從虛擬實(shí)驗(yàn)到教育元宇宙學(xué)智慧學(xué)習(xí)研究院姚有杰2022年6月虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，教學(xué)目的?！岳钇讲┦浚逃拷逃b備研究與發(fā)展中心虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究院成立暨虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)22022年6月虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景高?；驑O端環(huán)境高?；驑O端環(huán)境(高壓電網(wǎng)操作、航空航天和核工程)不不可及或不可逆操作(石油勘探、手術(shù)治療、汽車碰撞)大型或綜合訓(xùn)練大型或綜合訓(xùn)練(物流、金融、市政交通管理)受受時(shí)間、地點(diǎn)、人力、物力、財(cái)力等限制32022年6月虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)——普通高等學(xué)校2017年，教育部決定開展國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作，計(jì)劃在2017-2020年認(rèn)定涵蓋60個(gè)專業(yè)類的1000個(gè)國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。2019年，教育部發(fā)布《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》，將國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目納入一流本科課程建設(shè)。42022年6月虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)——普通高等學(xué)校截止到2020年底，教育部已認(rèn)定并公布國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程有728門，覆蓋了41個(gè)專業(yè)類，168個(gè)專業(yè)。21年4月，教育部發(fā)布《關(guān)于開展第二批國家級(jí)一流本科課程認(rèn)定工作的通知》(教高廳函〔2021〕13號(hào))，其中國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程擬認(rèn)定360門。52022年6月虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)——普通高等學(xué)校高等教育:62022年6月虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地——職業(yè)教育72022年6月虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地——職業(yè)教育公布職業(yè)教育示范性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地培育項(xiàng)目名單之后，為指導(dǎo)職業(yè)教育示范性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地培育項(xiàng)目單位高效率、高質(zhì)量開展建設(shè)工作，教育部科技發(fā)展中心制定、發(fā)布了《職業(yè)教育示范性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)指南》。82022年6月央館虛擬實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)述l虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)(又稱VR)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營造可輔助傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。l虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)將有效緩解很多學(xué)校在經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、器材等方面普遍面臨的困難和壓力，而且開展網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)“時(shí)、空”的限制，無論是學(xué)生還是教師，都可以自由、無顧慮地隨時(shí)隨地上網(wǎng)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室，操作儀器，進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。虛擬實(shí)驗(yàn)價(jià)值點(diǎn)(一)實(shí)驗(yàn)條件不可及操作通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M真空條件，解決實(shí)物實(shí)驗(yàn)無法完全達(dá)到真空的不可逆操作不可逆操作(破壞性)虛擬實(shí)驗(yàn)價(jià)值點(diǎn)(二)實(shí)驗(yàn)時(shí)間長難以在課堂開展通過視頻從卵、蠶幼蟲、蛹、成蟲四個(gè)階段直觀的呈現(xiàn)出來，節(jié)省實(shí)驗(yàn)觀察的時(shí)間成本。變變化太慢難以在課堂開展利用虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)間加速功能，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)觀察到實(shí)驗(yàn)過程較長的實(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)價(jià)值點(diǎn)(三)實(shí)驗(yàn)變化太快難以觀察實(shí)驗(yàn)變化太快難以觀察通過時(shí)間變速功能，解決煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響實(shí)驗(yàn)中加對(duì)對(duì)環(huán)境有害(有毒)通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)操作，避免有害氣體的產(chǎn)生對(duì)師生身虛擬實(shí)驗(yàn)價(jià)值點(diǎn)(四)危險(xiǎn)性實(shí)危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)通過虛擬實(shí)驗(yàn)室還原真實(shí)的實(shí)驗(yàn)器材及操作，解決了實(shí)際實(shí)驗(yàn)中實(shí)實(shí)驗(yàn)成本昂貴通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M價(jià)格昂貴且反應(yīng)過程劇烈的實(shí)驗(yàn)，直觀呈現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)價(jià)值點(diǎn)(五)減減少實(shí)驗(yàn)誤差驗(yàn)中的誤差。大大型或綜合訓(xùn)練利用虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M青蛙在大型草地的自然環(huán)境中保護(hù)色的形成過程，解決了大型實(shí)物實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的痛點(diǎn)。虛擬實(shí)驗(yàn)價(jià)值點(diǎn)(六)逼逼真實(shí)驗(yàn)情景創(chuàng)造運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，借助VR設(shè)備，創(chuàng)導(dǎo)出逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)及及知識(shí)記憶。實(shí)驗(yàn)操實(shí)驗(yàn)操作反復(fù)訓(xùn)練運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)及AI技術(shù)，借助VR設(shè)備，創(chuàng)導(dǎo)出逼真的實(shí)驗(yàn)操作元宇宙定義“被用來描述一個(gè)未來持久化和去中心化的在線三維虛擬環(huán)境”——維基百科——朱嘉明技術(shù)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟(jì)體系，將虛擬——清華大學(xué)沈陽團(tuán)隊(duì)《2020-2021年元宇宙發(fā)展研究報(bào)告》2022年6月信息化、數(shù)字化、元宇宙數(shù)字化：人類大部分活動(dòng)及交互都在數(shù)字化世界中進(jìn)行，少量決策指揮信息回到物理世界指揮設(shè)備和機(jī)器完成操作。數(shù)字化：人類大部分活動(dòng)及交互都在數(shù)字化世界中進(jìn)行，少量決策指揮信息回到物理世界指揮設(shè)備和機(jī)器完成操作。量行為只借助信息化提升效率。數(shù)字孿生：物理世界中的實(shí)體與數(shù)字世界中的孿生體(實(shí)體的靈魂)相互映射、相互影響；數(shù)字世界中的孿生體主要功能是分析和決策，而物理世界中的實(shí)體主要功能是接受指令并執(zhí)行。進(jìn)一步演進(jìn)過程：數(shù)字孿生、數(shù)字原生(多元宇宙)、虛實(shí)相生(超元宇宙)2021年9月24日創(chuàng)造、沉浸、社交、經(jīng)濟(jì)屬性特點(diǎn)創(chuàng)造簡單易用的創(chuàng)造工具，賦予人們充滿想象的創(chuàng)造力沉浸沉浸式體驗(yàn)，帶來超越時(shí)空的震撼社交社交是元宇宙的原始屬性經(jīng)濟(jì)數(shù)字身份數(shù)字資產(chǎn)、數(shù)字貨幣數(shù)字創(chuàng)造、數(shù)字市場(chǎng)、數(shù)字消費(fèi)共創(chuàng)、共享、共治，不同的元宇宙，會(huì)形成不同的形態(tài)2022年6月大表示匹配度越高，最大值為5屬性特點(diǎn)Roblox虛仿實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造簡單易用的創(chuàng)造工具，賦予人們充滿想象的創(chuàng)造力52沉浸沉浸式體驗(yàn)，帶來超越時(shí)空的震撼33社交社交是元宇宙的原始屬性31經(jīng)濟(jì)數(shù)字身份數(shù)字資產(chǎn)、數(shù)字貨幣數(shù)字創(chuàng)造、數(shù)字市場(chǎng)、數(shù)字消費(fèi)共創(chuàng)、共享、共治，不同的元宇宙，會(huì)形成不同的形態(tài)302022年6月沉浸性教學(xué)符合教育理論的觀點(diǎn)只有當(dāng)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、身體與環(huán)境三者進(jìn)行有效互動(dòng)時(shí)才能進(jìn)行學(xué)習(xí)“把實(shí)驗(yàn)室搬到課堂中去”“學(xué)習(xí)是一種真實(shí)情境的體驗(yàn)”蔡蘇,王沛文,楊陽,劉恩睿.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)的教育應(yīng)用綜述[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2016,05:27-402022年6月教育元宇宙思考教學(xué)設(shè)備驗(yàn)、數(shù)字孿生改變學(xué)校實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))模式并執(zhí)行。教師SecondTeacher)實(shí)現(xiàn)全時(shí)教育