数字化转型背景下国内外教育元宇宙研究对比分析——基于CiteSpace的科学知识图谱

马瑞祾,韩 开,徐 娟

北京语言大学信息科学学院, 北京 100083

当前,全球教育正不断加快数字化转型的步伐。建设以数字化为支撑的高质量教育体系是中国走向教育强国的必由之路。党的二十大报告提出“中国式现代化”的全新时代命题,而中国式教育现代化作为其教育领域的重要体现,需要依托以互联网为基础的人工智能、扩展现实等新一代数字技术以推动其数字化转型,优化资源供给、重塑教育生态、促进教育公平,继而引领教育的现代化[1]。

放眼全球科技和产业双重革命,元宇宙无疑成为新一代技术变革的“风口”。形成这一现象的原因实则是以人工智能、5G、扩展现实为代表的下一代数字技术逐渐发展成熟。目前,对于元宇宙的概念,学界尚未形成统一的观点,在阐明其内涵时主要采用三种方式:词源考释说、镜像世界说、社会形态说。第一,词源考释说。从metaverse最早出现于小说《雪崩》出发,考索词根“meta”和“verse”的语素义,前者兼表“元”和“超越”,而“verse”表示“宇宙”。由此,metaverse指超越现实世界、现实宇宙[2]。第二,镜像世界说。Ball[3]认为元宇宙并非一种技术、平台或游戏,而是大规模的、可操作的、实时渲染的三维虚拟世界网络;喻国明[4]则指出,元宇宙集合了虚拟现实、数字孪生、区块链等技术,是连接现实与虚拟两大世界的终极数字媒介。第三,社会形态说。在元宇宙的系列报告中,沈阳[5]将元宇宙定义为整合多种新技术创造的虚实相融的新型互联网应用和数字化社会形态。而此文笔者认为元宇宙是一个人为创造、高度开放、去中心化、平行于物理世界的虚实相融的数字空间。

元宇宙一经问世就广泛应用于各个领域,其在教育领域的延伸和应用诞生了一种新的教育理念和学习场域——教育元宇宙(education metaverse),也有学者称其为“学习元宇宙”(metaverse for learning)。元宇宙能够为教师、学生等教学主体营造一个沉浸式的学习场域,创建个性化的虚拟化身和身份ID,在数字世界中贯通正式与非正式学习,并允许师生自由地进行多模态互动[6]。总之,教育/学习元宇宙是具有沉浸性与真实感、交互性与社交感、自由性与开放性三大显著特征的新型数字教育生态[7]。

迄今为止,国内外学界已围绕教育元宇宙展开了探讨,这些研究广泛涵盖了理论建构、技术分析、典型案例等各个方面,但仍缺少系统性文献梳理和科学知识图谱的构建。据此,文章采用文献计量的研究方法,借助CiteSpace工具对美国科学网(Web of Science,WOS)和中国知网(CNKI)数据库中的教育元宇宙的相关论文进行可视化分析,尝试构建国内外教育元宇宙的科学知识图谱,并对该研究的演化路径、热点内容、未来趋势等展开数据解读,使国内与国外研究互相补益,达成镜鉴先进经验、厘清现有动向、探明未来趋势的目标,以期为推动元宇宙和教育的深度融合提供有益参考。

1 数据来源与研究工具

1.1 数据来源

不同于计算机领域构建的动态知识图谱,图书情报领域的科学知识图谱是通过对文献进行可视化分析,从而直观、具象地展示某一领域的研究概况,揭示该领域研究的知识结构、演进规律、分布情况和前沿热点[8]。由于元宇宙引爆于2021年,为保证文献检索能够覆盖教育元宇宙的代表性研究成果,文章将文献检索时间区间设定为2021—2022年,具体检索日期为2023年1月10日。

国外文献数据来源于WOS的核心合集数据库,具体的检索方式为:以“Education Metaverse”or“Metaverse for learning”为主题词,共计检索文献139篇;为提高数据的准确性,将论文的撰写语种限定为English,文献类型设置为Article(论文)和Review(综述)两种类型,再次精确检索,得到有效文献136篇,导出“全记录与引用的参考文献”为.txt文件格式。

国内文献数据以CNKI数据库作为数据来源,首先通过“主题”检索对CNKI数据库进行文献计量分析,以“教育元宇宙”或“学习元宇宙”作为检索词,查找学术期刊所发表的相关论文,得到检索结果229篇;然后逐一核查,筛除书评、新闻等非学术类文章,得到有效数据141条。最后使用CNKI导出功能,获得Refworks格式文件。

1.2 研究工具

该研究采用CiteSpace 6.1.R6版本(更新于2022年12月22日)作为文献计量与图谱构建的工具。将国内外教育元宇宙研究文献以规定格式导入CiteSpace中,并将时间切片设为1年,阈值取前50,运用最小生成树(minimum spanning tree)算法生成包括作者、机构、关键词等网络节点,完成了对教育元宇宙研究科学知识图谱的构建工作,并立足图谱中所包含的网络节点及数据进行多维度、细颗粒的可视化分析,其分析研究内容涵盖研究动态(时间及数量、期刊及学科分布、作者分布、发文机构分布)、研究趋势(高频关键词、关键词共现、关键词聚类)等。

2 概况:国内外教育元宇宙研究之动态

2.1 文献刊发的时间与数量

在元宇宙技术革命的冲击下,2021年下半年国内外迎来了元宇宙研究的热潮,具体到教育领域,国内外教育元宇宙研究的发展始终和着元宇宙整体研究的步调。相较于2021年,2022年的研究成果数量成倍扩增,具体如表1所示。

表1 国内外教育元宇宙发文数量的比较

由表1可知,2021年国内外教育元宇宙研究领域相关文献数量整体有限。国内2篇,分别为刘革平等的《从虚拟现实到元宇宙:在线教育的新方向》、以及华子荀、黄慕雄的《教育元宇宙的教学场域架构、关键技术与实验研究》,均发表于《现代远程教育研究》杂志。这两篇文章主要讨论了教育元宇宙的引入背景、概念发展、理论基础、未来布局等[9],且主要聚焦阐明“教育元宇宙”究竟为何物。国外8篇,主要探讨了元宇宙在教育中应用的可能性(possibi-lities)和局限性(limitations)[10],也有专题文章探讨了教育元宇宙在韩语教育中的应用[11]。从整体上看,作为教育技术领域的新话题,国内外学者纷纷阐释了自己对元宇宙内涵及功能的理解,并探讨了把元宇宙融入教育领域的实施路径。

2022年,国内外的教育元宇宙研究整体呈现百花齐放、百家争鸣的局面。学者们各抒己见,不断挖掘元宇宙在教育领域的应用潜力,描绘了元宇宙与不同学科、不同类型教育教学深度融合的应有模样,开拓了教育元宇宙研究的新天地。研究涉及了元宇宙在教育中应用的理性审思、构建教育元宇宙这一未来教育新生态、教育细分领域的元宇宙设计,以及教育元宇宙的应用案例等。

2.2 期刊与学科分布分析

国内外该领域文献刊发的期刊分布情况,可以反映研究所涉及的学科类型及不同学科的关注情况。教育元宇宙相关研究发文量居前10位的期刊统计情况如表2所示。

表2 国内外教育元宇宙发文量居于前10位的期刊统计情况

总体上看,期刊与学科分布呈现如下特征:一是国内外期刊发文所涉学科种类较为丰富,既包括自然科学领域(计算机、通信等),也包含人文社科领域(教育学、图书情报学等)。这表明教育元宇宙具备多学科融合发展与协同应用的特质。国内教育元宇宙的研究成果主要发表在教育技术学的期刊上,同时还有图书情报学、教育学、医学等期刊上;国外主要发表在教育技术学、心理学、计算机科学、信息技术等期刊上。二是在刊文量方面,国内前10位期刊的总体刊文数均≥3篇,相比多于国际期刊;国外的相关研究所分布的期刊范围更广,这也与国际期刊总体数量远多于国内期刊有关。三是在具体期刊方面,发文数量居于前2位的国内期刊为《远程教育杂志》和《图书馆论坛》,前者更关注元宇宙和“互联网+”、在线学习等结合的选题,后者关注元宇宙视角下的未来教学模式、图书馆教学支持服务等选题;国外期刊为IEEEAccess和Sustainability,两刊均为开源期刊,刊文量偏大,前者关注教育元宇宙中与自然科学技术的相关选题,后者则为综合类刊物,覆盖的选题较为多样。

2.3 作者分布分析

在某一领域的论文作者合作网络图谱中,高发文量作者表明其在该领域具有一定的影响力;同时,作者合作网络图谱也能揭示不同作者在该领域研究的合作关系。根据普赖斯理论,论文发表数为m篇以上者为核心作者,其中m的计算方式见公式(1),ηmax表示作者最大发文量[12]。

(1)

根据所择取的样本情况,公式(1)中的ηmax=3,m=1.297,故文章将发文量≥2篇者视作教育元宇宙领域的核心作者。经统计,国内共有19位核心作者,国外共有20位核心作者。发文量居于前10的作者信息统计结果如表3所示。

表3 国内外教育元宇宙研究高产作者统计

由表3可知,在两年内,国际上整体发文量超过2篇的作者数量略多于国内,但单人发文量大于3的作者,国际上仅有1位,而国内则有3位,分别为郭亚军、王俊和钟正。与此同时,国内外学界也逐渐形成了核心作者群。核心作者间的合作情况能揭示研究主体间的协作与交流状况,这从国内外作者的合作网络图谱可以进一步分析,如图1、图2所示。

图2 国外作者合作网络图谱

在作者合作网络图谱中,节点字体的大小反映了作者发文量的多少,同时节点间的连线表示作者间的合作密度(Density)。由图1和图2可知,图谱显示结果与表1分析的结果一致。可以发现,国内作者间合作的网络密度为0.0203,相较于国外(0.0442)整体偏少。国内仅出现了零星的合作关系,如郭亚军、李帅和李捷的三人合作,杨现民、倪清和余越凡的三人合作等。而其他发文量居前的核心作者,如蔡苏、王运武等采用“单兵作战”的发文方式。不同的是,国外研究形成了多组研究团队,如Kim S K 团队、Park Y J 团队、Denistar L 团队等。尽管国外也有部分作者独立发表文章,但较国内数量更少。教育元宇宙作为教育学、心理学、信息科学等学科交叉的研究领域,团队合作有助于拓宽研究视角,拓深研究内容,故国内外的研究者们应加大团队间交流与合作的力度,以促进不同学科、领域间的优势互补、协同发力。

2.4 机构分布分析

通过对文献发文机构分布情况的分析,可以窥见该研究的阵地建设情况。教育元宇宙研究的机构(国别)分布图谱如图3和图4所示。

图3 国内机构合作网络图谱

图4 国外机构(国别)合作网络图谱

由图3可知,国内的发文机构中刊文量在2篇以上的共17家,其中高校15家,研究院(所)2家。发文量居首的是“华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心”,发表4篇论文;“西南大学教育学部”次之,发表3篇论文;其他发文机构中,“北京师范大学教育学部VR/AR+教育实验室”“江苏师范大学智慧教育学院”等机构发表2篇论文。从合作关系看,国内发文机构多为内部合作,Density=0.009,可见国内学术机构间的交流壁垒尚存,机构间的合作态势有待形成。

表4 国内外教育元宇宙研究的高频关键词词表

由图4可知,在国外的发文机构中刊文量在2篇以上的共29家,其中高校18家,研究院(所)11家。发文量居于前列的机构包括“高丽大学(Korea Univer-sity)”,发表4篇论文;紧随其后的是“新加坡的南洋理工大学(Nanyang Technological University)”,发表3篇论文;“成均馆大学(Sungkyunkwan University)”,发表3篇论文等。从国际上发文量较高的机构所属国别的分布情况看,中国名列第一,发表论文45篇;其次是韩国(24篇)、美国(15篇)、西班牙(8篇)。从机构间的合作关系看,国外发文机构彼此合作更为紧密,Density=0.061,基本形成了高校和研究院(所)之间学术互鉴、合力研究的格局。

3 变革:国内外教育元宇宙研究之趋势

由于元宇宙兴起的时间不长,该文仅收集了两年来的文献数据,故无法从时间维度上分析研究的动态时区演变情况和特定话题凸显情况。由此,该文主要通过高频关键词分析、关键词共现图、关键词聚类图挖掘国内外教育元宇宙研究的热点与趋势。

3.1 高频关键词分析

通过对国内外“教育元宇宙”相关研究的关键词词频分析,可以进一步发现该领域研究的话题取向,数据结果如表4所示。

从表4可以看出,国内的教育元宇宙研究主要立足教育视角,追求技术与教育的深度融合,高频词主要包括两类:一是教育元宇宙的关键支撑技术,如“虚拟现实”“人工智能”;二是教育元宇宙的典型应用场景,如“在线教育”、“高校”、“高等教育”、“医学教育”和“思政教育”。此外,其他学者还畅想了基于元宇宙的“未来教育”将具备虚实融生、时空共在、境身合一等特征。而国外研究则更关注技术问题,前10位的高频词中有7个属于教育元宇宙的底层技术,例如“数字孪生”“混合现实”“扩展现实”等,其他高频关键词则与教育元宇宙的学科归属(“教育技术”),构筑的学习空间(“虚拟世界”),以及关键技术所用的算法模型(“深度学习”)等话题有关。国内外研究视角的差异彰显了“元宇宙+教育”和“教育+元宇宙”的两大范式,国外研究属于前者,即立足教育元宇宙的技术属性,思考其包括哪些底层技术及其如何赋能教育变革;国内研究属于后者,聚焦教育元宇宙的教育属性,探索元宇宙世界中教育的新样态和新特征。

3.2 关键词共现图谱分析

借助CiteSpace的关键词共现功能可以得出国内外教育元宇宙研究的主题分布情况。图谱中各个节点与关键词一一对应,节点/字体大小与节点度(degree)呈正相关,节点间的关联性则与连线的粗细度呈正相关。该文设置阈值TopN=50,TopN%=10,Density=0.0417,可以获得国内研究关键词共现网络图谱,共计85个网络节点、149条边,图谱如图5所示。采用相同方法,密度设置为0.0533,可以得到国外研究关键词共现网络图谱,共计117个网络节点、362条边,图谱可视化结果如图6所示。

图5 国内教育元宇宙关键词共现图谱

图6 国外教育元宇宙关键词共现图谱

由图5可知,居于所有节点核心位置的关键词为“元宇宙”。此外,国内的相关研究广泛涉及了学习理论(具身认知、沉浸式学习等)、数字技术(人工智能、大数据、云计算、数字孪生等)、应用领域(图书馆、社会教育、学前教育、智慧教育等)等。研究包含了对理论探讨、技术架构、模式构建、产品开发、主要问题、发展前景等多样话题的探讨,其中在线教育、虚拟现实、沉浸感等属于国内研究的热点议题。

由图6可知,“virtual reality”(虚拟现实)在众多关键词中占首位,并辐射出“augmented reality”(增强现实)、“mixed reality”(混合现实)等表示元宇宙关联技术的节点。其次,相关研究还涉及虚拟世界(virtual world)的营建、元宇宙设计(design)、三维模型建模(solid modeling)、学习体验(experience)等内容。与此同时,国外的教育元宇宙研究还关注“gamification”(游戏化)、“technology acceptance model”(技术接受模型)、“perceived usefulness”(感知有用性)、“2nd life”(第二人生)等话题,以及探讨元宇宙应用于教育领域的“information”(影响)、“opportunity”(机遇)、“challenge”(挑战)等。对扩展现实及其所包含的虚拟现实、增强现实和混合现实的讨论是国外研究的主要内容。

整体上看,国内外教育元宇宙研究的关键词共现图谱均反映出该领域研究的两大主题:技术架构和教育整合。不论是对教育元宇宙技术系统的分项剖析,还是对教育元宇宙典型应用场景的宏观勾描,国内外学者都力求阐明这样一种理念,即组合运用扩展现实、教育游戏、人工智能、数字孪生等多项技术可以为学习者营建虚拟学习环境,从而更好地提供趣味性、真实性、开放性的高沉浸式学习体验。同时,国内外研究在视角和方法上可互相补益。国内研究为元宇宙如何更好地发挥效能提供了教育理论的指引,如具身认知;国外则更多开展实证性研究,借助技术接受度、感知有用性等观测指标调查学习者在教育元宇宙中的学习体验,国内亟须借鉴此类实证研究方法,推动中国的教育元宇宙研究趋向深入。

3.3 关键词聚类图谱分析

关键词聚类分析可以更深入地剖析研究领域关注焦点的演变。该文使用CiteSpace的“K聚类(label clusters with indexing terms)”对国内外教育元宇宙相关研究的关键词进行聚类分析,可以得到#0教育元宇宙、#1数字教育、#2人工智能、#3学习空间、#4图书馆、#5数字孪生、#7信息科技7个国内研究关键词类,如图7(Q=0.5038,S=0.9179)所示;以及#0 avatar(虚拟化身)、#1 digital twin(数字孪生)、#2 artificial intelligence(人工智能)、#3 blockchain(区块链)、#4 deep learning(深度学习)、#5 virtual reality(虚拟现实)、#6 web programming(网络编程)、#7 neural networks(神经网络)8个国外研究关键词类,如图8(Q=0.6144,S=0.8345)所示。两张图谱的聚类模块值(Q)均>0.3,聚类平均轮廓值(S)均>0.7,前者说明聚类结构显著,后者表示聚类结果可信度高,据此,两张图谱聚类效果都很好。

图7 国内研究的关键词聚类图谱

图8 国外研究的关键词聚类图谱

由图7和图8可知,从整体上看,国内外研究的关键词都聚合到两个领域,即人工智能和数字孪生,二者都是国内外学术界共同关注的“高热”话题。此外,国内研究更关注教育场域中学习空间、图书馆等话题,而国外研究更加注重具体的数字技术、网络编程和算法模型,这一结论与关键词词频分析具有一致性。

具体来看,根据标签数字越小,聚类中包含的关键词越多的原则,该研究重点分析两张图谱的前五类标签。

首先,对国内研究关键词聚类图谱(如图7所示)加以分析。第一,厘清“教育元宇宙”的宏观架构。该聚类重点对教育元宇宙中的“概念解构、教学设计、发展前景、应对之策”等问题展开讨论,基本勾勒了教育元宇宙的概貌。翟雪松等[13]指出教育元宇宙以技术与社会互构为理论基础,以真实与镜像主体交互为主要内容,以时空、关系、交流、情感四大边界的突破为典型特征。第二,构筑“数字教育”的创新样态。在该聚类结果下,学者关注了“技术赋能、教育变革、在线教育”等话题,分析了教育元宇宙如何推动“教、学、管、评、测、研”等不同场景的数字变革。钟正等[14]认为元宇宙将在情境化教学、个性化学习、游戏化学习和教师研修等教育场景下显示出其巨大的潜力。第三,释放“人工智能”的技术能效。在该聚类结果下,学者聚焦对“语音评估、人机交互、体态识别、智能推荐”等技术的探讨。随着智能技术的持续赋能,教育元宇宙正逐渐形成自然人、数字人、机器人三者共生、共融的交互体系,有效创新了人际交互和知识生成的方式[15]。第四,推动“学习空间”的虚实融合。在该聚类结果下,研究大多关涉“学习环境、虚实融生、时空融合”等话题,探明了如何营建更具交互性、智能性、感知性的学习空间。在“以学习者为中心”的理念下,郭亚军等[16]提出了在元宇宙学习空间中,虚拟教育体系特有的知识流转机制。第五,创新“图书馆”的服务模式。作为教育元宇宙的重要应用场景之一,“图书馆”这一类下又包含了“智慧图书馆、数字图书馆、应用案例、教学模式”等具体关键词,该类研究主要分析在元宇宙视域下图书馆的场景构建、主要功能、资源管理等方面的创新。娄方园等[17]理性审视了元宇宙赋能图书馆社会教育的应用场景,并提出了相应的发展策略。

其次,对国外研究关键词聚类图谱(如图8所示)进行分析。第一,重视 “虚拟化身”的镜像设计。在该聚类结果下,相关研究关注了在教育元宇宙如何依托扩展现实技术构建虚拟世界,以及在该世界中学生的“情感、接受、状态”等具体问题,直接将研究视角投射到教学的中心——学习者的身上[18]。第二,探索“数字孪生”的实现路径。在该聚类结果下,研究关注了“机器学习、混合现实、3D模型”等话题,主要剖析了数字孪生技术如何把物理世界镜像“克隆”到元宇宙世界中,更好地搭建智慧教室、图书馆、体育馆等虚拟场景。第三,整合“人工智能”的技术优势。在该聚类结果下,学者则聚焦对“物理模型、5G/6G、自适应学习”等的分析,让各类智能技术为教育元宇宙中的用户搭建感知化的教学场域,并提供个性化的教学服务。第四,关注“区块链”的支撑作用。这该聚类结果下,研究涉猎“大数据、游戏机制、联邦学习(federated learning)”等话题,阐释了区块链技术在教育元宇宙中如何促进学习数据的存储与融通,以及如何基于联邦学习算法以确保教育元宇宙中用户的隐私保护和数据安全[19]。第五,优化“深度学习”的算法模型。该聚类结果包含了“神经网络、算法、模型、网络编程”等具体关键词,该类研究主要分析在搭建教育元宇宙中如何基于深度学习算法模型进行神经渲染(neural rendering),如模型、图像、视频等的渲染,以增强虚拟世界的沉浸感和真实感[20]。

4 审思:国内外教育元宇宙研究之展望

在简要回顾文章主要结论的基础上,立足国外的研究经验,对未来国内教育元宇宙研究作出展望,以期为国内教育元宇宙的理论研究和应用实践提供理论依据和有益参考。

4.1 主要研究结论

教育元宇宙的讨论在如火如荼地开展,其所关涉的职业教育、高等教育、语言教育等各细分领域的研究方兴未艾。下面将国内外教育元宇宙研究的知识图谱分析结果总结如下:

①发文数量持续激增,学科和期刊分布广泛,研究阵地及队伍初步形成,领域合作有待深化

第一,从发文趋势看,较前一年,2022年的国内外教育元宇宙的相关研究均呈“指数级扩增”趋势。第二,从学科分布看,国内外研究均广泛覆盖了教育学、心理学、信息科学等各个领域,论文成果刊载于自然科学、人文社会科学两大领域的不同刊物上,分布较为广泛。据此可见,教育元宇宙的跨学科属性正日益凸显。第三,从作者和机构分布情况看,目前,国内外已经基本形成了教育元宇宙研究的主要阵地和学者,国内机构以师范类院校为主,如华中师范大学、北京师范大学等,国外机构高校和研究院(所)的发文量相差不大。值得注意的是,教育元宇宙这一多学科综合的新兴研究对象,跨学科、跨领域、跨机构的合作研究是极有必要的。目前,国外这一趋势已经显现,但国内作者、机构之间的合作还须加强。

②研究内容和主题较为集中且趋于精细化,总体彰显出科技与教育双向赋能、系统融合之势

通过对国内外研究的关键词进行可视化分析,可以发现二者既有交叠又各有侧重。在研究初期,学界探讨的内容和主题都较为集中,如教育元宇宙的概念、架构等。2022年的研究成果呈现出与具体学科、场景结合的精细化发展趋势。其中,国内研究注重从教育视角出发,在理论层面阐释教育元宇宙的作用机理、属性特征等,在应用层面分析其在人才培养、资源重组、模式创新、教育公平等方面的积极作用。但同时,这些研究主要为理论阐释,实证研究数量有限。这是由于教育元宇宙的技术成熟度较低、可应用的资源数量较少,无法支持开展实证类研究。国外研究大多立足技术视角,更多关注人工智能、扩展现实、数字孪生、人机交互等新兴技术给教育教学的变革带来了哪些机遇和挑战,而国内研究对教育元宇宙关键技术的探索相对薄弱,还需要加强相关支撑技术的研究。此外,国外研究中已有不少实证研究的案例,这恰是国内研究所缺少的。例如,国外学者已经尝试使用技术接受度、感知有用性等指标来观测学习者在教育元宇宙中的学习状态[21],这些调查方式、实验手段均值得国内研究借鉴和学习。总之,不论立足何种视角,国内外研究都呈现出从科技或教育的某一端出发,探索赋能另一端的态势。

4.2 未来前进方向

展望未来,随着全球各国相继启动“元宇宙行动”,元宇宙与各领域的融合将会不断深化。例如:日本成立“元宇宙推进协议会”;韩国向公众开放“元宇宙首尔市政厅”等[3];中国的北京、上海、武汉等城市将元宇宙写入发展政策中,如上海市人民政府颁布的《上海市培育“元宇宙”新赛道行动方案(2022—2025年)》。特别是教育领域,受元宇宙风潮褪去的影响,教育元宇宙研究的成果数量可能会有所回落,但整体上还会保持不断增长的态势。教育元宇宙的研究还留有很多尚未过多谈及或值得深入探索的空间,仍会是今后学界研究的重要课题之一。文章积极借鉴国外的研究经验,对国内教育元宇宙的研究提出以下五条前进方向:

第一,深化理论研究今后,教育元宇宙的理论研究需要进一步从概念意涵的阐释转向对理论体系的建构,在建构主义、联通主义等现代学习理论的观照下,分析情境认知、具身学习、多元智能等基础理论的先导作用,进一步剖析教育元宇宙环境下有意义的学习缘何发生。意即,重塑元宇宙世界中概念性、事实性、程序性、元认知等多元知识的创生和流转机制。此外,杨阳、陈丽[22]对教育元宇宙持否定态度,并主张将其归于“互联网+教育”的逻辑发展框架内。教育元宇宙与“互联网+教育”二者的关系问题也有待深入探讨,特别是在联通主义视域下对二者进行多维、全面地比对。

第二,探索实证研究尽管国内围绕教育元宇宙开展的实证研究较少,但也有部分成功的案例可以借鉴。例如,华子荀等[23]使用Minecraft和Roblox调查了67名被试者使用虚拟化身体验三类拟真场景时的学习成效。未来,应该将愈渐成熟的教育元宇宙产品应用于各级各类教学实践,积极开展教学实验、问卷调查、案例观察等实证类研究。特别需要关注如何合理使用脑电、眼动等神经科学技术来无痕式采集学习者在元宇宙中的过程性学习数据,促进实证研究朝着多元化、科学化的方向发展,以支持教育元宇宙的科学、持续发展。

第三,促进深度融合已有的教育元宇宙虽已涉及学前教育、中小学教育、职业教育、思想政治教育等多个方面,但整合的粒度较粗,对特定学科领域(如英语、化学、数学等)、教学场景(如教师研修、个性辅导等)的讨论还较为鲜见。因此,学界应推动教育元宇宙与具体学科进行深层次整合,打造具有各学科特色的学科教育元宇宙。例如,可以探讨如何发挥教育元宇宙优势,来提升跨时空、跨文化、跨国别的国际中文教育效果和质量,助力讲好中国故事。

第四,攻克关键技术教育元宇宙有效整合了多种数字技术,其落地应用、高效运转和教育赋能都离不开对关键支持技术的深入研究。目前,国外已经开展了部分研究,并不断尝试优化深度学习算法模型。国内的教育元宇宙研究应该融入自然科学领域的工具、模型、范式。面向教育元宇宙的高质量发展需求,重点攻克神经渲染、区块链、虚拟化身、数字孪生等底层技术的“瓶颈”,持续谋求人联、物联、智联三类技术的更新、迭代和进阶[24]。特别是在ChatGPT、讯飞星火、百度文心一言等生成式人工智能(artificial intelligence generated content,AIGC)的影响下[25],未来,基于“AIGC+VR/AR”的教育元宇宙开发将会成为新的技术趋势。

第五,关注风险防治为引导教育元宇宙的良性发展,学界还需要将更多研究精力投入到教育元宇宙的规范化和健康化治理问题上[26]。为了防止教育元宇宙中隐私泄露、财产安全、数据欺诈、资本操纵等伦理问题,学者应该积极提供解决方案和智力支持,助力建立健全教育元宇宙风险防范和化解机制。此外,教育元宇宙还应追求更加全面、公平、包容的教育形态。为此,未来的教育元宇宙研究还需要更多关注推荐算法的公平性问题,助力促进优质教学资源的共建与共享,为广大学习者提供平等学习的机会,以构建“面向人人、适合人人”的终身学习型社会[27]。

5 结束语

作为教育数字化转型风口,“教育元宇宙”不仅描绘了未来镜像虚拟世界中的全新教育图景,也反映了新一代数字智能技术对教育的变革和重塑作用。未来的教育元宇宙研究前景广阔,应该形成理论研究与实证研究互为参照、彼此为用的格局,促进教育元宇宙与具体学科的深度融合,强化关键技术攻关,注重防范和化解潜在风险,勇于在新一轮技术挑战中开拓新局,让教育元宇宙成为驱动中国式教育现代化的强力引擎。