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(資料圖片僅供參考)

?2023年1月7日，第五屆世界教育前沿論壇 在線上成功舉行。本屆論壇主題為“元宇宙?永續(xù)性?積極心理：教育之未來(lái)”。來(lái)自中國(guó)兩岸三地及美國(guó)、新加坡的教育工作者參加了交流，累計(jì)超230萬(wàn)人次的觀眾在云端同步觀看。其中在“元宇宙與教育” 主題環(huán)節(jié)，華東師范大學(xué)信息管理系教授許鑫分享《 教育元宇宙應(yīng)用研究與實(shí)踐探索》， 現(xiàn)將報(bào)告進(jìn)行整理，以饗讀者。

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華東師范大學(xué)信息管理系教授 許鑫

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我今天的分享，主要有五方面的介紹,概括一下就是：一組觀點(diǎn)、兩套理論、三個(gè)項(xiàng)目、四類技術(shù)、五項(xiàng)研究。其中三個(gè)項(xiàng)目是我們課題組在高教、基教和職教上的元宇宙應(yīng)用實(shí)踐，最后介紹的是課題組近期所推進(jìn)的課題研究。

教育元宇宙方面，還是存在很多的空白以及不成熟的地方，我們希望抱著審慎樂(lè)觀的態(tài)度積極嘗試。

一組觀點(diǎn)：教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與教育元宇宙的理解

國(guó)家對(duì)教育出臺(tái)了很多政策，也明確提出了智慧教育的戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃，指出現(xiàn)在是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段、特殊階段。無(wú)論是高校還是中小學(xué)，老師們也都是有所了解的。在這個(gè)過(guò)程我們關(guān)注教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的若干趨勢(shì)，在這里列出的是福布斯雜志提出的六大趨勢(shì)：增強(qiáng)虛擬混合現(xiàn)實(shí)、游戲化學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)空間再設(shè)計(jì)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、人工智能和數(shù)字教師裝備。和現(xiàn)階段所提元宇宙的技術(shù)進(jìn)行對(duì)照就會(huì)發(fā)現(xiàn)，重合度很高。在此基礎(chǔ)上， 我們認(rèn)為教育元宇宙是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新模式和新業(yè)態(tài)。以前在談元宇宙的時(shí)候，更多談的沉浸感、交互性、構(gòu)想性?，F(xiàn)在教育元宇宙要賦予其新的含義，包括對(duì)于教育的把握，對(duì)于知識(shí)的深化和智能分析。這也是我們所講的教育元宇宙的特征。

從實(shí)踐的意義來(lái)說(shuō)，在教育場(chǎng)景里，由于信息技術(shù)的使用，讓我們能夠解決時(shí)空的局限性。傳授者和學(xué)習(xí)者的關(guān)系，也得到了重構(gòu)。教育者可以和開(kāi)發(fā)者共同開(kāi)發(fā)新的教學(xué)模式，我們的學(xué)習(xí)者也能夠獲得更多更好的學(xué)習(xí)資源。在多元空間和無(wú)限資源的條件下，可以去解決教育抽象和危險(xiǎn)問(wèn)題，也可以解決教育資源分配不公的問(wèn)題。

總結(jié)一下， 我們認(rèn)為教育+元宇宙的價(jià)值，能夠推動(dòng)教育創(chuàng)新，充分發(fā)揮技術(shù)護(hù)航，優(yōu)化教育發(fā)展。同時(shí)在基礎(chǔ)設(shè)施的支持上，新技術(shù)的應(yīng)用上，能夠有很多的可能性，被不斷去探索。從教育元宇宙來(lái)講，這是值得廣泛關(guān)注的一個(gè)點(diǎn)。我們理解的教育元宇宙,是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新形態(tài)和新模式。

兩套理論：具身認(rèn)知理論和情境學(xué)習(xí)理論。

有兩類學(xué)習(xí)理論，在這個(gè)過(guò)程中被充分應(yīng)用:一個(gè)是具身認(rèn)知理論，一個(gè)是情境學(xué)習(xí)理論。在具身認(rèn)知方面，隨著元宇宙場(chǎng)景開(kāi)發(fā)的不斷完善，我們?cè)谡J(rèn)知、身體和環(huán)境一體化上，拓展得比以前更加豐富，可以真正做到“做中學(xué)”，這是一個(gè)很大的躍進(jìn)。另外是情境學(xué)習(xí)理論。以前我們很關(guān)注真實(shí)的情境、實(shí)踐的情境、文化的情境，強(qiáng)調(diào)在哪里學(xué)。在元宇宙的環(huán)境開(kāi)發(fā)成功以后，對(duì)于以前不太適合的情境，能起到一定彌補(bǔ)作用。就像剛剛講的危險(xiǎn)環(huán)境，就是不太適合實(shí)踐的環(huán)境，再比如說(shuō)成本很高的環(huán)境。在這個(gè)過(guò)程中，我們都可以通過(guò)元宇宙的方式得到改善。

三個(gè)項(xiàng)目：高教、基教和職教元宇宙應(yīng)用。

下面是結(jié)合我們所做的一些實(shí)踐，跟大家做一些分享。我們先講一下國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有的一些元宇宙實(shí)踐。這是英國(guó)考古教學(xué)的案例：英國(guó)有一個(gè)拜占廷的挖掘項(xiàng)目，把它數(shù)字化了。這是韓國(guó)飛機(jī)維修的案例：飛機(jī)的零部件組合在數(shù)字空間被重現(xiàn)了，極大節(jié)約的培訓(xùn)成本，因?yàn)橐患茱w機(jī)要上億美元。這是飛機(jī)的維修培訓(xùn)的實(shí)踐環(huán)境。這是海事培訓(xùn)，為造船、海上救援提供了數(shù)字虛擬環(huán)境，方便我們?nèi)?shí)踐。在科普教育、醫(yī)療衛(wèi)生方面，這是近距離去觀察眼球的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)行機(jī)理的一個(gè)實(shí)例。還有心臟手術(shù)。韓國(guó)和巴西把人體數(shù)字化虛擬化，實(shí)現(xiàn)了3D人體建模。國(guó)內(nèi)也有，福建醫(yī)科大學(xué)也搭建了類似的醫(yī)學(xué)培訓(xùn)元宇宙環(huán)境。

上述例子中，元宇宙已經(jīng)和教學(xué)場(chǎng)景進(jìn)行著有機(jī)結(jié)合，包括虛擬化身面對(duì)面、多種資源的兼容和呈現(xiàn)，也包含了虛擬空間的自由移動(dòng)、個(gè)人交互學(xué)習(xí)、多人上課交互。這一系列的場(chǎng)景，方便了學(xué)習(xí)，尤其是在疫情期間。 在疫情期間，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在在場(chǎng)感、實(shí)時(shí)性上有所欠缺，而元宇宙能充分體現(xiàn)在場(chǎng)感。

課題組圍繞三個(gè)方向，選擇了三個(gè)小場(chǎng)景，進(jìn)行了嘗試。2022年9月2日，在世界人工智能大會(huì)上，發(fā)布了我們的推進(jìn)方案，介紹了我們所嘗試的三個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目。在去年8月18號(hào)的時(shí)候，課題組就發(fā)布了上海MBA元宇宙中心的建設(shè)項(xiàng)目，我們選擇了數(shù)字原生的建設(shè)路徑。原生跟孿生的不同之處在于，我們并沒(méi)有一個(gè)真實(shí)的上海MBA中心物理空間，但是我們把它在元宇宙中建立起來(lái)了。在此過(guò)程中，我們重點(diǎn)關(guān)注的是產(chǎn)教融合的落地，關(guān)注的是社交屬性的充分體現(xiàn)。

在去年9月份的時(shí)候，我們隨即推出了面向中小學(xué)科學(xué)教育的元宇宙接入艙和空間站。既然元宇宙是一系列技術(shù)的集合體，我們考慮有沒(méi)有可能把硬件、軟件、數(shù)字資源進(jìn)行深度集成，提供給使用者、學(xué)校一體化的智慧空間。在這個(gè)過(guò)程中，我們也能進(jìn)一步去考察青少年對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用。我們起的名字叫“實(shí)驗(yàn)場(chǎng)”，為什么叫“實(shí)驗(yàn)場(chǎng)”，而不是某某項(xiàng)目或者某某工程呢？是因?yàn)橛幸恍﹩?wèn)題，還要通過(guò)研究去進(jìn)一步回答，以解決我們所面臨的困惑。

這里舉兩個(gè)小例子，大家可以體會(huì)一下，也是我們?yōu)槭裁瓷髦氐脑?。?dāng)我們進(jìn)行3D課件轉(zhuǎn)換的時(shí)候，中小學(xué)生有立體幾何課程。我們希望得到我們數(shù)學(xué)學(xué)院教授們的幫助，跟他們?nèi)ソ涣?，我們介紹如何把立體幾何通過(guò)3D空間的方式呈現(xiàn)給同學(xué)們，同學(xué)們可以方便地接受有關(guān)訓(xùn)練。結(jié)果我們數(shù)學(xué)專業(yè)的老師提出了不一樣的觀點(diǎn)，他認(rèn)為這樣會(huì)限制學(xué)生的空間想象力。我們?cè)谙?，是不是我們做了很多事情，反而幫了倒忙呢？再比如，元宇宙?chǎng)景中有比較強(qiáng)的聲光電刺激，這些聲音、動(dòng)畫的刺激下，我們的注意力比以前更集中，還是更分散了呢？沉浸并不等于注意力專注。在這個(gè)過(guò)程中，需要我們進(jìn)一步去測(cè)評(píng)，所以我們也希望在這樣標(biāo)準(zhǔn)化的物理空間中，去開(kāi)展學(xué)習(xí)能力、專注能力、抗壓能力等方面的測(cè)試。

第三個(gè)項(xiàng)目跟職業(yè)教育有關(guān)，為什么把職業(yè)教育放在最后？ 因?yàn)槁殬I(yè)教育的場(chǎng)景特別豐富，要首先解決工具的問(wèn)題，而這個(gè)工具就是自動(dòng)化內(nèi)容生成工具。

這三塊內(nèi)容快速過(guò)一下。這是上海MBA元宇宙中心，這是一個(gè)共建項(xiàng)目，16所院校18家單位共同建設(shè)。我們提供了若干個(gè)空間場(chǎng)景，有教室、有禮堂、有案例研討室、有圖書館。這是面向中小學(xué)科學(xué)教育的元宇宙實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，我們提供了四個(gè)數(shù)字虛擬空間，能實(shí)現(xiàn)和云平臺(tái)的深度集成。這是我們共建的島型園區(qū)，每個(gè)學(xué)習(xí)空間可以登錄進(jìn)去，既提供了AR和VR的接入，也提供了裸眼3D展示和交互，在我們的物理艙體里可以直接進(jìn)行體驗(yàn)和瀏覽。

這是未來(lái)企業(yè)數(shù)字員工實(shí)驗(yàn)室。在我們選擇過(guò)程中，希望找到大家都要共用的一些東西。最后我們選擇了一個(gè)領(lǐng)域，就是關(guān)于RPA的，也就是流程機(jī)器人的實(shí)踐。我們可以很方便把業(yè)務(wù)流程通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器自動(dòng)去實(shí)現(xiàn)。這是在實(shí)際過(guò)程中所做的若干嘗試。

在實(shí)踐過(guò)程中，我們用到了很多技術(shù)，我這邊也做一個(gè)簡(jiǎn)單的歸納。首先是常說(shuō)的元宇宙六大核心技術(shù)：第一個(gè)是區(qū)塊鏈，是構(gòu)建元宇宙虛擬體系的資產(chǎn)基礎(chǔ)；第二個(gè)是交互技術(shù)，交互技術(shù)能夠?yàn)樵钪嫣峁┏两教摂M現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)；第三個(gè)是游戲技術(shù)，它是元宇宙社會(huì)形態(tài)中最成熟的呈現(xiàn)方式，游戲技術(shù)對(duì)于學(xué)習(xí)場(chǎng)景的構(gòu)建和學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)很有幫助；第四是人工智能技術(shù)；第五是網(wǎng)絡(luò)技運(yùn)算技術(shù)，它是元宇宙在物理世界的承載者；最后是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這是一個(gè)很好的中間媒介，能聯(lián)結(jié)起物理世界和數(shù)字世界。這是大家公認(rèn)的一些元宇宙基本技術(shù)。

在此過(guò)程中，我們還有各種各樣的通用工具。像剛剛提到的Second Life平臺(tái)、百度希壤平臺(tái)、網(wǎng)易瑤臺(tái)等。這是設(shè)備設(shè)施，它跟模式的選擇有關(guān)，可以是VR眼鏡、AR設(shè)備，也可以有裸眼3D設(shè)備。AR和VR經(jīng)過(guò)一系列的發(fā)展，為什么在2017年出現(xiàn)了低谷，現(xiàn)在又逐步上升呢？核心的一點(diǎn)，是我們的3D場(chǎng)景內(nèi)容嚴(yán)重不足。我們希望通過(guò)論壇，鼓勵(lì)大家多去推進(jìn)。只有在內(nèi)容資產(chǎn)豐富的情況下，元宇宙才能得到更廣闊的發(fā)展。

重點(diǎn)推薦的是四類技術(shù)。

第一是數(shù)字場(chǎng)景，3D學(xué)習(xí)情境構(gòu)建。第二是數(shù)字人，數(shù)字教師與數(shù)字學(xué)生。第三是數(shù)字藏品，AIGC（人工智能生成內(nèi)容）技術(shù)與數(shù)據(jù)資產(chǎn)化。第四是虛實(shí)交互，軟硬件深度集成。

這是在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)中構(gòu)建的學(xué)習(xí)場(chǎng)景。各行各業(yè)都可以有數(shù)字人形象，有跟真人對(duì)應(yīng)的，也有偏卡通的，也有超寫實(shí)的數(shù)字人。

在場(chǎng)景構(gòu)建或者數(shù)字人制作過(guò)程中，有一塊技術(shù)值得大家去關(guān)注，這就是AIGC（人工智能生成內(nèi)容）技術(shù)，它是在UGC(用戶原創(chuàng)內(nèi)容)和PGC(專業(yè)生產(chǎn)內(nèi)容）之后，新一代的生成方式。在這個(gè)過(guò)程中，我們可以去關(guān)注資源的生成、資源的聚合、資源的利用，以及資源資產(chǎn)化。在資產(chǎn)化過(guò)程中，就需要NFT（非同質(zhì)化代幣）和區(qū)塊鏈技術(shù)的加持。

這是一些例子，基于文本生成圖像的例子，基于文本生成3D模型的例子。有很多科技公司幫助我們降低技術(shù)使用的門檻，幫助我們更加便利、低成本低使用元宇宙。

無(wú)論是場(chǎng)景的構(gòu)建還是內(nèi)容的生成，AIGC（人工智能生成內(nèi)容）是一個(gè)重要的核心技術(shù)。當(dāng)我們?cè)谫Y源生成后，為了保證能確權(quán)和溯源，NFT（非同質(zhì)化代幣）在元宇宙中被廣泛應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，因?yàn)镹FT（非同質(zhì)化代幣）有泛金融化風(fēng)險(xiǎn)被叫停了，所以國(guó)內(nèi)把NFT（非同質(zhì)化代幣）調(diào)整為NFR（非同質(zhì)化權(quán)益）。區(qū)塊鏈?zhǔn)菢?gòu)建元宇宙虛擬資產(chǎn)的基礎(chǔ)，我們把以前的資源通過(guò)NFT（非同質(zhì)化代幣）的方式創(chuàng)建、共享和管理。這是我們建設(shè)的軟件、硬件和數(shù)字資源集合在一起，叫空間科技解決方案。在我們的校區(qū)里，已經(jīng)搭建了教育元宇宙的接入艙和空間站，一個(gè)小一點(diǎn)，一個(gè)大一點(diǎn)，另外還有定制化的空間應(yīng)用解決方案。

既然我們已經(jīng)搭建了這樣的環(huán)境，下面再把最近推進(jìn)的五項(xiàng)研究跟大家做下交流。

方向1：教育元宇宙理論與實(shí)踐的系統(tǒng)梳理。無(wú)論是技術(shù)方案交底書還是教育元宇宙白皮書，都在推進(jìn)中。

方向2：視聽(tīng)聯(lián)覺(jué)機(jī)制下的情感與認(rèn)知機(jī)制。我們有了更強(qiáng)的聲光電刺激以后，有了更強(qiáng)的沉浸性以后，對(duì)于學(xué)習(xí)的影響、情緒的影響，究竟是什么？這是跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)做的第二項(xiàng)研究。

方向3：虛擬現(xiàn)實(shí)課堂中學(xué)習(xí)感知能力評(píng)測(cè)。我們希望在情感和認(rèn)知模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行多模態(tài)數(shù)據(jù)的挖掘和分析，進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)評(píng)。

方向4：通過(guò)關(guān)鍵詞提取生物具有教育意義的問(wèn)題和答案。第四項(xiàng)研究跟AIGC（人工智能生成內(nèi)容）技術(shù)有關(guān)，在AIGC（人工智能生成內(nèi)容）方面，我們主要做文本的自動(dòng)生成。最近的研究是通過(guò)相關(guān)技術(shù)做繪本上的內(nèi)容講解自動(dòng)生成，這樣能夠基于繪本通過(guò)文本提取的方法，再通過(guò)語(yǔ)音轉(zhuǎn)換的方式，讓數(shù)字人自動(dòng)給小朋友去講解。

方向5：元宇宙對(duì)于自閉癥兒童的行為干預(yù)訓(xùn)練。我們知道在行為干預(yù)中，最重要的環(huán)節(jié)就是泛化，我們認(rèn)為元宇宙有可能解決泛化當(dāng)中面臨的瓶頸問(wèn)題。這也是我們當(dāng)前做的研究。

小結(jié)一下。今天跟大家分享了一組觀點(diǎn)、兩個(gè)理論、三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)踐、四類值得關(guān)注技術(shù)、五項(xiàng)研究。最后總結(jié)一下觀點(diǎn)， 教育元宇宙是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新形態(tài)新模式，不能把教育元宇宙應(yīng)用簡(jiǎn)單等同于VR教學(xué)，它有區(qū)塊鏈的應(yīng)用、有人工智能的應(yīng)用。再有，教育元宇宙的發(fā)展要能夠把握教育的本質(zhì)才行， 教育的本質(zhì)是什么呢？并不是為了使用技術(shù)而使用技術(shù)，而是能真正促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng)和進(jìn)步。

本文根據(jù)作者在第五屆世界教育前沿論壇“ 元宇宙與教育”的主題分享進(jìn)行整理，原題為《教育元宇宙應(yīng)用研究與實(shí)踐探索》，有刪減。

第五屆世界教育前沿論壇：國(guó)內(nèi)外大咖分享洞見(jiàn)

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