元宇宙賦能的高等教育轉(zhuǎn)型： 來(lái)自美國(guó)莫爾豪斯學(xué)院的實(shí)踐

[美]穆希納·莫里斯

摘? ?要：隨著元宇宙技術(shù)的發(fā)展與普及，元宇宙賦能的教育變革熱度激增，一些高校都在積極開(kāi)展相關(guān)實(shí)踐?！霸钪嬷械哪獱柡浪箤W(xué)院”項(xiàng)目旨在將新興技術(shù)應(yīng)用于高等教育，以元宇宙推動(dòng)教育轉(zhuǎn)型。該項(xiàng)目創(chuàng)建了數(shù)字孿生校園，使學(xué)生能借助設(shè)備在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中學(xué)習(xí)。項(xiàng)目評(píng)估顯示，虛擬現(xiàn)實(shí)課程的出勤率、學(xué)生滿(mǎn)意度、平均成績(jī)都較傳統(tǒng)課程高。學(xué)生還參與虛擬現(xiàn)實(shí)課程建設(shè)，成為數(shù)字校園建設(shè)的參與者。

關(guān)鍵詞：元宇宙 高等教育 工業(yè)4.0時(shí)代 教育變革 教育轉(zhuǎn)型

一、元宇宙與教育轉(zhuǎn)型

（一）元宇宙

什么是元宇宙？羅布勒斯公司（Roblox，多人在線游戲創(chuàng)作平臺(tái)公司）將其定義為一個(gè)長(zhǎng)久存在的、可共享的3D虛擬空間。安德森·霍洛維茨基公司（Andreessen Horowitz，又名a16z，美國(guó)一家私人風(fēng)險(xiǎn)投資公司）認(rèn)為，元宇宙是一種可以無(wú)限擴(kuò)展的虛擬空間，具有獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)與身份系統(tǒng)。而Meta公司（前身為Facebook）表示，元宇宙是可以讓大家共聚一堂的同步溝通環(huán)境，與當(dāng)前社交平臺(tái)相比，其具有更強(qiáng)的沉浸性。

元宇宙是共享的社會(huì)同步交流空間，能展現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上所看到的一切。它是一種急速變化的新事物，始終在成長(zhǎng)、在發(fā)展。人們通過(guò)使用各種擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，XR）設(shè)備可以進(jìn)入元宇宙空間，如虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)、手機(jī)上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）應(yīng)用程序、混合現(xiàn)實(shí)（Mixed Reality，MR）耳機(jī)。

（二）元宇宙對(duì)教育領(lǐng)域的影響

自工業(yè)革命起，世界經(jīng)歷了幾次重大轉(zhuǎn)型，電力工業(yè)的出現(xiàn)使人類(lèi)從以蒸汽機(jī)為代表的工業(yè)1.0時(shí)代進(jìn)入工業(yè)2.0時(shí)代。20世紀(jì)70年代，以自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)為代表的工業(yè)3.0時(shí)代讓人類(lèi)真正擁有了計(jì)算能力，對(duì)人類(lèi)的生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。步入工業(yè)4.0時(shí)代，人工智能、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等成為時(shí)代的標(biāo)志，世界在物理意義上雖然很大，但在某種意義上變得更小了。這一改變意味著學(xué)生必須了解世界各地正在發(fā)生的事情，無(wú)論他們身處何處，都要與來(lái)自各地的人建立關(guān)系。

元宇宙技術(shù)為時(shí)代轉(zhuǎn)型帶來(lái)的新需求提供了解決方案。以參與課程的方式為例，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，教育只能通過(guò)面對(duì)面的方式進(jìn)行，但隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，個(gè)人計(jì)算機(jī)和手機(jī)都可以訪問(wèn)課程內(nèi)容、參與課堂活動(dòng)。在元宇宙中，身處世界各地的人們將可以使用某類(lèi)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)設(shè)備參與同一個(gè)課堂?！叭ド险n”將不再流行，人們會(huì)說(shuō)“讓你的化身（Avatars）去上課吧”。元宇宙技術(shù)將進(jìn)一步打破當(dāng)前教育面臨的空間壁壘，顛覆課程參與方式。

在元宇宙技術(shù)賦能的課堂中，參與者的在線身份發(fā)生了變化。傳統(tǒng)在線課堂中，參與者的形象被縮放在二維的正方形中，平面圖像所能提供的信息極為有限，無(wú)法全面描述參與者在課堂中的表現(xiàn)。但在元宇宙中，人們都將以虛擬化身的形態(tài)出現(xiàn)。與基于web網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的平面?zhèn)€人頭像不同，虛擬化身是立體鮮活的，可以反映出學(xué)生表情、動(dòng)作的實(shí)時(shí)變化情況。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的普及，了解并使用元宇宙技術(shù)已成為高等教育的重要目標(biāo)之一。無(wú)論學(xué)生的專(zhuān)業(yè)是什么，他們?cè)诮逃幕蛭磥?lái)職業(yè)生涯中都極有可能會(huì)接觸甚至應(yīng)用元宇宙及其相關(guān)技術(shù)。因此，將此類(lèi)技術(shù)融入學(xué)生的培養(yǎng)環(huán)節(jié)十分必要。

當(dāng)前對(duì)實(shí)時(shí)3D職業(yè)的需求量激增，以Unity引擎開(kāi)發(fā)人員為例，當(dāng)前就業(yè)市場(chǎng)對(duì)該崗位需求的增速比對(duì)其他崗位需求的增速快62%。其中對(duì)掌握虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的專(zhuān)業(yè)人員的需求增長(zhǎng)最為明顯，達(dá)到了1400%，對(duì)游戲開(kāi)發(fā)人員的需求也呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在美國(guó)和英國(guó)，此類(lèi)實(shí)時(shí)3D崗位的薪資水平遠(yuǎn)高于本國(guó)平均水平，如在舊金山和倫敦，游戲與拓展現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員的平均年薪分別為15萬(wàn)美元與8.2萬(wàn)英鎊。這些事實(shí)表明，高等教育需要讓學(xué)生為新興技術(shù)做好準(zhǔn)備，將新興技術(shù)融入傳統(tǒng)教學(xué)之中。

（三）元宇宙賦能的教育變革的擴(kuò)散模型

在實(shí)現(xiàn)元宇宙賦能的教育轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，不同年代的人承擔(dān)著不同的角色。按出生年代可將美國(guó)人劃分為：沉默的一代（Silent Generation，出生于1928—1945年），嬰兒潮一代（Baby Boomers，出生于1946—1964年），X世代（Generation X，出生于1965—1980年），Y世代（Generation Y，出生于1981—1996年），Z世代（Generation Z，出生于1997—2012年）與阿爾法世代（Generation Alpha，出生于2013年之后）。X世代和仍然活躍于各行各業(yè)中的嬰兒潮一代是本次變革中的主要推動(dòng)者。創(chuàng)新者與創(chuàng)造者的角色通常由Y世代與Z世代的人承擔(dān)。創(chuàng)新者被賦予創(chuàng)新自由與能力，在推動(dòng)者的引導(dǎo)與幫助下，他們將會(huì)為本次教育變革提供動(dòng)力與支持。早期阿爾法世代的年輕人將會(huì)成為元宇宙賦能的全新教育模式的早期使用者。

根據(jù)羅杰斯的“創(chuàng)新擴(kuò)散模型”，在任何一個(gè)變革的過(guò)程中都會(huì)有極少數(shù)人是創(chuàng)新者，他們是勇敢的先行者，約占總?cè)藬?shù)的2.5%;還有一批約占總?cè)藬?shù)13.5%的早期采用者（Early Adopter），他們是公眾意見(jiàn)領(lǐng)袖，樂(lè)意引領(lǐng)新風(fēng)尚、嘗試新事物，但與創(chuàng)新者相比更為謹(jǐn)慎。早期采用人群（Early Majority）約占總?cè)藬?shù)的34%，他們較為謹(jǐn)慎，但與普通人相比更容易接受變化，還有34%的人屬于晚期采用人群（Late Majority），他們對(duì)待變化多持懷疑態(tài)度，只有社會(huì)上絕大多數(shù)人接受變革后他們才開(kāi)始接受。最后還有16%的遲緩者，他們較為保守，只有當(dāng)新事物成為主流才會(huì)逐漸接受[1]。我們發(fā)現(xiàn)在早期采用者與早期采用人群之間存在一條鴻溝，這是每一項(xiàng)變革都面臨的挑戰(zhàn)，只有跨越它，變革才能得到早期采用人群的支持，才有望取得成功。

目前仍然處于元宇宙賦能教育變革的初期階段，需要盡快讓更多的人接受此變革。嬰兒潮一代逐漸退出工作場(chǎng)所，他們是人數(shù)最為龐大的世代。如果不加速變革、吸納更多支持者，該變革未來(lái)將面臨人才短缺的困境。660CF9D6-389D-4B32-B212-44DA96E7A25D

二、莫爾豪斯學(xué)院的探索

（一）項(xiàng)目背景

莫爾豪斯學(xué)院（Morehouse College）是一所主要招收黑人學(xué)生的私立男子文理學(xué)院，位于佐治亞州亞特蘭大市。它以培養(yǎng)具有服務(wù)精神和高素質(zhì)的領(lǐng)導(dǎo)人物為使命，是馬丁·路德·金的母校，畢業(yè)生活躍在政府部門(mén)、科學(xué)、商業(yè)等領(lǐng)域，既具有領(lǐng)導(dǎo)才能又愿意投身于社會(huì)公共服務(wù)之中。

在新冠肺炎疫情的影響下，學(xué)校的教學(xué)工作轉(zhuǎn)移至線上進(jìn)行。在此背景下，元宇宙賦能的教育轉(zhuǎn)型項(xiàng)目致力于將元宇宙技術(shù)應(yīng)用于高等教育，提供更多基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與艾奧瓦州Victory XR公司（一家利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)服務(wù)的公司）開(kāi)展合作，創(chuàng)建了數(shù)字孿生校園（Digital Twin Campus）。項(xiàng)目中各項(xiàng)改革也得到國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、南方公司（Southern Company）、高通公司（Qualcomm）等組織的資金與技術(shù)支持。

（二）建設(shè)情況

該項(xiàng)目采用了沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)（Immersive Virtual Reality）技術(shù)。為了使學(xué)生能夠訪問(wèn)Engage平臺(tái)上的課程資源，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)使用了一款VR頭盔，它主要由一個(gè)頭戴式顯示器和手柄組成，同時(shí)還配有一個(gè)運(yùn)動(dòng)跟蹤器，可以實(shí)時(shí)測(cè)量位置和方向。

莫爾豪斯校園數(shù)字孿生校園項(xiàng)目于2021年正式實(shí)施，學(xué)生可以使用頭戴設(shè)備在虛擬的莫爾豪斯校園遠(yuǎn)程上課。數(shù)字孿生校園看上去就像普通的校園一樣，且具有很多超現(xiàn)實(shí)的細(xì)節(jié)。在項(xiàng)目剛開(kāi)始時(shí)只有3門(mén)課程（生物、世界歷史和高級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課）使用數(shù)字孿生校園，現(xiàn)在越來(lái)越多的課程在數(shù)字孿生校園中授課，截至2021年秋季學(xué)期，共有15門(mén)不同學(xué)科課程開(kāi)設(shè)在此虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。

圖1是高級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的截圖，上課的都是高年級(jí)學(xué)生。當(dāng)時(shí)是2021年春季，正是疫情高峰期，學(xué)生已經(jīng)有一段時(shí)間沒(méi)有回到校園，甚至不知道能否參加畢業(yè)典禮。借助數(shù)字孿生校園，他們可以像平時(shí)上課一樣，進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，一起合成分子，批判性地思考分子是如何形成的，研究分子和電子對(duì)的幾何構(gòu)型，并在課堂環(huán)境里進(jìn)行討論。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了一些跨學(xué)科授課的嘗試，如學(xué)生被要求閱讀文學(xué)作品《永生的海拉》（The Immortal Life of Henrietta Lacks），并將其應(yīng)用到癌癥相關(guān)的學(xué)習(xí)中。

（三）項(xiàng)目成效

虛擬現(xiàn)實(shí)化學(xué)課程的反饋數(shù)據(jù)表明，超過(guò)90%的學(xué)生認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)課程是有效的，表示課程中的參與和互動(dòng)讓學(xué)習(xí)變得很奇妙。世界歷史課程也取得了一定成績(jī)，使用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的世界歷史課平均成績(jī)明顯提升，甚至出勤率和學(xué)生滿(mǎn)意度都比面對(duì)面教學(xué)和使用Zoom教學(xué)提高了10%。

項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了所謂的元宇宙房屋（Metahouse）和元宇宙大學(xué)（Metaversity）的建設(shè)，虛擬現(xiàn)實(shí)課程數(shù)量增加了兩倍。莫爾豪斯學(xué)院目前有450個(gè)頭戴設(shè)備，有24位教師準(zhǔn)備在日后的教學(xué)中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

這些成果很大程度上與教師自身以及教師使用文化回應(yīng)性教學(xué)法（Culturally Responsive Pedagogy）有關(guān)。文化回應(yīng)性教學(xué)法是一種使用文化參照（Cultural References）來(lái)傳授知識(shí)、技能和態(tài)度，從智力、社交、情感和政治方面為學(xué)生賦能的教學(xué)方法[2]。學(xué)生進(jìn)入教室不只是聽(tīng)教師講課，而是在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中都接觸學(xué)習(xí)材料，并且必須創(chuàng)造、建構(gòu)出一些東西，教師要做的就是根據(jù)一定的原則和目標(biāo)，將生活、歷史和文化融入學(xué)生的行為。

學(xué)生普遍認(rèn)為跨學(xué)科課程的參與度最高。他們之前從來(lái)沒(méi)有在一門(mén)課程里同時(shí)擁有來(lái)自不同學(xué)科的教授，但是該項(xiàng)目的課程實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。還有學(xué)生反映喜歡在線上課堂中同時(shí)看到所有同學(xué)，他們可以幫助彼此瀏覽虛擬現(xiàn)實(shí)課程，做彼此的技術(shù)支持，大家像一個(gè)團(tuán)隊(duì)在工作。有機(jī)會(huì)展示自己在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中的技術(shù)，這讓學(xué)生們覺(jué)得自己是虛擬世界的一份子。學(xué)生不僅是在虛擬現(xiàn)實(shí)課程里學(xué)習(xí)，也要參與建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)課程。無(wú)論是否具有科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）背景，一些學(xué)生都成為了開(kāi)發(fā)人員，他們可以尋找或設(shè)計(jì)合適的虛擬化身，或使用Unity平臺(tái)或其他應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)他們希望在自己的學(xué)科中看到的實(shí)時(shí)3D空間。

三、總結(jié)

當(dāng)前，莫爾豪斯學(xué)院在元宇宙賦能的教育轉(zhuǎn)型中已取得了突破性進(jìn)展，其教育模式發(fā)生了革命性、顛覆性變化。虛擬現(xiàn)實(shí)成為了真正的課堂，在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生與教師也能同處一個(gè)課堂空間，以實(shí)時(shí)同步的方式學(xué)習(xí)。在元宇宙技術(shù)的影響下，高等教育中教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行，希望莫爾豪斯學(xué)院的經(jīng)驗(yàn)?zāi)転閺V大高校提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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[2]LADSON-BILLINFS G. Culturally relevant pedagogy 2.0：aka the remix[J].Harvard educational review，2014，84（1）：74-84.

編輯 朱婷婷? ?校對(duì) 王亭亭660CF9D6-389D-4B32-B212-44DA96E7A25D