元宇宙赋能教育_认知逻辑、作用机理与实践走向_桑雷.pdf

收稿日期:2 0 2 2-1 1-0 1基金项目:全国教育科学“十三五”规划教育部青年课题“新工业革命时代高职学生职业核心素养评价与发展研究”(E J A 1 8 0 4 6 8);江苏高校“青蓝工程”资助项目作者简介:桑雷,江苏财经职业技术学院科技处处长、教授,教育博士。元宇宙赋能教育:认知逻辑、作用机理与实践走向桑 雷【摘 要】元宇宙是网络信息技术发展的新阶段,是一种新型的互联网应用和社会形态,具有虚实融合、技术集成、去中心化等特征。元宇宙与教育的结合,促进教育场域向更广的时空开放,教育范式向更深的层次转换,教育主体向更高的标准发展。为此,要科学合理地认识元宇宙对教育变革的影响,把准元宇宙赋能教育的契合点、结合点和着力点,为教育变革拓展新的思路。即重塑教育场景,实现虚拟与现实的深度融合;重组教育模式,实现线上与线下的一体耦合;重建教育关系,实现教师与学生的最佳契合;重构教育评价,实现数据与证据的科学整合。【关键词】元宇宙 教育元宇宙 教育变革 智能学习环境 美国哲学家唐娜哈拉维(D o n n aH a r a w a y)提出,2 0世纪后期科学文化中的边界崩溃:从人与动物,到人、动物与机器,再到物质世界与非物质世界,这三处边界的消弭使得“赛博格人类”的想象成为可能。12 0 2 0年底,元宇宙开始受到全世界的关注,被认为是超越了互联网和移动互联网的第三次革命。产业界和学术界普遍认为,元宇宙与数字技术的结合将为社会发展带来新的机遇,产生1+1 2的系统功效。基于此,本文聚焦元宇宙与教育的结合,通过探讨教育变革的影响,研究元宇宙何以赋能教育、以何赋能教育实践,为新时代教育变革拓展新的思路。一、认知逻辑:元宇宙的提出及研究进展(一)元宇宙概念的提出元宇宙一词首先出现于1 9 9 2年出版的科幻小说 雪崩(S n o wC r a s h)中,作者将其描绘成与现实生活平行的虚拟环境。在此之后,小说描绘的未来世界在影视作品中频频出现。在现实世界中,各国也在积极探索虚拟现实技术和虚拟世界的发展。在国家层面,美国国家工程院将虚拟现实技术看作2 1世纪亟需解决的1 4项关键技术之一(NA E,2 0 0 8);韩国提出构建统一的V R/A R平台,打造国家级的“元宇宙联盟”(S h a r w o o d,2 0 2 1);我国的 国家中长期科学和技术发展规划纲要,将虚拟现实技术列为重要的前沿技术(国务院,2 0 0 6)。2在社会层面,元宇宙真正进入大众视野首推2 0 2 1年3月R o b l o x的上市;2 0 2 1年1 0月,F a c e b o o k宣布进军元宇宙,并将公司名称改成“M e t a”。此后,G o o g l e、A p p l e、M i c r o s o f t等纷纷进军元宇宙产业领域。在国内,腾讯公司于2 0 2 1年首先申请注册QQ元宇宙,网易、百度、阿里等公司随后加快了元宇宙布局。3究竟何为元宇宙,从文学想象、到影视形象、再到虚拟空间,虽然众说纷纭,但是并未形成统一的概念。在语义上,元宇宙有原义和引申义之别。先看原义,元宇宙的 英 文 表 述 为M e t a v e r s e,由M e t a和V e r s e构成,也称“超元域”,意为超越物理世 界 的 宇 宙。再 看 引 申 义,“维 基 百 科”中I E E E的定义是“与被感知的虚拟世界相连接的先进的互联网世界”;A S F给出的定义是“被虚拟所增强的物理现实与物理性永久虚拟空间的融合”。由此可见,元宇宙类似于扎克伯格提出的“具身互联网”,也类似于马化腾提出的“全真互联网”,指的是超越现实世界的存在4,它在时间上是真实的,在空间上是虚拟的。(二)元宇宙研究的进展国内外学者在2 1世纪初开始关注元宇宙概念及其教育应用。在国外,以w e bo fs c i e n c e数据库进行文献分析,出现较多的关键词有“C o m-p u t e rS c i e n c e”“E n g i n e e r i n g”“V i r t u a lr e a l i t y”“C o m p u t e rA i d e dI n s t r u c t i o n”“S c i e n c eT e c h n o l-o g y”“E d u c a t i o n a lR e s e a r c h”等,围绕这些关键词的研究主要集中在元宇宙的概念界定、内涵特征、应用场景、关联技术分析等方面。美国学者H e r-r m a n、W r i g h t等聚焦元宇宙的本体研究,提出“元宇宙是虚拟世界或数字世界,是增强现实交互空221间,存在于生活的模拟世界之外”(W r i g h t,2 0 0 8;H e r r m a n,2 0 1 3);S h i b a t a、F a l c h u k等 关 注 元 宇宙对电影、游戏、商务等领域的研究,将应用场景延伸到伦理道德、信息管理、文化交流、社会福利等(F a l c h u k,2 0 1 8;S h e n,2 0 2 1);F a r f a n、M a s c i t t i等致力于元宇宙对教育教学、在线学习的影响,涉及到教育理念、教学环境、教学方法等方面(M a s-c i t t i,2 0 1 1;A l v a r o-F a r f a n,2 0 2 0)。国内学者对元宇宙的研究刚刚起步。根据C NK I数据库的文献分析,国内元宇宙研究主要分布在技术层面、社会层面和哲学层面,主题词主要涵盖了元宇宙、区块链、F a c e b o o k和人工智能等方面。2 0 2 1年9月,清华大学新媒体研究中心发布2 0 2 0-2 0 2 1年元宇宙发展研究报告,将元宇宙界定为“整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态。5关于元宇宙在教育领域的应用,黄欣荣、刘革平、华子荀、蔡苏、蔡雪松等学者开展了启发性探索研究。其中,黄欣荣探讨了元宇宙的技术本质、哲学意义,以及教育的影响和应对(黄欣荣,2 0 2 2);刘革平探讨了元宇宙赋能在线教育的理论基础和智能环境建构(刘革平等,2 0 2 1);华子荀研究了元宇宙教育教学场域的构建(华子荀,2 0 2 1);蔡苏尝试构建教育元宇宙的应用场景,分析教学过程中存在的风险挑战(蔡苏等,2 0 2 2);蔡雪松从“技术-社会”互构的视角,论证了教育元宇宙的理论基础、技术特点和应用案例(蔡雪松,2 0 2 2)。总的来说,元宇宙仍是一个不断发展、演变的概念,学界关于元宇宙的研究依然处于理论建构和技术论证阶段。透过现有的这些研究,可以更加清晰地把握元宇宙的本质特征:从科学的角度分析,元宇宙是多学科融合的产物,是现实世界与虚拟世界的融合;从技术的角度分析,元宇宙是多种移动互联技术的综合集成,是网络信息技术发展的新阶段。6二、作用机理:元宇宙的技术特征及其对教育变革的影响技术进步与社会发展总是同步进行的,每一次的技术进步都伴随着社会关系、结构和机制的联动发展。元宇宙是网络信息技术发展的最新形态,也不可避免地会对现实社会产生显性或隐性的介入。(一)元宇宙影响教育变革的技术向度:可能性分析根据w e b信息技术发展不同阶段的技术特征,可 以 将 互 联 网 发 展 大 致 划 分 为w e b 1.0、w e b 2.0和w e b 3.0三个逐步升级的阶段,元宇宙接近于w e b 3.0阶段的技术形态(见图1)。作为最前沿技术的集成体,元宇宙涉及大数据、人工智能、区块链、物联网、脑科学,以及系统集成和管理等一系列相互关联的领域。7从外部呈现来看,元宇宙似乎是一个与日常生活的现实世界相互独立、相互区隔的平行世界或虚拟世界。然而从内在运行和支持来看,元宇宙的运行又离不开现实世界中硬件技术和软件技术的支撑(见图2)。也正是借助现实世界的这些设施和技术,元宇宙将现实世界和虚拟世界看似两个平行的世界连接起来,实现现实世界的数字孪生,消弭现实与虚拟的边界。比如,利用虚拟现实、物联网、脑机接口等技术进入虚拟空间,实现虚拟空间的交互性和沉浸性;利用人工智能、区块链等技术维护和监管元宇宙的运行,确保数据的完整性和安全性;利用5 G/6 G、云计算、物联网等技术支撑元宇宙中用户在线活动的正常开展,保证交流的流畅性和低延迟性。图1 互联网发展的三个阶段图2 元宇宙的形态及其技术支撑聚焦教育中网络信息技术的应用,利用信息技术推动教育变革已经获得了普遍共识(胡钦太等,2 0 1 8;杨现民等,2 0 2 1)。随着元宇宙的提出及其应用场域的扩展,一些教育机构和学者将目光投向元宇宙与教育的结合。比如,斯坦福大学的杰里米拜伦森(J e r e m yB a i l e n s o n)指出,“教育是元 宇 宙 的 杀 手 级 应 用 场 景 之 一”(N o v e r,2 0 2 1)。德 国 亚 琛 工 业 大 学 的 弗 兰 克 皮 勒(F r a n kP i l l e r)提出“元宇宙教学比互联网教学更接近课堂教学的学习体验”(A l m i r a l l,2 0 2 2)。在现实应用中,美国达拉斯教育基金会、斯坦福大学、香港中文大学、清华大学等都已经提前布局元321元宇宙赋能教育:认知逻辑、作用机理与实践走向宇宙在教育中的应用。由此可见,虽然元宇宙在教育领域的应用总体上尚处在摸索阶段,但是元宇宙影响教育变革的“助推器”作用已经得以显现。特别是近年来受到新冠肺炎疫情的影响,在线教育改革加快了这一进程。8元宇宙虚实融合和技术集成的特点,不仅有效解决在线教育“人机脱节”“师生脱离”等诸多瓶颈,增强教育的沉浸感和交互性,提升在线教育的效果,而且借助技术集成重塑教育的时空环境,丰富教育的学习资源,活化教育的教学组织,为教育变革开辟新业态、提供新思路、赋予新动能。(二)元宇宙影响教育变革的作用机理:可行性分析2 0 2 1年,联合国教科文组织(UN E S C O)发布研究报告 学会融入世界:为了未来生存的教育,提出“为未来生存的教育要求教育与社会融为一体,重新分配教育的任务,赋予它一种 宇宙论 的新使命。”9在元宇宙出现之前,人工智能、大数据、虚拟仿真技术等在教育领域已经得到应用。但是受限于技术应用和场域架构等问题,有些教育理念、教育设想、教育方法还是“想象多于实践”。元宇宙技术集成的特点有助于改变这些潜在的问题。比如,R o b l o x公司提出元宇宙八大特征,其中的交互性、沉浸性、多元化与教育具有高度适切性(蔡苏等,2 0 2 2);方凌智等将其称为“交融性”,在实践中呈现出共建性、即时性、沉浸性、服务性的特点。1 0在教育数字化转型驱动的大背景下,元宇宙适切教育的这些特点正在重新定义教育教学的概念,对教育场域、教育范式和教育主体等方面的变革产生新的影响。1.宏观层面的影响:教育场域向更广的时空开放浙江大学潘云鹤院士提出,信息技术发展推动人类的生存空间扩展到物理空间、社会空间与信息空间的“三维空间”(潘云鹤,2 0 1 8)。从技术赋能的角度分析,人类生存空间的扩展,使得学习环境不断突破时空的限制,转向智慧、整合、互动和非正式化。元宇宙的产生并且与教育的结合,将不可避免地改变传统单一的拟态环境,并通过大数据、数字孪生、脑机接口等交互技术,引领教育场域从线下转到线上,再到线下与线上的深度融合,在虚拟与现实共生的时空中构建起全新的智能教育场域。刘革平认为元宇宙教育场域包括构造环境、信息环境、心理环境、文化环境(刘革平等,2 0 2 2);黄荣怀认为这种智能教育场域具有环境感知、情景识别、过程记录、社群联接等特征(黄荣怀等,2 0 2 2)。无论如何,这种更加开放的教育场域既保留了现实世界的教育场景,同时又跨越了现实世界时空的区隔,消弭了教育与社会的围墙,以其独特的深度沉浸、超强社交、自由创造等特点和功能,为教育教学提供最开放的时空交往空间和智能环境支持。比如,基于MR/A R/V R打造的“虚拟-现实”互联互通的教育平台、基于教育资源整合