元宇宙赋能高等教育:价值意蕴、潜在挑战与纾解路径_邓桂英.pdf
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1、38的智能教育环境构建和教育元宇宙在素质教育、职业教育等领域的应用场景构建进行了研究2(P12-22);华子荀等展开了对教育元宇宙和学习元宇宙的教学场域架构的研究3(P23-31);李海峰等探讨了教育元宇宙的形态、主要应用场景及其面临的未来挑战4(P47-56)。当前关于元宇宙教育应用的研究,不但证明元宇宙在高等教育领域将大有作为,而且进一步为元宇宙如何在高等教育中落地应用提供了宝贵启示。但整体而言,这些研究仍在起步阶段,对于元宇宙赋能高等教育的价值意蕴、风险挑战、应对策略等问题尚需进一步明晰,亟待更深入探讨。因此,笔者拟在梳理元宇宙赋能高等教育的基本特征、技术架构的基础上,阐明元宇宙的重要教
2、育价值,前瞻元宇宙在高等教育领域应用面临的潜在风险与挑战及其纾解与推进路径,旨在积极推进元宇宙与高等教育的深度融合,为教育高质量发展背景下元宇宙赋能未来高等教育的数字化转型和智能升级提供借鉴和启示。一、元宇宙赋能高等教育的基本特征与技术支撑元宇宙基于扩展现实技术提供沉浸式体验,基于数字孪生技术生成现实世界的镜像,基于区块链技术搭建经济体系,将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合,并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑5。元宇宙正是通过聚合多种新型智能技术,依托高沉浸感、开放创造、虚实融合等基本特征融入高等教育领域,为高等教育赋能增势。(一)元宇宙赋能高等教育的基本特征元宇
3、宙具有虚拟与现实的深度融合、智能数字化技术的集合、线上线下一体化关系、加深用户思维的表象化四个方面的特征2(P12-22)。从元宇宙现有教育领域应用来看,元宇宙赋能高等教育,离不开元宇宙自身涵盖的“高沉浸感”“开放创造”“虚实融合”等核心特征。元宇宙的“高沉浸感”为学习者提供“强在场感”的沉浸式学习体验和强烈的学习现实感,这是元宇宙赋能高等教育的突出特征。李海峰将元宇宙的首要特征归纳为深度沉浸感4(P47-56)。“高沉浸感”是元宇宙强大生命力的主要源泉,是一种身临其境的如同在现实世界之中的超现实的沉浸体验。元宇宙具有无限的扩展空间和无缝对接的场景变换,能够通过场景赋能使教学模式场景化,以更具
4、深度的沉浸式体验提升学习过程的沉浸感与获得感,弥补现有高等教育存在的“学习者参与感不足”的短板。元宇宙的“开放创造”为学习者构建自由化学习环境,是元宇宙赋能高等教育的又一重要特征。“开放创造”指的是用户不但能够通过相应数字设备在任意时间、地点进入元宇宙,享用海量的内容资源,而且还能自主完成元宇宙内容的创造。元宇宙的开放创造为教育活动主体提供自由开放的创新创造以及创意想法的即时实现,使教育活动主体的创作、活动和交流都变得更加自由。教育活动主体不但可以自由想象、挥洒创意,创造任何想要的东西,而且可以在分布式云计算技术的支持下享受定制化服务,使得改变学习环境、将私人空间引入共享环境变成可能。在元宇宙
5、构建的自由化学习环境中,学习者几乎可以做任何想做的学习活动6(P16-26)。元宇宙的“虚实融合”为教育活动主体创设学习和社会交互的即时性交互空间,也是元宇宙赋能高等教育的基本特征。“虚实融合”意味着元宇宙能够在数字孪生、人工智能、物联网、人机交互等技术和穿戴设备的加持下,和现实物理空间联动,能够最大化缩小虚拟世界和现实世界的距离感。教育活动主体拥有自己的虚拟数字身份,可以于泛在互联、虚实融合的元宇宙世界中,随时随地、低延迟地进行可视化、场景化、强交互性和具有沉浸感的即时社交互动。虚拟世界与现实世界的共生融合,为教育活动主体创设了一个即时性交互空间,能够更充分地满足师生和生生等不同主体间学习和
6、社会交互的高需求,带来全景式的社交感知体验和高效率的学习体验。(二)元宇宙赋能高等教育的技术支撑元宇宙赋能高等教育,需要流畅的高带宽网络环境、庞大的超高速算力需求、智能的虚实界面。作为Web3.0时代的核心产物,元宇宙技术由众多新一代智能和数字技术形式融合构成7,以实现虚实两种世界的联结与融合。底层技术的聚合为元宇宙赋能高等教育提供了坚实、有力的技术支撑(如图1所示)。元宇宙赋能高等教育:价值意蕴、潜在挑战与纾解路径教 育 基 本 理 论40分银行建设、数字资源管理及分发、开放教育资源生态构建、数字校园社区自组织运行等提供基于规则与算法运作的知识分享与认证保障6(P16-26)。区块链技术是确
7、保教育管理和教学过程相关数据信息的完整性和安全性的主要技术基础。虚拟现实(Virtual Reality,VR)、增强现实(Augmented Reality,AR)、混合现实(MixedReality,MR)统称为扩展现实(ExtendedReality,XR),是元宇宙现实与虚拟交互的中介,支持通过脑机接口、物联网与可穿戴设备等进入虚拟世界进行沉浸式体验与交互。数字孪生技术、物联网技术、VR/AR/MR等XR技术则共同打造元宇宙赋能高等教育的交互基础。数字孪生技术(Digital Twin)构建物理实体在数字世界中对应的实体模型,利用知识机理、数字化等技术打造的数字模型,提供现实和虚拟的多
8、感官交互闭环。物联网技术(InternetofThings)形成广泛的数字交互接口,为感知物理世界的信号和接入元宇宙提供传输通道,实现万物的互通互联,是沉浸式体验的关键。基于数字孪生技术、物联网技术、VR/AR/MR的元宇宙,使得学习者能够轻松进入虚实一体的环境,提供逼真的镜像学习环境和多模态综合感官体验,促进学习者的深度学习。二、元宇宙赋能高等教育的价值意蕴“元宇宙高等教育”的应用将重新定义高等教育的发生空间和在场样态,必然会带来教育环境、教育工具、教育方式、教育资源分配以及师生关系等的相应变革,继而推动高等教育生态的改变,为高等教育创新人才的培养提供全面、有力支持。从元宇宙赋能高等教育的基
9、本特征与技术架构来看,元宇宙具有以下四个方面的巨大教育价值。(一)提升学习专注力,助推教学目标高效达成元宇宙通过感知沉浸、动态建模等技术聚合,创设高等教育的具身性场域,构建身体在场的认知沉浸,能够有效提升大学生学习专注力,从而助推教学目标高效达成。根据梅洛庞蒂(MauriceMerleau-Ponty)的具身认知理论,人的认知是具身化的,认知、身体和环境相互作用、彼此联系9。因而,当学习者的认知、身体与环境三者进行有效互动时,学习效果最好10。元宇宙基于扩展现实技术提供沉浸式体验,创设具身性强、感官刺激多样的学习情境,打破离身性壁垒,支持学习者具身投入,将为学习者带来丰富多元的学习体验,可以大
10、大提升大学生的存在感、临场感,使身临其境般的学习成为可能,有效增强大学生学习专注力。有研究指出,沉浸式虚拟环境对受教育者的“心流”(Flow)体验能够产生积极的影响,而这种积极影响便源自虚拟现实等技术所带来的强大的临场感和交互性11。另有研究人员利用Roblox构建“教室”“校园”“图书馆”等各类沉浸式学习场景以验证学生的沉浸式学习体验,发现学习者的交互感、沉浸感和认知均得到提升,学习效用明显增强3(P23-31)。(二)挖掘自主创造性,助力创新教育的有效落实元宇宙开放多元的规则衍生出多样的教育活动形式,能够挖掘学生的自主创造性,有利于培养大学生的想象力、创造力和实践能力,助力大学创新教育的有
11、效落实。创新教育重在创新思维和创新实践能力培养。长期存在的“应试教育”“标准化教育”与创新教育背道而驰,不利于培养大学生的创新思维和实践能力。杨斌曾经指出,元宇宙最重要的教育价值就体现在可以为学习者提供实现“想象与创造”的空间1。一方面,在元宇宙基于数字孪生技术生成的现实世界的镜像所设置的教育场景中,大学生可以利用元宇宙里海量的教育资源条件和各种技术工具,把自己的想象清晰化和具体化,进而变成具体有形的产品6(P16-26),实现独立的、个性化的创造。另一方面,元宇宙可以利用扩展现实、数字孪生等技术复刻不同场景,为学习者构建高度逼真的实践情境,支持大学生基于现实的人机交互方式具身参与虚拟实践,能
12、够更好地满足大学生实践需求,强化大学生实践能力的培养。元宇宙将打破“知”和“行”之间的边界,实现从理论学习到实践应用的顺畅过渡,带来学习行为的巨大跃迁。过去我们是“因知而实行”,未来我们将“因行而求知”。不仅如此,在元宇宙中可以举办音乐会、组织游戏、开设大学讲座等,给大学生带来更多娱乐化、互动化、游戏化的校园个性化沉浸式活动服务;也可以在理想环境中以沉元宇宙赋能高等教育:价值意蕴、潜在挑战与纾解路径教 育 基 本 理 论42约束,存在被资本“绑架”的风险,平台中的教育实践也面临被资本意志渗透而异化致育人意向被扭曲的挑战。教育不仅与个体成长密切相关,还直接关乎国家文化再生产,教育领域内的平台标准
13、化权力、平台引导取向是新时代、新形态的文化再生产的重要指标15。对教育领域平台的方向性引导亟待顶层设计的推动和社会监管力量的介入。此外,目前我国算法监管制度正在逐步健全,但针对元宇宙算法监管具体内容的设计还有待完善,算法潜在的失控风险也成为不可回避的问题。(二)支撑技术的瓶颈元宇宙的底层技术是制约其未来发展的关键因素,元宇宙现有的相关技术尚未成熟,目前仍然存在不少技术难点有待突破。元宇宙的高沉浸感和虚实融合需要低延迟的通信网络技术、高性能的混合现实设备和严密的计算处理能力等非常严苛的“硬科技”技术支撑。首先,元宇宙在高等教育领域的应用面临着算法和算力等关键技术的瓶颈。算法设计与运行是决定元宇宙
14、服务功效的基础条件和技术逻辑存在16,但目前有限的算力无法满足元宇宙呈现的实时性需求,因而算法压力成为最大的技术挑战。其次,元宇宙在教学实际应用中存在的诸多问题也不容忽视。如5G网络不够普及,网络传输速率掣肘,需要进一步提升;数据安全及可信隐私等技术已不能适应教育元宇宙内容安全和对师生个人信息严格保护的需求;沉浸式体验依赖的VR/AR头戴设备等专用设备操作比较繁琐,不够便携,小型化、轻薄化以及防晕眩等技术仍有突破空间;实时渲染、3D建模、AI和大数据技术的不完善使得人机交互不够自然、虚拟化身及其交往的直观性有待增强等等。这些问题的存在都会影响深度沉浸、虚拟分身、立体视觉等元宇宙核心功能,进而使
15、元宇宙在高等教育应用中的教学在场感、多模态交互等方面的实际体验效果被弱化。再次,元宇宙的底层技术尚在发展初期,技术的瓶颈使得其在教育领域的实际应用、推广变得任重道远。元宇宙在教育领域的应用本涉及校园建设、校园活动、课程教学和培训、元宇宙人才培养等诸多方面,但目前元宇宙在高等教育领域的应用主要还停留于虚拟校园、在线教育范畴。如加州大学伯克利分校在沙盘游戏 我的世界 的校园重建及线上毕业典礼,美国莫尔豪斯学院(MorehouseCollege)沉浸式虚拟实验室的建立,韩国多所高校的开学节庆、毕业典礼、课程教学在元宇宙平台上的实践,中国传媒大学虚拟校园在百度“希壤”元宇宙平台的正式亮相,香港中文大学
16、(深圳)首个校园元宇宙模型的诞生,清华大学“元宇宙特别计划”的启动17。整体而言,专为教学设计和开发的应用非常有限,而且已有教学应用大多停留在演示和简单交互的科普体验阶段,教学实际需求和技术应用设计“无缝对接”未来图景的实现,还有漫长的路要走。(三)信息伦理的隐忧在元宇宙去中心化和极度开放的形态下,教育过程中可能会存在认同危机、技术成瘾、隐私泄露、算法规训等诸多伦理问题。这些伦理隐患甚至可能会挑战师生“三观”塑造,加剧社会疏离,干扰现实秩序。其一,教育主体不确定的身份建构状态可能造成角色更替中的认同危机和规训风险。在元宇宙的未来构想中,个体及其数字替身都具有主体性。个体的数字替身被建构为“数字
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