是“学生仅被视为被动消费者”的传 播过程。与“囤积式教育”相反，弗雷尔和胡克斯( Hooks) 将教学视为“思想、身体和精神的结合，不仅是为了在书本上获得知识，而且是为了获得 如何生活在世界上的知识”瑏瑡，这是一种如何在世 界上生活的实践。利用这一理念，教学可以被理 解为身体与世界( 社会和物质) 的纠缠( entangle- ment) ，我们学习这个世界，但它也教我们。所以，教学是通过教与学如何与世界共存的实践和理 论，这可以在任何地方发生，而不仅仅是在课堂 上; 也可以是个人/ 个人、个人/ 集体、个人/ 公共情境之间的。换言之: 教学的特殊性是，在学习过程中身体的时间和空间的物质性体验。问题是: 虚拟世界的物质性在哪儿? 虚拟等于物质吗? 最简单的事实就是: 我们在网络游戏中身经百战的战斗经验不是我们在实际战场上的战斗技能; 而在虚拟实境中完成的物理或化学实验不等于在实验 室真正的做的实验。这就提出了元宇宙与教育研 究的“物质转向”问题或者教育的新唯物主义取向的问题。

三、元宇宙与教育活动的“物质转向”

新唯物主义( new materialism) 理论是随着拉图尔行动者网络理论而出现的。行动者网络理论主张自然与社会不是两个泾渭分明、相互排斥的领域，而是一张绵延不绝的网络、或是一片绵延不绝的行动者星丛，并主张我们必须系统性地将非人类的行动力量含括进讨论当中。新唯物主义者 以“可塑的物质性”作为出发点，提出“能动实在论( agential realism) ”，现象唯有处于或通过物质—话语实践与关系情境才能获得确定性。实体形成自特殊关系中; 没有先于特殊关系的实体新唯物主义呼吁在研究中强调对物质性的关注; 它要求对研究过程有一个具体的、情感的、关系的理解。作为探索物质和主体性的纠缠和共同构成的一种方式，新唯物主义是一种方法论、一种理论框架和一种政治定位，强调沉浸在权力社会关系中的身体的复杂物质性。

长期以来，整个教育研究与教育活动中都存 在着忽视物质文化的倾向。例如，在结构主义和 后现代主义视角中，语言是社会实践的仲裁者。即便在科学教育中也是如此。当学者们基于他们 的社会文化对世界进行审视并交流新的知识和实 在时，往往会忽视物质和物质实践，比如那些以仪 器、人工制品和科学仪器的形式存在的实践，因为 语言似乎对我们所说和所做的事情非常重要。虽 然我们不能忽视语言在教育过程中的作用，但语 言可能有太多的力量，而且有了这种力量，人们似 乎对探索物质如何在教育过程中发挥作用并重构 社会实在失去了兴趣。新唯物主义者认为，“语言学转向”或是主要基于符号学的取向，已经不 足以掌握意义－象征过程和物质秩序之间复杂且动态的相互作用。物质不能再被视为静静地任人 类取用、单纯受人类掌控的东西，而是会通过自身 的意义与行动力量而展现出自己，并回过头对人 类行动者、人类行动者的互动形式与自我理解产 生作用，物质性也会有转变的、激发性的力量。

即便在教育技术这个本来最具物质性的研究 领域，虽然热衷于探讨各种数字设备的教育应用———从电脑、手机、便携式投影、平板电脑到 VＲ眼镜的使用，但所有这些数字产品均是被作为教 学辅助工具而提出的，而这些产品本身并非如黑 板那样专为教学过程而发明出来，也无人考虑这 些工具在上手过程中与锤子那样的工具有何不 同。锤子在我们手中敲打钉子的感受与在平板上 滑动手指观看一个锤子敲打钉子的实验操作视频 到底有何差异? 这种差异是否影响学生的学习质量，似乎没有人关注。大家将此视为同一种表现。

新唯物主义提供了对生命和人与非人的关系的重新定义，对于这个研究领域来说，最重要的是教育学。按照巴拉德的能动实在论观点，实在不是由自在之物或现象后之物组成，而是由一切现 象内之物组成。因此我们需要的是对所有身体的物化———即“人类”和“非人类”———进行有力的描述，包括所有物质力量( “社会”和“自然”) 的能动贡献。这需要理解话语实践和物质现象之间关 系的本质; 对“非人类”和“人类”形式的能动性进行说明; 以及对生产实践的精确因果性质的理解， 考虑物质在其持续历史性中的完整含义。瑏瑣身体和事物不再像我们曾经被教导的那样分开，它们 之间的内在关系对于我们如何认识我们自己，如 何与我们的场所世界相互作用，如何从我们的场 所世界中学习，以及如何与我们的场所世界相互 学习至关重要。

身体是新唯物主义的关键，是一个复杂的社 会和情感的内在行动( intra －action) 。“内在行动”意味着相互纠缠的能动者(agencies) 的相互构成。内在行动的概念认识到，不同的能动者不 在其内部行动之前，而是通过其内部行动出现。 重要的是要注意，“不同的”能动者仅在关系意义上是不同的，而不是绝对意义上的，也就是说，能 动者仅在相互纠缠方面是不同的; 它们不是作为单个元素存在的。用一句我们常见的带有诗意的话:这是一棵树摇动另一颗树，一朵云推动另一朵云，一个灵魂唤醒另外一个灵魂的过程。但是，其中每一朵云都不是作为单个元素出现的，它们只是在相遇的行动中相互构成从而相互发生变 化，这是关系形态的呈现，每一朵云都是能动者。其中的具身主体性( embodied subjectivity) 是存在与一个其他身体的遭遇和内部行动的过程思考物质问题———如果身体和事物一起产生，相互交织，那么“事物”以及它们如何作用于身体，就共同构成了我们具身主体性。

我们的具身主体性首先是对我们自身感官知识、价值观和实践的认识，例如我们如何从文化和/或个人角度对感官进行分类。在西方，一般把感官分为视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。然而，其他文化不一定像西方人一样划分感觉器官，豪萨族有两种感觉，而日本人有五种感觉，这些感觉 与现代西方的感觉不一致。但我们也需要意识到文化之间和文化内部存在差异: 在性别、种族、世代、物质等方面。因此，这些类别可能以不同的方式使用，也意味着不同的事情。放在学校环境中，学校的空间形式( 如高高的钟楼、长长的走廊、教室墙面上科学家的肖像和语录等) 甚至学校的声音( 如上下课的铃声、课休时的音乐、同学的欢声笑语等) 都有不同的教育意味。

在当下的教育活动中，文本学习仍是研究的主要关注点，即便科学教育也是如此。物质实践， 例如与科学仪器相关的实践，长期被忽视，或者仪 器被描述为仅仅是“铭写装置 ( inscription de- vices) ”，也就是说，这些工具被理解为语言的管道，而不是认识论和本体论的来源。戴维斯·贝尔德认为，“文本偏见( text bias) ”并没有随着逻辑实证主义者而消亡，实际上科学家们在交流新 知识和现实时共享“文字以外的材料”瑏瑨。因此， 我们应该注意到，话语实践不仅基于人类的活动， 更是具体的世界物质( 重新) 配置，通过这种配置，边界、属性和意义的局部决定被不同地制定出 来。正如巴拉德所说: “我们不是通过站在世界之外获得知识; 我们知道，因为‘我们’是世界的一部分”。

这一观点强调了让教师和学生共同参与科学领域的能动者内部行动的重要性。因此，身体的实践———即我们在课堂中及课堂外亲身做的事至关重要，由此可以重新理解杜威的“做中学”的理 念。我们与物质性世界的互动是教育的一个必要 条件，这是一种创作过程，例如我们利用粘土、水和手指活动制作陶器，在使用“手、拇指、凿子”的 实践中，陶器才得以形成，元宇宙不可能提供这样 的具身创作过程，元宇宙世界也不会产生日常的 身体实践和具身认知。而这同样是教育的关键。在学校中的身体实践，即学校作为一个日常创造 场所的重复实践，不仅有助于再创造场所，也有助于个人和集体身份的形成，还是了解、理解和学习 与他人相处的地方; 产生对一个团体、组织或国家的归属感。“我们是谁”“我们如何”与“我们在哪 里”是交织在一起的，我们可以学习并使用这些小的、隐藏的、有形的了解和理解方式，这些微小而反复进行的动作可以微妙地改变更大的社会结 构、文化价值观以及自我和社会的观念。

出处：《南京社会科学》2022年第4期

摘录者：太仓市高新区第三小学教科室 陈怡

推荐理由：本研究旨在倡导重视教育研究与实践的“物质转向，强调关注学校教育过程中的身体实践，关注日常感官经验、关注使用工具的参与性活动，关注学校物质空间的构造意义。这些恰是教育革命性变革的基础。

元宇宙视域下教育发展的机遇和挑战

尹元慧，姚加，葛金国

在步入更高级生存形态过程中，基于数字信息技术群的支持，“元宇宙”（Ｍｅｔａｖｅｒｓｅ）概念横空出世。元宇宙的迅速发展，为社交、教育、医疗等领域构建了高度沉浸的数字环境，对人类社会产生了广泛影响。

教育是文化的生命传承机制。教育事业需要系统观念，避免单打独斗导致的“合成谬误”（经济学领域名词，指因局部而言是对的就以为总体必然是对的思维而形成的谬误。此处指教育方面当事人缺乏创新精神的“内卷”表现，它会造成资源浪费、供求单一，使人才同质化）。那么，作为与社会发展息息相关的民生工作，教育对于新变革如何主动应对？从理论更新到实践探索引发一系列疑难问题，都使教育学者难以回避。需要指出的是，在我们的讨论中，并不过分聚焦于元宇宙作为隐喻背后牵涉的内容，主要从其本质特点出发，重点思考从其已凸显的技术走向在现实中对三大教育———学校教育、家庭教育和社会教育产生的影响，获得的加持和谨慎对待之处。此举也算是社会各界倍加关注未来互联网发展走向过程中，教育领域应该下的“先手棋”。本文致力于教育发展方法论思考，先体察元宇宙这一概念的意蕴，揭示元宇宙这一宏观概念与教育关系密切的内在特征和基因；然后分别对元宇宙与三大教育发展关系做出新的创造性构想。

一、 元宇宙的实质及其与教育之共通基因

在当代社会性事物的实质探讨中，信念目标越来越受到重视。同时，行为功能及其方式的特点也被不断强调。基因，是内在成因，是根脉，是抗体。高新信息技术在演进过程中形成了智能、社交、游戏的基因，这是我们研究元宇宙的出发点。近年来，科技不断发展，促进社会的数字化变革，而疫情挑战催生的物理间距和线上工作、学习等需求，也提升了人类向虚拟世界行进的速度。在此过程中，互联网搭载沉浸式体验技术形成新媒介，运用模拟场景和虚拟身份等手段，把平面世界转化为三维立体空间，个体超越时空限制达到“共在”的状态。这一系列变革共同作用，打造出“元宇宙时代”。关于元宇宙与教育，在此，我们首先揭示元宇宙概念的实质，分析元宇宙与教育关系密切的内在契机———共同基因。

（一）本质属性：元宇宙的特征观察

元宇宙的概念出脱于网络游戏，其母体作为虚拟社交世界的典型代表，此社交形式的实现离不开技术要素的提升与配合。我们可以从元宇宙的支撑技术入手，分析其与互联网时代不同的特征，进而观察其对于教育的影响。

赵国栋等在《元宇宙》一书中提到元宇宙的技术集成可以缩写为ＢＩＧＡＮＴ，其中Ｂ指区块链技术（Ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ）、Ｉ指交互技术（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ）、Ｇ指电子游戏技术（Ｇａｍｅ）、Ａ指人工智能技术（ＡＩ）、Ｎ指网络及运算技术（Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｔ指物联网技术（Ｉｎ⁃ｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）。罗布乐思首席执行官戴夫·巴斯扎基总结构成元宇宙的八大要素为：身份（Ｉｄｅｎ⁃ｔｉｔｙ）、朋友（Ｆｒｉｅｎｄｓ）、沉浸感（Ｉｍｍｅｒｓｉｖｅ）、低延迟（ＬｏｗＦｒｉｃｔｉｏｎ）、多元化（Ｖａｒｉｅｔｙ）、随地（Ａｎｙ⁃ｗｈｅｒｅ）、经济系统（Ｅｃｏｎｏｍｙ）和文明（Ｃｉｖｉｌｉｔｙ）。除此之外，融宝数据公司的创始人乔·拉多夫还提出元宇宙构造的７个层面：体验（Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）、发现（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）、创作者经济（ＣｒｅａｔｏｒＥｃｏｎｏｍｙ）、空间计算（ＳｐａｔｉａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇ）、去中心化（Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉ⁃ｚａｔｉｏｎ）、人机互动（Ｈｕｍａｎ－ｃｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）、基础设施（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）。

概括已有研究，元宇宙是指平行于现实世界又独立于现实世界的虚拟空间，本质是映射现实世界的在线虚拟世界。尽管近来关于元宇宙的讨论成为热潮，但对于元宇宙的认识和掌握还处于“初级阶段”。若想准确界定，除了理论的深入，还有待实践的发展，仅就后者中的外界条件来说就很不容易。当然，不同领域对元宇宙属性的关注都有所侧重，教育应该寻找适配属性，以此为生长点进行深入研究。

（二）共通基因：元宇宙与教育的内在交融

Ｐｉｌｌａｒｉ在１９８８年提出，环境包含物质、社会和文化３个层面，前二者都受精神文化的影响。我们可视之为广义文化概念，即物质、制度和精神３种形态文化的类似表述。当元宇宙再造虚拟环境时，意味着它与教育具有相似机制或基因并围绕上述方面全面体现。

首先，从文化角度观察，元宇宙与教育都属于人类文化环境的子集。数字孪生技术对现实世界进行复制、镜像的场景仿真，形成虚拟的自然与人工环境。１９３６年，格式塔学派的勒温提出“场论”概念，指出人的行为是人与环境互动的结果。校园中许多环境设计起到隐性课程的作用，当元宇宙世界新环境建立后，它对于师生生活的影响更是全方位的。元宇宙运用交互技术为用户提供沉浸与立体的交互体验，达到现实与虚拟空间的无缝连接。例如，在更多方面实现信息流线上化，实现人类在虚拟世界中感官的全方位“连接”，帮助虚拟世界中各种层面人际关系网络构建，实现社会环境复刻。此外，虚拟世界的价值归属、人力驱动及其各项服务，可看作当前现实中传播文化的背景。

其次，从内在属性上分析，元宇宙离不开游戏与社交，从而与教育共命运。荷兰历史哲学家约翰·赫伊津哈提出“游戏人”的概念，他提示我们从远古壁画等观察中可见：人类在史前期便以舞蹈、游戏作为休闲活动；为了保障个人在社交中充分享受而不受侵害，逐步制定规则，进而演化到法律法规；地域差距形成了不同的文明形态与形形色色的社会。元宇宙包含增强现实、生命日志、镜像世界、虚拟世界四大形态，属于网络游戏与虚拟社交的进阶版本，而教育活动归根结底属于社交活动。正如马拉古兹所说，“教育乃是由复杂的互动关系所构成，也只有‘环境’中各个因素的参与，才是许多互动关系实现的关键”。元宇宙技术在适应教育底层逻辑前提下，可帮助教育的各因素摆脱时空限制，帮助教育相关者充分参与互动并丰富教育。

最后，从技术上评价，元宇宙已有与教育合作的基础。在不少人眼中，“教育元宇宙”还处于构想阶段。其实，我国政府在元宇宙概念出现之前，就敏锐地关注到相关底层技术的乐观前景，针对其在学校中的应用出台了相关政策，支持虚拟现实技术在物理、化学类的实验中的应用，并且把此类技术与我国教师教育、职业教育、高等教育等领域有效结合。这意味着元宇宙落地教育的进程，不仅体现在政策推进上，而且在实践方面也取得了相应效果———有很多虚拟现实的教学实验室在试点学校出现。元宇宙教育可顺此思路并将其发扬光大：元宇宙可摆脱时空束缚，把平面世界转化为立体三维世界，结合教育需要和教育特性，形成一个虚实结合的智慧教学环境，挖掘教育资源和教育赛道的潜力，帮助教育平台、教育模式转型。

二、学校教育之变、之益、之省

“元宇宙教育”概念首次提出时，被理解为元宇宙的教育应用，即为教师、学生、教育管理者等相关主体创建数字身份，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的新教育模式。上述多元“师生”的虚拟和共享表述，反映出学校教育默认作为教育主要领域，已经得到元宇宙的重点关注。可已有成果的信效度、普适性及跟踪服务方面有待成熟，还需要理论的创新和技术的探索。

（一）新条件：教育形式、学习时空、教学模式之转变

日常生活中，我们每天经历的学习活动是与他人彼此交互的，这种交互在元宇宙的三维空间能够实现。具体说来，在线教学物理区隔消释了部分在校园中的学习氛围，师生丧失许多必要的共时性合作交流体验。于是，“共存感”（在以计算机为媒介的环境中，不同物理环境的个体获得的与他人一同存在的主观性体验）的提升迫在眉睫。根据运营平台的数据对比，通过视频会议或虚拟分身能够获得丰富的视觉型、听觉型社交线索（ＳｏｃｉａｌＣｕｅ），相比以文本（Ｔｅｘｔ）为主的单一化线上学习，具有更强烈的学习现实感。

元宇宙教育时代到来，学生存在形式、交流方式以及知识的呈现都被重新定义，师生及相关学校人员可以创建自己的数字身份，打破时空限制。学校在虚实结合场景中进行教学活动，不但减轻了空间疏离感，也突破了场景限制，使知识流转所需要的空间要求被满足。于是，显性知识的沉浸式立体学习、隐性知识的潜移默化环境、知识共享的群体空间、知识储存更新空间或新知识研发空间，都得到兼顾。

元宇宙中的教学，可利用其创造的３种层次空间———增强版的现实世界、现实与虚拟世界的中介空间、全构造的虚拟时空。在此基础上，教师可以把所需物料预先镶嵌在班级各组的知识共享云空间，促进生成性课堂与翻转课堂的实现。在师生以特定形象进入课堂空间后，教师可利用分身同时出现在小组或个人面前，从而仿真实现小班制或一对一的学习体验。课后，学生可以聚集在同一空间或多维空间，展示自己的学习成果，而教师则可帮助进行指导与评价。需要强调的是，欲实现此类教学，不仅在于虚拟空间与教学资源的开发利用，还包括师生间个性化沟通，尤其需要学生面对任务的高度自主性。显然，这对教师教学能力与课堂主导能力的要求也显著提高。

（二）新感受：互动灵活、体验自由、过程具象之益处

首先，师生互动方式的灵活化。虚拟分身技术可以适当满足人们对于社交的需求，例如当下光影形成的二次元偶像或ＡＩ导览员。同理，学校教育结合元宇宙技术，可创建新型互动方式。例如虚拟师生人像在３Ｄ教室中进行交流探讨，结合学生心理形成新沟通模式，打破传统言语模式，多样化场景和角色的加持，可进一步提高沟通质量。

其次，学生的学习体验自由化。学生的身份在元宇宙中出现转变，从被动接受者转化为享受者与创造者，实现了一种“做中学”、自主实践性、个性化自由化学习模式，冲破以教室、教师、教材、课堂、知识为中心的束缚。学生获得更多自由权力，对于时间、地点、学习进展以及教师和同伴等外部因素可以任意选择。在大数据和人工智能辅助下，学生可以通过测评，寻找适合自己的学习方式、领域，制订专属的学习策略以及评价标准，即技术赋能帮助提高学生的学习动力和针对性。

最后，教师的教学过程具象化。“学习金字塔”（ＣｏｎｅｏｆＬｅａｒｎｉｎｇ）理论强调教学过程中亲身体验的重要性。元宇宙中具备多种感官技术，可以帮助师生还原知识产生的现场、亲身体验理论的推演过程、进行实践操作的模拟练习，帮助学生更加立体直观地吸收知识，增强知觉学习和情感学习等。例如营造出虚拟环境，缺乏历史感的学生能以第一人称或第二人称的角色穿越其中，便可在沉浸式体验中见证历史发生，以此激发学习兴趣，最大化提升认知效率。

（三）新注意：学校道德建设、教育技艺结合、学生健康影响之思考

首先，立德树人是学校教育的首要目标。在教育元宇宙构建中，资本不可避免参与，学生群体庞大又未成熟，极易被看作资源为他人所利用，在信息共享与传播过程中可能暴露个人隐私而诱发一些营销甚至犯罪行为。因此，对于元宇宙教育的顶层设计、相关法制以及虚拟世界的道德建设需要提上日程，避免新次元中的校园文化失范、价值缺位带来的正义盲区。打破现实虚拟界线时，学生需要得到适当引导，在保障个人学习自由的同时兼顾社会公序良俗。

其次，课程教学的艺术与元宇宙的融为探究有待加强。一方面，元宇宙设计开发的相关教育学习软件，作为与学校教育合作的载体，更多时候还是以技术为导向，师生配合软件流程，“教育话语权”还处于弱势。在此情势下，学校应结合教育原理，例如用具身认知理论、沉浸理论等对教学内容和过程创新编排，设计新样态的教学模式。另一方面，虚拟社交角色与学习生活高度融合后，学生易沉迷其中，运用技术伪装自己，一旦习惯于隐藏完整的“真实自我”，就会导致教育失去应有的严肃性，使师生关系流于表面的暂时性游戏关系。刻意粉饰自己也会损害全面内涵式发展，久而久之就会对学生行为模式造成消极影响。所有这些，要求我们在探讨技术时不可偏离教育：要加强课程体系及教学流程深层次建构，要时刻谨记教学的目标以及学生个体差异性，要合理优化中性技术，从而适切地应用元宇宙教育。

最后，关注元宇宙对身心健康及社会健康的影响。当仿真世界与日常生活融为一体时，边界将难以厘清，处于“虚实混乱”状态下的个体，注意力难以聚集，甚至会对身心健康造成损害。例如，设备穿戴和接口接入的课程时长与学生健康的关系；学生陷入虚拟无法自拔，个体参与真实活动积极性减小，出现心理闭锁、精神分裂；长期满足于虚拟世界交往而忽略现实生活交际，青少年社会化将被延迟或削弱；等等。这都意味着在追求科技进步与

虚拟世界仿真度的同时，不可忽视健康因素。

出处：现代教育科学 2023年1期

摘录者：张莉 太仓市金仓湖小学教科室主任

 

推荐理由：元宇宙是当今高新技术与商业模式变革的产物， 它是集智能、游戏、 社交一体化，并且凭借沉浸式体验和虚实融生等特征为教育未来发展提供新的良好机会。对于学校而言，教师可以凭借元宇宙改善教学模式，优化教学形式，促进与学生的沟通交流，推动教学过程更加具体、形象化，进而帮助学生更加立体直观地吸收知识， 增强知觉学习和情感学习。