隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，元界作為一種新興概念和前沿技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。元界在教育中的應(yīng)用有望克服當(dāng)前在線學(xué)習(xí)的局限，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主意識(shí)和主動(dòng)性。虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)是連接虛擬世界與人們生活的載體，已應(yīng)用于不同的教學(xué)場(chǎng)景。元界可以為當(dāng)前教育過渡到新的元教育模式搭建橋梁；有望通過在線社交和非正式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)教育轉(zhuǎn)型；人們需要采用積極的混合教學(xué)法來促進(jìn)智能深度學(xué)習(xí)。

一、元界

元界不是一個(gè)孤立的技術(shù)，它是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的眾多技術(shù)之一，例如云計(jì)算、高速網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器人技術(shù)、3D 打印、大數(shù)據(jù)、人工智能、納米技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)。這些技術(shù)標(biāo)志著工業(yè)4.0時(shí)代的轉(zhuǎn)變，與第四次工業(yè)革命密切相關(guān)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能制造流程和設(shè)備，對(duì)就業(yè)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了影響。新一代的學(xué)習(xí)者和教師需要具備適當(dāng)?shù)哪芰?，現(xiàn)有勞動(dòng)力需要在終身學(xué)習(xí)框架內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模的新技能學(xué)習(xí)（）和技能提升（）。隨著元界和擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（ , XR）的應(yīng)用，工業(yè)4.0時(shí)代的教育將大大提升。

以個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備為代表的第三次計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新浪潮it技術(shù)支持，帶來了交互交流、教與學(xué)、商務(wù)交流的巨大變化，深刻改變了人們的生活。第四波帶來了很多新技術(shù)，比如XR。 XR 是一個(gè)總稱，包括一系列技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實(shí) (VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR)、混合現(xiàn)實(shí) (MR) 和投影信息的電子數(shù)字環(huán)境，人們可以處于完全數(shù)字化或部分?jǐn)?shù)字化的狀態(tài)環(huán)境 觀察和行動(dòng)。通過現(xiàn)實(shí)-虛擬連續(xù)體 [1] (-) 可以更好地理解上述技術(shù)。如圖1所示，圖片左側(cè)為真實(shí)環(huán)境，右側(cè)逐漸進(jìn)入混合現(xiàn)實(shí)。人們可以通過手持設(shè)備或頭戴式設(shè)備在物理環(huán)境中投射信息。最右邊是一個(gè)完全虛擬的環(huán)境，也就是虛擬現(xiàn)實(shí)。 ，這是一個(gè)完全獨(dú)立于物理世界的環(huán)境。

圖 1 現(xiàn)實(shí)-虛擬連續(xù)體

作者曾對(duì)元界提出了一個(gè)學(xué)術(shù)定義：元界是一種融合了物理現(xiàn)實(shí)和數(shù)字虛擬的可感知社會(huì)環(huán)境[2]。它是一個(gè)由社交化和網(wǎng)絡(luò)化的沉浸式環(huán)境組成的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。 ，讓用戶實(shí)時(shí)交流。如果要向非學(xué)術(shù)人士解釋元宇宙，也可以說：元宇宙是后現(xiàn)實(shí)（Post）或虛擬宇宙，因?yàn)樵?jié)的英文“”由兩個(gè)詞組成：“元”和“ ”。 “meta”是一個(gè)希臘詞，意思是“之后”，“”意思是宇宙。由于它是三維空間內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，我們也可以將元界稱為三維網(wǎng)絡(luò)（3D）或空間網(wǎng)絡(luò)（Place）。

元界是一種新興的技術(shù)和平臺(tái)，但其哲學(xué)根源可以追溯到公元前 4 世紀(jì)。柏拉圖在共和國(guó)中的“洞穴寓言”有助于理解人類思維與虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)系。 “元宇宙”的概念是由尼爾斯蒂芬森在他 1992 年的科幻小說雪崩中創(chuàng)造的。十多年前，人們一直在努力將元宇宙從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在初始階段，通過連接多個(gè)虛擬世界，人們可以在虛擬空間之間穿梭，就像瀏覽不同的網(wǎng)頁一樣。正如世界經(jīng)濟(jì)論壇所指出的那樣，元宇宙并不是全新的，但它仍然具有強(qiáng)大的影響力。

世界經(jīng)濟(jì)論壇提出了關(guān)于元宇宙的七個(gè)關(guān)鍵主題：數(shù)字傳輸 ()、技術(shù)障礙 ()、沉浸式敘事 ()、生活游戲化 (The of Life)、健康益處和風(fēng)險(xiǎn) (和風(fēng)險(xiǎn))、沉浸式媒體和藝術(shù)，制作、制作和購買的新方法。這一切對(duì)人們意味著什么？圖2是作者為元界制作的思維導(dǎo)圖[3]。下面將根據(jù)現(xiàn)有研究和案例討論元界的原則、道德挑戰(zhàn)和可供性。

圖2元界思維導(dǎo)圖

首先是原則。 Tony 的元宇宙七定律 [4] 概述了元宇宙的特征： 首先，元宇宙是獨(dú)一無二的；第二，元宇宙屬于所有人；第三，沒有人可以控制元宇宙；第四，元節(jié)是開放的；第五，元界與硬件無關(guān)；第六，元界是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；第七，元宇宙是互聯(lián)網(wǎng)。元界是互聯(lián)網(wǎng)的一種表現(xiàn)形式，它是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它是開放的，它是跨硬件的，它為所有人所有，而不是一個(gè)實(shí)體，也不受一個(gè)公司控制。當(dāng)然，元界的內(nèi)部類似于互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部，是可封閉的，人們可以在封閉的虛擬空間中經(jīng)營(yíng)公司、進(jìn)行學(xué)術(shù)活動(dòng)或做其他事情。

第二個(gè)是元宇宙面臨的道德和倫理困境，尤其是在分析數(shù)據(jù)時(shí)。為此，作者提出了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)分析倫理框架[5]。該框架包括一個(gè)數(shù)據(jù)分析器，可以分析三種類型的數(shù)據(jù)：技術(shù)、教學(xué)和心理。該框架還提供了一些保障措施來確保元節(jié)。該操作不違反道德和倫理規(guī)范。

我們還對(duì)倫理問題進(jìn)行了分析，并將其分為四類：身體健康、心理健康、倫理問題和數(shù)據(jù)隱私，每一類都包含多個(gè)子問題 [6] 。尤其是數(shù)據(jù)隱私中的信息隱私問題對(duì)所有人來說都非常重要。進(jìn)入元界后，由于VR、AR、MR等技術(shù)在日常生活中的頻繁使用，人們的數(shù)字足跡將顯著增加。這意味著該系統(tǒng)將收集更多的個(gè)人數(shù)據(jù)，包括人們的感受、心率、運(yùn)動(dòng)、注視等，這些數(shù)據(jù)可以用于生物心理測(cè)量。通過對(duì)個(gè)人情感信息的捕捉，系統(tǒng)將能夠預(yù)測(cè)個(gè)人未來的行為，同時(shí)也存在算法偏差的風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)該在數(shù)據(jù)隱私安全問題上開展國(guó)際合作，以解決用戶的擔(dān)憂。

第三，虛擬世界應(yīng)該可供所有人訪問。 ( ) 提出了 的七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（參見圖 3））。元界應(yīng)該把人性放在第一位，應(yīng)該讓所有人都可以訪問和平等，應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)教育。元界還應(yīng)該考慮安全、隱私和健康問題。我相信這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)整合了元宇宙中的關(guān)鍵原則。

圖 3 宇宙的七大標(biāo)準(zhǔn)

二、元界與教育轉(zhuǎn)型

(一）教育與虛擬世界的聯(lián)系

將 應(yīng)用于教育的原因之一是當(dāng)前廣泛使用的基于 Web 的系統(tǒng)的固有局限性。因?yàn)槭嵌S平面，人只能以小圖像的形式出現(xiàn)，所以在使用的時(shí)候自我認(rèn)知度低，還容易出現(xiàn)“Zoom疲勞”（Zoomit技術(shù)支持，過度參與導(dǎo)致的疲勞現(xiàn)象在視頻會(huì)議中）。 ）。在學(xué)習(xí)管理環(huán)境中，這意味著學(xué)習(xí)者處于不同的空間，學(xué)習(xí)是被動(dòng)的，在課程學(xué)習(xí)過程中容易分心，無法自由表達(dá)自己的情緒。

圖4是2021年11月的一次3D線上會(huì)議。屏幕上有很多淚流滿面的表情，是學(xué)員們?cè)谡n程結(jié)束時(shí)表達(dá)的不情愿。在這種情況下，可能很少有學(xué)生不希望課程結(jié)束，因?yàn)檫@種體驗(yàn)非常愉快，而這正是虛擬世界可以做的。

圖 4 學(xué)生在 3D 會(huì)議中用表情符號(hào)表達(dá)悲傷

(二）智能學(xué)習(xí)的意義

智慧教育應(yīng)該讓人們不斷獲得持久而難忘的知識(shí)，并進(jìn)行有意義的深度學(xué)習(xí)。有意義的深度學(xué)習(xí)包括六個(gè)階段：一是吸引注意力，二是產(chǎn)生興趣，三是激發(fā)動(dòng)機(jī)，四是引導(dǎo)參與，五是實(shí)際應(yīng)用，六是激活情緒[7] 第一，教師可以利用美觀的視覺圖像和有趣的文字來吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的興趣；其次，教師可以通過展示課程對(duì)學(xué)生的意義來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；最后，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己喜歡和想做的事情，并為學(xué)生提供他們可以持續(xù)參與的動(dòng)手項(xiàng)目或模擬任務(wù)。上述所有環(huán)節(jié)都旨在喚醒學(xué)生的積極情緒，學(xué)生的深度參與有助于進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象。

VR 技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于教育領(lǐng)域。以工業(yè)4.0時(shí)代相關(guān)應(yīng)用為例，學(xué)生使用VR學(xué)習(xí)焊接和操作挖掘機(jī)。這些原本枯燥無味的工作，在學(xué)生眼中可能會(huì)變得精彩有趣。這就是為什么我們不能低估 VR 在教育中的作用。影響的重要原因。

通過對(duì)如何在社交VR環(huán)境中實(shí)現(xiàn)有意義的深度學(xué)習(xí)的系統(tǒng)文獻(xiàn)回顧，我們提出了一個(gè)混合模型[8]（見圖5）。該模型具有學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)以及技術(shù)在學(xué)習(xí)者層面，情緒的重要性又可見一斑，學(xué)習(xí)者對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境總體感覺如何？無聊嗎？興奮嗎？這些都是關(guān)鍵問題。除了掌握基本的教育理論和技能，教師還應(yīng)該組織個(gè)人或小組的學(xué)習(xí)任務(wù)，建立學(xué)習(xí)社區(qū)。同時(shí)，整個(gè)學(xué)習(xí)過程也應(yīng)該有技術(shù)的支持。如果以上三個(gè)方面配合得當(dāng)，那么就會(huì)產(chǎn)生有意義的深度學(xué)習(xí)。

圖 5 社交 VR 環(huán)境中有意義的深度在線學(xué)習(xí)混合模型

我們還研究了沉浸式 VR ( ) 在 K-12 和高等教育中的應(yīng)用，以了解教學(xué)設(shè)計(jì)策略和技術(shù)的現(xiàn)狀 [9]。研究發(fā)現(xiàn)，體驗(yàn)策略和模擬技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。

VR適用于以下教學(xué)和學(xué)習(xí)場(chǎng)景：一是VR可用于學(xué)習(xí)高風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)和技能，如學(xué)習(xí)駕駛飛機(jī)； VR可以用于知識(shí)，比如觀察人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，觀察細(xì)胞，穿越時(shí)空體驗(yàn)過去的文明；第三，一些學(xué)習(xí)項(xiàng)目可能很昂貴，比如讓全班參觀熱帶森林，這在這種情況下也是合適的。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；第四，當(dāng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容有違直覺時(shí)，也可以使用 VR，例如讓人們體驗(yàn)和應(yīng)對(duì)災(zāi)難。

除了VR，AR技術(shù)在教育領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。使用AR技術(shù)后，不僅教育工作者可以制作和開發(fā)內(nèi)容，學(xué)生也可以成為制作人。對(duì) STEM 教育中支持 AR 的教學(xué)方法的系統(tǒng)評(píng)價(jià) [10] 提出了一種支持 AR 的 STEM 教育分類法，該分類法可以推廣到支持元節(jié)的教育。第一層是可視化，即人們用AR來展示和觀察；第二層是在可視化的基礎(chǔ)上添加()，對(duì)應(yīng)的教學(xué)方法是基于活動(dòng)觀察；第三層是增加合作活動(dòng)，采用的方法是合作發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和項(xiàng)目學(xué)習(xí)；第四層是沉浸式和體驗(yàn)式，教學(xué)方式是合作模擬和體驗(yàn)式解題；第五層是自主生產(chǎn)，主要采用活動(dòng)式項(xiàng)目教學(xué)。方法，學(xué)生創(chuàng)建自己的項(xiàng)目。在不同的層次，學(xué)生扮演著不同的角色。從第一級(jí)開始，學(xué)生是內(nèi)容的被動(dòng)消費(fèi)者，然后依次成為演員、探索者、學(xué)徒，最后成為主動(dòng)的生產(chǎn)者，進(jìn)行自主生產(chǎn)和創(chuàng)作。

(三）設(shè)計(jì)并實(shí)施元界驅(qū)動(dòng)的智慧教育

人們一直在使用激發(fā)動(dòng)力的方法 ( ) 來設(shè)計(jì)課程，使用有趣的設(shè)計(jì)、游戲化和嚴(yán)肅的游戲（游戲，不是為了娛樂，而是為了應(yīng)用）來組織和優(yōu)化學(xué)習(xí)的元世界。作者提出了一種VR支持的遠(yuǎn)程趣味學(xué)習(xí)模型TANC[11]。模型主要有四個(gè)維度，第一個(gè)是主題，比如科幻等；二是具體活動(dòng)（如選型、溝通、測(cè)試等），三是關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的敘述，最后的技術(shù)支持也是必不可少的。我們可以用元宇宙講故事，教育節(jié)目“從現(xiàn)在到現(xiàn)代”（From the to the）利用數(shù)字多媒體讓學(xué)生沉浸在書籍的歷史中[12]。我們也可以用有趣的設(shè)計(jì)讓課程更有趣。例如，作者的一個(gè)創(chuàng)新MOOCs（Open，MOOC）使用了3D虛擬世界技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了30%的MOOC完成率[13]。在游戲化方面，作者在英國(guó)某大學(xué)[14]的環(huán)境中開設(shè)了人工智能課程，應(yīng)用了VR并取得了巨大的成功。在嚴(yán)肅游戲方面，作者在一門網(wǎng)絡(luò)安全研究生課程中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了兩款迷你嚴(yán)肅游戲，提高了課程對(duì)學(xué)生的吸引力[15]。最后，介紹了基于VR的數(shù)字教育密室逃脫，讓學(xué)生圍繞主題完成相應(yīng)的任務(wù)，解開謎題，達(dá)到學(xué)習(xí)效果。例如，我們?yōu)樯铮福┰O(shè)計(jì)了一個(gè) VR 密室逃脫項(xiàng)目，學(xué)生可以通過應(yīng)用相關(guān)知識(shí)來解決 VR 中的互動(dòng)謎題[16]。對(duì)于教育工作者，“K-12 學(xué)校教師的 VR 和 AR 在線專業(yè)發(fā)展”[17] 指導(dǎo) K-12 教育工作者將 VR 和 AR 應(yīng)用到課堂教學(xué)中。

三、總結(jié)

元界可以為當(dāng)前教育向新元教育 (Meta-) 模式的轉(zhuǎn)變搭建橋梁，并徹底改變?cè)诰€教育。這種新的元界遠(yuǎn)程教育模式可以讓人們?cè)谠诰€ 3D 世界中擁有更豐富的體驗(yàn)。目前，在線學(xué)習(xí)的效果不如傳統(tǒng)的線下教學(xué)，而元界可以通過遠(yuǎn)程呈現(xiàn)（一種讓人們實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程出現(xiàn)在某處的虛擬現(xiàn)實(shí)）來幫助解決這個(gè)問題，借助虛擬人物的肢體動(dòng)作和面部表情，人們可以像在傳統(tǒng)課堂中一樣有效地參與學(xué)習(xí)。此外，虛擬世界中虛擬與現(xiàn)實(shí)之間模糊的界限將導(dǎo)致各種混合教學(xué)方法 ( ) 有助于生成可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)的知識(shí)并實(shí)現(xiàn)有意義的深度學(xué)習(xí)。

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關(guān)于作者： ( )，希臘帕特雷大學(xué)自然科學(xué)學(xué)院教授，??希臘開放大學(xué)人文學(xué)院教授

譯者簡(jiǎn)介：盧家宇、蔡榮珍，上海外國(guó)語大學(xué)國(guó)際教育學(xué)院研究生

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