元宇宙課堂:以虛實(shí)融合重構(gòu)教育生態(tài)的沉浸式學(xué)習(xí)新范式一、定義與**特征元宇宙課堂是基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、區(qū)塊鏈、人工智能(AI)等技術(shù)構(gòu)建的虛實(shí)融合教育場(chǎng)景。其**特征包括:高度沉浸性:通過(guò)VR/AR技術(shù)創(chuàng)建三維立體學(xué)習(xí)環(huán)境,使學(xué)生身臨其境地參與學(xué)習(xí)。例如,歷史課中可“穿越”至古羅馬廣場(chǎng),與虛擬凱撒大帝對(duì)話;物理課中可“進(jìn)入”原子內(nèi)部觀察電子運(yùn)動(dòng)。強(qiáng)交互性:支持學(xué)生與虛擬教師、同學(xué)及課程內(nèi)容實(shí)時(shí)互動(dòng)。例如,在虛擬實(shí)驗(yàn)室中操作粒子對(duì)撞機(jī),調(diào)整參數(shù)并觀察軌跡變化;在跨區(qū)域協(xié)作項(xiàng)目中,與紐約學(xué)生共同完成氣候模擬實(shí)驗(yàn)。歷史課中可“穿越”至古羅馬廣場(chǎng),與虛擬凱撒大帝對(duì)話;物理課中可“進(jìn)入”原子內(nèi)部觀察電子運(yùn)動(dòng)。包河區(qū)附近元宇宙課堂選擇

第三階段為高度智能化形態(tài)的“元宇宙”,即以“非中心化”游戲?yàn)檩d體的高度智能化形態(tài)“元宇宙”。“元宇宙”源于游戲,超越游戲,正在進(jìn)入第三階段中后期。一方面,游戲?yàn)橹黝}的“元宇宙”的基礎(chǔ)設(shè)施和框架趨于成熟;另一方面,游戲與真實(shí)邊界走向消融。 [4]2021年9月29日,《2020-2021中國(guó)元宇宙產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》啟動(dòng)會(huì)在京成功舉辦。2021年11月,虛擬世界平臺(tái)Decentraland公司發(fā)布消息,巴巴多斯將在元宇宙設(shè)立全球較早大使館,暫定2022年1月啟用 [14] [16-20]?;茨贤茝V元宇宙課堂服務(wù)保證美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校在元宇宙中建立虛擬粒子加速器,學(xué)生可隨時(shí)進(jìn)行粒子物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M,節(jié)省時(shí)間和成本。

職業(yè)教育:護(hù)理實(shí)訓(xùn):學(xué)生在元宇宙醫(yī)院中通過(guò)動(dòng)作捕捉設(shè)備模擬護(hù)理操作,如為虛擬患者測(cè)量血壓、注射藥物,系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)操作規(guī)范度并給出糾正建議。汽修培訓(xùn):學(xué)生在虛擬車(chē)庫(kù)拆解發(fā)動(dòng)機(jī),360度觀察零件結(jié)構(gòu),用手勢(shì)“拆卸”虛擬螺栓,操作錯(cuò)誤時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)暫停并提示原理。語(yǔ)言學(xué)習(xí):沉浸式對(duì)話:北京師范大學(xué)與清華大學(xué)附屬小學(xué)開(kāi)展AR語(yǔ)言學(xué)習(xí)活動(dòng),小學(xué)四年級(jí)學(xué)生在英語(yǔ)課上觀察太陽(yáng)、地球并與之互動(dòng),同時(shí)進(jìn)行英語(yǔ)對(duì)話學(xué)習(xí)。I虛擬外教:AI根據(jù)學(xué)***音、語(yǔ)法錯(cuò)誤提供個(gè)性化糾正,支持多語(yǔ)言實(shí)時(shí)翻譯,解決“啞巴外語(yǔ)”難題。
在Roblox給出的元宇宙***包含八大要素,分別為身份、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。目前,公認(rèn)的元宇宙**屬性包含以下幾點(diǎn):(1)無(wú)邊界性(boundless)一方面,無(wú)邊界性體現(xiàn)在元宇宙消除了物理形態(tài)的障礙,是一個(gè)無(wú)盡的空間,對(duì)可以同時(shí)使用它的參與者人數(shù)、可以進(jìn)行的活動(dòng)類(lèi)型個(gè)數(shù)等沒(méi)有任何限制。另一方面,無(wú)邊界性體現(xiàn)在元宇宙比當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)擁有更強(qiáng)的可訪問(wèn)性上,他是開(kāi)源開(kāi)放的。(2)永續(xù)性(persistent)元宇宙的永續(xù)性體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是元宇宙不存在“關(guān)機(jī)”或“重啟”等操作,用戶(hù)可以隨時(shí)在世界任何地方利用裝置自由地與元宇宙連接,保證用戶(hù)的體驗(yàn)感是連續(xù)的,使元宇宙成為與現(xiàn)實(shí)世界并行的平行世界;二是元宇宙不會(huì)停止或被重置,而是以開(kāi)源的方式無(wú)期限地持續(xù)發(fā)展下去。鄉(xiāng)村學(xué)生可通過(guò)VR設(shè)備“進(jìn)入”城市名校課堂,緩解教育資源不均衡問(wèn)題。

清華大學(xué)新聞學(xué)院沈陽(yáng)教授:“元宇宙是整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛擬、現(xiàn)實(shí)相融合的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會(huì)形態(tài),它基于擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供沉浸式體驗(yàn),以及數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界的鏡像,通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟(jì)體系,將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合,并且允許每個(gè)用戶(hù)進(jìn)行內(nèi)容生產(chǎn)和編輯?!?[11]“元宇宙仍是一個(gè)不斷發(fā)展、演變的概念,不同參與者以自己的方式不斷豐富著它的含義?!?[12]不斷發(fā)展、演變的概念,不同參與者以自己的方式不斷豐富著它的含義?!?[12]也有學(xué)者通過(guò)對(duì)元宇宙構(gòu)思和概念的“考古”,可以從“時(shí)空性、真實(shí)性、**性、連接性”四個(gè)方面去交叉定義元宇宙:從時(shí)空性來(lái)看,元宇宙是一個(gè)空間維度上虛擬而時(shí)間維度上真實(shí)的數(shù)字世界;從真實(shí)性來(lái)看,元宇宙中既有現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字化復(fù)制物,也有虛擬世界的創(chuàng)造物;從**性來(lái)看,元宇宙是一個(gè)與外部真實(shí)世界既緊密相連,又高度**的平行空間;從連接性來(lái)看,元宇宙是一個(gè)把網(wǎng)絡(luò)、硬件終端和用戶(hù)囊括進(jìn)來(lái)的一個(gè)永續(xù)的、廣覆蓋的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。在跨區(qū)域協(xié)作項(xiàng)目中,與紐約學(xué)生共同完成氣候模擬實(shí)驗(yàn)。蚌埠智能元宇宙課堂選擇
在虛擬環(huán)境中與母語(yǔ)者進(jìn)行互動(dòng),提高語(yǔ)言學(xué)習(xí)的效果。包河區(qū)附近元宇宙課堂選擇
個(gè)性化學(xué)習(xí):基于AI與大數(shù)據(jù)分析,為每個(gè)學(xué)生生成專(zhuān)屬學(xué)習(xí)路徑。例如,數(shù)學(xué)薄弱生可被推送“虛擬幾何實(shí)驗(yàn)室”任務(wù),英語(yǔ)聽(tīng)力差的學(xué)生可參與“虛擬英語(yǔ)情景劇”。資源無(wú)限擴(kuò)展:突破物理空間限制,提供全球質(zhì)量教育資源。例如,鄉(xiāng)村學(xué)生可通過(guò)VR設(shè)備“進(jìn)入”城市名校課堂,與城市學(xué)生同步學(xué)習(xí)。二、技術(shù)支撐體系VR/AR技術(shù):VR:提供全沉浸虛擬環(huán)境,如Pico 4 Education設(shè)備支持4K+分辨率、105度視場(chǎng)角,延遲低于20毫秒,避免眩暈感。在虛擬解剖課中,學(xué)生可360度觀察人體結(jié)構(gòu),用虛擬手術(shù)刀逐層解剖。包河區(qū)附近元宇宙課堂選擇
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