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摘要：本研究立足元宇宙下虚拟学习社区共享空间立体化、共享资源情景化、共享行为去中心化的特点，探究虚拟学习社区农村科普培训中的应用模式。基于建构主义学习理论，本研究从情境、协作、会话、意义四个维度设计了农村科普培训应用模式的构建原则，并依托创设切合内容的沉浸式情境、整合高质量的课程资源、构建可供深度交流的互动空间、践行多线程会话的叙事结构、提升课程知识的综合运用的原则，构建了虚拟学习社区在农村科普培训中的应用模式。

关键词：虚拟学习社区；农村科普；科普培训；元宇宙；建构主义学习理论

一、引言

党的二十大报告将“全面推进乡村振兴”纳入“构建新发展格局，推动高质量发展”的要求中，深化了乡村振兴的战略地位，也对乡村振兴提出了更高的发展目标[1]。这些发展目标的实现与科学技术知识在农村的有效传播以及农村科普教育休戚相关。而《全民科学素质行动规划纲要（2021-2035年）》中对农民科学素质提升计划的提出，更充分彰显了农民群体科学素质提升的关键地位、凸显了农村科普培训的重要作用[2]。同时，相较于其他类型的科普培训，农村科普培训特异性强、受众数量庞大、分布分散、科学素质提升空间大、对沉浸式教育具有明显倾向性 [3]，更需要立体化、情境化和去中心化的教学环境。

元宇宙指的是一个沉浸式的数字环境，人们可以在其中与虚拟化身进行互动[4]。而虚拟学习社区是一种通过互联网自觉利他地分享知识、学习知识的人形成的团体[5]。在元宇宙的驱动下，虚拟学习社区呈现出共享空间立体化、共享资源情景化、共享行为去中心化的新特点。

基于此，本研究以农村科普培训为切入点，在建构主义学习理论（Constructivist Learning Theory）的指导下，提出以下两个研究问题。（1）基于建构主义学习理论，虚拟学习社区在农村科普培训的应用需要遵循哪些原则？（2）元宇宙视域下，虚拟学习社区在农村科普培训的应用模式是什么？

二、文献综述

建构主义学习理论是在瑞士心理学家皮亚杰（J.Piaget）提出的儿童认知发展的基础上进一步发展的学习理论[6-7]，20世纪90年代后，基于多媒体网络与通信技术的发展，建构主义学习理论在现代教学中获得了广泛的应用与发展。建构主义学习理论主张知识是由学习者在一定社会文化背景的情境下，辅以教师和学习同伴的帮助，使用特定的学习资料，通过意义建构的方式获得的，而不是在教师单一传授下得到的。建构主义学习理论指导下的教学模式见图1。目前，国内外已有研究探究了建构主义在医学教育、地理教学、外语教学中的应用。例如。韩英[8]、张露[9]等人探讨了建构主义学习理论在远程英语自主学习法、高中人文地理实践教学中的应用与成效。Thomas探讨了建构主义学习理论对外语教学与学生外语能力提升中的积极作用[10]。同时，由于建构主义理论指导下的教学模式的原则包括强调“情景”对意义建构的重要作用;强调“协作学习”对意义建构的关键作用;强调对学习环境的设计;强调利用各种信息资源支持“学”而非支持“教”，而元宇宙作为虚拟现实、穿戴设备、脑机接口等媒介要素的聚合形态，为教育活动的发生提供了多维感官投射的虚拟仿真环境，更强的协作教学环境，更丰富的信息资源，这与建构主义理论指导下的教学模式的原则相契合。

在虚拟学习社区方面，国内外对于虚拟学习社区的研究集中于虚拟学习社区平台搭建、不同角色在虚拟社区内的行为研究、虚拟学习社区内交互研究。例如，Ward[11]等学者分别探讨了基于Facebook、Wikis等平台的虚拟学习社区的搭建。Karaoglan[12]探讨了虚拟学习社区中的知识共享行为。而戴心来等人则基于学习分析的数据分析技术探讨了虚拟学习社区社会性交互[13]。上述研究为本研究中虚拟学习社区的应用提供了参考。同时，已有的研究中将科普教育与虚拟学习社区结合，或借助元宇宙平台构建虚拟学习社区的极少。

学界一般认为，农村科普培训是指在农村地区开展的普及科学知识和提高科学素养的教育活动[14]。目前，关于农村科普教育的研究集中于农村科普培训的现状[15]、农村科普教育的发展模式[16]、受众参与农村科普培训的意愿[14]等议题，而对于农村科普培训的应用模式，尤其是在元宇宙带来的新时代的变革下的应用模式的研究相对匮乏。

综上，本研究将以农村科普培训育为切入点，在建构主义学习理论的指导下探究虚拟学习社区在农村科普培训的应用需要遵循哪些原则，并力图构建具有可操作性与推广性的虚拟学习社区在农村科普培训中的应用模式。

三、基于建构主义学习理论的农村科普培训应用模式的构建原则

本研究根据建构主义学习环境中情境、协作、会话以及意义建构四个关键要素，对农村科普培训活动中存在的问题进行洞察，分析受众的需求，从而提炼出对应的应用模式构建原则。

（一）基于情境的应用模式构建原则

1.创设切合内容的沉浸式情境

建构主义理论认为受教育者的学习是对一种真实情景的体验。为切实提高农村居民的科学素养，帮助农村受众完成科学知识与科学技能的建设，学习情境的创设值得关注。元宇宙视域下，情景的创设应秉持创设切合内容的沉浸式情境的原则，依托农村居民现有的科学素质水平和文化背景、分析农村不同受众对科学知识与技能的需求现状，通过人工智能、数字建模等方式，在虚拟社区中创设虚拟科普场馆、虚拟农业种植和养殖场景、虚拟农业市场和贸易场景、虚拟农村科技创新场景等切合设计教学内容的情境甚至是获得现实世界无法充分满足的科普需求，如地震科普、核泄漏科普等；同时以逼真的场景互动、具身的在场体验和承载主流价值观念的情景活动，为农村科普培训的受众营造了浸入式的心流体验。

（二）基于协作的应用模式构建原则

1.构建多元协同的农村科普

协作学习是建构主义学习环境下的重要学习环节。构建多元协同的农村科普培训将有利于强化农村科普主体的协同化、推进农村科普的高质量发展、进而以科普力量推进经济社会高质量发展、服务构建人类命运共同体。要构建多元协同的农村科普，尤其是农村科普培训，应关注关注社会化主体内部的协同性，重视每个农村主体的组织体系建设与组织体系协同；关注社会化主体间的协同性，强化农村科普实践对于科研院所、高校、行业协会、企业等科普主体的联结意识；关注科普社会化协同生态外部的协同性，在农村科普培训议题下构建科普与产业、科普与金融、科普与艺术等多维度的资源协作与体系共建。

2.整合高质量的科普资源

当前，农村缺乏优质的科普资源和媒介，缺乏科普场馆、缺乏扎根农村科普的专职科普人员。与此同时，区域农村科普培训需求差异复杂多变、职业农民需要的科普培训内容多元化、高端化，经一步使得整合高端科普资源势在必行。而元宇宙技术的赋能打破了资源在时间和空间上的限制，聚合了高端科普资源、保障了科普资源的安全性与真实性、拓宽了受众获取课程信息资源的渠道、提升了农村科普资源的摄入、降低了科普资源获取的门槛。

3.搭建可供深度交流的互动空间

当前农村科普培训中的实践通畅性不足、科普受众间的互动性弱、协作沟通缺乏。而秉持构建可供深度交流的互动空间的原则，在元宇宙技术的赋能下，虚拟社区可以成为深度交流的平台，让不同区域、不同文化背景的农村科普受众相互之间、农村科普受众与科普主体之间、科普主体相互之间都产生深度的交流与协作，并在虚拟社区中以一对一交流、圆桌会议、新技术实训操作、新模式应用实习等高度互动、深度挖掘的方式，进行交流，使受众所获科学知识与科学技能得以内化、切实推进农村科普培训。

（三）基于会话的应用模式构建原则

1.践行多线程会话的叙事结构

会话使得科普对象有机会从受众的角度对科学知识与科学技术进行探讨，共同商定主讲者提出的问题、分享学习过程中所思所悟。权威式的单线程灌输虽然保证了受众学习的系统性与全面性，但由于其在实践过程中往往忽视了农民、专业大户、家庭农场、 专业合作社等作为主体参与科普实践的能动性与个性需要，缺少会话的单线程灌输使得受众的思维成果难以共享、受众在学习了科学知识后难以获得学以致用的训练机会、甚至引发学习主体的逆反心理，削弱了科普教育的正当性与有效性。

在践行多线程会话的叙事结构的原则下，元宇宙可以作为科学文本在媒介空间的多模态表征，以灵活多样的多线程叙事结构，取代单线程的传统叙事结构，使科普对象在学习科学知识、掌握科普技能时，获得更多自主选择与主动探索的机会，强化科普受众在农村科普教育中的主体地位。

（四）基于意义建构的应用模式构建原则

1.系统性构建科学理念与科学思维

意义建构是指对学习内容所体现的事物的性质、规律以及事物之间的内在关联达到较深刻的理解[17]。农村科普培训不应囿于灌输简单的科学知识，还包括科普实践。农民、专业大户等科普实践的中学习如何将科学技能运用到农业生产者、领悟感性知识、进而挖掘潜能实现创新。

因此在农村科普培训中，坚持系统性构建科学理念与科学思维，农村科普工作者将在虚拟学习社区的辅助下，参与农业生产实践，反思农业生产过程中遇到的问题，通过在线文档进行经验记录与整理，方便农民多次回顾与再思考，不断总结发现农业生产案例间的联系，逐步完成专业知识与思维的系统建构，提高农民的科技应用能力，进一步提高农业生产效率和农民的经济收益。

2.综合运用科学技能和科学知识认识和解决农村生产生活中的事务

农村生产生活中的事务具有复杂性、系统性和不确定性，需要综合运用科学技能和科学知识进行认识和解决。

综合运用科学技能和科学知识认识和解决农村生产生活中的事务，可以帮助受众植物学、昆虫学、化学、生态学等与农业生产生活密切相关的不同学科的知识、着手科普实践、进行协调创新，进而切实帮助解决农村生产生活中的存在的问题、打破农村生产的技术瓶颈、提高农村生产中的效率和质量，促进农村经济的发展。而元宇宙视阈下的虚拟学习社区可以称为多学科知识交流的平台，为科普培训受众提供情景化、专业化、个性话的涉及跨学科知识的链接或讲解。

四、元宇宙视域下，虚拟学习社区在农村科普培训应用模式的构建

基于农村科普培训的内容与受众特点，结合元宇宙下虚拟社区的特性，在建构主义学习理论的指导下，本研究设计了虚拟学习社区在农村科普培训的应用模式（图2）。

（一）初入社区

在培训导入阶段，主讲人和受培训者分别在元宇宙下的虚拟世界中建立虚拟人物形象。在虚拟农村中，可以设置多个科普场景，比如科普场馆、家庭农场、农村电商、农村旅游等，通过虚拟现实技术为农村居民提供丰富的科普内容。例如，虚拟家庭农场场景中将包含小型农田、农业机械、农业用水系统、农作物、家禽家畜、娱乐设施等元素。

同时，从认知途径的角度，农村居民的阅读能力训练相对欠缺、视与听是更易被大部分农村居民接受的信息获取途径[18]，利用元宇宙视域下虚拟社区视觉化、听觉化与立体化的特点，使科学知识在虚拟社区中情景化、立体化，给受众以身临其境之感，通过视觉化的农业场景传递科学知识、积极情感、主流价值观等多重信息，帮助受众移情入境，激发受培训者的学习兴趣，提升农民的精神状态。

（二）初步学习，把握框架逻辑

在该阶段，更契合元宇宙下的虚拟学习社区特性的认知工具将被构建。科普工作者或科普培训的主讲人在虚拟学习社区中明确培训主题和培训目标，并按照已准备好的培训大纲或演示文稿，进行以主讲人为主导的展示与讲解。学员则按照主讲人的培训任务要求，在主讲人的引导下着手学习培训内容，整体把握培训的框架与逻辑。针对科普培训中有关农业历史、科学思想、农业技术等不同部分的内容，应采取不同的教学策略。在科学文化相关的培训应充分利用元宇宙的“跨时空”交互性，突破文本的限制，构建虚拟仿真空间，协助学生以第一人称在场的视角浸入彰显科学精神的情景中。

在开展有关科学思想、科学理论的农村科普培训时，应基于元宇宙的可编辑特性，遵循理论内在逻辑完成文本内容的可视化与具象化，以鲜活且直观化的方式提升思想理论教育的亲和力、促使学员积累充足的感性经验材料以帮助学生形成深层的理性认识，充分领悟理论内涵和精神要义，有效促进知识传递与价值塑造。在进行有关农业技术的科普培训中，应充分利用元宇宙的高度交互性和沉浸式体验，使主讲人在虚拟实验室、虚拟农田、虚拟养殖场中进行跨地域的实操展示。同时元宇宙可以实现虚拟作物、虚拟畜牧的快速生长，定向生长，实现基于培训需求的、跨时空的、全方位的技术展示。

（三）深入社区，开展自主探索与互动

在这一阶段，学员利用元宇宙平台，深入虚拟社区，结合自己的产业需求和技术积累，在虚拟社区中自主探索和汇集科普资源、进行专业性与定制化的技术研讨、开展农业技术实操练习。深入虚拟社区，开展的上述探索与互动，将有效弥补以主讲人为主导的科普培训模式中贴合度低、实操性弱等不足，缓解农村科普培训中区域农村科普需求差异复杂多变、高新技术需求分散、科普形式需求趋于丰富多元的问题，使培训更加贴近农村科普实践，贴近学员的实际需求的提高教学的前瞻性和针对性。

在自主探索方面，首先，学员可以利用元宇宙为人员流转和资源流动提供的有力支持，打通时空壁垒，以“大农村科普课”汇聚高校、企业、科研院所等多主体的科普资源，依据需求自主探索多元科普资源。其次，学院可以在虚拟的农场的农村等场景中自主练习上一阶段培训中学习的科学技能，探索所学科学技能在农业生产中的应用与创新、依据自身兴趣与需求探索更多新的科学技术并进行自主实践。自主实践将有助于实现科普资源共享，满足多元化复杂化的科普需求，营造关系汇集和资源富集的协同育人空间，使学员能够获取最亟需的第一手的资源。这样的方式也能够使死板的科普培训变得更加自由，提高学生对农村科普培训的主观能动性。通过实操的方式，学员可以学以致用，巩固农村科普培训的的学习成果。

在互动讨论方面，利用交互技术，学员可以在虚拟社区中体验沉浸式、个性化、趣味性的社区中，与农业专家学者、农业技术人员、基层政府官员等相关人员“面对面”交流与讨论，并在他们的指导下进行实操训练。此外，利用元宇宙下的区块链技术，科普工作者可以在充分激发学员自主性的基础上，对社区内进行有效的教学管理。这样，可以实现对学员学习过程的跟踪和反馈，从而提高学生的学习效果和学习兴趣，推进农村科普培训的现代化进程。

（四）交流展示，反思总结

在该阶段，科普在虚拟场景中组织科普竞赛、分组汇报等形式多样的交流展示活动，搭建安全、便捷的培训反馈渠道、进行高效深入的反思总结。

借助元宇宙高情景化与交互性的特点，科普工作者可以高效搭建出科普竞赛、分组汇报等交流活动的场景，而学员则可以深度参与各类交流展示活动，在“一对多”的大舞台上选择契合自己汇报主体的场景，进行沉浸式汇报展示，分享培训收获、汇报培训成果，听取专家意见。

在元宇宙视阈下，区块链技术可以提供更加安全和可靠的反馈信息收集和整理方式。通过使用区块链技术，可以确保虚拟社区中学员的反馈信息不被篡改或伪造，同时保证学员的隐私和数据安全。通过使用人工智能技术进行自动化数据分析，可以对虚拟社区中受农村科普培训的学员的表现、问题和反馈信息进行更加精确的整理和分析，对其数字行为进行深度挖掘与反思性分析，以期进一步提高培训的效果和质量。

除此之外，区块链技术也将被应用于虚拟社区中以进行社区内成果的认证。学员们的优秀培训展示汇报、主讲人受到良好反响的授课等各类课程成果将通过区块链技术在社区内进行独一无二的认定，以激励学员参与科普培训，助推优秀科普成果的高效认定和广泛传播、助推优质农产品的推广与销售。

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