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    教育元宇宙賦能具身沉浸式育人的探索

    2023-05-30 10:48:04林麗芳
    關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)光燈虛擬現(xiàn)實(shí)宇宙

    信息浪潮下,人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)蓬勃發(fā)展,元宇宙閃亮登場(chǎng)。在教育元宇宙下如何推動(dòng)育人工作?筆者以消防安全教育為例,從具身認(rèn)知理論和沉浸理論賦能沉浸式育人入手,介紹教育元宇宙如何讓學(xué)生跨越時(shí)空限制,獲得具身沉浸體驗(yàn),從而達(dá)到觸動(dòng)人心的育人目的。

    一、信息時(shí)代育人方向

    信息化浪潮澎湃而來(lái),教育也必然經(jīng)歷深刻變革。2021年7 月,《教育部等六部門(mén)關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,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,在2025年教育新型基礎(chǔ)設(shè)施體系必須基本形成,其中信息網(wǎng)絡(luò)新型基礎(chǔ)設(shè)施是新基建的重點(diǎn)方向之關(guān)鍵。信息時(shí)代,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”正在落地生根,推動(dòng)教育信息化轉(zhuǎn)型。

    眾所周知,教育的根本任務(wù)是育人,育人的根本在于立德。教育教學(xué)必須體現(xiàn)立德樹(shù)人的宗旨?!读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》明確指出,信息科技課程理念之首就是要反映信息時(shí)代正確的育人方向。信息時(shí)代,學(xué)校必須培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀,實(shí)現(xiàn)學(xué)生在信息世界與現(xiàn)實(shí)世界中健康成長(zhǎng)[1]。

    二、教育元宇宙帶來(lái)育人新變化

    人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等信息技術(shù)的興起,給教育帶來(lái)了新的曙光??萍嫉倪M(jìn)步,帶來(lái)了教學(xué)形式的變化,其中教育元宇宙將虛擬與現(xiàn)實(shí)、線(xiàn)上與線(xiàn)下深度融合,成功整合了虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)[2]。教育元宇宙到底是什么?

    (一)教育元宇宙

    2021年,元宇宙被大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)關(guān)注,一些學(xué)校也介入元宇宙研究。2021年被稱(chēng)為元宇宙元年。元宇宙的來(lái)臨也帶來(lái)了“互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史上第三次技術(shù)革命”。目前,對(duì)于元宇宙尚沒(méi)有統(tǒng)一的界定,它是一個(gè)不斷演變且不斷進(jìn)化的三維虛擬人類(lèi)社會(huì)[3]。將元宇宙的虛擬現(xiàn)實(shí)交換技術(shù)運(yùn)用到教育上,我們稱(chēng)之為教育元宇宙。教育元宇宙具有交互性、沉浸性、多元性的特征,能助力學(xué)生“穿越”到特定的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景,如古代街頭、歷史名場(chǎng)景能讓學(xué)生“見(jiàn)證”歷史的變遷,甚至與詩(shī)人吟詩(shī)作對(duì);各種高危數(shù)理化實(shí)驗(yàn)室能讓學(xué)生走進(jìn)各種因?yàn)闂l件限制而難以開(kāi)展或危險(xiǎn)性高的實(shí)驗(yàn)、培訓(xùn),并在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中動(dòng)手操作。有了這種虛與實(shí)相結(jié)合的數(shù)字化學(xué)習(xí)場(chǎng)景及多元化的交互性的學(xué)習(xí)方式,教育將走出學(xué)校,走向社會(huì)。學(xué)生在此過(guò)程中除了獲得情感體驗(yàn)外,還能接受文化知識(shí)的熏陶,探索知識(shí)的樂(lè)趣。

    既然教育元宇宙是一個(gè)能體現(xiàn)育人價(jià)值的場(chǎng)域,那么有兩個(gè)重要的理論起導(dǎo)向作用,分別是具身認(rèn)知理念與心流理論。

    (二)具身認(rèn)知理論

    什么是具身認(rèn)知理論,筆者用在自媒體上看到的交警對(duì)路況良好,但是濫用遠(yuǎn)光燈的司機(jī)懲罰二選一行為來(lái)解釋。某自媒體平臺(tái)上有這樣一段視頻:一位交警對(duì)濫用遠(yuǎn)光燈司機(jī)批評(píng)教育,并讓司機(jī)自選處罰項(xiàng)目:駕車(chē)看遠(yuǎn)光燈30秒或者罰款100元記一分。司機(jī)選擇了看遠(yuǎn)光燈30秒。在這30秒內(nèi),司機(jī)被遠(yuǎn)光燈照得心里發(fā)慌,既看不見(jiàn)對(duì)面來(lái)車(chē),也看不清前面的路況,深刻體會(huì)到“路況良好時(shí)濫用遠(yuǎn)光燈容易發(fā)生交通事故”,這是一件無(wú)比危險(xiǎn)的事情。警察讓司機(jī)看遠(yuǎn)光燈,給他營(yíng)造了一個(gè)與駕駛時(shí)被遠(yuǎn)光燈照射的親身體驗(yàn),在觀看過(guò)程中,其身體、感官、思維都能深刻體會(huì)濫用遠(yuǎn)光燈對(duì)司機(jī)帶來(lái)的危害。這種強(qiáng)烈的感受與聽(tīng)講座、看教育視頻等相比,能更加持久地印在司機(jī)腦海中,讓他提高安全意識(shí),不濫用遠(yuǎn)光燈。這些感觸就是具身認(rèn)知理論的體現(xiàn)。

    具身認(rèn)知理論認(rèn)為,認(rèn)知不是獨(dú)立于身體的,而是身體和大腦跟外界環(huán)境相互作用產(chǎn)生的。具身認(rèn)知強(qiáng)調(diào)親身體驗(yàn)的重要性,認(rèn)為身體的感知系統(tǒng)、身體的運(yùn)動(dòng)等親身體驗(yàn)對(duì)認(rèn)知的形成與發(fā)展起著重要影響。智利著名認(rèn)知科學(xué)家弗朗西斯科·瓦雷拉在具身認(rèn)知理論上做了很多研究,他認(rèn)為認(rèn)知是學(xué)習(xí)主體在知識(shí)構(gòu)建中的身體行動(dòng),這一行動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)交互和情感體驗(yàn)會(huì)不斷迭代,影響著學(xué)習(xí)主體[4]。

    因此,認(rèn)知的形成是當(dāng)時(shí)情境、身體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)與情境交互產(chǎn)生的過(guò)程。教育元宇宙就是一個(gè)能夠讓學(xué)生置身于認(rèn)知情境中,充分調(diào)動(dòng)身體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與環(huán)境世界具身交互,以更好地促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知形成的媒介。

    (三)心流理論

    教育元宇宙的三大特點(diǎn)之一就是沉浸性,心流理論對(duì)教育元宇宙起著關(guān)鍵作用。心流理論是由米哈里·契克森米哈賴(lài)等提出的,指人在全身心投入某件活動(dòng)事情中,不受周?chē)h(huán)境其他因素影響,深度參與其中并產(chǎn)生興奮感和充實(shí)感的心理狀態(tài),也稱(chēng)之為“心流體驗(yàn)”。研究發(fā)現(xiàn),要獲得“心流體驗(yàn)”,學(xué)習(xí)主體的角色十分重要。在虛擬游戲中,第一人稱(chēng)或角色扮演更能給玩家?guī)?lái)心流體驗(yàn)。因此,心流體驗(yàn)需要學(xué)生自由開(kāi)放參與到情境中,極大地提升學(xué)生的參與感和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)[5]。教育元宇宙通過(guò)虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合,創(chuàng)設(shè)各種情境,能更好地支持學(xué)生參與活動(dòng)進(jìn)入沉浸狀態(tài),獲得心流體驗(yàn)。

    綜上所述,教育元宇宙賦能的具身沉浸式育人教學(xué),適應(yīng)信息時(shí)代的發(fā)展,是教育的新方向。學(xué)校利用人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等信息技術(shù),構(gòu)建虛實(shí)融合、實(shí)時(shí)交互的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間,可以讓學(xué)生參與其中,獲得與現(xiàn)實(shí)情境相似的具身體驗(yàn),從而觸發(fā)其認(rèn)知形成,同時(shí)獲得沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

    三、教育元宇宙育人案例

    目前博物館、天文館等場(chǎng)所已經(jīng)將立體可交互的三維虛擬場(chǎng)景應(yīng)用于教學(xué)了,常見(jiàn)形式為,以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)提供虛擬場(chǎng)景,以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)提供感官體驗(yàn)。教育元宇宙在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也是很廣的,教師經(jīng)常通過(guò)VR創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生切身融入課文內(nèi)容的知識(shí)中去,產(chǎn)生共鳴,讓認(rèn)知在接近現(xiàn)實(shí)的情境中順其自然地產(chǎn)生。在小學(xué)安全教育中,消防、地震等安全教育是每學(xué)期必備的常規(guī)內(nèi)容,采取的教育方法多數(shù)是教師在班會(huì)課上演示圖片、視頻等,然后進(jìn)行安全疏散演習(xí)。在這過(guò)程中,學(xué)生雖然能學(xué)會(huì)基本的安全知識(shí),但是學(xué)生更多是以玩樂(lè)的心態(tài)進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí),提高對(duì)消防、地震等安全事故的警惕之心。學(xué)生面對(duì)真實(shí)事故就會(huì)慌張,容易忘記之前學(xué)的安全知識(shí)。筆者以教育元宇宙的VR創(chuàng)設(shè)虛擬火災(zāi)場(chǎng)景,讓學(xué)生跨越時(shí)空,接近真實(shí),感受火災(zāi)的情境。學(xué)生在仿真火災(zāi)場(chǎng)景中逃生,明白在火災(zāi)真的發(fā)生時(shí)如何正確快速逃生。

    (一)以虛融實(shí),感悟體驗(yàn)

    為了讓安全教育更真實(shí)、更有效,教師利用當(dāng)?shù)氐摹癡R/AR+教育”實(shí)驗(yàn)室,創(chuàng)設(shè)一般家庭或校園火災(zāi)情境,為了讓學(xué)生獲得沉浸體驗(yàn),為他們布置了從火災(zāi)中逃生的任務(wù)。在完成任務(wù)的過(guò)程中,有條件的學(xué)??梢耘浜峡纱┐髟O(shè)備進(jìn)行仿真教學(xué),讓學(xué)生在虛擬中感受到火災(zāi)時(shí)的溫度,多個(gè)身體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)參與到具身體驗(yàn)中。

    教師:大家好,又來(lái)到我們教育元宇宙實(shí)驗(yàn)室了。今天,我們要完成的任務(wù)是什么呢?事不宜遲,讓我們立刻跟著虛擬教師,一起開(kāi)始今天的學(xué)習(xí)吧。

    學(xué)生活動(dòng):戴上VR設(shè)備,進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)情境。在虛擬教師引導(dǎo)下,學(xué)生嘗試進(jìn)行消防逃生。

    虛擬教師:“你家里所在樓層發(fā)生火災(zāi),樓梯等都已經(jīng)濃煙彌漫。以下哪些行為是我們要做的?保命立刻沖出去;打電話(huà);關(guān)閉電閘;拿好貴重物品沖出去?!备鶕?jù)學(xué)生的選擇作答情況,虛擬教師給予反饋,讓學(xué)生明白火災(zāi)發(fā)生時(shí)候首先要打119報(bào)警并立刻關(guān)閉電閘。立刻沖出去的學(xué)生會(huì)因?yàn)殚T(mén)的溫度過(guò)高導(dǎo)致“受傷”,配合可穿戴設(shè)備讓學(xué)生感受到溫度的變化,注意控溫。

    虛擬教師:“以下物品或設(shè)備可以選擇進(jìn)行逃生,請(qǐng)選擇,點(diǎn)擊使用按鈕即可立刻使用。濕毛巾、電梯、滅火器?!边x擇毛巾的學(xué)生,可移動(dòng)到廚房等進(jìn)行濕潤(rùn),增大逃生概率,沒(méi)濕潤(rùn)的學(xué)生系統(tǒng)記住并扣分。選擇電梯的學(xué)生因?yàn)榛馂?zāi)電梯停電導(dǎo)致逃生失敗。選擇滅火器的學(xué)生在前方樓梯火災(zāi)中,在虛擬教師的提示下,正確使用滅火器順利“逃生”。如果學(xué)生使用滅火器沒(méi)對(duì)準(zhǔn)根部滅火,或者出現(xiàn)其他錯(cuò)誤,逃生也失敗。

    學(xué)生在通過(guò)一個(gè)個(gè)虛擬的障礙情境,通過(guò)選擇安全出口、正確的物品與設(shè)備,安全逃生。學(xué)生在逃生過(guò)程中如按響警鈴?fù)ㄖ藭?huì)得到系統(tǒng)的加分獎(jiǎng)勵(lì)。在VR虛擬情境中,學(xué)生的每個(gè)選擇、行為都被系統(tǒng)記錄,并進(jìn)行計(jì)分,教師可以在學(xué)生活動(dòng)完成后,進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

    教師:在剛剛的虛擬現(xiàn)實(shí)中,我們通過(guò)VR學(xué)習(xí)了火災(zāi)時(shí)如何安全快速逃生?,F(xiàn)在請(qǐng)觀看自己在完成任務(wù)中的評(píng)價(jià)與分析,做好總結(jié)。

    學(xué)生活動(dòng):根據(jù)系統(tǒng)的記錄和反饋,進(jìn)行評(píng)價(jià)總結(jié),掌握消防逃生的技巧,增強(qiáng)安全意識(shí)。

    教師開(kāi)展這一環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng),旨在通過(guò)元宇宙讓學(xué)生對(duì)消防逃生進(jìn)行體驗(yàn)。教師在教學(xué)中要把握虛擬情境的度,大部分學(xué)生此前僅通過(guò)視頻、圖片等感受過(guò)火災(zāi),并沒(méi)有體驗(yàn)過(guò),因此虛擬情境不能過(guò)于恐怖,以防對(duì)學(xué)生心理造成陰影。同時(shí),在學(xué)生完成任務(wù)后,教師要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行反思、總結(jié),提升學(xué)生的安全意識(shí)。這一環(huán)節(jié),學(xué)生參與教育元宇宙中的具身沉浸式活動(dòng),身臨其境地參與火災(zāi)逃生,同時(shí)VR可穿戴設(shè)備的應(yīng)用讓其感受到溫度的變化,逼真地感到火災(zāi)的嚴(yán)峻,警覺(jué)到在日常生活中要做到安全預(yù)防。學(xué)生“親身”參與逃生并近距離感受到火災(zāi)的無(wú)情,從體驗(yàn)中感受到生命無(wú)價(jià)。

    (二)虛實(shí)結(jié)合,提升內(nèi)化

    在學(xué)生經(jīng)歷教育元宇宙的具身沉浸式體驗(yàn)后,教師為學(xué)生提供消防器材的使用介紹,包括滅火器、毛巾等,讓學(xué)生在生活中能根據(jù)情況,正確使用器材逃生,從而成功達(dá)到育人目的。

    教師:剛剛在VR/AR中,大家都了解了火災(zāi)逃生要注意的事項(xiàng),知道在生活中如發(fā)生火災(zāi)如何正確使用滅火器,如何判斷火災(zāi)風(fēng)向進(jìn)行逃生了?,F(xiàn)在分組實(shí)際操作一下。

    學(xué)生活動(dòng):根據(jù)示范,學(xué)習(xí)消防技能,如正確使用滅火器等。

    教師開(kāi)展這一環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng),旨在讓學(xué)生從虛擬現(xiàn)實(shí)中過(guò)渡回現(xiàn)實(shí)生活中?,F(xiàn)在的學(xué)生大部分沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)火災(zāi),雖然知道從火災(zāi)中逃生要怎么操作,但是并沒(méi)有實(shí)際操作過(guò),讓他們動(dòng)手操作,親身體驗(yàn)?zāi)軌驇?lái)更持久的感官?zèng)_擊。在這一環(huán)節(jié)中,教師必須把控好氛圍,讓學(xué)生順利從元宇宙虛擬情境中過(guò)渡過(guò)來(lái)。教師結(jié)合學(xué)生在VR虛擬情境中的表現(xiàn)與評(píng)價(jià),讓學(xué)生從細(xì)節(jié)開(kāi)始落實(shí),明白逃生要沉著冷靜,要撥打119電話(huà)報(bào)警,切斷電源。很多學(xué)生忽略了切斷電源這一操作。為此,教師為學(xué)生科普物理知識(shí)——著火時(shí)線(xiàn)路電線(xiàn)絕緣層熔化了,正負(fù)線(xiàn)搭在一起短路容易產(chǎn)生新的火源,所以要先切斷電源。這樣,在安全教育的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科融合。如何根據(jù)火勢(shì)選擇正確的裝備與逃生方向?教師為每個(gè)小組的學(xué)生準(zhǔn)備了一套毛巾和滅火器,讓學(xué)生掌握正確捂鼻和使用滅火器的方法。在教育元宇宙中,學(xué)生已經(jīng)嘗試模擬使用滅火器,這時(shí)候虛實(shí)結(jié)合,再一次觸達(dá)學(xué)生內(nèi)心深處,使消防安全意識(shí)得到提升,使消防技能得到內(nèi)化。

    四、問(wèn)題與建議

    在教育元宇宙時(shí)代,政府、企業(yè)、學(xué)校都面臨挑戰(zhàn)與機(jī)遇。作為時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物,教育元宇宙在應(yīng)用過(guò)程中也存在著一些困難與隱患,需要重視和解決。

    (一)加強(qiáng)資源保障,縮小地域差異

    將教育元宇宙應(yīng)用到教育中,需要設(shè)備與資源的投入。然而,我國(guó)各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡,目前只有少數(shù)城市試點(diǎn)與推廣,如何讓教育元宇宙得到推廣,需要政府、企業(yè)等的大力支持。畢竟人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的開(kāi)發(fā)支持離不開(kāi)政府和企業(yè)的推動(dòng)。學(xué)校應(yīng)該看到信息時(shí)代的趨勢(shì)和要求,對(duì)教師開(kāi)展對(duì)應(yīng)的教育元宇宙教學(xué)實(shí)踐培訓(xùn)。教師要樹(shù)立終生學(xué)習(xí)的理念,不斷強(qiáng)化自我,提升自身水平,增強(qiáng)共情能力,適應(yīng)教育元宇宙的發(fā)展[6]。

    (二)避免沉迷虛擬,堅(jiān)守以虛補(bǔ)實(shí)的初心

    虛擬中感受現(xiàn)實(shí)——教育元宇宙是通過(guò)虛擬空間構(gòu)建真實(shí)的生活場(chǎng)景進(jìn)行教學(xué)的,為教育創(chuàng)造更多的途徑與機(jī)會(huì),讓學(xué)生能更直觀觀察或者動(dòng)手實(shí)踐學(xué)習(xí)中的各種現(xiàn)象與原理。教師正確運(yùn)用這種以虛補(bǔ)實(shí)的方法,是教育的進(jìn)步。但是小學(xué)生自控和自制能力相對(duì)較低。元宇宙技術(shù)除了在教育上光芒四射,在競(jìng)技娛樂(lè)中也是一個(gè)發(fā)光發(fā)亮的,部分成年人也會(huì)沉浸其中,所以應(yīng)用教育元宇宙技術(shù)一定要注意避免學(xué)生的成癮性。同時(shí),教師在虛虛實(shí)實(shí)中,要讓學(xué)生明白網(wǎng)絡(luò)上的行為也要承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任,避免造成道德倫理等的風(fēng)險(xiǎn)隱患。教育元宇宙是一把雙刃劍,教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)。

    (三)育人潤(rùn)于心,立德始于行

    育人為本,立德為先。新時(shí)代的小學(xué)生,在強(qiáng)大的祖國(guó)保護(hù)下,一些小學(xué)生對(duì)各種情感教育是浮于表面的。例如,2019年感人的電影《烈火英雄》上映,很多學(xué)校用來(lái)做安全教育的題材。雖然學(xué)生看了里面的場(chǎng)景后為之動(dòng)容,但是這個(gè)感動(dòng)僅僅是一瞬間的情感起伏。原因不單單是因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)親眼看過(guò)大連7·16油爆火災(zāi)的慘烈,甚至連一場(chǎng)消防事故造成的沉重后果都沒(méi)設(shè)想和體驗(yàn)過(guò),因此對(duì)其中的電影場(chǎng)景存在懷疑。有家長(zhǎng)帶子女看完《烈火英雄》出來(lái)時(shí),孩子就問(wèn):“媽媽?zhuān)@些是真人真事嗎?”對(duì)于小學(xué)生而言,育人如果僅僅通過(guò)口頭、圖片、視頻等宣教,效果收效甚微。教育元宇宙讓學(xué)生參與到虛擬現(xiàn)實(shí)中,讓育人不僅僅停留在被動(dòng)接受,而是主動(dòng)體驗(yàn),行動(dòng)起來(lái)。

    新技術(shù)的發(fā)展總會(huì)牽動(dòng)社會(huì)各界的關(guān)注,教育元宇宙作為新時(shí)代教育的璀璨新星,給教育會(huì)帶來(lái)更多的憧憬與挑戰(zhàn)。技術(shù)本無(wú)好壞,關(guān)鍵看如何應(yīng)用。無(wú)論教育如何發(fā)展,教師要不忘初心、砥礪前行。

    參考文獻(xiàn)

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    (作者系廣東省佛山市南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)聯(lián)安小學(xué)教師)

    責(zé)任編輯:林麗芳

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