物联网&智慧城市创新实践｜通州区“元宇宙+教育”示范工程项目—

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物联网&智慧城市创新实践｜通州区“元宇宙+教育”示范工程项目——虚实协同促教育科技创新

发布时间：2025-8-5 9:55:35

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「为深化智慧城市建设，推广城市数字化转型先进经验，推动物联网技术与城市发展深度融合，赋能北京城市高质量发展、高效能治理与高品质生活，北京物联网智能技术应用协会、中关村智慧城市产业技术创新战略联盟、北京测绘学会在2025年全球数字经济大会物联网与智慧城市论坛期间，联合开展2025物联网与智慧城市优秀案例征集评选活动。本次活动共征集200余个案例/成果，经评审筛选，最终发布60个优秀案例/成果，并将通过多渠道进行系列展示。诚邀各界开展合作交流，详情可咨询北物联李老师（联系电话：13521200337）。」

申报单位：北京首通智城科技创新有限责任公司

所属领域：其他民生服务领域

一、案例概述

　CASE OVERVIEW

　　随着信息技术的飞速发展，教育行业迎来了新的变革机遇。“元宇宙+教育”作为一种创新型教育模式，将虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、人工智能（AI）等先进技术与教育教学深度融合，为学生提供了沉浸式、交互式的学习体验。为进一步提升我区教育数字化水平，积极推进数字化赋能教育教学场景建设，2023年12月通州区“元宇宙+教育”示范工程项目启动建设，旨在利用元宇宙虚拟现实技术，将抽象概念具象化，突破传统教学中的难点和瓶颈，有效丰富教师教学手段、有利于学生自主探究式学习，提升课堂教学实效。

　　该项目具备以下特点：一是沉浸式学习体验，通过 VR/AR 技术创建逼真的虚拟学习环境，使学生仿佛身临其境，提高学习的专注度和兴趣；二是个性化学习，利用 AI 技术根据学生的学习进度和特点量身定制学习计划和内容，满足不同学生的学习需求；三是突破时空限制，学生可以随时随地通过网络接入元宇宙教育平台进行学习，不受传统课堂时间和空间的约束。

二、行业挑战

　INDUSTRY CHALLENGES

　　教育行业的数字化转型是大势所趋，但目前仍面临诸多挑战。一方面，传统教学模式难以满足学生日益多样化的学习需求，特别是在激发学生学习兴趣和提高教学效果方面存在一定的局限性；另一方面，教育资源的分布不均衡，优质教育资源相对集中在城区，农村地区教育资源相对匮乏，导致教育公平性问题突出。同时，现有教育技术在互动性和沉浸感方面存在不足，难以充分发挥学生的学习潜能。

　　随着科技的快速发展，学生对学习的便捷性和灵活性要求越来越高，传统教育模式在一定程度上难以适应这一变化。在元宇宙+教育领域，技术层面如虚拟环境的真实感、交互性的提升以及数据安全和隐私保护等问题仍有待完善；内容层面需确保教育内容的科学性、准确性和趣味性，这对行业来说是重要挑战。

三、解决方案与场景

　SOLUTIONS AND SCENARIOS

　　针对上述挑战，“元宇宙+教育”示范工程项目解决方案如下：

　　“元宇宙+教育”基础环境建设。面向全区82所中小学校建设一批虚拟现实课堂，购置VR眼镜、无线路由器、VR充电柜、XR设备系统，建设XR数据可视化管理系统1套，形成“元宇宙+教育”基础支撑环境。

　　“元宇宙+教育”优质资源建设。配套建设思政、理化生实验、应急安全、爱国主义教育等虚拟现实教育教学资源2000余个。定制开发5套通州特色VR教育应用资源，包括“运河清风”廉政文化、通州第一党支部、瓷画艺术、民俗文化、数字校园等主题场景，用于通州区数字化教育教学或成果展示。教师可直接引入以上资源到课堂中使用，节省收集资源时间，专注于课堂教学。

　　“元宇宙+教育”创新场景建设。（1）虚拟教学场景：通过三维建模和实时渲染技术，创建出各种逼真的虚拟教学场景，如历史事件现场、科学实验室、地理环境等。教师可以根据教学内容选择相应的场景，让学生身临其境地感受和学习知识。例如，在虚拟历史课堂中，学生可以身临其境地感受古代战争场景，与虚拟角色互动，了解历史事件的背景和过程，这种方式比传统的文字和图片教学更加直观和生动，有助于学生更好地理解和记忆历史知识。（2）沉浸式学习体验：利用 VR/AR 设备，为学生提供沉浸式的学习体验。学生可以通过佩戴 VR 头盔或使用 AR 平板等设备，进入虚拟的学习世界，在其中进行各种交互操作和学习活动。例如，《心脏与血液循环》VR资源，可以让学生深入心脏和血管内部，沉浸式观察人体心脏结构、血液组成、循环机制。学生可完全沉浸到虚拟世界中，亲身感受视觉、听觉、触觉等多方位感官刺激，激发青少年好奇心，帮助学生更加深入地理解学习内容。（3）个性化学习支持：借助 AI 技术，“元宇宙+教育”平台可以根据学生的学习进度、兴趣爱好和学习风格，为每个学生量身定制个性化的学习计划和内容。平台能够实时跟踪学生的学习情况，分析他们的优势和不足，并及时调整教学策略和推荐合适的学习资源。例如，对于数学成绩较弱的学生，平台可以为其推送更多的数学练习题和相关的知识点讲解视频，并根据学生的答题情况给予针对性的辅导和反馈，帮助学生逐步提高数学成绩。（4）AI数字人教师：通过AI驱动系统进行数字人智能形象定制，根据需求定制构建专属形象。应用AIGC技术交互实现对话编排、知识配置、内容推荐、快速部署，便捷构建智能交流模式。通过知识图谱管理及大模型引入，支撑基于AI驱动的数字人智能交互及表情形态管理。基于高逼真的数字人形象及智能语音、形态交互，为学生提供趣味交互的信息导览、专业知识输入、自动感应的智能问答等服务。

四、成效及价值总结

　SUMMARY OF EFFECTIVENESS AND VALUE

　　“元宇宙+教育”在实际应用中取得了显著的成效和价值。从效果来看，这种创新的教育模式极大地提高了学生的学习兴趣和积极性。个性化学习方案的实施，能够更好地满足学生的个体差异，提高学习效果，帮助学生在各自擅长的领域取得更好的成绩。学生可以随时随地接入元宇宙教育平台进行学习，不再受制于传统课堂的时间表和地点限制，为学生提供了更多的学习机会和资源。

　　在社会效益和价值方面，“元宇宙+教育”为缩小城乡教育差距、促进教育资源均衡分配提供了新的途径和方法。通过元宇宙教育平台，优质教育资源可以更广泛地传播和共享，让更多的学生受益，有助于提高区域的教育质量和水平。新的教育模式也为中小学教师提供了新的发展机遇和挑战，促使他们不断提升自身的教育教学能力和技术水平。

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　免责声明：

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