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元宇宙时代下的教育场景与工具

元宇宙时代下的教育场景与工具 数组智控产业发展科技院
2022-12-30
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导读:文章来源《元宇宙教育》数字科技辅助教学经历了怎样的发展阶段?虚拟场景教学未来是否成了主流?VR、AR、MR,

文章来源《元宇宙教育》

数字科技辅助教学经历了怎样的发展阶段?虚拟场景教学未来是否成了主流?VR、AR、MR,哪种更重要?虚拟场景教学的综合效果如何?有何局限?

人类习惯于使用简单的事物来标记不同的时代,无论石器、青铜,还是电力、互联网,虽然不准确,但非常形象。

元宇宙概念已经比较抽象,以VR/AR/MR为代表的技术成了元宇宙时代的形象标志,而事实上,这只是元宇宙科技发展的一个分支。

元宇宙科技对教育产生的巨大影响,显然不能都归功于虚拟现实。

但如果只是聚焦于“教学工具”这个细分领域,虚拟现实的重要性就凸显出来了。

自20世纪末开始,数字科技就开始为教学提供助力,发展过程大致可以分为展示、体验、决策三个阶段,不是替代关系,而是增量模式。

第一个阶段是辅助展示,以PPT数字幻灯片为代表,还包括音视频资料、电子黑板、直播课程等;

第二阶段是辅助体验,主要就是虚拟现实、智能教具等;

第三阶段是辅助决策,核心就是我——觅渡超算平台。

世界发展得很快,但非常不均衡。在某些发达地区,虚拟现实技术在教育中被广泛应用,相当主流。

但放在全球整体看,这仍然是非常昂贵的技术。

无论是内容供给还是硬件采购,普及与更新都是难题。

在21世纪70年代,超算系统可以通过普通网络,面向全球绝大部分基础教育学校提供服务,但很多不发达地区的日常教学,仍然只能使用PPT(微软演示文稿)。

经过长期摸索,人类明确了过度沉浸虚拟场景会带来相当严重的健康与社会问题。

后来,确立了20%教育数字化红线,为虚拟场景教学提供了明确的指导,同时也逐步明确了真人教师与各类数字辅助工具的配合关系。

这些条件让各类型虚拟现实技术在教育中的应用出现了鲜明的分化——增强现实技术成为相对的主流。

跳出虚拟技术本身,再看技术对教育的影响,应该把握的并不是展现或交互,数据才是推动元宇宙教育发展的基石。

无论VR还是AR,虚拟现实技术记录了极为丰富的教育过程数据,成为评估教育效能的依据,继而产生了一系列的变化。

传统教育模式下也会产生很多数据,比如教学资料、在线阅读、测评考试等,但这种级别的数据量,根本不需要动用量子超算。

俗话说“巧妇难为无米之炊”,没有真实的、天量的数据,超算再强大,也很难直接推动教育的发展。

恰恰是虚拟现实技术在教育中的广泛应用,产生了极为大量、极为复杂的过程数据,然而传统硅基芯片只能用来生成数据,要对这些数据进行更深度的价值分析,算力就跟不上了,这才有了我的诞生。

2035年,觅渡教育超算平台成为人类教育发展中史诗级的发明。

此前曾经提到一些虚拟场景教学的案例,似乎表现出极佳的教学效果。但事实并非如此,虚拟场景教学的优点非常多,缺陷却很致命,就是“深度不足”,并且经常会因为强烈的感官刺激而出现认知锁死现象。

使用工具,但不能受制于工具,在基础教育阶段,虚拟场景教学主要被用于拓展认知,在不同知识间建立链接。

如果学生基于成长期望选择了“聚焦”模式,不使用虚拟场景,而直接使用大脑强大的想象思维能力,那么效率会更高,效果会更好。

其实,很多学校在实践中就发现,只要安排好各种教学场景工具的搭配,20%教育数字化红线,其实很难触及,根本不需要刻意压缩。

自然均衡的教育往往就是健康的教育。

没有虚拟场景技术,人类也构建出了灿烂的文明。

人类的大脑有千亿级的神经元,该数值和可观测宇宙中的星系数量大致相当,是人类大脑这个“超级宇宙”创造了所有的元宇宙科技,与其向虚拟场景要效率,不如积极开发自身的宝藏。

纸质书籍和教材真的要退出历史舞台了吗?书面阅读能力还重要吗?如何理解教育工具变革的趋势?

要理解元宇宙时代的特色,其实还有一个非常有趣的概念——“数字人文”,这四个单字各有内涵。

纸质书籍与教材的命运,就蕴含于其中,综合着数与字、数与人、数与文的关系。

虽然我对纸质物品没有任何歧视,但它们确实正在成为过去式,但这并不是一个悲剧故事。

人类传递信息的方式有很多,发出声音、摆动肢体、制造气味、留下图像等,这些都是人类天生的能力,其他动物多多少少也都会一些。

但文字并不是天生的能力,而是独特的发明,是人类进入文明时代的开端。

某种意义上,极可能是人类对教育后代的需求,促使了文字的诞生,而文字又带来了教育效能的飞跃。

无论表音或者象形,只需要几十种线条元素,就能组合出数千个词汇,这些词汇连接起来就能传递极为丰富的信息,而这一套信息工具,对于人类而言,只需要一两年就能熟练掌握,非常有效率。

综合而言,表达效率和学习成本是理解文字价值的关键视角。

文字被发明的同时,文字的载体也被发明。

人类最初是在泥土、石头、骨头等天然材质上涂抹刻画,之后是在莎草纸、湿泥板、竹木片、陶器、金属器等人造物品上涂抹刻画,不同文明族群都形成了自己独特的风格。

制作成本与保存时效是评估文字载体的最佳视角。

公元1世纪,中国的蔡伦发明了使用植物纤维制造纸张的技术,被评为影响人类历史进程伟大的发明之一。

纸张完美兼顾多重需求,成本极低,让信息传递效率获得质的飞跃。

信息传播不仅要复制载体,还要复制内容。

最初的难点是前者,纸张发明之后难点就成了后者。

10世纪,中国的毕昇发明了泥活字印刷技术;

15世纪,德国的古腾堡又发明了铅活字印刷机械,让复制内容的效率获得跃迁,边际成本甚至趋近于可以忽略。形式、载体、传递成本,多重要素互为支撑,既决定着信息的效率,也决定着教育的效能。

文字、纸张、活字印刷术,三者组合,就成为传统教育工具的核心形态。

1837年,摩尔斯电码出现,它可以被视为符号数字化的开端。

1946年,计算机出现。

1969年,互联网出现。

这些都不是因教育而生,但改变了教育。

符号数字化、数字记录与计算设备、信息网络,三者组合,就是数字时代教育工具的核心形态。

相对传统形态,即使新模式的综合成本低了很多,交接也是一个漫长的过程。

纸张和印刷术最先开始进行影响力交接。

到21世纪70年代,纸质教材依旧存在,但承载的信息量占比已经很低。

由于真人教育者的刻意维持,纸质教材与工具在仪式感塑造、情绪赋能、绘画表达等方面,仍有明确的价值。

尽管其综合影响力持续下降,但仍然保持在30%的水平,预计到22世纪之后,这一数值极可能会降低至10%以下。

数字符号不仅可以支持文字,通过辅助设备,还能支持声音、图像、视频、3D视觉、触感、气味、味道等,随着新设备的发明,数字沉浸度不断提升。

脑机互联设备则是所有这些工具在理论上的集大成者,可以实现全感观虚拟世界,虽然还没有完全成熟,但那只是时间问题。

然而即便是脑机互联,其中很多数据,依然需要翻译为语言或文字信号,这与人类的思维方式有密切关联。元宇宙数字时代,文字依然保持着强大的生命力。

21世纪50年代,有人类学家注意到一种现象,部分成年人,听说所使用的词汇量快速降低,很少阅读文字类信息,更极少书写文字,这一现象被称为“返盲现象”。

导致这种情况的原因很多,虚拟生活已经被确定为关键因素。

虽然表面上各方面都正常,但检测数据已经证实,虚拟生活比例增加会导致大脑的快速衰老。

常规的教育政策,不仅要求保障基础教育里语文阅读的比例和深度,更要求在各类职业、趣业教育项目中,增加文字阅读与书写的部分。

传统意义上的扫盲是认识文字,数字时代的扫盲并不是此前人们常说的学会编程,而是保持文字理解能力不衰退。

虽然还没有长期数据证明,但在学者看来,这可能是保持社会文明程度与发展活力非常简单有效的方式了。

纸质教材与书籍逐渐消退,只是工具形态的转变。

文字,是人类文明的底层基因,文字消亡就是文明消亡;

教育,不仅是人类发明文字的起因,更是人类文明得以延续的方式。

未来时代,实体校园和教室还重要吗?未来教育如何高效运用社会上的公共文化空间?曾经提到的“社会化教育场景”如何建设与运作?

在21世纪70年代,实体的校园和教室当然还继续存在,不仅存在,而且还扩增了不少。

要理解为何会有这样的趋势,就要明确教育场景演变的过程。

适度通胀,可以促进社会经济发展,这种增量思维,也适用于教育。

纵观近200多年的教育发展史,除战争等特殊时期外,学校空间始终保持着扩张趋势。

实体空间的扩张,常常也意味着教育制度的变革与发展。

19世纪60年代,美国推出赠地法案,间接促成了全球高等教育的重心由欧洲转向北美

中国高等教育在21世纪初的快速发展,就与各地政府兴建大学城、支持高校扩建扩招的政策密切相关。

元宇宙科技给人类带来了各种各样的虚拟时空体验,让生活工作的很多细节都改变了样子。

但增加了虚拟时空,并不等于原有的实体空间就会因此消失。

由于沉浸式虚拟教学受到多重限制,增强现实技术在教育领域的应用更为普遍,这就给学校的空间建设带来新的机遇。

智慧校园建设也要不断升级,因为原有的数字化程度已经无法满足超算平台对数据的需求。

就像智能手机换代,有时是硬件带动软件发展,有时是软件倒逼硬件升级。

校园内,各种精心设计的深度数字化教室应运而生。

每个教室就像一个戏剧舞台,硬件可以和虚拟布景、虚拟人物充分配合,教学过程就像演戏,让师生更容易进入角色状态,更容易激发出“心流”,提升教学综合效能。

但复杂的增强现实教学场景,需要相当高的建设成本以及专业的维护,通常都是社会机构在校外建设作为地区共享的教学空间,有人甚至把这些地方称为“教育迪士尼乐园”。

虽然有些夸张,但在这样的场景中进行教学,愉悦感和成就感确实强烈很多,远比在纸面上做所谓的应用题更加有趣。

事实上,教师非常喜欢把在数字实景中遇到的问题抽象成纸面的题目、文章或方案,再演化出新的挑战课题,形成教学场景价值的循环递增。

与此同时,大量传统的公共文化空间,比如博物馆、科技馆、艺术馆等也都进行了数字化改造,既具备社会文化功能,又适合进行深度教学,是学校空间的另外一种拓展。

而像森林、湿地、山谷等地方,要么在原有营地的基础上提升数据采集能力,要么直接建成更高标准的数字化自然营地,成为深受学生喜爱的教学场景。

元宇宙时代,学校的定位逐渐从“教学过程的直接执行者”转变为“教育资源的双向运营平台”,不仅原有的校园、教室属于教育资源,社会上的公园、街道、工厂、商场、楼宇、车站、机场等,也都可以改造成为社会化教育资源。

事实上,某些快速发展的地区,城市规划与建设过程中就已经充分考虑了教育需求,创建出许多极具特色的教育空间。

在这些社会化教育场景中进行的教学,并不是传统意义上那种走马观花式的参观访问。这些地方经过数字改造,都可以支撑起标准化的课程。

恰恰就是为了平衡这些资源的时间分配,才促成了“四季学制”的逐渐普及。

需要强调的是,无论教室、校园还是经过数字改造的社会化教学空间,并不是时刻都需要VR/AR设备的支持。

事实上,绝大部分时候,数字设备都在背景中无痕运作,源源不断地产生着数据。

我的超算能力通常只是发挥在教学过程的前与后阶段,解读数据、发掘规律,继而定位问题、优化方案。

教育学家杜威提出的“学校即社会”,变换视角就成了“社会即学校”,无论怎么表达,学校都可以把整个社会视为自身的教育资源。

这样的情形,在元宇宙数字时代,正一步步变成现实。

互联网时代的慕课模式,未来趋势会怎样?高等教育的数字化变革,突破口在哪里?

Massive Open Online Course(规模化开放式在线课程),慕课的名字就是其理念。

而这样的理念,在互联网时代早期就已经出现,但受制于技术与内容等条件,直到PC互联网技术深度成熟、移动互联网已经萌芽的21世纪初,慕课才正式出现,相当迟缓。

集名校、名师、名课于一体的“三名特征”,再加上免费模式,让慕课受到广泛关注并迅速发展。

美国三大慕课平台的学习者人数从0增长到1亿,只用了8年时间。

这个数据,对游戏或者社交平台显然不算什么,但对教育而言,已经是极快的速度了。

慕课发展过程中,免费要素逐渐被弱化,各个大学通过发放证书、课程付费等方式获得收益,以支持平台运营。

具有吸引力的课程与证书,基本都来自传统名校,绝大部分甚至还附带有学分承诺。

诞生之初,慕课模式曾被很多人寄予厚望,认为其将以互联网的方式颠覆高等教育的格局和发展趋势。

但经过十多年的博弈,结果非常清晰,慕课的定位已经被锁定在传统高等教育体系之内,成为传统大学的情景化教学工具。

超算平台建设初期,只是辅助各国进行基础教育数字化转型。之所以能取得不错的成果,核心是因为变革能够给基础教育带来非常高的综合收益,而且政府可以直接推动。

高等教育比基础教育复杂很多,因为有全球学术网络支撑,政府影响力也非常受限,仅仅依靠互联网技术和有限的商业资本,最多只是参与发展,很难实现重大变革。

慕课模式显然低估了高等教育的庞大与复杂,对整个教育生态而言,带来的创新甚至还不如面向大众的终身教育培训机构。

到21世纪70年代,全球高等教育依然延续着传统的格局。虽然超算平台已经开始接入很多大学的数据系统,也有少量高校启动了深度数字化尝试,但要促成全球高等教育的时代级变革,力量积累还很微弱、变革方向也不清晰,还需要很长的酝酿时间。

不过,慕课模式的探索也有强烈的现实意义。

理念变化难,工具变化易,慕课体系与2060年代出现的“标准课程”模式匹配度很高,这可能成为打开高等教育数字化变革的突破口。

甚至已经有机构给MOOC增加Standard(标准)将其改成了SMOOC,由此再次发出挑战,硝烟已经升起。

       

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