职业教育元宇宙的基本内涵与特征
随着包括XR、区块链以及人工智能等各种新兴技术的发展,人们发现构建一个虚拟空间的可实现性,也同样考虑到这样一个数字空间的作用与意义。近年来包括电子游戏、工程技术和教育在内的多个领域都开始关注对元宇宙的研究。从职业教育领域来看,构建虚实融生的职业教育和培训场景是未来职业教育的发展方向。作为职业教育元宇宙的一种形式,慕课(Massive Open Online Courses)近年来获得较好的发展。它成功实现了知识的互联共享,国内外的职业院校也陆续设立网络学习平台或入驻MOOC职教频道,在网上教授免费的职业教育相关课程和技能。然而,慕课仅仅是职业教育元宇宙初级阶段的体现。未来,通过职业教育元宇宙,每个学生都能免费获取多样化的学习资源,可以在任何地方用VR/AR/MR设备进行学习,这是职业教育元宇宙的价值所在。
(二)职业教育元宇宙的基本内涵
学界对元宇宙的基本内涵虽未形成一个统一、清晰的科学界定,但已从多个维度对其展开论述。从技术维度来看,元宇宙是人工智能(AI)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、区块链、5G技术、云计算、大数据等高新技术的规模化整合;从社会维度来看,元宇宙是一个由聚焦于个性化与沉浸感、强调多元性与实时性的社交网络集群构成的三维虚拟社会;从逻辑维度来看,元宇宙是一个平行于现实世界的在线数字空间,是一种人以数字身份参与的虚实融合的存在。在打通了线上线下多个平台、形成了一个自洽自治的完整体系后,人类数字化的未来图景将通过元宇宙得以实现。
党的二十大报告指出,要深入实施科教兴国战略,推进教育数字化。这代表着我国教育数字化进入新时代,更强调数字化对教育教学的深度变革,更强调融合创新和智能引领。职业教育数字化是把当代数据科学与计算机技术运用于职业教育资源整合与利用、职业教育模式改革与创新,从而促进职业教育现代化的过程。当前,我国职业教育数字化已经实现从无到有的根本转变,但随着社会变革与时代进步,其发展与日益增长的社会需求之间的矛盾日渐突出。职业教育元宇宙是职业教育数字化发展必经的高级阶段,是适应新时代新阶段国家职业教育发展战略的需要。具体而言,职业教育元宇宙是利用VR/AR /MR、数字孪生、5G、人工智能、区块链等新兴信息技术塑造的虚实融合的职业教育环境(见图2)。在职业教育元宇宙中,教育活动参与者创建数字身份,在虚拟世界中开拓正式和非正式教学场所,在虚拟教学场所进行互动。由此,可以保证教育活动参与者在元宇宙中获得沉浸式体验,高效获取知识和技能,并有效改善由于区域经济发展不平衡、教育资源短缺等带来的教育公平问题。
(三)职业教育元宇宙的主要特征
职业教育元宇宙呈现三个特征:职业教育要素的虚拟与现实共生、职业教育相关人员与机器融生、职业教育院校机构与社会衔接。
1.职业教育要素的虚拟与现实共生。职业教育元宇宙不仅体现在教育培训空间的仿真和复制,还把职业教育的现实要素如教育内容、教育方法、角色关系、培养模式等融入其逻辑体系,并基于虚拟空间和职业教育体系的关联特质衍生出新的虚实共生的职业教育体系,实现虚拟职业教育空间体系与现实职业教育体系的融合,构成教师和学生跨越虚拟与现实的基础条件。师生之间、生生之间能够以虚拟化身身份构建多渠道交互方式,利用终端设备模拟视听动触等交互效果,完成学习互动与交流。此外,职业教育元宇宙的境域构造既保留了真实世界的职业教育价值,又跨越了现实空间限制和物理阻碍,使职业教育主体具备了实现虚实共生的必要条件,让其在交织的二重空间完成兼具自由性和创造性的职业教育活动。
2.职业教育相关人员与机器融生。作为连接虚拟和现实的技术生态系统,职业教育元宇宙与智能感知、云计算、区块链等关键技术高度融合,使得职业教育主体与元宇宙的关键核心技术之间的劳动关系更加密切。职业教育主体的劳动方式逐渐上升到思维与创意的设计,然后通过脑机接口技术,即时将思维设计转化为虚拟空间的实在场景。职业教育主体凭借想象和创意随意构建新型的教育空间,可以极大促进学生的思维发展。此外,智能技术的智能性将得到彰显,如职业教育元宇宙通过精准的学习者画像,为教师提供教学设计依据,实现差异化教学。同时,画像结果还能使职业教育元宇宙更加精准地向学习者推送多模态的学习资源,彰显新兴技术的服务价值,更好地满足学习者个性化学习的需求。总之,在职业教育元宇宙中,人与技术的依存关系得到更深程度的表现,人与机器的融生机制也更加灵活高效。
3.职业教育院校机构与社会衔接。职业教育元宇宙通过衔接虚拟空间与现实空间,消解了职业教育与社会的“围墙”和边界。在职业教育元宇宙中,基于区块链与虚拟现实技术的支持,职业院校机构和社会体系可以联通。此外,真正的终身教育和学习型社会愿景将在职业教育元宇宙的作用下成为现实。职业教育元宇宙将更加高效地促进职业教育理论与实践的衔接和转化,从而实现学生知识与能力的深层次发展。
职业教育元宇宙的应用场景
(三)跨时空的深度协作发现式学习
跨时空的深度协作发现式学习是在自在发现学习理论指导下,通过职业教育元宇宙为学习者提供学习资源,并通过元宇宙的沉浸体验、具身社交、集体创作等多种功能,帮助学习者自主思考、自主探索、自主学习。自主探究的学习资源对发现学习的发生、发展及其效果起着至关重要的作用。以往学习者的学习资源主要是文字、图片、视频、失真的虚拟世界、有限的实物等,很难支持学习者进行自主探究和集体探索,存在交互性差、可操作性差、反馈信息缺失、时空跨越性受限、缺乏决策支持等问题。职业教育的元宇宙将为学生创造群体自由创造、具身社交和虚拟融合等多维度的学习提供多维度支持。在空间和时间上,深入合作的探索学习过程主要分为四个阶段:第一,问题的提出和澄清。职业教育元宇宙将改变教师向学生提问的传统教学模式,为学生设置一个提出和澄清问题的情境。第二,解决方案的环境构建。职业教育元宇宙以智能化问题整合的形式,为学生创造一个由良构问题到非良构问题的可持续发展的学习环境。第三,解决方案的探索。学生必须充分利用元宇宙中对象的可探索性、工具可操控性和整个数据生命周期监测的能力,不断探索问题解决方案。第四,解决方案的智能分析与优化。学生通过运用大数据、人工智能等前沿技术,分析完成解决方案的选择与优化。
(四)虚实融生的协同知识生成学习
虚实融生的协同知识生成学习是指学生充分发挥身为元宇宙居民的虚实融生的特性,在虚拟与真实的世界之间任意切换,并在理论与实践上得到即时的检验与完善。在职业教育元宇宙中,虚实融生的第一阶段是增强现实,第二阶段是数字孪生,更高层次的阶段则是人的意识的网络永生。虚实融生的协同知识的产生,解决了虚拟环境与真实学习环境之间不协调的问题,学习者通过虚拟角色随机进入职业教育元宇宙来改善问题并提出解决方案。在数字孪生技术的支持下,职业教育元宇宙中的虚拟和现实逐渐相融。教师、学习者、元宇宙的居民都可以通过对现实问题、实验过程、假设和问题的解决进行分析和完善,从而实现虚拟和现实的结合。协同知识产生的虚实相融,主要由四大部分组成。第一,虚拟学习环境的建立,是指基于虚拟学习环境可以发挥扩展、创造、监测等功能,形成虚拟学习环境和现实学习环境的联动,从而实现虚拟学习空间和现实学习空间的互通。第二,虚拟与现实的跨界问题解决研究,是指元宇宙为教师和学生提供的、关于虚实交叉问题的方案研究,从而解决由于时空限制造成的课前、课中和课后课堂实践验证缺位、深度讨论缺失的问题。第三,虚拟与现实的协作交互验证,是指利用元宇宙的高保真、实时交互和全生命周期监测等功能,交替检验关于虚实空间的研究假设,从而保证知识生成学习的效果和效率。第四,群体智慧生成的知识创造,是指通过网络、数据库,借助学生、教师乃至元宇宙居民等群体的智慧,进行知识协同合作,从而创新问题解决方案的过程。
职业教育元宇宙未来面临的挑战
(三)探索基于职业教育元宇宙的教学模式与策略
当职业教育元宇宙真正进入课堂,将会对传统教学的思维模式产生重大而深远的影响,因此,有必要对其开展前瞻性探索和研究。第一,充分利用产学研合作项目,加强对职业教育元宇宙的推广与资助。第二,鼓励一线教师和科研工作者在工作中探索职业教育元宇宙的教学模式与策略,以示范推选、重点资助、政策引领、理论指导等方式促进高水平的职业教育元宇宙模式或策略研究。第三,通过学术交流研讨,不断完善职业教育元宇宙的应用教学模式与教学策略,通过举办职业教育元宇宙相关的主题学术会议、论坛等,既可以提高社会各界的参与度,又可以为职业教育元宇宙的应用和创新提供一个新的空间。
(四)完善并维护职业教育元宇宙的基础设施
尽管职业教育元宇宙为线下职业教育提供了更多的可能性,但也在无形中给部分基础设施较差地区的学生设置了学习障碍。第一,职业教育元宇宙对于算力有着较高的技术要求,运行现实世界的模拟程序、渲染场景与真实或虚拟人物的互动,都需要规模浩大的算力开发作为支撑。第二,大算力意味着高能耗,由此产生的能耗成本会转移给用户,从而客观抬高了职业教育元宇宙的进入门槛。第三,职业教育元宇宙的程序运行需要高速率和低延迟的网络环境,以完全处理传感器和用户之间的交互信息。建议通过政府补贴、校企合作、社会赞助等方式降低职业教育元宇宙基础设施的运维成本,让职业教育元宇宙的红利惠及更多人群。
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