?
(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?永續性?積極心理：教育之未來”。來自中國兩岸三地及美國、新加坡的教育工作者參加了交流，累計超230萬人次的觀眾在云端同步觀看。其中在“元宇宙與教育” 主題環節，華東師范大學信息管理系教授許鑫分享《 教育元宇宙應用研究與實踐探索》， 現將報告進行整理，以饗讀者。
?
華東師范大學信息管理系教授 許鑫
?
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、兩套理論、三個項目、四類技術、五項研究。其中三個項目是我們課題組在高教、基教和職教上的元宇宙應用實踐，最后介紹的是課題組近期所推進的課題研究。
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觀的態度積極嘗試。
一組觀點：教育數字化轉型與教育元宇宙的理解
國家對教育出臺了很多政策，也明確提出了智慧教育的戰略行動計劃，指出現在是數字化轉型的關鍵階段、特殊階段。無論是高校還是中小學，老師們也都是有所了解的。在這個過程我們關注教育數字化轉型的若干趨勢，在這里列出的是福布斯雜志提出的六大趨勢：增強虛擬混合現實、游戲化學習、學習空間再設計、個性化學習、人工智能和數字教師裝備。和現階段所提元宇宙的技術進行對照就會發現，重合度很高。在此基礎上， 我們認為教育元宇宙是教育數字化轉型的新模式和新業態。以前在談元宇宙的時候，更多談的沉浸感、交互性、構想性。現在教育元宇宙要賦予其新的含義，包括對于教育的把握，對于知識的深化和智能分析。這也是我們所講的教育元宇宙的特征。
從實踐的意義來說，在教育場景里，由于信息技術的使用，讓我們能夠解決時空的局限性。傳授者和學習者的關系，也得到了重構。教育者可以和開發者共同開發新的教學模式，我們的學習者也能夠獲得更多更好的學習資源。在多元空間和無限資源的條件下，可以去解決教育抽象和危險問題，也可以解決教育資源分配不公的問題。
總結一下， 我們認為教育+元宇宙的價值，能夠推動教育創新，充分發揮技術護航，優化教育發展。同時在基礎設施的支持上，新技術的應用上，能夠有很多的可能性，被不斷去探索。從教育元宇宙來講，這是值得廣泛關注的一個點。我們理解的教育元宇宙,是教育數字化轉型的新形態和新模式。
兩套理論：具身認知理論和情境學習理論。
有兩類學習理論，在這個過程中被充分應用:一個是具身認知理論，一個是情境學習理論。在具身認知方面，隨著元宇宙場景開發的不斷完善，我們在認知、身體和環境一體化上，拓展得比以前更加豐富，可以真正做到“做中學”，這是一個很大的躍進。另外是情境學習理論。以前我們很關注真實的情境、實踐的情境、文化的情境，強調在哪里學。在元宇宙的環境開發成功以后，對于以前不太適合的情境，能起到一定彌補作用。就像剛剛講的危險環境，就是不太適合實踐的環境，再比如說成本很高的環境。在這個過程中，我們都可以通過元宇宙的方式得到改善。
三個項目：高教、基教和職教元宇宙應用。
下面是結合我們所做的一些實踐，跟大家做一些分享。我們先講一下國內外已經有的一些元宇宙實踐。這是英國考古教學的案例：英國有一個拜占廷的挖掘項目，把它數字化了。這是韓國飛機維修的案例：飛機的零部件組合在數字空間被重現了，極大節約的培訓成本，因為一架飛機要上億美元。這是飛機的維修培訓的實踐環境。這是海事培訓，為造船、海上救援提供了數字虛擬環境，方便我們去實踐。在科普教育、醫療衛生方面，這是近距離去觀察眼球的運動和運行機理的一個實例。還有心臟手術。韓國和巴西把人體數字化虛擬化，實現了3D人體建模。國內也有，福建醫科大學也搭建了類似的醫學培訓元宇宙環境。
上述例子中，元宇宙已經和教學場景進行著有機結合，包括虛擬化身面對面、多種資源的兼容和呈現，也包含了虛擬空間的自由移動、個人交互學習、多人上課交互。這一系列的場景，方便了學習，尤其是在疫情期間。 在疫情期間，網絡教學在在場感、實時性上有所欠缺，而元宇宙能充分體現在場感。
課題組圍繞三個方向，選擇了三個小場景，進行了嘗試。2022年9月2日，在世界人工智能大會上，發布了我們的推進方案，介紹了我們所嘗試的三個實踐項目。在去年8月18號的時候，課題組就發布了上海MBA元宇宙中心的建設項目，我們選擇了數字原生的建設路徑。原生跟孿生的不同之處在于，我們并沒有一個真實的上海MBA中心物理空間，但是我們把它在元宇宙中建立起來了。在此過程中，我們重點關注的是產教融合的落地，關注的是社交屬性的充分體現。
在去年9月份的時候，我們隨即推出了面向中小學科學教育的元宇宙接入艙和空間站。既然元宇宙是一系列技術的集合體，我們考慮有沒有可能把硬件、軟件、數字資源進行深度集成，提供給使用者、學校一體化的智慧空間。在這個過程中，我們也能進一步去考察青少年對于新技術的應用。我們起的名字叫“實驗場”，為什么叫“實驗場”，而不是某某項目或者某某工程呢？是因為有一些問題，還要通過研究去進一步回答，以解決我們所面臨的困惑。
這里舉兩個小例子，大家可以體會一下，也是我們為什么慎重的原因。當我們進行3D課件轉換的時候，中小學生有立體幾何課程。我們希望得到我們數學學院教授們的幫助，跟他們去交流，我們介紹如何把立體幾何通過3D空間的方式呈現給同學們，同學們可以方便地接受有關訓練。結果我們數學專業的老師提出了不一樣的觀點，他認為這樣會限制學生的空間想象力。我們在想，是不是我們做了很多事情，反而幫了倒忙呢？再比如，元宇宙場景中有比較強的聲光電刺激，這些聲音、動畫的刺激下，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。在這個過程中，需要我們進一步去測評，所以我們也希望在這樣標準化的物理空間中，去開展學習能力、專注能力、抗壓能力等方面的測試。
第三個項目跟職業教育有關，為什么把職業教育放在最后？ 因為職業教育的場景特別豐富，要首先解決工具的問題，而這個工具就是自動化內容生成工具。
這三塊內容快速過一下。這是上海MBA元宇宙中心，這是一個共建項目，16所院校18家單位共同建設。我們提供了若干個空間場景，有教室、有禮堂、有案例研討室、有圖書館。這是面向中小學科學教育的元宇宙實驗場，我們提供了四個數字虛擬空間，能實現和云平臺的深度集成。這是我們共建的島型園區，每個學習空間可以登錄進去，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行體驗和瀏覽。
這是未來企業數字員工實驗室。在我們選擇過程中，希望找到大家都要共用的一些東西。最后我們選擇了一個領域，就是關于RPA的，也就是流程機器人的實踐。我們可以很方便把業務流程通過標準化機器自動去實現。這是在實際過程中所做的若干嘗試。
在實踐過程中，我們用到了很多技術，我這邊也做一個簡單的歸納。首先是常說的元宇宙六大核心技術：第一個是區塊鏈，是構建元宇宙虛擬體系的資產基礎；第二個是交互技術，交互技術能夠為元宇宙提供沉浸式虛擬現實的體驗；第三個是游戲技術，它是元宇宙社會形態中最成熟的呈現方式，游戲技術對于學習場景的構建和學習設計很有幫助；第四是人工智能技術；第五是網絡技運算技術，它是元宇宙在物理世界的承載者；最后是物聯網技術，這是一個很好的中間媒介，能聯結起物理世界和數字世界。這是大家公認的一些元宇宙基本技術。
在此過程中，我們還有各種各樣的通用工具。像剛剛提到的Second Life平臺、百度希壤平臺、網易瑤臺等。這是設備設施，它跟模式的選擇有關，可以是VR眼鏡、AR設備，也可以有裸眼3D設備。AR和VR經過一系列的發展，為什么在2017年出現了低谷，現在又逐步上升呢？核心的一點，是我們的3D場景內容嚴重不足。我們希望通過論壇，鼓勵大家多去推進。只有在內容資產豐富的情況下，元宇宙才能得到更廣闊的發展。
重點推薦的是四類技術。
第一是數字場景，3D學習情境構建。第二是數字人，數字教師與數字學生。第三是數字藏品，AIGC（人工智能生成內容）技術與數據資產化。第四是虛實交互，軟硬件深度集成。
這是在實驗場中構建的學習場景。各行各業都可以有數字人形象，有跟真人對應的，也有偏卡通的，也有超寫實的數字人。
在場景構建或者數字人制作過程中，有一塊技術值得大家去關注，這就是AIGC（人工智能生成內容）技術，它是在UGC(用戶原創內容)和PGC(專業生產內容）之后，新一代的生成方式。在這個過程中，我們可以去關注資源的生成、資源的聚合、資源的利用，以及資源資產化。在資產化過程中，就需要NFT（非同質化代幣）和區塊鏈技術的加持。
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使用的門檻，幫助我們更加便利、低成本低使用元宇宙。
無論是場景的構建還是內容的生成，AIGC（人工智能生成內容）是一個重要的核心技術。當我們在資源生成后，為了保證能確權和溯源，NFT（非同質化代幣）在元宇宙中被廣泛應用。在國內，因為NFT（非同質化代幣）有泛金融化風險被叫停了，所以國內把NFT（非同質化代幣）調整為NFR（非同質化權益）。區塊鏈是構建元宇宙虛擬資產的基礎，我們把以前的資源通過NFT（非同質化代幣）的方式創建、共享和管理。這是我們建設的軟件、硬件和數字資源集合在一起，叫空間科技解決方案。在我們的校區里，已經搭建了教育元宇宙的接入艙和空間站，一個小一點，一個大一點，另外還有定制化的空間應用解決方案。
既然我們已經搭建了這樣的環境，下面再把最近推進的五項研究跟大家做下交流。
方向1：教育元宇宙理論與實踐的系統梳理。無論是技術方案交底書還是教育元宇宙白皮書，都在推進中。
方向2：視聽聯覺機制下的情感與認知機制。我們有了更強的聲光電刺激以后，有了更強的沉浸性以后，對于學習的影響、情緒的影響，究竟是什么？這是跨學科團隊做的第二項研究。
方向3：虛擬現實課堂中學習感知能力評測。我們希望在情感和認知模型基礎上，進行多模態數據的挖掘和分析，進行相應的測評。
方向4：通過關鍵詞提取生物具有教育意義的問題和答案。第四項研究跟AIGC（人工智能生成內容）技術有關，在AIGC（人工智能生成內容）方面，我們主要做文本的自動生成。最近的研究是通過相關技術做繪本上的內容講解自動生成，這樣能夠基于繪本通過文本提取的方法，再通過語音轉換的方式，讓數字人自動給小朋友去講解。
方向5：元宇宙對于自閉癥兒童的行為干預訓練。我們知道在行為干預中，最重要的環節就是泛化，我們認為元宇宙有可能解決泛化當中面臨的瓶頸問題。這也是我們當前做的研究。
小結一下。今天跟大家分享了一組觀點、兩個理論、三個應用場景實踐、四類值得關注技術、五項研究。最后總結一下觀點， 教育元宇宙是教育數字化轉型的新形態新模式，不能把教育元宇宙應用簡單等同于VR教學，它有區塊鏈的應用、有人工智能的應用。再有，教育元宇宙的發展要能夠把握教育的本質才行， 教育的本質是什么呢？并不是為了使用技術而使用技術，而是能真正促進學生的成長和進步。
本文根據作者在第五屆世界教育前沿論壇“ 元宇宙與教育”的主題分享進行整理，原題為《教育元宇宙應用研究與實踐探索》，有刪減。
第五屆世界教育前沿論壇：國內外大咖分享洞見
、
