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元宇宙赋能职业教育:价值意蕴、应用机理与实践路径

2023-02-22元宇宙推广
元宇宙赋能职业教育:价值意蕴、应用机理与实践路径

  伴随着新一轮科技革命和产业变革的深入,数字化、网络化、智能化赋能社会发展的作用愈发凸显。2020年,习近平总书记在中央财经委员会第七次会议上强调:加快数字经济、数字社会建设,推动各领域数字化优化升级[1]。2022年初,教育部提出建设职业教育数字化“1+5”体系[2],要求加快推进教育数字化,充分发挥数字技术对职业教育高质量发展的放大、叠加、倍增作用。在“数字中国战略”背景下,职业教育向数智化转型,构建以数字化为依托的现代职业教育体系恰逢其时。元宇宙是“Metaverse”的通用译法,由“Meta”和“Verse”两部分组成。前缀“meta-”有“超越”之义,词根verse代表宇宙(universe)。它是一种由计算机创造的超越物质世界的无限宇宙空间,是人类数字化生存的最高状态[3]。教育元宇宙是指学习者利用VR/AR/MR、数字孪生、区块链、5G等智能技术塑造的深度沉浸、虚实融合的教育环境。其所创设的具身社交环境、基于区块链的信任机制以及高浸入式学习模式或将有效克服现有学习场域所面临的瓶颈。

  现阶段,后疫情时代加速线上迁移,虚拟和现实世界深度融合。元宇宙的出现将真正改变个体与时空互动的方式,它以虚实融合的方式深刻改变着现有教育的组织与运作。“赋能教育”被视为利用新兴智能技术以激发教育系统的发展潜力[4]。作为数字化教育“触发器”的元宇宙可为职业教育提供新的发展契机与改良方案,服务于新时代强适应性高质量复合型技能人才的培养。然而,怎样看待元宇宙技术对职业教育系统的颠覆式创新?如何应用元宇宙技术促进职业教育的可持续发展?诸如此类的问题业已成为当代职业教育理论与实践界亟需解答的重要议题。基于此,本研究在透视元宇宙赋能促进职业教育变革价值意蕴的基础上,剖析其对职业教育产生积极作用的内在机理,进而探讨元宇宙赋能职业教育的实践路径,以期为新时代职业教育高质量发展提供借鉴。

  一、元宇宙赋能职业教育的价值意蕴

  长久以来,传统职业教育在发展过程中形成了“三高”(高投入、高难度、高风险)、“三难”(难实施、难观摩、难再现)的顽疾。以虚实融合、数智集合、交往耦合为特征的元宇宙技术在职业教育场域中的应用有助于破解实践发展中的难题,提升教育教学质量。

  (一)全息沉浸:形塑虚实相生的课堂教学空间

  教学是提升职业教育质量的核心环节,教学方式的变革事关职业教育改革的成败。从技术逻辑观之,教育元宇宙以扩展现实与增强现实技术呈现时空的拓展性,以AI与物联网技术实现人机共生性,以区块链、Web3.0、数字藏品/NFT等实现技术增值性。元宇宙运行遵循技术原理,把握虚拟场域借由模拟自然场景的动态演化规律,借助触觉、视觉、听觉等感官使学习者“化身虚拟”,逐步开展自主探究、理解、协作等学习活动。与此同时,教学元宇宙通过数字孪生技术重构真实世界,源源不断地推送沉浸式的教学与学习素材,使教学场景日益丰富。

  元宇宙赋能职业教育教学可弥补长久以来传统职业教育教学中存在的问题。一方面,其能够颠覆传统职业教育以“粉笔+黑板+工场”为主要形态的教学组织形式,代之以“云课程+数字孪生+虚拟现实”为组合样态的新型教学模式。教育元宇宙开发者利用扩展现实、数字孪生等衍生技术将学习、实训及工作场景复刻至虚拟空间,为参与式学习提供多维支持。另一方面,针对职业教育专业设置不合理、课程内容枯燥、实训模式落后、学生学习兴趣低等问题,教育管理者可将元宇宙技术应用于课程及教学资源的设计与开发,构造师生所处的感知共生场域的环境、动态数据流通与资源服务的信息环境、时空共享的行为与价值认同的文化环境。学生只需联结VR设备即可进入元宇宙空间进行学习,这既完整地保留了真实世界的教育活动价值,降低了教学成本,亦可避免实操实践过程中的危险事故,为学生的技能实践安全保驾护航。

  (二)融生再造:创新人机协同的产教融合网络

  产教融合是现代职业教育发展催生的一种新型人才培养模式。就本质而言,其指向培养人才与发展产业的双重目的。自信息互联的web1.0、社交互联的web2.0、物物联结的web3.0再到智能互联的web4.0,人类社会信息化、网络化特征日益加深,新时代产教融合的特征随之变化,即注重机制耦合,突出技术赋能,打破现实与虚拟的“围墙”。通过现实的人机交互方式(reality-based interaction,RBI)[5],使学生具身参与虚拟实践,培养其实践能力和操作技能。元宇宙技术融合尖端科技所呈现的智慧网络场景,并非单纯的技术应用场景,也非某种朴素的技术手段。与依托传统互联网的学习模式相比,元宇宙技术将二维的点、线交互平面转化为多维、立体、实时的三维时空,进而生成近乎真实的教学场景,实现从“数字孪生”走向“数字原生”教学新生态。

  教育元宇宙是数字化发展到高阶的产物,它不仅停留于空间的仿真复制,还将教育系统中的现实要素(培养目标、课程体系、教学实践、学校管理等)纳入其实践体系,利用虚拟空间显示教育场景的关联特质缔造出新的教育模式。元宇宙的科技赋能使职业教育打通了专业课堂、企业课堂、社会课堂的互通桥梁,让学生走出学校“小教室”,融入数字社会“大课堂”。职教场域也同时生成关系汇集的产教空间,即链接现实场景的虚拟教学、实践育人的产业资源空间,进一步缔造新的协同育人共同体。人机协同打造的多维空间联动将进一步扩充元宇宙的叙事时空,促进职业教育的教育场域实现全域覆盖,将职业教育示范性虚拟仿真实训基地打造成集教学、实训、培训、科研、竞赛、科普等功能于一体的综合性实训基地。例如,高职院校联合各企业建设的“元宇宙产业学院”充分发挥双方人才集聚、科技创新、资源集成、成果转化的优势,搭建集人工智能、云服务、VR、AR等新兴技术的人才培养、技术研发和产业孵化的高质量平台,深化职业教育产教融合。

  (三)共享互通:搭建全景真实的实习实训平台

  从技术的生成机制观之,元宇宙技术改变了社会发展的进程与结构。其促使技术与劳动的关系趋向多元化,在“机器换人”与“数字赋能”加速劳动力市场弹性和两极化的同时,重塑技术与劳动的关系。一方面,形成了一定的技术与劳动互补空间,元宇宙赋能劳动力促进了零工技能形成的多元化;另一方面,激发了市场对高阶技能人才的需求,智能制造需要的高端技能劳动力与技术平台的创意型劳动力队伍培养迫在眉睫。元宇宙为职业教育实习实训场景、模式、方法等带来了颠覆性变革。其通过具身想象、自由交互、虚拟化身等方式,打造以虚实融合为主要特征的实践交互平台,加速共享互通劳动关系的形成与创新型教育成果的创生。元宇宙搭载的数字孪生技术呈现出时空映射特征,克服了因场地与平台限制而导致的身体缺场,促进了职业教育具身性场域的构筑与完善。其中,交互业态是元宇宙整体框架的核心,虚实融合产生了多种包括劳动关系在内的交互关系。教师与学生在元宇宙场域中通过数字映射获得虚拟身份,实现对个人生理存在、心理存在在内的可视化、映射化配置。

  教育元宇宙将进一步弥合虚拟与现实教育世界的鸿沟,为校企搭建深度合作的平台,实现学校、企业、学生共享技术红利。对于职业教育院校,教育元宇宙将源源不断地为学生与教师推送海量的教学资源、生动的实践情境,破解“学用脱节”难题,助推工学一体化的实现;对于企业,在实训中,教育元宇宙通过增加大量虚拟工位,最大程度地降低校企合作所占用的资源,减少硬件设施的投入,有效避免校企合作中的“壁炉”现象;对于学生,教育元宇宙将重构其学习惯习与方式,实现数字化学习与社会性学习的衔接。元宇宙学习者可突破物理空间的限制,依据学习动机与需求自由出入虚拟学习空间,加速理论知识和实践技能的融合,将理论与应用、学术与社会、专业性知识与通识性知识相结合,促进知识和技术的跨界融合,提高工学交替频率,从而强化自身专业技能。

  二、元宇宙赋能职业教育的应用机理

  在元宇宙时代,元宇宙对职业教育的赋能作用内含自身的生成逻辑,需从理念层、目标层、场域层三维度全面解析其内在应用机理,厘清其功能要件,为职业教育发展提供逻辑遵循。

  (一)理念层:彰显教育与技术的深度融合

  元宇宙所采用的AR、VR、脑机接口等核心技术凭借其高度符合化、智能化、精确化的演变趋势,已然成为未来交互时代的代表性操作平台。作为元宇宙技术与学校教育的融合形态,教育元宇宙的建构原理是依托AI核心算法与三维重建技术,推动教育向智能化方向迈进,而搭载着以上核心技术的职业教育元宇宙将优化其教学实践活动,有效提升教育成效与精准度。职业教育在元宇宙技术的多维浸染下,逐渐实现器物、制度和观念的系统转型与升级,于教育目的、课程设置、教学实践等领域完成全景呈现技术的融合与升级,从而重构其内部生态。

  由此观之,在教育智能化进程及教育技术新旧动能转换的历史时期,职业教育元宇宙通过突破性技术创新不断提升教育的科学性、人文性与实践性。在设计理念上,元宇宙既注重职业教育的工具性转向,又在“工具理性”与“价值理性”中寻求动态平衡。其通过调整教学模态信息、更新课堂组织形式,促进职业教育课堂从二维屏幕转向全息影像。在实践教学中,将元宇宙技术融入实训教学环节,利用技术的交互作用重现实训教学环节的具体项目,确保了操作的一致性,为学习者提供“在场”的认知空间环境,克服了以往由于教育资源不足而导致的经验“缺席”,强化了在线教学的功能。与此同时,学习者进入元宇宙学习空间可瞬间投入到在场状态的学习过程中,真正实现了心灵、身体与环境的无缝衔接,让虚拟实训操作更加“真实”,有效避免了参训学生可能出现的安全事故,缓解了他们的畏难心理。

  (二)目标层:数字孪生反哺学生智识生成

  元宇宙赋能职业教育的本质在于:在新兴技术的加持下,通过构建技术融合的生态化教学与学习环境,对职业教育过程进行数据智慧、教学智慧及文化智慧等领域的系统优化,以培养兼备匠心品性、行动能力和创新潜能的适应数字社会发展的人才。故而,元宇宙赋能职业教育的关键环节依然是教师的“教”与学生的“学”。究其根本,教师教学素养提高的终极目的乃指向学生智识的形成。具体而言,教师要充分利用元宇宙技术,借助虚拟仿真、人机交互技术建立起来的情景化实训环境(如护理过程、作物生产、教育旅游、机械维修与操作等),缩短建立实物和获取实训环境的时间,增强工作过程中隐性知识的传递效果,使学生通过典型的工作任务和项目教学触发生动直观的感性认识,改善学生的认知结构,获得多维行动体验。

  未来,元宇宙将成为学生智识生成的重要载体。元宇宙技术通过对学习者兴趣与需求精准化、科学化的预测与分析,融合“人之慧”与“技之智”的优势打造“智能适应型”新型学习元宇宙生态环境,充分利用轨道设计、互动启发、情境模拟等手段,支持其进行具身认知以实现深度学习,协助其自身智慧的生成性发展。例如,伴随着元宇宙的数字孪生技术与分布式虚拟现实系统应用的普及,针对装备制造、工程机械、汽车制造等专业人才的培养,职业院校可通过产、学、研相结合的形式,依托校企合作,研发分布式虚拟实训共享平台,供全国相关专业的学生进行模拟实操学习。元宇宙技术加持下的分布式虚拟机械实训系统支持不同地域的学习者通过各自终端在共同的实训环境中进行实训操作,学习者不仅可以在虚拟环境中进行产品的虚拟设计、制造、安装、操作等,还可以依托平台交流经验,合作研发产品。同时,企业也可以增派行业专家进入虚拟学习空间与学生分享行业经验,对于学生实训中出现的错误操作释疑解惑并提供技术指导。

  (三)场域层:打造多元数字联动职教环境

  场域是关系的集合[6]。职业教育领域中的社会关系是元宇宙应用的现实场域背景。职业教育元宇宙将系统自身、内容逻辑、教育对象等诸多要素统一纳入考量,基于赋能、共生、协同的理念,形成多元关联网络,建构职业教育专门化场域。基于职业教育的特殊属性,以空间维度观之,元宇宙技术使职业教育空间由学校拓展至社会(如企业、行业等任何能够生产知识的场所中),统合校内实训与校外实习两大环节,以元宇宙作为信息纽带建立“技术输入—技术输出”的人才培养通道,使包括企业与职业院校在内的利益相关者进入职业教育智能生态系统并成为教育活动的直接行动者,更好地实现职业教育与社会资源的有机整合。

  如图1所示,职业教育场域元素的迭代升级依托于技术的不断进步,在扩展数字孪生、脑机接口、虚拟现实(XR)、增强现实与混合现实技术的加持下,职业教育突破了固定学习场域的限制,使教学方式不再局限于文字互动与投影播放等形式。整个元宇宙场域设计呈现环环相扣、实时动态、自动迭代的状态,即是对传统学习场景的升级,并在此基础之上小步迈进,优化整个教育生态,实现全场景学习的赋能,打造多元数字联动职教环境。学习者徜徉于元宇宙职教空间中,形成身份认知、时间认知与空间认知,以丰富学习者的认知与情感,加深自身对劳动技能的理解。

  三、元宇宙赋能职业教育的实践路径

  元宇宙业已成为职业教育中不可忽视的变革力量。未来,其将实现职教领域全覆盖,助推其实现综合改革,迈向高阶形态。因此,职教工作者要理性、科学、全面地对元宇宙进行理解与审思,掌握其赋能职业教育的“密钥”所在,明晰元宇宙赋能职业教育的实践路径。

  (一)完善育人目标:培养新时代“大国数字工匠”

  元宇宙技术的出现推动了人类社会结构、空间关系、交往形态等在内的多重变革,它所加载的数字孪生、虚拟空间及平行智能等将是人类从工业社会转向智能社会的核心科技基础设施。虚拟仿真等技术在教育教学中的广泛应用,极大改变了职业教育的人才培养模式[7]。与此同时,职业教育培养目标所指向的“数字工匠”的能力结构与实存样式亦随之改变。在此背景下,职教人才培养应将元宇宙技能与工匠精神相融合,秉持“元宇宙牵引、数字化赋能、新职业带动”新思路,以复合型人才培养为目标,加快构建数字化人才培育创新体系,在元宇宙赋能下发展灵活的、以能力为本位的职业教育,注重学习者的数字身份、数字创造力和数字竞争力等方面的发展,引领未来职业教育智慧之才的培育走向。

  首先,筑匠魂。在元宇宙时代,人的思想、情感从隐性变量逐渐变成显性变量[8]。匠魂是一种职业精神,它是职业道德与品质的体现,是一种稳定、可彰的价值取向。新时代匠魂塑造的核心是“工匠精神”的培育。未来,职业院校应遵循“能力本位”和“服务发展”的理念,打造注重智能素养、崇尚匠心精神的校园环境,通过专业建设、课程改革、教学实践等多领域变革,促进学生形成求实创新的精神和求精的社会担当。其次,树匠心。“匠心”是匠人在技能、艺术方面展现出的独特创造性,它倾注了匠人的精神智慧,包括其对“真善美”的价值追寻。元宇宙赋能职业教育既要科学、理性地看待科技潮流更新的裹挟,更需关注技术的人文向度,在教育活动嵌入元宇宙思维和意识的同时,将匠心培育贯穿于学生技能养成中。再次,炼匠艺。从过程机制观之,它不仅蕴藏着合乎人性自由发展的真理性认识,而且外显出转识成智的智慧生成逻辑[9]。教师要在智慧课堂中践行行动导向的教育理念,采用承载着虚拟现实技术的项目式学习、个性化学习、小组工作学习模式,让学生在基于智能环境、数据支持的过程中完成认知学习与劳动技能的双向建构。

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  图1元宇宙赋能职业教育场域框架

  (二)创新教学样态:开发虚实联结的混合教学模式

  元宇宙赋能职业教育通过助力线上、线下教育的融合,促进了职教教学模式的创新。未来,基于“虚拟认知+虚拟操作+虚实融合+真机实训”的多场景混合式教学模式将成为职业教育传统课堂教学的有效互补,解决某单一场景无法满足学习者深度学习的痛点。元宇宙技术与教学活动的结合展现了具身学习的涉身性、体验性和情境性等特质,借由数字孪生技术搭建起让使用者沉浸投入的认知与情感环境[10]。

  首先,打造新型职教智慧课堂。学习元宇宙作为智慧课堂的物理环境和实践载体,该空间能够通过XR技术再现“真实”情境,展现反应现象,使学生置身于仿真的工作场所进行实践,为教学模式变革提供个性化、智能化的环境支撑。多场景融合的教学模式以场景适配为核心,教师根据学生学情、教学目标与教学设计,在课堂、实验室、实习企业等场所随时随地进行无缝转换,满足学生多样化的学习需求。其次,人机协同交互创设境脉式体验学习环境。元宇宙赋能职业技术教育要将尖端云端设备充分覆盖至线上(社会化在线教学、融课堂在线教学、实验化在线教学)与线下的全过程教学环节。基于分布式虚拟现实,引导不同终端的学生在进入元宇宙后可根据学习阶段自主选择对应的虚拟学习社区或者虚拟课程平台注册学习。教师所组建的教学社群需根据系统反馈进行精准干预,重新缔造、深度聚合原有教学要素,使师生在以人机协同交互为依托的体验学习中重建社会关系。最后,学习元宇宙延展助力学习者深知生慧。元宇宙智能在线学习环境促进了网状学习的生成,实现了时空再融合,创造了超越时空距离的新型“共在”形式。职教工作者既要关注元宇宙课堂中的环境创设本身,也要注重引导学生主体对职业世界的系统设计,帮助他们通过虚拟仿真实验获得多层次、多维度体验,促使学生在乐学中完成“学会”“会学”的双重目标。

  (三)创设实践环境:构建智能化特色职业教育体系

  在智能职业教育背景下,自适应调整的教育模式将推动构建智能化职业教育生态,为学习者提供更加广阔的职业教育公共服务,协助技能人才提升数字化劳动技能,强化职业教育的社会功能。智能化特色职业教育体系将智能职业启蒙教育纳入基础教育阶段,通过完善职业教育智能服务机制,创造更广阔的教育发展机会和就业提升机遇。

  首先,打造全面感知的智能学习空间。利用元宇宙技术,创设一个开放、共享、创新、协作的混合职业教育空间,这一空间涵盖学校物理空间、资源空间、社区空间等。同时,建立物联网、互联网、教育专网、卫星网等多层网络互联的集成校园网络,建立交互式的仿真学习环境,形成全面感知的动、静态校园环境和线上、线下相结合的泛在学习空间。例如,西安汽车职业大学利用元宇宙核心技术与未来汽车职业教育场景的融合交汇,打造出汽车专业虚拟教学与实习空间,使学生在虚拟环境中学习汽车构造、拆装、维修等原理[11]。其次,改造传统专业实训模式,创设集新理念、新工具、新技术为一体的技能实习模式。职教工作者要营造虚拟与真实兼具、自适应功能超强、智能化方案定制为特征的全新的教育环境场景,为职业院校学生智能化生产情境中职业行动能力的发展营造良好的教育生态。例如,数字孪生校园、XR实验室建设、陌生化虚拟仿真实验、XR行业发展、3D可视化、数字品牌打造与文化潮流产业等领域的产教融合。再次,建立实体空间与流动空间交织的智能化职教生态体系。实体空间包括政府、学校、企业及教师、学生、用人单位、社会公众等参与主体;流动空间包括物流、资金流、技术流和信息流等要素流动。两大空间相互贯通,实现数据共治、精准服务,促进产教的效能提升和生态演进。

  (四)防范潜在风险,共享职业教育元宇宙生态福祉

  职业教育元宇宙开发是一个跨学科、多层次、宽领域的复杂性工程,亟需搭建基于众多学科群和研究机构相互配合的研发机制。元宇宙赋能职业教育在技术创新、内容生成、数据与隐私、身心健康、安全等方面还面临诸多挑战。首先,遵循“技以载智”的开发理路。要警惕算法的不透明性所引发的技术失控,教育元宇宙要充分发挥其“技术代具”的功能,协助教育者实现知识传播、技能培养与精神陶冶等目标,并在使用者之间形成紧密的具身关系。由于教学活动的动态性、交互性与人文性,致使运用教育元宇宙中的行为存在诸多不可控性。要清晰明确地界定与解释算法的应用范围,告知使用者算法最初的设计初衷、功能效用以及操作流程等,以确保基于元宇宙技术的职教教学活动得以顺利开展。其次,秉持“思维创新”的实践道路。在认识论层面,智能技术的发展代表着算法具有自我保存、更新与进化的运行机制与活动能力,也预示着未来算法具身化的结构体可以产生“自我意识”。要使其以和谐共生、协同发展的样态存在,就必须以“培养人”这一目标为前提条件。因此,职业教育工作者要正确认识“教师—教育元宇宙—学生”间的交互关系,建立基于教育元宇宙的交互式学习共同体。最后,坚守“道义引领”的伦理进路。正如将道德教育观嵌入智能技术体是一个漫长的过程,赋予教育元宇宙道德能力的过程也是渐进性的,我们的终极目标是让技术通过遵循必要的“道义逻辑”以更好地造福人类。因此,制定新的技术伦理以规约治理教育元宇宙可能带来的风险是通往技术文明与实现教育价值的必由之路。未来,元宇宙赋能职业教育的意义应指向实现“将一切知识教给一切人”的教育终极价值,既向外谋划以生成个性化的技术蓝图,又向内调节自身以获得操控技术的心智条件,最终实现“人与技”和谐发展的“中庸之道”。

  四、结语

  迎接教育元宇宙的未来,职业教育既要做好顶层设计,又要脚踏实地,保障应用价值。一方面,职教元宇宙研发者要参考教育目标、教学内容、学龄特征与学生学情等因素,科学合理地进行研制,为学习者提供更加优质的教育服务与体验,将教育场域中的主体从以往繁琐的教学活动中解放出来,激发学生的想象力与创造力,为其提供体验自由和幸福的技术保障,从而凸显“人—技术—世界”融为一体的职业教育学意蕴。另一方面,厘清元宇宙赋能职教的伦理进路问题,不仅能为职业教育生态系统的建构补充必要的理论养料,也可为未来人类社会的发展提供道德担保和伦理智慧。在价值论层面,注重规范技术研发伦理。在教育技术实践中,职教元宇宙技术的设计者要坚持透明操作的原则,逐步完善行业的透明性规范,秉持教育的公平性,提高风险防范与化解的能力。提高管理部门在元宇宙应用过程中的预测、预警、预防智能化风险的能力。健全技术监管与问责机制,教育主管部门需在技术软、硬件的监督、管理等方面出台相应的规章制度,以法治的力量确保职业教育元宇宙的顺利运行。

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