2017地平線報告(基礎(chǔ)教育版)：影響未來5年全球基礎(chǔ)教育發(fā)展的趨勢、技術(shù)與挑戰(zhàn)
圖片來源：Pexels
《2017地平線報告(基礎(chǔ)教育版)》由美國新媒體聯(lián)盟正式授權(quán)北京開放大學(xué)地平線報告項目組翻譯并發(fā)布。2017地平線報告基礎(chǔ)教育版聚焦最有可能影響今后五年(2017-2021)技術(shù)規(guī)劃和決策制定的六項主要趨勢、可能阻礙新技術(shù)采用的六個關(guān)鍵挑戰(zhàn)、基礎(chǔ)教育應(yīng)用的六項重要技術(shù)進(jìn)展——創(chuàng)客空間、分析技術(shù)、人工智能、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)。多年來，地平線系列報告對于我國基礎(chǔ)教育信息化發(fā)展，尤其是推動技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要參考價值。
基礎(chǔ)教育的發(fā)展動向
對地平線報告的六大趨勢、六個挑戰(zhàn)和六項技術(shù)進(jìn)行元分類，從六個方面反映出基礎(chǔ)教育的發(fā)展動向。
1、增加學(xué)習(xí)機(jī)會和便捷性。人們希望能夠隨處學(xué)習(xí)和工作，不斷地獲取學(xué)習(xí)資料，彼此之間建立聯(lián)系。學(xué)校為教職員工、學(xué)生創(chuàng)建更多的學(xué)習(xí)方法和平臺方面取得了很大進(jìn)步，師生可以隨時隨地進(jìn)行合作，提高了工作效率。實(shí)時聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的出現(xiàn)，為隨時隨地的學(xué)習(xí)提供了更大的靈活性，許多學(xué)校也相應(yīng)升級了他們的IT基礎(chǔ)設(shè)施。雖然移動和數(shù)字學(xué)習(xí)策略現(xiàn)在有了很大的發(fā)展，但是高速寬帶接入的不同情況，以及不同學(xué)生群體(社會經(jīng)濟(jì)地位、性別等)之間的差距促使學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)者不斷評估其學(xué)習(xí)內(nèi)容和產(chǎn)品的成本、機(jī)會與質(zhì)量。
2、激勵教學(xué)創(chuàng)新。如果教育被視為推動全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的工具，那么它必須要像北極星一樣引領(lǐng)社會進(jìn)入下一個大事件，照亮新的思想，以解決當(dāng)前緊迫的挑戰(zhàn)，創(chuàng)造機(jī)會，塑造美好未來。從這個意義上來說，基礎(chǔ)教育機(jī)構(gòu)也可以成為培養(yǎng)發(fā)明和發(fā)展的孵化器，不僅可以促成積極趨勢的形成，更重要的是為所有人形成最重要的影響：畢業(yè)生不僅為上大學(xué)做好準(zhǔn)備，還滿足了不斷發(fā)展的就業(yè)市場需求，而且重新定義和提高了他們即將進(jìn)入的環(huán)境。基礎(chǔ)教育中拓展創(chuàng)新的領(lǐng)域很多，推進(jìn)創(chuàng)業(yè)思維文化和設(shè)計新形式的人工智能只是其中兩個方面。
3、開展實(shí)景體驗學(xué)習(xí)。無論是基于項目的學(xué)習(xí)、基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)，還是基于能力的學(xué)習(xí)，這些教學(xué)法上的發(fā)展趨勢為學(xué)生創(chuàng)造了更豐富、更具有實(shí)操性、更接近真實(shí)世界的體驗。當(dāng)學(xué)校把主動學(xué)習(xí)置于死記硬背之上時，學(xué)生們自身的作用也得到了重新認(rèn)識。學(xué)生曾經(jīng)被認(rèn)為只是知識學(xué)習(xí)的參與者和消費(fèi)者，而創(chuàng)客文化在基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用使他們成為知識生態(tài)系統(tǒng)的積極貢獻(xiàn)者。他們通過體驗、實(shí)踐和創(chuàng)造進(jìn)行學(xué)習(xí)，以更具體和創(chuàng)造性的方式展示新獲得的技能。學(xué)生不必等到畢業(yè)才去改變世界。然而，要在傳統(tǒng)實(shí)踐所形成的空間和范式上創(chuàng)造這些機(jī)會，教育機(jī)構(gòu)將持續(xù)面臨挑戰(zhàn)。
4、跟蹤和評估學(xué)業(yè)進(jìn)展數(shù)據(jù)。如果結(jié)果沒有經(jīng)過仔細(xì)的測量和分析，也未能根據(jù)結(jié)果來調(diào)整教育教學(xué)，新方法或技術(shù)的推廣還有什么意義?教育機(jī)構(gòu)越來越擅長擷取程序化數(shù)據(jù)。這一原則已被應(yīng)用于跟蹤學(xué)生的成就、參與情況和行為，并利用這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)教育機(jī)構(gòu)各部門、各校園的決策提供信息。這些信息還通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)工具促進(jìn)更加個性化的學(xué)習(xí)體驗，分析需要改進(jìn)的領(lǐng)域，并相應(yīng)地為每個學(xué)生提供定制化內(nèi)容。隨著這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的話題在基礎(chǔ)教育中激增，領(lǐng)導(dǎo)者必須考慮如何分析利用數(shù)據(jù)，以更全面的方式展現(xiàn)學(xué)生的成就，打破數(shù)據(jù)孤島，擁抱共享文化，同時堅持道德和隱私標(biāo)準(zhǔn)，是利用數(shù)據(jù)中最重要的原則。
5、促進(jìn)教學(xué)專業(yè)化。更多地強(qiáng)調(diào)親身實(shí)踐、技術(shù)增強(qiáng)的學(xué)習(xí)已經(jīng)影響了校園生活的方方面面，而教學(xué)是其中的核心推動力。隨著學(xué)生們能夠經(jīng)常開展創(chuàng)新、迭代和協(xié)作，教師的角色已經(jīng)發(fā)生了改變，從“講臺上的圣人”轉(zhuǎn)換成了“身邊的向?qū)?rdquo;。學(xué)生在解決復(fù)雜問題，探索新領(lǐng)域和獲得具體技能時需要相應(yīng)的輔導(dǎo)和指導(dǎo)。從以學(xué)生為主體的課堂討論深入到學(xué)習(xí)內(nèi)容時，教師必須采用巧妙有效的方法來平衡以學(xué)生為中心的的教學(xué)模式。學(xué)校有必要啟動相應(yīng)項目對積極的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行認(rèn)可和大規(guī)模推廣。此外，正如需要提高學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)，教師也必須在教育機(jī)構(gòu)的支持下參與持續(xù)的專業(yè)發(fā)展。
6、普及數(shù)字化素養(yǎng)。技術(shù)和數(shù)字工具已經(jīng)變得無處不在，但是當(dāng)它們沒有以有意義的方式被納入學(xué)習(xí)過程時，可能會起反作用。高等教育和當(dāng)代職場需要精通數(shù)字化技術(shù)的職工，他們可以很容易地將新出現(xiàn)的各類媒體和技術(shù)應(yīng)用到工作中。促進(jìn)這種高級素養(yǎng)的一個主要因素是人們認(rèn)識到僅僅了解如何使用設(shè)備或某些軟件是不夠的;教職工和學(xué)生必須能夠在工具和預(yù)期成果之間建立聯(lián)系，以創(chuàng)新的方式利用技術(shù)，能夠根據(jù)各種不同環(huán)境使用合適的技術(shù)。這項舉措必須由教育機(jī)構(gòu)的各個部門協(xié)同開展與支持，因為數(shù)字化素養(yǎng)是貫穿教和學(xué)各個方面的主線。
在接下來的報告中，開始的前兩部分著重分析了驅(qū)動技術(shù)決策和規(guī)劃的關(guān)鍵趨勢，以及可能阻礙新技術(shù)采用的挑戰(zhàn)。每一部分都明確討論了趨勢或挑戰(zhàn)對基礎(chǔ)教育組織的政策、領(lǐng)導(dǎo)力和實(shí)踐的影響。將政策、領(lǐng)導(dǎo)力以及實(shí)踐這三個要素納入進(jìn)來意味著將管理、愿景和行動結(jié)合起來，從而促進(jìn)積極的趨勢和克服緊迫的挑戰(zhàn)。
報告的第三部分重點(diǎn)介紹了消費(fèi)者技術(shù)、數(shù)字化策略、使能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、學(xué)習(xí)技術(shù)、社交媒體技術(shù)和可視化技術(shù)的重大進(jìn)展，這些技術(shù)將在未來五年內(nèi)影響基礎(chǔ)教育。
驅(qū)動學(xué)校應(yīng)用教育技術(shù)的重要趨勢
遠(yuǎn)期趨勢
未來五年乃至更長時間驅(qū)動基礎(chǔ)教育應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵要素。
推動創(chuàng)新文化
學(xué)校的創(chuàng)新日益關(guān)注以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)范式，學(xué)生在模擬現(xiàn)實(shí)世界的環(huán)境中建立批判性思維能力。STEAM(Science、Technology、Engineering、Art、Mathematics：科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué))的實(shí)踐發(fā)展催生了旨在推動學(xué)習(xí)者合作、創(chuàng)新能力發(fā)展的項目學(xué)習(xí)。重視學(xué)校文化是這一長期趨勢的關(guān)鍵。許多教育家認(rèn)為，學(xué)校的使命必須幫助那些思維敏捷、善于協(xié)作的學(xué)習(xí)者健康成長，才能保持持續(xù)的創(chuàng)新。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)者正以強(qiáng)有力的使命和愿景作為學(xué)校發(fā)展的方向，從而轉(zhuǎn)變學(xué)校的文化、課程設(shè)置和運(yùn)作方式，以支持學(xué)校的創(chuàng)新模式。
深度學(xué)習(xí)策略
深度學(xué)習(xí)方法旨在培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、解決問題、協(xié)作和自主學(xué)習(xí)能力。教育范式從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，才可以幫助學(xué)生發(fā)展原創(chuàng)思想、提高信息保持能力、建立高階思維技能。這些教學(xué)方法包括基于問題的學(xué)習(xí)、基于項目的學(xué)習(xí)、基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)和基于探究的學(xué)習(xí)，鼓勵創(chuàng)造性地解決問題并積極實(shí)施解決方案。教師必須承認(rèn)學(xué)生先前的經(jīng)驗，幫助學(xué)生將知識整合和轉(zhuǎn)移到新的情境中，支持學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)能力有充分的認(rèn)識，獲得解決問題的信心。
中期趨勢
未來3~5年內(nèi)驅(qū)動基礎(chǔ)教育應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵要素。
注重學(xué)習(xí)測量
這一趨勢主要關(guān)注各種測評工具和方法的使用，教育者可以用來評估、測量和記錄學(xué)生的學(xué)業(yè)準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)進(jìn)度、技能獲取和學(xué)業(yè)成就。過分強(qiáng)調(diào)對學(xué)生成績的測評通常占用了大量教學(xué)時間，對教師和學(xué)生的精神造成不必要的壓力。“學(xué)習(xí)分析”是基礎(chǔ)教育中測量學(xué)習(xí)進(jìn)展的一項重要技術(shù)。學(xué)習(xí)分析對學(xué)習(xí)者及其背景資料進(jìn)行收集、分析和報告，學(xué)校通過學(xué)習(xí)分析來優(yōu)化教育環(huán)境、改善學(xué)生學(xué)習(xí)。此外，“基于能力的學(xué)習(xí)”提供了一種很有前景的替代終結(jié)性測評的方法，通過數(shù)字檔案袋和真實(shí)性評價，讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)世界的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)或項目，來評估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。
重構(gòu)學(xué)習(xí)空間
有效的學(xué)習(xí)空間應(yīng)具備移動、靈活、多樣化和相互連接的特點(diǎn)，因此桌子、中心臺、線路要優(yōu)于空間硬件的考慮。此外，建筑和空間規(guī)劃的創(chuàng)新理念正在影響新學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施的設(shè)計和施工，新設(shè)計重在節(jié)約能源，提升學(xué)習(xí)舒適度，從而大大改善學(xué)生學(xué)習(xí)。新的學(xué)習(xí)空間與傳統(tǒng)教室不同，要以模塊化的排列組合代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一排排座椅，支持各種形式的學(xué)習(xí)。這些新的學(xué)習(xí)空間必須從過去的產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式。他們的設(shè)計應(yīng)該更加支持協(xié)作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)以及探究和創(chuàng)造。
近期趨勢
未來1-2年內(nèi)驅(qū)動基礎(chǔ)教育應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵要素。
編程作為一項專業(yè)素養(yǎng)
許多教育工作者認(rèn)為，編程可以幫助孩子了解計算機(jī)的工作原理，通過結(jié)構(gòu)和邏輯來表達(dá)自己的想法，進(jìn)行批判性地思考，在日益數(shù)字化的工作環(huán)境中取得成功。計算機(jī)科學(xué)仍然是全球增長最快的行業(yè)之一，做好人力資源儲備是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。編程素養(yǎng)在所有行業(yè)中變得越來越必要，特別是在數(shù)據(jù)分析、市場營銷、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)等領(lǐng)域更需要某種形式的編碼能力。基礎(chǔ)水平的編程素養(yǎng)可以幫助學(xué)生建立可遷移的技能。編程還能培養(yǎng)解決問題的能力、協(xié)作能力，甚至可以通過與游戲、機(jī)器人和動畫的互動來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
STEAM學(xué)習(xí)興起
為了回應(yīng)對STEM學(xué)習(xí)的重視，許多教育者主張將藝術(shù)、設(shè)計和人文科學(xué)整合到STEM課程中，這對理解力和創(chuàng)造力的構(gòu)建至關(guān)重要。這種理念促進(jìn)了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)(STEAM)項目的開展，其中A代表“藝術(shù)+”。STEAM、多學(xué)科、交叉學(xué)科和跨學(xué)科等術(shù)語反映了將校內(nèi)課程與現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境整合的趨勢。學(xué)生從一個全局視角開始，通過自己的調(diào)研探索和知識分享，設(shè)計問題的答案，創(chuàng)造性地提出解決問題的方法。
影響學(xué)校應(yīng)用教育技術(shù)的重要挑戰(zhàn)
可解決的挑戰(zhàn)
我們可以理解，且知道解決之道的挑戰(zhàn)。
怎樣開展實(shí)景體驗式學(xué)習(xí)
“實(shí)景體驗式學(xué)習(xí)”是指那些可以讓學(xué)生直接接觸到現(xiàn)實(shí)問題和真實(shí)工作場景的學(xué)習(xí)活動。它可以為許多重要的教學(xué)策略提供有效支撐，并擁有巨大的潛力讓學(xué)習(xí)者融入那些可以獲取終身學(xué)習(xí)技能的學(xué)習(xí)環(huán)境。越來越多的學(xué)校開始和眾多社區(qū)組織和機(jī)構(gòu)合作，幫助學(xué)生在知識學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用之間建立有效的橋梁。通過與本地組織的積極合作，學(xué)習(xí)者可以體驗未來的社會，發(fā)展步入社會的基本技能。通過 “實(shí)習(xí)項目”、“基于社區(qū)的實(shí)踐項目”、“學(xué)徒項目”、“職業(yè)學(xué)校”等方法來應(yīng)對和解決這一挑戰(zhàn)。
如何提升數(shù)字化素養(yǎng)
為了挖掘科技的生產(chǎn)力，以及順利地適應(yīng)新知識、合作創(chuàng)建數(shù)字內(nèi)容，學(xué)生必須深入理解數(shù)字化環(huán)境。信息素養(yǎng)的重要元素就是如何尋找、獲取和使用數(shù)字內(nèi)容的能力。學(xué)校所要面臨的挑戰(zhàn)是如何為學(xué)生提供機(jī)會，讓他們創(chuàng)建自己的數(shù)字內(nèi)容，這樣學(xué)生可以親自體驗并理解知識是如何產(chǎn)生和傳播的。學(xué)生分析能力隨著概念化、組織化以及數(shù)據(jù)合成的需要而得到不斷強(qiáng)化，這些技能又能幫助學(xué)生處理更加復(fù)雜的社會問題。由于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化素養(yǎng)跨越了學(xué)科和年級，學(xué)校需要全力以赴的嵌入到教學(xué)大綱中，這樣可以確保學(xué)生掌握適應(yīng)瞬息萬變的信息世界的能力。
有難度的挑戰(zhàn)
主要指那些我們可以理解，但還沒有找到解決方案的挑戰(zhàn)。
怎樣重構(gòu)教師角色
現(xiàn)在教師需要更多的關(guān)注對學(xué)生學(xué)習(xí)造成重要影響的社會因素和情緒因素，給學(xué)生提供合適的指導(dǎo)，示范其如何成為負(fù)責(zé)任的全球公民，激勵和培養(yǎng)他們形成終生學(xué)習(xí)的習(xí)慣等。這些與時俱進(jìn)的期望，正在改變著教師自己的專業(yè)發(fā)展和繼續(xù)教育。為了適應(yīng)新角色，教師需要不斷研究學(xué)習(xí)方法，而學(xué)校必須建立機(jī)制來讓教師可以跟蹤相應(yīng)的進(jìn)展，并收集建設(shè)性的反饋意見。教師在課堂上的創(chuàng)新證據(jù)可以納入相應(yīng)的研究，而成功實(shí)踐又可以幫助其他同事來提升他們的課堂教學(xué)。
如何發(fā)展計算思維
計算思維是一項基本技能，這種能力可以表述為：“在理解和解決問題的過程中，運(yùn)用技術(shù)來形成和驗證解決方案是否正確有效的能力”。“計算思維”應(yīng)該是閱讀、寫作、計算之外的另外一項需要熟練掌握的基本技能。但是“計算思維基本處于起步階段，所以專家還是把它歸為有難度的挑戰(zhàn)。因為在計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域之外，國際公認(rèn)的定義現(xiàn)在還沒有建立起來，而且還缺乏把這樣的概念和各級各類的教育進(jìn)行有效融合的成功案例。這一挑戰(zhàn)的另外一面是教師還沒有準(zhǔn)備好把“計算思維”融入到他們的教學(xué)中。研究人員認(rèn)為教師的職前教育需要增加更多的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)策略來讓“計算思維”變得更具實(shí)效。
嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)
那些非常復(fù)雜、很難解決的挑戰(zhàn)。
怎樣彌合學(xué)業(yè)成績差距
“學(xué)業(yè)成績差距”是指，特定學(xué)生群體之間出現(xiàn)的學(xué)業(yè)績效的明顯差距，而這些“差距”是因為他們的地域、社會經(jīng)濟(jì)地位、種族、民族、性別等引起的。學(xué)生身處一個充滿偏見和消極影響的學(xué)習(xí)環(huán)境時，不僅會影響學(xué)業(yè)成績，而且還阻礙其潛能的發(fā)展。教師的偏見在課堂上也會表現(xiàn)為不同的教學(xué)行為。美國教育研究協(xié)會的研究發(fā)現(xiàn)，小學(xué)教師認(rèn)為那些和男孩子取得一樣成績的女生，一定是她們比男孩更加努力，而且表現(xiàn)比男孩更好的情況下才有可能。這樣的觀念就會影響女生對自身能力的認(rèn)知，從而加大STEM領(lǐng)域職業(yè)的性別差距。
教育工作者和領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)該更好地研究和理解哪些因素可以產(chǎn)生積極的影響，并且設(shè)計有效的教學(xué)指導(dǎo)和激勵策略來彌合這些差距。
如何在領(lǐng)導(dǎo)的變更中保持持續(xù)創(chuàng)新
“領(lǐng)導(dǎo)層對提升標(biāo)準(zhǔn)、改善教學(xué)和學(xué)習(xí)是最重要的影響力”。領(lǐng)導(dǎo)的變更會導(dǎo)致很多“大有前途”的計劃失去驅(qū)動力。學(xué)校如果想要實(shí)施新的教學(xué)方法，穩(wěn)定性是取得長期成功的關(guān)鍵因素，尤其當(dāng)外部因素比如資金和領(lǐng)導(dǎo)層發(fā)生變化的時候。眾多證據(jù)顯示一位新校長需要至少5年時間來實(shí)現(xiàn)一個新的愿景，實(shí)施新的政策和舉措從而在學(xué)生身上產(chǎn)生積極的影響，而管理團(tuán)隊的穩(wěn)定性直接影響創(chuàng)新舉措的穩(wěn)定性。學(xué)校必須開發(fā)一個成功的策略，來消除領(lǐng)導(dǎo)變更對創(chuàng)新項目所產(chǎn)生不良影響，或者通過采取一些防止項目停擺的措施來讓學(xué)生取得更大的成功。
進(jìn)入主流應(yīng)用的教育技術(shù)進(jìn)展
近期：1年以內(nèi)
創(chuàng)客空間
“創(chuàng)客空間”是指為培養(yǎng)實(shí)踐操作能力和創(chuàng)造能力所營造的實(shí)際環(huán)境，一般會配有各種新興的技術(shù)?；A(chǔ)教育越來越關(guān)注培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生21世紀(jì)所需的技能，創(chuàng)客空間作為重要的橋梁，為學(xué)生搭建適應(yīng)全球知識經(jīng)濟(jì)發(fā)展的平臺。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)正在將“創(chuàng)造”(making)寫進(jìn)課程表，以此鼓勵學(xué)生和老師把生活中的創(chuàng)意帶進(jìn)來，并探索設(shè)計思維的方法。創(chuàng)客空間也為學(xué)生在技術(shù)學(xué)科和形成創(chuàng)業(yè)思維方式方面提供接觸的機(jī)會，學(xué)習(xí)者通過創(chuàng)新的方式使用創(chuàng)客技術(shù)回應(yīng)世界范圍內(nèi)的緊迫問題。
機(jī)器人
機(jī)器人技術(shù)指的是對機(jī)器人的設(shè)計和應(yīng)用——即能夠完成一系列活動的自動化機(jī)器。為了應(yīng)對未來的不確定性，應(yīng)提前為學(xué)生做好職業(yè)規(guī)劃，基礎(chǔ)教育的教育工作者利用對機(jī)器人的研究來提升學(xué)生的批判性思維和計算思維，同時在STEM學(xué)科及其他領(lǐng)域培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力。機(jī)器人競賽為學(xué)習(xí)者提供了探索STEM挑戰(zhàn)的機(jī)會，并將他們的技能應(yīng)用于全球重大問題的解決方案中。教師還使用機(jī)器人加強(qiáng)課堂教學(xué)，提高學(xué)生的參與率。同時，編程作為一種素養(yǎng)也將有助于機(jī)器人在基礎(chǔ)教育中獲得更多的關(guān)注。
中期：未來2-3年
分析技術(shù)
分析技術(shù)包括各種工具及應(yīng)用程序，可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的信息。在過去的20年中，衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)指標(biāo)發(fā)生了很大的變化，過去以學(xué)期或季度成績、年級升學(xué)和畢業(yè)率等被動的、潛在的指標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)，而今已發(fā)展到滿足學(xué)生需求的交互式和實(shí)時性指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，教師可以根據(jù)指標(biāo)及時調(diào)整課程和教學(xué)法。了解如何使用新的數(shù)據(jù)工具，開發(fā)分析技術(shù)，對推進(jìn)教育環(huán)境中大數(shù)據(jù)的使用很有必要。數(shù)據(jù)可以用來預(yù)測學(xué)生的成果，加強(qiáng)干預(yù)或調(diào)整課程，甚至制定有利于促進(jìn)學(xué)生成功的新方式或策略。利用分析技術(shù)是實(shí)現(xiàn)最佳學(xué)習(xí)模式的關(guān)鍵。
虛擬現(xiàn)實(shí)
虛擬現(xiàn)實(shí)指的是在計算機(jī)生成的環(huán)境中，模擬實(shí)際存在的人或物體并獲得身臨其境的感官體驗。該技術(shù)主要以3D圖像的形式出現(xiàn)，用戶通過計算機(jī)界面進(jìn)行交互和操作。以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)方式正席卷全球，諸如虛擬現(xiàn)實(shí)這樣可以增加更多學(xué)習(xí)體驗的工具日益得到重視。虛擬現(xiàn)實(shí)模型可以使用各種CAD軟件進(jìn)行創(chuàng)建，如Tinkercard、Unity以及Sketchfab。用戶所用的這些內(nèi)容創(chuàng)作工具可以使學(xué)習(xí)更真實(shí)，如身臨其境，進(jìn)一步增加學(xué)生的參與度。
遠(yuǎn)期：未來4-5年
人工智能
在人工智能領(lǐng)域，計算機(jī)科學(xué)正在創(chuàng)造更像人類的智能機(jī)器。在其他方面，人工智能還包含著機(jī)器學(xué)習(xí)，即電腦通過大量數(shù)據(jù)集和自然語言的處理形成決策和預(yù)測的能力，旨在幫助人類與機(jī)器之間的互動，如同人類之間的互動一樣。人工智能在教學(xué)方面的應(yīng)用具有積極的影響，能夠提高學(xué)生的元認(rèn)知能力，為有效的教學(xué)提供見解，并能夠減輕教師的繁瑣工作。隨著人工智能基礎(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，教育工作者必須讓學(xué)生接觸人工智能，以應(yīng)對將來工作環(huán)境的變化，同時以批判性思維解決應(yīng)用人工智能所產(chǎn)生的倫理問題。
物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)由具有計算能力的處理器或內(nèi)置傳感器的物件組成，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞信息。這些連接能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程管理、狀態(tài)監(jiān)控、跟蹤及報警。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育應(yīng)用的推進(jìn)，學(xué)校將加強(qiáng)追蹤學(xué)習(xí)者信息的能力，從而了解影響學(xué)生成績的行為表現(xiàn)。此外，學(xué)校也開始探索物聯(lián)網(wǎng)的潛在應(yīng)用。美國康涅狄格州的柴郡公立學(xué)校(Cheshire Public School)安裝了能滿足日光條件的智能照明系統(tǒng)，晚上自動關(guān)閉;因此，該區(qū)的電費(fèi)降低了84%。
