劉革平 王星 高楠 胡翰林

摘要：元宇宙代表了視覺沉浸技術(shù)發(fā)展的最新階段，其本質(zhì)是一個(gè)平行于現(xiàn)實(shí)世界的在線數(shù)字空間，正在成為人類社會(huì)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)踐場域。視覺沉浸技術(shù)的演進(jìn)經(jīng)歷了桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)以及元宇宙等四個(gè)階段。元宇宙超越了時(shí)空分離的阻礙，將重新塑造在線教育時(shí)空“共在”的新形態(tài)，生成元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境。該智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境在技術(shù)架構(gòu)上涉及5G/6G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、資源生產(chǎn)、大數(shù)據(jù)處理、認(rèn)證機(jī)制和交互界面，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上包括構(gòu)造環(huán)境、信息環(huán)境、心理環(huán)境和文化環(huán)境，在組成要素上涵蓋復(fù)合資源、智能工具、意象活動(dòng)、全人評價(jià)、精準(zhǔn)教學(xué)、具身學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)伙伴和教學(xué)類群，在培養(yǎng)目標(biāo)上強(qiáng)調(diào)促進(jìn)學(xué)習(xí)者深知生慧。元宇宙將深度重塑在線教育的課程資源、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)支持服務(wù)和認(rèn)證機(jī)制。未來元宇宙將成為人工智能時(shí)代在線教育轉(zhuǎn)段升級(jí)的創(chuàng)新奇點(diǎn)，因此要超前布局元宇宙在線教育，加快推進(jìn)新基建以構(gòu)筑其發(fā)展基礎(chǔ)，建構(gòu)研究新框架以形成其發(fā)展動(dòng)能，探索倫理新觀念以厘清其發(fā)展邏輯。

關(guān)鍵詞：元宇宙;在線教育;虛擬現(xiàn)實(shí);智能學(xué)習(xí)環(huán)境

中圖分類號(hào)：G434? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1009-5195（2021）06-0012-11? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.06.002

基金項(xiàng)目：2020 年重慶市高等教育教學(xué)改革研究重大項(xiàng)目“信息技術(shù)與高校教學(xué)深度融合研究”（201004）;西南大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目重大專項(xiàng)“基于現(xiàn)代信息技術(shù)的交互式課堂教學(xué)改革的探索與實(shí)踐”（2019ZDJY004）。

作者簡介：劉革平，博士，教授，博士生導(dǎo)師，西南大學(xué)教育學(xué)部（重慶 400715）;王星，博士研究生，西南大學(xué)教育學(xué)部（重慶 400715）;高楠，博士研究生，西南大學(xué)西南民族教育與心理研究中心（重慶 400715）;胡翰林，博士研究生，西南大學(xué)教育學(xué)部（重慶 400715）。

一、元宇宙走進(jìn)教育場域的時(shí)代背景

在線教育是未來教育變革的大趨勢，2020年以來的新冠疫情更是加快了這一變革進(jìn)程。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織的數(shù)據(jù)顯示，在新冠疫情造成教育停滯期間，絕大多數(shù)國家和地區(qū)選擇在線教育來保障教育的穩(wěn)定與連續(xù)（UNESCO，2021），在線教育已經(jīng)成為現(xiàn)代教育體系的重要組成部分。但圍繞在線教育的爭議一直存在，不少學(xué)者認(rèn)為當(dāng)前在線教育存在以下問題：平面網(wǎng)頁枯燥單調(diào)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性（Violante et al.，2015）;人機(jī)交互方式簡單，學(xué)生參與感不強(qiáng)（文書鋒等，2017）;學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄不全，難以評價(jià)學(xué)習(xí)成效（郭文革，2020）;缺乏技能培養(yǎng)環(huán)境，實(shí)踐環(huán)節(jié)欠缺（Carrillo et al.，2020）。究其原因不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前基于Web2.0技術(shù)的在線教育已然步入發(fā)展的瓶頸期，二維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)難以支撐起學(xué)生對沉浸性學(xué)習(xí)環(huán)境、自然人機(jī)交互方式和“面對面”社會(huì)性交互的需求，因此尋找下一個(gè)創(chuàng)新突變奇點(diǎn)推動(dòng)在線教育轉(zhuǎn)段升級(jí)成為占領(lǐng)未來教育制高點(diǎn)的關(guān)鍵。

近年來，以虛擬現(xiàn)實(shí)、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、虛擬世界、數(shù)字孿生等為代表的視覺沉浸技術(shù)，正不斷從學(xué)習(xí)資源、教學(xué)組織和系統(tǒng)平臺(tái)等方面重塑在線教育（劉革平等，2020）。元宇宙作為虛擬現(xiàn)實(shí)的高階發(fā)展產(chǎn)物，集VR/AR/MR、5G、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等新興信息技術(shù)于一體，將成為下一代互聯(lián)網(wǎng)的最新形態(tài)，屆時(shí)人類社會(huì)將進(jìn)入一個(gè)嶄新的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。在線創(chuàng)作游戲平臺(tái)Roblox認(rèn)為構(gòu)成元宇宙的基本要素包括身份、朋友、沉浸感、低延遲、多元化、隨時(shí)隨地、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和文明。這八大要素將構(gòu)成一個(gè)虛實(shí)融合、泛在互聯(lián)、智能開放、去中心化的3D模擬世界。因此，元宇宙作為在線教育的新平臺(tái)將重新定義在線教育的發(fā)生空間，變革在線教育的教學(xué)模式和評價(jià)方式，支持學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)和全面發(fā)展。

眾多媒體都將2021年稱為“元宇宙元年”。盡管元宇宙還處于發(fā)展的雛形階段，但其已展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿?。本研究將首先概述元宇宙的特征及其技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)，其次分析元宇宙應(yīng)用于在線教育的理論基礎(chǔ)，并探究基于元宇宙的智能教育環(huán)境構(gòu)建，最后就元宇宙應(yīng)用于在線教育的新方向提出參考建議。

二、元宇宙的特征及其技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)

1.元宇宙的特征

元宇宙的英文為Metaverse，其由“meta”（意為“超越”）與“verse”（意為“宇宙”）組合而成，旨在表明元宇宙是一種虛擬與現(xiàn)實(shí)無縫鏈接、深度融合的數(shù)字世界，其能夠產(chǎn)生超越現(xiàn)實(shí)世界的顯著價(jià)值。隨著Facebook宣布將公司名稱更改為“META”，元宇宙將受到資本市場前所未有的關(guān)注，其對于人類世界的顛覆性影響也將逐步照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。元宇宙主要有以下四個(gè)方面的特征：

虛擬與現(xiàn)實(shí)的深度融合。從元宇宙的存在形式來看，虛擬與現(xiàn)實(shí)的深度融合是元宇宙最基本的特征。元宇宙是利用成熟的數(shù)字技術(shù)來構(gòu)建的既基于又獨(dú)立于現(xiàn)實(shí)世界的“數(shù)字孿生”世界，既包括現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字化復(fù)制品，又含有虛擬世界的自主創(chuàng)造物。元宇宙通過視覺、聽覺、觸覺以及全身感官體驗(yàn)的穿戴設(shè)備，以及低延遲感與高擬真感的交互技術(shù)讓用戶產(chǎn)生在場的感官刺激，有助于提高元宇宙中的在線互動(dòng)與交流質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)元宇宙中用戶的沉浸式體驗(yàn)。因此，通過“數(shù)字孿生”世界的搭建與沉浸式的體驗(yàn)來促進(jìn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的深度融合，能夠讓用戶在元宇宙中產(chǎn)生仿真現(xiàn)實(shí)又超越現(xiàn)實(shí)的沉浸感受。

智能數(shù)字化技術(shù)的集合。元宇宙是一個(gè)極致開放、自由、復(fù)雜與巨大的綜合系統(tǒng)，其涵蓋了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)空間、終端設(shè)備以及現(xiàn)實(shí)條件，是由不同類型建設(shè)者共同構(gòu)建的超大型數(shù)字應(yīng)用生態(tài)（左鵬飛，2021），而各種智能數(shù)字技術(shù)則是其根基。元宇宙的組建依托于MR、區(qū)塊鏈、通信技術(shù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)與人工智能等數(shù)字技術(shù)的集合，如通過MR、腦機(jī)接口、物聯(lián)網(wǎng)與可穿戴設(shè)備等交互技術(shù)進(jìn)入虛擬世界，進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)與交互;通過區(qū)塊鏈、人工智能技術(shù)來監(jiān)管和維護(hù)元宇宙的運(yùn)轉(zhuǎn)體系，確保元宇宙持續(xù)穩(wěn)定、符合標(biāo)準(zhǔn)與高效健康地運(yùn)轉(zhuǎn);通過5G、云計(jì)算技術(shù)來支撐大規(guī)模用戶的同時(shí)在線交互活動(dòng)，保障交互的流暢性與低延遲。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，更多先進(jìn)技術(shù)與創(chuàng)新應(yīng)用也將逐步納入元宇宙的組建中來。

線上和線下一體化關(guān)系。基于虛擬與現(xiàn)實(shí)深度融合的特征，元宇宙中虛擬與現(xiàn)實(shí)的界限將不再清晰，用戶可以依據(jù)個(gè)性化需求在虛擬與現(xiàn)實(shí)世界中任意轉(zhuǎn)換不同的社會(huì)形式。元宇宙中每個(gè)用戶都將擁有唯一的元宇宙身份標(biāo)識(shí)，并且能夠通過該身份標(biāo)識(shí)在元宇宙中產(chǎn)生具有現(xiàn)實(shí)感的真實(shí)社會(huì)交往關(guān)系。同時(shí)，基于該身份標(biāo)識(shí)，用戶可以隨時(shí)隨地通過相應(yīng)數(shù)字設(shè)備進(jìn)入到元宇宙來，進(jìn)行學(xué)習(xí)、工作、生活等社會(huì)活動(dòng)。在此過程中，用戶的虛擬身份或集體角色會(huì)在線上與線下的轉(zhuǎn)換過程中保持全面與完整（Dionisio et al.，2013）。因此，元宇宙將深刻沖擊當(dāng)前社會(huì)的組織形態(tài)與運(yùn)作形式，進(jìn)而形成線上與線下全面一體化的新型社會(huì)關(guān)系。

加深用戶思維的表象化。元宇宙為用戶提供了一個(gè)沉浸體驗(yàn)、具身交互的虛擬現(xiàn)實(shí)深度融合系統(tǒng)，能夠讓用戶利用海量資源和技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)“可見即可感知”“可想即可嘗試”等抽象思維表象化的過程。首先，用戶在元宇宙中是“自由”與“全能”的，能夠通過相應(yīng)操作將自己的思維即時(shí)轉(zhuǎn)化為具體有形的產(chǎn)品，使抽象復(fù)雜思維有效地實(shí)現(xiàn)清晰化與具體化，易于自身理解與分享交流。其次，思維的表象化能夠讓用戶專注與沉浸于自身的思考過程中，規(guī)避因多媒體技術(shù)為代表呈現(xiàn)的“中介”信息而造成用戶專注度、反思能力與邏輯能力弱化的問題。

2.元宇宙的技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)

“元宇宙”并不是一個(gè)新概念，其最早誕生于1992年出版的科幻小說《雪崩》（Snow Crash），尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）在書中將元宇宙描述為“戴上耳機(jī)與目鏡，找到連接終端，就能夠以虛擬分身的方式進(jìn)入由計(jì)算機(jī)模擬、與真實(shí)世界平行的虛擬空間”（王晨光，2021）。如今的元宇宙概念更像是這一經(jīng)典概念的重生，是在虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算以及數(shù)字孿生等新技術(shù)下的概念具化。正如清華大學(xué)新媒體研究中心發(fā)布的《2020—2021年元宇宙發(fā)展研究報(bào)告》中所說，元宇宙是基于擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供沉浸式體驗(yàn)，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟(jì)體系（清華大學(xué)新聞與傳播學(xué)院新媒體研究中心，2021）。元宇宙代表了視覺沉浸技術(shù)的最新階段，其本質(zhì)是一個(gè)平行于現(xiàn)實(shí)世界的在線數(shù)字空間，其核心是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所構(gòu)建的虛擬世界。依照此類技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用普及狀況，可將視覺沉浸技術(shù)的演化過程劃分為四個(gè)階段：

第一階段，以桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)為主。其經(jīng)典案例是由美國林登實(shí)驗(yàn)室在2003年發(fā)布的基于互聯(lián)網(wǎng)的三維虛擬世界——Second Life（Linden，2020）。用戶在Second Life中可創(chuàng)建屬于自己的“虛擬化身”（Avater），參加虛擬世界中的各種探索和社交活動(dòng)，制造和交易虛擬財(cái)產(chǎn)及服務(wù)。在這一階段，用戶只能通過計(jì)算機(jī)屏幕觀察虛擬世界，受限于交互設(shè)備和立體視覺、三維建模等技術(shù)，其產(chǎn)生的沉浸感較低。目前，Second Life已經(jīng)廣泛應(yīng)用于在線辦公、遠(yuǎn)程社交等，尤其是自新冠疫情爆發(fā)后，Second Life的月平均訪問人數(shù)超過1200萬人。

第二階段，以沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)為主。借助沉浸式技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)，沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)了由“平面式、被動(dòng)式、單向型”向“立體式、主動(dòng)式、互動(dòng)型”的突破。尤其是從2016年之后，以O(shè)culus和HTC Vive為代表的VR終端設(shè)備得以迅速發(fā)展，用戶在虛擬世界中產(chǎn)生的感官刺激（視覺、聽覺、觸覺）都可以通過VR裝置和體感設(shè)備轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界真實(shí)的感官體驗(yàn)，而不再受傳統(tǒng)物理?xiàng)l件的限制和約束，其沉浸感大大增強(qiáng)。

第三階段，以擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)和數(shù)字孿生為主。隨著5G、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)與VR技術(shù)的深度融合，更為成熟的元宇宙技術(shù)體系得以逐漸成型。其中，5G的高速率、低時(shí)延、大規(guī)模設(shè)備連接等特性能夠?qū)⒌乩砩戏植嫉亩鄠€(gè)用戶或多個(gè)虛擬世界相連，使每個(gè)用戶能夠同時(shí)加入到同一個(gè)虛擬世界中，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷。基于VR/AR/MR的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)實(shí)空間到虛擬空間再到虛實(shí)融合空間之間的跨越;數(shù)字孿生技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的深化發(fā)展，將實(shí)物對象空間與虛擬對象空間聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)真實(shí)世界與虛擬世界之間的無縫融合和有機(jī)聯(lián)通。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能為元宇宙提供了強(qiáng)大的算力基礎(chǔ)和智能化支撐，有助于推動(dòng)元宇宙更高質(zhì)量發(fā)展。

第四階段，元宇宙初現(xiàn)端倪。借助腦機(jī)接口將徹底打破現(xiàn)實(shí)與虛擬之間的壁壘，用戶可使用意念自由控制虛擬身體各個(gè)部位，隨心所欲地與虛擬世界進(jìn)行交互。同時(shí)腦機(jī)接口的雙向傳輸功能，可以將多種感官的反饋通過腦信號(hào)傳遞給用戶，獲得與現(xiàn)實(shí)世界相同的感官體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人與虛擬世界的融合。區(qū)塊鏈技術(shù)是元宇宙實(shí)現(xiàn)升維的關(guān)鍵技術(shù)，借助區(qū)塊鏈技術(shù)既可建立現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，又能實(shí)現(xiàn)虛擬價(jià)值和真實(shí)價(jià)值的統(tǒng)一。元宇宙將實(shí)現(xiàn)人與虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的融合。

三、元宇宙應(yīng)用于在線教育的理論基礎(chǔ)

元宇宙塑造了視覺沉浸的在線教育立體空間場域，支撐其科學(xué)發(fā)展的相關(guān)理論將從離身向具身轉(zhuǎn)變。概括來看，具身認(rèn)識(shí)理論、分布式認(rèn)知理論和沉浸理論為元宇宙在教育中的應(yīng)用提供了理論啟示。

1.具身認(rèn)知理論

具身認(rèn)知理論基于對傳統(tǒng)“身—心”二元認(rèn)知觀的批判，認(rèn)為認(rèn)知的形成是大腦、身體與環(huán)境間相互作用的結(jié)果。身體的感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、形態(tài)結(jié)構(gòu)和經(jīng)歷體驗(yàn)等都將影響認(rèn)知的形成與發(fā)展。F.瓦雷拉（F. Varela）等對“具身”一詞進(jìn)行了如下闡述：“第一，認(rèn)知依賴于經(jīng)驗(yàn)的種類，這些經(jīng)驗(yàn)來自具有各種感知運(yùn)動(dòng)的身體;第二，這些個(gè)體的感知運(yùn)動(dòng)能力自身含在一個(gè)更廣泛的生物、心理和文化情境中”（F.瓦雷拉等，2010）。具身認(rèn)知理論的核心在于強(qiáng)調(diào)身體參與認(rèn)知過程、身體與環(huán)境的具身交互等，因而在認(rèn)知形成過程中要注重置身情境、身體感知與動(dòng)態(tài)交互過程。元宇宙支持與賦能的在線教育能夠讓學(xué)習(xí)者置身于更為廣闊的社會(huì)文化情境中，充分調(diào)動(dòng)身體感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與環(huán)境世界進(jìn)行具身交互，以更好地促進(jìn)學(xué)習(xí)者認(rèn)知的形成。

2.分布式認(rèn)知理論

分布式認(rèn)知理論認(rèn)為認(rèn)知分布于個(gè)體內(nèi)、個(gè)體間、媒介、環(huán)境、文化、社會(huì)以及時(shí)間之中（Cole et al.，1993）。分布式認(rèn)知是一種認(rèn)知活動(dòng)，是對個(gè)體內(nèi)部表征與環(huán)境外部表征進(jìn)行信息加工的過程（Chuah et al.，1999）。因此，相較于傳統(tǒng)認(rèn)知理論而言，分布式認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)認(rèn)知活動(dòng)的系統(tǒng)性，認(rèn)為認(rèn)知活動(dòng)中的各要素是緊密相連的，而且都對認(rèn)知活動(dòng)發(fā)揮相應(yīng)的功能作用，其不僅關(guān)注認(rèn)知過程中個(gè)體內(nèi)部、個(gè)體之間以及與人工制品的交互作用，也強(qiáng)調(diào)認(rèn)知活動(dòng)的環(huán)境根植性與分布性。分布式認(rèn)知是對傳統(tǒng)個(gè)體認(rèn)知觀的超越，將功能系統(tǒng)作為新的分析單元，認(rèn)為認(rèn)知存在于學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)者使用的工具、學(xué)習(xí)者間的交互以及所有學(xué)習(xí)者之中（陳錦昌等，2016）。因而，分布式認(rèn)知理論對基于元宇宙開展在線教育具有兩方面的啟示，一是為元宇宙環(huán)境中學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)工具以及學(xué)習(xí)活動(dòng)的選擇與設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo);二是要注重學(xué)習(xí)者個(gè)體間的交往互動(dòng)。

3.沉浸理論

沉浸理論（也稱為“心流理論”）是由米哈里·契克森米哈賴（Mihalyi Csiksczentmihalyi）等提出的用于描述人全身心地投入某種活動(dòng)，不受周圍環(huán)境其他因素影響，并達(dá)到一種極致愉悅的心理狀態(tài)（Csiksczentmihalyi et al.，2004）?！疤魬?zhàn)”與“技能”的關(guān)系被認(rèn)為是影響沉浸的主要因素，已有研究發(fā)現(xiàn)，只有同時(shí)面臨高挑戰(zhàn)與擁有高技能時(shí)，沉浸體驗(yàn)才有可能發(fā)生。還有研究者發(fā)現(xiàn)能夠產(chǎn)生沉浸體驗(yàn)的游戲類型幾乎都是第一人稱或角色扮演類游戲（王辭曉等，2017）。另外，沉浸體驗(yàn)的產(chǎn)生還需要學(xué)習(xí)者自由開放地參與到相應(yīng)的活動(dòng)中?？傊?，沉浸理論描述的是學(xué)習(xí)者參與活動(dòng)的“沉浸”狀態(tài)，能夠?yàn)樵钪嬷С窒略诰€教育的學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)任務(wù)以及探究項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供參考與方向，以提升在線教育中學(xué)習(xí)者的參與感和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

四、基于元宇宙的智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建

當(dāng)代學(xué)習(xí)環(huán)境正在轉(zhuǎn)向智慧、非正式、整合、互動(dòng)和創(chuàng)新。欽（Chin，2011）指出智能學(xué)習(xí)環(huán)境需要支持學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展，黃榮懷等（2012）認(rèn)為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境包括感知環(huán)境、記錄過程、識(shí)別情景和聯(lián)接社群等顯著特征。新興技術(shù)聚合賦能正引領(lǐng)智能學(xué)習(xí)環(huán)境由線下到線上，再到線下與線上深度融合的方向發(fā)展，元宇宙為探索智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境提供了全新的視角。為此，筆者將從技術(shù)架構(gòu)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成要素和培養(yǎng)目標(biāo)等方面嘗試構(gòu)建基于元宇宙的智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境（如圖1所示）。

1.技術(shù)統(tǒng)攝：元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建基石

元宇宙順應(yīng)了第六次科技革命顛覆性、智能化、綠色化和國際化的發(fā)展理念（張學(xué)敏等，2021），將“單技術(shù)—復(fù)合技術(shù)—富技術(shù)”（沈書生，2018）的技術(shù)發(fā)展軌跡繼續(xù)向前推進(jìn)，通過統(tǒng)攝各種技術(shù)將表現(xiàn)出擬人性的新智能。綜合來看，元宇宙主要依托的底層技術(shù)涵蓋：

5G/6G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。元宇宙將借助5G/6G打造新一代通訊網(wǎng)絡(luò)，徹底突破智能技術(shù)融合賦能的通信屏障。元宇宙網(wǎng)絡(luò)融合云計(jì)算、泛在計(jì)算和邊緣計(jì)算，架構(gòu)形成新型的技術(shù)聯(lián)通場域，推動(dòng)“信息—物理—社會(huì)”的深度融合。元宇宙網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展指向“萬物智聯(lián)，數(shù)字孿生”（IMT-2030（6G）推進(jìn)組，2021），顯現(xiàn)出智慧內(nèi)生、安全內(nèi)生、多域融合和算網(wǎng)一體的創(chuàng)新特征?；谠钪娉两喔芯W(wǎng)絡(luò)，將可實(shí)現(xiàn)沉浸式云擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、全息通信、感官互聯(lián)、智慧交互等事件的實(shí)時(shí)控制。

資源生產(chǎn)。元宇宙將借助人工智能技術(shù)，形成資源生態(tài)發(fā)展場域：首先，持續(xù)智能產(chǎn)生海量的挖掘內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)元宇宙資源的動(dòng)態(tài)生長。其次，按需智能生成個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)元宇宙資源的智適應(yīng)動(dòng)態(tài)推送。第三，資源智能審查全覆蓋，實(shí)現(xiàn)元宇宙資源的安全與合法。

大數(shù)據(jù)處理。元宇宙將深入推進(jìn)計(jì)算系統(tǒng)的智能化，架構(gòu)符合Web3.0資源聚合配置的服務(wù)體系。在智能技術(shù)的加持下，云計(jì)算將促進(jìn)元宇宙在線教育系統(tǒng)硬件的智能虛擬化和軟件的智能服務(wù)化改造，形成各子系統(tǒng)深度智能整合的新模態(tài)。通過云層的數(shù)據(jù)云、資源云和服務(wù)云，可實(shí)現(xiàn)元宇宙中數(shù)據(jù)上通下達(dá)的無縫轉(zhuǎn)化銜接，生成元宇宙在線教育新的邏輯框架、體系結(jié)構(gòu)與服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)可配置伸縮、多元資源融合共享和動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)服務(wù)等。

認(rèn)證機(jī)制。區(qū)塊鏈具有去中心化、可追溯、不可篡改和去信任化等顯著特征，將推動(dòng)元宇宙世界生產(chǎn)關(guān)系的變革，從信息網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，形成同智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境相匹配的認(rèn)證生態(tài)系統(tǒng)。在資源建設(shè)方面，區(qū)塊鏈技術(shù)有助于形成元宇宙在線資源存儲(chǔ)、連接、交易、共享和管理的生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)化流通與配置。在學(xué)習(xí)認(rèn)證方面，區(qū)塊鏈技術(shù)將有助于推進(jìn)學(xué)分認(rèn)證、學(xué)習(xí)成果認(rèn)證和能力認(rèn)證等，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證管理的智能、安全、高效和共認(rèn)。

交互界面。元宇宙將超越圖形界面交互階段，真正轉(zhuǎn)向基于現(xiàn)實(shí)的人機(jī)交互（Reality-Based Interaction，RBI）新階段。從人機(jī)協(xié)同的體感交互視角，元宇宙在線學(xué)習(xí)交互將融合動(dòng)作、觸覺、眼動(dòng)、手勢和肌電等多通道方式，實(shí)現(xiàn)具身自然交互。從人機(jī)共生的腦機(jī)交互視角，元宇宙將通過腦機(jī)接口建立與人腦的直接關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)腦神經(jīng)信號(hào)與外在表征建模的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化，塑造理想化的意念學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境的空間塑造

潘云鶴院士提出，人類生存空間已經(jīng)擴(kuò)展到三維空間，即物理空間、社會(huì)空間與信息空間（潘云鶴，2018）。根據(jù)保羅·米爾格拉姆（Paul Milgram）等人構(gòu)建的真實(shí)環(huán)境與虛擬環(huán)境的連續(xù)體模型（Milgram et al.，1994），虛擬空間正在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，甚至創(chuàng)造“現(xiàn)實(shí)”成為人的第二生存空間。元宇宙代表了空間連續(xù)的理想形態(tài)，升級(jí)甚至顛覆了人們對于傳統(tǒng)環(huán)境結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。從技術(shù)賦能的視角進(jìn)行分析，元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：

第一，構(gòu)造環(huán)境，即師生所處的感知共生場域。元宇宙構(gòu)造環(huán)境既賦能現(xiàn)實(shí)，又超越虛擬，學(xué)習(xí)者可進(jìn)行泛在、自由和富有成效的學(xué)習(xí)。其組成部分包括：真實(shí)鏡像，即將現(xiàn)實(shí)物理學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行三維全景采集，根據(jù)需要融入元宇宙環(huán)境中作為背景，實(shí)現(xiàn)真實(shí)再造;虛擬造物，即滿足學(xué)習(xí)者的認(rèn)知需求，塑造甚至創(chuàng)造學(xué)習(xí)對象，實(shí)現(xiàn)對學(xué)習(xí)對象的深度宏觀認(rèn)知與微觀體察;穿戴設(shè)備，即有助于增強(qiáng)學(xué)習(xí)者在元宇宙環(huán)境中的感知體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)沉浸學(xué)習(xí)，設(shè)備形態(tài)將變得更加智能、靈活與貼合;學(xué)習(xí)場域，即學(xué)習(xí)事件展開的發(fā)生情境，將情境預(yù)設(shè)、動(dòng)態(tài)建模與師生過程編輯相結(jié)合，可動(dòng)態(tài)生成理想的學(xué)習(xí)場域。

第二，信息環(huán)境，即動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流通與資源服務(wù)環(huán)境。元宇宙不僅能智能供給資源，而且讓學(xué)習(xí)者深處資源之中，達(dá)到資源服務(wù)與學(xué)習(xí)者認(rèn)知的智能耦合。其組成部分包括：數(shù)據(jù)聚合，即將學(xué)習(xí)者的歷史數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)的行為、生理、心理和認(rèn)知等數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)整合，及時(shí)反饋給系統(tǒng)、教師與學(xué)習(xí)者自身，以動(dòng)態(tài)優(yōu)化教學(xué)過程;知識(shí)生長，即建立智能化的知識(shí)資源庫，形成原生資源、動(dòng)態(tài)資源與再生資源的知識(shí)流轉(zhuǎn)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的動(dòng)態(tài)更新;動(dòng)態(tài)服務(wù)，即打通知識(shí)呈現(xiàn)、場景表現(xiàn)、路徑優(yōu)化與智能推送的邊界，以降低認(rèn)知負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)“所思有所得”;虛實(shí)聯(lián)通，即實(shí)現(xiàn)元宇宙中的信息與現(xiàn)實(shí)世界的信息無縫對接。

第三，心理環(huán)境，即師生動(dòng)態(tài)性與持續(xù)性的主觀整體感受。元宇宙能滿足學(xué)習(xí)者的整體性心理需求，為其身心創(chuàng)造了全新的安放之所。其組成部分包括：場所感，即元宇宙能創(chuàng)造讓學(xué)習(xí)者產(chǎn)生身份認(rèn)同、功能依賴和情感依戀的學(xué)習(xí)居所感受;具身感，即通過身體參與運(yùn)動(dòng)、相稱姿態(tài)動(dòng)作和感知增強(qiáng)等沉浸式交互，可產(chǎn)生環(huán)境、認(rèn)知和身體高度融合的在場體驗(yàn);臨場感，即通過創(chuàng)設(shè)良好的自主探究、合作探索和意義整合的環(huán)境，可促進(jìn)學(xué)習(xí)者情感表達(dá)、開放溝通和團(tuán)結(jié)協(xié)同的感受;認(rèn)同感，即學(xué)習(xí)者擁有對所處環(huán)境和自身有價(jià)值或有用的評估，能讓學(xué)習(xí)者產(chǎn)生較高的心理認(rèn)同和規(guī)則認(rèn)同。

第四，文化環(huán)境，即師生共同的外在行為遵循與內(nèi)在價(jià)值認(rèn)同。元宇宙將重塑環(huán)境與人的關(guān)系，形成多元、和諧、開放和生成的文化場域。其組成部分包括：人機(jī)協(xié)同，即將人類智能與機(jī)器智能進(jìn)行有效融合產(chǎn)生“協(xié)同智能”（蔡連玉等，2021），元宇宙中的智能技術(shù)廣泛參與到目標(biāo)制定、內(nèi)容生成、過程規(guī)劃和結(jié)果評估之中，可形成人—技互為主體的學(xué)習(xí)生態(tài);秩序規(guī)范，即在元宇宙所形成的社會(huì)準(zhǔn)則影響下，重新建構(gòu)學(xué)習(xí)環(huán)境的運(yùn)行準(zhǔn)則;人際交往，即在元宇宙富媒體學(xué)習(xí)環(huán)境中，所形成的自由、平等、公正的人際關(guān)系;價(jià)值觀念，即對元宇宙學(xué)習(xí)環(huán)境中的自我、行為、規(guī)則、品德等的綜合認(rèn)知。

3.組成要素：元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境的核心表征

關(guān)于學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)成要素，布倫特·威爾遜（Brent Wilson）提出資源、工具和人際關(guān)系的“三要素說”（Wilson，1995），大衛(wèi)·喬納森（David Jonassen）等在此基礎(chǔ)上增加了問題空間、社會(huì)性支持和案例等要素（Jonassen et al.，2012），黃榮懷等則將學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)成歸納為資源、工具、學(xué)習(xí)社群、教學(xué)社群、教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式6個(gè)要素（黃榮懷等，2012）。元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境將重新塑造、深度聚合原有要素，聚焦學(xué)習(xí)者中心、知識(shí)中心、評價(jià)中心和共同體中心等多種視點(diǎn)，從而形成自身獨(dú)特的構(gòu)成要素群。具體來看，主要包括以下8個(gè)部分：

復(fù)合資源。資源結(jié)構(gòu)具有場域特征，融合情境、內(nèi)容與活動(dòng)進(jìn)行綜合建構(gòu);資源表現(xiàn)具有多模態(tài)性，同一資源具有多種呈現(xiàn)形式，能夠滿足不同的學(xué)習(xí)需求;資源生成具有動(dòng)態(tài)性，包括內(nèi)容聚合與場景建模;資源體驗(yàn)具有多視角性，包括第一人稱視角的親身經(jīng)歷，以及第三人稱視角的觀察學(xué)習(xí)等。

智能工具。產(chǎn)生身體操縱感，通過可穿戴設(shè)備可產(chǎn)生真實(shí)觸感;能夠及時(shí)反饋，對于作用效果能進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)呈現(xiàn);可選多種形式，允許個(gè)性化選擇場景學(xué)習(xí)工具;高效舒適體驗(yàn)，能夠智能化滿足學(xué)習(xí)需求實(shí)現(xiàn)“人體的延伸”。

意象活動(dòng)。創(chuàng)意活動(dòng)情境，師生既可利用情境庫中的場景，也可進(jìn)行組合創(chuàng)造;編輯活動(dòng)過程，師生可根據(jù)活動(dòng)需要改變情境布局，將個(gè)體空間活動(dòng)與共同體活動(dòng)有機(jī)結(jié)合;反饋活動(dòng)成效，可對整體活動(dòng)進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘和分析，為個(gè)體和共同體提供可視化的分析報(bào)告等。

全人評價(jià)。個(gè)體的成長性評價(jià)，既可持續(xù)進(jìn)行形成性與總結(jié)性評價(jià)，又可將數(shù)據(jù)即時(shí)匯入歷史數(shù)據(jù)以綜合評估個(gè)體成長狀況;群體的發(fā)展性評價(jià)，對基于新型人機(jī)和人際關(guān)系形成的教學(xué)共同體進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，有效監(jiān)控、評估其整體性發(fā)展成效等。

精準(zhǔn)教學(xué)?；诃h(huán)境智能對學(xué)習(xí)者個(gè)體的適應(yīng)性反饋，包括學(xué)習(xí)行為適應(yīng)、學(xué)習(xí)路徑引導(dǎo)、學(xué)習(xí)過程干預(yù)和學(xué)習(xí)資源推送等;教師對學(xué)生群體的最優(yōu)化干預(yù)，基于大數(shù)據(jù)分析，教師可不斷優(yōu)化改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)輔導(dǎo)和教學(xué)決策，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的教學(xué)供給等。

具身學(xué)習(xí)。多感知交互，可調(diào)動(dòng)身體的多種感官，融合鄰近、泛在、多模態(tài)、可植入等多種交互類型（王辭曉，2018），實(shí)現(xiàn)技術(shù)增強(qiáng)且近乎自然的交互;多通道交互，可通過語音、動(dòng)作、眼動(dòng)、手勢等不同方式達(dá)成行為目標(biāo);“親歷性”交互，“親身經(jīng)歷”學(xué)習(xí)事件發(fā)生“現(xiàn)場”，既能代入真實(shí)，又能規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

學(xué)習(xí)伙伴。元宇宙中的“人際”關(guān)系將超越現(xiàn)實(shí)束縛，形成更為緊密的伙伴關(guān)系。主要類型包括：虛擬伙伴，即由智能技術(shù)塑造的虛擬影像，學(xué)習(xí)者可自由更換其外形;化身伙伴，即其他學(xué)習(xí)者的虛擬化身，學(xué)習(xí)者也可對其外形進(jìn)行一定程度的編輯;全息伙伴，即其他學(xué)習(xí)者的真實(shí)鏡像。元宇宙將塑造更多的伙伴類型，形成多樣的伙伴關(guān)系。

教學(xué)類群。教師也可塑造與學(xué)習(xí)者相同的存在類型。主要包括：虛擬教師，即由智能技術(shù)合成的具有真人外表的虛擬影像，可以根據(jù)教學(xué)情境需要進(jìn)行自由“變身”;化身教師，即教師以化身的形式展開教學(xué);全息教師，即教師以真實(shí)鏡像展開教學(xué)。

4.培養(yǎng)目標(biāo)：元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境旨在促進(jìn)學(xué)習(xí)者深知生慧

元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境消除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)時(shí)空分離的障礙，實(shí)現(xiàn)了時(shí)空再融合，產(chǎn)生了超越時(shí)空距離的新型“共在”形式。同時(shí)，它又打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)時(shí)空禁錮的藩籬，扭轉(zhuǎn)了課堂中師生地位天然“失衡”的狀態(tài)。這將從根本上變革傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，形成優(yōu)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與課堂教學(xué)的新型教學(xué)組織形式。因此，元宇宙在線教學(xué)不僅能達(dá)成傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)，而且能深入挖掘?qū)W習(xí)者的潛能，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的智慧生成，從而適應(yīng)新時(shí)代對于智慧型人才的新需求。

第一，深知。學(xué)生者處于知識(shí)情境之中，能具身體驗(yàn)完整的知識(shí)學(xué)習(xí)過程。具體階段包括：發(fā)現(xiàn)，即在構(gòu)造情境中識(shí)別問題背景、甄別問題類別，找尋解決方法和路徑;構(gòu)想，即利用復(fù)合資源和智能工具進(jìn)行試驗(yàn)探索，形成多種備選的解決方案;抉擇，即在智能評估工具的幫助下，對于多種方案進(jìn)行比較、選擇和實(shí)施，選擇最優(yōu)解決方案;歸納，即對學(xué)習(xí)過程、知識(shí)獲得和使用方法進(jìn)行反思總結(jié);創(chuàng)造，即自身創(chuàng)設(shè)多元情境，探索問題的更優(yōu)化解決方案;評價(jià)，即將過程智能評價(jià)分析與自身反思性評價(jià)相結(jié)合，形成完整的評價(jià)結(jié)果。在知識(shí)學(xué)習(xí)過程中，元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境有助于學(xué)習(xí)者更加高效地完成事實(shí)性知識(shí)的習(xí)得，參與多種情境的學(xué)習(xí)活動(dòng)，進(jìn)行深度的知識(shí)創(chuàng)造。由此，從知識(shí)生成與發(fā)展的視角來看，元宇宙智能在線學(xué)習(xí)環(huán)境有助于知識(shí)外顯化、內(nèi)隱化、組合化和社會(huì)化的知識(shí)流通場域構(gòu)建（Nonaka et al.，1995），并形成顯性知識(shí)與隱性知識(shí)相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)發(fā)展螺旋。

第二，生慧。學(xué)習(xí)者在完成對知識(shí)深度學(xué)習(xí)的同時(shí)，將轉(zhuǎn)向更為高階的“智慧成長”（曹培杰，2018）。從智慧的內(nèi)涵來看，智慧在構(gòu)成上可以解構(gòu)為三個(gè)要素（楊鑫等，2020）：面向?qū)W生認(rèn)識(shí)的工具思維，即學(xué)生問題解決、規(guī)律探索和新知?jiǎng)?chuàng)造的求真思維;面向人際關(guān)系的價(jià)值思維，即學(xué)生社會(huì)認(rèn)知、生活交往及集體意識(shí)的求善思維;面向自我認(rèn)知的意義思維，即對于生命樂觀認(rèn)知、積極體驗(yàn)的求美思維。元宇宙學(xué)習(xí)環(huán)境中人之慧與技之智融合賦能，共同培育生成學(xué)生的智慧結(jié)構(gòu)（王星等，2021）：基礎(chǔ)層次，即符合人工智能時(shí)代需求的共性素質(zhì)，涵蓋信息素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的素養(yǎng)智慧，以及通過解構(gòu)材料、匹配活動(dòng)和塑造模式展現(xiàn)的思維智慧;實(shí)踐層次，即指向?qū)W習(xí)者外在的智慧行為，包括由形成規(guī)范、自制情意和合理抉擇構(gòu)成的學(xué)習(xí)智慧，以及由建構(gòu)知識(shí)、提煉范式和融合創(chuàng)新構(gòu)成的學(xué)科智慧;品質(zhì)層次，即妥善處理好主我—客我、人—我和物—我關(guān)系的道德智慧。

五、元宇宙變革在線教育的關(guān)鍵領(lǐng)域

基于元宇宙的在線教育將進(jìn)入體驗(yàn)化學(xué)習(xí)和沉浸式交互的創(chuàng)新發(fā)展階段。這將打破以二維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主導(dǎo)的在線教育發(fā)展瓶頸，形成視覺沉浸與人工智能無縫交融的理想空間形態(tài)，實(shí)現(xiàn)人的認(rèn)識(shí)世界與虛實(shí)共生的感知世界的再融合。因此，在技術(shù)融合發(fā)展、商業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和學(xué)習(xí)創(chuàng)造體驗(yàn)的交叉賦能和螺旋發(fā)展進(jìn)程中，在線教育將迎來轉(zhuǎn)段升級(jí)的創(chuàng)新奇點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)展形態(tài)的實(shí)然躍升。

1.元宇宙在線課程資源

元宇宙將聚合多元技術(shù)形態(tài)，形成虛實(shí)融合的沉浸式視覺在線課程新形態(tài)。元宇宙在線課程資源具有以下特征：一是課程內(nèi)容的精細(xì)解剖，即將學(xué)習(xí)對象進(jìn)行案例具象，通過對其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、拆分等具身操作或情境化展示，探尋概念暗含的內(nèi)在邏輯;二是課程架構(gòu)的靈活組合，學(xué)習(xí)者既可在原有課程設(shè)定序列中學(xué)習(xí)，也可個(gè)性化訂制場景序列組合，還可加入自制場景進(jìn)行課程再造;三是課程升級(jí)的共同塑造，即通過完整記錄師生的學(xué)習(xí)歷程，把教與學(xué)留下的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘與分析，以動(dòng)態(tài)反饋于課程資源的優(yōu)化更新。

從體驗(yàn)的主體參與程度來看，課程資源的類別可以劃分為如下三類：

其一，基于旁觀者視角的“他者”課程。學(xué)習(xí)者以第三人稱方式，通過“漫游”的形式進(jìn)行體驗(yàn)學(xué)習(xí)。該種課程以電腦、平板或智能手機(jī)等顯示設(shè)備為終端，既可以是平面顯示形式，也可以是加入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)虛擬設(shè)備后的立體顯示形式。該類課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)路徑、交互方式等被預(yù)先設(shè)定，學(xué)習(xí)者以有限的操作權(quán)限和有限的沉浸感知開展學(xué)習(xí)。

其二，基于學(xué)習(xí)者視角的“主體”課程。學(xué)習(xí)者以第一人稱方式，通過“沉浸”的形式進(jìn)行體驗(yàn)學(xué)習(xí)。該種課程以可穿戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)者的感官沉浸程度與穿戴設(shè)備的豐富和契合程度有關(guān)。該類課程雖然也經(jīng)過預(yù)先設(shè)定，但是學(xué)習(xí)者具有更多的操作自主權(quán)。伴隨學(xué)習(xí)者感官真實(shí)反饋程度的加深，該類課程將逐漸成為元宇宙課程的主要表現(xiàn)形式。

其三，基于“超越者”視角的“真實(shí)”課程。學(xué)習(xí)者以“第二人生”的方式，通過“再造生命”的形式進(jìn)行體驗(yàn)學(xué)習(xí)。該種課程以計(jì)算能力的飛躍發(fā)展為基礎(chǔ)，以腦機(jī)接口技術(shù)為依托，以神經(jīng)傳輸?shù)目蛇B接、可計(jì)算和可解釋的實(shí)現(xiàn)為標(biāo)志。學(xué)習(xí)者完全“生存”其中，虛實(shí)融合場景具有理解智能，能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者思想的變化而動(dòng)態(tài)建模，真正實(shí)現(xiàn)“所思即所得”。

2.元宇宙在線教學(xué)方式

教學(xué)的靈活化、在線化和終身化是未來教育的新常態(tài)。羅德·吉?dú)J斯（Rod Githens）認(rèn)為增強(qiáng)人際互動(dòng)以消弭時(shí)空阻礙是提高在線教學(xué)成效的關(guān)鍵（Githens，2010）。盡管在線同步視頻教學(xué)已經(jīng)步入常態(tài)化，但是二維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尚無法真正實(shí)現(xiàn)人際再融合，主要表現(xiàn)在“技術(shù)在場”掩蓋學(xué)習(xí)規(guī)避、技術(shù)誤用致使價(jià)值湮沒、交互迷失導(dǎo)致情感缺失和技術(shù)“集置”產(chǎn)生教學(xué)異化（劉敏等，2021）?？梢?，目前在線教學(xué)在交互、情感、質(zhì)量、主動(dòng)性等方面尚難以取得實(shí)質(zhì)性發(fā)展。而元宇宙在線教學(xué)為解決上述難題提供了可能途徑。

從元宇宙在線教學(xué)的應(yīng)用場域來看，主要可以劃分為如下三種類型：

其一，社會(huì)化在線教學(xué)?；诜植际教摂M現(xiàn)實(shí)，學(xué)習(xí)者可以選擇大型的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)或者虛擬課程平臺(tái)進(jìn)行注冊學(xué)習(xí)。身處異地的不同終端學(xué)習(xí)者通過化身可共享相同的虛擬學(xué)習(xí)空間;還可根據(jù)元宇宙中的社交規(guī)則，進(jìn)行資源共享、合作互動(dòng)和具身體驗(yàn)等活動(dòng)。學(xué)習(xí)者可以穿梭于不同的學(xué)習(xí)場景，開展自主學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)等，學(xué)習(xí)者還可與其他化身、虛擬人等進(jìn)行多元互動(dòng)。教師可以通過教師類群組織講授、展示與分享等活動(dòng)，設(shè)置靈活的教學(xué)模式，按需切換教學(xué)發(fā)生的場景，根據(jù)精準(zhǔn)反饋信息進(jìn)行教學(xué)干預(yù)。這種教學(xué)方式將消除教與學(xué)的界限，使得師生共同在境脈體驗(yàn)學(xué)習(xí)中重建社會(huì)關(guān)系。

其二，融課堂在線教學(xué)。元宇宙在線教學(xué)將真正打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的封閉狀態(tài)，使課上教學(xué)與課下學(xué)習(xí)真正融合起來。教師類群將同時(shí)面對本地課堂學(xué)生與異地終端學(xué)生，教師在本地仍采取自然的授課方式，而異地學(xué)生主要有兩種參與方式：一是對授課教室進(jìn)行虛實(shí)融合化處理納入元宇宙在線教學(xué)系統(tǒng)，讓異地非注冊學(xué)習(xí)者通過化身形式參與課堂學(xué)習(xí);二是對于注冊的學(xué)習(xí)者，通過全息投影等技術(shù)將影像顯示在本地教室中，或者顯示在教師控制屏幕中，讓學(xué)習(xí)者參與真實(shí)的課程互動(dòng)。如此真實(shí)課堂將被徹底開放，學(xué)校的教學(xué)受益面將被最大化。

其三，實(shí)驗(yàn)化在線教學(xué)。元宇宙在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)將超越真實(shí)，再現(xiàn)“真實(shí)”情境，展現(xiàn)反應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)行過程記錄和規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)。從實(shí)際需求來看，主要包括三種類別：一是流程體驗(yàn)類，該類實(shí)驗(yàn)主要面向特定的服務(wù)行業(yè)，在制作過程中需要精準(zhǔn)滿足流程中的規(guī)則要求，讓學(xué)習(xí)者切身感受到“實(shí)景實(shí)情”。二是仿真操作類，該類實(shí)驗(yàn)需要通過準(zhǔn)確的操作產(chǎn)生對應(yīng)的反饋，反饋可以是文字、實(shí)驗(yàn)結(jié)果或現(xiàn)象等，關(guān)鍵在于反饋的科學(xué)性。三是終端實(shí)體操作類，該類實(shí)驗(yàn)以虛擬對象作為中介而操作真實(shí)對象，既能獲得真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也規(guī)避了潛在的實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，關(guān)鍵在于操作過程感知要盡量與實(shí)際操作相吻合。

3.元宇宙在線學(xué)習(xí)支持服務(wù)

學(xué)習(xí)支持服務(wù)是在線教育的核心要素，對于提高學(xué)習(xí)質(zhì)量、降低輟學(xué)率具有重要作用。基于新興技術(shù)的創(chuàng)新服務(wù)發(fā)展方興未艾，然而目前大眾對在線學(xué)習(xí)支持服務(wù)的滿意度并不高（方旭等，2016），元宇宙通過構(gòu)造在線教育的“微世界”，可實(shí)現(xiàn)對學(xué)習(xí)支持服務(wù)體系的科學(xué)構(gòu)建。首先，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，元宇宙在線教學(xué)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)覆蓋全域的數(shù)據(jù)整合閉環(huán)，以優(yōu)化動(dòng)態(tài)服務(wù)決策。其次，智能輔助，元宇宙在線教學(xué)系統(tǒng)能夠智能識(shí)別教與學(xué)的過程需求，將支持服務(wù)自然融入到教與學(xué)的過程之中。再次，貫穿過程，元宇宙在線教學(xué)系統(tǒng)提供的支持服務(wù)將覆蓋學(xué)習(xí)、生活、工作等方方面面。最后，綜合服務(wù)，元宇宙在線教學(xué)系統(tǒng)將發(fā)揮瞬時(shí)服務(wù)的多線程特征，實(shí)現(xiàn)支持服務(wù)的教、學(xué)、管、評于一體，使多類型支持服務(wù)形成聚合之力，發(fā)揮最佳之效。

從支持服務(wù)的類別來看，主要可以劃分為如下三種類型：

一是基于虛擬助理的學(xué)習(xí)“全視角”支持服務(wù)。元宇宙中的虛擬助理擁有豐富的外在形象，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)個(gè)人喜好進(jìn)行選擇。有研究表明，虛擬人通過表情變化、肢體互動(dòng)具有更強(qiáng)的吸引力，能夠有效激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，減認(rèn)知負(fù)荷，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效能感（Elliott et al.，1998）?；谔摂M助理的在線學(xué)習(xí)支持服務(wù)涵蓋：資源推送服務(wù)，即依據(jù)學(xué)習(xí)者興趣、學(xué)習(xí)內(nèi)容、知識(shí)情境、社交網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)場景化推送;教學(xué)互動(dòng)服務(wù)，即通過開發(fā)虛擬助理可為學(xué)習(xí)引導(dǎo)提供服務(wù)（Almajano et al.，2014）;情緒調(diào)節(jié)服務(wù)，即通過情緒識(shí)別和情緒調(diào)節(jié)來激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情感等。

二是基于人機(jī)協(xié)同的教學(xué)“智慧型”支持服務(wù)。元宇宙智能環(huán)境具有“外在之智”的特征，對于教師與教學(xué)過程能實(shí)現(xiàn)“人性化”理解。首先，在課前階段，可根據(jù)教師需求提供智能化的教學(xué)設(shè)計(jì)方案和配套資源，教師只需進(jìn)行簡便操作就能達(dá)到修正優(yōu)化的目標(biāo)。其次，在課中階段，可綜合動(dòng)態(tài)分析學(xué)生個(gè)體與班級(jí)群體狀況，提供科學(xué)的教學(xué)決策與干預(yù)策略，并同教師一起完成“雙師”協(xié)同教學(xué)。第三，在課后階段，可進(jìn)行智能化的作業(yè)評判，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性作業(yè)反饋與綜合分析，并且輔助教師完成教學(xué)反思，助力其信息素養(yǎng)和專業(yè)技能提升。

三是基于流程再造的管理“一站式”支持服務(wù)。元宇宙在線教育將建成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)的生態(tài)化共生，使各個(gè)管理子系統(tǒng)的決策實(shí)施更加科學(xué)化、智能化。首先，全面提升單個(gè)管理服務(wù)事項(xiàng)成效，應(yīng)盡量壓縮辦理環(huán)節(jié)，開展個(gè)性化辦理服務(wù)，并且跟蹤事項(xiàng)辦理的全過程。其次，智能整合多個(gè)管理關(guān)聯(lián)事項(xiàng)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)底層智能聯(lián)通，根據(jù)某一事項(xiàng)變更情況動(dòng)態(tài)更新關(guān)聯(lián)事項(xiàng)數(shù)據(jù)，并且對辦理路徑給以智能引導(dǎo)。最后，根據(jù)管理事項(xiàng)變更及技術(shù)發(fā)展情況，對管理事項(xiàng)實(shí)施流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，并對關(guān)聯(lián)事項(xiàng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

4.元宇宙在線教育認(rèn)證機(jī)制

在線教育認(rèn)證的發(fā)展正在提高線上學(xué)習(xí)的含金量，正如雷德·霍夫曼（Reid Hoffman）所言，“未來將可以用一紙文憑記錄在不同機(jī)構(gòu)中的正式、非正式學(xué)習(xí)經(jīng)歷，以及具體的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和獲得的能力。”（Hoffman，2016）元宇宙在線教育將在原有認(rèn)證體系基礎(chǔ)上，整合大數(shù)據(jù)、人工智能與區(qū)塊鏈等技術(shù)，形成在線教育認(rèn)證新生態(tài)。元宇宙在線教育認(rèn)證機(jī)制重構(gòu)了教育新生態(tài)的發(fā)展之基，將從宏觀上使全社會(huì)再次共享教育發(fā)展紅利，中觀上優(yōu)化公共教育資源配置，微觀上實(shí)現(xiàn)人人充分發(fā)展的全納教育。從個(gè)體發(fā)展的視角，其主要涵蓋以下三個(gè)層面：

一是基于“身份認(rèn)證”實(shí)現(xiàn)個(gè)體社會(huì)存在。學(xué)習(xí)者在元宇宙中擁有唯一的身份標(biāo)識(shí)，這一身份標(biāo)識(shí)在建構(gòu)的初始階段需要合理映射現(xiàn)實(shí)身份，既要反映現(xiàn)實(shí)身份的主體層面，便于與現(xiàn)實(shí)身份銜接，又要體現(xiàn)虛擬身份的再造性，預(yù)留發(fā)展空間。此外，學(xué)習(xí)者基于自身發(fā)展的“身份”參與到更加契合的“學(xué)習(xí)圈”，進(jìn)行富有成效的正式與非正式學(xué)習(xí)，可以顯著提升在線知識(shí)學(xué)習(xí)的效果（Iriberri et al.，2009），此時(shí)，學(xué)習(xí)者不僅有外在體驗(yàn)的存在之實(shí)，又有內(nèi)在認(rèn)同的存在之感。

二是基于“成長認(rèn)證”實(shí)現(xiàn)個(gè)體社會(huì)發(fā)展。學(xué)習(xí)者在元宇宙中經(jīng)歷教育成長，元宇宙則能忠實(shí)記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)歷程，并進(jìn)行社會(huì)化轉(zhuǎn)化。一方面，元宇宙能終身記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)軌跡，并進(jìn)行分門別類的動(dòng)態(tài)整理分析，而且與學(xué)習(xí)者唯一配屬實(shí)現(xiàn)確權(quán)。另一方面，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可全過程追溯，有效保護(hù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成果和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。此外，構(gòu)建成果認(rèn)證體系有助于對學(xué)習(xí)者的正式與非正式學(xué)習(xí)成果進(jìn)行認(rèn)證，并在必要的情況下實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)認(rèn)證的有效銜接或互認(rèn)。

三是基于“標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證”實(shí)現(xiàn)個(gè)體社會(huì)建構(gòu)。元宇宙不僅只在提供環(huán)境，而且還直接指向教育目標(biāo)的達(dá)成，且能實(shí)現(xiàn)有機(jī)的社會(huì)性運(yùn)轉(zhuǎn)，真正賦能構(gòu)建人類生存的“第二空間”。一方面，需要建立元宇宙在線教育內(nèi)部各子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，使各子系統(tǒng)能夠互通有無，形成相互融合的發(fā)展生態(tài)。另一方面，應(yīng)制定在線教育與元宇宙社會(huì)其他系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，使在線教育成果及時(shí)為社會(huì)發(fā)展賦能。此外，應(yīng)共同面對真實(shí)社會(huì)和未來元宇宙社會(huì)，形成面向未來公民的真實(shí)與虛擬的內(nèi)在平衡標(biāo)準(zhǔn)，重塑正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，發(fā)揮好在線教育在兩個(gè)社會(huì)協(xié)同發(fā)展中所起到的重要調(diào)和作用。

六、基于元宇宙的在線教育未來布局

元宇宙正在對在線教育發(fā)展產(chǎn)生革命性影響，我們正身處其中并將經(jīng)歷這一變化。視覺沉浸技術(shù)將超越數(shù)學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知局限，發(fā)展成為人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的第三類基本方法。元宇宙聚合了人類外化智能的各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，代表了視覺沉浸發(fā)展的高階形態(tài)。元宇宙對在線教育的重塑是突破性的，將成為智能時(shí)代教育轉(zhuǎn)段升級(jí)的創(chuàng)新奇點(diǎn)?；谠钪娴脑诰€教育發(fā)展具有前瞻性和緊迫性，需要超前布局，可重點(diǎn)關(guān)注以下探索：

1.加快推進(jìn)新基建：構(gòu)筑元宇宙在線教育的發(fā)展基礎(chǔ)

新基建是新一代信息技術(shù)發(fā)揮效能的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，我國教育新基建的主要目標(biāo)是“到2025年，基本形成結(jié)構(gòu)優(yōu)化、集約高效、安全可靠的教育新型基礎(chǔ)設(shè)施體系”（教育部等六部門，2021）。教育新基建的主要方向涵蓋信息網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字資源、平臺(tái)體系、可信安全、創(chuàng)新應(yīng)用和智慧校園等，具有泛聯(lián)、智能、融合、韌性、綠色、生態(tài)和治理等特征（祝智庭等，2021）?；谠钪娴脑诰€教育新基建需要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)和科學(xué)布局：首先，示范引領(lǐng)，優(yōu)先在智慧教育示范區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)建設(shè)，并且進(jìn)行典型案例實(shí)踐示范，形成引領(lǐng)發(fā)展的建設(shè)效應(yīng)。其次，研發(fā)推進(jìn)，充分發(fā)揮產(chǎn)、學(xué)、研的協(xié)同效能，集中高校工程中心及企業(yè)研發(fā)優(yōu)勢，打造多元的元宇宙在線教育產(chǎn)品。第三，政策保障，制定推動(dòng)教育新基建發(fā)展的系列政策文件，并引導(dǎo)在在線教育領(lǐng)域先試先行。

2.建構(gòu)研究新框架：形成元宇宙在線教育的發(fā)展動(dòng)能

元宇宙對在線教育的塑造是系統(tǒng)性的，不僅體現(xiàn)在智能環(huán)境的構(gòu)建、表現(xiàn)形態(tài)的創(chuàng)新以及運(yùn)作流程的再造，更為根本的是推動(dòng)理論框架的創(chuàng)新。理論框架的創(chuàng)新將會(huì)促進(jìn)元宇宙在線教育的可持續(xù)發(fā)展。首先，研究新型的學(xué)習(xí)理論，廣泛吸取行為主義、認(rèn)知主義、建構(gòu)主義和聯(lián)通主義等學(xué)習(xí)理論的研究成果，研究以具身認(rèn)知為內(nèi)核的境脈學(xué)習(xí)新理論，聚焦學(xué)習(xí)者的內(nèi)部變化過程。其次，研究新型的教學(xué)理論，探索“以教為中心”“以學(xué)為中心”和“主導(dǎo)—主體”理論在元宇宙中的實(shí)現(xiàn)形式，不斷嘗試具身空間創(chuàng)新教學(xué)理論建構(gòu)。第三，創(chuàng)新研究方法，推動(dòng)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的研究范式轉(zhuǎn)型，注重對學(xué)習(xí)者全過程學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、生物性數(shù)據(jù)的科學(xué)治理，開展多模態(tài)整合研究和基于證據(jù)的教育科學(xué)研究。第四，樹立人才發(fā)展新觀念，即培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的智慧型人才。

3.探索倫理新觀念：厘清元宇宙在線教育的發(fā)展邏輯

教育倫理具有發(fā)展的永恒性，又具有鮮明的時(shí)代特征。元宇宙中的人以多元表征的形式存在，既可以是全息影像，也可以是化身，還可以是具有外化特征的智能“虛擬人”。因此，元宇宙在線教育環(huán)境中的倫理問題可以歸結(jié)為：人與物、人與“人”、人與“虛擬我”、“虛擬人”與“虛擬人”的關(guān)系問題。具體來看，從環(huán)境智能的視角涵蓋：一是涉及數(shù)據(jù)倫理問題，因此要做到數(shù)據(jù)采集全面、透明，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全、可控，數(shù)據(jù)應(yīng)用確權(quán)、科學(xué);二是關(guān)于算法倫理問題，人工智能需要科學(xué)介入、準(zhǔn)確介入和有效介入。從人與“人”關(guān)系倫理的視角涵蓋：一是教師與“虛擬人”協(xié)同問題，即教師需要合理利用虛擬智能，不能過度依賴“虛擬人”而喪失主體地位;二是學(xué)習(xí)者本我與“虛擬我”的角色更替問題，即需要學(xué)習(xí)者正確看待、開放悅納與有效駕馭重塑自我。

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收稿日期 2021-11-04 責(zé)任編輯 劉選

From Virtual Reality to Metaverse： A New Direction of Online Education

LIU Geping， WANG Xing， GAO Nan， HU Hanlin

Abstract： The Metaverse whose essence is an online digital space paralleling to the real world represents the latest stage of the development of visual immersion technology， and it is becoming a practical field for the innovation and development of human society. The technological evolution of metaverse development has experienced four stages， including desktop virtual reality， immersive virtual reality， extended reality and Metaverse. Beyond the barrier of time and space separation， the Metaverse will reshape the new form of time and space “coexistence” of online education and generate a Metaverse intelligent online learning environment. In terms of technical architecture， the intelligent online learning environment involves 5G/6G network environment， resource production， big data processing， authentication mechanism and interactive interface， includes structural environment， information environment， psychological environment and cultural environment in terms of system structure， contains composite resources， intelligent tools， image activities， whole person evaluation， precision teaching， specific learning， learning partners and teaching groups in terms of constituent elements， and emphasizes the promotion of learners’ deep understanding of wisdom in terms of training objectives. The Metaverse will deeply reshape the curriculum resources， teaching methods， learning support services and certification mechanism of online education. In the future， the Metaverse will become an innovative singularity for the transformation and upgrading of online education in the era of artificial intelligence， and it is necessary to advance the layout of Metaverse online education by accelerating new infrastructure to build its development foundation， constructing a new research framework to form kinetic energy for development， and exploring new ethical concepts to clarify its development logic.

Keywords： Metaverse; Online Education; Virtual Reality;? Intelligent Learning Environment