文福安：元宇宙助力教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型

heitudi 2022-11-20 發(fā)布于黑龍江

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北京郵電大學(xué)教育技術(shù)研究所副所長文福安教授

（本文根據(jù)文福安教授做客第30期元宇宙前沿大講堂，參與“元宇宙+教育：元宇宙助力教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型”主題發(fā)言整理）

關(guān)于元宇宙的概念和特征

元宇宙是十年以后信息社會的一個構(gòu)想，不同的人對元宇宙有不同的想象?；ヂ?lián)網(wǎng)時代解決了很多問題，但又有很多互聯(lián)網(wǎng)社會難以糾正的缺陷，主要包括用戶不可信、學(xué)習(xí)成本高、簡單鏈接和實現(xiàn)的難度大等，于是元宇宙在這樣的背景下應(yīng)運而生。

談及元宇宙就會談到一個重要的名詞：虛擬世界。虛擬世界是采用數(shù)字技術(shù)在現(xiàn)實世界基礎(chǔ)上建立的包羅萬象的數(shù)字模型。元宇宙由現(xiàn)實世界和虛擬世界融合而成，是人類社會高度數(shù)字化和智能化以后形成的數(shù)字社會新形態(tài)。用戶在虛擬世界中使用元宇宙身份從事學(xué)習(xí)、社交、娛樂、生產(chǎn)、經(jīng)營、社會治理等活動，逐步建立一種新的數(shù)字文明。

元宇宙既涉及到工程技術(shù)，也涉及到人文社會，同時它還有可能改變?nèi)祟惖氖澜缬^。元宇宙包含三個世界：現(xiàn)實世界、內(nèi)心世界和虛擬世界。有史以來人類就感受到了兩個世界：現(xiàn)實世界和內(nèi)心世界。現(xiàn)實世界一直客觀存在，且只有一個。每個人都有一個自己的內(nèi)心世界，現(xiàn)在有80億個內(nèi)心世界。而虛擬世界是一種全新的世界，它是客觀存在的，并且人類也能通過感官或科學(xué)儀器進行交互，但虛擬世界又是人為創(chuàng)造的。虛擬世界是繼現(xiàn)實世界和內(nèi)心世界之后誕生的第三種世界，虛擬世界有無窮多個。

元宇宙相對于互聯(lián)網(wǎng)有四大特征：逼真、可信、在場、共創(chuàng)；元宇宙相對物理世界也有四大特征：仿真、構(gòu)想、快速創(chuàng)建、瞬移。

構(gòu)建教育元宇宙的四類關(guān)鍵技術(shù)

元宇宙由現(xiàn)實世界、內(nèi)心世界和虛擬世界組成。虛擬世界是由人造的，所以需要虛擬世界構(gòu)建技術(shù)；虛擬世界要與人交互，于是產(chǎn)生了虛擬世界交互技術(shù)；要實現(xiàn)虛擬世界和現(xiàn)實世界聯(lián)結(jié)，讓兩者互聯(lián)互通，便產(chǎn)生了虛實空間聯(lián)結(jié)技術(shù)；最后，還需要元宇宙管理技術(shù)對三種世界進行管理。

首先，教育元宇宙中虛擬世界構(gòu)建技術(shù)是指構(gòu)建虛擬教學(xué)場景或數(shù)字學(xué)習(xí)空間所需要的底層技術(shù)。它包括三維建模、科學(xué)仿真和系統(tǒng)融合三類技術(shù)。其次，教育元宇宙中虛擬世界交互技術(shù)是人借助設(shè)備進入元宇宙虛擬空間并與其互動的技術(shù)。包括VR技術(shù)、MR技術(shù)、動作捕捉技術(shù)、全息投影技術(shù)、人臉識別技術(shù)和腦機接口技術(shù)等。再次，教育元宇宙中虛實空間聯(lián)結(jié)技術(shù)是現(xiàn)實空間與虛擬空間相互聯(lián)結(jié)交互的技術(shù)，它包含以物聯(lián)網(wǎng)為主的傳感技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)和接口技術(shù)等。最后，元宇宙管理技術(shù)是對三個世界進行綜合管理的技術(shù)，包括最新的區(qū)塊鏈、NFT和身份認(rèn)證技術(shù)。

元宇宙助力教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型

首先，元宇宙的八大特性與教育理論和學(xué)習(xí)方法有密切的關(guān)系，有助于我們實現(xiàn)教育目標(biāo)。其次，元宇宙的八大特性能更好地促進教育數(shù)字化相關(guān)政策的實施落地。

2021年，教育部等六部門發(fā)布《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》，意見提出了建設(shè)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施的六大方向，這六大方向與元宇宙建設(shè)一脈相承，未來構(gòu)建的元宇宙一定對教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有促進作用。最后，元宇宙中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)早已在各個層級的學(xué)校實施應(yīng)用。國內(nèi)本科院校早在2013年就開展了將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中的實踐活動，虛擬仿真實驗研究成果通過實驗空間（www.ilab-x.com）發(fā)布，目前有3308個虛擬實驗，涉及到所有的學(xué)科門類。

教育部2020年發(fā)布《關(guān)于開展職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓(xùn)基地建設(shè)的通知》，職業(yè)院校也開始了虛擬仿真實訓(xùn)基地建設(shè)實踐，各類虛擬世界交互設(shè)備和虛實空間聯(lián)結(jié)設(shè)備投入教學(xué)實踐，滿足學(xué)生專項能力以及崗位能力的考核與培養(yǎng)，積極探索創(chuàng)新教育實訓(xùn)模式。

中小學(xué)也通過虛擬現(xiàn)實功能教室與教育元宇宙的虛擬世界實現(xiàn)了交互。未來學(xué)校將更加積極地采用教育元宇宙環(huán)境拓展學(xué)生的認(rèn)知空間，讓教育更生動。

總的來說，目前教育領(lǐng)域已經(jīng)先行先試，將元宇宙相關(guān)技術(shù)進行了提前布局、研究和實踐。未來元宇宙對教育具有非常大的促進作用，在教育行業(yè)里元宇宙將會有非常廣泛的應(yīng)用。

觀點互動

主持人：教育信息化與教育元宇宙之間是一種什么關(guān)系？是重合還是邊界比較清晰呢？

文福安：第一，元宇宙的應(yīng)用范圍是不限于教育領(lǐng)域，它在其他領(lǐng)域也有應(yīng)用。第二，未來元宇宙是作為教育的一個環(huán)境，之前在大學(xué)里面已經(jīng)做了很多年的研究，很多關(guān)于元宇宙的相關(guān)技術(shù)，比如虛擬現(xiàn)實技術(shù)很早就在大學(xué)里展開了實踐活動，這些為元宇宙的構(gòu)想奠定了很好的基礎(chǔ)，將來元宇宙會在教育領(lǐng)域走的更快。

主持人：元宇宙會為教育帶來哪些重要的變化？

文福安：未來元宇宙對教育的影響是全面的、深入的。首先，課堂會發(fā)生很大的變化。有了元宇宙后的課堂會更加逼真、直觀，師生能更好地進行交互，學(xué)習(xí)主體也更具主動性。其次，從實驗實訓(xùn)環(huán)節(jié)來看，元宇宙會使實驗實訓(xùn)變得更高效，可以做很多現(xiàn)實中無法做的實驗。最后，校園里面很多的場所會被元宇宙所替代，比如學(xué)生做一些探討和交流，未來將會在虛擬世界中完成。總之，元宇宙對于學(xué)生的學(xué)習(xí)、實訓(xùn)、考核等會帶來巨大的變化，從中小學(xué)到大學(xué)再到終身教育，都會利用元宇宙技術(shù)更好地實現(xiàn)其教育目標(biāo)。

主持人：大家對元宇宙的看法有很大的差別或很難達成一致，原因是什么？

文福安：首先，元宇宙是未來的構(gòu)想，對未來的構(gòu)想產(chǎn)生差異是很自然的事情。其次，元宇宙涉及的面很寬，元宇宙如果理解成一個時代，這個概念會非常寬泛，它會涉及到社會的、人文的、自然的、技術(shù)的、工程的，那么站在不同角度的人會看到自己研究這個角度的元宇宙的面貌，類似于“盲人摸象”的狀況，大家會看到自己熟悉部分的影子。但隨著時間的推移，對于元宇宙共識的愿景將會被描繪出來，這個愿景需要產(chǎn)業(yè)界不斷實現(xiàn)，最終實現(xiàn)成我們想象的元宇宙。

主持人：元宇宙在教育領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)達成共識的地方？

文福安：一方面，元宇宙能夠在教育領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用這一點是很多專家已經(jīng)達成共識的。另一方面，關(guān)于元宇宙怎樣在教育領(lǐng)域發(fā)揮更好的作用，目前有一些初步的共識。

如教育部在推進虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)的過程中成立了虛擬仿真實驗教學(xué)創(chuàng)新聯(lián)盟組織，相關(guān)專家共同進行研究制定相關(guān)的指南、標(biāo)準(zhǔn)等。再比如在本科教育中的一些高危、不可達、不可及、高消耗的實驗教學(xué)，教育系統(tǒng)專家們一致認(rèn)為應(yīng)該大力推進采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)；在職業(yè)教育里面，國家支持職業(yè)院校建立虛擬仿真實訓(xùn)基地，有些是建立虛擬現(xiàn)實課堂，有些是用于開展學(xué)生素質(zhì)拓展，還有些用于學(xué)生創(chuàng)新，學(xué)生可在虛擬環(huán)境下進行編程、設(shè)計等；而中小學(xué)推進速度稍慢，目前教育部在基礎(chǔ)教育方面還沒有發(fā)布相關(guān)的文件來推進虛擬現(xiàn)實技術(shù)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的應(yīng)用。

但隨著五部門關(guān)于《虛擬現(xiàn)實與行業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展行動計劃（2022—2026年）》文件出臺后，后續(xù)教育系統(tǒng)將進一步推進虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)在各級各類院校的應(yīng)用?？傊?，目前國內(nèi)教育界對于元宇宙相關(guān)技術(shù)推進教育教學(xué)改革和創(chuàng)新形成了共識，從上到下都有積極性，目前趨勢也是大量學(xué)校在嘗試使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，引進元宇宙相關(guān)設(shè)備、軟件和內(nèi)容開展教育教學(xué)。

主持人：對教師來說進入元宇宙教育時代，會面臨什么挑戰(zhàn)？

文福安：教師面臨新的環(huán)境或新的教學(xué)手段剛開始會不適應(yīng)，相關(guān)教學(xué)設(shè)備存在一定的復(fù)雜性，對于教師來說操作設(shè)備有一定的難度。并且進入元宇宙門戶后，有更多的操作需要教師研究熟悉，這依然會使其感到困惑。

主持人：預(yù)測一下三年之后（2025年年底）元宇宙教育會發(fā)展到什么程度？

文福安：一方面，國內(nèi)大多數(shù)學(xué)校有可能引進元宇宙相關(guān)教學(xué)設(shè)備。另一方面，國內(nèi)半數(shù)以上的學(xué)生有機會進入元宇宙環(huán)境中學(xué)習(xí)。未來三年學(xué)校在使用元宇宙相關(guān)設(shè)備和技術(shù)的步伐會加快。

元宇宙在未來十年會大力推進教育創(chuàng)新，未來的教育會發(fā)生意想不到的變化。

來源：中關(guān)村互聯(lián)網(wǎng)教育創(chuàng)新中心