元宇宙背景下大学课堂教学模式优化路径探索.pdf

第28卷总103期2024年第1期Vol.28 Sum No.103No.1.2024引言元宇宙是Web3.0时代的核心产物，是互联网未来新形态。元宇宙对未来的教与学具有强大的赋能作用1。元宇宙将带来未来教学场景、教学工具及教学资源分配的革命，大学课堂的教学模式和教学策略也将会受到变革性影响。目前，元宇宙在高等教育领域的应用研究仍在起步阶段，元宇宙背景下大学课堂的教学模式创新亟待深入探讨。因此，笔者拟在梳理元宇宙概念、特征的基础上，探索基于元宇宙背景的大学课堂教学模式优化路径，旨在积极推进元宇宙与大学教学过程和教学实践的深度融合，为教育高质量可持续发展语境下元宇宙赋能高等教育新型模式的构建提供借鉴和启示。一、元宇宙的概念和基本特征“元宇宙”（Metaverse）是由“meta”和“verse”组合而成的复合词，“meta”有“超越、超脱”之意，“verse”取自universe，意为“宇宙、世界”。二者合起来就是“超越宇宙”，通常译为“元宇宙”。作为时下热门概念的“元宇宙”，并非一个全新概念，而是在不断发展、演变中。（一）元宇宙的概念“元宇宙”首次出现在美国科幻小说作家尼尔 斯蒂芬森（Neal Stephson）的 雪崩（Snow Crash，1992）一书中。小说中的“元宇宙”是一个虚拟实境（Metaverse），代表着人类社会对未来社会形态的积极构想。时隔近30年，“元宇宙”这一概念从科幻小说进入人们视野，并强势焕新重生，继而掀起资本基金项目：本文系 2023 年度教育部产学合作协同育人项目“基于产教融合的数字媒体课程教学改革”（项目编号：230706352241829）、2022年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目“基于国家意识培育的成人高等教育外国文学教学改革研究与实践”（HNJG-2022-0775）的阶段性研究成果。收稿日期：2024-01-04DOI：10.20110/65-1323/G4.2024.01.005作者简介：邓桂英，博士，副教授，研究方向：文学、高等教育教学研究；李晏新闻，硕士，讲师，研究方向：计算机科学与技术、高等教育教学研究。元宇宙背景下大学课堂教学模式优化路径探索邓桂英1 李晏新闻2（1.湖南科技大学，湖南湘潭 411201；2.常州信息职业技术学院，江苏常州 213164）摘要：作为互联网未来新形态，元宇宙与教育的融合融通将带来未来教学场景、教学工具及教学资源分配革命，大学课堂的教学模式和教学策略也将会受到变革性影响。在元宇宙赋能下，教师可通过转变教学理念，巩固教育者在新型场域中的主导位置；重塑教学环节，打造虚实融合的混合教学环境；变革评价方式，建立动态化、综合性教学评价体系，突破传统线下教学模式和当下网络课堂的固有瓶颈与局限，实现大学课堂教学模式创新。关键词：元宇宙；教育元宇宙；大学课堂；教学模式*新 疆 开 放 大 学 学 报JOURNAL OF XINJIANG OPEN UNIVERSITY 22第28卷总103期2024年第1期Vol.28 Sum No.103No.1.2024和科技热潮。元宇宙虽备受大众关注，快速破圈，但迄今为止并未形成权威、统一的界定。研究者或基于技术层面，或基于构成特征，或基于空间属性，或基于事物性质，定义元宇宙，分歧与共识并存。结合已有研究，“元宇宙”可理解为通过多种新兴智能技术，如：虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、混合现实（Mixed Reality，MR）、云计算（Cloud Computing）、人工智能（Artificial Intelligence，AI）、区块链（Blockchain）、数字孪生（Digital Twin）、物联网技术（Internet of Things）等构建的融合软件（内容、平台及开发工具等）和硬件（可视化及可感知装备等）的互联网应用和数字化社会形态。作为同现实世界映射与交互的虚拟世界和具备新型社会体系的数字生态空间，元宇宙利用科技手段进行链接与创造，与现实世界共存，基于现实世界又超越现实世界，实现了一种虚实共生状态。伴随技术迭代和应用创新，“元宇宙”的内涵与外延将不断延展，深层共识也会更多。（二）元宇宙的基本特征元宇宙基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界镜像，基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并允许用户进行内容生产和世界编辑2。国内外学者对元宇宙特征的认知虽各有不同，但都涵盖“高沉浸感”“开放创造”“虚实融合”等核心特征。“高沉浸感”，这是元宇宙基于扩展现实技术提供的一种令人仿佛置身于现实世界中的超现实沉浸式体验。“开放创造”指元宇宙用户可通过各种数字设备在任何时间、地点轻松进入元宇宙，享受海量内容，同时还可自行创建元宇宙内容。“虚实融合”意味着元宇宙可在人机交互技术和穿戴设备的支持下，与现实世界的物理空间相互连接，实现虚实融合3。元宇宙集成多种创新智能技术，凭借高沉浸感、开放创造、虚实融合等特性，为高等教育注入新活力，为大学课堂教学赋能增势。二、元宇宙兴起对大学课堂教学的意义受限于物理因素、教育技术等的发展，传统大学课堂教学难以支撑对沉浸式学习环境、多元化交互方式和高精度学习评价的需求。元宇宙赋能大学课堂教学，带来教学平台的场景化、学生地位的中心化、学习方式的交互化和学习评价的精准化，为突破传统线下教学和在线教学局限，推动大学课堂传统教学模式的变革和重塑提供了新机遇。（一）传统大学课堂教学的局限传统大学课堂虽结合了计算机等教学工具，但人机交互方式相对简单，教学情境化、交互性多有不足，教与学沉浸感缺失，难以真正形成以学生为中心的新型教学环境。传统大学课堂教学过程中，教学场地和教学时间过分集中于学校空间与课堂时间，学习时空跨越性受限，教师往往以应试技能为中心组织学生学习活动，主要通过语言描述等方式创设学习情境，师生和学生与学生间的互动常常难以深入，学生的临场感与参与感不强。学习评价更多基于课程测验、教师主观评价等，学习数据记录不全，评价方式单一、评估精度过低。学生学习驱动力和学习投入度不够，个性需求未得到满足，未能成为知识获取的主体，由此必然带来教育理念实施不彻底、教学效果打折扣的尴尬，难以适应新时代对个性化人才的迫切需求。“元宇宙”驱动的虚实结合的教学模式，将打破传统大学课堂教学局限，实现平台场景化、学生地位中心化、学习方式交互化，改变教学场景，丰富教学方式，增强学生体验，促使学生由被动接受者转变为积极探索者，提升学习过程的沉浸感、获得感与生成性，为建构新型大学课堂教学模式提供新思路。（二）元宇宙赋能大学课堂教学的价值在多种新兴数字技术加持下，元宇宙的沉浸性、交互性与想象性，必然会带来教学环境、教学工具、教学方式、教学资源分配、学习方式及师生关系等的相应变革，引发学习方式变革，孕育全新的课堂教学模式，继而推动高等教育生态改变。1.元宇宙通过智能技术为大学教学创新提供内在支撑和全面保障元宇宙背景下大学课堂教学模式优化路径探索 23第28卷总103期2024年第1期Vol.28 Sum No.103No.1.2024元宇宙通过感知沉浸、动态建模等技术聚合，为大学课堂教学提供全新、沉浸式的教学环境，以沉浸式学习体验、自由化学习环境和即时性交互空间，弥补传统课堂的固有缺点。元宇宙基于增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、扩展现实（XR）等技术建构的教学平台，可带来丰富多元的学习体验。元宇宙也可通过混合现实（MR）技术实现异时空场景共存，师生均可在不同地点同时进入元宇宙开展实时互动、多人协作的多人异地协同学习。学生与教师、学生与学生的互动不再限于线下教室、现实课堂或面对面，单一的课堂教学向全天自由参与状态延伸，超越了时空局限。元宇宙虚拟教学场景还可解决理论和实践相脱离的传统教学弊端，促进理论与实践结合。元宇宙正是通过聚合多种新型智能技术为学习者提供逼真的镜像学习环境和多模态综合感官体验，进而拓展学习内容边界，打破学习时空限制，为推动传统教学向创新教学的转型升级提供坚实、有力的技术支撑。2.元宇宙借助虚实融合可有效实现大学教学的多样性需求元宇宙带来的身临其境的学习体验，将加速实现学生从外部信息获取到内部思想形成的认知转化，大大增强学习效能。元宇宙可促进教学资源的自由编辑和融通共建，必将有效扩充优质原创教学资源供给，优化教学资源配置。元宇宙虚拟世界与现实世界的共生融合，则可推动师生、生生主体间更充分地学习和社会交互，促进学习者深度学习，提升大学教学质量。在教学过程中，师生不但能进行资源共享、合作互动、分身体验等，还能自由穿梭于根据需求定制的教学场景中，获得探究式学习、创造性学习和个性化学习体验。元宇宙催生出的个性化学习资源、智能化学习渠道和多样化教学形式，可有效实现大学教学的多样性需求。科技快速发展的21世纪，传统教学课堂无法满足发展所需人才4。元宇宙背景下，教学模式场景化、学习方式交互化、教学形式多样化和教学资源融通化，可有力推动传统教学向创新教学转型升级，可有效实现大学教学的多样性需求，为培养具有开拓意识、创新能力的高素质综合型人才发挥积极作用。因此，元宇宙在教学创新实践中天然具有不可替代的重要价值5。三、基于元宇宙背景的教学模式优化路径元宇宙利用先进的信息技术构建了一个虚实融合的教学环境，给大学课堂教学带来无限可能的同时，也将深刻冲击现有教学实践方式6。元宇宙背景下，高校教师应合理利用元宇宙相关技术和资源，在教学创新实践中加强对相应教学活动设计的关注，发挥教学主导作用、重塑教学环节、优化评价方式，以此完善教学体系，更新教学手段，实现教学模式创新。（一）转变教学理念：巩固教师在新型场域中的主导位置以往教育中层级化的位置关系在元宇宙驱动的教育新场域中被颠覆。教师与学生共同塑造着元宇宙的时空形式与场景样态，师生关系在多元叙事的平等表达中得以重塑7。面对场域内教育者与学习者的位置关系变化，在基于元宇宙的新型大学课堂教学模式建构中，作为实践共同体的教育者必须转变教学理念，巩固教师在元宇宙驱动的新型场域中的主导位置，使教育者的主导作用和受教育者的主体作用都得到充分发挥。教师需根据教学实际和要求，借助元宇宙各项核心技术发展和人机交互体验形式的无缝结合，超越封闭路径的单线程说教，由“满堂灌”的知识传授者转变为场景设计者和价值引领者，引导学生完成学习目标，发挥教育者在教学活动中的指引者、促进者和陪伴者的作用。在教学活动中教师可灵活设置教学模式，借助实时反馈结果调整教学进度，创设和切换教学场景，有效引导学生沉浸于各类教育内容的场景中，进行分身体验、合作互动、资源共享与伙伴交往等。同时，教师需将专业教学与思政育人紧密结合，通过元宇宙应用场景的深度沉浸和共情体验，创设蕴含主流价值观念的学习场景，摒弃“强行说教”，实现课程的柔性育人价值。新 疆 开 放 大 学 学 报JOURNAL OF XINJIANG OPEN UNIVERSITY 24第28卷总103期2024年第1期Vol.28 Sum No.103No.1.2024（二）重塑教学环节：引领学生经历跨时空沉浸式学习过程在元宇宙背景下的教学全过程中，教师可通过合理的系统化教学设计，改变简单、线性的教学流程，对教学环节进行重塑，打造多场景、多目标的教学场景，引导学生经历课前、课中和课后多种感知交互的跨时空沉浸体验式学习过程，增强学生学习黏性，最大化提升学习成效。以外国文学课程课堂教学为例，整个教学过程可设计为课堂准备、教师导入、探索互动、课后实践、结果共享五个基本环节（图1）。图1元宇宙背景下的外国文学课程教学过程课堂准备阶段，教师首先应明确在元宇宙教学环境下学生通过课程学习应具备的知识水平、关键能力和核心素质，设计相应的教学方法和教学场景呈现重点教学内容，并嵌入相应教学资料，亦即完成课程的整体设计和虚拟环境课程基本建设。在此基础上，教师将教学内容合理分配至虚拟和现实两条学习路线中，将基于个性的、指向学生多元需求的虚拟资源关联在现实教室中，方便课堂教学直接调用。然后，教师提前发布学习任务，再通知学生利用相关设备签到打卡进入元宇宙环境，学生自主创建个性化虚拟分身形象参与课前自主学习活动。教师导入阶段，教师可在元宇宙中将教学内容进行文化语境设置，通过文化探究、历史观察、情景再现引导学生深入了解文学作品，体验外国文学各个发展阶段的文化生活，培养学生多元文化观念和人文精神。如教师可通过增强现实（AR）技术工具创设与古罗马文学教学内容高度关联的三维立体仿真文化场景，给予学生视、听、触、嗅、味等多感官逼真体验。教师也可将经典作品中描述的情景以可视化形式叠加到教学环境中，还可借助画面共享功能，截图教材中与古希腊古罗马文化相关的主题进行讲解，学生可通过展示在元宇宙中的虚拟图像、音频、视频浏览自己感兴趣的文化资源，进一步理解并掌握所学内容。探索互动阶段，教师可利用虚拟仿真技术进行虚拟阅读与可视化检索，使平面的电子资源立体化8，或利用增强现实（AR）技术将所教课程中的文本投射至公共领域9，请学生对照文本选段细读作品文本，并给予学生主题，引导学生分组对作品展开深入讨论。学生有针对性地查阅资料，开展自由讨论，在教师引导下应用所学知识完成既定任务，而后教师可根据小组讨论情况，为每个小组推送定制化的学习元素。此外，教师亦可尝试引导学生通过角色扮演，“遇见”荷马、莎士比亚、但丁、歌德、雨果、托尔斯泰等文学大师，激发学生个性特色，或教师鼓励学生利用已有或分享或自创的创作工具进行协同探究学习，引导学生有步骤、有计划地完成讨论探究学习活动。课后实践阶段，教师可组织开展虚拟读书节、虚拟社会调查、虚拟博物馆参观等各种课外学习和实践活动环节，引导学生通过虚拟现实（VR）设备进入元宇宙参与感知实践活动，自行开展针对性学习，在实践中巩固学识。教师还可将教材知识重难点的学习游戏化，创设游戏关卡，设置游戏指引，让学生通过沉浸式不断升级的游戏化学习解锁更多专业知识。教师亦能借助元宇宙智能环境进行智能化作业评判，实现动态性作业反馈。结果共享阶段，学生以小组为单位，统一进入项目空间，个人展示各自的研讨或创作成果，或分组展示合作成果，从而达到师生间、生生间共享学习成果。学生可感受研讨与创作逐步实现的过程并看到成果最终的呈现效果。展示结束后，教师根据学生的展示内容给予点评，适时补充、纠正、总结，形成评价和反馈，同时检验、反思整个教学过程，进而不断优化教学行为。元宇宙背景下大学课堂教学模式优化路径探索 25第28卷总103期2024年第1期Vol.28 Sum No.103No.1.2024（三）变革评价方式：建立动态化、综合性教学评价体系利用现代信息技术创新评价工具，探索开展全过程纵向评价、全要素横向评价，是 深化新时代教育评价改革总体方案 提出的教育评价改革要求10。在元宇宙赋能下，借助有效智能技术手段，改革传统教学评价手段和评价方式，代之以立体化评价方式与多样化评价手段，对学生平时学习进行全过程、全要素综合评价，建立完整的评价体系，也是实现元宇宙背景下大学课堂教学模式创新的必经之途。一方面，在教学评价过程中，教师可借助元宇宙智能分析技术这一真实可靠且动态呈现的工具11，实时监测、分析并整理学习过程的各项数据，变革形式单一、内容静态的教学评价，依照学生全方位学习行为数据对学生参与教学活动的情况进行多维度、多元化的评估，将学习评价从“知识本位”转向对知识、能力与核心素养的多维评价，以激发学生主动学习和全面成长的动力。学生通过增强现实（AR）、虚拟现实（VR）进入元宇宙后，其外部学习行为和内部学习状态都能以数字化形式被采集，转化为过程性记录。学生参与活动表现、角色任务完成情况都可成为考评得分点，形成丰富的教学评价维度。另一方面，教育管理者也需将虚拟与现实数据互通联结，根据元宇宙全程留痕的学习者评价和学校教师评价系统反馈，将学生学业成绩、教师教学质量等各个教学评价环节紧密衔接，对学生学习效果和教师教学质量进行便捷、直观的双向评价，建立动态化、综合性教学评价体系，不断优化教学过程，快速改善教学痛点。这种以元宇宙技术与数据为基础的评价方式变革，较之传统的教学评价更加全面、细致、准确，而且可突破时空限制，实现元宇宙与现实评价信息的有效衔接，是元宇宙背景下教师完善教学设计、创新教学方式、提升教学效果的重要抓手。结语元宇宙的到来对教育最本质的变革就是对教育内容与教学方式的变革12。元宇宙聚合多种新型智能技术，依托高沉浸感、开放创造、虚实融合等基本特征，为高等教育赋能增势。在大学课堂教学创新实践中，教师应在元宇宙赋能下因势而动，掌握创设虚拟教学环境的工具和方法，探索适用元宇宙课堂的学习资源，通过转变教学理念、重塑教学环节、变革评价方式，努力打造元宇宙技术嵌入、驱动的精准教学模式，突破传统线下教学模式和当下网络课堂的固有瓶颈与局限，形成可持续发展的新型大学课堂教学模式，使大学课堂真正成为全方位培养学生创新精神、实践能力、人文情怀和沟通能力的课堂。教育与元宇宙的融合、教学需求与技术应用的对接，有无数可能等待教育工作者去探索。参考文献：1 清华大学新闻网.2021世界慕课与在线教育大会第七场分论坛举行 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