职业教育元宇宙发展新图景的几点思考
作者： 罗琦 李想［摘 要］ 2022年，我国启动国家教育数字化战略行动，大力推进职业教育的数字化升级。同时，职业教育元宇宙正在影响职业教育教学的格局。教育教学场景将由相对单一的课堂与专业领域的实训中心或专业群实训基地升级为虚拟仿真实训中心、教师能力提升中心和教学资源中心构成的虚拟现实综合系统，职业教育元宇宙虚实融生的特点，将会促进教育资源、教育场景、教学实施和教学评价方面的进一步数字化发展。在职业教育元宇宙的发展中需要注意职业教育元宇宙的伦理问题、职业教育元宇宙的认知负荷和职业教育元宇宙的标准构建。
［关 键 词］ 职业教育；元宇宙；发展新图景
［中图分类号］ G710 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2023）05-0124-04
一、元宇宙与教育元宇宙
（一）元宇宙
2021年10月28日，Facebook首席执行官扎克伯格宣布Facebook更名为“Meta”。该名称源于“Meta-verse”，中文译为“元宇宙”，意指虚拟现实交互技术高度发达后形成的超越这一代互联网的全新数字时空，甚至代表了人类文明新方向。元宇宙是基于先进数字化技术如混合现实、脑机接口、区块链、云计算以及新一代通信技术等构建的数字应用集群或生态。[1]
元宇宙具有时空的拓展性、开放的参与性、虚实的相通性。首先是时空的拓展性。时间与空间在元宇宙里都是由数据组成的。人类通过数字化身的“虚拟人”进入元宇宙这一空间时，摆脱了与物理世界的时空阻隔，产生超越现实感知的全新体验。其次是开放的参与性。元宇宙是可根据用户的自由意志进行创新与创造的开放性空间生态，人人都是参与者与创作者，可以自主地建造元宇宙的组合，并且在平台里实现不同的端口协同互联。最后是虚实的相通性。元宇宙的构建步骤主要包括数字孪生、虚拟原生、虚实共生、虚实联动四个部分。随着VR、AR、MR和3D还原等技术与设备的迭代升级，各感官的高度联动可以打破现实世界与虚拟的阻隔壁垒，让用户进入一个难以分辨的虚实相融的环境。
简而言之，元宇宙的本质是一个在线数字空间，核心是由虚拟现实技术所构建的虚拟世界。[2]
（二）教育元宇宙
教育元宇宙的出现，使物理教学场所的边界消弭。自2021年以来，已有不少业界专家对教育元宇宙展开研究。关于教育元宇宙的内涵，已有不少业界学者的代表观点。一种是教育元宇宙是师生可以通过数字身份进行沉浸式教学互动的虚拟场域[3]。另一种表现为教育元宇宙是以元宇宙为基础创建的一种智慧学习空间[4]。还有专家提出教育元宇宙是一种利用新兴的信息技术塑造而成的虚实融合的高阶形态的智慧教育环境[5]。此外，还有学者指出教育元宇宙是基于新兴技术将现实世界映射的具有一定智能的虚拟学习环境[6]。教育元宇宙不仅是教育的应用场景或技术手段，更是一种新的生态系统。人工智能和数字孪生的资源生产、5G或6G网络环境、人工智能和云计算的大数据处理、区块链的认证机制和包括体感交互和脑机接口的交互界面等，这些物理形态共同构成教育元宇宙。
学者刘革平认为，元宇宙的到来正在重塑传统的教育方式。教育元宇宙是在新兴技术下，通过数字孪生、5G、人工智能、区块链等塑造的虚实融合教育环境。
一方面教育元宇宙为师生创设了沉浸式的学习场域。在教育元宇宙中，教师、学生、管理者只需要创建一个专属的数字身份，在虚拟世界中开拓形式多样的教学场所，师生便能够在虚拟的教学场所和学习场所进行互动。或者也可以理解为教育元宇宙创设了一种沉浸式的教学互动场域。[7]
另一方面教育元宇宙同时也赋予学生更广泛的学习环境。在未来的教育中，教育元宇宙将促进教学模式的创新、教学方法的革命和推动教学形态的变革。[8]教育元宇宙也将赋予学生更广阔的学习场域，赋予教师更多的角色，能够为学生提供多维的或真实或虚拟的实习实训场景，整个学习的生态将发生改变。
此外，教育元宇宙还通过数字孪生开辟学习空间。数字孪生能够赋予学生在虚拟平台更多的角色属性，促进学生知识内化，不断寻求高阶的知识点。数字孪生高校作为教育元宇宙的最初应用场景将以现实高校为物理基础，教师凭借数字孪生技术在教育元宇宙中开辟虚拟映射空间，从而创造出新型教学场域和虚拟学习空间。[9]
二、元宇宙赋能职业教育的着力点
2022年，我国启动了国家教育数字化战略行动，这一年国家职业教育智慧教育平台正式上线运行，初步形成了职业教育数字化“1+5”体系，也已经形成智慧教育的理念、方法和手段，在职业教育的理论教学和实习实训等环节形成了多样化应用场景。
但在长期的教学实践中，职业教育的教学过程难以评价、教师的数字化程度不高、学生从学校到真实工作岗位仍然存在一定的差距，实训过程中存在实训设备昂贵、耗材成本大、无法人手一机、难以实时指导等问题。长久以来，“三高三难”痛点和难点困扰职业教育，阻碍了职业教育的快速发展。在2022年第三届元宇宙教育前沿峰会上，有专家表示，元宇宙的深度沉浸、高度模拟真实场景和高度的信任机制，恰好可以适配解决职业教育面临的“三高三难”瓶颈问题。
关于职业教育元宇宙，目前还没有一个明晰的界定，可以理解为职业教育元宇宙的场域突破了物理平台的局限，通过先进数字化技术如脑机接口、混合现实、区块链和云计算以及新一代通信技术等构建的网络教学空间创造的一个新的虚拟职业教育环境，使教师和学生可以在物理和虚拟环境同时满足现实和虚拟教学的需求。职业教育元宇宙利用扩展现实、数字孪生等技术将实习实训场景、工作岗位场景复刻到虚拟空间，可供学生参与元宇宙的虚拟工作项目的实践，培养学生的实践能力和操作技能。[10]
职业教育元宇宙带来的是职业教育教学生态场景的改变，包括教学资源、教学场景、教学实施和教学评价方面都在进行进一步的升级。
（一）职业教育元宇宙教学资源的改变
元宇宙与教育结合以后能够提供全要素的资源场景，教育资源不再是封闭的知识单元，而是广泛存在开放式、流动性的认知网络和学习空间，全社会都可以变成学生学习的场域。
1.教学资源单个化升级成为教学资源的立体化
在职业教育体系构建中，专业的体系构建由专业到专业群，各专业群相对独立发展。在职业教育元宇宙的生态下，各专业群打破边界，将不同的教学资源融合在一起，知识结构和体系打破原有的平面性脉络，形成立体交叉式的结构，为职业教育的知识和技能体系带来新的结构和新的方向。
2.课程资源的单一性转变为真实虚拟资源的多样性
职业教育元宇宙资源可以组合成个性化的资源，有元宇宙个人和小组式学习资源，也有元宇宙班级式的学习资源，还有更多虚拟场景的教学资源。目前，职业教育元宇宙有虚拟仿真实训中心、智慧校园，有以个人或小组为单元的桌面式沉浸式教学，也有以班级为单位的全景式学习。学生能够自主地进行相关专业的学习，专业与专业群的概念将被弱化，教学资源将最大限度地为所有元宇宙学习者共享。
（二）职业教育元宇宙教学场景的改变
职业教育元宇宙带来的关键性变革是职业教育教学场景的改变。职业教育元宇宙的教学场域包括物理层、软件层、应用层、分析层四层架构，生物数据采集设备、VR沉浸设备和5G网络等是贯通四层架构的关键设备。[11]
1.职业教育元宇宙场景的预设
职业教育元宇宙场景可以依据个性化的需求进行预设构建。职业教育元宇宙支持学习场景的识别、预设与共同编辑，如主持播音专业的场景可以是央视春节联欢晚会的虚拟直播现场，新能源汽车维修的课程场景可以是汽车内部发动机构造的场景，铁路运输的课程场景可以是中欧班列铁路轨道的场景。场景的提前预设能够促进学习场景的动态生成，满足教师的差异化教学与学习者的个性化学习需求。
2.职业教育元宇宙场景的交互
职业教育智慧平台的在线学习是二维交互，而职业教育元宇宙场景通过大量交互软件的使用，由单向度的学习转变为通过场景软件的学习交互，由视听感官的交互转变为全身心的交互。
首先，学生从单向度的学习转变为通过场景软件的学习交互。在职业教育元宇宙的场景中需要使用大量的元宇宙教育软件。交互式软件系统辅助课堂教学，既给教学交流创造有效空间，又克服传统课堂教学中展示方法单调的缺点。学习者既可以在学习游戏的状态下结合情境元素进行人机交互，又可以与教师和同学交互，交互体验更贴近真实情境。
其次，职业教育元宇宙场景下，视听感观转变为全身心的交互。相较于虚拟现实，元宇宙更加追求沉浸式体验的极致性和真实性。[12]教育元宇宙让学生的学习活动不再局限于视觉与听觉两种通道。也因为多通道融合带来的高情境化真实感官体验能够让学习者展开多模态学习，从而让学习者获得更好的认知发展。
总之，在职业教育元宇宙教学场景中，通过连接身体不同部位的传感器和VR等终端设施，通过场景刺激，身体的动作也可以反馈到场景中，成为信息交流的组成部分。[13]在场景中，通过VR技术将学习资料具象化，学习者不仅可以直接使用自身的身体部位进行交互，还可以借助虚拟化身在社交空间内进行学习协作。[14]
（三）职业教育元宇宙教学实施的改变
职业教育与人工智能、大数据相结合，呈现出职业教育元宇宙的另一个特性，即根据人工智能计算构造虚拟教师、虚拟教室和虚拟实习实训基地，进一步实现个性化教学，改变传统的教学范式。
在职业教育元宇宙的支持下，由教师预先根据教学计划设置好学习场景和学习情境，在教学活动中，学生可以与虚拟教师展开讨论，可以与真实的教师展开讨论，也可以与虚拟人展开学习讨论。基于数字孪生、物联网、脑机接口以及穿戴设备支持的职业教育元宇宙空间，能够通过深沉浸、强社交、高保真和高自由度等功能为学习者的学习过程提供更多的支持。[15]学生在职业教育元宇宙空间实现课前、课中、课后的教与学深度融合，创建虚中有实、实中有虚的虚实融生学习环境。
1.职业教育“教”“学”的个性化
职业教育由于其职业属性决定了学生学习方式的多元化与职业化，在传统的学习生态下，学生已经习惯了教师主导、学生被动接受信息的模式，但在职业教育元宇宙的生态下，教师的教学发挥有了更多的可能性，能够在多种角色中切换，可以将自己定义成一个虚拟人，与学生进行进一步的交流，也可以根据课程特性在元宇宙中自行定义自己的教室。学生的学习过程也更加的互动化、游戏化和仿真化。
课前开展“自主式学习+脑机联接+角色定位”。学生可自助通过脑机链接进入虚拟空间进行课程的自主学习。在现实空间进行传统知识点的学习，也可通过智慧校园进入虚拟图书馆进行虚拟知识点学习；课中开展“引导式教学+沉浸学习+体验互动”。教师在授课过程中通过各种体验式的教学进行引导，可以设置各种有趣的情景进行课堂组织，对于重难点不易展示的部分，可以采用虚拟场景引导学生进行沉浸式的学习；课后进行“虚拟式实训+成果反思+算法评价”。教师合理设计后续的教学内容和教学方法，学生自行在虚拟空间选择场景或组队实习实训或独立操作。教师根据算法的即时数据帮助每位学生实现学习效果最大化，并进行学生课程知识的掌握情况、工作态度、技能提升和综合能力的评价。[16]
2.虚实融生的协同化
虚实融生的协同化是指学习者通过虚实切换促进理论与实践的及时验证与改进。数字孪生技术下的职业教育元宇宙，虚拟与现实的界限已经模糊。[17]虚实融生的跨界能够解决探究反转课堂课前、课中和课后因时空的局限而导致的课前缺乏深度思考、课中技能实践不足以及课后学习不够深化等问题。