科技賦能與跨界融合：元宇宙視域下數(shù)字教育產業(yè)的多元構建

陳康業(yè) 朱鑫雨 喬櫟婷 李丹 梁濱 夏林子

摘 要：在元宇宙的緣起與概念基礎上，本文提煉出元宇宙賦能數(shù)字教育虛實融合下的高度沉浸感、多元交互下的社會交往感與自由、開放的創(chuàng)造空間的三大核心特征，并從場景、資源與體系三個維度探究元宇宙的教育價值。基于IPA-KANO模型的數(shù)字教育滿意度研究，進一步分析當前數(shù)字教育產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀?；谇捌谡{研，從理論和技術互構視角分析元宇宙何以賦能數(shù)字教育，總結元宇宙對教育產生的影響。從培養(yǎng)目標、資源生態(tài)、學習方式與教學模式四個層面進行基于元宇宙視域下數(shù)字教育產業(yè)的多元構建。

關鍵詞：元宇宙;數(shù)字教育;沉浸式教學;多元交互

一、元宇宙賦能數(shù)字教育的時代背景

隨著“十四五”規(guī)劃提出“加快數(shù)字化發(fā)展，建設數(shù)字中國”的戰(zhàn)略方針，數(shù)字中國建設、智慧社會建設已上升為國家戰(zhàn)略。教育是推進數(shù)字化發(fā)展的重點領域，數(shù)字教育正在成為現(xiàn)代教育體系的重要組成部分，在突發(fā)公共衛(wèi)生事件造成線下教學停滯期間，數(shù)字教育成為國內外大部分課堂的重要展開形式。但現(xiàn)階段，數(shù)字教育還存在著一些問題，例如平面網頁所呈現(xiàn)的課堂形式單一、功能單調、難以調動學習積極性;人機交互方式簡單、空間阻隔、使得學生的課堂參與感不強;現(xiàn)有虛擬空間缺乏技能培養(yǎng)和進行實驗的環(huán)境等，對數(shù)字教育的產出內容和發(fā)展方向提出更高的要求。同時，面對科技革命，傳統(tǒng)以教師為中心的教育模式很難適應新時代對個性化人才的迫切需求，以學習者為中心的教育模式將逐漸得到認可[1]。對于造成這一系列問題的原因，劉革平認為當前基于Web2.0技術的數(shù)字教育已然步入發(fā)展的瓶頸期，二維網絡技術難以支撐起學生對沉浸式學習環(huán)境、自然人機交互方式和“面對面”社會性交互的需求，因此尋找下一個創(chuàng)新突變奇點推動數(shù)字教育轉型升級成為占領未來教育制高點的關鍵[2]。

2021年3月10日，美國沙盒游戲平臺羅布樂思（Roblox）作為第一個元宇宙概念股，成功登錄紐約證券交易所，元宇宙迅速引爆資本圈和科技圈[3]。同年10月，馬克·扎克伯格宣布，F(xiàn)acebook更名為“Meta”。由此，元宇宙概念逐漸成為熱點話題，作為互聯(lián)網的未來新形態(tài)，元宇宙已經進入大眾視野并引發(fā)社會各界的關注與探討，而從行業(yè)角度看，教育則被認為是元宇宙應用的主要場景之一[4]。近年來，以虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、數(shù)字孿生等新一代信息技術引領著未來教育發(fā)展的新方向，而作為統(tǒng)攝了5G、云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等智能技術的互聯(lián)網未來新形態(tài)，元宇宙能為學習者提供一個具有高沉浸、低延遲、多元化等特征的虛擬學習環(huán)境。本文通過搜集整理相關文獻與行業(yè)報告，分析元宇宙的概念、特征及其賦能數(shù)字教育的時代背景。同時采用定性分析和定量模型的方法，對數(shù)字教育發(fā)展現(xiàn)狀進行基于IPA-KANO模型的數(shù)字教育滿意度研究。由此探究元宇宙如何賦能數(shù)字教育，推動未來教育的進一步發(fā)展，總結元宇宙對于數(shù)字教育的影響，并提出元宇宙與數(shù)字教育產業(yè)跨界融合的構建設想。

二、元宇宙的概念、特征及教育價值

（一）元宇宙的緣起

元宇宙（Metaverse）并非一個全新的概念，這一術語最早出現(xiàn)在1992年，美國作家尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）在科幻小說《雪崩》（Snow Crash）中，生動描繪了人類通過數(shù)字替身（Avater），在平行于現(xiàn)實世界的虛擬世界中生活的場景。小說中假想出一個虛擬的城市，人們可以借助VR眼鏡，從現(xiàn)實中進入此地，然后在里面買地、建房、生活，相當于開啟了一段新人生，斯蒂芬森將此城命名為“元宇宙”。在《雪崩》的影響下，元宇宙的基本構想得到了科幻界的普遍認可，并在沿用這一基本構想的前提下，進一步發(fā)揮想象力，不斷對其架構與內容進行完善。例如科幻電影《黑客帝國》在元宇宙的架構下更加完善且詳細地描述了一個“缸中之腦”式的虛擬世界;斯皮爾伯格執(zhí)導的《頭號玩家》則構建出一個與現(xiàn)實形成強烈反差的烏托邦世界——綠洲（Oasis），讓人們以數(shù)字身份的形式完全沉浸式地去感知與感受;2003年，Linden Lab推出虛擬游戲Second Life，玩家在虛擬世界中通過可運動的虛擬化身互相交互，進行社交，并參加個人或集體活動，制造和相互交易虛擬財產和服務。如今，Second Life已經不再是一個單純的游戲，它目前在教育領域已經成為國外很多大學課堂的前沿虛擬課堂工具。2021年，伴隨著Roblox作為元宇宙概念第一股在紐交所上市，國內外如微軟、谷歌、騰訊和字節(jié)跳動等行業(yè)巨頭紛紛入局，2021年也因此被稱“元宇宙”元年。從元宇宙誕生至今，元宇宙的場景不斷細化、深化。理想中的元宇宙不再局限在娛樂、商業(yè)及社交等領域，其涉及范圍更可能是無限的，而這些系統(tǒng)相互形成了一個相對完整的社會[5]。

（二）元宇宙的概念

元宇宙的英文釋義“Metaverse”由“Meta”和“Verse”兩個詞根組成，其中“Meta”在希臘語中有超越之意，“Verse”則指“Universe”，意為宇宙、世界。這象征著元宇宙是一種超越現(xiàn)實且擁有更高維度的新型世界。然而，關于元宇宙定義，社會各界眾說紛紜、莫衷一是，目前還沒有一個明確的說法。清華大學新媒體研究中心發(fā)布的《2020—2021年元宇宙發(fā)展研究報告》中認為元宇宙是整合多種新技術而產生的新型虛實相融的互聯(lián)網應用和社會形態(tài)，它基于擴展現(xiàn)實技術提供沉浸式體驗，基于數(shù)字孿生技術生成現(xiàn)實世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術搭建經濟系統(tǒng)，使虛擬世界與現(xiàn)實世界在經濟系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，并且允許每個用戶進行內容生產和世界編輯[6];Wikipedia認為元宇宙是通過虛擬增強的物理現(xiàn)實，呈現(xiàn)收斂性和物理持久性特征的，基于未來互聯(lián)網的，具有連接感知和共享特征的3D虛擬空間[7];Luke Shabro認為，元宇宙是一個模糊的、數(shù)字混合的現(xiàn)實，具有不可替代和無限的項目和角色，不受傳統(tǒng)物理的限制和約束[8];經濟學家朱嘉明認為元宇宙是一個平行于現(xiàn)實世界又獨立于現(xiàn)實世界的虛擬空間，是映射現(xiàn)實世界的在線虛擬世界，是越來越真實的數(shù)字虛擬世界[9]。簡單來說，元宇宙不僅是融合了擴展現(xiàn)實、數(shù)字孿生和區(qū)塊鏈等一眾信息技術的互聯(lián)網新形態(tài)，更是人類未來進行社交、教育和交易等社會活動的虛擬場域。在元宇宙場域中，虛擬世界不僅在現(xiàn)實世界的基礎上進行模擬與創(chuàng)新，形成現(xiàn)實世界的拓展與延伸，為人們的想象力和創(chuàng)造力提供發(fā)展空間，還能進一步反哺于現(xiàn)實世界，推動著現(xiàn)實世界發(fā)展，不斷消解著虛擬與現(xiàn)實的邊界，并通過技術手段豐富人的感官體驗，讓人們在虛擬世界中人機交互的體驗達到甚至超出現(xiàn)實世界中人人交互的感受。例如，美國流行音樂歌手Travis Scott在游戲《堡壘之夜》（Fortnite）中舉辦了一場虛擬演唱會，讓全球1230萬游戲玩家成為虛擬演唱會觀眾;全球頂級AI學術會議（ACAI）則在游戲《動物森友會》（Animal Crossing Society）上舉辦研討會進行學術交流。但不可否認的是，現(xiàn)在的元宇宙仍然處于一個不夠成熟的、有待發(fā)展的階段，需要相關信息科技的進一步開發(fā)與應用，以及越來越多的參與者加入元宇宙建設中來，從而不斷豐富和深化元宇宙的意蘊，進而推動人類社會走進一個更加完整的虛擬場域，實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

（三）元宇宙的特征

Roblox公司首席執(zhí)行官Baszucki認為“元宇宙”具有八大基本特征：身份（Identity）、朋友（Friend）、沉浸感（Immersive）、低延遲（Low Friction）、多元化（Variety）、隨地（Anywhere）、經濟系統(tǒng)（Economy）和文明（Civility）[10]。由于元宇宙賦能數(shù)字教育屬于一個全新的領域，尚不具備科技產業(yè)界所描述的眾多特征，故本文不對其全部特征進行逐一分析，而著重聚焦于元宇宙與數(shù)字教育緊密結合的三大核心特征。

1. 虛實融合下的高度沉浸感

元宇宙通過整合先進的數(shù)字科技來構建既依托于又獨立于現(xiàn)實世界的“數(shù)字孿生”世界，其中既有來自物理世界的數(shù)字化復制品，也不乏獨立存在于虛擬世界的創(chuàng)造品，并通過VR眼鏡、體感模擬器和腦機接口等產品給人以強烈的感官體驗，使人虛實難辨。在數(shù)字教育領域中，也同樣如此，元宇宙能以低延遲和高擬真感為學習者提供一個鏡像翻轉的物理世界，學習者以“虛擬化身”的形態(tài)表征，構建出“共同在場”的虛擬學習環(huán)境，營造出“心流狀態(tài)”的互動方式[11]，這不僅能與學習者線下的學習習慣相適配，還能彌補基于Web2.0的數(shù)字教育方式所帶來的情感缺失，消除師生、生生之間的距離感，提升交互質量，從而促使學習者不斷進行沉浸式學習。

2. 多元交互下的社會交往感

元宇宙的特征對于內容創(chuàng)作、提供內容平臺、創(chuàng)作者激勵以及去中心化等都提出了極高的要求。與依賴PGC（Professionally-generated Content，即“專業(yè)生產內容”）的產品內容創(chuàng)作方式不同，作為元宇宙的驅動核心，“用戶創(chuàng)造價值”決定了元宇宙對于UGC（User-generated Content，即“用戶生產內容”）的依賴，只有通過UGC才能建立起既相對獨立又與現(xiàn)實世界相互交織的數(shù)字未來。因此，在元宇宙與數(shù)字教育跨界融合的虛擬場域中，學習環(huán)境并不是一成不變的。在這里，傳統(tǒng)以教師為中心的教育模式不再存在，取而代之的是師生以數(shù)字身份共同承擔起對其學習環(huán)境進行建模和修改的責任，從而促進學習者與學習環(huán)境、學習資源之間的多元交互，這便是典型的UGC。蔡蘇認為，教育元宇宙的交互性，為不同階段、不同學科、不同層次、不同領域的教育打開了另一扇門，為這些形式各異的教育活動注入新的靈感[12]。可以想象的是，倘若一名伊斯坦布爾城市文化的研究者，在整合浩如煙海的相關文獻資料之余，亦能在虛擬場域中從博斯普魯斯海峽兩岸的汽笛聲，到藍色清真寺里虔誠的禱告聲，從大巴扎中商人小販熱鬧的熙熙攘攘，到托普卡帕皇宮里一如既往的金碧輝煌，去感受屬于這座老城的世事變遷與亙古不變。

3. 自由、開放的創(chuàng)造空間

Radoff認為元宇宙的愿景是打造一個極度真實的虛擬宇宙。宇宙的本質是持續(xù)擴張，從有序到無序的熵增過程，對內容的體量、內容之間的交互以及持續(xù)的內容再生，都有著根本性的需求[13]。同時，基于元宇宙去中心化的特征，這里并不存在中心化管理機構為虛擬空間制定相應的規(guī)則，而是由所有用戶共同定義他們所處的環(huán)境與規(guī)則，相當于一個人人共治的數(shù)字虛擬社區(qū)。因此，用戶可以充分發(fā)揮想象力，自由地進行活動、創(chuàng)造與交流，并以此來實現(xiàn)自我價值，獲得滿足感。而在元宇宙與數(shù)字教育跨界融合的虛擬場域中，當“自由”“滿足”“自我價值”等因素同時存在時，學習者在學習中很容易從這種高度沉浸的狀態(tài)獲得心流體驗，并將復雜的思維具象化，將抽象的知識以具體化的方式呈現(xiàn)在眼前。

（四）元宇宙的教育價值

目前，國內外大多數(shù)有關元宇宙的產品和技術的布局主要集中在電子游戲和社交領域，因為資本方能在這兩個領域更快地獲得更多的利潤。但如果僅將元宇宙視為未來電子娛樂的一種，則是相對片面化的解讀，元宇宙與數(shù)字教育的跨界融合同樣蘊含著巨大的潛力。元宇宙的教育價值何以體現(xiàn)？本文通過對國內外元宇宙賦能數(shù)字教育研究的詞頻分析，生成相關詞云圖（如圖1）?？梢缘贸?，元宇宙能夠從三個維度賦能數(shù)字教育。第一，場景賦能。作為物理世界的延伸與拓展，元宇宙能夠拓寬傳統(tǒng)學習的空間維度，打造低延遲、高沉浸的虛擬學習場域;第二，資源賦能。一體化平臺為學習者提供多領域、多層次、多元化的學習資源，并促進學習者共同參與學習資源的共建共享，編織新時代數(shù)字化學習資源建設的未來圖景;第三，體系賦能。元宇宙能推動構建高質量學習體系，促進未來教育產業(yè)的智能化升級，催生新的教學理念與教育模式，培養(yǎng)新時代所需要的個性化人才。如今，國內外部分高校已經逐漸讓元宇宙走入校園。2020年，受疫情影響，加州大學伯克利分校在游戲“我的世界”中舉辦線上畢業(yè)典禮，其中不僅打造出虛擬還原的伯克利校園，教師、學生也有著各自的虛擬形象。2021年，中國傳媒大學動畫與數(shù)字藝術學院也同樣選擇在“我的世界”舉辦線上畢業(yè)典禮，依托元宇宙平臺，讓畢業(yè)生在游戲中穿學士服走紅毯。

三、基于IPA-KANO模型的數(shù)字教育滿意度研究

本文運用扎根分析，對數(shù)字教育的發(fā)展現(xiàn)狀進行基于IPA-KANO模型的數(shù)字教育發(fā)展?jié)M意度研究。一方面基于訪談法，選取一定量的樣本作為訪談對象，并對訪談內容進行記錄，再利用NVivo進行數(shù)據(jù)可視化分析，提煉用戶進行數(shù)字教育行為的主要因素;另一方面基于問卷調查法，對進行過一定程度數(shù)字教育行為的受眾展開調研，收集相關實證數(shù)據(jù)，并利用受眾反饋的問卷數(shù)據(jù)，結合KANO模型與IPA分析法，構建滿意度因素模型。通過模型分析當今數(shù)字教育產業(yè)存在的不足。

（一）確定訪談對象

目前，數(shù)字教育已經逐漸成為當代大學生不可或缺的學習方式之一，作為數(shù)字教育產品最直接和普遍的用戶，大學生群體對其有著直觀、深刻的感受與看法，因而本次訪談將面向大學生群體采取抽樣調查。最終訪談37位學生，均為在校本科生，均有三年以上使用數(shù)字教育產品的經歷，且對數(shù)字教育具有一定的理解。

（二）訪談結果

利用NVivo對訪談記錄進行數(shù)據(jù)可視化分析，最終確定影響數(shù)字教育滿意度的因素包括5類：課程體系、師資力量、交互討論、教輔資源、互聯(lián)網技術，并對5個類別所涉及的11個主要因素進行編碼，1至11分別為“課程內容充實豐富、課程時長安排合理、課程內容需要付費、教師授課能夠聯(lián)系實際、授課教師來自知名高校、課后習題和?？碱}提供講解、課程學習進度與課程信息及時提醒、教師能夠及時答疑解惑、能夠與其他同學交互討論、平臺操作流暢且不卡頓、移動終端數(shù)據(jù)支持同步”。

（三）問卷設計、回收及數(shù)據(jù)整理

根據(jù)上述11個要素，結合KANO模型設計調查問卷，面向數(shù)字教育受眾進行問卷調查。共回收問卷326份，剔除填寫時間過短、選項重復率過高的無效問卷后，最終得到有效問卷288份。

（四）KANO模型及問卷結果分析

KANO模型是一種以分析用戶需求對用戶滿意的影響為基礎，體現(xiàn)產品性能和用戶滿意之間非線性關系的工具。根據(jù)不同類型的需求與用戶滿意度之間的關系，將影響用戶滿意度的因素分為五類，分別為：基本質量要素（M）、期望質量要素（O）、魅力質量要素（A）、無差異質量要素（I）和反向質量要素（R）（見表1）。

對問卷調查數(shù)據(jù)進行進一步整理，并依據(jù)KANO模型評價表對數(shù)據(jù)進行質量要素分類，并計算出每一因素的Better-Worse系數(shù)，如表2所示?？梢钥闯觯幋a1、4、5、7、9被歸納為魅力質量要素（A），產業(yè)布局應在滿足必備質量要素的基礎上，加大對此類要素的投入，以此來獲得學習者的青睞;編碼6被歸納為產業(yè)發(fā)展的必備質量要素（M），此類要素是滿足學習者需求的基本要素，倘若不滿足則會使學習者流失，所以應當優(yōu)先考慮;編碼8、10、11屬于期望質量要素（O），具備此類要素有助于推動產業(yè)發(fā)展，反之則阻礙產業(yè)發(fā)展;編碼3屬于反向質量要素;編碼2屬于無差異質量要素（I）。在Better-Worse分析法中，Better通常為正，代表如果具備某種功能屬性，用戶滿意度會提升;正值越大，代表用戶滿意度提升的影響效果越強。Worse通常為負，代表如果不具備某種功能屬性，用戶的滿意度會降低;負值越小，代表滿意度降低的影響效果越強[14]。因此，Better-Worse系數(shù)對于不同功能屬性的優(yōu)先評級、產業(yè)發(fā)展布局具有一定的參考意義。

（五）IPA分析

為明確數(shù)字教育產業(yè)發(fā)展的提升策略，本文進一步構建IPA矩陣對其主要因素進行分析，依據(jù)問卷調查收集到的數(shù)據(jù)進行賦分，得到數(shù)字教育受眾對產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的感知評價，即滿意度和重要性指標。將滿意度指標列為橫軸，重要性指標列為縱軸，以兩種指標各自的平均值作為X-Y軸的分割線，將空間劃分為4個象限，構建IPA矩陣，原點為（2.5，2.6），如圖2所示。

第一象限為用戶對產業(yè)要素滿意度和重要性評價高的象限?？梢钥吹接脩魧?（課程內容充實豐富）、2（課程時長安排合理）、6（課后習題和?？碱}提供講解）的滿意度與重要性評價均高于平均水平。這與當前基于Web2.0技術的數(shù)字教育產業(yè)的特點相一致，平臺、設備與功能等條件難以進一步突破，因此學科體系得以不斷完善，學科內容不斷豐富，從而獲得用戶的認可。同時，這些要素也是滿足用戶學習的基本要素，在未來產業(yè)布局中需要保持或進一步發(fā)展。

第二象限為用戶對產業(yè)要素重要性評價高但滿意度低的象限。這一象限包括4（教師授課能夠聯(lián)系實際）、8（教師能夠及時答疑解惑）、9（能夠與其他同學交互討論）、10（平臺操作流暢且不卡頓）。這說明現(xiàn)階段的數(shù)字教育產業(yè)，仍存在著師生、生生間交互困難，平臺承載量不足等問題，同時這也是制約產業(yè)發(fā)展的主要因素，亟需結合新型信息技術進行賦能，提升用戶滿意度，促使其向第一象限轉化。

第三象限為用戶對產業(yè)要素滿意度和重要性評價低的象限?？梢钥吹接脩魧?（課程內容需要付費）、11（移動終端數(shù)據(jù)支持同步）的滿意度與重要性評價均低于平均水平。在知識付費時代，為購買課程付費無可厚非，但滿意度較低則反映當前課程價格較高且選擇較少，需要更多課程內容的產出來豐富學習者的選擇。移動終端數(shù)據(jù)支持同步雖然處于產業(yè)發(fā)展中的較低價值區(qū)，但基于學習者而言，這些要素仍能為學習者形成良好的學習習慣、擁有較好的數(shù)字教育體驗等帶來不小的幫助。因此，在今后的產業(yè)發(fā)展中，這些要素仍是產品開發(fā)者需要重點關注的對象，加以改進，逐漸改變學習者的慣常認知。

第四象限為用戶對產業(yè)要素滿意度高但重要性評價低的象限。這一象限包括5（授課教師來自知名高校）、7（課程學習進度與課程信息及時提醒）。滿意度高從側面反映了現(xiàn)階段的數(shù)字教育產業(yè)中，課程質量相對較高、課后服務相對完善且課程體系的構建者多為知名高校教師，有著較高的知識水平，是典型的PGC產業(yè);重要性評價低則反映了并非所有用戶的需求都面向高等教育，用戶需要更加平權、普遍的課程內容，而這則需要用戶生產內容來驅動，促使產業(yè)屬性從PGC向UGC轉化。

四、元宇宙何以賦能數(shù)字教育

（一）基于在線教育理論分析

1. 具身認知理論

具身認知是心理學中的新興研究領域之一，其強調身體與心理的統(tǒng)一，反對笛卡爾的離身認知理論——身心二元論。在教育領域中，具身認知強調具有感知的身體認知過程、身體與環(huán)境的充分具身交互，并由此來尋找合適的學習方式。在元宇宙賦能數(shù)字教育的虛擬場域中，學習者能置身于更為廣闊的社會文化環(huán)境中，提高了學習者對環(huán)境、社會的認知效率，增強身臨其境的感知，充分調動身體系統(tǒng)去感知世界、與環(huán)境相融合，更好地實現(xiàn)具身交互。

2. 心流理論

“心流理論”（Flow）是由Mihaly提出，用于描述人全身心地投入某種活動時，不受周圍環(huán)境其他因素影響，注意力高度集中于當前活動，并達到一種極致愉悅的心理狀態(tài)[15]。在Flow狀態(tài)下，學習者的學習動機不僅得以滿足，還能大大提升其參與感、沉浸感，從而促使學習者尋找到自身價值的同時培養(yǎng)求知熱情，將學習當作一次美好的旅行。值得注意的是，“任務難度”與“個人技能”是學習者能否進入Flow狀態(tài)的兩大因素。當難度大于技能時，學習者容易產生焦慮;當難度小于技能時，學習者則會感到懈怠;只有當兩因素趨于平衡時，心流體驗才可能發(fā)生?？梢?，心流理論所描述出的Flow狀態(tài)，與元宇宙賦能數(shù)字教育下的虛擬場域構建與學習模式設計不謀而合，具有實踐意義。

3. 情境認知理論。

情境認知理論注重有意義學習，認為知識應當向真實生活情境轉化，運用到社會實踐中，從而實現(xiàn)自身價值。情境認知理論關注知識、認知與學習，并強調實踐性，它認為人的認知不是抽象的，而是在知識與社會具體情境的聯(lián)系中發(fā)展起來的。元宇宙則能為學習者的課堂知識轉化、實際技能鍛煉提供具體的模擬情境，并在情境中添設相關問題，培養(yǎng)學習者解決實際問題的能力。例如，韓國教育科技公司Hodoo Labs推出的Hodoo English打造了一個以英語學習為目標的虛擬世界，學習者可以在5個大陸、30多個家鄉(xiāng)村莊中游歷，通過與NPC的對話實現(xiàn)交互式、沉浸式的英語學習。

（二）基于新型信息技術分析

1. 5G技術

元宇宙賦能數(shù)字教育，需要速率高、延遲低、高連接的網絡服務環(huán)境來支持虛擬學習環(huán)境的運行。5G的傳輸速度能夠達到4G LTE的十倍之高，這意味著5G技術能夠突破網絡傳輸限制，保證有著流暢的網絡環(huán)境，讓更多的學習者接入元宇宙虛擬學習環(huán)境。因此，元宇宙在線教育能夠利用5G網絡環(huán)境，突破智能技術融合賦能的通信屏障，構建萬物互聯(lián)的數(shù)字教育應用體系。

2. 云計算和大數(shù)據(jù)技術

云計算和大數(shù)據(jù)技術可以集合世界范圍內的計算能力，采集世界范圍內的物化數(shù)據(jù)，創(chuàng)建一個可觀察、可計算、可預測的數(shù)據(jù)化世界[16]，在整個元宇宙虛擬學習環(huán)境的龐大架構下，可以使用云計算和大數(shù)據(jù)技術，對教育資源進行整合，進行篩選分類，將資源上線到云平臺，從而構建一個交互共享的數(shù)字教育環(huán)境，實現(xiàn)用戶資源對接，提供精準化數(shù)字教育服務。

3. 虛擬現(xiàn)實技術

元宇宙賦能數(shù)字教育，需要提供給學習者沉浸式感官的虛擬學習環(huán)境。利用虛擬現(xiàn)實技術，可以實時生成一系列真實的聲音、圖像、感知等信息，提供學習者最真實的虛擬學習環(huán)境，從而真正提供交互式、沉浸式、想象式的在線學習服務。同時，虛擬感官設備也能給予虛擬學習環(huán)境中的學習者不同的學習感受。因此，參與者可實現(xiàn)與虛擬環(huán)境間的交互，有更多沉浸感，在體驗與真實世界相似感覺的同時，使參與者具有更多想象性，變被動學習為主動學習，將理性認知與感性認知深度融合[17]。

4. 人工智能技術

人工智能技術作為主要支撐的智能教學系統(tǒng)，在元宇宙虛擬學習環(huán)境中，能夠幫助學習者獲取知識、學習技能?，F(xiàn)階段，數(shù)字教育可以利用人工虛擬技術整合收集高級教師的教學成果，并且進行科學性、針對性的分析和判斷，對于不同的學習者提供具有針對性的學習資源，以及有效的、全面的學習服務，做到因材施教。

5. 區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈是按時間順序排列的數(shù)據(jù)塊式結構，具有分散性、可靠性、數(shù)據(jù)共享、安全性等特點[18]。基于以上特點，區(qū)塊鏈能夠保證數(shù)字教育中所產生的底層數(shù)據(jù)信息的保密性、安全性和可追溯性，能夠充分支持數(shù)字教育認證系統(tǒng)的運行，有助于安全、完整、公開透明的知識成果共享和認證，確保數(shù)字教育應用生態(tài)體系的正常運轉。

（三）元宇宙對教育產生的影響

改革創(chuàng)新必然是使教育走向更新穎、更便捷、更廣泛、高效率，而元宇宙的應用就是關鍵。在科技革命的進程中，傳統(tǒng)以教師、學校為中心的教育模式難以適應新時代對個性化科技人才的需求，以學習者為中心的教育模式得到認可并迅速發(fā)展?；谇拔膹睦碚摶A和技術架構兩個視角分析元宇宙何以賦能數(shù)字教育的基礎，此處將從微觀、宏觀兩個層面總結元宇宙對教育的影響。

1. 微觀層面

（1）學習者的學習興趣增強。在傳統(tǒng)學習中，部分課堂因相關器材短缺，缺乏實驗條件，教師往往只能照本宣科，導致課堂枯燥無味且效率不高，而元宇宙則可為實驗操作提供虛擬場域，提高學生學習興趣，使書本知識具有吸引力，讓學習變得更加生動有趣。真實的在線體驗感，促使學習者積極地進行自主探究、合作探索和認知整合，增強學習者情感表達、開放溝通和團結協(xié)作的能力。

（2）學習者沉浸式學習體驗真切。元宇宙通過建立現(xiàn)實與虛擬世界的聯(lián)系，使學習者擁有獨立的學習空間，當學習者完全沉浸到虛擬世界時，現(xiàn)實世界并不會對其產生絲毫的影響，能夠支持在線教育的學習活動、學習任務，使學習者學習效率、學習深度大大提高。

（3）學習的交互過程更加深切。元宇宙的賦能，提高了學習者對環(huán)境、社會的認知效率，增強身臨其境的感知，充分調動身體去感知世界、與環(huán)境相融合，更好地實現(xiàn)具身交互。

（4）教師與學生間角色發(fā)生變化。在元宇宙時代，教學模式將轉變?yōu)椤耙詫W習者為中心”，注重學習者的學習興趣、積極性和主動性，突出學習者的學習主體地位。教師將在學習過程中更多地起到督促和輔助的作用。在未來，元宇宙還可能會給教師帶來新挑戰(zhàn)，職業(yè)身份面臨轉型，不斷衍生出新的職業(yè)形態(tài)。

（5）教育資源更加豐富、有效。如今，大量的信息通過互聯(lián)網來傳播，極大地方便了網絡用戶。元宇宙可以在虛擬世界中保留下紙質書籍的實體感，又實現(xiàn)資源的豐富化和共享性。元宇宙可以智能供給資源，并且讓學習者深處資源之中，從而達到資源服務與學習者認知的智能耦合。實現(xiàn)“所思有所得”，達到虛擬世界與現(xiàn)實世界的完美銜接。

2. 宏觀層面

（1）促進教育產業(yè)的革新與發(fā)展。元宇宙的應用必然帶動資本市場的發(fā)展，在教育方面元宇宙的融合會推動更多產業(yè)鏈的發(fā)展。元宇宙賦能數(shù)字教育為產業(yè)端培養(yǎng)和輸送熟悉前沿科技趨勢、具有相關技能和素養(yǎng)的知識人才。同時，有效推動我國教育新基建的落實，為優(yōu)質教育惠及全體國民打下堅實基礎。

（2）促進數(shù)字教育的創(chuàng)新發(fā)展。元宇宙教育將促進以教師為中心、教學場地受限、教學資源短缺的教學模式向以學生為中心、教學場地自由、教學資源豐富的教學模式轉變。在這種模式下，教師將創(chuàng)新改善自己特有的教學方式，同時，也有助于個性化人才的培養(yǎng)。在社會需求的刺激下，不斷會推出可在虛擬世界教學的軟件或工具，促使數(shù)字教育進入新的階段。

（3）促進教育公平?；趨^(qū)塊鏈技術的教育資源體系的有效構建與合理使用，有助于消除一直以來我國在教育上的痛點，即消除教育鴻溝，促進教學資源的空間分布不均等問題的有效解決，讓優(yōu)質教育惠及每個家庭，以教育公平促進社會公平正義。

五、元宇宙視域下數(shù)字教育產業(yè)的多元構建

元宇宙的數(shù)字教育將引領人們走進場景學習、資源無限與沉浸交互相統(tǒng)一的產業(yè)發(fā)展新階段，這不僅打破了二維網絡技術主導下數(shù)字教育的發(fā)展瓶頸，促進人工智能與視覺沉浸的深度融合，提升學習者的課堂參與度，還推動了培養(yǎng)目標、資源生態(tài)、學習方式與教學模式的創(chuàng)新發(fā)展。

（一）培養(yǎng)目標：適應新時代的智慧型人才

一方面，元宇宙的構建、運行和維護涉及大量自然科學技術的支持，因而需要大量專業(yè)技術人員。未來數(shù)字教育需要主動承擔培養(yǎng)智慧型人才的重任，不斷完善相關課程內容體系，探索智慧型人才培養(yǎng)模式。另一方面，元宇宙通過統(tǒng)攝VR、AR和數(shù)字孿生等技術賦能數(shù)字教育，構建具體的知識學習情境，讓學習者能夠具身的體會完整學習過程，掌握學習的各個階段，深化其對整體知識結構的認知。同時，教師在教學中多充當著引導思考、方案評估的角色，發(fā)揮著輔助學習的功能，有助于充分調動學習者的主觀能動性，培養(yǎng)獨立思考的能力。最終達到讓學習者學習必要的知識和課程，掌握必要的技能，全面提高素質和修養(yǎng)的目的，成為適應新時代的智慧型人才。

（二）資源生態(tài)：師生共建，良性互動

從表2對調研的分析結果可以看出，在學習者對當前影響數(shù)字教育發(fā)展要素的滿意度和重要性評價中，課程內容充實豐富、課程時長安排合理、課后習題和?？碱}提供講解三個要素均高于平均水平，而課程內容需要付費、教師能夠及時答疑解惑兩個因素的滿意度均低于平均水平，這說明當前數(shù)字教育產業(yè)的課程體系建設相對完善，但同時也存在不足之處。在課程資源設計中，教師作為開發(fā)個體難免存在局限性，而二維網絡帶來的空間阻隔感使學習者往往只能對知識進行被動消化，難以將主觀意志有效地傳達到授課教師，進行商討互動，這就容易造成產品更新周期變長且不足之處難以反饋并得以改進等影響。元宇宙則提供了一個解決方案，教師與學生能在虛擬場域中，以數(shù)字化形象，共同參與學習資源的制作，成為教學活動的起點，再貫穿于教學活動的始終。并能通過評價反饋機制，對下一次的教學內容進行評估改進，在不斷地學習與開發(fā)中，逐漸找到適合自身的個性化學習或教學策略，形成良性互動。

（三）學習方式：具身交互，仿真模擬

調查問卷數(shù)據(jù)反映，學習者對當前數(shù)字教育中的教師授課能夠聯(lián)系實際、教師能夠及時答疑解惑、能夠與其他同學交互討論、平臺操作流暢且不卡頓四個要素的滿意度均低于平均水平，而重要性評價高于平均水平，這說明，目前數(shù)字教學在交互、情感、平臺和主動性等方面難以取得實質性突破。而元宇宙賦能數(shù)字教育為解決上述難題提供了可能方案。以元宇宙在教育中的應用場景為例，不同地域的學習者能夠通過登錄元宇宙平臺，以各自獨特的虛擬化身進入同一空間進行學習，在平臺規(guī)則的允許下塑造多元學習場景，與同學實現(xiàn)零距離合作探究、資源共享和具身交互，以低延遲、高沉浸的場景促使學習者進入“心流狀態(tài)”。而針對實驗操作類課程，無論是自然科學實驗，或是社會科學實驗，元宇宙都能夠依據(jù)教學目標設定具體的學習情境，利用數(shù)字孿生和全息投影技術對顯示參照物進行仿真模擬，讓進行自然科學實驗的學習者觀測具體反應而不失科學性，熟悉操作流程而不失真實感的同時規(guī)避風險，進行社會科學實驗的學習者能以低成本、高效率的方式獲取實驗數(shù)據(jù)。

（四）教學模式：多元參與，綜合培養(yǎng)

在傳統(tǒng)課堂和網絡課堂中，基于師生各自明確的課堂角色，師與生、教與學往往是一種二元對立的關系，教師全權統(tǒng)籌對學生的教學管理、知識傳授。誠然，學校教育、教師管理仍然是學生培養(yǎng)中最重要的一環(huán)，但如今社會教育、家庭教育同樣對學生的個人素養(yǎng)有著舉足輕重的影響力。因此，未來教育推進應當各方形成合力。元宇宙強大的技術支持與溝通、評價和交互機制則能打破傳統(tǒng)的教育模式，不僅能夠消解傳統(tǒng)教學中師生二元對立的關系，還能建立起學校、社會和家庭等多方的協(xié)同參與機制，充分發(fā)揮學校教育對學生發(fā)展的決定性作用，輔之以必要的社會活動和家庭引導，凝聚多方力量，催生“多元參與，綜合培養(yǎng)”的新一代“元宇宙+數(shù)字教育”模式。引導科技賦能與跨界融合、構建更加包容的數(shù)字生態(tài)環(huán)境，助力實現(xiàn)更加公平、開放、負責任和可持續(xù)發(fā)展的未來世界。

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