元宇宙時代教育教學發(fā)展新方向

文 譚敏

憑借信息技術推動教育教學的高質量發(fā)展成為一項重要工作。元宇宙作為新時代前沿的信息技術，利用元宇宙進行教育教學，可以有效彌補教育教學方式的單一化，是進一步改善教育教學質量、增強教育教學內聚力、向心力、感染力、凝聚力的有益嘗試。

一、元宇宙時代來臨與教育教學發(fā)展新契機

1992年尼爾·史蒂芬森（Neal Stephenson）在科幻小說《雪崩》（Snow Crash）中正式提出元宇宙（Metaverse）概念。扎克伯格在2021年10月28日宣布將Facebook正式更名為Meta，F(xiàn)acebook的舉動，掀起全球科技行業(yè)進軍元宇宙的熱潮。2021年11月，微軟正式宣布進軍元宇宙。2021年11月中國電信在盤古計劃2.0中全面布局元宇宙。2021年12月，百度發(fā)布元宇宙產品“希壤”。由此可見，元宇宙對社會各個領域的影響巨大，其必然會對教育教學的高質量發(fā)展帶來重大歷史性變革。Collins在2008年就大膽預測元宇宙環(huán)境下的高等教育將會產生爆炸式的影響。Tama等提出通過元宇宙構建新的學習平臺。華子荀提出通過元宇宙技術創(chuàng)設圖書館、校園、教室教學場景。劉革平認為元宇宙改變教育發(fā)展進程，將是在線教育發(fā)展的新樣態(tài)。這為當前元宇宙研究提供了一定的理論基礎，也為教育教學的高質量發(fā)展提供了一定的實踐路徑。

二、元宇宙視域下教育教學的實踐現(xiàn)狀

元宇宙作為新時代前沿的信息技術，為教育教學高質量發(fā)展提供了新的可能。元宇宙技術應用到教育教學迎來新一輪的探索。例如：西北大學“VR/AR+智能教育”環(huán)境，北京師范大學“VR/AR+教育”實驗室。由此反映出元宇宙地創(chuàng)建為課程實踐教學體系新模式的構建奠定基礎，其也為教育教學貫徹落實提供可能。目前國內真正將元宇宙技術應用于教育教學案例少之又少，尚處于局部探索階段，利用元宇宙技術進行教育教學應用仍處于探索初期。當前教育教學問題眾多，主要體現(xiàn)在，教學模式陳舊化、缺乏沉浸式體驗，師生互動不足，潛在內容難以理解，知識獲取途徑單一，學習動機不足等問題，造成學生上課情緒不高。隨著元宇宙時代的問世，勢必會對傳統(tǒng)的線下教育模式造成巨大沖擊，在個性化、互動性、開放性的元宇宙時代勢必能夠打破時空限制、教育資源失衡以及資源共享受阻等問題，完全使學生置身于一個沉浸式虛擬環(huán)境中，實現(xiàn)課前、課中和課后學習的沉浸式體驗，推動教育教學實現(xiàn)高質量發(fā)展。

綠色發(fā)展是我國“十三五”規(guī)劃的核心發(fā)展理念，也是指導未來“非遺”傳承保護工作的指南。堅持綠色發(fā)展要求從根本上優(yōu)化適宜各類“非遺”項目的總體社會發(fā)展環(huán)境，不僅要實現(xiàn)對傳承人、傳承機制、傳承內容、傳承機理等“非遺”要素的單體保護，而且要增強“非遺”項目的整體傳承能力，提高傳承層級和傳承水平，推動“非遺”的可持續(xù)開發(fā)與利用。

三、元宇宙視域下教育教學應用場景

（一）元宇宙支持的情境化教學

元宇宙支持下的情境化教學突破時空等客觀條件限制，具有以下三個特征：

3.教學內容缺乏深入探究

（二）元宇宙支持的個性化學習

個性化學習是指依據(jù)學生的個體差別和發(fā)展階段為基礎，量身定制不同于他人的學習策略和學習范式，最終實現(xiàn)個性化學習。元宇宙支持的個性化學習，有助于學生將被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，其主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，學習資源的無限性。元宇宙資源是無限的，在元宇宙資源庫中，數(shù)字化學習資源的最大優(yōu)勢是可編輯性，學習資源不再是某個主體單一的知識構建，而是不同主體共同搭建的知識共同體，學生既是資源的使用者，也是學習資源的核心創(chuàng)造者，可根據(jù)時代的不斷變化，不斷更新學習資源，促使學習資源網絡化、共享化。第二，學習目標追求多重性。元宇宙技術在教育教學中的應用，既可指向理論學習，也可指向樹立正確的“三觀”和辯證思維能力的培養(yǎng)等多重學習目標。第三，學習方式的靈活性。元宇宙在教育教學中的應用，激發(fā)學生學習主動性，學生可以選擇課堂跨時空、高仿真模擬技術學習、沉浸式的游戲化學習方式，以推動教學效率的提升。第四，學習過程的終身性。元宇宙將打破時間、地點、空間的限制，將會形成人人皆學、處處可學，時時能學的學習型社會，而個性化學習是適應元宇宙發(fā)展的必然要求。個性化學習是終身學習的重要途徑，是不斷提升學習能力和專業(yè)水平，促進知識建構和素養(yǎng)提升的重要途徑。

（三）元宇宙塑造師生共處的環(huán)境

1.構造資源環(huán)境。元宇宙構造資源環(huán)境既賦能現(xiàn)實，又超越虛擬。學生進行資源環(huán)境構造主要包括真實映射，即將現(xiàn)實環(huán)境進行三維全景采集，在元宇宙背景下根據(jù)教育教學需求實現(xiàn)真實再造，如人民英雄紀念碑；虛擬造物，如塑造“千年第一思想家”卡爾·馬克思；學習場域，創(chuàng)設學習情境，動態(tài)生成盡如人意的學習場域。如構造教育教學實踐基地；知識更新，如構造智能化的知識資源庫，形成原生、動態(tài)與再生資源的知識流轉循環(huán)，實現(xiàn)學習資源的動態(tài)更新。

3.營造社會交互環(huán)境，元宇宙能營造師生共處的社會交互環(huán)境。社會交互環(huán)境的組成包括：場所感，進入元宇宙能充分調動師生感官認知，讓師生在學習中產生身份認同、情感依賴和逐步內化的教育過程；具身感，元宇宙能夠增強沉浸式交互，讓師生在近乎自然的親歷中獲得知識；認同感，元宇宙能夠還原當時的現(xiàn)實場景，使學生能夠融入到物理環(huán)境之中，增強情感認同。

《意見》提出，各地區(qū)要控制特色小鎮(zhèn)和特色小城鎮(zhèn)建設數(shù)量，避免分解指標、層層加碼。統(tǒng)一實行寬進嚴定、動態(tài)淘汰的創(chuàng)建達標制度，取消一次性命名制，避免各地區(qū)只管前期申報、不管后期發(fā)展。對破壞生態(tài)環(huán)境問題突出的小鎮(zhèn)，堅決從現(xiàn)有省級特色小鎮(zhèn)和特色小城鎮(zhèn)創(chuàng)建名單中淘汰。

2.建造學習評價系統(tǒng)。元宇宙技術不但能夠進行資源環(huán)境創(chuàng)設，而且能夠讓學生身處資源之中，達到動態(tài)數(shù)據(jù)流通，為師生教學實效性的提升提供高精度全方位的學習評價系統(tǒng)。評價學生學習實效性的組成部分包括：數(shù)據(jù)聚合，即將學生的歷史數(shù)據(jù)與動態(tài)行為、學習過程中心率變化、腦電波動態(tài)、心理認知等數(shù)據(jù)進行分類整合，及時反饋給評價系統(tǒng)；動態(tài)服務，根據(jù)課前、課中、課后數(shù)據(jù)分析，明確學生心理變化，根據(jù)心理變化數(shù)據(jù)，打通重點、難點知識呈現(xiàn)路徑。虛實聯(lián)通，即實現(xiàn)元宇宙虛擬世界中的信息與現(xiàn)實世界的信息無縫對接，打造順應時代發(fā)展潮流的虛擬仿真學習評價系統(tǒng)新平臺。

當前，元宇宙技術在教育教學中的應用尚屬起步階段，缺乏系統(tǒng)的頂層設計和戰(zhàn)略規(guī)劃。近幾年國家出臺的綱領性文件主要側重于大數(shù)據(jù)在教育教學的應用，而元宇宙技術在教育教學中的應用，尚缺系統(tǒng)成熟的方案。如元宇宙技術在教育教學的頂層設計和戰(zhàn)略規(guī)劃大多處于分散狀態(tài)，缺乏相應的課程標準和評估機制。

四、元宇宙視域下教育教學的挑戰(zhàn)與推進路徑

（一）挑戰(zhàn)

在現(xiàn)階段，元宇宙在教育教學中的應用還處于初級探索階段，大多數(shù)元宇宙教育平臺涉及的是VR、視覺沉浸技術、萬物互聯(lián)、人工智能和大數(shù)據(jù)，但這些技術在元宇宙的應用還處于摸索階段，技術不成熟，如硬件設備不夠智能，操作流程復雜、5G網絡普及度不足、虛擬現(xiàn)實沉浸性不夠、人機交互不夠順暢、軟件功能設計缺乏人性化、實際應用還不明朗。總之，元宇宙技術在教育教學中的應用缺陷明顯，實現(xiàn)元宇宙視域下教育教學的普及推廣仍然任重而道遠。

它是對一個問題的指稱，以及對一種不確定性的指稱。這種不確定性既是對視覺機制(視覺藝術、視覺傳媒、布展和觀展的行為)與語言機制(文學、語言、話語、聽、說、讀寫的行為)之間不規(guī)范、不固定的邊界的描述。......

2.底層支撐技術不夠成熟

1.缺乏頂層設計和戰(zhàn)略規(guī)劃

一是情境教學的生動性。在元宇宙的支持下，師生可運用3D技術模擬《星星之火可以燎原》的產生、發(fā)展和傳播歷程以及我黨處于革命低潮的真實寫照，開展實時可視化在線教學和基于實地實景的課堂互動。讓大學生進一步領會新民主主義革命的艱辛，從而增強大學生對共產主義信仰的認同感，激發(fā)愛國主義情懷，進而轉化為投身社會主義現(xiàn)代化建設和中華民族的偉大復興的自覺行動。二是情境教學的趣味性。通過元宇宙虛擬課堂教學的延伸，在元宇宙的支持下，構建直觀、形象、生動的三維場景虛擬環(huán)境，再現(xiàn)中國共產黨百年奮斗的歷史情境，讓師生在虛擬的信息環(huán)境中通過交互操作對中國共產黨百年奮斗歷程進行選擇，并通過插入交互任務的方式積極參與典型歷史事件進程，體驗民族復興的艱難歷程。三是情境教學的生動性。在元宇宙的支持下，教師可充分利用情境教學法中的虛擬情境，再現(xiàn)物理世界中無法展現(xiàn)的抽象概念形象地表達出來，讓學生在虛擬的情境中親身體驗，實現(xiàn)學生的體驗式參與，在多種不同的教學情境創(chuàng)設下幫助學生深入理解教學內容，讓教學內容變得生動活潑、通俗易懂、深入人心。元宇宙在教育教學中的應用，有助于提高學生工作效率和質量，切實增強教育教學實效性。

強化教育教學頂層設計機制，從戰(zhàn)略高度將元宇宙技術與教育教學相融合，需要從以下幾方面加強，首先，將元宇宙運用到教育教學中，根據(jù)培養(yǎng)目標、設計教育教學內容、培養(yǎng)學生核心價值素養(yǎng)；其次，對一些學校進行試點，為元宇宙技術在教育教學中的普及化實施積累相應經驗；最后，加強各學段、各學科一線教師的需要，充分挖掘生態(tài)資源，積極、穩(wěn)妥地推進元宇宙的在教育教學中的應用。

急性肺損傷(acute lung injury,ALI)及其嚴重形式急性呼吸窘迫綜合癥(acute respiratory distress syndr o me,ARDS)是導致重癥監(jiān)護室患者死亡的重要因素,其病理特征包括肺水腫、炎癥、肺內出血和嚴重的氣體交換功能障礙[1,2]。盡管諸如低潮氣量機械通氣、俯臥位通氣等治療措施可一定程度上降低ARDS的病死率,但重癥監(jiān)護室的ARDS病死率依然高達35.3%以上[3],至今仍未有非常有效的治療藥物。因此,尋找治療ALI的新型有效藥物是當前醫(yī)療科研工作者的研究熱點之一。

（二）推進路徑

1.加強頂層設計機制

元宇宙在教育教學中的應用目前主要以技術為導向為主，偏向于軟件的設計和開發(fā)，側重游戲化自主發(fā)現(xiàn)式學習，其會導致當前教育教學庸俗化、娛樂化和政治淡化，造成內容學理性不足、學術性不強、針對性不足、實效性不高、學生學習積極性不足的不良傾向。

德公公找到了一雙新鞋，無奈卻又走上老路。位高權重遭人嫉，不遭人嫉是庸才。他固執(zhí)地認定，是官場上的仇家瞄上了自己。這一回，醍醐灌頂之后，他發(fā)現(xiàn)殺人利器是火藥，不過，他懷疑的目標卻是——火器營。他的想法也不無道理：試想，既然是官場上的仇家，能耐自然不小，既然能耐很大，自然能買通火器營里的貪財者。

相較于傳統(tǒng)變電站智能變電站強調其具有的智能分析決策能力。根據(jù)系統(tǒng)中計算機存儲的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，采用合適算法構造解決問題的推理機制向操作人員操作提出建議。智能變電站的智能分析決策機制應建立變電站故障信息邏輯和推理模型分類、過濾故障告警信息實時分析和推理變電站運行狀態(tài)，自動報告變電站異常并提出故障處理指導意見。對包括事件順序記錄信號及保護裝置、向量測量、故障錄波等數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘、多方位綜合分析，并將變電站故障分析結果以簡潔明了的可視化界面綜合展示。

2.聚焦底層支撐技術

元宇宙在教育教學的應用，需要多項技術的支撐，元宇宙聚合了人類外化智能的各個技術領域，如云計算技術、區(qū)塊鏈技術、物聯(lián)網技術、通信技術、芯片制造工藝、算法優(yōu)化、深度挖掘、VR、全息影像技術等，正是各項技術的相互作用，元宇宙才能營造一個超真實的、沉浸式的，智能化的元宇宙環(huán)境。

3.注重教育教學內容設計

元宇宙技術在教育教學中的應用，應堅持“內容為王”，切忌舍本逐末以技術為中心，在教育教學中應講清楚教學內容的政治性、理論性、堅持用真理打動學生，真正實現(xiàn)教學內容的入腦，入心。這就要求在元宇宙教學方案設計上既要堅持守正創(chuàng)新，所謂守正即在內容上下功夫，以深厚的學理為支持，通過深度剖析理論，厘清理論邏輯、現(xiàn)實邏輯、歷史邏輯，教會學生辯證思維、科學判斷、解決問題的思路。絕不能為創(chuàng)新而不守正，將教學的基本內容丟掉。