【元宇宙 教育】⑤ 教育元宇宙的應用案例
引言
教育元宇宙中形象、直觀并可交互的三維場景其實早已在教育領域存在,具體體現為以VR技術為代表的三維虛擬學習環境和以AR技術為代表的虛實融合學習環境,只是目前的水平尚未達到元宇宙所描繪的那種超前絢麗的藍圖。
01
學科教育
數學、物理、化學、生物
——虛擬實驗室
目前,許多教育研究者和開發者運用 VR/AR 技術,利用 VR/AR 眼鏡、平板電腦已經做了許多的物理、化學、生物實驗,如立體幾何、電磁現象、天文知識、化學元素、化學反應等,并證實了VR/AR技術能給學生帶來更好的學習體驗。
未來的教育元宇宙可能不需要識別頭盔、眼鏡等笨重的設備,學生借助輕便的設備即可來到其“虛擬實驗室”,身臨其境般地觀察、操作實驗設備并實時與之互動,獲得更加真實和沉浸的學習體驗。
語文、英語、歷史、地理
——沉浸式情境體驗
語文、英語、歷史、地理學科大多通過圖片、視頻的形式,讓學生學習語言文化、歷史情境或不同地方的人文地貌等內容,由于受技術的限制,有些情況還無法做到為學生提供百分百還原真實的虛擬情境。
教育元宇宙給學生創造了近乎真實的社會、實踐、文化情境,讓學生突破時空限制,身臨其境般地觀察和體驗不同時間與不同地點的人文、歷史、地理環境,讓學習在近乎真實的情境中自然而然地發生。
北京師范大學“VR/AR+教育”實驗室與清華大學附屬小學開展了一系列基于AR技術的語言學習活動,通過AR應用程序創建了一個增強現實學習環境,小學四年級學生在英語課上觀察太陽、地球并與之互動,同時進行英語對話學習。
02
非正式學習
虛擬學習社區
新冠肺炎疫情的出現和互聯網技術的發展,使得建立虛擬學習社區成為關注熱點。一個完整的虛擬學習社區,大多具有歷史、身份、相互依賴、多元化、自治、參與、社交禮儀、反思、學習等基本要素。
眾多研究表明,基于網絡的協作學習環境會使社區成員獲得更強的社區意識和參與感,可以推動成員之間的互動,并促進成員對知識的理解。近年來,已有許多案例在此方面進行了嘗試。
Sloodle
Sloodle 的虛擬社區特征十分突出,它將 Moodle 學習管理系統與 Second Life 游戲整合在一起,如圖所示。

Sloodle 的開發者和用戶都可以參與社區建設,并在社區中進行社會互動,形成社區意識;任何用戶都能參與在 Sloodle 島上舉辦的定期會議和討論等。該學習平臺可以稱之為元宇宙與虛擬學習社區結合的雛形。
在知識共享、全民參與的時代背景下,元宇宙與虛擬學習社區的結合有望在虛擬世界中模擬并超越現實世界的場景,突破時空的各種限制,讓師生進行沉浸式的交流與學習并迸發創意,給學習社區帶來全新的體驗。
例如,將Sloodle的所有社交特征移植到元宇宙中,建立元宇宙中的學習社區,形成更具有沉浸感的實踐共同體,讓學生在近乎真實的虛擬實踐共同體中學習和互動,實現知識建構和情境認知。
Hodoo Labs

Hodoo Labs是一個以英語學習為主的學習社區,它將300多名角色和約4300種情景移植到虛擬現實場景中的英語會話,使用者在5個大陸、30多個假想村莊中自由旅行,以在此過程中提升英語能力。
Virbela

Virbela是第一個專為解決遠程協作挑戰而構建的虛擬世界平臺。用戶可以在該平臺建立自己的身份,在身臨其境般的三維世界中召開會議、舉辦活動、參與課程等。
在 Virbela 的虛擬校園中,教師可以展示文檔、播放視頻、瀏覽網頁或重新裝飾學習空間,學生可以探索校園的學習區、會議室或參加活動,從而通過在線課程學習形成社區和文化意識。
2020年新冠肺炎疫情爆發時,美國達文波特大學使用Virbela建立了一個定制的虛擬校園“Davenport Global”。這個虛擬校園保持了物理校園的課堂文化和實踐體驗,如互動禮堂、演示屏幕、私人補習室和自由空間內的社交、學習等,使學生獲得了如同真實校園一般的歸屬感。
Virtual People

2021年,美國斯坦福大學開設了一門完全在VR環境中上課的課程“VirtualPeople”。學生只要攜帶VR頭戴式設備,就可以在任意地方遠程上課。
課堂場景囊括了虛擬博物館、生活化的場景、地球上人煙稀少的角落(如火山口、海底暗礁)等。課程主講教授 Bailenson 認為:“我們的課程就是元宇宙,這堂課就是構建元宇宙的標準范例。我們的目標就是構建持久的、充滿了虛擬人的空間和場景,并用它們來達成教學目標” 。
博物館教育/科技館教育
近年來,VR/AR技術用于博物館、科技館或一些名勝古跡的展示已非常普遍。VR/AR技術能夠幫助呈現部分不易或無法真實展示的實物,豐富展出的內容和形式,帶給參觀者更全面的游覽體驗。

而教育元宇宙可以更加豐富博物館、科技館的教育形式,使學生跨越時間和空間,給學生創造近乎真實的博物館、科技館情境,從而使學習在相關情境中自然而然地發生。
職業培訓
目前,VR/AR技術在職業教育領域中發揮著舉足輕重的作用,一些受客觀條件限制而難以開展或危險性高的實驗、培訓等,可以通過教育元宇宙中的VR/AR技術來實現。
2021年5月29日,亞洲心血管胸部外科學會第29 屆在線學術大會召開,會上韓國首爾大學醫院利用VR/AR技術進行了手術的實時分享,這是教育元宇宙在醫學教育領域應用的初步嘗試。

此外,在建筑、工業、制造業等領域,美國公司NVIDIA開發的開放平臺Omniverse可以幫助創作者、設計師、研究人員和工程師連接主要設計工具、資產和項目,使項目團隊可以隨時隨地針對同一三維模型開展合作,從而在共享的虛擬空間中進行協作與討論,增進溝通、提升工作效率。