隨著工業4.0時代的到來，元界作為一種新興概念和前沿技術引起了廣泛關注。元界在教育中的應用有望克服當前在線學習的局限，提高學生的學習自主意識和主動性。虛擬現實、增強現實等擴展現實技術是連接虛擬世界與人們生活的載體，已應用于不同的教學場景。元界可以為當前教育過渡到新的元教育模式搭建橋梁；有望通過在線社交和非正式學習實現教育轉型；人們需要采用積極的混合教學法來促進智能深度學習。

一、元界

元界不是一個孤立的技術，它是一個生態系統中的眾多技術之一，例如云計算、高速網絡、機器人技術、3D 打印、大數據、人工智能、納米技術和物聯網。這些技術標志著工業4.0時代的轉變，與第四次工業革命密切相關，實現了自動化和智能制造流程和設備，對就業和經濟產生了影響。新一代的學習者和教師需要具備適當的能力，現有勞動力需要在終身學習框架內進行大規模的新技能學習（）和技能提升（）。隨著元界和擴展現實（ , XR）的應用，工業4.0時代的教育將大大提升。

以個人電腦、互聯網和移動設備為代表的第三次計算技術創新浪潮it技術支持，帶來了交互交流、教與學、商務交流的巨大變化，深刻改變了人們的生活。第四波帶來了很多新技術，比如XR。 XR 是一個總稱，包括一系列技術，如虛擬現實 (VR)、增強現實 (AR)、混合現實 (MR) 和投影信息的電子數字環境，人們可以處于完全數字化或部分數字化的狀態環境 觀察和行動。通過現實-虛擬連續體 [1] (-) 可以更好地理解上述技術。如圖1所示，圖片左側為真實環境，右側逐漸進入混合現實。人們可以通過手持設備或頭戴式設備在物理環境中投射信息。最右邊是一個完全虛擬的環境，也就是虛擬現實。 ，這是一個完全獨立于物理世界的環境。

圖 1 現實-虛擬連續體

作者曾對元界提出了一個學術定義：元界是一種融合了物理現實和數字虛擬的可感知社會環境[2]。它是一個由社交化和網絡化的沉浸式環境組成的互聯網絡。 ，讓用戶實時交流。如果要向非學術人士解釋元宇宙，也可以說：元宇宙是后現實（Post）或虛擬宇宙，因為元節的英文“”由兩個詞組成：“元”和“ ”。 “meta”是一個希臘詞，意思是“之后”，“”意思是宇宙。由于它是三維空間內的網絡，我們也可以將元界稱為三維網絡（3D）或空間網絡（Place）。

元界是一種新興的技術和平臺，但其哲學根源可以追溯到公元前 4 世紀。柏拉圖在共和國中的“洞穴寓言”有助于理解人類思維與虛擬現實的關系。 “元宇宙”的概念是由尼爾斯蒂芬森在他 1992 年的科幻小說雪崩中創造的。十多年前，人們一直在努力將元宇宙從概念變為現實。在初始階段，通過連接多個虛擬世界，人們可以在虛擬空間之間穿梭，就像瀏覽不同的網頁一樣。正如世界經濟論壇所指出的那樣，元宇宙并不是全新的，但它仍然具有強大的影響力。

世界經濟論壇提出了關于元宇宙的七個關鍵主題：數字傳輸 ()、技術障礙 ()、沉浸式敘事 ()、生活游戲化 (The of Life)、健康益處和風險 (和風險)、沉浸式媒體和藝術，制作、制作和購買的新方法。這一切對人們意味著什么？圖2是作者為元界制作的思維導圖[3]。下面將根據現有研究和案例討論元界的原則、道德挑戰和可供性。

圖2元界思維導圖

首先是原則。 Tony 的元宇宙七定律 [4] 概述了元宇宙的特征： 首先，元宇宙是獨一無二的；第二，元宇宙屬于所有人；第三，沒有人可以控制元宇宙；第四，元節是開放的；第五，元界與硬件無關；第六，元界是一個網絡；第七，元宇宙是互聯網。元界是互聯網的一種表現形式，它是一個網絡，它是開放的，它是跨硬件的，它為所有人所有，而不是一個實體，也不受一個公司控制。當然，元界的內部類似于互聯網的內部，是可封閉的，人們可以在封閉的虛擬空間中經營公司、進行學術活動或做其他事情。

第二個是元宇宙面臨的道德和倫理困境，尤其是在分析數據時。為此，作者提出了增強現實學習分析倫理框架[5]。該框架包括一個數據分析器，可以分析三種類型的數據：技術、教學和心理。該框架還提供了一些保障措施來確保元節。該操作不違反道德和倫理規范。

我們還對倫理問題進行了分析，并將其分為四類：身體健康、心理健康、倫理問題和數據隱私，每一類都包含多個子問題 [6] 。尤其是數據隱私中的信息隱私問題對所有人來說都非常重要。進入元界后，由于VR、AR、MR等技術在日常生活中的頻繁使用，人們的數字足跡將顯著增加。這意味著該系統將收集更多的個人數據，包括人們的感受、心率、運動、注視等，這些數據可以用于生物心理測量。通過對個人情感信息的捕捉，系統將能夠預測個人未來的行為，同時也存在算法偏差的風險。因此，應該在數據隱私安全問題上開展國際合作，以解決用戶的擔憂。

第三，虛擬世界應該可供所有人訪問。 ( ) 提出了 的七個標準（參見圖 3））。元界應該把人性放在第一位，應該讓所有人都可以訪問和平等，應該能夠實現教育。元界還應該考慮安全、隱私和健康問題。我相信這個標準整合了元宇宙中的關鍵原則。

圖 3 宇宙的七大標準

二、元界與教育轉型

(一）教育與虛擬世界的聯系

將 應用于教育的原因之一是當前廣泛使用的基于 Web 的系統的固有局限性。因為是二維平面，人只能以小圖像的形式出現，所以在使用的時候自我認知度低，還容易出現“Zoom疲勞”（Zoomit技術支持，過度參與導致的疲勞現象在視頻會議中）。 ）。在學習管理環境中，這意味著學習者處于不同的空間，學習是被動的，在課程學習過程中容易分心，無法自由表達自己的情緒。

圖4是2021年11月的一次3D線上會議。屏幕上有很多淚流滿面的表情，是學員們在課程結束時表達的不情愿。在這種情況下，可能很少有學生不希望課程結束，因為這種體驗非常愉快，而這正是虛擬世界可以做的。

圖 4 學生在 3D 會議中用表情符號表達悲傷

(二）智能學習的意義

智慧教育應該讓人們不斷獲得持久而難忘的知識，并進行有意義的深度學習。有意義的深度學習包括六個階段：一是吸引注意力，二是產生興趣，三是激發動機，四是引導參與，五是實際應用，六是激活情緒[7] 第一，教師可以利用美觀的視覺圖像和有趣的文字來吸引學生的注意力，激發他們的興趣；其次，教師可以通過展示課程對學生的意義來培養學生的學習動機；最后，教師應該鼓勵學生發現自己喜歡和想做的事情，并為學生提供他們可以持續參與的動手項目或模擬任務。上述所有環節都旨在喚醒學生的積極情緒，學生的深度參與有助于進一步加深對所學知識的印象。

VR 技術已經開始應用于教育領域。以工業4.0時代相關應用為例，學生使用VR學習焊接和操作挖掘機。這些原本枯燥無味的工作，在學生眼中可能會變得精彩有趣。這就是為什么我們不能低估 VR 在教育中的作用。影響的重要原因。

通過對如何在社交VR環境中實現有意義的深度學習的系統文獻回顧，我們提出了一個混合模型[8]（見圖5）。該模型具有學習者、學習設計和實現以及技術在學習者層面，情緒的重要性又可見一斑，學習者對虛擬現實環境總體感覺如何？無聊嗎？興奮嗎？這些都是關鍵問題。除了掌握基本的教育理論和技能，教師還應該組織個人或小組的學習任務，建立學習社區。同時，整個學習過程也應該有技術的支持。如果以上三個方面配合得當，那么就會產生有意義的深度學習。

圖 5 社交 VR 環境中有意義的深度在線學習混合模型

我們還研究了沉浸式 VR ( ) 在 K-12 和高等教育中的應用，以了解教學設計策略和技術的現狀 [9]。研究發現，體驗策略和模擬技術應用最為廣泛。

VR適用于以下教學和學習場景：一是VR可用于學習高風險知識和技能，如學習駕駛飛機； VR可以用于知識，比如觀察人體內部結構，觀察細胞，穿越時空體驗過去的文明；第三，一些學習項目可能很昂貴，比如讓全班參觀熱帶森林，這在這種情況下也是合適的。使用虛擬現實技術；第四，當學習的內容有違直覺時，也可以使用 VR，例如讓人們體驗和應對災難。

除了VR，AR技術在教育領域也有著廣闊的應用前景。使用AR技術后，不僅教育工作者可以制作和開發內容，學生也可以成為制作人。對 STEM 教育中支持 AR 的教學方法的系統評價 [10] 提出了一種支持 AR 的 STEM 教育分類法，該分類法可以推廣到支持元節的教育。第一層是可視化，即人們用AR來展示和觀察；第二層是在可視化的基礎上添加()，對應的教學方法是基于活動觀察；第三層是增加合作活動，采用的方法是合作發現學習和項目學習；第四層是沉浸式和體驗式，教學方式是合作模擬和體驗式解題；第五層是自主生產，主要采用活動式項目教學。方法，學生創建自己的項目。在不同的層次，學生扮演著不同的角色。從第一級開始，學生是內容的被動消費者，然后依次成為演員、探索者、學徒，最后成為主動的生產者，進行自主生產和創作。

(三）設計并實施元界驅動的智慧教育

人們一直在使用激發動力的方法 ( ) 來設計課程，使用有趣的設計、游戲化和嚴肅的游戲（游戲，不是為了娛樂，而是為了應用）來組織和優化學習的元世界。作者提出了一種VR支持的遠程趣味學習模型TANC[11]。模型主要有四個維度，第一個是主題，比如科幻等；二是具體活動（如選型、溝通、測試等），三是關系到整個項目的敘述，最后的技術支持也是必不可少的。我們可以用元宇宙講故事，教育節目“從現在到現代”（From the to the）利用數字多媒體讓學生沉浸在書籍的歷史中[12]。我們也可以用有趣的設計讓課程更有趣。例如，作者的一個創新MOOCs（Open，MOOC）使用了3D虛擬世界技術，實現了30%的MOOC完成率[13]。在游戲化方面，作者在英國某大學[14]的環境中開設了人工智能課程，應用了VR并取得了巨大的成功。在嚴肅游戲方面，作者在一門網絡安全研究生課程中設計并實現了兩款迷你嚴肅游戲，提高了課程對學生的吸引力[15]。最后，介紹了基于VR的數字教育密室逃脫，讓學生圍繞主題完成相應的任務，解開謎題，達到學習效果。例如，我們為生物（酶）設計了一個 VR 密室逃脫項目，學生可以通過應用相關知識來解決 VR 中的互動謎題[16]。對于教育工作者，“K-12 學校教師的 VR 和 AR 在線專業發展”[17] 指導 K-12 教育工作者將 VR 和 AR 應用到課堂教學中。

三、總結

元界可以為當前教育向新元教育 (Meta-) 模式的轉變搭建橋梁，并徹底改變在線教育。這種新的元界遠程教育模式可以讓人們在在線 3D 世界中擁有更豐富的體驗。目前，在線學習的效果不如傳統的線下教學，而元界可以通過遠程呈現（一種讓人們實時遠程出現在某處的虛擬現實）來幫助解決這個問題，借助虛擬人物的肢體動作和面部表情，人們可以像在傳統課堂中一樣有效地參與學習。此外，虛擬世界中虛擬與現實之間模糊的界限將導致各種混合教學方法 ( ) 有助于生成可以長期存儲的知識并實現有意義的深度學習。

參考資料：

[1] P、H、A 等人。 ：關于-[C]的一類。 : of Photo- (SPIE), and, 1995, 2351: 282-292.

[2][3] S. [J]。 , 2022, 2(1):486-497.

[4] T. [EB/OL] 的七項規則。 (2021-10-23)[2021-11-20]．

[5][6] A、S、N 等。 : 一個 [J]. , 2021, 10(8):92.

[7][8] S, BERKI E, J P. Deep and e- with in : a [J]. , 2021, 11(5):2412.

[9] N, S, I. in K-12 and: a of the last [J]. , 2021, 25(3):835-861.

[10] S, A, N. A of to STEM in [J].和, 2022, 27(2):1883-1927.

[11] S. in -in [J] 的 TANC 模型。和 - , 2021, 13(4):1-20.

[12] S, BERKI E. 案例：3d 和 - 為 [J]。基于網絡的和 , 2018, 13(1):64-79.

[14] S. in：關于 [C] 的案例研究。紐約：of and (IEEE), 11th on , , and (IISA 2020), 2020: 1-6.

[15] S，伯基 E，J-P。迷你游戲進入- 供開和[C]。 : of , and (IATED), 9th on and New (), 2017: 968-977.

[16] S, A. 論莖的房間 [J]. , 2022, 13 (3): 136.

[17] S、M、G. 準備一：和 k-12 [J]。 , 2021, 10(10): 134.

關于作者： ( )，希臘帕特雷大學自然科學學院教授，??希臘開放大學人文學院教授

譯者簡介：盧家宇、蔡榮珍，上海外國語大學國際教育學院研究生

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