元宇宙赋能职业教育智慧学习空间构建研究

作者简介：李可欣（1992—），女，硕士，湖南艺术职业学院讲师，研究方向为职业技术教育学；余奇（1993—），男，湖南艺术职业学院讲师，研究方向为教育管理。

基金项目：2022年度湖南省教育厅科学研究青年项目“新时代文化艺术职业教育高质量发展的政策工具变迁研究”（编号：22B1041）；2023年度湖南省社会科学成果评审委员会一般项目“职业本科建设的应然属性、实践困境与推进路径”（编号：XSP2023JYC128）

摘要：学习空间承载着知识展示、知识传递、知识交流等诸多功能。随着元宇宙引领的新一代智能技术渗透至职业教育领域，学习空间逐步向智慧化发展阶段迈进，纾解了传统学习空间中空间布局固化、资源分配不均等困境。以现有的理论研究与实践案例的深入分析为基础，聚焦元宇宙技术场域下智慧学习空间构建的逻辑机理，从元宇宙职业教育属性的视角阐释了元宇宙从思维和技术两个层面为智慧学习空间带来的要素创新，构建出以5G、云计算、AI、物联网、区块链等关键技术为依托，涵盖五层模型框架的智慧学习空间场域架构，进而从物理空间、移动空间、资源空间、数字空间四个层次探讨元宇宙赋能职业教育智慧学习空间构建的实践向度，旨在为加快职业教育数字化转型及学习空间创新发展提供思路。

关键词：元宇宙；职业教育；智慧学习；学习空间；数字化转型

中图分类号：G710    文献标识码：A    文章编号：1672-5727（2024）05-0012-07

2022年，随着国家职业教育智慧教育平台正式运行，智慧化的教育理念被纳入现代职业教育体系中，初步形成了虚拟与现实深度融合的智慧学习空间。这标志着职业教育从此迈入“不断线”教育的新时代，也为元宇宙在职业教育领域的应用拉开了序幕。当前，国内外对元宇宙赋能职业教育的研究主要从两个层面展开，一是挖掘元宇宙赋能职业教育的应用场景[1]，二是探索元宇宙在职业教育中的教学模式[2]。然而，现有的研究未能意识到元宇宙作为数字底座在实现职业教育智慧学习空间构建中的重要价值。基于此，在透视元宇宙职业教育属性的基础上，剖析其在助力职业教育智慧学习空间中的要素创新、场域架构，进而从物理空间、移动空间、资源空间和数字空间四重逻辑探讨元宇宙赋能职业教育智慧学习空间构建的实践向度，以期为新时代职业教育的数字化转型提供借鉴。

一、元宇宙赋能职业教育智慧学习空间构建的逻辑寻绎

（一）元宇宙的内涵及其职业教育属性

1.元宇宙的内涵

元宇宙又称为形上宇宙、后设宇宙、超感空间，是一个持久化和去中心化的在线三维虚拟环境，具有无边界性、永续性、高拟真度、经济适用性、融合创新性等特征。作为综合应用新一代数字技术以实现信息交互、价值传递和沉浸体验等多维功能的下一代互联网综合体，元宇宙是现实世界和数字世界深度融合、虚实共生的一个产物，被视为互联网发展的究极形态[3]。元宇宙既根植于现实世界，又创造出虚拟世界，在当前日渐成熟的5G、区块链、物联网、AI等一系列新兴技术的驱动下，加之社会需求的拉动，这一看似科幻的概念正在走进社会生活，并迸发出强大的生命力。元宇宙时代将构建物理世界和数字世界相互融合的新型数字空间，推动实体经济与数字经济深度融合，塑造数字经济发展的未来形态。

2.元宇宙的职业教育属性

职业教育元宇宙是元宇宙在职业教育领域的一种应用形态，是指将师生置于由元宇宙技术创建的虚实融合的智慧化空间下进行教育活动。在元宇宙的赋能下，职业教育原有的组织结构、治理体系和价值规律都发生了巨大变革，涉及沉浸式教学环境及教育资源、个性化学习活动和智能教学评价等，具备时空拓展性、人机融生性、社交体验性、经济增值性等特征。元宇宙技术和平台将进一步推进职业教育与数字经济的深度融合，通过数字赋能打破传统职业教育的时空限制，实现产业与教育、岗位与专业、场景与课程的“零距离”融通。在元宇宙生态内，职业教育开始具备更多的可能性。

近年来，国内各职业院校官网招标信息显示，构建虚拟现实教学实验室的招标位居榜首。由此可见，“元宇宙+职业教育”的应用逐步从“概念”走向“实践”。当物质世界与数字世界全域贯通时，元宇宙技术赋予职业教育的将不仅仅是教学方式和教学手段的更新，更是职业教育学习空间的重塑。在元宇宙的赋能下，作为加速技术向教育赋能的新应用形态之一的智慧学习空间，能够与人工智能、区块链、物联网等技术基座深度融合，形成虚实共生的学习场域，即线上虚拟空间与线下实体空间。从职业教育的内在规律来看，技术技能人才需求的增加和变化伴随着产业转型，以元宇宙助推数字化转型将实现现代职业教育体系的新生态、新模式，构建可持续的职业教育元宇宙发展体系，从而赋能职业教育元宇宙发挥出整体的场域效应。

（二）元宇宙赋能职业教育智慧学习空间的要素创新

1.时空重塑驱动学习增效，破解认知负荷

元宇宙对职业教育的空间和时间进行了多重延伸，提供了一个逼近现实且超越现实的新世界。在元宇宙世界中，空间是无限的，时间是可回溯的。元宇宙将人工智能、虚拟现实等科技不断地引入教学场景中，帮助学生在物理世界、数字世界、精神世界实现知识的自由迁徙；并通过学习空间、教育科技及教学法三者的组合创新，营造一个全新的学习场景，用多维度、高沉浸的信息呈现方式最大限度地缓解学习者认知负荷的压力。在虚拟现实、拓展现实、全息影像等技术的加持下，智能媒介与身体实现互嵌，融合为新的学习场景设计，打造供多人交互体验的虚拟现实公共实训基地，实现学习资源的跨时空分配。

2.境身合一指向具身沉浸，纠正学习迷航

境身合一是元宇宙时代下人机交互的重要表征之一，在具身认知理论层面上体现为动态交互情境下的从离身认知转向具身在场。元宇宙侧重于对人体感官维度的延伸和扩展，在学习实践中学习者的身体实现了增强和延展，身体成为学习活动的聚焦点，原有的职业教育学习空间由此发生了智慧化的具身转向。职业教育不仅强调心智技能的学习，更关注身体层面、感知层面的操作技能习得。元宇宙打造的智慧学习空间，突破知识碎片化造成的学习迷航难题，学习者的多项感官开始主动或被动地与智能媒介联接，营造出沉浸式的交互体验。通过身体与环境的交互而产生心理与情感的变化，进而引导学习者身体产生反应，帮助学习者克服学习迷航的障碍，从而在智慧学习空间中实现知识的生产与再生产。

3.虚实相生激活心流体验，缓解信息过载

元宇宙使职业教育实现了传统学习、虚拟学习和机器学习的共融共生。学习场所通过技术与设备的支持将物理空间和虚拟空间相连接生成智慧化的学习空间，得以开展各种自主、灵活、个性化的学习活动。学习者的身心与技术、环境相联系，实现了物质世界与镜像世界的跨介质流动及学习主体、学习情境、学习方式、学习资源等要素的动态演化，使学习者在智慧学习空间中的生产效能、感知能力、执行效力得到大幅度提升。在心理机制与智能技术的双重作用下，共同生成的“虚拟感官”替代了“肉身知觉”。这种虚实相生的学习，对知识和技能进行有意义的建构，减少了事实原理类知识的单调呈现，增加了问题解决类知识的情景再现设计，培养了学生的解决问题能力，从而促使学习者的思维处于不间断的过程，进入心流状态。

二、元宇宙赋能职业教育智慧学习空间的场域架构

（一）元宇宙赋能职业教育智慧学习空间的关键技术

1.基础设施：5G助力学习资源供给

作为最新一代的蜂窝移动技术，5G最重要的变化是从B2C（面向个人）拓展为B2B（面向产业），为职业教育智慧学习空间构建所需要的万物互联提供了不可或缺的高速、海量和低时延连接。因此，5G并不单单是一种通信技术，更是一种重要的“基础设施”，支撑智慧学习空间中大规模在线开放课程、微课、数字教学、虚拟仿真实验室等多样态的教学资源供给，并加速数字教学资源的汇聚、流转与共享。

2.算力基础：云计算创新学习服务管理

云计算是一种分布式系统，核心理念是将大量用网络连接的计算资源进行统一管理和调度，从而构成一个计算资源池向用户提供按需服务。云计算使教师和学生聚集在同一智慧学习空间成为可能，赋予了支持职业教育智慧学习空间三大算力基础。

一是支持智慧学习空间的资源管理系统。利用云计算能实现智慧学习空间中数据的分布式存储，可有效整合学习者所需的资源，同时通过相关的服务程序对智慧学习空间进行管理。

二是支持智慧学习空间的云端服务平台。进一步简化了教育者与学习者之间的协作，利用IAAS架构设计，在智慧学习空间的基础上进而形成一个全球化的学习社区。

三是支持智慧学习空间的数据处理能力。智慧学习空间的构建需要大量科学计算和大量数据处理，而云计算则可进行动态资源调度，创造一个可拓展的可靠计算环境。

3.交互手段：物联网打破学习时空限制

从技术层面来说，物联网能使得智慧学习空间对象感知能力进一步增强，感知的速度、精度和范围大幅度提高。物联网在职业教育智慧学习空间中的应用包括三个方面：一是实现可视管理，实现学习环境中物理对象的互联互通；二是构建智慧环境，赋予学习空间中人和物数字化、网络化和可视化的特点；三是拓展学习空间，将学习空间中的学习资源与其他资源进行联通，能多领域和跨区域地提供泛在学习和移动学习服务。

4.算法支持：AI辅助学习决策分析

元宇宙赋能职业教育智慧学习空间的主要特征之一就是会产生海量且复杂的数据，而AI可以极快速地读取并解析大量数据，学习者可以依靠AI进行学习决策。同时，AI又能与多媒体技术、网络技术、数据库技术等其他信息技术有效融合，为提高学习效率和效度提供有力支撑；并开发出基于领域本体的学习知识库模型、基于Agent的智能学习系统，进一步提高学习的智能性。

5.治理逻辑：区块链打造学习信任机制

以区块链为载体的数字货币体系是元宇宙的特性之一。通过智能合约和去中心化结算平台能实现整个数字世界的价值转移，从而保障智慧学习空间安全、高效运行。2018年4月13日，教育部颁布的《教育信息化2.0行动计划》明确提出，要积极探索基于区块链技术的“智能学习效果、记录、转移、交换、认证等有效方式”，将技术深度融入学习过程中[4]。利用区块链打造去中心化的分布式数据结构存储系统，可以真实完整地保存智慧学习空间中的所有数据，将学习资源分布式存放在不同的区块中，通过节点来进行资源传播共享，解决教育资源分配不均的问题。见图1。

（二）元宇宙赋能职业教育智慧学习空间的框架设计

1.基础设施层

基础设施层实施是智慧学习空间的底层逻辑。以基础设施为基础，元宇宙能衍生出相应的应用程序，对潜在的学习内容载体进行开发。基础设施层包括实现智慧学习空间的硬件设备，为各种设备接入网络提供必要的技术支撑。通过5G/6G、Wi-Fi6、物联网、图像传感器等搭建规模化的基础设施环境，很好地满足了元宇宙高带宽、高算力等需求。从一定意义上说，元宇宙为智慧学习空间提供了一个全球一体化的沟通环境，若想将各种学习组织聚合成一个真正意义上的学习共同体，就需要大量通信技术的参与。

2.生态治理层

生态治理层是以智慧学习空间为平台形成的新的数字化学习生态，核心是去中心化的身份系统，由具有开放所有权的去中心化学习组织（DAO）管理，主要指让移动空间、资源空间、社群空间、数据空间连接起来及为学习者提供独一无二的ID身份所需要的技术，包括边缘计算、区块链等，使有限的学习资源能够用于支持高质量的职业教育项目，从而实现智慧学习空间的共创、共享及共治。

3.人机交互层

人机交互层是构成智慧学习环境的硬件基础，目的在于实现设备与人之间的学习信息交互，并允许学习者通过复杂的人机交互（HCI）探索智慧学习空间中的各项学习活动。同时，作为设备控制中枢，人机交互层通过智能可穿戴设备，将机器与人更加紧密地联系在一起，为虚拟世界和现实世界架起了桥梁，为学习者提供沉浸式的学习体验。

4.决策算法层

决策算法层是一个在大数据、云计算的构架下支撑智慧学习空间数据库建立的核心层。利用数据挖掘（DM）、边缘计算（EC）、数据处理技术（DT）、生成式人工智能（AIGC）等技术收集、存储、处理学习数据，并实现预测、聚类、相关性挖掘，从而建立可视的机器学习模式进行“元学习”。汇聚分布于不同地域的各类优质数字学习资源，使智慧学习空间形成一个具有海量储存、超大规模、高度聚合的资源库。在大数据、云计算的构架下，利用数据挖掘、边缘计算、DT、AIGC等技术收集、存储、处理用户数据、学习资源、教学资源、学习过程数据及支持系统、环境数据，以支持客户端调用资源、记录学习过程、开展日常教学和自主学习[5]。见图2。