如何讓教育與元宇宙深度融合
日前,一項(xiàng)題為《一個(gè)全新的世界:當(dāng)教育遇上元宇宙》(A Whole New World: Education Meets the Metaverse)的政策報(bào)告由美國布魯金斯學(xué)會(huì)發(fā)布。該報(bào)告指出,元宇宙這一數(shù)字概念日益逼近,很快它將會(huì)無處不在。教育是元宇宙的重要應(yīng)用領(lǐng)域,教育元宇宙也將在未來的5至10年走進(jìn)人們的生活。在這一關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn),教育從業(yè)者需要從Web2.0時(shí)代的教育應(yīng)用軟件研發(fā)中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),抓住先機(jī)、提早布局,主動(dòng)指導(dǎo)數(shù)字技術(shù)發(fā)展,有效規(guī)避落后于技術(shù)的被動(dòng)局面。該報(bào)告還重點(diǎn)指出,學(xué)習(xí)科學(xué)能夠?yàn)榻逃钪娴漠a(chǎn)品研發(fā)提供指導(dǎo)與引領(lǐng),賦予教育元宇宙以真正的教育意義,促進(jìn)教育與元宇宙的深度融合。
1.從教育應(yīng)用軟件研發(fā)中汲取教訓(xùn)
1997年,諾基亞6110手機(jī)率先推出了名為“貪吃蛇”游戲的首個(gè)移動(dòng)應(yīng)用軟件。此后,隨著2007年iPhone智能手機(jī)的問世,移動(dòng)應(yīng)用軟件市場(chǎng)開始不斷蓬勃發(fā)展,尤其是在2010年iPad開始上市銷售后。
報(bào)告的教育研究團(tuán)隊(duì)指出,當(dāng)2015年他們開始首次嘗試編寫一套針對(duì)教育應(yīng)用軟件研發(fā)的指導(dǎo)準(zhǔn)則時(shí),應(yīng)用軟件市場(chǎng)上已經(jīng)充斥著超過80000個(gè)所謂的“教育”應(yīng)用軟件。然而,它們絕大多數(shù)是面向是成年人使用的手機(jī)或平板設(shè)備而研發(fā)的,而不是以提供面向?qū)W生的教育活動(dòng)機(jī)會(huì)為研發(fā)目標(biāo)。甚至到現(xiàn)在,應(yīng)用軟件研發(fā)人員也很隨意地將其產(chǎn)品冠上“教育”這個(gè)名詞,即便這些應(yīng)用軟件產(chǎn)品在許多教育研究人員眼中僅與學(xué)生教育有微弱關(guān)聯(lián)。而且,它們的研發(fā)背后也沒有學(xué)生如何學(xué)習(xí)相關(guān)的研究支撐。
此前,報(bào)告的教育研究團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)嘗試從學(xué)生如何學(xué)習(xí)的相關(guān)研究中總結(jié)出了一套高質(zhì)量教育應(yīng)用軟件研發(fā)的指導(dǎo)準(zhǔn)則。2021年,該團(tuán)隊(duì)開始基于這一準(zhǔn)則對(duì)Google Play和Apple App Store等平臺(tái)下載量較高的教育應(yīng)用軟件進(jìn)行審查,以審視那些面向?qū)W生的教育應(yīng)用軟件與準(zhǔn)則的契合度??杀氖?,那些教育應(yīng)用軟件并沒有怎么契合上團(tuán)隊(duì)的預(yù)期。在下載量較高的面向?qū)W生的付費(fèi)教育應(yīng)用軟件中,只有7個(gè)獲得了高質(zhì)量評(píng)級(jí),50%都是低質(zhì)量評(píng)級(jí)。而免費(fèi)教育應(yīng)用軟件的質(zhì)量評(píng)級(jí)甚至更糟。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,導(dǎo)致這一局面的重要原因是,“教育”應(yīng)用軟件的研發(fā)人員和研究學(xué)生如何學(xué)習(xí)的教育研究人員彼此間,沒有進(jìn)行溝通與合作。當(dāng)教育類應(yīng)用軟件被大量研發(fā)出來并開始成為學(xué)生的一項(xiàng)主要學(xué)習(xí)載體時(shí),教育領(lǐng)域的研究人員才開始參與進(jìn)去,這之間有一定的滯后性。為此,該團(tuán)隊(duì)呼吁,鑒于當(dāng)前元宇宙基礎(chǔ)設(shè)施仍在建設(shè)中,相關(guān)群體應(yīng)該認(rèn)真反思與總結(jié)教育應(yīng)用軟件研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),避免重蹈覆轍,為共同合作研發(fā)高質(zhì)量的教育元宇宙產(chǎn)品提早布局。
2.定義教育元宇宙
報(bào)告指出,目前“元宇宙”仍是一個(gè)不斷發(fā)展、演變的概念,技術(shù)界關(guān)于“元宇宙”的定義很多且在不斷完善豐富。但總的來說,元宇宙(metaverse,或譯為“超元域”)的本質(zhì)是虛擬和現(xiàn)實(shí)相融合的“第三時(shí)空”。這一數(shù)字技術(shù)是Web3.0時(shí)代的核心產(chǎn)物,其技術(shù)底座主要包括人工智能、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、拓展現(xiàn)實(shí)(包括虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)等)、機(jī)器人、腦機(jī)接口,以及5G網(wǎng)絡(luò)等。目前,元宇宙已經(jīng)開始被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,并衍生出政務(wù)元宇宙、旅游元宇宙、體育元宇宙、影院元宇宙、會(huì)展元宇宙、游戲元宇宙等產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
毫無疑問,教育也在元宇宙產(chǎn)業(yè)生態(tài)的版圖中。該報(bào)告認(rèn)為,作為元宇宙技術(shù)與學(xué)生教育的融合形態(tài),教育元宇宙(edu-metaverse)是指在通過利用元宇宙技術(shù)而創(chuàng)建的虛實(shí)融合的場(chǎng)景中進(jìn)行學(xué)生教育活動(dòng),尤其是寓教于樂式的學(xué)習(xí)(playful learning)。
為此,報(bào)告也建議,研究學(xué)生如何學(xué)習(xí)的教育研究人員在這個(gè)當(dāng)下亟須認(rèn)真思考,與同教育元宇宙產(chǎn)品的研發(fā)人員保持溝通與合作的具體路徑,確保即將推出的教育元宇宙產(chǎn)品是高質(zhì)量的、能夠增益教育的。
3.回顧學(xué)習(xí)科學(xué)
盡管學(xué)習(xí)研究一直是教育學(xué)和心理學(xué)的核心任務(wù),但“學(xué)習(xí)科學(xué)”這一術(shù)語是隨著1991年《學(xué)習(xí)科學(xué)期刊》(Journal of Learning Science)的創(chuàng)建才開始被正式使用。1999年,美國國家科學(xué)研究委員會(huì)(National Research Council)發(fā)布的研究報(bào)告《人們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)》(How People Learn)則正式確立了其教育學(xué)與心理學(xué)的交叉學(xué)科地位。自此之后,學(xué)習(xí)科學(xué)開始不斷成熟與完善。
基于諸多實(shí)證研究發(fā)現(xiàn),在“學(xué)什么”這一問題上,學(xué)習(xí)科學(xué)逐漸明確了學(xué)生要學(xué)習(xí)在21世紀(jì)成功所需具備的6C技能組合。
第一,學(xué)合作協(xié)作(collaboration)。合作與協(xié)作,本質(zhì)上是促進(jìn)共同成長的人際交往,它是學(xué)生學(xué)習(xí)的核心。
第二,學(xué)溝通交流(communication)。建立在合作協(xié)作人際交往基礎(chǔ)之上的溝通交流,包括聽、說、讀、寫等,在學(xué)生的日常學(xué)習(xí)生活中至關(guān)重要。合作協(xié)作與溝通交流也是后續(xù)所有技能的基礎(chǔ)。
第三,學(xué)實(shí)質(zhì)內(nèi)容(content)。它不僅僅是指閱讀、數(shù)學(xué)、科學(xué)、社會(huì)等學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容,也包括能夠支持學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的“學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)”的執(zhí)行功能(executive function)。顯然,只有當(dāng)學(xué)生建立起合作協(xié)作和溝通交流的技能時(shí),他們才能做好掌握實(shí)質(zhì)內(nèi)容、進(jìn)行更高階水平學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備。
第四,學(xué)批判性思維(critical thinking)。它通常是在合作協(xié)作、溝通交流和實(shí)質(zhì)內(nèi)容之后被發(fā)展,因?yàn)橹挥性谡莆樟藢?shí)質(zhì)內(nèi)容之后,學(xué)生才能夠開始批判性地思考他們所習(xí)得的知識(shí)。
第五,學(xué)創(chuàng)造性創(chuàng)新(creative innovation)。作為實(shí)質(zhì)內(nèi)容和批判性思維的融合產(chǎn)物,創(chuàng)造性創(chuàng)新能夠使學(xué)生利用已知來創(chuàng)造新事物、制定創(chuàng)新性的問題解決方案。
第六,學(xué)自知自信(confidence)。它與“弘毅”緊密相關(guān),被定義為“對(duì)長遠(yuǎn)目標(biāo)的毅力與熱情”以及相信自己的能力可以被不斷提升的“成長型思維”。對(duì)自己能力充滿自知自信的學(xué)生會(huì)表現(xiàn)出毅力與靈活,即便在遭遇失敗時(shí)。作為6C技能組合中的最后一項(xiàng)技能,自知自信也能夠幫助學(xué)生整合利用他們的合作協(xié)作、溝通交流、實(shí)質(zhì)內(nèi)容,以及批判性思維和創(chuàng)造性創(chuàng)新技能,以突破他們學(xué)習(xí)的邊界。
而在“怎么學(xué)”這一問題上,學(xué)習(xí)科學(xué)也總結(jié)歸納出六大學(xué)習(xí)原則。第一,積極主動(dòng)地學(xué)。學(xué)習(xí)應(yīng)該是積極主動(dòng)的,而不是消極被動(dòng)的;學(xué)生在“動(dòng)手動(dòng)腦”的狀態(tài)下才能學(xué)習(xí)得更好。第二,集中專注地學(xué)。在學(xué)習(xí)過程中,抑制注意力分散、集中注意力、專注于學(xué)習(xí)任務(wù)至關(guān)重要。第三,意義驅(qū)動(dòng)地學(xué)。一方面,學(xué)習(xí)不是完全從頭開始的,應(yīng)該有效地同學(xué)生過去已經(jīng)了解的知識(shí)內(nèi)容搭建起聯(lián)系。另一方面,學(xué)習(xí)也需要進(jìn)行知識(shí)遷移和應(yīng)用,合理利用已知解決新問題、完成新任務(wù)。第四,社交互動(dòng)地學(xué)。人們從他人那里可以學(xué)習(xí)得更好。應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生在社交互動(dòng)中學(xué)習(xí),而不是自顧自地單獨(dú)學(xué)習(xí)。第五,迭代更新地學(xué)。學(xué)習(xí)不是一成不變的,應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生通過多種不同的路徑來達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)或者在同類的學(xué)習(xí)活動(dòng)中嘗試不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。第六,快樂有趣地學(xué)。學(xué)習(xí)體驗(yàn)應(yīng)該是快樂有趣的而不是乏味無聊的,在感受到喜悅這一內(nèi)在激勵(lì)時(shí),學(xué)生才會(huì)學(xué)習(xí)得更好。
除此之外,學(xué)習(xí)科學(xué)也指出,學(xué)習(xí)目標(biāo)表述明確的游戲化學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)6C技能組合和有效踐行上述六大學(xué)習(xí)原則的一種較好的學(xué)習(xí)形式。
該報(bào)告認(rèn)為,學(xué)生如何學(xué)習(xí)的原理是相對(duì)穩(wěn)定的,無論是在課堂上、社區(qū)里,還是在教育元宇宙場(chǎng)景中。因此,學(xué)習(xí)科學(xué)能夠?yàn)榻逃钪娴漠a(chǎn)品研發(fā)提供指導(dǎo)清單。
4.當(dāng)教育元宇宙遇上學(xué)習(xí)科學(xué)
報(bào)告進(jìn)一步指出,在學(xué)習(xí)科學(xué)的指導(dǎo)下,教育元宇宙產(chǎn)品研發(fā)的核心目標(biāo)應(yīng)該被確定為設(shè)計(jì)一個(gè)擁有明確學(xué)習(xí)目標(biāo),促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)合作協(xié)作、溝通交流、實(shí)質(zhì)內(nèi)容、批判性思維、創(chuàng)造性創(chuàng)新和自知自信,并進(jìn)行積極主動(dòng)、集中專注、意義驅(qū)動(dòng)、社交互動(dòng)、迭代更新、快樂有趣學(xué)習(xí)的游戲化學(xué)習(xí)場(chǎng)景。
顯然,教育元宇宙創(chuàng)設(shè)的寓教于樂場(chǎng)景不難做到讓學(xué)生在從未訪問過的新環(huán)境中通過“動(dòng)手動(dòng)腦”地探索和體驗(yàn)來進(jìn)行積極主動(dòng)、迭代更新、快樂有趣地學(xué)習(xí)。此外,學(xué)習(xí)科學(xué)的已有實(shí)證研究表明,教育元宇宙將尤其在如下兩個(gè)方面具有不可多得的優(yōu)勢(shì)。
一是在學(xué)實(shí)質(zhì)內(nèi)容和意義驅(qū)動(dòng)地學(xué)上。2012年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),相比于傳統(tǒng)的課堂教學(xué),6-8歲學(xué)生在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的游戲場(chǎng)景中對(duì)力與運(yùn)動(dòng)等物理學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。2016年的一項(xiàng)研究綜述也總結(jié)出,學(xué)生是能夠?qū)⑺麄儚奶摂M世界中所學(xué)習(xí)到的知識(shí)遷移到現(xiàn)實(shí)世界中的。
二是在學(xué)批判性思維和創(chuàng)造性創(chuàng)新上。2016年一項(xiàng)關(guān)于游戲化學(xué)習(xí)的分析發(fā)現(xiàn),大多數(shù)關(guān)于游戲化學(xué)習(xí)的研究主要著眼于其對(duì)批判性思維的影響,而且這些研究結(jié)果均指出游戲化學(xué)習(xí)能夠顯著提升學(xué)生的批判性思維。2021年的一項(xiàng)研究表明,游戲會(huì)通過鼓勵(lì)學(xué)生的好奇心和探索行為來間接培育學(xué)生的創(chuàng)造力與問題解決能力。
與此同時(shí),學(xué)習(xí)科學(xué)的相關(guān)實(shí)證研究也表明,教育元宇宙還將在合作協(xié)作和社交互動(dòng)上面臨挑戰(zhàn)。許多研究表明,嬰兒與成人的互動(dòng)以及大腦同步活動(dòng)會(huì)對(duì)嬰兒的大腦發(fā)育和早期學(xué)習(xí)產(chǎn)生重要影響。2021年發(fā)表的一篇論文指出在人際互動(dòng)中大腦的同步活動(dòng)對(duì)于年齡更大的兒童而言也很重要。在小學(xué)科學(xué)課堂上,當(dāng)師生的大腦同步活動(dòng)時(shí),師生不僅會(huì)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解更加深刻,而且也會(huì)共同生成新的知識(shí)。這些研究發(fā)現(xiàn)敦促教育元宇宙必須在一開始就擺正人際互動(dòng)的理念。
該報(bào)告認(rèn)為,虛擬化身的互動(dòng)不能替代真實(shí)的人際互動(dòng)。在教育元宇宙中,應(yīng)該保持真實(shí)的師生互動(dòng)和生生互動(dòng)。尤其是,教育元宇宙應(yīng)該成為教師用來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與促進(jìn)社交互動(dòng)的工具,而不是真人教師的替代品。
5.教育與元宇宙的深度融合
借助學(xué)習(xí)科學(xué)之力,研究人員才能有效檢驗(yàn)教育元宇宙究竟只是一個(gè)浮華的數(shù)字體驗(yàn)還是具有真正教育意義的技術(shù)進(jìn)步。關(guān)于教育與元宇宙未來深度融合的圖景到底應(yīng)該是怎樣,該報(bào)告也進(jìn)行了一系列的構(gòu)想。
報(bào)告通過一節(jié)想象的古希臘文明課來進(jìn)行演示。這節(jié)課堂設(shè)有一個(gè)明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),即通過拼圖文物來還原歷史。它在四周墻壁、天花板和地板都裝置了白板,而且可自由移動(dòng)課桌椅的教室里進(jìn)行。上課鈴聲響起后,一條時(shí)間軸出現(xiàn)了在地板上,學(xué)生推開他們的桌椅站到了“公元前300年”時(shí)間刻度上,穿越進(jìn)那一年的古希臘元宇宙中,開啟了沉浸式的古希臘文明之旅。導(dǎo)入結(jié)束后,真人教師將時(shí)間軸調(diào)回到“現(xiàn)在”,并向?qū)W生提問“如果我們不生活在那個(gè)年代,我們?cè)趺茨軌蛄私猱?dāng)時(shí)的古希臘文明?”緊接著,教室墻壁開始呈現(xiàn)出一座神廟遺址,學(xué)生的虛擬化身也被配備了鏟子和刷子等工具。教師繼續(xù)說道:“大家剛才所體驗(yàn)的古希臘文明就像所有其他歷史文明一樣,現(xiàn)在都被埋在了泥土中?!比缓螅瑢W(xué)生的虛擬化身開始像考古學(xué)家那樣認(rèn)真仔細(xì)地挖掘泥土。不久,每個(gè)小組都發(fā)現(xiàn)了陶瓶和雕塑等文物碎片,他們把這些碎片完整地拼湊在一起,然后發(fā)現(xiàn)了其中的歷史故事,并迫不及待地向其他小組展示和分享。之后,整個(gè)課堂重新回歸到現(xiàn)實(shí)世界中,教師引導(dǎo)學(xué)生一起完成余下的課堂教學(xué),并著重將學(xué)生今天的收獲同之前的課堂進(jìn)行關(guān)聯(lián),也鼓勵(lì)學(xué)生將今天課堂上所學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中。
最后,該報(bào)告再次強(qiáng)調(diào),這一教育與元宇宙深度融合圖景的實(shí)現(xiàn)不僅僅需要教育研究者與研發(fā)者的溝通與合作,也需要教育實(shí)踐者、學(xué)生、家長、政策制定者參與其中,呼吁構(gòu)建由各相關(guān)利益攸關(guān)者群體組成的教育元宇宙產(chǎn)品研發(fā)共同體。
(作者:時(shí)晨晨,系中國人民大學(xué)教育學(xué)院師資博士后、講師)
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