元宇宙在中小学教育中如何应用

以虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等为代表的新兴技术引领了未来教育的新方向。整合了人工智能、区块链以及数字孪生等新兴技术的元宇宙为学习者提供了一个更加丰富多元的学习场景，必将深刻影响未来的中小学教育。

# 01

什么是元宇宙

狭义的理解，元宇宙是利用虚拟现实（VR）技术构建的虚拟世界。广义的理解，元宇宙被认为是下一代的社会联系方式。即人们在一个被创造的世界里，基于创造者定义的规则进行“生活”。

元宇宙可以是完全虚拟的，也可以是部分虚拟的，它可以是像虚拟现实（VR）系统那样的完全虚拟世界，或者像在现实环境中使用增强现实（AR）那样的部分虚拟世界。在元宇宙中，人们可以参与社会活动，比如讨论问题、玩游戏、学习和生活。

元宇宙的框架

从上图的框架可以看出，元宇宙可以包含AR或VR元素以及其他必需元素，所以，所以仅通过VR训练系统学习的学生不能被认为是教育中的元宇宙。

# 02

人工智能视角下

元宇宙在教育中的作用

教育被认为是元宇宙的主要应用场景，在护理和保健教育、科学教育、技能培训以及语言学习等领域具有巨大的潜力。由于元宇宙的特点，教育中的元宇宙与传统的基于VR或AR的教育有所不同。例如，对于EFL（英语作为外语）的语言学习课程，从元宇宙的角度看，语言学习的目的不仅仅是一门课程或一种学习活动，而是让英语学习者拥有另一种生活，一个使用英语工作、学习、社交和娱乐的生活环境，就像他们是英语母语者一样。因此，VR和元宇宙的学习体验是完全不同的。

另一个例子是Webel等人使用AR技术培养学生的技能。在基于AR的训练模式中，学习者只需要在一个短期（60分钟）的活动中得到AR的支持，完成一项特定的技能练习。相比之下，从元宇宙的角度来看，这可以做得更好。例如，如果学习者是专业培训机构的职前培训生，他们可以在NPC教师的指导下参加正式的培训项目，比如在3个月里以体验真实的培训过程，而不是远离实际培训情况的短期活动。

因此，从人工智能的角度来看，元宇宙在教育中有多种作用，即提供一个真实的世界，使学习者能够与智能NPC导师、同伴和学生以及其他人类学习者一起“学习”。

综上所述，元宇宙与当前VR或AR在教育领域应用的最大区别在于体验时间和AI技术。元宇宙旨在提供一种真实的生活，这意味着其中的体验通常不能暂停或重新开始。我们可以想象元宇宙中的NPC角色在与用户互动后可以“学习”，并随着时间轴“成长”。元宇宙中的NPC角色在遇到个体用户后，能够记住他们在元宇宙中的对话和行为。

从教育的角度来看，人工智能在元宇宙中的作用非常重要，除了支持元宇宙中的仲裁、模拟和决策的角色外，AI在提供教育服务方面还有三种角色。

# 03

元宇宙在中小学教育中的潜在应用

元宇宙在中小学教育中有各种潜在的应用，让学习者有更多机会在新世界中体验、探索、学习以及与人互动。学习者甚至可以在现实世界中无法体验的环境中学习或练习。

例如，中小学生可能没有机会在危险的灾难现场练习避难逃生的技能。在不丧失一般性的情况下，元宇宙在中小学教育中应用的几个路径如下。

# 04

元宇宙在中小学教育中应用的尝试

新冠肺炎疫情让Dallas Hybrid Prep学校暂停了面对面教学，于是它借助STEMuli元宇宙平台开展在线教学。STEMuli是一个基于3D引擎的游戏平台，可以为K-12的科学、数学和语言等课程设置3D学习环境。学生可以通过虚拟学习和指导来发展他们的潜力。学生使用他们的笔记本计算机或平板计算机访问STEMuli元宇宙平台。

他们在这个虚拟世界中，可以看到所有同学的化身。元宇宙以达拉斯为基础，学生会看到美国航空中心和达拉斯天际线的不同部分。在等待上课的同时，学生们可以驾驶汽车环游世界或玩游戏。然后，教师在他们一侧的平台上开始上课，平台立即将学生带入虚拟教室进行教学。

尽管实施起来存在一些困难，但是Dallas Hybrid Prep学校反馈的结果显示学生在元宇宙中的学习效果良好，尤其对于那些需要更加个性化教学体验的学生。

来源丨《中小学信息技术教育》，原文有删减

作者丨黄国祯,台湾科技大学数字学习与教育研究所；方建文，温州大学教育学院教育技术系