教育元宇宙赋能具身沉浸式育人的探索

信息浪潮下，人工智能、虚拟现实等技术蓬勃发展，元宇宙闪亮登场。在教育元宇宙下如何推动育人工作？笔者以消防安全教育为例，从具身认知理论和沉浸理论赋能沉浸式育人入手，介绍教育元宇宙如何让学生跨越时空限制，获得具身沉浸体验，从而达到触动人心的育人目的。

一、信息时代育人方向

信息化浪潮澎湃而来，教育也必然经历深刻变革。2021年7 月，《教育部等六部门关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》提出，新基建是新一代信息技术发挥效能的基础和关键，在2025年教育新型基础设施体系必须基本形成，其中信息网络新型基础设施是新基建的重点方向之关键。信息时代，“互联网+教育”正在落地生根，推动教育信息化转型。

众所周知，教育的根本任务是育人，育人的根本在于立德。教育教学必须体现立德树人的宗旨。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》明确指出，信息科技课程理念之首就是要反映信息时代正确的育人方向。信息时代，学校必须培养学生正确的世界观、人生观、价值观，实现学生在信息世界与现实世界中健康成长[1]。

二、教育元宇宙带来育人新变化

人工智能、虚拟现实、增强现实等信息技术的兴起，给教育带来了新的曙光。科技的进步，带来了教学形式的变化，其中教育元宇宙将虚拟与现实、线上与线下深度融合，成功整合了虚拟现实、人工智能、区块链等技术[2]。教育元宇宙到底是什么？

（一）教育元宇宙

2021年，元宇宙被大型互联网企业关注，一些学校也介入元宇宙研究。2021年被称为元宇宙元年。元宇宙的来临也带来了“互联网发展历史上第三次技术革命”。目前，对于元宇宙尚没有统一的界定，它是一个不断演变且不断进化的三维虚拟人类社会[3]。将元宇宙的虚拟现实交换技术运用到教育上，我们称之为教育元宇宙。教育元宇宙具有交互性、沉浸性、多元性的特征，能助力学生“穿越”到特定的虚拟现实场景，如古代街头、历史名场景能让学生“见证”历史的变迁，甚至与诗人吟诗作对；各种高危数理化实验室能让学生走进各种因为条件限制而难以开展或危險性高的实验、培训，并在虚拟现实场景中动手操作。有了这种虚与实相结合的数字化学习场景及多元化的交互性的学习方式，教育将走出学校，走向社会。学生在此过程中除了获得情感体验外，还能接受文化知识的熏陶，探索知识的乐趣。

既然教育元宇宙是一个能体现育人价值的场域，那么有两个重要的理论起导向作用，分别是具身认知理念与心流理论。

（二）具身认知理论

什么是具身认知理论，笔者用在自媒体上看到的交警对路况良好，但是滥用远光灯的司机惩罚二选一行为来解释。某自媒体平台上有这样一段视频：一位交警对滥用远光灯司机批评教育，并让司机自选处罚项目：驾车看远光灯30秒或者罚款100元记一分。司机选择了看远光灯30秒。在这30秒内，司机被远光灯照得心里发慌，既看不见对面来车，也看不清前面的路况，深刻体会到“路况良好时滥用远光灯容易发生交通事故”，这是一件无比危险的事情。警察让司机看远光灯，给他营造了一个与驾驶时被远光灯照射的亲身体验，在观看过程中，其身体、感官、思维都能深刻体会滥用远光灯对司机带来的危害。这种强烈的感受与听讲座、看教育视频等相比，能更加持久地印在司机脑海中，让他提高安全意识，不滥用远光灯。这些感触就是具身认知理论的体现。

具身认知理论认为，认知不是独立于身体的，而是身体和大脑跟外界环境相互作用产生的。具身认知强调亲身体验的重要性，认为身体的感知系统、身体的运动等亲身体验对认知的形成与发展起着重要影响。智利著名认知科学家弗朗西斯科·瓦雷拉在具身认知理论上做了很多研究，他认为认知是学习主体在知识构建中的身体行动，这一行动产生的动态交互和情感体验会不断迭代，影响着学习主体[4]。

因此，认知的形成是当时情境、身体感觉运动与情境交互产生的过程。教育元宇宙就是一个能够让学生置身于认知情境中，充分调动身体感觉运动系统与环境世界具身交互，以更好地促进学生认知形成的媒介。

（三）心流理论

教育元宇宙的三大特点之一就是沉浸性，心流理论对教育元宇宙起着关键作用。心流理论是由米哈里·契克森米哈赖等提出的，指人在全身心投入某件活动事情中，不受周围环境其他因素影响，深度参与其中并产生兴奋感和充实感的心理状态，也称之为“心流体验”。研究发现，要获得“心流体验”，学习主体的角色十分重要。在虚拟游戏中，第一人称或角色扮演更能给玩家带来心流体验。因此，心流体验需要学生自由开放参与到情境中，极大地提升学生的参与感和学习动机[5]。教育元宇宙通过虚拟与现实结合，创设各种情境，能更好地支持学生参与活动进入沉浸状态，获得心流体验。

综上所述，教育元宇宙赋能的具身沉浸式育人教学，适应信息时代的发展，是教育的新方向。学校利用人工智能、虚拟现实等信息技术，构建虚实融合、实时交互的网络学习空间，可以让学生参与其中，获得与现实情境相似的具身体验，从而触发其认知形成，同时获得沉浸式学习体验。

三、教育元宇宙育人案例

目前博物馆、天文馆等场所已经将立体可交互的三维虚拟场景应用于教学了，常见形式为，以虚拟现实技术（VR）提供虚拟场景，以增强现实技术（AR）提供感官体验。教育元宇宙在教育领域的应用也是很广的，教师经常通过VR创设情境，让学生切身融入课文内容的知识中去，产生共鸣，让认知在接近现实的情境中顺其自然地产生。在小学安全教育中，消防、地震等安全教育是每学期必备的常规内容，采取的教育方法多数是教师在班会课上演示图片、视频等，然后进行安全疏散演习。在这过程中，学生虽然能学会基本的安全知识，但是学生更多是以玩乐的心态进行学习。这样不能很好地培养学生的安全意识，提高对消防、地震等安全事故的警惕之心。学生面对真实事故就会慌张，容易忘记之前学的安全知识。笔者以教育元宇宙的VR创设虚拟火灾场景，让学生跨越时空，接近真实，感受火灾的情境。学生在仿真火灾场景中逃生，明白在火灾真的发生时如何正确快速逃生。

（一）以虚融实，感悟体验

为了让安全教育更真实、更有效，教师利用当地的“VR/AR+教育”实验室，创设一般家庭或校园火灾情境，为了让学生获得沉浸体验，为他们布置了从火灾中逃生的任务。在完成任务的过程中，有条件的学校可以配合可穿戴设备进行仿真教学，让学生在虚拟中感受到火灾时的温度，多个身体感觉运动系统参与到具身体验中。

教师：大家好，又来到我们教育元宇宙实验室了。今天，我们要完成的任务是什么呢？事不宜迟，让我们立刻跟着虚拟教师，一起开始今天的学习吧。

学生活动：戴上VR设备，进入虚拟现实情境。在虚拟教师引导下，学生尝试进行消防逃生。

虚拟教师：“你家里所在楼层发生火灾，楼梯等都已经浓烟弥漫。以下哪些行为是我们要做的？保命立刻冲出去；打电话；关闭电闸；拿好贵重物品冲出去。”根据学生的选择作答情况，虚拟教师给予反馈，让学生明白火灾发生时候首先要打119报警并立刻关闭电闸。立刻冲出去的学生会因为门的温度过高导致“受伤”，配合可穿戴设备让学生感受到温度的变化，注意控温。

虚拟教师：“以下物品或设备可以选择进行逃生，请选择，点击使用按钮即可立刻使用。湿毛巾、电梯、灭火器。”选择毛巾的学生，可移动到厨房等进行湿润，增大逃生概率，没湿润的学生系统记住并扣分。选择电梯的学生因为火灾电梯停电导致逃生失败。选择灭火器的学生在前方楼梯火灾中，在虚拟教师的提示下，正确使用灭火器顺利“逃生”。如果学生使用灭火器没对准根部灭火，或者出现其他错误，逃生也失败。

学生在通过一个个虚拟的障碍情境，通过选择安全出口、正确的物品与设备，安全逃生。学生在逃生过程中如按响警铃通知他人会得到系统的加分奖励。在VR虚拟情境中，学生的每个选择、行为都被系统记录，并进行计分，教师可以在学生活动完成后，进行分析评价。

教师：在刚刚的虚拟现实中，我们通过VR学习了火灾时如何安全快速逃生。现在请观看自己在完成任务中的评价与分析，做好总结。

学生活动：根据系统的记录和反馈，进行评价总结，掌握消防逃生的技巧，增强安全意识。

教师开展这一环节的教学活动，旨在通过元宇宙让学生对消防逃生进行体验。教师在教学中要把握虚拟情境的度，大部分学生此前仅通过视频、图片等感受过火灾，并没有体验过，因此虚拟情境不能过于恐怖，以防对学生心理造成阴影。同时，在学生完成任务后，教师要对每个环节进行反思、总结，提升学生的安全意识。这一环节，学生参与教育元宇宙中的具身沉浸式活动，身临其境地参与火灾逃生，同时VR可穿戴设备的应用让其感受到温度的变化，逼真地感到火灾的严峻，警觉到在日常生活中要做到安全预防。学生“亲身”参与逃生并近距离感受到火灾的无情，从体验中感受到生命无价。

（二）虚实结合，提升内化

在学生经历教育元宇宙的具身沉浸式体验后，教师为学生提供消防器材的使用介绍，包括灭火器、毛巾等，让学生在生活中能根据情况，正确使用器材逃生，从而成功达到育人目的。

教师：刚刚在VR/AR中，大家都了解了火灾逃生要注意的事项，知道在生活中如发生火灾如何正确使用灭火器，如何判断火灾风向进行逃生了。现在分组实际操作一下。

学生活动：根据示范，学习消防技能，如正确使用灭火器等。

教师开展这一环节的教学活动，旨在让学生从虚拟现实中过渡回现实生活中。现在的学生大部分没有经历过火灾，虽然知道从火灾中逃生要怎么操作，但是并没有实际操作过，让他们动手操作，亲身体验能够带来更持久的感官冲击。在这一环节中，教师必须把控好氛围，让学生顺利从元宇宙虚拟情境中过渡过来。教师结合学生在VR虚拟情境中的表现与评价，让学生从细节开始落实，明白逃生要沉着冷静，要拨打119电话报警，切断电源。很多学生忽略了切断电源这一操作。为此，教师为学生科普物理知识——着火时线路电线绝缘层熔化了，正负线搭在一起短路容易产生新的火源，所以要先切断电源。这样，在安全教育的同时还实现了跨学科融合。如何根据火势选择正确的装备与逃生方向？教师为每个小组的学生准备了一套毛巾和灭火器，让学生掌握正确捂鼻和使用灭火器的方法。在教育元宇宙中，学生已经尝试模拟使用灭火器，这时候虚实结合，再一次触达学生内心深处，使消防安全意识得到提升，使消防技能得到内化。

四、问题与建议

在教育元宇宙时代，政府、企业、学校都面临挑战与机遇。作为时代发展的产物，教育元宇宙在应用过程中也存在着一些困难与隐患，需要重视和解决。

（一）加强资源保障，缩小地域差异

将教育元宇宙应用到教育中，需要设备与资源的投入。然而，我国各地经济发展不平衡，目前只有少数城市试点与推广，如何让教育元宇宙得到推广，需要政府、企业等的大力支持。毕竟人工智能、虚拟现实、增强现实等技术的开发支持离不开政府和企业的推动。学校应该看到信息时代的趋势和要求，对教师开展对应的教育元宇宙教学实践培训。教师要树立终生学习的理念，不断强化自我，提升自身水平，增强共情能力，适应教育元宇宙的发展[6]。

（二）避免沉迷虚拟，坚守以虚补实的初心

虚拟中感受现实——教育元宇宙是通过虚拟空间构建真实的生活场景进行教学的，为教育创造更多的途径与机会，让学生能更直观观察或者动手实践学习中的各种现象与原理。教师正确运用这种以虚补实的方法，是教育的进步。但是小学生自控和自制能力相对较低。元宇宙技术除了在教育上光芒四射，在竞技娱乐中也是一个发光发亮的，部分成年人也会沉浸其中，所以应用教育元宇宙技术一定要注意避免学生的成瘾性。同时，教师在虚虚实实中，要讓学生明白网络上的行为也要承担相应责任，避免造成道德伦理等的风险隐患。教育元宇宙是一把双刃剑，教师在教学中要注意引导。

（三）育人润于心，立德始于行

育人为本，立德为先。新时代的小学生，在强大的祖国保护下，一些小学生对各种情感教育是浮于表面的。例如，2019年感人的电影《烈火英雄》上映，很多学校用来做安全教育的题材。虽然学生看了里面的场景后为之动容，但是这个感动仅仅是一瞬间的情感起伏。原因不单单是因为学生没亲眼看过大连7·16油爆火灾的惨烈，甚至连一场消防事故造成的沉重后果都没设想和体验过，因此对其中的电影场景存在怀疑。有家长带子女看完《烈火英雄》出来时，孩子就问：“妈妈，这些是真人真事吗？”对于小学生而言，育人如果仅仅通过口头、图片、视频等宣教，效果收效甚微。教育元宇宙让学生参与到虚拟现实中，让育人不仅仅停留在被动接受，而是主动体验，行动起来。

新技术的发展总会牵动社会各界的关注，教育元宇宙作为新时代教育的璀璨新星，给教育会带来更多的憧憬与挑战。技术本无好坏，关键看如何应用。无论教育如何发展，教师要不忘初心、砥砺前行。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准：2022年版[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 蔡苏，焦新月，宋伯钧.打开教育的另一扇门——教育元宇宙的应用、挑战与展望[J].现代教育技术，2022（1）：16-26.

[3] 姜晓勇.元宇宙技术对传统教育最大的挑战是教师的成长[J].中国教师，2022（6）：11-14.

[4] 曾海，郑燕芬，邱崇光.新基建背景下的教育元宇宙：追求目标、驱动机理和实施模型[J].中国教育信息化，2022（3）：13-21.

[5] 刘革平，王星，高楠，等.从虚拟现实到元宇宙：在线教育的新方向[J].现代远程教育研究，2021（6）：12-22.

[6] 徐建，王俊，钟正，等.教育元宇宙时代教师发展的挑战与应对[J].开放教育研究，2022（3）：51-56.

（作者系广东省佛山市南海区丹灶镇联安小学教师）

责任编辑：林丽芳