近年来，以虚拟现实、增强现实等为代表的新兴教育技术引领了未来教育的新方向，整合了虚拟现实、人工智能、区块链等技术的元宇宙为学习者提供了一个虚拟的学习环境，将有可能带来新的教育教学变革。在此背景下，元宇宙在教育领域应用的可行性成为研究者关注的热点，教育元宇宙的潜力值得深入挖掘和分析。
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元宇宙的定义及特征
目前，元宇宙尚没有一个权威、统一的定义，它仍是一个不断发展、演变的概念。可以预见，元宇宙将为人类生存带来两个维度的扩展：一是生存维度，即元宇宙提供了一个既独立于现实世界又能与现实世界相结合的综合环境；二是人类感官维度的扩展，在元宇宙中用户将体会到虚拟世界和现实世界的多重感官，虚拟世界也将不仅是视觉，而是虚拟视觉、现实视觉、听觉、触觉的综合感官体验。
02
教育元宇宙的特征、技术支撑及应用场景
一、教育元宇宙及其特征
“教育元宇宙”是一个全新的概念，尚不具备科技产业界所描述的众多特征，但若要发展教育元宇宙，至少应具备三个核心特征：
（1）强调社交互动——交互性
（2）真实世界的模拟——沉浸性
（3）自由、开放、灵活的规则——多元性
二、教育元宇宙的底层支撑技术及应用场景
尽管教育元宇宙的概念尚处于萌芽阶段，其代表——三维虚拟/增强现实学习环境的出现也不算早，但其特点也符合如行为主义（Behaviorism）、情境认知理论（Situated Cognition）、具身认知理论（Embodied Cognition）、建构主义学习理论（Constructivism）、心流理论（Flow）等传统理论上的观点。
当前产业界对元宇宙底层支撑技术的描述有很多，大致可归为六大类：网络及运算技术、物联网技术、区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术。在教育元宇宙中，这六大底层支撑技术及应用场景如图1所示。
图1 教育元宇宙的底层支撑技术及应用场景
从人们的直观感受来看，教育元宇宙就是基于VR/AR技术将现实世界映射到具有一定智能的虚拟学习环境当中，是对现实生活的延伸。因此，本研究将教育元宇宙的关注点确定为建设智能化的VR/AR学习环境。
03
教育元宇宙的应用案例
本研究认为可以从学科教育、非正式学习、职业培训等领域的案例入手，来了解教育元宇宙当前的发展状况。
一、学科教育
数学、物理、化学、生物—虚拟实验室
未来的教育元宇宙中，学生借助轻便的设备即可来到其“虚拟实验室”，身临其境般地观察、操作实验设备并实时与之互动，获得更加真实和沉浸的学习体验。
语文、英语、历史、地理—沉浸式情境体验
教育元宇宙给学生创造了近乎真实的社会、实践、文化情境，让学生突破时空限制，身临其境般地观察和体验不同时间与不同地点的人文、历史、地理环境，让学习在近乎真实的情境中自然而然地发生。
二、非正式学习
虚拟学习社区
新冠肺炎疫情的出现和互联网技术的发展，使得建立虚拟学习社区成为关注热点。一个完整的虚拟学习社区，大多具有历史、身份、相互依赖、多元化、自治、参与、社交礼仪、反思、学习等基本要素。近年来，已有许多案例在此方面进行了尝试，比较典型的有：① Sloodle；② Hodoo Labs；③ Virbela；④ Virtual People。
博物馆教育/科技馆教育
教育元宇宙可以更加丰富博物馆、科技馆的教育形式，使学生跨越时间和空间，给学生创造近乎真实的博物馆、科技馆情境，从而使学习在相关情境中自然而然地发生。
三、职业培训
目前，VR/AR技术在职业教育领域中发挥着举足轻重的作用，一些受客观条件限制而难以开展或危险性高的实验、培训等，可以通过教育元宇宙中的VR/AR技术来实现。
04
教育元宇宙的挑战与展望
根据上述分析，可以预见教育元宇宙具有巨大的潜力，且应用前景乐观。但由于教育元宇宙描述的未来图景过于超前，现有的相关技术尚未成熟，而底层核心支撑技术的教育应用研究设计也相对简单，故目前已有研究结论的信效度、普适性等都有其局限性，教育元宇宙从理论到实现还有很长的一段路要走。
一、问题与挑战
- 缺乏顶层设计和评估机制
- 技术不够成熟，应用门槛较高
- 教学应用缺乏深入探究
- 警惕资本炒作和绑架
- 存在伦理风险
二、展望与建议
- 明确目标和布局方案
- 聚焦多通道自然交互
- 注重教学内容设计
