中國教育發展戰略學會2022學術年會主題為“教育數字化戰略行動賦能區域教育高品質發展”的平行論壇于12月18日上午在“雲端”召開,論壇由中國教育發展戰略學會人工智慧與機器人教育專委會常務理事、發展中世界工程技術科學院院士馬立新教授主持,中國教育發展戰略學會監事長、中國教育電視臺黨委書記、副臺長柯春暉為論壇致辭。
圖:帕拉卡創始人李西峙在學術年會做報告分享
NPL語言創始人、帕拉卡公司CEO李西峙做了題為“虛擬現實技術在教育數字化轉型中的研究與實踐”的報告,以下為其演講全文:
今天我要講的虛擬現實技術或者叫元宇宙技術,實際上是為了建立一個和自然界相似的一種學習環境,能夠複製我們每個孩子在幼兒園階段的成長過程。我們將自然界中的這種學習環境,利用虛擬現實技術,把它變成我們義務教育的一種順應人性的學習內容和形態。
我主要是從虛擬現實課程課件平臺、虛擬倣真環境、個人成長檔案、師徒系統幾個維度提出了一個我自己認為比較具體的面向素質教育的一個建設意見,把帕拉卡在廣東省、江西省三百多所學校二十多萬的學生中已經做了取得了一些成果,也給大家展示一下。
圖:《相似性和相似原理》
哈工大博士生導師李鐵才教授和我一起編寫的一本書,叫做《相似性和相似原理》。這本書實際上是講了怎麼用相似性去解決很多現實世界中的問題,放在教育領域中就是在講自然界和虛擬世界的一個相似性,利用這種相似性希望能夠開發出普惠的利用虛擬現實技術的、順應人性的這樣的一套基礎教育的設施。
▍工具的産生是構建教育數字化生態的一個最核心要素
在整個人類生活被數字化的同時,教育數字化轉型是迫在眉睫的,那麼我們究竟如何能夠在這樣的一個背景下,我們人工智慧應該學什麼?如何讓每個人成為數字時代的創造者,我們的教育系統應該是成為解決這個社會難題的一個主要力量。
那麼我認為教育的數字化轉型不簡單的是將紙質的教材數字化、視頻化。更重要的是要改變教育的一種學習方式和評價方式,能夠建立一種自主學習為主的一個全新的體驗,非常重要的一點就是能夠讓更多的老師、學生和社會力量都參與到數字化轉型內容的創造中。
因此我們要構建創作者生態,其中的工具的應用性。我認為工具的産生才是真正能不能構建這個生態的一個最核心的要素。Office、WPS這樣的工具,使得老師和學生都可以非常容易的創造數字化的2D課件,很多課程內容板書內容老師不再依賴於黑板了。
我們今天講的這個主題—虛擬現實技術,它實際上是能夠開發互動的課程,如果説WPS只是對原有的這種形態紙質教材的一種數字化升級,還是一種就反人性的。
那麼我們怎麼能開發出像自然界一樣順應人性的互動世界?實際上就要用到虛擬現實技術。這裡給大家推薦我們使用中國自主原創的語言開發的這樣的一個虛擬現實的創作工具—帕拉卡(Paracraft)。
如果讓老師開發一個2D的課件,用WPS每個老師都可以了,但是如果讓老師去開發一個虛擬現實的倣真環境的,這種讓孩子們很愛不釋手像遊戲化的這樣的課件,實際上是需要很多工具,例如:Unity、Autodesk、Maya、Visual Studio、GitHub等。
我們需要用Unity做3D引擎,Maya、3D max,Autodesk做3D模型動畫的建模,用Visual Studio做這種編程,用Github做源代碼和遠端協作管理等等,所以基本上對老師來説是不太可能的。
帕拉卡(Paracraft)實際上是一個非常獨特的定位,它是一款能夠簡單應用到像office這樣讓老師能夠去開發,從低代碼到很高級的這樣的這種虛擬現實課程的這樣的一個開發環境,那麼首先它內置了3D建模、動畫,沉浸式的編程、調試、CAD虛擬倣真、版本控制、多人協作等等,可以開發面青少年的個人項目,甚至到百萬行代碼的大型的商業化APP。
我們講素質教育的難點,在我小時候就是德智體美勞全面發展,最近我們提出叫五育並舉,那麼其實三十多年過去了,好像沒有太大的變化。在我看來其實是缺少一個面向全年齡段的,學以致用,鼓勵創造的這樣的一個環境,這樣的一個虛擬環境,現實世界中的項目很難在短期內由學生獨立完成。然而在虛擬現實技術可以為老師和學生提供一個可以創造屬於自己的個人項目的這樣的一個環境,創造環境和倣真環境。
今天我講的這個主題,虛擬現實技術實際上它是開展未來素質教育的一個基礎設施,或者叫做一個土壤,只有了這樣一個面向個人的,每個人都可以用的這樣的一個技術,才能夠去構建圍繞作品、圍繞項目的評價這樣的一個機制。
如果説我們傳統的教育是以分數為主導的,那麼素質教育的核心就是創造作品,不僅僅是學生還包括老師。希望能夠把這種個人的作品我們叫做個人成長檔案,從幼兒園、小學,把這個孩子一生、這個用戶一生到老師到大學所有的作品,包括3D的、2D的圖片、論文全部都記在網際網路上,變成個人的成長檔案,這實際上是非常有價值的。
過去我們構建的基礎設施或者叫應試教育的基礎設施,它主要包含的第一點就是課程、教材,第二點是教室,就是蓋學校,第三個就是要構建題庫,第四個就是要教學評分,包括中高考的錄取機制。
那麼在我看來,如果使用虛擬現實技術圍繞它去構建素質教育的基礎設施,那麼對應的上面的四個點。對應課程就是虛擬現實的課件平臺,對應教師的是虛擬倣真環境,對應考題的應該是個人成長檔案,第四點對於教學和評分應該是師徒系統。
●虛擬現實的課件平臺
我們目前的課程還是基於知識點的。基於這种老師在前面説教的,無論是通過什麼形式,視頻也好,課本也好,它還是一種非項目式的。
我認為素質教育最前置的一個基礎設施,我們需要去動員大量的老師去掌握像帕拉卡這樣的這種創作工具,能夠開發出能夠去覆蓋所有過去普惠教育的這些非學科類的這種課程的這樣的虛擬現實的基於項目的課程。
我們都説STEAM教育一直很被邊緣化,但其實如果有好的工具,它應該成為教育的主體,就是項目學習的課程。
●提供數字世界中的虛擬倣真環境
第二點的話就是提供數字世界中的虛擬倣真環境,因為我們知道這些項目不可能在現實世界中去開展。無論是項目的週期、難度都不可能。
可能一個學期一兩個項目在現實世界中做完就已經結束了,沒有辦法真正達到那麼多學科的覆蓋。唯有我們去建立虛擬世界中的虛擬倣真環境,才能夠讓學生的作品可以得到反饋和驗證。才能夠去讓用戶整個從小學到大學這個階段能夠做出通過大量的項目。
虛擬的項目能夠學習到覆蓋到相應的這些知識。當然物理世界也是需要某些情況下肯定也是要敘事結合的,這個毋庸置疑。但是核心的是我們需要建立這樣的一個虛擬現實的倣真環境。
●個人成長檔案
第三點就是個人成長檔案,它實際上是我們所有的2D和3D作品的一個包括作品的這樣的一個記錄,在區塊鏈上的一個記錄,包括自我評價,包括他人評價。我們需要把它記在區塊鏈上,保證這個時間上不可作弊,內容上不可溯源。
●師徒系統
第四點是一個構建叫做師徒系統,我們去構建一個素質教育環境下的師生關係。
我把它分成了四個四點:
第一是我們能夠基於個人成長檔案的數據分析,提供多維度可搜索的老師和學生的人才庫。
第二是能夠構建自主學習和項目式學習的師生關係,我們會發現師生關係,在人工智慧技術,在未來教育裏邊,老師可能就是那種去在前面講課的這种老師會越來越越來越少,更多的是被一些名師被AI取代掉了。未來的這種師生關係,它實際上更多的是一種像孔子和孟子這樣的這種基於項目的,一對一的這種雙向的關係,這裡邊很重要的就是要能夠構建這樣的一個雙向選擇的平臺。
第三是構建大學生家教平臺,構建可商業化的師生關係。這個實際上在國外已經很流行了,基本上國外的很多中小學和大學之間都會有相應的這種這種關係存在。能夠讓高年級的學生教低年級的學生,讓人人可以當老師,讓當老師成為一種重要的學習體驗,這一點很重要。讓大學生和小學生一起去做項目,在項目中成長,這個實際上是一種非常好的一種新的師生關係。
第四是能夠向社會、國家、高校、企業輸出多維度、可信任、可搜索、可溯源的學生檔案,有點兒像微軟的LinkedIn的做法,也能夠同時解決社會企業招人、社會用人,包括大大高校招人等等未來社會合作的問題。
如果我們的基礎教育,我們的教育從小小學到大學能夠真正提供這樣的高可信度的這樣的一個成長檔案,實際上是可以給未來的這個社會分工、社會合作帶來巨大的方便和便利,也是我們教育系統産對社會産出的重要的一個內容。
基於上面這個四個方面,我認為這個虛擬現實課件實際上是最難的,其實就是第一點,其實最難的如何能夠採用什麼樣的工具去開發這樣的課程內容。
我們知道WPS、 Office讓很多優秀的一線老師可以創造這種平面課程內容。那麼同樣的話,我們需要同樣方便的工具在虛擬現實世界中能夠創造出這種可自主學習的課件。
這裡我們就採用了我們開發的這樣的一個虛擬現實的工具-帕拉卡(Paracraft),我們在廣州和江西有三百多所學校進行了試點,在課內外都有非常好的一個教學成果。
我們在一年內有超過10萬的學生,創造了通過這種430課程學習和使用的帕拉卡有十萬多個數字作品,創造了200多個3D虛擬校園,根據學術所在學校1:1建模的這個虛擬校園,有多名一線的資訊科技老師,基於帕拉卡發佈的學術論文或者出版了這個書籍。
多家上市公司,比如科大訊飛,大富科技,淘米科技使用這個帕拉卡開發了多種網際網路應用,包括學科類的3D虛擬現實的課程。
科大訊飛使用帕拉卡開發的《玩學世界》有60多萬的用戶月活,非常受學生歡迎,學生會去主動下載的這個APP,它把語文、數學、英語變成了這種3D世界的內容,大學生開發出來給小學生去用,它是學生自主下載、自主學習的,這個是順應人性的。
圖:義務教育資訊科技新課標解讀
▍使用虛擬現實技術解決什麼問題?
首先我們解決的是教育數字化轉型中的一個課程內容生産力工具的這個問題,現有的智慧教育它的開發工具其實存在著五個問題:
第一個問題就是國內的大部分的這種課程,還是以這種PPT或者説課視頻的模式,本質上來説學生還是比較難保持興趣和自主學習的;
第二點,目前國家智慧教育平臺的很多虛擬現實課程基本都是採用國外的開發工具,比如Unity開發的,裏面的很多美術資源其實存在一些版權風險的;
第三點,我們很多虛擬現實課件它不像PPT和視頻一樣可以瞬間的就使用它,往往它需要下載,運作的環境會佔用大量的美術資源,載入速度比較慢,往往會浪費大量的學生的上課時間;
第四點,我們的課程研發需要很多的工具,教師難掌握,大大提升教師開發虛擬現實課程的難度;
第五點,這些開發出來的課程它是二進位的資源,它不像PPT一樣可以在學校之間相互分享和共用,所以導致同一個課程可能多個學校反覆開發,這個開發人員一走,所有的資源浪費掉了。
對應上面的每一項,其實像帕拉卡都提供了比較好的這樣的一個解決方案。
最後總結一下,項目式學習和自主學習是素質教育的一個主要形態,我們需要能夠為學生提供能夠激發創造力和想像力的虛擬現實的環境,提供在家中或者在學校可以點評和鼓勵學生自主學習的這樣的一個線上的老師,叫新類型的老師。同時提供豐富的這個跨學科的課程內容,提供基於項目個人成長檔案的評價機制。
我們其實基於這點已經做了很多這個案例,也是希望把這樣的一個工具推薦給這個各位教育工作者,希望能夠建立更多的樣板校、樣板區,讓更多的資訊科技和學科類的老師都參與到虛擬現實課件的研發和教學實踐中,通過虛擬現實技術為我們的創新教育賦能。
謝謝大家!