在元宇宙中重塑教育的理论分析与实践探索

●王周秀 吴小敏 钱小龙

近年来，元宇宙(Metaverse)技术成为整个产业的重要话题，作为主导“下一代互联网”时代的新模式，虚拟和增强现实技术的发展让我们更接近元宇宙。元宇宙以游戏、娱乐、音乐、内容产业等为中心正在扩散中。[1]特别是新冠肺炎疫情(Covid-19)暴发后，非面对面的转型加速，生活方式和产业现场正在超越无界化，快速向三维虚拟空间元界转变。传统的元宇宙将现实世界视为虚拟具体化的一个独立的世界，而现在是虚拟世界与现实世界融合为一体，其边界趋于模糊。全球Covid-19大流行加强了提倡非面对面人群的认知，这有望进一步加速元宇宙的发展。加德纳(Gartner)在技术展望报告中强调，由于Covid-19大流行，无论是用户还是企业的运营方式都需要发生革命性的改变[2]，其核心内容是向不受物理位置或环境影响、可随时随地提供服务的数字化环境转型。这一大的转变同时给教育领域带来了新的机遇。

一、问题的提出

随着人类科学的进步以及信息化的提升，各种如大数据、人工智能、虚拟现实等新兴技术得到了快速的发展，并且已经渗透到了社会的各个领域，给人类的发展带来了巨大的影响。新兴技术的不断更新换代，给教育也带来了新的发展机遇，新兴技术在教育中的有效应用，使得教育突破了时间、空间上的限制，改变了人们以往的生活和思维方式。但是，Covid-19的大流行对教育领域造成了沉重打击。第一，来自192个国家的大约16亿学生，即世界学生人口的91%，经历了教育中断。众所周知，这种颠覆导致在线教育迅速成为一个重要的新平台。然而，全球约有29%的年轻人(约3.64亿人)上不了网。[3]这也导致不同人群之间数字鸿沟在逐渐地拉大。第二，Covid-19的大流行改变了教育格局，尤其是高等教育方面。尽管这些转变是否已经扎根并将持续到未来还有待观察，但不难想象高等教育在某些重要方面可能永远在变化。事实上，Covid-19大流行的潜在持久影响在最近的研究中迅速显现，确定了塑造教学和学习未来的趋势、技术和实践。第三，Covid-19引发的“不见面”情况，形成了社会的物理距离感，促进了线下活动的缩减和线上活动的扩大。在长期的非面对面环境中，公众对通过在线虚拟环境体验真实感需求正在不断增加。[4]除此之外，课堂质量一直是教师关注的核心问题。即使他们可能每次都去上课，但只要他们只关注课程内容，课程的教育和学习效率就会有问题。今天，我们正处于中等数字时代。当学生在家时，他们周围有许多数字化设备、个人电脑、数字化广播系统、数字化手机、平板电脑等。他们被这些高科技项目所吸引，对学生的课堂学习的质量存在一定的影响。

总的说来，Covid-19的大流行给教育带来巨大的冲击，促进了教育格局的转变，也出现了新的问题，主要体现在加深了不同人群之间的数字鸿沟，增加了学习者对在线虚拟环境体验真实感的需求，以及一定程度上影响了课堂学习的质量。因此，为了有效解决教育中出现的问题，促进教育格局的转变，需要寻求一种新兴技术的整合和发展。无时空限制的元宇宙可以将现实世界与虚拟空间连接起来，提供与现实世界类似的真实感。这对教育的发展来说是一个重大机遇，并且在传统的学习平台和学习空间中加入了游戏等吸引人的元素，激发学生的参与欲望，可以大大提升教育的效果。

二、在元宇宙中重塑教育的理论指引

元宇宙是在虚拟的空间中由自己主体性地构成空间和创造环境，更像真实世界，因此会有真实的生动感，并通过更及时、更方便的沟通方式实现高水平的交流。元宇宙更注重用户之间便捷有效的沟通，在成长和发展中。此外，元宇宙是在游戏元素中为用户代言的化身，在元宇宙中建立与人工存在的关系，分享与现实世界类似的生活和体验。因此，元宇宙与现实相似，成为一个越轨体验的平台，成为一个“轻松的人际关系”；可以减少“担心遭受他人的人格攻击”“与现实世界的脱节导致时间上和精神上的弊端”等忧虑。 因此，基于以上分析需要在元宇宙中重塑教育的理论指引。

(一)情境学习理论

关于情境学习，部分学者从教育心理学的角度更详细地解释了情境学习，认为知识是情境、背景和文化产物的一部分，知识在丰富的情境中不断被使用和发展。一些学者发现，学习者从生活中学习到的知识比在课堂上学习到的知识接受起来更快，并且效率较高，这也间接说明了知识需要思考、实践应用。因此，情境学习理论强调知识思维与情境密切相关，并且知识和行动也是密切相关的。元宇宙是一个开放、虚实融合、交互的空间，利用元宇宙技术可以为学习者创设不同的学习情境，在创设的不同情境中进行发现问题，探索学习，并且学习者可以把所学的知识在各种情境中进行应用实践，最大化理解、吸收、应用知识。同时，在这样一个开放的、实时交互的空间中，可以方便学习者之间进行协作交流学习，大大促进了学习者的学习效率。

(二)建构主义理论

建构主义理论认为，学习是一个积极主动的过程，学习者在已有的基础上构建知识或新的概念经验。建构主义是一种学习哲学，其前提是，通过反思学习者自身的经历，学习者构建了自己对生活世界的理解。学习者每个人都会产生自己的规则和心智模型，用这些规则和心智模型来理解他们的经历。因此，学习是学习者通过与外界的互动，调整心理模型以适应新的体验的过程。这也意味着“情境”“协作”“会话”“意义建构”构成了学习环境的四个基本要素。在建构主义理论的指导下，利用元宇宙技术可以大大提高学习者的学习效果。首先，元宇宙技术可以为学习者创建不同的虚拟学习情境，利用相关技术加深学习者的真实感，为学习者提供有力的条件，让学习者可以在创建的学习情境中进行学习。其次，元宇宙在教育中的应用，可以为学习者提供各种数字学习资源，使学习者真正成为了学习的主人，可以大大发挥自己的主观能动性，进行有意义的建构。最后，在整个学习过程中，元宇宙的应用可以方便学习者之间进行协作和互动，大大提高学习效果。

(三)具身认知理论

具身认知理论认为，认知不仅仅发生在头部中，而且是一个延伸到身体和环境的分布式系统。思维是一种受身体和大脑强烈影响的活动与环境互动。换句话说，如何思考取决于我们所拥有的身体的类型。因此，具身认知理论强调了生理和心理之间的联系，认为人是通过身体进行认知的，所有的认知体验都必须基于它们发生时的感觉和运动情景。在具身认知理论的指导下，利用元宇宙技术，可以有效将三者进行结合起来实施互动从而进行学习。利用元宇宙技术可以创设虚拟环境，增强学习者的真实感。在不同情境中，学习者可以通过视、听、触等感官进行学习。元宇宙技术可以使得本身复杂抽象的知识简单具体化，有效促进了学习者的学习。

三、在元宇宙中重塑教育的技术支撑

目前，世界多家企业为应对元宇宙时代，正在开发多种平台。从海外的案例来看，“脸书”在收购后投资了VR厂商“Oculus”，并在2017年发布了名为“脸书空间”的元宇宙平台测试版，还开发了将元宇宙和虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术结合在一起的“Facebook地平线”，为即将到来的元宇宙时代做准备。微软以混合现实为基础开发了“全息镜头”，引入了混合现实，还推出了支持工作和协作的“微软团队”。[5]要解决教育领域中存在的问题，重塑教育，也需要相关的技术支撑，以下阐述了几个关键的技术。

(一)扩展现实技术

元宇宙是虚拟世界与现实世界融合为一体的，其边界趋于模糊。那么，把现实世界与虚拟世界融合为一体就需要相应技术的支撑。扩展现实(Extended Reality,XR)是一个通用的技术术语，包括虚拟现实(Virtual Reality,VR)和增强现实(Augmented Reality,AR)与混合现实(Mixed Reality,MR)，如图1所示。

图1 扩展现实技术

虚拟现实主要指“硬件和软件系统的总和，旨在完善存在于另一个环境中的各种感官错觉”，简单点说就是需要获得适当的硬件，以获得一个完整的沉浸式体验，包含了一系列的感官体验，如嗅觉、听觉和触觉沉浸。[6]增强现实是将物理世界的物理图像与虚拟世界的数字图像相结合，使数字内容在物理或实际位置创建，并创建一个新的虚拟内容，创造了丰富了数字内容的空间。[7]混合现实是物理世界和数字世界的融合，是探索人类、计算机和环境相互作用之间的关系。[8]作为VR、AR和MR技术的综合展现，扩展现实技术使得物理环境和虚拟环境进行融合，提供了一个完全沉浸式的虚拟环境，对元宇宙的建设具有重要的作用，具有巨大的应用情景。《地平线2020年报告：教与学版》明确指出，尝试利用XR技术与高等教育相结合，通过相关技术创造一个完全沉浸式的学习环境，使得学习者进行沉浸式学习。

XR的一个关键优势是表示嵌入在3D世界中的三维对象，可以增强3D思维，并且可以促进2D交互式多媒体所不具备的信息的心理转换。如，在多变量微积分课程中，大部分工作是在2D中完成的，一般绘图软件可以绘制3D对象，但仍然在2D显示器上表示，而利用XR技术可以转换为3D表示，从而减少认知负担，促进复杂功能的可视化。此外，应用了XR技术的教育系统中的3D学习对象具有独特的优势，可以提供超越传统面对面或基于计算机的模拟活动的机会，为学习者提供身临其境的感觉。换句话说，XR技术可以对用户的视觉、听觉、触觉等感官进行实时反馈，从而给用户一个沉浸式、高真实的体验。在教育领域，凭借XR技术沉浸性等特点，可以使得教学内容具备良好的交互特征，尤其在机械工程、车辆工程、艺术设计等实训方面体验明显。XR可以重建在训练中模拟的具有挑战性的环境，并提供一个更安全的训练环境，降低受伤风险或者减少昂贵的设备损坏。XR也能够减少在复杂和动态环境中控制和操作约束，以机械工程为例，用户通过在线学习平台，利用XR，进行不受时间、空间的学习，进行虚拟拆装、运动仿真等。

(二)数字孪生技术

数字孪生(Digital Twin)最初是由美国密歇根大学Grieves教授提出。他将数字孪生描述为由三个组件组成，即一个物理产品、一个该产品的虚拟表示以及双向数据连接，包括把数据从物理表示提供到虚拟表示和从虚拟表示到物理表示的信息和处理。简单来说数字孪生就是一个物理实体的虚拟表示，可以在设计阶段用于预测、模拟和分析行为并保存整个生命周期进化记录。[9]如图2所示，元宇宙是现实世界与虚拟世界融合为一体的，其边界趋于模糊。其中最重要的原因是在虚拟世界中创建了和现实世界中一样的环境，来增强真实感。数字孪生正好可以通过相关技术手段在虚拟世界中同样映射出真实、全面、精准的整个物理环境，并且可以记录展示全生命周期的过程行为。在教育领域，数字孪生技术可以对个体全面数据的采集，模拟学习者的学习行为，通过技术对个体进行一个数字化的呈现，对学习者整个学习过程中，进行全方面的监控、记录以及分析，通过对整个学习过程数据的收集和分析，掌握学习者的学习情况，并提出反馈和预测，最终给出相关的优化建议，促进了学习者个性化学习，有效改善学习者的学习效果。[10]

图2 数字孪生技术

除此之外，DT技术在教育中的应用，可以有效的优化教育资源管理。通过相关技术可以对校园基础设施、教职工等数据进行采集，生成多种数据结构，然后面向不同的主体，相对应的进行资源灵活合理分配，满足不同主体的需求。如，以班级为单位建立孪生体，当需要使用不同的公共教育空间时，可以通过教师孪生体与外界交流需求，并反馈给特定的孪生体来告知物理实体相关情况以做好准备，大大提高效率。对整个校园基础设施都进行了数据收集并建立了孪生体，通过技术可以全程监控整个设施的生命周期以及通过相关数据的分析、模拟以及预测，可以有效保障整个校园设施的正常运行。

(三)区块链技术

元宇宙是一个开放、自由的趋于虚实一体的，更偏向于数字化的空间，在整个数字化的世界中数据是非常重要的，这对整个空间的建立、优化以及未来的推广都起着关键的作用，是比较核心的部分，有效地记录、保护、利用数据成为非常关键的一部分。区块链技术或是去中心化安全分类账是最流行的技术之一，能够消除第三方验证点对点网络上的交易的要求。使用网络现有成员的共识，验证网络上的交易。在区块链技术中，网络成员以账本的形式保存交易数据，并通过添加新的交易块来更新该账本，以保持数据的完整性。[11]正是区块链安全性、隐私性、成本低、可扩展性和可用性等特征，[12]对数据的记录、保护、利用提供了有力的技术支撑。因此，在教育中，利用区块链技术，可以建立终身学习档案。基于区块链技术的终身学习档案可记录、存储学习者各阶段的标志性学习轨迹等数据，有助于实现去中心化、不可篡改、可追溯的档案信息安全共享，并支持学生、教育机构、用人单位查询认证，促进了学习型社会的构建，也可以记录数字资源的发布、传播、使用等过程。利用区块链的防篡改、可追溯特点，可实现版权保护，促进教育数字资源的开放和共享。由于区块链提供了一个去中心化的网络，可以轻松访问，具有高度的安全性和完整性，为包括学生、教职员工和当局在内的各方营造了协作氛围。如，Bdiwi提出的泛在学习系统，利用区块链技术为学生提供随时随地的高度安全的协作学习环境，以鼓励教师和学生之间的有效沟通。以类似的方式，还可以通过将区块链用作学校信息中心来改善学校学习环境。这样的系统可用于收集、分析和报告有关学校系统的数据，这可以帮助和支持决策。

四、在元宇宙中重塑教育的模型建构

(一)元宇宙的基本框架

元宇宙框架是基于Web 3.0定义为组件可选择组合的框架。在支持多种虚拟世界的环境或多个虚拟平台上运行时，是一个开放、可组合组件的框架，而不是结构上不可更改的固定形式[13]，在可扩展性方面具有一定优势。元宇宙的基本框架包括8个核心栈(如图3所示)，硬件是元宇宙联动使用的物理设备，包括用户用设备(如AR和VR设备)和企业用AR环境。

图3 元宇宙的基本框架

网络联接是海量数据的实时传输和无间断连接的元宇宙对分布式通信环境的支持，包括5G、近场通信等。计算是物理计算和实时屏幕处理，以及用于支持同步等多种庞大运算功能的计算能力。虚拟平台是在线平台上用户消费开发者内容的方式，指用户可以直接构建数字环境或参与、沉浸体验的虚拟化平台。交换工具和标准是元宇宙中互连的技术和规章的标准。支付是对与数字计费相关的流程、平台和操作提供技术支持，相当于DeFi(Decentralized Finace)、NFT和区块链技术。元宇宙的内容、资产、服务是元宇宙对数字资产的创建、加工、存储和服务等整体保护和管理。用户行为是元宇宙相关联的消费者和业务方面的可观测变化。这种行为变化大体上意味着趋势变化，包括对元宇宙兴趣的变化或技术变化等。

(二)元宇宙中教育的模型建构

结合以上元宇宙的基本框架，对教育进行了重塑，建构了元宇宙中教育的基本模型，如图4所示。以上对元宇宙基本框架的分析，对于在整个模型建构中起着重要的基础作用，虚拟平台、网络、内容、资产等在整个模型的建构中都是非常关键一部分。元宇宙中的教育不同于以往的教育模式，是建立在一个虚拟和现实结合为一体的空间中，既包括真实的空间，也包括了虚拟的空间。

图4 元宇宙中教育的模型建构

个体可以依靠技术设施，如VR、AR、HOLO、DT等，在真实的空间中进行教育，也可以在虚拟的空间中进行教育，当然也可以把两者进行结合起来。元宇宙中教育更多的是二者的结合。一方面，在真实的空间中，和以往的教育模式基本一致，整个教育是发生在一个现实存在的空间中，而采用的技术，如VR、AR、DT等，是对其整个空间的扩展和延伸。个体主要包括学习者和管理者，在这个空间中依靠技术的支持可以更好地进行交流活动。另一方面，虚拟的空间，是依靠技术的发展和应用XR、DT、HOLO、AI等技术建立一个和真实空间一样的虚拟世界，在这个开放且数字的空间中所有的物体、人物、环境等都可以通过技术创造出来。如，创立一个虚拟校园、虚拟教师、虚拟图书馆等，那么个体不再受到时空的限制，就可以在整个虚拟空间进行教育，所带来的体验和现实中体验几乎是一样的。在整个空间中，依托技术像人工智能、区块链、数据分析等技术的应用，可以有效的监控、管理、反馈整个教育过程。这以便于大大提升教育所产生的效果。

总的来说，元宇宙中教育依托技术的支持不仅仅不受时空的限制，而且能给学习者带来真实体验感，不管是学习还是参加活动，都可以带来真实的体验感，并且使得整个教育变得更加开放、智能、数字化，这大大提升了教育的效果。

五、在元宇宙中重塑教育的实践探索

由于新冠肺炎疫情引发的不见面情况比预想的持续时间更长，而且似乎难以进入真正的局面，感受到危机的高校也开始积极探索防止学生中途脱离，增强学生的归属感和学习力。替代方案就是利用元宇宙平台建立各种活动空间。根据以上在元宇宙中重塑教育的模型建构，结合具体的例子，对元宇宙中重塑教育进行实践探索。

(一)日本长冈技术科学大学虚拟STEM课程

日本长冈技术科学大学(Nagaoka University of Technology,NUT)开设的虚拟STEM课程是建立在自主开发建立的元宇宙中的。[14]其中元宇宙中的虚拟平台是通过XR、VR、MR以及DT等技术建立的一个虚拟的岛，是一个虚拟的三位立体空间。在那里建了一些教室，实际上是带有房间、天花板、窗户、门、桌子、椅子等。教室周围都是土地，学生们可以自由地在那里制作一些虚拟产品。这个岛实际上是一个虚拟的学校和校园，通常是在这些虚拟的教室里进行学习和教学。尽管它实际上是由林登剧本制作的，但它还是有白板、师生办公桌、椅子等，就像现实生活中的那个一样。这种情况确保了参与者有一种现实感，并有望增加学习效果，提高学习的动力。其开设的STEM(Science Technology Engineering Mathematics,STEM)课程项目就是在这个虚拟的空间中进行。在这个项目中，学生测量的是各种材料的放射性，不是在现实生活中，而是在虚拟世界中。当然，学生也使用了现实中一些物品，如简单的辐射计数器。在课程的学习过程中，教师在日本筑山的办公室使用了自己的终端电脑，通过幻灯片提前展示准备好的课程学习资料，并放在虚拟教室的屏幕上。然后，学生通过各自的终端加入终端电脑和大屏幕后面的教室。在整个学习的过程中，通过多媒体技术进行课程内容的展示，并且通过VR技术展示了放射性物质的放射周期。此外学生们看着教室，听着教师的课程。在过去，很难进行口头交流，根据短信信息进行聊天是主要的沟通渠道。然而，在互联网技术和信息交互技术的支撑下，大大促进了学生之间和师生之间的互动交流。此项目采用了元宇宙中的语音交互功能，所有的信息交换，如学习、问题、答案、交流等都可以实现。

总之，日本长冈技术科学大学虚拟STEM课程是通过VR、AR、XR等技术创建的虚拟平台，即虚拟校园，在整个虚拟平台中教师和学生通过各自的终端进行教学和学习，并且利用了VR和AR技术把真实的各种放射性的材料与虚拟世界中的放射性材料进行了连接，增加了学习者的真实感，在整个模型中产生的资源、数据、学生做的作品等都被记录并实时传送到教师的终端，以便教师进行管理。

(二)韩国元宇宙大学

随着人们对元宇宙的兴趣剧增，韩国各种领域都在积极探索元宇宙的应用研究，如音乐会、竞选活动、新员工培训，不仅在虚拟房地产等社会经济领域得到了广泛的应用，在高等教育中也在积极引进，如入学及毕业典礼、社团活动、庆典、虚拟图书馆等。如，2021年3月韩国顺天乡大学与SK电讯的“Jump VR”合作，将顺天乡大学运动场原封不动地搬上元宇宙中，在世界上首次举办虚拟入学仪式约2500名新生穿上自己所属学院的夹克，做出了“阿凡达”，听取了校长的欢迎词，新生代表也进行了入学宣誓57个。此外，开设150多个房间为新生提供见面空间、校园巡演和与教授面对面交流。顺天乡大学通过元宇宙举办“寻找SCH梦想的讲座”和“寻找的大学入学说明会”，将在线下进行的项目移动到虚拟空间，积极展开宣传活动。[15]2021年5月与VR开发商Play Park合作，将建国大学原封不动地体现在元宇宙中，举办“Kon-Tack艺术节”。为了增强学生的归属感，建国大学限制只能用建国大学账号登陆，生成了个人化身，[16]建国大学校园内提供多种内容单科大学访问、画廊、电子竞技大赛、各种展示会及演出、社团演出、各种小规模任务等。

近年来，岭南大学运用Minecraft平台构建虚拟校园，并计划运用到入学典礼、图书馆、电台、社区、生日派对、博物馆参观、人文演讲等多方面进行运营。[17]汉城大学利用Zepeto平台，重现了与实际学术信息馆相同面貌的虚拟图书馆“汉城北尼伯斯”馆。在非面对面的环境中，学生很难正常使用学校的设施，汉城大学给学生留下了对学校生活的怀念和回忆，提供了便利性和体验空间，跳出单纯的信息提供，增加了寻找宝藏、图书馆大逃亡、JUMP UP等多种游戏及有现场感的体验空间。[18]对于像Minecraft和Zepeto这样以3D形式呈现的元宇宙平台来说，越详细地呈现校园，构建成本就越大。由于在元宇宙平台上建立虚拟校园实际上需要大量资金，因此根据大学的财务状况可能会有限制。但是，基于2D的Gethertown将以相对较低的成本，可以支持各种活动，学生也可以自己实现地图并进行分享。Gethertown提供了无需注册会员的便利性，当角色靠近时，视频画面就会被激活，因此可以自然地进行对话。因此，崇实大学学生会和延世大学社团联合会利用盖德小镇平台，[19]打造了线上节庆活动和社团活动空间。在崇实大嘉祥校区举办的为期2天的庆典，同时在线人数最多达到300人延世大学举办的社团博览会也摆脱了单方面的信息传达，创造了可以同时传达信息和进行沟通的环境。此外，高丽大学和SK电信一起进行了元宇宙计划通过该平台适用于教学和非教学活动等多种领域，支援学生活动。[20]

总的来说，韩国元宇宙大学主要是通过学校与相关互联网企业进行校企合作搭建了虚拟平台，在这个虚拟平台或者是虚拟空间中进行了创新，把现实中的大学通过相关技术手段搬到虚拟空间中。学生基于VR、AR等设备参与其中，在虚拟空间中进行现实中大学所从事的一系列活动。

(三)美国辛辛那提大学第二人生项目

美国辛辛那提大学(University of Cincinnati)的第二人生项目主要是由克里斯柯林斯(Chris M. Collins)带领的团队负责，克里斯柯林斯(Chris M. Collins)创立了辛辛那提模拟与虚拟环境研究中心(Cincinnati Simulation and Virtual Environment Research Center, UCSIM)，模拟与虚拟环境研究中心主要是为研究、科学合作和高等教育开发世界一流的沉浸式技术应用程序，帮助研究人员解决安全虚拟空间中紧迫的现实问题，鼓励教师和管理人员通过虚拟和增强现实重新想象大学体验，并与行业合作开发创新的数据可视化、培训模拟和用户体验。他们的多学科方法将大学科学界的学科专业知识与UCSIM在增强和虚拟现实应用程序开发、计算机模拟、3D 建模、UX/UI 和教学设计方面的技术专长相结合，以创建释放科学发现、创新。[21]在这个项目中UCSIM主要是构建一个元宇宙的学习平台，以及在元宇宙学习平台中开设了不同领域的课程，以促进学习中进行沉浸式的学习。其中最具特色的是其卫生保健领域和生物工程领域的研究。

第一，在卫生保健领域，主要包括建立跨专业的虚拟医疗保健世界框架和虚拟病人。一方面，建立跨专业的虚拟医疗保健世界框架，该项目的目的是为就地、混合和在线课程注册的护理、医学、药学和专职健康学生设计和构建一个跨专业的虚拟临床体验平台。[22]虚拟临床模拟系统让学生有机会安全地参与各种医疗保健场景，同时练习技能、流程和程序直至完善。每个模拟都经过精心设计，以满足特定的学习目标，同时提供比被动教学模式更有效的交互式、动手和体验式学习。另一方面，虚拟病人是UCSIM开发了一个在线系统，让学生有机会通过在线互动会话与预编程的虚拟患者(化身)练习特定技能。该系统将利用可共享内容对象参考模型(Shareable content object reference model,SCORM)和学习工具互操作性(Learning tool interoperability, LTI)兼容模拟技术。基于多样性和差异性的交互式计算机模拟化身；立即评估(针对学生和教师)学生在特定技能组合中的得分情况，其中将包括对需要持续改进的领域的具体反馈；一种允许教师修改初始模拟头像的方法，以便在所有参与计划的课程作业中使用；为讲师举办的两次培训研讨会。[23]第二，生物工程领域，主要是生物和工程技术跨学科教育。该项目是UCSIM 为大学学分课程设计并开发的虚拟现实体验系统，该课程使用虚拟现实来教育学生进行空间导航。[24]UCSIM设计和开发的虚拟现实体验系统是通过一个完全沉浸式虚拟现实(Virtual Reality,VR)系统提供相关的课程资源，其中VR体验包含了四个不同的场景，在创设的不同场景中，向学生介绍生物学与机器人的令人兴奋的界面，并灌输动物和机器人如何通过感官引导行为的基础知识，增加了STEM的多样性，增加学生和教师在生物学和工程领域的经验。

六、结语

新冠肺炎疫情引发的非面对面情况长期持续，在教育中，尤其是高等教育，加大了不同人群之间的数字鸿沟，出现了面对面学习的不足，加剧了学生学习力下降和缺乏归属感、中途脱离等问题。此外，在培养符合社会需求的未来型人才和学生人数锐减等危机中，大学也在思考实现所追求的目标以及大学继续存在的各种方法。这些作为方法之一，有必要积极思考并引入目前以物理环境为中心的教学模式，以适应元宇宙的要素进行重组或扩展。元宇宙是一个虚拟的空间，它可以提供现实般的真实感，从在线状态到离线状态。在社会中共同生活的人很难通过物理距离感正常生活状况的社会性和在组织中的归属感和存在感正在逐渐降低。相反，即使是在虚拟世界中，互相交流，恢复人际关系的欲望也越来越高。然而，无时空限制的元宇宙可以将现实世界与虚拟空间连接起来，提供与现实世界类似的真实感。这对教育的发展来说是一个重大的机遇，在传统的学习平台和学习空间中加入游戏等吸引人的元素，激发学生的参与欲望，可以大大促进教育的效果。