【關(guān)鍵詞】 教育元宇宙；教育生態(tài)學(xué)；人體解剖學(xué)；虛擬現(xiàn)實；元解剖

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.09.016

強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)為基礎(chǔ)的崗位勝任力培養(yǎng)教育改革模式，以及與實際醫(yī)療實踐緊密結(jié)合的課程設(shè)置，是第三代世界醫(yī)學(xué)教育改革核心內(nèi)涵［1］。其特點是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的綜合勝任力，不僅具備臨床技能，還包括疾病預(yù)防、健康促進(jìn)、溝通能力等多方面能力。強(qiáng)調(diào)以患者為中心，以衛(wèi)生系統(tǒng)為基礎(chǔ)，是在全球范圍內(nèi)對醫(yī)學(xué)教育體系進(jìn)行的一次重要更新。為應(yīng)對新時代高質(zhì)量醫(yī)學(xué)教育的新要求，大健康、全過程、全人群、全方位的“新醫(yī)科”概念正式提出?！靶箩t(yī)科”背景下醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程體系面臨著巨大挑戰(zhàn)［2］，在后慕課（massive open online course，MOOC）時代互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)環(huán)境新態(tài)勢下，教學(xué)團(tuán)隊基于輕量化云原生擴(kuò)展現(xiàn)實（extended-range，XR）引擎技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)生成現(xiàn)實世界的鏡像，以校企合作方式搭建教育元宇宙（metaverse）平臺。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建教育元宇宙醫(yī)學(xué)課程“元解剖”，通過大數(shù)據(jù)和真實記錄建立學(xué)習(xí)者的數(shù)字孿生學(xué)習(xí)畫像，并進(jìn)行個性化評價。探究元宇宙背景下新型教育模式的可行性，為教育元宇宙醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程建設(shè)、學(xué)習(xí)賦予源動力。探索教育元宇宙教學(xué)生態(tài)圈健康循環(huán)及可持續(xù)發(fā)展的新模式。

1 后慕課時代互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)環(huán)境新態(tài)勢

1.1 后慕課時代來臨，元宇宙新紀(jì)元開啟

自2008年始席卷全球，以廣泛的開放性、透明性、優(yōu)質(zhì)資源易獲取性為特征的MOOC給傳統(tǒng)高等教育帶來了巨大的沖擊；眾多的高校或高校聯(lián)盟加入在線教育中并于2013年在國內(nèi)達(dá)到高潮。近十年的應(yīng)用暴露出慕課的缺點：較低的課程完成率；缺失的即時互動、歡快而相互感染的學(xué)習(xí)氣氛；結(jié)構(gòu)化的知識傳授并不完全適合分布式認(rèn)知和高階思維能力，如批判性思維等綜合能力的養(yǎng)成；教學(xué)模式單一、設(shè)計簡單，無分類、分層的教學(xué)目標(biāo)分析，難以適應(yīng)個性化和人性化的學(xué)習(xí)需求，達(dá)不到高等教育眾多學(xué)科和不同類別課程的具體要求［3］。這些缺點隨著大數(shù)據(jù)云計算、高帶寬互聯(lián)網(wǎng)鏈接以及人工智能等新一代信息技術(shù)急速發(fā)展，將會有更好的解決方案。2021年元宇宙概念新提，開啟了互聯(lián)網(wǎng)新一代演變周期，高等教育進(jìn)入后慕課時代：元宇宙新紀(jì)元。

1.2 后慕課時代互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)環(huán)境：教育元宇宙

1.2.1 元宇宙簡介

20世紀(jì)90年代初“元宇宙”首現(xiàn)美科幻小說《雪崩》（Snow Crash）中，描述人們生活和工作在一個平行于現(xiàn)實世界的虛擬時空網(wǎng)絡(luò)世界。元宇宙定義：是由數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建的，一個數(shù)字化虛擬世界和現(xiàn)實世界能夠在一定程度上共存共生的數(shù)字樣態(tài)［4］。元宇宙以人工智能算法、大數(shù)據(jù)和高性能計算平臺為驅(qū)動內(nèi)核，以擴(kuò)展現(xiàn)實技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)等沉浸式技術(shù)將虛擬世界與現(xiàn)實世界融合，實現(xiàn)在虛擬空間中沉浸式體驗與現(xiàn)實世界相似的交互和活動。元宇宙不僅是技術(shù)的集合，也是社交的平臺。用戶可以在元宇宙中創(chuàng)建虛擬身份，與他人進(jìn)行交流、合作和競爭。元宇宙鼓勵用戶生成內(nèi)容，既是內(nèi)容的創(chuàng)造者和編輯者，同時也是內(nèi)容的使用者，共同塑造和影響元宇宙的發(fā)展。

1.2.2 教育元宇宙

元宇宙作為下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)將開啟未來數(shù)字教育世界新紀(jì)元。當(dāng)前，元宇宙的部分應(yīng)用主要體現(xiàn)在電子娛樂領(lǐng)域，隨著技術(shù)迭代升級將會不斷發(fā)展與演變，應(yīng)用于虛擬世界多個領(lǐng)域，衍生出類似于現(xiàn)實世界中的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，如旅游元宇宙、政務(wù)元宇宙等，其中教育元宇宙極大可能最先融入人們生活中。元宇宙豐富立體沉浸式體驗，符合教育行業(yè)的諸多特點，將給醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域帶來極其深刻的影響，教育元宇宙（edu-metaverse）一般性定義是指在通過利用元宇宙技術(shù)而創(chuàng)建的虛實融合的場景中進(jìn)行師生教育活動，以虛實融生形態(tài)存在。教育元宇宙為教師、學(xué)生、管理者等創(chuàng)建數(shù)字身份，在虛擬世界中開拓教學(xué)場所，允許師生在虛擬的教學(xué)場所進(jìn)行互動，為教師與學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一種沉浸式的教學(xué)互動場景［5］。教育元宇宙的特性包含：一是感知交互能力，利用擴(kuò)展現(xiàn)實的交互技術(shù)，結(jié)合三維渲染場景可以讓學(xué)生達(dá)到身臨其境、觸手可及的感知交互能力。二是角色互動能力，利用人工智能技術(shù)可以創(chuàng)建自己的虛擬化身［6］，并與虛擬老師和虛擬同學(xué)進(jìn)行游戲化的互助互動，達(dá)到寓教于樂的學(xué)習(xí)效果。三是師生共創(chuàng)能力，可以最大程度輕量化應(yīng)用場景，師生可以共同協(xié)作且隨時隨地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)作、修改與分享。教育元宇宙的核心：不僅教學(xué)，更是創(chuàng)造！

2 教育元宇宙下醫(yī)學(xué)教育新生態(tài)

2.1 教育元宇宙資源生態(tài)

教育元宇宙的資源生態(tài)包括教育元宇宙創(chuàng)建之初具備的原生資源，可基于底層開發(fā)框架進(jìn)行應(yīng)用程序或者資源開發(fā)；以及教育元宇宙系統(tǒng)運(yùn)行過程中生成的過程資源，為師生探索和分析事物的發(fā)展變化、判斷學(xué)習(xí)行為規(guī)律提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持；還有由教師、學(xué)生及其他群體根據(jù)需求進(jìn)行創(chuàng)造、分享的資源，具有可操控及可修改等功能的自創(chuàng)資源，以及協(xié)作創(chuàng)造的群創(chuàng)資源；另外利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)的資源自我生產(chǎn)，賦予教育元宇宙自我生產(chǎn)能力的智生資源。這些資源構(gòu)成了全新的資源生態(tài)，是未來醫(yī)學(xué)教育必須應(yīng)對的數(shù)字資源，尤其是自創(chuàng)資源是教育元宇宙資源生成和發(fā)展的重要動力，是教育元宇宙重構(gòu)醫(yī)學(xué)教育資源生態(tài)突破口。

2.2 教育元宇宙改變醫(yī)學(xué)教育理念

2.2.1 教師的教學(xué)理念

教育元宇宙條件下，智慧生成是師生協(xié)同并參照實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行的問題解決方案創(chuàng)新過程。教師可以根據(jù)教育元宇宙的全生命周期數(shù)據(jù)、智能決策推薦和實踐反饋數(shù)據(jù)等開展問題創(chuàng)新性解決、未來發(fā)展趨勢預(yù)測和知識創(chuàng)造等教學(xué)活動，為學(xué)習(xí)者的知識創(chuàng)造、靈感創(chuàng)新以及群體智慧等提供有力支持。醫(yī)學(xué)院校教師必須積極應(yīng)對撲面而來的教育元宇宙時代，挑重?fù)?dān)迎挑戰(zhàn)，更新教學(xué)理念，尤其在新醫(yī)科背景下注重對現(xiàn)有臨床醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)培養(yǎng)體系的升級，同時加強(qiáng)“醫(yī)學(xué)+X”交叉學(xué)科的建設(shè)，發(fā)展創(chuàng)新型、科技型、綜合化的醫(yī)學(xué)教育，培養(yǎng)卓越科技型醫(yī)生，高度契合新醫(yī)科需求。

2.2.2 學(xué)生的學(xué)習(xí)理念

跨入智能時代的學(xué)生，電腦、手機(jī)、視頻、游戲和互聯(lián)網(wǎng)都深深植根于求學(xué)生涯的各個階段。這決定了他們不同的學(xué)習(xí)過程和信息映射到不同的大腦功能結(jié)構(gòu)。如何利用數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展來提高醫(yī)學(xué)教育的質(zhì)量，使學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)、技能和學(xué)習(xí)偏好得到不斷滿足，已成為急需解決的新問題。為應(yīng)對M時代（Meta-mess）的青年人對元宇宙有很強(qiáng)的適應(yīng)能力和黏合能力，勢必構(gòu)建符合國情的教育元宇宙“新體系”，包括優(yōu)化培養(yǎng)方案、更新課程設(shè)置、改變教學(xué)模式等。

2.2.3 教育元宇宙改變醫(yī)學(xué)教育模式

傳統(tǒng)線上教育，學(xué)生只是參與者。學(xué)生用和現(xiàn)實世界相關(guān)聯(lián)的一個數(shù)字賬號登錄，參與一個事先搭建好的線上開放教育平臺諸如慕課、智慧樹、超星等。這些教育平臺只有毫無深度的二維平面窗口［7］，不可避免地束縛了學(xué)習(xí)者的自由。在不久將來的元宇宙高等教育（metaversity），學(xué)生是元宇宙高等教育世界最重要的一部分，以一個獨立的數(shù)字身份參與一個數(shù)字教育世界，可以是創(chuàng)造者也可以是被動參與者，或者可以兩者都是。在這里每個參與者在前人留下的宇宙基礎(chǔ)之上可以自由地自我創(chuàng)造，形成新的共識，主觀地塑造外部世界，發(fā)揮每個人的創(chuàng)造力，同時不可避免地成為元宇宙高等教育的一部分，進(jìn)而影響之后的學(xué)生。當(dāng)每一個學(xué)生既是塑造者又是被塑造者的時候，如何建設(shè)和維持一個健康的元宇宙高等教育生態(tài)，如何實現(xiàn)立德樹人課程思政在元宇宙高等教育中立足、站穩(wěn)、守牢教育元宇宙思政陣地面臨巨大挑戰(zhàn)。醫(yī)學(xué)教育模式必需是多層次、多領(lǐng)域、多學(xué)科交叉融合的合作模式及持續(xù)性和實時性可保證的可循環(huán)的模式。項目組遵循多主體協(xié)同育人機(jī)制，建立跨學(xué)科的項目平臺，建設(shè)創(chuàng)新型元宇宙相關(guān)技術(shù)實踐基地，創(chuàng)建基于“輸入-輸出”循環(huán)模式教育元宇宙微觀生態(tài)圈，將教育生態(tài)學(xué)理論應(yīng)用于教育元宇宙課程——醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程人體解剖學(xué)的構(gòu)建。實踐“新理論-新課程”創(chuàng)新模式，為培養(yǎng)精醫(yī)學(xué)、懂科技、引領(lǐng)時代的卓越醫(yī)學(xué)生服務(wù)。

3 教育元宇宙醫(yī)學(xué)課程“元解剖”構(gòu)建實踐

3.1 產(chǎn)教合作重構(gòu)教育元宇宙資源生態(tài)

教學(xué)團(tuán)隊與產(chǎn)業(yè)企業(yè)合作，實踐循環(huán)教育生態(tài)學(xué)理論重構(gòu)醫(yī)學(xué)教育資源生態(tài)，構(gòu)建教育元宇宙醫(yī)學(xué)課程“元解剖”，見圖1。

3.1.1 遵循“醫(yī)教產(chǎn)研協(xié)同”機(jī)制，搭建教育元宇宙平臺

教學(xué)團(tuán)隊基于輕量化云原生擴(kuò)展現(xiàn)實引擎技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)生成現(xiàn)實世界的鏡像，與北京知感科技有限公司合作共同搭建教育元宇宙平臺（https：//www.bjb.cn/）。并在此平臺上創(chuàng)建醫(yī)學(xué)教育元宇宙課程，重構(gòu)教育元宇宙資源生態(tài)。平臺不受終端設(shè)備及場地限制，可以隨時隨地通過WEB使用手機(jī)、平板、PC、VR/AR頭盔、全息屋系統(tǒng)等不同終端設(shè)備，登錄到該平臺進(jìn)行沉浸式虛擬教學(xué)與實訓(xùn)應(yīng)用。平臺內(nèi)教師可以通過真實的三維立體模型進(jìn)行課程講授，便于學(xué)生對知識的理解和掌握。同時開放共享，各地教師可以通過平臺，隨時隨地與各地各院校學(xué)生身處同一虛擬場景中，對知識點進(jìn)行深度剖析，從真正意義上實現(xiàn)資源共享，為學(xué)生創(chuàng)新能力、科研能力與實際動手能力的提高提供可靠平臺和資源保障。

3.1.2 依照模塊化、系統(tǒng)化開發(fā)教育元宇宙醫(yī)學(xué)課程體系資源庫

利用產(chǎn)業(yè)公司開發(fā)的無需編程基礎(chǔ)，操作簡單的虛擬現(xiàn)實內(nèi)容快速創(chuàng)作系統(tǒng)威爾元創(chuàng)編輯器，創(chuàng)建醫(yī)學(xué)課程模塊化虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）資源庫并上傳發(fā)布到平臺網(wǎng)站。模塊化設(shè)計資源庫契合以勝任力為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式，將醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程與臨床相關(guān)知識系統(tǒng)化整合，強(qiáng)化臨床技能與醫(yī)療服務(wù)能力，打造以能力輸出為目的的多學(xué)科交叉融合特色VR課件。

3.2 自創(chuàng)資源構(gòu)建教育元宇宙醫(yī)學(xué)課程“元解剖”實踐

3.2.1 醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程人體解剖學(xué)在教育元宇宙下新定義：“元解剖”

在教育元宇宙平臺中，教師可通過模型、素材及智能函數(shù)模塊定制需要的動作邏輯，設(shè)計課程交互點，添加相應(yīng)動畫及文字標(biāo)識，讓學(xué)生們通過一個全新的維度來直觀地理解正常人體結(jié)構(gòu)。也可以指導(dǎo)學(xué)生組團(tuán)一起制作真實的解剖學(xué)教學(xué)場景：在虛擬場景中，隨意三維轉(zhuǎn)動人體結(jié)構(gòu)，細(xì)化到每個器官，與身體器官進(jìn)行“互動”，在共同創(chuàng)作中讓學(xué)生更真實地理解肌肉、器官、神經(jīng)和血管之間的相互作用。人體解剖學(xué)在教育元宇宙中教學(xué)一體，師生共創(chuàng)，源于解剖超越解剖的特性，將之稱為“元解剖”更為合適。

3.2.2 內(nèi)容整合、學(xué)科融合、模塊化設(shè)計“元解剖”資源庫

參照執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格證考核模式，整合臨床相關(guān)知識，設(shè)計和臨床密切聯(lián)系的“活體示范課”［8］模塊VR課件；學(xué)科融合，按人體解剖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計如運(yùn)動系統(tǒng)解剖基礎(chǔ)與臨床、呼吸系統(tǒng)疾病基礎(chǔ)與臨床等系列VR課件。傳承壯醫(yī)特色針灸，設(shè)計壯醫(yī)特穴臍環(huán)穴解剖與針灸實訓(xùn)VR課件，創(chuàng)新壯醫(yī)特色療法推廣模式。加強(qiáng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程臨床化與信息化，強(qiáng)化醫(yī)學(xué)生在校期間臨床化與信息化技能。設(shè)計模塊化VR醫(yī)學(xué)課程思政課件，實現(xiàn)立德樹人課程思政在VR課件中全覆蓋，賦予VR課程紅色基因，站穩(wěn)守牢教育元宇宙思政陣地。

3.2.3 實踐循環(huán)教育生態(tài)學(xué)理論，構(gòu)建教育元宇宙課程“元解剖”

教育生態(tài)學(xué)［9］結(jié)合了生態(tài)學(xué)的原理和教育學(xué)的理論，強(qiáng)調(diào)整體性和聯(lián)系性。循環(huán)教育生態(tài)學(xué)將循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則應(yīng)用于教育生態(tài)系統(tǒng)中，在教育領(lǐng)域強(qiáng)調(diào)資源的高效利用、減少浪費、循環(huán)再利用以及可持續(xù)發(fā)展，其目的是創(chuàng)造一個更加可持續(xù)、高效和動態(tài)的教育環(huán)境。強(qiáng)調(diào)教育是一個持續(xù)的過程，學(xué)習(xí)者在不同階段可以扮演不同的角色，如學(xué)生、教師、研究者等，實現(xiàn)知識的傳遞和再創(chuàng)造以及教育過程的循環(huán)性［10］，非常適合構(gòu)建教育元宇宙醫(yī)學(xué)課程資源生態(tài)圈。團(tuán)隊基于“輸入-輸出”循環(huán)生態(tài)教學(xué)理念：輸入——元宇宙技術(shù)人員培訓(xùn)師生，掌握建設(shè)元宇宙環(huán)境下醫(yī)學(xué)課程虛擬教育平臺及人體解剖學(xué)VR資源庫相關(guān)技術(shù)；輸出——選擇并完成元宇宙教育平臺及模塊化人體解剖學(xué)VR資源庫建設(shè)任務(wù)，學(xué)生組隊主體參與元宇宙課堂及人體解剖學(xué)VR資源庫創(chuàng)造，成品反哺師生。在輸入-輸出過程中實現(xiàn)教育元宇宙資源循環(huán)構(gòu)建，將循環(huán)教育生態(tài)學(xué)理論應(yīng)用于“元解剖”課程建設(shè)，強(qiáng)化醫(yī)學(xué)生在校期間的臨床化與信息化技能。

4 “元解剖”構(gòu)建實踐體會

通過輕量化XR技術(shù)構(gòu)建的教育元宇宙醫(yī)學(xué)課程“元解剖”，可以在不犧牲用戶體驗的前提下，實現(xiàn)快速加載和運(yùn)行，使得醫(yī)學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行解剖學(xué)的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)的互動性和沉浸感。利用數(shù)字孿生技術(shù)，可以創(chuàng)建現(xiàn)實世界的精確數(shù)字副本，使得醫(yī)學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行精確的解剖操作，同時減少對真實尸體的依賴。同時可以對學(xué)習(xí)者的操作進(jìn)行實時評估，及時反饋，提高學(xué)習(xí)效果。也可以分析其學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力，為個性化教學(xué)提供依據(jù)。通過區(qū)塊鏈技術(shù)，可以確保學(xué)習(xí)過程中數(shù)據(jù)的真實性、不可篡改性和可追溯性，為學(xué)習(xí)者建立可信的學(xué)習(xí)檔案。校企合作可以實現(xiàn)資源共享，包括教學(xué)資源、技術(shù)資源和人力資源，提高教育元宇宙平臺的建設(shè)效率和質(zhì)量。實踐過程中最大的困難是對學(xué)習(xí)者的評價，需要校企共同努力重新開發(fā)教育元宇宙平臺評估模型和工具，系統(tǒng)地評估學(xué)習(xí)效果和用戶體驗。評價包含學(xué)習(xí)者參與度與貢獻(xiàn)度：在平臺上的行為，如停留時間、點擊率、導(dǎo)航路徑，為平臺創(chuàng)建資源等；成績與應(yīng)用：考試、測驗、作業(yè)等知識掌握程度和理解深度以及將所學(xué)知識應(yīng)用于實際解決問題的能力及技能訓(xùn)練等。同時數(shù)字成癮與倫理安全也應(yīng)提請重視［11］。

綜上所述，盡管TW//acWCChhCVkkLLRg8BnSE05huB1IK/jCzsdew2UA=目前只是初步開展教育元宇宙下醫(yī)學(xué)課程構(gòu)建與應(yīng)用，但元宇宙課程已經(jīng)展現(xiàn)出其巨大的生命力。元宇宙是一個持續(xù)存在的空間，不受現(xiàn)實世界時間限制，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模用戶的實時互動。它不僅僅是一個虛擬空間，更是一個包含了社交、經(jīng)濟(jì)、文化、教育等多個方面的復(fù)雜系統(tǒng)?；谠钪嫣匦?，教育元宇宙將以現(xiàn)實教育實景空間為核心，構(gòu)建以資源生態(tài)建設(shè)、社會交往、探究性學(xué)習(xí)和智能評價系統(tǒng)等為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的智慧學(xué)習(xí)空間，形成虛實共生和跨界探索的未來大學(xué)教育形態(tài)，對現(xiàn)今的教育理念會形成強(qiáng)大的沖擊。尤其面對當(dāng)前宗教元宇宙、游戲元宇宙迅猛發(fā)展廣泛沉浸，加快元宇宙高等教育健康生態(tài)建設(shè)刻不容緩。

參 考 文 獻(xiàn)

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［11］ 李憲翔，紀(jì)詠梅，丁鼎.元宇宙賦能高校教育新形態(tài)：價值耦合、現(xiàn)實挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略［J］.教育理論與實踐，2024，44（24）：3-8.

（收稿日期：2024-08-02 修回日期：2024-09-09）