元宇宙助力高校思政课沉浸式教学创新研究

摘要：元宇宙是由人工智能、数字孪生和虚拟现实等一系列新兴技术应用并集合而成，其低延迟性、便利性和高度沉浸感契合了高校思政课沉浸式教学的发展需求。运用元宇宙教育技术构建的沉浸式教学空间，凸显了课堂的立体感、交互性和境身合一性，增加了课堂吸引力，激发了学生的求知欲、参与感和共情感。沉浸式教学环境使得高校思想政治理论课逐渐从网络化走向场景化，学生从场景之外走向场景之内，同时也对教学生态环境以及教育主体和教育对象提出了新的要求。关键词：元宇宙；思政课；沉浸式教学；智能素养沉浸式教学是指运用新技术营造沉浸式教学环境，使学生获得具身性体验，在学习过程中实现境身合一，达到全身心投入学习状态的一种教学模式。目前，高校思想政治理论课主要运用VR技术实现沉浸式教学，但虚拟仿真实验室存在场地受限、教学场景单一、学生体验过后兴趣不足以及互动性弱等问题。元宇宙基于人工智能、数字孪生和云计算等技术，使得教育对象可以随时随地开展沉浸式学习并与虚拟场景进行互动。元宇宙赋能高校思想政治课能够整合思想政治教育资源，创新理论表达形式，促进教学活动系统化发展，使得思想政治教学从网络化走向场景化，学生从场景之外走向场景之内，从被动接受知识走向主动建构知识，为新时代高校思想政治教育创新发展提供了新契机。一、元宇宙与沉浸式教学的契合（一）元宇宙的内涵“元宇宙是融合了人工智能、数字孪生、虚拟现实等一系列新兴技术应用并集成，融合成为元宇宙的核心与根本属性”[1]。元宇宙作为一个技术集成者，推动了在线教育的迭代发展，延伸了教育时空，加深了人类对历史和现实的认知。元宇宙构建的虚实叠加的教学环境，使得思想政治教育教学过程体现出具身性、低延迟性、互动性和便利性，保证思想政治教育理论和实践的统一、灌输性和启发性的统一以及显性教育和隐性教育的统一。（二）元宇宙与沉浸式教学的契合沉浸式教学基于沉浸理论形成并发展，沉浸式体验“是全身心专注于某件事情的状态，以至于完全达到忘我状态”[2]的一种情境。智能时代，为了满足学生数字化、可视化和互动性学习需求，高校思想政治教育运用元宇宙技术营造沉浸式教学空间，利用数字孪生技术使得虚拟和现实世界深度融合，线上和线下教学融合式发展，加深教育主体思维形象化，“使抽象复杂思维有效地实现清晰化与具体化，易于自身理解与分享交流”[3]，使教育对象在沉浸式教学场景中获得学习迁移和新知识的建构。“元宇宙的诱人之处和强大生命力就在于高沉浸感”[4]，其赋能思想政治課堂带来的沉浸式教学体验模式符合高校思想政治教育教学场景化的发展需求。二、元宇宙助力高校思政课沉浸式教学课堂创新“思政课的本质是讲道理，要注重方式方法，把道理讲深、讲透、讲活”[5]。元宇宙助力下的高校思政课沉浸式教学，利用数字孪生技术，将历史和现实还原到课堂中，通过讲故事的方式讲道理，让学生以“数字人”“当事人”的身份置身于历史场景中，感悟历史脉络、革命精神和红色文化。沉浸式教学课堂注重新教学方式方法的运用，元宇宙技术的赋能实现了思政课从平面叙事向立体化教学的转变，增强了师生之间的交互性和共情感，有利于把思政理论讲深、讲透、讲活，为教育对象带来全新的学习体验。（一）沉浸式场景彰显课堂立体感“教育元宇宙所呈现的环境与现实世界非常相似，能够通过模拟物理定律为用户提供一个逼真的现实世界环境”[6]。元宇宙赋能的沉浸式教学场景让书本上的文字和图片“活”起来，使枯燥的理论知识可视化、情景化地展现给教育对象，以立体化、多维度的方式增强学生对理论知识的认同感和接受感，实现理论化语言和虚拟情境的双通道感知。在元宇宙构建的镜像世界学习中，将教育对象的视觉、听觉、味觉、触觉等多感官调动起来，让学生有身临其境的逼真感和现实感。在实际教学中，可利用元宇宙技术对抗疫一线场景进行还原，让学生以“数字人”的身份走进“现实”增强其体验感。（二）沉浸式教学凸显课堂交互性“学习元宇宙可模拟生成凸显社会交互性和社交感的镜像世界学习”[7]。基于主客观条件限制，传统思政课大多是教师讲，学生听，教师和学生之间、学生和课本之间几乎是“零交流”状态，使得大部分思政课堂缺乏实效性。在元宇宙赋能的沉浸式课堂中，教学环境和资源具有开放性和自由性，学生可根据自身需要重新建模和架构，重塑师生之间、生生之间以及教育对象和教育资源、教育环境之间的关系，体现了教育主体、教育对象和教育资源、教育环境的多元交互性。在沉浸式教学环境中，“它能让参与者从感官沉浸向行为沉浸驱动，主动探究并推进‘情节’或内容的发展”，在交互中体验和探究，形成理论知识的自我建构，进而达到教育和自我教育的统一，显现思想政治教育的元价值，提升思政课的参与感[8]。（三）沉浸式教学增强课堂体验感“身临其境的场景可以让学习者获得前所未有的体验，协同MR、全息等所提供的超越空间地理区位的工作环境，沉浸式技术可以突破情感障碍，让学习者从他人的角度来体验生活，培养共情能力”[8]。元宇宙赋能的沉浸式教学突破了传统教学模式，重塑了教育对象角色，实现了教育对象从客体身份向主体角色的转变。在沉浸式学习中，教育对象以“主体”身份参与到教学环节中，缩短了与思想政治教育之间的距离，从被动接受转为主动学习，增加了对思想政治教育课的情感认同。镜像学习世界的多感官体验，让教育对象在境身合一中引发情感链接，产生情感共鸣，达到与思政课教师同域释能、同频共振、同情共感的教学效果。三、元宇宙助力高校思政课沉浸式教学设计创新根据高校思政课的教学目标和任务，元宇宙助力下的沉浸式教学主要分为课前时事资源开发与教学内容设计、课中虚拟环境实践与教学过程评价、课后分层布置作业与教学效果分析。这三大部分六个环节各自独立又层层递进，形成了高校思政课沉浸式教学的闭环性管理。高校思政课沉浸式教学设计有利于思政课教师及时了解学生思想动态和价值诉求，满足教育对象个性化和差异化学习，激发受教者学习热情，增强学生情感认同，提升高校思政课教学效果，为高校思想政治教育课创新发展开辟新路径。（一）课前：教学内容开发与虚拟环境建构课前是教学工作的初始阶段，做好教学内容开发与虚拟环境建构是思想政治教育者的首要任务，也是元宇宙赋能高校思政课沉浸式教学取得成功的关键一步。智能时代，大学生作为“数字原住民”，其认识世界的方式更多是凭借智能化手段、数据化表达和可视化呈现，高校思政课沉浸式教学模式创新正是为了满足新时代大学生的需求。任何形式的教学手段创新都是为了满足教学内容更好地传达，思想政治教育课的创新应以守正为本，以内容为王。在课程内容开发设计中，应尊重思政课的历史感和现实感，将历史发展脉络、重大历史事件和最新的社会热点讲清讲透。网络和浸媒体的发展使得学生能在第一时间获得时事资讯并作出评价。思政课教师应对国内国际新闻保持敏感度，整合最新的时事资源进行开发和解读，将之融入教学内容设计，将社会重大事件还原到课堂中来，建构虚拟教学环境，让学生在虚拟环境中感受真实的社会事件，提高学生的具身感、现场感和参与感。历史是最好的教科书，优秀传统文化是历史发展中留下的宝贵财富，是孕育新时代青年高尚道德、良好情操的土壤，是中国人民的精神火炬。元宇宙助力下的沉浸式教学模式使得学生在身临其境中感悟中国精神，体会中国力量，以主人翁的精神推动中华民族进步和发展。由于历史的不在场感使得学生对历史事件和历史人物存在陌生感和距离感，不能很好地理解历史情境下党和人民作出的伟大抉择。在教学内容开发中，可根据教学目标对历史事实进行还原，让学生以“当事人”的身份在场并根据自己的认知作出价值判断。例如，在讲到红军二万五千里长征时，利用元宇宙技术让历史重现，使教育对象以虚拟身份加入到长征队伍中，体验长征的危险与艰难，感知和平时代的来之不易，自觉燃起对革命先烈的敬仰之情。（二）课中：虚实结合教学与教学过程评价课中是教学工作的具体实施环节。沉浸式教学环境基于数字孪生技术将物理环境和虚拟环境叠加起来，实现教学环境质的飞跃。同时，基于学习分析技术，可实时记录学生的表情和动作来进行多维度数据分析，突破以往经验性评价，提高评价的科学性和准确性，以做好教学过程性评价。元宇宙助力下的沉浸式教学模式打破了传统课堂的理论灌输法，实现了从理论灌输到知行合一教学模式的转变。沉浸式教学模式的出现改变了教育者和教育对象之间单向性的主客体关系，教师由课堂主导者转变为学习陪伴者、数据观察者和思想促进者；学生由被动的客体轉变为学习的主体，以课堂主体的身份参与到沉浸式教学环境中。教师和学生身份的转变化解了传统教育模式下师生之间存在的矛盾并构建了智能时代师生新型的合作关系。在虚实结合的教学环境中，思政课教师将物理环境和镜像学习环境叠加起来，将理论内容和教学实践串联起来，让学生在沉浸式教学环境中感悟思想政治教育内涵，在实践中提高认识能力，在认识中促进实践发展，推进新时代高校思政课教学螺旋式上升发展。传统教学中，教学评价是整个教学工作的最后环节。基于日常经验和简单数据，师生之间的评价基本是主观式和形式化的。大数据、人工智能、体感技术、扩展现实和学习分析技术助力下的沉浸式教学，使得评价主体多元化、评价内容全面化以及评价方式科学化。从评价主体看，由思政教师这一单一主体到由思政课教师、专业课教师、家长和学生共同组成的多元化主体；从评价内容看，由学生的客观成绩到学生的课堂表现、面部表情变化和行为动作等组成的多元内容作为评价的依据；从评价方式看，由教师的经验性评价到经验化和数据化交叉型评价呈现。沉浸式课堂使得教学过程性评价成为可能，进一步促进了教学评价从经验式走向数据化、科学化和精准化。阶段性的评价有助于发现教育对象近期的思想动态和行为问题并及时解决。大数据支持下的过程性评价有助于教育者对教育对象因材施教、因地制宜的引导，并为学生制定符合自己的学习规划，帮助其树立正确的价值观。（三）课后：分层布置作业与教学效果分析课后是教学工作的最后阶段，也是下一步教学工作的起始阶段。通过布置作业了解学生对现有知识的掌握程度，检验教学效果并进行概括和反思，进而推动高校思想政治教育教学工作良性发展。高校思想政治教育课以立德树人为根本，思政课与专业课最大的区别在于每个人的思想状况存在差异性，因此教师在布置作业环节不能简单地“一刀切”，要实现分层次、差异化和个性化的布置作业。基于教师教学经验和科学的过程性评价，思政课教师可将教学经验和客观数据结合起来作为布置作业的依据，根据不同层次的学生差异化布置作业，制定适合学生的作业设计，激发学习者的学习主动性，促进思政课教学效果提升。大学生作为“数字原住民”，因而教师在布置作业时要结合沉浸式教学环境，激发学生学习的主动性，实现作业形式的多样化呈现。基于智能技术的沉浸式教学模式有助于教学效果动态性分析。在沉浸式教学环境中，教育的主体、客体以及环境构成了教学的主要元素。在教学过程中，智能技术可实现对师生教学行为的整体性记录和动态化分析。教师再根据大数据的分类聚合效应、课后作业情况以及教师的工作经验对教学效果作出科学性分析和评价。要认真分析、科学研判沉浸式教学环境是否满足思政课创新发展的要求，是否真正在沉浸式教学中提升了教育对象的思想品德，思政课的教学模式创新是否再次流于形式化。对教学效果科学全面的分析和评价有助于教育者更好地开展工作，实现思想政治教育的无缝隙管理，真正落实好思政课立德树人这一根本任务，促进新时代高校思想政治教育的新发展。四、元宇宙与高校思政课沉浸式教学融合的优化路径元宇宙以低延迟性、便利性和高度沉浸感赋能高校思想政治教育课堂，推动了思政课沉浸式教学发展迈向高阶版本。在现实教学中，元宇宙是一个新兴事物，其与高校思政课融合发展的路径中，应大力推动元宇宙教育基础技术的发展，运用5G网络的普及、扩展现实技术和云计算来打造元宇宙赋能的沉浸式教学生态环境；培养一批高素质的思政课教师迎接元宇宙时代的机遇和挑战；提高大学生的数字信息素养和智能素养，赋能学生系统性思维和创新性精神，进而提升其运用新技术的能力，适应元宇宙赋能的沉浸式交互性、数字化学习。（一）运用元宇宙教育技术完善高校思政课教学生态万物互联时代，教学环境的转变带来学习模式向智能化、沉浸式和交互性的转变。元宇宙作为多技术集成者，它的低延迟性和随时随地性有利于营造沉浸式和交互式学习环境。大力发展元宇宙教育技术有利于思政课教学内容的沉浸式设计、虚拟化呈现和交互式体验，进一步改善高校思政课教学生态，推动物理课堂环境向虚拟化沉浸式课堂环境转变。一是打造流畅的网络环境实现虚拟和现实的同步。元宇宙的高度沉浸感就在于低延迟性和随时随地性。“对于VR、AR、MR应用来说，只有当网络延时远低于人类视觉感知延时，学习者才具有身临其境、与世界零距离的感知体验”[9]。“5G网络具有超过100Mbps的用户体验数据速率、每平方千米100万个连接、1毫秒端到端延迟和每秒数十千兆的峰值数据速率等关键性能指标”[10]，因此它能够保证虚拟场景的流畅性和人机交互性，延伸学习者的时间和空间感，保证大规模学习者可以集体在线学习，拓展了思想政治教育学习的边界。二是运用扩展现实技术实现思政课高度沉浸。“扩展现实技术是在MR基础上的进一步发展，其在营造沉浸感方面完全超越了VR、AR和MR，使学习者完全沉浸于人为创造的环境中”[11]。扩展现实技术将现实世界和虚拟场景融合起来打造了一个混合式学习空间，延伸了传统物理课堂时空，将课本中的教学场景利用数字化技术进行还原，让学生在身临其境中感悟理论知识，提升教育对象的课堂参与度。学生在虚拟实践中加深对知识的理解和记忆，并对自身所处的水平作出判断，提升教育对象自我效能感。三是人机协同技术实现沉浸式交互。在虚拟化沉浸式教学环境中，一方面，基于语音识别、手势识别、体感技术等，学生可通过视觉、听觉、触觉、味觉获取信息并产生实时反馈，实现人机互动，增强教学过程的沉浸感与交互感。另一方面，学生在与场景互动中能获得及时反馈并作出调整，成为沉浸式课堂的创意设计者和知识建构者，实现教育与自我教育的统一，体现出思想政治教育的元价值。四是数据分析技术助力沉浸式教学效果提升。大数据和云计算是人工智能的两大基石，亦是元宇宙赋能高校思想政治教育沉浸式教学有效开展的技术支撑。“在智能技术的加持下，云计算将促进元宇宙在线教育系统硬件的智能虚拟化和软件的智能服务化改造，形成各子系统深度智能整合的新模态”[12]。数据分析技术将元宇宙教育技术的硬件和软件联结起来，打造了一个智慧化教学场域。“情感计算是感知、识别、模拟、影响人类情感状态的各类智能技术的统称”[13]，人工智能通过捕捉学习者的面部表情以及信息记录进行情感分析，在一定程度上破解了思想政治教育数据存在情感性和复杂性的难题，弥合了智慧化教学的情感缺失，提升了思想政治教育的人文关怀。（二）打造智能时代高素质思政课教师队伍新兴技术推动网络时代走向智能时代，促进网络思政走向智能思政。社会变迁、技术发展以及思想政治教育的转型亟需教师转变自身角色，适应智能时代的教学任务。智能时代，元宇宙教育技术嵌入到思想政治教学中，教学内容、教学场景和教学方式发生转变，亟待思政课教师具备话语建构与技术认知、资源整合与人机协同以及合理使用和技术反思能力。一是话语建构和技术认知能力。目前“一些国家和地区的高校已经积极拥抱元宇宙，并初步尝试利用元宇宙开展高等教育教学和培训等革新实践”[14]。在新技术环境下，思政课教师应注重思政课话语权建构和沉浸式教学环境建设。一方面，牢牢掌握意识形态话语权是思政课教师的原则和底线，进行话语权建构要坚持主流价值观念。在虚拟化教学环境中，思政课教师要主动介入和专业技术人员联结，将正确的思想观念灌输给课程设计参与者，以“把关人”的角色对课程进行审查，避免技术漏洞造成的价值偏差，提前化解意识形态领域的风险。另一方面，提升元宇宙教育技术认知，掌握沉浸式教学环境基本操作技能，积极营造沉浸式教学环境。思政课教师应主动参与到沉浸式教学课程设计中来，让元宇宙技术更好地嵌入思政课教学的各个环节，催生良好的教学效果，提升思想政治教育的有效性。二是资源整合和人机协同能力。元宇宙教育技术在思想政治教育中的深度介入，推动思想政治教育发展走向场景化、数据化和智能化。扩展现实技术进一步拓展现实场景，将虚拟和现实资源进一步融合，将课本理论知识和教学场景进行叠加，实现了教育资源的整合创新，推动教育资源走向场景化。元宇宙教育技术的赋能需要思政课教师协同教育各主体，将家庭、学校和社会联结起来，实现主体融通、跨界融合、资源共享。“人机协同的基本原则是优势互补，即适合机器做的事由机器做，適合人类做的事由人类做，适合人机合作的事由人和机器一起来做”[15]。高校思想政治教育大数据平台将学生的学习数据和生活数据进行聚类分析，总结出个体学生的思想动态和行为轨迹，在数据算法的支持下，思政课教师可根据数据分析对单个学生或学生群体进行深度挖掘并做好智能推送，提升思想政治资源配置效率。三是合理使用和技术反思能力。元宇宙赋能高校思想政治教育，推进教育的沉浸式、智能化是历史必然。但要清楚地认识到技术的两面性，要坚持适度使用和及时反思相结合的思想，做到新技术真正地唯我所用。一方面，思想政治教育者应客观、科学合理地使用元宇宙助力下的沉浸式教学模式。对技术既不盲目迷信也不过度依赖，掌握好思想政治教育发展的“方向盘”，做好精神的掌舵者，引领主流价值观念。挖掘适合沉浸式教学模式呈现的教学内容，将线上和线下结合起来，让学生在沉浸式教学环境中提升思想道德觉悟，树立正确价值观念。另一方面，元宇宙助力下的沉浸式教学模式作为新兴事物，必然存在着诸多问题。思想政治教育者作为技术的主导者，应在遵循技术发展规律、学科发展规律以及思想政治育人规律的基础上作出正确的价值判断和价值选择。首先，思想政治教育者要及时合理反思元宇宙助力下的沉浸式教学的实际效果，不要让技术赋能课堂流于形式、浮于表面；其次，要认识到元宇宙助力下的沉浸式教学只是方法和手段，要真正发挥思政教育者的精神引领作用；最后，要反思智能技术的应用边界问题，学生以“数字人”的身份进入镜像学习中，如何保护学生的隐私以及数据安全。（三）提升大学生数字与智能素养元宇宙赋能思想政治教育促进了教学理念和教学实践的转变，推动了教学资源数字化、教学内容可视化、教育方式智能化，使得教学模式从以教学为中心转向以学习为中心。在沉浸式教学环境中，教育对象实现了“主体我”与“客体我”的统一，学生以现实人和“数字人”的双重身份行走于虚拟和现实教学空间中，实现了被动学习到主动学习的转变。素养是运用信息认识事物的能力，随着教育数字化和智能化转型，大学生作为智能时代的学习主体，提升自身数字与智能素养势在必行。一是赋能学生数字化和智能化设备的基本操作知识和技能。学习是在一定的环境中开展的，智能化育人环境是由“人、物理世界、智能机器、虚拟信息世界组成的四元世界”[16]。提