37、远程扩展现实（XR）教育的安全、伦理与隐私问题

远程扩展现实（XR）教育的安全、伦理与隐私问题

1. XR 安全问题

XR 应用存在内容签名缺失的情况，这会导致学生习惯忽略未签名内容的警告，甚至会要求学生关闭现有安全设置，允许内容进入他们的设备。这为黑客提供了多种将恶意内容嵌入 XR 应用的途径，以收集用户数据。因此，需要更合适的内容签名机制，在无需将整个设备设置为开发者模式的情况下给予一次性权限。此外，XR 头戴式设备制造商创建的封闭系统，迫使开发者要求终端用户使用侧载应用，这并非开发者忽视最佳实践。

2. XR 在教学中的伦理问题

2.1 欺凌问题

欺凌被视为一种群体过程，儿童会下意识地扮演各种角色以获得社交认可。同伴压力也会影响他们在 XR 环境中的行为，这表明“无后果行为”在虚拟世界中可能持续存在，甚至会转移到现实世界。在远程 XR 教育环境中，不仅可能发生欺凌事件，而且由于没有身体伤害，对其控制也较少。学校需要制定新的政策，类似于应对网络欺凌的政策，否则 XR 可能成为欺凌者的完美工具，这对被欺凌者的心理健康以及目睹欺凌行为的学生都会产生负面影响。

2.2 现实世界反馈的缺失

现实世界中的行为约束和身体后果对儿童的发展起着重要作用。XR 虽然为某些学习提供了扩展机会，但也使学生与自己行为的现实后果脱节。例如，在虚拟世界中处理化学物质时的错误或粗心可能导致虚拟爆炸或烧伤，但由于没有实际的身体影响，学生可能无法从中吸取正确的教训。这种感官体验的分离可能导致对世界的物理和空间模型的不完整甚至错误。

2.3 缺乏共同环境和社交隔离

社会学家认为，基于特定环境的社交互动是我们对世界和互动规范的认知基础。XR 会使人们开始偏好虚拟世界，而不学习如何与现实世界中的不愉快人物或事件互动。极端情况下，儿童可能无法与同龄人及其他社会群体互动。即使是轻微的社交隔离情况，在大规模的课堂中也可能对社会产生重大影响。此外，远程 XR 教育环境中缺少共同的课堂起点和终点，这可能会进一步削弱学生之间的联系。

2.4 重新融入现实和身体分离感

在虚拟世界中的沉浸式体验，无论是积极的还是消极的，都可能导致在适应现实世界时出现问题。在增强世界中有效的行为或学到的东西，在现实世界中可能并不合适，这被称为重新融入问题。儿童尤其容易混淆虚拟和现实，并且沉浸式体验产生的情感会在重新融入现实的过程中延续。因此，教师必须意识到教育沉浸式体验可能带来的情感影响，在远程 XR 环境中，这一问题可能更加突出。

2.5 公共领域的伦理问题

随着数字技术的出现，企业社会责任对社会的影响在过去二十年中受到了关注。与其他创新技术一样，XR 也带来了与个人数据相关的重大挑战。收集的数据可能非常个人化和敏感，涉及身份识别和行为。例如，眼动追踪技术虽然为图形和响应质量带来了优势，但也使得收集高度个人化的数据成为可能。

3. 使用远程 XR 进行评估的问题

3.1 学生选择退出

学生可能出于多种原因选择不使用 XR 作为评估工具，其中一个主要原因是医疗问题，如头晕等。尽管 XR 被证明比其他评估工具更有效，但在其成熟之前，应提供替代评估形式。此外，由于 XR 是一种新颖的评估工具，强制采用可能会引起新用户的恐惧、不确定性和怀疑。

3.2 作弊、意外使用和用户检测

使用技术进行考试作弊是一个众所周知的问题。任何新的评估工具都有可能被滥用，XR 用于远程评估也面临同样的问题，如学生可能会寻求他人帮助，甚至通过注入代码让同谋以仅自己可见的化身形式出现在虚拟世界中。此外，学生还可能部分移除 XR 设备查看笔记，不过已经有专利可以检测用户的耳朵以避免此类行为。

3.3 重新评分查询和记录能力

学生有权对自己的成绩提出上诉，这在许多教育机构中是一项基本原则。对于 XR 评估，需要维护这一权利，但如何实现是一个挑战。理论上，可以生成学生在虚拟世界中的数字记录，甚至可能是他们与现实世界互动的视频记录，但这种方法在实践中可能很繁琐。可以采用折中的方法，只记录学生在虚拟世界中的互动，而不记录他们的所有动作。然而，任何记录都会涉及到数据保护问题。

3.4 数据保护

在 XR 评估中，数据保护是一个重要问题。用户在数字世界中享有隐私权利，任何不必要的数据都不应被记录，并且记录的数据应得到用户的同意。评估记录应在评分和可能的上诉或审查期结束后销毁。XR 数据可能比传统评估数据揭示更多的个人信息，例如即使是匿名访问虚拟世界，一个人的步态和动作也可能被识别。因此，在进行匿名评估时，需要采取措施去除这些可能识别个人的数据。

4. XR 远程教育的潜在未来

4.1 潜在未来益处

• 协作学习 ：XR 设备的广泛使用和日益普及可能会为内容创作带来大规模协作的新潜力，促进可持续的开源社区发展，教师和学生可以在共享环境中进行协作。
• 个性化学习 ：与智能代理集成时，XR 可以显著增强基于证据的个性化学习，反映个人的选择、偏好、表现和教学设计的有效性。
• 学术交流 ：虚拟现实中的在线会议的兴起，如沉浸式学习研究网络（iLRN 虚拟校园），使世界各地的研究人员和教师能够在线交流和讨论教育问题。
• 远程授课 ：沉浸式虚拟现实有潜力将远程学习转化为虚拟课堂概念，使虚拟学习更接近现实世界环境。
• 应对隐性偏见 ：在虚拟世界中，学生可以扮演不同种族、民族和性别的化身，有助于应对隐性偏见。
• 成本优化 ：与物理实验室和昂贵的科学设备相比，XR 技术通过提供虚拟学习材料，大大降低了学习成本，同时也节省了维护和运营成本。
• 可及性 ：作为一种新兴技术，XR 为用户提供了更多的公平和包容机会，包括作为同理心工具、满足残疾人的可及性需求以及减少物理距离带来的障碍，增强人与人之间的互动。
• 资源受限环境中的实践学习 ：在资源受限的环境中，沉浸式技术可以提供虚拟学习材料，让学生通过手部追踪互动学习技能和技术主题。

4.2 潜在未来弊端

• 数据保护 ：使用 XR 设备可能会泄露个人信息，因此需要采取措施保护使用 XR 进行远程教育的学生的个人数据。
• 协作空间的管理、成瘾和社交隔离 ：新的虚拟协作空间用于远程教育时，需要在吸引用户和避免隔离效应之间取得平衡。这可能需要管理员和适当的设计考虑，以避免社交媒体平台出现的问题，这些问题可能会导致青少年的心理健康问题。
• 从业者经验有限 ：任何新的教育技术都会面临教师缺乏生成新内容能力的问题，这可能会导致学习者之间的差距，并影响 XR 学习的教学设计。在远程 XR 场景中，由于教师不在学生身边，这一问题会更加严重，需要额外的培训。
• 多样性、公平性和包容性 ：高度沉浸式创新技术的可及性在小部分人群中已经造成了知识和学习质量的差距，随着 XR 在远程教育中的引入，这一差距可能会进一步扩大。在远程 XR 教育中，一些问题如性别多样性可能不那么明显，但性别可能是学生获取技术的一个重要因素。
• 远程身体欺凌、骚扰、跟踪和网络安全 ：骚扰和欺凌是所有通信技术中常见的问题，在弱势群体中风险更高。沉浸式技术的高度适应性需要开发者和组织采取有效的安全措施，以应对潜在的滥用问题，这与当前远程学习中的网络安全问题类似。
• 身体定向障碍和模拟器疾病 ：当前的 AR 和 VR 头戴式设备仍然可能导致身体定向障碍和模拟器疾病，这种影响短期内不会消失。

5. 总结

XR 技术在远程教育中具有巨大的潜力，但也面临着许多安全、伦理和隐私问题。为了充分发挥其优势，我们需要解决这些问题，制定相应的政策和措施，以确保用户的安全和权益。同时，我们也需要关注 XR 技术的未来发展，不断探索其在教育领域的应用，为学习者提供更好的学习体验。

流程图：XR 远程教育的潜在影响

graph LR
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    A[XR 远程教育]:::process --> B[潜在益处]:::process
    A --> C[潜在弊端]:::process
    B --> B1[协作学习]:::process
    B --> B2[个性化学习]:::process
    B --> B3[学术交流]:::process
    B --> B4[远程授课]:::process
    B --> B5[应对隐性偏见]:::process
    B --> B6[成本优化]:::process
    B --> B7[可及性]:::process
    B --> B8[实践学习]:::process
    C --> C1[数据保护]:::process
    C --> C2[协作空间问题]:::process
    C --> C3[从业者经验有限]:::process
    C --> C4[多样性问题]:::process
    C --> C5[安全问题]:::process
    C --> C6[身体不适]:::process

表格：XR 远程教育的利弊对比

类别	优点	缺点
教学体验	提供协作和个性化学习机会，促进学术交流和远程授课	可能导致社交隔离和身体不适
成本效益	降低学习成本，优化资源利用	数据保护和管理成本增加
社会影响	应对隐性偏见，提高可及性	可能加剧知识和学习质量差距
技术挑战	增强实践学习能力	从业者经验有限，存在安全风险

6. 应对策略

6.1 安全方面

• 加强内容签名机制 ：开发更合适的内容签名机制，在无需将整个设备设置为开发者模式的情况下给予一次性权限，防止黑客将恶意内容嵌入 XR 应用。
• 规范制造商行为 ：促使 XR 头戴式设备制造商减少封闭系统的限制，避免迫使开发者要求终端用户使用侧载应用，以保障应用的安全性。

6.2 伦理方面

6.2.1 欺凌问题

• 制定新政策 ：学校应制定专门针对远程 XR 教育环境的反欺凌政策，明确欺凌行为的定义和处罚措施。
• 加强教育引导 ：对学生进行伦理教育，让他们认识到虚拟世界中欺凌行为的后果，培养正确的价值观。

6.2.2 现实世界反馈缺失问题

• 结合现实教学 ：在使用 XR 教学时，适当结合现实世界的实验和活动，让学生亲身体验行为的实际后果。
• 设计反馈机制 ：在 XR 应用中设计更真实的反馈机制，使学生在虚拟世界中的行为能得到更接近现实的反馈。

6.2.3 社交隔离问题

• 营造共同环境 ：在远程 XR 教育中创建共同的课堂起点和终点，增加学生之间的互动和联系。
• 组织线下活动 ：定期组织线下活动，让学生在现实世界中进行交流和互动，减少对虚拟世界的依赖。

6.2.4 重新融入现实问题

• 教师培训 ：对教师进行培训，让他们了解沉浸式体验可能带来的情感影响，以便在教学中进行适当的引导。
• 设置过渡环节 ：在 XR 教学结束后，设置过渡环节，帮助学生从虚拟世界平稳过渡到现实世界。

6.2.5 公共领域伦理问题

• 数据管理规范 ：制定严格的数据管理规范，确保收集的个人数据得到妥善保护，避免数据泄露和滥用。
• 用户知情同意 ：在收集数据前，明确告知用户数据的用途和保护措施，获得用户的知情同意。

6.3 评估方面

6.3.1 学生选择退出问题

• 提供替代方案 ：为因医疗等原因选择退出 XR 评估的学生提供替代的评估形式，如传统的书面或口头考试。
• 宣传教育 ：加强对 XR 评估的宣传和教育，减少新用户的恐惧和疑虑。

6.3.2 作弊问题

• 技术防范 ：利用先进的技术手段，如检测用户耳朵的专利技术，防止学生作弊。
• 加强监管 ：制定严格的考试规则，加强对考试过程的监管，对作弊行为进行严肃处理。

6.3.3 重新评分查询和记录问题

• 优化记录方式 ：采用折中的记录方式，只记录学生在虚拟世界中的关键互动，减少记录的繁琐性。
• 建立查询机制 ：建立方便学生查询和上诉的机制，确保学生的合法权益得到保障。

6.3.4 数据保护问题

• 匿名处理 ：在进行 XR 评估时，采取措施去除可能识别个人的数据，确保评估的匿名性。
• 数据销毁 ：在评分和可能的上诉或审查期结束后，及时销毁评估记录，保护用户的隐私。

流程图：应对 XR 教育问题的策略流程

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A[XR 教育问题]:::process --> B[安全问题]:::process
    A --> C[伦理问题]:::process
    A --> D[评估问题]:::process
    B --> B1[加强内容签名]:::process
    B --> B2[规范制造商]:::process
    C --> C1[欺凌应对]:::process
    C --> C2[反馈缺失应对]:::process
    C --> C3[社交隔离应对]:::process
    C --> C4[重新融入应对]:::process
    C --> C5[公共伦理应对]:::process
    D --> D1[退出应对]:::process
    D --> D2[作弊应对]:::process
    D --> D3[记录查询应对]:::process
    D --> D4[数据保护应对]:::process

表格：应对策略总结

问题类别	具体问题	应对策略
安全	内容签名缺失	加强内容签名机制，规范制造商行为
伦理	欺凌	制定新政策，加强教育引导
	现实世界反馈缺失	结合现实教学，设计反馈机制
	社交隔离	营造共同环境，组织线下活动
	重新融入现实	教师培训，设置过渡环节
	公共领域伦理	数据管理规范，用户知情同意
评估	学生选择退出	提供替代方案，宣传教育
	作弊	技术防范，加强监管
	重新评分查询和记录	优化记录方式，建立查询机制
	数据保护	匿名处理，数据销毁

7. 结论

远程扩展现实（XR）教育作为一种新兴的教育方式，具有巨大的潜力和优势，如协作学习、个性化学习、成本优化等。然而，它也面临着诸多安全、伦理和隐私问题，如内容签名缺失、欺凌、现实世界反馈缺失、数据保护等。为了充分发挥 XR 技术在远程教育中的作用，我们需要全面认识这些问题，并采取相应的应对策略。通过加强安全措施、解决伦理问题、优化评估方式等，我们可以确保 XR 远程教育的健康发展，为学习者提供更加安全、高效、优质的学习体验。同时，随着技术的不断发展和完善，我们相信 XR 远程教育将在未来的教育领域中发挥更加重要的作用。

列表：未来关注重点

1. 持续关注 XR 技术的发展，及时调整应对策略，以适应新的安全、伦理和隐私挑战。
2. 加强对教师和学生的培训，提高他们对 XR 教育的认识和应用能力。
3. 推动相关政策和法规的制定，为 XR 远程教育的发展提供良好的法律环境。
4. 鼓励产学研合作，共同探索 XR 技术在教育领域的创新应用，不断提升教育质量。