一、教育元宇宙的內涵元宇宙新基因包括去中心化、通證經濟、人技共創、高保真、沉浸式。教育利用元宇宙新基因,能夠加強教育深度交互。在元宇宙環境中界定教育元宇宙系統的需求規格和應用范圍,有助于提升教育元宇宙標準體系的完整性和融合性。在元宇宙標準體系中,包括總體、基礎設施、基礎共性能力、技術、服務與產品、軟硬件、應用、管理、安全/倫理等部分。 根據對教育元宇宙學習內容、學習工具、學習平臺、學習終端方面的互操作需求分析,本研究設計了教育元宇宙概念框架,如圖所示。
學習內容互操作:教育元宇宙環境中所承載的學習內容互操作,包括學習者與內容的互操作、學習者與教育虛擬人之間的互操作,以及內容與內容之間的互操作。學習工具互操作:涉及教育元宇宙環境中虛擬學具的互操作問題,如不同學具之間的組合使用、不同終端上學具之間的交互與協作等。學習平臺互操作:涉及學習服務的互操作問題,如不同平臺之間學習資源的共享、不同平臺之間的數據共建等。學習終端互操作:是在學習終端硬件設備層面特別是人機界面的互操作,涉及軟硬接口規范、兼容性規范和環境適用性規范。通過上述四個互操作,教育元宇宙系統可以實現學習終端、新型教材、學習服務、虛擬學具的交互協作與共建共享。此外,教育元宇宙概念框架還包含團體、地方、行業、國家、國際等不同層面標準的研制,以從更大范圍為相關標準的研制提供規范性指導。二、教育元宇宙標準體系的構建本研究從生態觀、融合觀、產業觀、時空觀、師生觀和實踐觀的視角,構建了包含多個標準的教育元宇宙標準體系,如圖所示。教育元宇宙總體標準:是教育元宇宙的總體性、框架性、基礎性標準規范,包括教育元宇宙體系中通用術語統一的定義、框架模型和標準間引用關系的說明,旨在為教育元宇宙標準體系的應用提供整體性指導。總體標準包括體系框架、標準術語、標準引用組譜、體系框架應用指南等內容。教育元宇宙內容標準:包括內容元數據、XML 綁定、基于教育元宇宙的新型教材信息模型、格式規范、實踐指南等內容,對教育元宇宙的應用推廣有極其重要的作用。教育元宇宙終端標準:從硬件、操作系統、標配軟件等方面規定教育元宇宙學習終端應滿足的要求。學習終端主要是設備設施,有 VR 眼鏡、裸眼 3D 設備、腦機接口等。教育元宇宙學具標準:對學具的分類、描述、配置要求、聚合、評測等進行規定,內容主要涉及學具分類規范、學具描述規范、學具裝配規范、學具聚合規范和學具測評規范。教育元宇宙平臺標準:規定平臺的概念、信息模型、接口與綁定規范等,主要包括平臺規范、信息模型、XML 綁定和應用示范指南。教育元宇宙管理與應用規范:是教育元宇宙在教育管理和應用過程的規范,指導教育元宇宙在教育的應用,特別是課堂教育的場景應用和管理。教育元宇宙服務質量與評價:對教育元宇宙整個系統進行服務質量和管理評測,其規范涉及教育元宇宙的各個部分。教育元宇宙安全、倫理與隱私:教育元宇宙需要通過多種傳感器采集師生的生理、心理、情感、位置、人際關系、學習行為和認知等數據,故存在個人隱私數據泄露風險,需要研究教育元宇宙在教育應用中的安全、倫理與隱私規范。
三、教育元宇宙標準體系的基礎標準教育元宇宙參考架構和系統構架是教育元宇宙標準體系構建后需要首先研制的技術指導性基礎標準,對于教育元宇宙的建設具有重要指導作用。1.教育元宇宙參考架構教育元宇宙參考架構可分為技術層、采集層、處理層和應用層,如圖所示。
具體來說,技術層通過學習分析技術、VR/AR/MR 技術、5G/6G 通信技術等,支撐教育元宇宙提供的相關服務;采集層通過衛星影像、機器視覺、掃描點云、IoT采集等方式,獲取身體狀態、視頻行為、腦電波、語音、氣體等方面豐富的數據源;處理層通過虛擬仿真、虛實聯動、虛實融合、虛擬重現等方式,提供學情分析、教學評價可視化和教師、學生畫像;而應用層主要通過教育大數據核心技術(如數據可視化、學習分析技術等),將數據處理結果應用于教學評價、個性化教學、教學情境開發等。2.教育元宇宙系統構架本研究將教育元宇宙參考架構中的采集層對應于數據層,處理層細化為交易層、計算層和服務層,而應用層保持不變,并將技術層融入各層,這樣就得到了細化后的教育元宇宙系統架構,如圖所示。
具體來說,數據層位于底層,為教育應用提供鏈上分布式數據和鏈下數據,其數據主要來源于本地數據庫和鏈式分布數據庫,具體包括學習資源庫、教學策略庫、學情數據庫、學信(如學業數據記錄、學業數據共享、求學求職證明、校企合作等)數據庫;交易層位于第二層,主要保障教育數據的安全存儲、傳輸、更新和訪問,涵蓋區塊鏈技術的網絡層、共識層、激勵層,涉及多播協議、數據加密、P2P、共識機制、智能合約等關鍵技術;計算層位于中間層,是教育元宇宙應用的智能核心,也是區塊鏈技術與教育人工智能技術(如學習分析技術、數字畫像技術等)融合應用的重要模塊,涉及與目標檢測有關的算法,如卷積神經網絡、支持向量機、隨機森林等;服務層位于第四層,主要服務于學習者、教師、教育管理部門、校外學習機構、社會實踐機構、企業和家庭等教育利益相關者,如為學習者提供個性化學習和資源推薦,為教師提供學情分析結果,為教育管理部門提供可靠的學歷證明等;而應用層位于頂層,是教育元宇宙應用的實踐核心,主要解決教育實踐中的相關問題,如檔案管理、教育隱私保障、打破信息孤島等。
來源:吳永和,馬曉玲,顏歡.久久男女丨扣逼动态图丨男日女动态图丨亚洲男女网站丨韩国美女激情视频一区二区丨男女啪啪永久免费观看网站丨男女一级毛片免费视频观看丨久久性视频 教育元宇宙標準體系探析[J].現代教育技術,2023,33(03):5-14.
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