教育元宇宙賦能具身沉浸式育人的探索

信息浪潮下，人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)蓬勃發(fā)展，元宇宙閃亮登場。在教育元宇宙下如何推動育人工作？筆者以消防安全教育為例，從具身認(rèn)知理論和沉浸理論賦能沉浸式育人入手，介紹教育元宇宙如何讓學(xué)生跨越時空限制，獲得具身沉浸體驗，從而達到觸動人心的育人目的。

一、信息時代育人方向

信息化浪潮澎湃而來，教育也必然經(jīng)歷深刻變革。2021年7 月，《教育部等六部門關(guān)于推進教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見》提出，新基建是新一代信息技術(shù)發(fā)揮效能的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在2025年教育新型基礎(chǔ)設(shè)施體系必須基本形成，其中信息網(wǎng)絡(luò)新型基礎(chǔ)設(shè)施是新基建的重點方向之關(guān)鍵。信息時代，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”正在落地生根，推動教育信息化轉(zhuǎn)型。

眾所周知，教育的根本任務(wù)是育人，育人的根本在于立德。教育教學(xué)必須體現(xiàn)立德樹人的宗旨。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，信息科技課程理念之首就是要反映信息時代正確的育人方向。信息時代，學(xué)校必須培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價值觀，實現(xiàn)學(xué)生在信息世界與現(xiàn)實世界中健康成長[1]。

二、教育元宇宙帶來育人新變化

人工智能、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等信息技術(shù)的興起，給教育帶來了新的曙光。科技的進步，帶來了教學(xué)形式的變化，其中教育元宇宙將虛擬與現(xiàn)實、線上與線下深度融合，成功整合了虛擬現(xiàn)實、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)[2]。教育元宇宙到底是什么？

（一）教育元宇宙

2021年，元宇宙被大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)關(guān)注，一些學(xué)校也介入元宇宙研究。2021年被稱為元宇宙元年。元宇宙的來臨也帶來了“互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史上第三次技術(shù)革命”。目前，對于元宇宙尚沒有統(tǒng)一的界定，它是一個不斷演變且不斷進化的三維虛擬人類社會[3]。將元宇宙的虛擬現(xiàn)實交換技術(shù)運用到教育上，我們稱之為教育元宇宙。教育元宇宙具有交互性、沉浸性、多元性的特征，能助力學(xué)生“穿越”到特定的虛擬現(xiàn)實場景，如古代街頭、歷史名場景能讓學(xué)生“見證”歷史的變遷，甚至與詩人吟詩作對；各種高危數(shù)理化實驗室能讓學(xué)生走進各種因為條件限制而難以開展或危險性高的實驗、培訓(xùn)，并在虛擬現(xiàn)實場景中動手操作。有了這種虛與實相結(jié)合的數(shù)字化學(xué)習(xí)場景及多元化的交互性的學(xué)習(xí)方式，教育將走出學(xué)校，走向社會。學(xué)生在此過程中除了獲得情感體驗外，還能接受文化知識的熏陶，探索知識的樂趣。

既然教育元宇宙是一個能體現(xiàn)育人價值的場域，那么有兩個重要的理論起導(dǎo)向作用，分別是具身認(rèn)知理念與心流理論。

（二）具身認(rèn)知理論

什么是具身認(rèn)知理論，筆者用在自媒體上看到的交警對路況良好，但是濫用遠(yuǎn)光燈的司機懲罰二選一行為來解釋。某自媒體平臺上有這樣一段視頻：一位交警對濫用遠(yuǎn)光燈司機批評教育，并讓司機自選處罰項目：駕車看遠(yuǎn)光燈30秒或者罰款100元記一分。司機選擇了看遠(yuǎn)光燈30秒。在這30秒內(nèi)，司機被遠(yuǎn)光燈照得心里發(fā)慌，既看不見對面來車，也看不清前面的路況，深刻體會到“路況良好時濫用遠(yuǎn)光燈容易發(fā)生交通事故”，這是一件無比危險的事情。警察讓司機看遠(yuǎn)光燈，給他營造了一個與駕駛時被遠(yuǎn)光燈照射的親身體驗，在觀看過程中，其身體、感官、思維都能深刻體會濫用遠(yuǎn)光燈對司機帶來的危害。這種強烈的感受與聽講座、看教育視頻等相比，能更加持久地印在司機腦海中，讓他提高安全意識，不濫用遠(yuǎn)光燈。這些感觸就是具身認(rèn)知理論的體現(xiàn)。

具身認(rèn)知理論認(rèn)為，認(rèn)知不是獨立于身體的，而是身體和大腦跟外界環(huán)境相互作用產(chǎn)生的。具身認(rèn)知強調(diào)親身體驗的重要性，認(rèn)為身體的感知系統(tǒng)、身體的運動等親身體驗對認(rèn)知的形成與發(fā)展起著重要影響。智利著名認(rèn)知科學(xué)家弗朗西斯科·瓦雷拉在具身認(rèn)知理論上做了很多研究，他認(rèn)為認(rèn)知是學(xué)習(xí)主體在知識構(gòu)建中的身體行動，這一行動產(chǎn)生的動態(tài)交互和情感體驗會不斷迭代，影響著學(xué)習(xí)主體[4]。

因此，認(rèn)知的形成是當(dāng)時情境、身體感覺運動與情境交互產(chǎn)生的過程。教育元宇宙就是一個能夠讓學(xué)生置身于認(rèn)知情境中，充分調(diào)動身體感覺運動系統(tǒng)與環(huán)境世界具身交互，以更好地促進學(xué)生認(rèn)知形成的媒介。

（三）心流理論

教育元宇宙的三大特點之一就是沉浸性，心流理論對教育元宇宙起著關(guān)鍵作用。心流理論是由米哈里·契克森米哈賴等提出的，指人在全身心投入某件活動事情中，不受周圍環(huán)境其他因素影響，深度參與其中并產(chǎn)生興奮感和充實感的心理狀態(tài)，也稱之為“心流體驗”。研究發(fā)現(xiàn)，要獲得“心流體驗”，學(xué)習(xí)主體的角色十分重要。在虛擬游戲中，第一人稱或角色扮演更能給玩家?guī)硇牧黧w驗。因此，心流體驗需要學(xué)生自由開放參與到情境中，極大地提升學(xué)生的參與感和學(xué)習(xí)動機[5]。教育元宇宙通過虛擬與現(xiàn)實結(jié)合，創(chuàng)設(shè)各種情境，能更好地支持學(xué)生參與活動進入沉浸狀態(tài)，獲得心流體驗。

綜上所述，教育元宇宙賦能的具身沉浸式育人教學(xué)，適應(yīng)信息時代的發(fā)展，是教育的新方向。學(xué)校利用人工智能、虛擬現(xiàn)實等信息技術(shù)，構(gòu)建虛實融合、實時交互的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，可以讓學(xué)生參與其中，獲得與現(xiàn)實情境相似的具身體驗，從而觸發(fā)其認(rèn)知形成，同時獲得沉浸式學(xué)習(xí)體驗。

三、教育元宇宙育人案例

目前博物館、天文館等場所已經(jīng)將立體可交互的三維虛擬場景應(yīng)用于教學(xué)了，常見形式為，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）提供虛擬場景，以增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）提供感官體驗。教育元宇宙在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也是很廣的，教師經(jīng)常通過VR創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生切身融入課文內(nèi)容的知識中去，產(chǎn)生共鳴，讓認(rèn)知在接近現(xiàn)實的情境中順其自然地產(chǎn)生。在小學(xué)安全教育中，消防、地震等安全教育是每學(xué)期必備的常規(guī)內(nèi)容，采取的教育方法多數(shù)是教師在班會課上演示圖片、視頻等，然后進行安全疏散演習(xí)。在這過程中，學(xué)生雖然能學(xué)會基本的安全知識，但是學(xué)生更多是以玩樂的心態(tài)進行學(xué)習(xí)。這樣不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，提高對消防、地震等安全事故的警惕之心。學(xué)生面對真實事故就會慌張，容易忘記之前學(xué)的安全知識。筆者以教育元宇宙的VR創(chuàng)設(shè)虛擬火災(zāi)場景，讓學(xué)生跨越時空，接近真實，感受火災(zāi)的情境。學(xué)生在仿真火災(zāi)場景中逃生，明白在火災(zāi)真的發(fā)生時如何正確快速逃生。

（一）以虛融實，感悟體驗

為了讓安全教育更真實、更有效，教師利用當(dāng)?shù)氐摹癡R/AR+教育”實驗室，創(chuàng)設(shè)一般家庭或校園火災(zāi)情境，為了讓學(xué)生獲得沉浸體驗，為他們布置了從火災(zāi)中逃生的任務(wù)。在完成任務(wù)的過程中，有條件的學(xué)校可以配合可穿戴設(shè)備進行仿真教學(xué)，讓學(xué)生在虛擬中感受到火災(zāi)時的溫度，多個身體感覺運動系統(tǒng)參與到具身體驗中。

教師：大家好，又來到我們教育元宇宙實驗室了。今天，我們要完成的任務(wù)是什么呢？事不宜遲，讓我們立刻跟著虛擬教師，一起開始今天的學(xué)習(xí)吧。

學(xué)生活動：戴上VR設(shè)備，進入虛擬現(xiàn)實情境。在虛擬教師引導(dǎo)下，學(xué)生嘗試進行消防逃生。

虛擬教師：“你家里所在樓層發(fā)生火災(zāi)，樓梯等都已經(jīng)濃煙彌漫。以下哪些行為是我們要做的？保命立刻沖出去；打電話；關(guān)閉電閘；拿好貴重物品沖出去。”根據(jù)學(xué)生的選擇作答情況，虛擬教師給予反饋，讓學(xué)生明白火災(zāi)發(fā)生時候首先要打119報警并立刻關(guān)閉電閘。立刻沖出去的學(xué)生會因為門的溫度過高導(dǎo)致“受傷”，配合可穿戴設(shè)備讓學(xué)生感受到溫度的變化，注意控溫。

虛擬教師：“以下物品或設(shè)備可以選擇進行逃生，請選擇，點擊使用按鈕即可立刻使用。濕毛巾、電梯、滅火器。”選擇毛巾的學(xué)生，可移動到廚房等進行濕潤，增大逃生概率，沒濕潤的學(xué)生系統(tǒng)記住并扣分。選擇電梯的學(xué)生因為火災(zāi)電梯停電導(dǎo)致逃生失敗。選擇滅火器的學(xué)生在前方樓梯火災(zāi)中，在虛擬教師的提示下，正確使用滅火器順利“逃生”。如果學(xué)生使用滅火器沒對準(zhǔn)根部滅火，或者出現(xiàn)其他錯誤，逃生也失敗。

學(xué)生在通過一個個虛擬的障礙情境，通過選擇安全出口、正確的物品與設(shè)備，安全逃生。學(xué)生在逃生過程中如按響警鈴?fù)ㄖ藭玫较到y(tǒng)的加分獎勵。在VR虛擬情境中，學(xué)生的每個選擇、行為都被系統(tǒng)記錄，并進行計分，教師可以在學(xué)生活動完成后，進行分析評價。

教師：在剛剛的虛擬現(xiàn)實中，我們通過VR學(xué)習(xí)了火災(zāi)時如何安全快速逃生。現(xiàn)在請觀看自己在完成任務(wù)中的評價與分析，做好總結(jié)。

學(xué)生活動：根據(jù)系統(tǒng)的記錄和反饋，進行評價總結(jié)，掌握消防逃生的技巧，增強安全意識。

教師開展這一環(huán)節(jié)的教學(xué)活動，旨在通過元宇宙讓學(xué)生對消防逃生進行體驗。教師在教學(xué)中要把握虛擬情境的度，大部分學(xué)生此前僅通過視頻、圖片等感受過火災(zāi)，并沒有體驗過，因此虛擬情境不能過于恐怖，以防對學(xué)生心理造成陰影。同時，在學(xué)生完成任務(wù)后，教師要對每個環(huán)節(jié)進行反思、總結(jié)，提升學(xué)生的安全意識。這一環(huán)節(jié)，學(xué)生參與教育元宇宙中的具身沉浸式活動，身臨其境地參與火災(zāi)逃生，同時VR可穿戴設(shè)備的應(yīng)用讓其感受到溫度的變化，逼真地感到火災(zāi)的嚴(yán)峻，警覺到在日常生活中要做到安全預(yù)防。學(xué)生“親身”參與逃生并近距離感受到火災(zāi)的無情，從體驗中感受到生命無價。

（二）虛實結(jié)合，提升內(nèi)化

在學(xué)生經(jīng)歷教育元宇宙的具身沉浸式體驗后，教師為學(xué)生提供消防器材的使用介紹，包括滅火器、毛巾等，讓學(xué)生在生活中能根據(jù)情況，正確使用器材逃生，從而成功達到育人目的。

教師：剛剛在VR/AR中，大家都了解了火災(zāi)逃生要注意的事項，知道在生活中如發(fā)生火災(zāi)如何正確使用滅火器，如何判斷火災(zāi)風(fēng)向進行逃生了。現(xiàn)在分組實際操作一下。

學(xué)生活動：根據(jù)示范，學(xué)習(xí)消防技能，如正確使用滅火器等。

教師開展這一環(huán)節(jié)的教學(xué)活動，旨在讓學(xué)生從虛擬現(xiàn)實中過渡回現(xiàn)實生活中。現(xiàn)在的學(xué)生大部分沒有經(jīng)歷過火災(zāi)，雖然知道從火災(zāi)中逃生要怎么操作，但是并沒有實際操作過，讓他們動手操作，親身體驗?zāi)軌驇砀志玫母泄贈_擊。在這一環(huán)節(jié)中，教師必須把控好氛圍，讓學(xué)生順利從元宇宙虛擬情境中過渡過來。教師結(jié)合學(xué)生在VR虛擬情境中的表現(xiàn)與評價，讓學(xué)生從細(xì)節(jié)開始落實，明白逃生要沉著冷靜，要撥打119電話報警，切斷電源。很多學(xué)生忽略了切斷電源這一操作。為此，教師為學(xué)生科普物理知識——著火時線路電線絕緣層熔化了，正負(fù)線搭在一起短路容易產(chǎn)生新的火源，所以要先切斷電源。這樣，在安全教育的同時還實現(xiàn)了跨學(xué)科融合。如何根據(jù)火勢選擇正確的裝備與逃生方向？教師為每個小組的學(xué)生準(zhǔn)備了一套毛巾和滅火器，讓學(xué)生掌握正確捂鼻和使用滅火器的方法。在教育元宇宙中，學(xué)生已經(jīng)嘗試模擬使用滅火器，這時候虛實結(jié)合，再一次觸達學(xué)生內(nèi)心深處，使消防安全意識得到提升，使消防技能得到內(nèi)化。

四、問題與建議

在教育元宇宙時代，政府、企業(yè)、學(xué)校都面臨挑戰(zhàn)與機遇。作為時代發(fā)展的產(chǎn)物，教育元宇宙在應(yīng)用過程中也存在著一些困難與隱患，需要重視和解決。

（一）加強資源保障，縮小地域差異

將教育元宇宙應(yīng)用到教育中，需要設(shè)備與資源的投入。然而，我國各地經(jīng)濟發(fā)展不平衡，目前只有少數(shù)城市試點與推廣，如何讓教育元宇宙得到推廣，需要政府、企業(yè)等的大力支持。畢竟人工智能、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術(shù)的開發(fā)支持離不開政府和企業(yè)的推動。學(xué)校應(yīng)該看到信息時代的趨勢和要求，對教師開展對應(yīng)的教育元宇宙教學(xué)實踐培訓(xùn)。教師要樹立終生學(xué)習(xí)的理念，不斷強化自我，提升自身水平，增強共情能力，適應(yīng)教育元宇宙的發(fā)展[6]。

（二）避免沉迷虛擬，堅守以虛補實的初心

虛擬中感受現(xiàn)實——教育元宇宙是通過虛擬空間構(gòu)建真實的生活場景進行教學(xué)的，為教育創(chuàng)造更多的途徑與機會，讓學(xué)生能更直觀觀察或者動手實踐學(xué)習(xí)中的各種現(xiàn)象與原理。教師正確運用這種以虛補實的方法，是教育的進步。但是小學(xué)生自控和自制能力相對較低。元宇宙技術(shù)除了在教育上光芒四射，在競技娛樂中也是一個發(fā)光發(fā)亮的，部分成年人也會沉浸其中，所以應(yīng)用教育元宇宙技術(shù)一定要注意避免學(xué)生的成癮性。同時，教師在虛虛實實中，要讓學(xué)生明白網(wǎng)絡(luò)上的行為也要承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，避免造成道德倫理等的風(fēng)險隱患。教育元宇宙是一把雙刃劍，教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)。

（三）育人潤于心，立德始于行

育人為本，立德為先。新時代的小學(xué)生，在強大的祖國保護下，一些小學(xué)生對各種情感教育是浮于表面的。例如，2019年感人的電影《烈火英雄》上映，很多學(xué)校用來做安全教育的題材。雖然學(xué)生看了里面的場景后為之動容，但是這個感動僅僅是一瞬間的情感起伏。原因不單單是因為學(xué)生沒親眼看過大連7·16油爆火災(zāi)的慘烈，甚至連一場消防事故造成的沉重后果都沒設(shè)想和體驗過，因此對其中的電影場景存在懷疑。有家長帶子女看完《烈火英雄》出來時，孩子就問：“媽媽，這些是真人真事嗎？”對于小學(xué)生而言，育人如果僅僅通過口頭、圖片、視頻等宣教，效果收效甚微。教育元宇宙讓學(xué)生參與到虛擬現(xiàn)實中，讓育人不僅僅停留在被動接受，而是主動體驗，行動起來。

新技術(shù)的發(fā)展總會牽動社會各界的關(guān)注，教育元宇宙作為新時代教育的璀璨新星，給教育會帶來更多的憧憬與挑戰(zhàn)。技術(shù)本無好壞，關(guān)鍵看如何應(yīng)用。無論教育如何發(fā)展，教師要不忘初心、砥礪前行。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2] 蔡蘇，焦新月，宋伯鈞.打開教育的另一扇門——教育元宇宙的應(yīng)用、挑戰(zhàn)與展望[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2022（1）：16-26.

[3] 姜曉勇.元宇宙技術(shù)對傳統(tǒng)教育最大的挑戰(zhàn)是教師的成長[J].中國教師，2022（6）：11-14.

[4] 曾海，鄭燕芬，邱崇光.新基建背景下的教育元宇宙：追求目標(biāo)、驅(qū)動機理和實施模型[J].中國教育信息化，2022（3）：13-21.

[5] 劉革平，王星，高楠，等.從虛擬現(xiàn)實到元宇宙：在線教育的新方向[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2021（6）：12-22.

[6] 徐建，王俊，鐘正，等.教育元宇宙時代教師發(fā)展的挑戰(zhàn)與應(yīng)對[J].開放教育研究，2022（3）：51-56.

（作者系廣東省佛山市南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)聯(lián)安小學(xué)教師）

責(zé)任編輯：林麗芳