高校元宇宙课堂初探*——沉浸式网络教学课堂的构建、实施与反馈

张 雯 宋博文 庄育婷

（上海立信会计金融学院国际经贸学院 上海 201209）

2021年被称为全球的“元宇宙元年”。近两年来，在全球疫情形势的倒逼和飞速发展的互联网技术的大力加持下，元宇宙的探索与挖掘在商业、社交等领域风生水起，元宇宙与教育的结合也逐渐进入人们的视野。模拟元宇宙教学环境的“沉浸式教学”，既结合了线下课堂的教学氛围和交互感，又兼顾了线上课堂的便捷，给予高校教育的发展更多可能性。虽然国际上使用虚拟平台的教育实践不胜枚举，但对于其基于平台的教育有效性评估较少，很多教育者在启用虚拟平台的态度上趋于谨慎，因此基于虚拟平台教育实践的沉浸式教学课堂和元宇宙教育模式的实证检验是必要的，这对虚拟平台和技术在教育行业中的普及至关重要。

一、研究背景

当下国内外学者对于“元宇宙+教育”的研究尚处于起步阶段，主要集中于理论框架、技术架构、教学场景等基本框架方面的构建，以及对元宇宙概念指导下的在线教育未来发展的展望。[1]华子荀和黄慕雄为教育元宇宙给出的定义为：教师、学生、管理者等相关人员创建数字身份，在虚拟世界中开拓正式与非正式的教学场所，并允许师生在虚拟的教学场所进行互动。[2]他们通过理论梳理，提出教育元宇宙的教学场域四层技术架构，并通过实验研究得出结论：教育元宇宙能促进学习者交互感、沉浸感和认知的提高。蔡苏、焦新月等为“教育元宇宙”的概念界定了三个核心特征：强调社交互动的“交互性”、模拟真实世界的“沉浸性”和自由开放且灵活的“多元性”。[3]胡辰洋和于昌利则提出教育元宇宙的创新性体现为沟通新型化、学习自由化、教学表象化。[4]

而在“元宇宙+教育”的实践方面，一些国家和地区的高等院校、互联网公司等机构已经开始积极地拥抱新的技术和概念。2021年韩国多所高等院校宣布将与网络公司协作建设元宇宙校园；2021年6月，中国传媒大学在游戏“我的世界”中搭建了一比一复刻的学校场景，完成了一场虚拟空间里的线上毕业典礼；美国游戏公司Roblox建立了预计投资1000万美元的项目，用于构建一个3D多人互动式教学空间……虽然目前因为技术水平限制并未达到那种超前绚烂的元宇宙蓝图，但虚拟学习社区可被视为教育元宇宙现阶段发展的典型中间产物。[5]

二、研究设计与数据收集

（一）平台选择、研究对象与课堂情境设置

本研究所选择的平台Virbela是第一个专门用来解决远程协作挑战的虚拟世界平台。[6]如图1—4所示，它构建了一个包括各种规模、多种用途的礼堂、教室、会议室、展览室以及户外场景等在内的虚拟校园。在这里所有人都可以一个自己定义的数字化虚拟身份参与课堂、会议等活动，亦可自由地探索，并且可以实时地与周边的参与者进行交互。在Virbela虚拟校园中，教师可以利用教室中的虚拟屏幕播放视频、展示文档，学生可以坐在教室里任意一个自己喜欢的角落，由此，便可构建一个沉浸式的教学课堂。

图1 圆桌教室

图2 私人会议室

图3 校园户外

图4 大礼堂

本研究依托Virbela平台构建沉浸式教学课堂以模拟元宇宙的教学环境，并以上海立信会计金融学院在为期两周的短学段中选修《质性研究方法与人工智能》课程的两个平行班共计101位学生为研究对象。两个班级授课计划均为一周两次，每次4个课时，每课时45分钟。

为保障在元宇宙课堂顺利进行，课程开始前授课教师为两个班级分别建立了微信交流群，将本研究的目的、过程等事宜告知了参与课程的学生，并且向同学们发布了教学平台Virbela软件的安装和使用教程视频（发布于bilibili平台，用户名：元宇宙课堂。UID：627041496）。研究组5名成员担任助教，协助全体同学完成教学平台的安装和全程的技术答疑。为了预防技术问题，课程以在腾讯会议全程直播为备选方案，确保课程体验的完整性。

（二）数据收集

本研究的问卷设计以迪采尔（D.L.Ditzel）等人所著的《Evaluating the effectiveness of immersive learning in nurse education》[7]为基础，并参照谢威士、尹小敏的《大学生在线课程参与度量表编制及初步应用》[8]编制李克特量表，结合元宇宙课堂特征进行调整。两轮问卷收集于第一次和最后一次元宇宙课堂结束时，形成两个平行班的两个过程节点可对比数据集（N=101）。两份问卷回收率均达100%。

三、数据分析与讨论

通过SPSS对数据进行描述性统计分析得出：第一份问卷Cronbachα系数为0.764＞0.7，KMO值为0.763，介于0.7—0.8之间，说明数据信度效度较好，适合进行数据分析；第二份问卷Cronbach α系数为0.957＞0.9，KMO值为0.923＞0.8，说明数据信度效度都很好，非常适合提取信息。对问卷数据进行统计，平均分以3为界限区分学生对题干陈述的认可与否定度。

（一）数据分析：问卷I

问卷I的内容主要是关于学生对两种课堂主观感受的对比，共计12题。除第一题学生基本信息以外，其余每个问题都是李克特5级量表题，选项为：非常同意（5）、同意（4）、不确定（3）、不同意（2）、非常不同意（1）。本问卷第2—11题的具体内容及各题对应的平均分见表1。

表1 传统课堂VS沉浸式学习课堂体验对比问卷

问卷可以分为三个层级：第一层是“有效”，即陈述两种课堂何者在课堂效率方面更有效，包括第2、4、10、11题；第二层是“体验”，即比较两种课堂的学习体验感受，包括第3、7、9题；第三层是“喜好”，即反映学生对两种课堂的喜爱程度，包括第5、6、8题。为了提升问卷的信度和效度，问卷将三个层次的问题打乱重组。将所有问题的平均分按照三个层级划分后再次平均，即得到三个层级的平均分为：“有效”3.73，“体验”4.10，“喜好”3.63，可以得出学生对这种模拟元宇宙的沉浸式学习方式的有效性、体验感、喜好度评价都较高。对某位同学的全部答案分值进行加总平均，即可得到此学生对Virbela课堂学习体验的偏好度，由此可得全班同学的偏好度情况为：偏好度大于等于3的人数占全部人数的92.98%，大于等于4的人数占49.12%，全部学生偏好度的方差为0.46063。由此可见学生们对Virbela平台的第一印象普遍满意。

（二）数据分析：问卷Ⅱ

相比问卷I，学生在完成问卷Ⅱ时对Virbela平台有了更多经验。本问卷共15题，为了便于比较，内容基本与问卷I一致。经统计，92.08%的同学成功使用元宇宙教学平台完成三次课程。本问卷的第3—14题陈述及对应的平均分如下：

表2 沉浸式学习课堂完整体验后问卷

分三个层级进行分析，评价“有效”层级（5、7、13、14题）的平均分为4.20，“体验”层级（6、10、12题）平均分为4.25，“喜好”层级（8、9、11题）平均分为4.23。通过对比第一次时的数据可见，三个层级的分值分别由3.73、4.10和3.63增长至4.20、4.25和4.23，分别增长12.6%、3.7%和16.5%。由此可知，经过三次12课时的Viebela平台的课程学习之后，学生对于此平台的喜好度和有效性的认可有了一定的提升，且整体较为满意；而学生对此平台体验的评价提升并不十分明显，但整体依然较为满意。

本问卷的第15题为技术指标评价，将四个影响学生体验的技术因素（软件安装、网速要求、平台稳定性、技术支持）和问卷其他题目答案进行相关性分析，得出技术的外生影响因素对学生在Virbela平台进行学习时取得更良好的体验和感受皆有显著正相关关系。在课程实际进行过程中，频频有同学反映因硬件设备欠缺、网络卡顿、登录失败、软件闪退等问题而无法完整参与课程学习的情况，这些因素所形成的外部性影响，在之后两次课程的过程中，对课堂进程、学生体验等要素都造成了相当的干扰，进而对本研究、实验的结果产生了不可忽视的影响。

按照第一次问卷的统计方法，对第二次问卷中全部学生对Virbela课堂学习体验的偏好度进行统计，得出此次偏好度大于等于3的数据占全部数据的94.10%，比第一次问卷的数据增长1.12%；大于等于4的占75.25%，增长26.13%。由此可见，经过12课时的Virbela平台的学习之后，学生对Virbela平台学习体验的偏好度整体提升十分明显。全部学生偏好度的方差为0.59187，比第一次问卷时有所增加，说明数据较为离散，这意味着学生们对于这种学习模式的偏好态度较之前更为分散。

四、结语与实践启示

国内目前的元宇宙布局更偏向于商业与社交领域，本研究的结果显示在教育领域，元宇宙仍有其潜力与意义。此次元宇宙课堂的初探的实证研究显示高校学生对这个新兴概念的接纳程度较高，特别是在经历过12课时的Virbela平台的课程学习后，可以明显得出学生们对这种学习模式的好感加深，对其提升教学效率和教学体验等方面的满意度也有所提升。

然而Virbela平台的技术壁垒也是明显的，此次探索对于促进中国元宇宙教育的普及提出以下要求：1.3D虚拟平台技术的本土化。国内科技巨头已经开始投入元宇宙基建，包括百度、腾讯、字节跳动等，相信不久的将来此问题可以得到解决。但目前的元宇宙基建并未过多涉及教育底座的构建，并非以教育为目的进行建设。2.5G网络的普及。元宇宙、VR、AR、XR等技术的体验感很大程度上取决于网速。虽然国内5G基站不断普及，但能使用稳定的百兆和千兆网络的学校和家庭为数不多，普及元宇宙教育要解决受教育群体的网络覆盖与品质。3.设备与算力的提升。Virbela的体验和计算机本身CPU质量相关，因为图像的解析需要调用计算机算力，因此流畅运行虚拟平台软件对计算机有较高要求。目前大部分国内实验教室的电脑算力不足，电脑更新换代至最新的主流配置势在必行。4.接受元宇宙教育这一先进的教育理念。沉浸式学习、体验式学习、游戏式学习等教育法更适合元宇宙教学情境，应得到更多的关注与推广。