高校元宇宙課堂初探*
——沉浸式網絡教學課堂的構建、實施與反饋

張 雯 宋博文 莊育婷

（上海立信會計金融學院國際經貿學院 上海 201209）

2021年被稱為全球的“元宇宙元年”。近兩年來，在全球疫情形勢的倒逼和飛速發展的互聯網技術的大力加持下，元宇宙的探索與挖掘在商業、社交等領域風生水起，元宇宙與教育的結合也逐漸進入人們的視野。模擬元宇宙教學環境的“沉浸式教學”，既結合了線下課堂的教學氛圍和交互感，又兼顧了線上課堂的便捷，給予高校教育的發展更多可能性。雖然國際上使用虛擬平臺的教育實踐不勝枚舉，但對于其基于平臺的教育有效性評估較少，很多教育者在啟用虛擬平臺的態度上趨于謹慎，因此基于虛擬平臺教育實踐的沉浸式教學課堂和元宇宙教育模式的實證檢驗是必要的，這對虛擬平臺和技術在教育行業中的普及至關重要。

一、研究背景

當下國內外學者對于“元宇宙+教育”的研究尚處于起步階段，主要集中于理論框架、技術架構、教學場景等基本框架方面的構建，以及對元宇宙概念指導下的在線教育未來發展的展望。[1]華子荀和黃慕雄為教育元宇宙給出的定義為：教師、學生、管理者等相關人員創建數字身份，在虛擬世界中開拓正式與非正式的教學場所，并允許師生在虛擬的教學場所進行互動。[2]他們通過理論梳理，提出教育元宇宙的教學場域四層技術架構，并通過實驗研究得出結論：教育元宇宙能促進學習者交互感、沉浸感和認知的提高。蔡蘇、焦新月等為“教育元宇宙”的概念界定了三個核心特征：強調社交互動的“交互性”、模擬真實世界的“沉浸性”和自由開放且靈活的“多元性”。[3]胡辰洋和于昌利則提出教育元宇宙的創新性體現為溝通新型化、學習自由化、教學表象化。[4]

而在“元宇宙+教育”的實踐方面，一些國家和地區的高等院校、互聯網公司等機構已經開始積極地擁抱新的技術和概念。2021年韓國多所高等院校宣布將與網絡公司協作建設元宇宙校園；2021年6月，中國傳媒大學在游戲“我的世界”中搭建了一比一復刻的學校場景，完成了一場虛擬空間里的線上畢業典禮；美國游戲公司Roblox建立了預計投資1000萬美元的項目，用于構建一個3D多人互動式教學空間……雖然目前因為技術水平限制并未達到那種超前絢爛的元宇宙藍圖，但虛擬學習社區可被視為教育元宇宙現階段發展的典型中間產物。[5]

二、研究設計與數據收集

（一）平臺選擇、研究對象與課堂情境設置

本研究所選擇的平臺Virbela是第一個專門用來解決遠程協作挑戰的虛擬世界平臺。[6]如圖1—4所示，它構建了一個包括各種規模、多種用途的禮堂、教室、會議室、展覽室以及戶外場景等在內的虛擬校園。在這里所有人都可以一個自己定義的數字化虛擬身份參與課堂、會議等活動，亦可自由地探索，并且可以實時地與周邊的參與者進行交互。在Virbela虛擬校園中，教師可以利用教室中的虛擬屏幕播放視頻、展示文檔，學生可以坐在教室里任意一個自己喜歡的角落，由此，便可構建一個沉浸式的教學課堂。

圖1 圓桌教室

圖2 私人會議室

圖3 校園戶外

圖4 大禮堂

本研究依托Virbela平臺構建沉浸式教學課堂以模擬元宇宙的教學環境，并以上海立信會計金融學院在為期兩周的短學段中選修《質性研究方法與人工智能》課程的兩個平行班共計101位學生為研究對象。兩個班級授課計劃均為一周兩次，每次4個課時，每課時45分鐘。

為保障在元宇宙課堂順利進行，課程開始前授課教師為兩個班級分別建立了微信交流群，將本研究的目的、過程等事宜告知了參與課程的學生，并且向同學們發布了教學平臺Virbela軟件的安裝和使用教程視頻（發布于bilibili平臺，用戶名：元宇宙課堂。UID：627041496）。研究組5名成員擔任助教，協助全體同學完成教學平臺的安裝和全程的技術答疑。為了預防技術問題，課程以在騰訊會議全程直播為備選方案，確保課程體驗的完整性。

（二）數據收集

本研究的問卷設計以迪采爾（D.L.Ditzel）等人所著的《Evaluating the effectiveness of immersive learning in nurse education》[7]為基礎，并參照謝威士、尹小敏的《大學生在線課程參與度量表編制及初步應用》[8]編制李克特量表，結合元宇宙課堂特征進行調整。兩輪問卷收集于第一次和最后一次元宇宙課堂結束時，形成兩個平行班的兩個過程節點可對比數據集（N=101）。兩份問卷回收率均達100%。

三、數據分析與討論

通過SPSS對數據進行描述性統計分析得出：第一份問卷Cronbachα系數為0.764＞0.7，KMO值為0.763，介于0.7—0.8之間，說明數據信度效度較好，適合進行數據分析；第二份問卷Cronbach α系數為0.957＞0.9，KMO值為0.923＞0.8，說明數據信度效度都很好，非常適合提取信息。對問卷數據進行統計，平均分以3為界限區分學生對題干陳述的認可與否定度。

（一）數據分析：問卷I

問卷I的內容主要是關于學生對兩種課堂主觀感受的對比，共計12題。除第一題學生基本信息以外，其余每個問題都是李克特5級量表題，選項為：非常同意（5）、同意（4）、不確定（3）、不同意（2）、非常不同意（1）。本問卷第2—11題的具體內容及各題對應的平均分見表1。

表1 傳統課堂VS沉浸式學習課堂體驗對比問卷

問卷可以分為三個層級：第一層是“有效”，即陳述兩種課堂何者在課堂效率方面更有效，包括第2、4、10、11題；第二層是“體驗”，即比較兩種課堂的學習體驗感受，包括第3、7、9題；第三層是“喜好”，即反映學生對兩種課堂的喜愛程度，包括第5、6、8題。為了提升問卷的信度和效度，問卷將三個層次的問題打亂重組。將所有問題的平均分按照三個層級劃分后再次平均，即得到三個層級的平均分為：“有效”3.73，“體驗”4.10，“喜好”3.63，可以得出學生對這種模擬元宇宙的沉浸式學習方式的有效性、體驗感、喜好度評價都較高。對某位同學的全部答案分值進行加總平均，即可得到此學生對Virbela課堂學習體驗的偏好度，由此可得全班同學的偏好度情況為：偏好度大于等于3的人數占全部人數的92.98%，大于等于4的人數占49.12%，全部學生偏好度的方差為0.46063。由此可見學生們對Virbela平臺的第一印象普遍滿意。

（二）數據分析：問卷Ⅱ

相比問卷I，學生在完成問卷Ⅱ時對Virbela平臺有了更多經驗。本問卷共15題，為了便于比較，內容基本與問卷I一致。經統計，92.08%的同學成功使用元宇宙教學平臺完成三次課程。本問卷的第3—14題陳述及對應的平均分如下：

表2 沉浸式學習課堂完整體驗后問卷

分三個層級進行分析，評價“有效”層級（5、7、13、14題）的平均分為4.20，“體驗”層級（6、10、12題）平均分為4.25，“喜好”層級（8、9、11題）平均分為4.23。通過對比第一次時的數據可見，三個層級的分值分別由3.73、4.10和3.63增長至4.20、4.25和4.23，分別增長12.6%、3.7%和16.5%。由此可知，經過三次12課時的Viebela平臺的課程學習之后，學生對于此平臺的喜好度和有效性的認可有了一定的提升，且整體較為滿意；而學生對此平臺體驗的評價提升并不十分明顯，但整體依然較為滿意。

本問卷的第15題為技術指標評價，將四個影響學生體驗的技術因素（軟件安裝、網速要求、平臺穩定性、技術支持）和問卷其他題目答案進行相關性分析，得出技術的外生影響因素對學生在Virbela平臺進行學習時取得更良好的體驗和感受皆有顯著正相關關系。在課程實際進行過程中，頻頻有同學反映因硬件設備欠缺、網絡卡頓、登錄失敗、軟件閃退等問題而無法完整參與課程學習的情況，這些因素所形成的外部性影響，在之后兩次課程的過程中，對課堂進程、學生體驗等要素都造成了相當的干擾，進而對本研究、實驗的結果產生了不可忽視的影響。

按照第一次問卷的統計方法，對第二次問卷中全部學生對Virbela課堂學習體驗的偏好度進行統計，得出此次偏好度大于等于3的數據占全部數據的94.10%，比第一次問卷的數據增長1.12%；大于等于4的占75.25%，增長26.13%。由此可見，經過12課時的Virbela平臺的學習之后，學生對Virbela平臺學習體驗的偏好度整體提升十分明顯。全部學生偏好度的方差為0.59187，比第一次問卷時有所增加，說明數據較為離散，這意味著學生們對于這種學習模式的偏好態度較之前更為分散。

四、結語與實踐啟示

國內目前的元宇宙布局更偏向于商業與社交領域，本研究的結果顯示在教育領域，元宇宙仍有其潛力與意義。此次元宇宙課堂的初探的實證研究顯示高校學生對這個新興概念的接納程度較高，特別是在經歷過12課時的Virbela平臺的課程學習后，可以明顯得出學生們對這種學習模式的好感加深，對其提升教學效率和教學體驗等方面的滿意度也有所提升。

然而Virbela平臺的技術壁壘也是明顯的，此次探索對于促進中國元宇宙教育的普及提出以下要求：1.3D虛擬平臺技術的本土化。國內科技巨頭已經開始投入元宇宙基建，包括百度、騰訊、字節跳動等，相信不久的將來此問題可以得到解決。但目前的元宇宙基建并未過多涉及教育底座的構建，并非以教育為目的進行建設。2.5G網絡的普及。元宇宙、VR、AR、XR等技術的體驗感很大程度上取決于網速。雖然國內5G基站不斷普及，但能使用穩定的百兆和千兆網絡的學校和家庭為數不多，普及元宇宙教育要解決受教育群體的網絡覆蓋與品質。3.設備與算力的提升。Virbela的體驗和計算機本身CPU質量相關，因為圖像的解析需要調用計算機算力，因此流暢運行虛擬平臺軟件對計算機有較高要求。目前大部分國內實驗教室的電腦算力不足，電腦更新換代至最新的主流配置勢在必行。4.接受元宇宙教育這一先進的教育理念。沉浸式學習、體驗式學習、游戲式學習等教育法更適合元宇宙教學情境，應得到更多的關注與推廣。