元宇宙視域下高職院校虛擬教研室的建設研究

胡建平,吉廣萍,黎孟雄

(江蘇連云港師范高等?？茖W校 數學與信息工程學院,江蘇 連云港 222000)

引言

2021年7月,《教育部高等教育司關于開展虛擬教研室試點建設工作的通知》,明確了虛擬教研室的指導思想、建設目標、建設原則及建設任務等[1],拉開了高?；诂F代信息技術建設虛擬教研室的序幕[2]。虛擬教研室以立德樹人為根本任務,以提高人才培養能力為核心,跨地域、跨校、跨學科的教研工作者為解決教育教學中的共性、前瞻性問題,利用現代信息技術組建的新型基層教學組織,是對傳統教研室的發展創新。隨著前沿科技的快速發展,元宇宙的研究也進入了快速發展階段。元宇宙使人們能夠在一個共同的虛擬空間中進行交流和協作,彼此傳遞更強的歸屬感和臨場感,帶來不一樣的沉浸體驗。元宇宙的虛擬交互新技術使教育活動更有吸引力,也為虛擬教研室實現信息化與教研活動的深度融合提供了可能。依托元宇宙新技術建設高職院校虛擬教研室,可以充分發揮國家級、省級示范性高職院校和校外合作企業的資源優勢,有利于校企協同育人、長效協作發展。

一、元宇宙社交虛擬現實平臺Mozilla Hubs

元宇宙是一個映射現實世界的在線虛擬世界,即通過技術能力在現實世界基礎上搭建一個平行且持久存在的多用戶環境,現實中的人以虛擬化身的形式進入虛擬時空學習、工作、交友、購物、旅游等。社交虛擬現實平臺是一組新興、多樣化、多用戶的在線元宇宙應用,使人們能夠通過頭戴式可視設備(HMDs)在虛擬空間中相互交流,將現實中的各種社交體驗延伸到各種3D虛擬場景里。

Mozilla Hubs由Mozilla于2018年4月26日發布,是一個免費的與硬件無關的沉浸式社交虛擬現實平臺,能夠讓人們在虛擬現實中進行聊天、協作和參與活動。Mozilla Hubs可以讓用戶在虛擬現實中創建自己的空間,并能夠在這個空間里與其他空間的用戶進行聊天互動,還可以在這個空間中創建各種內容,比如文本、圖片、視頻等。 Mozilla Hubs可以讓用戶在不同的虛擬現實設備之間進行互動,包括VR頭顯、虛擬現實耳機、移動設備和PC等,用戶也可以在不同的虛擬現實設備之間共享內容,從而實現跨設備的虛擬現實體驗。Mozilla Hubs還具有“空間化音頻”功能,這給用戶帶來了3D環境中聲源的印象,說話的聲音會根據相對距離而減弱或增強,能夠在虛擬場景中感受身處現實的聲感體驗,就像面對面一樣?？傊?Mozilla Hubs是一個卓越的社交虛擬現實平臺,能夠讓用戶在虛擬現實中享受豐富多彩的聊天和協作體驗。Mozilla Hubs應用于虛擬教研室主要具有如下幾個優勢:

1.易用性。與其他社交虛擬現實平臺和2D會議平臺相比,基于瀏覽器的Mozilla Hubs更加簡單易用,成員在加入VR空間時,只需要通過活動共享的超級鏈接就可以訪問虛擬空間,并與空間內的其他虛擬角色進行交互,避免了很多平臺注冊需要手機認證的不便。

2.兼容性。Mozilla Hubs允許師生在其家庭或學校環境中進行教學活動,無需購買特定的設備或軟件。除了可以佩戴VR設備體驗沉浸式感官外,還可以通過鼠標鍵盤操作,在虛擬現實場景中獲得一定程度的沉浸感。

3.靈活性。Mozilla Hubs可以通過3D模型和傳統的Web元素創建3D空間[3],通過內置的場景編輯器可以靈活地構建符合教研情景的虛擬空間。Mozilla Hubs還提供了飛行模式,可以方便虛擬化身以更靈活的方式聚集在演示者周圍。在Mozilla Hubs中,可借助虛擬化身與其他人語音聊天和文本聊天,輕松地創建和共享文檔與對象,共享網絡攝像頭或計算機屏幕,方便大家在教研活動中靈活地展示自己的演示文稿、視頻及圖片等文件。

4.擴展性。由于網絡等條件的限制,官方建議為了獲得更好的虛擬體驗,虛擬空間人數盡量控制在25人以內。如果參與活動的人數較多,可以搭建多個虛擬空間。對于特殊需求的用戶,Mozilla還開放了Mozilla Hubs平臺的底層架構,利用Hubs Cloud,虛擬教研室團隊還可以創建專屬的、自托管虛擬空間。

二、元宇宙視域下虛擬教研室建設路徑

元宇宙可以提供一種鼓勵人們開展協作、交流、創新的環境和體驗,為高職院校虛擬教研室開展教研、教學活動提供了可能。借助元宇宙平臺,可以突破時空限制,高效組織教研室成員參加各類教研活動,開啟沉浸式教研體驗,探索虛擬教研新模式。

1.虛擬教研室教研共同體的建設

虛擬教研室發展的關鍵是建設教研共同體,這是實現由“虛”轉變為“實”的重要基礎。建設初期,虛擬教研室的帶頭人和核心成員要共同制定規章制度,明確教研室的宗旨和具體任務,設置教研室的組織結構和具體分工,規范教師的加入與退出機制,同時對教研室的教學資源、教育教學活動、教學成果的共建共享等提出具體措施。教研共同體教師構成采用“虛實結合”的組織結構,由核心成員和臨時成員組成。核心成員相對固定,負責教研室的規范指定、團隊發展、教研活動的組織運行等。臨時成員主要是由對某個教研活動感興趣暫時申請加入的教師組成,具有開放性、不確定性。建設過程中,一是要持續推動名師示范引領作用,名師可以依托信息技術,通過多種方式提供指導,包括但不限于:舉辦教改課題申報培訓會議;為教師提供撰寫論文的指導;組織技能培訓,培養教師的教學能力;提供教學監督,及時發現問題并改正。二是要針對教師實際開展競賽性質的教研活動,提高教師的參與熱情,定期組織各種線上優秀論文評比、教學技能評選及青年教師教學競賽活動,幫助教師及時掌握學科前沿動態,不斷提升教師專業知識和教學能力,提高其職業素質。三是制定激勵制度,引導共同體成員積極參與教學研討活動,承擔培訓講課、課題研究、資源建設等任務,學習先進經驗和教學方法,提升教學水平,努力成為受學生歡迎的名師。

2.虛擬教研室元宇宙環境的構建

以往的教研活動是通過線上與線下協同的方式開展,線上交流采用微信群、釘釘群和視頻會議等平臺,這些平臺為遠程教研活動提供了幫助,但也有不足之處,即與傳統物理教研場景相比,社交互動有限,缺乏沉浸感和臨場感,通過“屏對屏”的被動交流無法加強成員的參與熱情。在這種情況下,可以在教研活動中融入元宇宙元素增強沉浸感。Mozilla Hubs可以讓用戶在多個設備上創建和共享虛擬現實場景及環境,為教研活動提供一個共享的虛擬空間。根據教研活動的需要,可以構建會議廳、培訓室、工作室、教學成果展示廳等虛擬空間完成不同的教研活動。Mozilla Spoke是Mozilla Hubs內置的場景編輯器,它的用戶界面與其他現有的3D創作工具(如Unity3D)有許多相似之處。首先,利用Spoke搭建房間,搭建過程中可以充分利用系統自帶的大量預定義資源,如地板、墻壁、門、窗等,通過更改資源的屬性參數,精確控制房間中資源的定位、旋轉和縮放,從而促進虛擬環境高效、精確的創建。還可以為房間添加燈光、家具和其他裝飾,以及添加資源鏈接、照片墻和其他功能。此外,用戶還可以直接選擇系統提供的預設虛擬場景,并根據自己的需要布置相應的裝飾,便于活動組織者可以將更多的精力集中在活動的組織和設計上,以提高活動質量。其次,房間搭建好后,活動主持人根據活動需要將資源庫中涉及該教研活動的圖片、視頻、音頻、PDF文檔等多媒體內容添加到虛擬空間中。最后,活動主持人利用社交平臺將虛擬空間共享給教研室成員,讓其一起訪問并沉浸其中。

3.虛擬教研室教學資源共建共享

虛擬教研室教學資源采用整合、共建、轉化、生成與共享并進的機制,累積形成教學資源庫。(1)整合。虛擬教研室依托已有的平臺來組織和建設,如國家(省級)精品在線開放課程、國家(省級)精品資源共享課程、工單課堂教學資源等。這些平臺在建設過程中已包含大量優秀的資源,在此基礎上,通過整合合作院校及單位資源,充實完善虛擬教研室的教研資源、教案資源、教學資源、課程資源及優秀學生作品資源等。(2)共建。建設單位根據虛擬教研室的建設需要,積極探索新理論、新知識、新技術和新方法,充分發揮群體的智慧和潛能,在團隊合作的基礎上,創新思維、集思廣益,根據教育教學過程中出現的新問題,開發出具有前瞻性和原創性的資源。另外,還可以充分利用Mozilla Hubs平臺的場景編輯器建設三維可視化的虛擬素材,為虛擬教學提供3D素材。(3)轉化。具有良好科研背景和較高學術水平的教師要加強科教融合,積極參與教學研究和教學實踐,利用現代信息技術將科研和教研成果等學術資源轉化為教學素材,將學術優勢轉化為教學能力,以滿足課程的核心知識模塊的需求[4]。(4)生成。教學實踐中,教師有效利用真實的教學過程,通過師生交互、生生交流動態生成新情境、新問題、新思路、新方法、新結果等,并將其轉化為積極、豐富的生成性課堂教學資源,形成教學案例,從而豐富課程教學資源。(5)共享。充分發揮虛擬教研室的平臺優勢,構建立體化的資源共享體系。首先,建立虛擬教研室資源共享規則,讓所有上傳到虛擬教研室資源庫的資源,可以享受相應的版權和著作權保護,以保障資源的安全性。其次,要定期進行虛擬教研室資源共享的審查,以確保所有的共享資源都合法、安全、有效。再次,建立科學的資源使用制度,規定資源的使用者在使用資源時,必須遵循適用的法律法規以及虛擬教研室的規定。在此基礎上,建立一個虛擬教研室的宣傳和推廣平臺,實現教學資源的及時交流和共享,拓展虛擬教研室教學資源的應用范圍。最后,當在虛擬空間開展教研活動時,主持人可以根據需要將資源上傳或以超鏈接的形式展示在虛擬空間,活動參與者在虛擬空間就可以使用資源。

4.元宇宙視域下的教研活動實踐

虛擬教研室緊密結合“集合問題、合力研究、整合成果”的工作宗旨,圍繞教研交流、教師培訓、“1+X”項目、課程思政、資源建設、成果展示等多元主題,充分調動共建院校的師生參與其中,有效增進共建院校的經驗交流、思政共建、成果共享。建設單位遵循“一統兩分三階段”的活動機制,統一目標即堅持以“立德樹人、教研一體”為目標導向,充分利用虛擬教研室建立深度合作。根據建設目標,制定常態化、動態調整的教研活動規劃,明確活動牽頭人、教研時間、活動內容、活動形式等。教研活動以“問題”為導向,分階段、分主題設計組織教研活動,解決教育教學中的痛點、難點問題,期間動態調整活動計劃來應對教育教學中出現的新政策、新問題,及時調整研究的方向和主題[5],突出活動的時代性、針對性、時效性。教研活動主要分為三個階段:活動前,活動牽頭人利用微信群和公眾號發布活動通知及虛擬空間的鏈接,參會人員針對活動內容準備相關材料?；顒又?依托已經創建好的虛擬空間,利用虛擬信息技術積極創新教研活動形式,展現教研室的虛擬特色。參會人員利用虛擬化身參加活動,在沉浸式3D環境中討論各個話題,可以使用實時音頻、文本聊天和表情符號進行交流,也可以通過虛擬空間面對面地進行溝通。此外,還可以使用3D資源、環境設置和模型分享來達到討論的目的,提高交流效率?；顒雍?活動召集人引導參會教師撰寫教研反思,結合研討收獲在實際教學中進行創新實踐,對教學實踐數據進行有效追蹤和歸納,收集整理形成新的教育研究資源。

三、Mozilla Hubs平臺教研活動案例

高職院校數字媒體技術是一個以計算機技術為主、藝術為輔,技術與藝術相結合的交叉專業。在專業建設過程中,存在專業體系認識不清、課程設置拼盤化、教學資源缺乏等問題?；谏鲜鰡栴},以連云港幾所高職院校為主體成立了數字媒體技術專業虛擬教研室,并依托“全國工單制教學聯盟”平臺吸引其他相關院校靈活加入,聯合開展協同教學研究與改革實踐。教研室活動采用“線上+線下”混合模式,線上活動除了傳統的微信群、視頻會議等工具外,還嘗試使用虛擬技術營造出具有強互動性和高沉浸感的虛擬空間,使教研過程變得更加生動、便捷。

數字媒體技術專業虛擬教研室根據專業建設、教學熱點、名師培養等問題,分階段開展如培養方案、模塊化教學設計、“工單制”教學研討、“1+X”證書、課程思政、競賽指導、教師培訓等不同主題的教研活動。以“全國高校數字媒體設計大賽”活動為例,該賽事由工信部人才交流中心主辦,大賽每年舉辦一屆,設“非命題”“公益”“命題”三個賽道。隨著元宇宙的爆發式發展,大賽增加了“元宇宙+設計”類別,而很多院校在教學中很少提及相關知識?；诖?虛擬教研室召集相關院校競賽負責人,利用虛擬空間開展“元宇宙創意設計競賽”研討會。

活動主持人在Mozilla Hubs平臺創建虛擬空間,設置房間屬性,在房間主副屏以圖片、視頻等形式多元化展示會議主題,增強主題效果。房間設置完成后,負責人在微信群上傳平臺使用教程,并發布空間的共享鏈接和邀請碼,參會者以自己的虛擬化身登錄,前往元宇宙空間,與其他與會人員會面。確定進入場景后,參會者利用“鋼筆”工具在簽到白板簽名,然后自由活動,練習平臺常見操作,如虛擬化身的移動、與他人交流以及在空間放置圖片、3D模型、視頻及PDF演示文檔等。會議共分為四個議程,一是開幕式。主持人打開提前準備好的演示文稿,利用“共享屏幕”功能介紹參會嘉賓、競賽的基本情況及四位嘉賓發言的內容簡介。二是嘉賓講座。四位嘉賓分別以“從業者視角看元宇宙的設計教育”“元宇宙數字空間3D創意設計”“元宇宙交互與用戶體驗設計”“AI生成藝術創作”為主題進行發言,在提問環節,參會教師通過文本、語音、表情符號等與發言人進行實時在線互動,體驗元宇宙。三是作品展示。三位教師利用系統的“放置”功能,將優秀的學生設計作品提交到虛擬空間,與會教師利用平臺的“反應”功能分別對作品發出“很好”“一般”等評價表情符號,并與指導教師面對面交流且提出修改意見。四是小組交流。Mozilla Hubs平臺“空間化音頻”功能根據參會教師之間的距離來調高或降低用戶的語音音量,方便教師分組討論。

結語

虛擬教研室突破時空限制,彌補傳統教研室開展跨區域協作的不足,促進校企互聯互通、資源共享、優勢互補,不斷沉淀和積累優質教學資源,有利于校企協同育人、長效協作發展。通過元宇宙的虛擬社交功能,形成身臨其境的教研“朋友圈”,打造教學研究共同體。利用虛擬現實技術,開啟沉浸式的教研體驗,充分調動教師的教學活力,厚植教師教學成長沃土,為全面提高人才培養質量提供強有力的師資支撐。