未来5年可能进入高校课堂的七种新技术

创客

近日，备受教育界期待的《新媒体联盟地平线报告：2014高等教育版》中文版由美国新媒体联盟授权北京开放大学正式发布。《新媒体联盟地平线报告：2014高等教育版》描述了即将进入高等教育的新兴技术，以及它们对教学、学习和创新研究所产生的潜在影响。

加速高等教育技术采用的重要趋势

近期趋势：社交媒体日益普及，在线学习、混合式学习和协作学习不断整合

日益普及的社交媒体正在改变人际交流、表达思想、呈现信息以及判断内容质量与价值的方式。最新报告指出，地球上近40%的人口，经常使用社交媒体。全世界排名前25的社交媒体平台共享了63亿个账号。教育工作者、学生、校友以及普通大众经常性地使用社交媒体来分享科学等方面的进展信息。虽然这些交流方式对于学习的影响以及其信息的可靠性尚待观察，但社交媒体已经在教育的每一个领域都产生了重要牵引作用已是不争的事实。

当前的教育方式正在日益兼容在线学习、混合式学习和协作学习。学生如今在互联网上花费大量闲暇时间进行学习和交流。采用面授教学、在线学习和混合式学习模式的院校能够充分利用学习者在学术之外形成的网络技能。如果设计和实施成功，混合式学习模式将会更有效地兼容线上和线下学习的优势，进而使学生获得更为有效的学习体验。

中期趋势：基于数据学习与评价的兴起，学生从教学消费者转变为创造者

大数据分析在上世纪90年代初，就在消费流通领域得到应用，用于测量、收集和分析数据，为公司开展对消费者行为和偏好的调查提供参考。教育领域近期的趋势也是寻求采用类似数据分析手段来完善教学、学习过程和学校制度。随着学生和教育工作者产生越来越多的数据，尤其是在网络环境下，开发各类工具与算法来揭示隐藏在数据背后的模式，然后将其用于改进教学系统，受到了越来越多的关注。应用数据分析来改进服务、提高学生保持率以及促进学生的成功，这类案例比比皆是。

世界各地大学校园教学实践的焦点正在发生变移。各个学科的学生正在通过制作和创造的方式进行更为投入的学习，而不再是现成课程内容的消费者。随着过去几年用户创作的视频、制作者社区以及赞助项目数量不断增加，创新日益成为主动学习、实践学习的代名词。大学之前一直没有实验室或者实践学习环节的院系，也尝试将实践学习环节进行集成优化，使之成为课程的有机组成部分。所有学科的课程计划、学位计划都在进行转变，以突出媒体创作、设计和创业能力的重要性。美国范德比尔特大学正积极进行教学重点的转移，创造更多机会开展创新探索和应用式学习。

长期趋势：应对变革的敏捷方法，在线学习能够根据需要整合多媒体和技术

众多高等教育界思想领袖越来越认同敏捷创业模式能够让组织的领导力和课程体系受益。教育工作者们正在应用这些模式开发新的方法和项目，激励从上而下的变革，并能够广泛实施。精益创业(Lean Startup)运动利用技术以更为经济的方式在更大范围内促进文化创新。有很多用于提高教学、改进组织结构的试点和试验项目正在实施当中，以更有效地培养学生和教师的创业能力。

人们通常将在线学习看作面授教学形式的替代方案。过去几年内，这种认识已经发生了转变。目前，在线学习的价值得到了更为广泛的认可，在线学习更加灵活，更容易获取，而且能够根据需要整合各种多媒体和技术。目前，数字化环境已经发展成熟，可以兼容各种新的思想、服务和产品。学习分析、自适应学习以及很多前沿的同步与异步工具的组合，将会持续推动在线学习的发展，使在线学习服务更具有竞争力，在此过程中，更多的学习工具仍然是在线学习提供者和高等教育机构的重要实验对象。根据巴布森调查研究集团在2013年初发布的研究结果，超过670万名学生（美国高等教育在册学生的32%）在2011年秋季选修过至少一门在线课程。这个数字比前一年增长了50多万。

高等教育中教育技术的重要进展

目前，美国新媒体联盟持续关注的技术有七大类，分别为消费者技术、数字化策略、互联网技术、学习技术、社交媒体技术、可视化技术、使能技术。专家组通过投票从七大类技术中挑选出来6项具体技术。专家组认为这些技术将在未来5年内影响技术规划和决策制定，他们将技术按照进入主流应用所需要的时间分为3类，即在未来1年内采用的近期技术、在2至3年内采用的中期技术以及在4至5年内才能进入教育主流应用的远期技术。具体如下：

1年以内：翻转课堂和学习分析会被采纳

翻转课堂的教学模式是指重新调整课堂内外的时间，使学习者及其学习居于课堂教学的中心位置。在这种教学模式下，学生能够获得更多的宝贵课堂时间，能够更专注于项目学习，围绕本地化或全球化的挑战以及其他现实世界面临的问题开展研究性学习，从而获得更为深刻丰富的理解。教师不再占用大量课堂时间来讲授知识，其中更多的信息需要学生在课后自主学习，也可以用看视频讲座、听播客、阅读电子书、在线讨论等方式获取所需的材料。教师也就有更多的时间与每位学生进行互动交流。在课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和合作教学方法来满足学生的需要，促成他们的个性化学习。所有这些，目的都在于帮助学生通过实践获得更有效的学习。

第一个有详细记录的翻转课堂案例出现在2007年。当时科罗拉多森林公园高中化学教师发现缺课让学生变得难以跟上学习进度，因此他们想要解决学生因为各种原因而导致的缺课问题。他们尝试用屏幕截图软件和幻灯片进行课堂直录，然后发布在网络上。他们发现课堂很快有了很大变化：课堂的重点转移到了互动，从而促进更深层次的师生交流和生生交流。教师们的角色开始转型，从讲师变成了教练，用以指导学生的个别化学习。这两位教师通过观察学生的小组学习，对于需要额外辅导的学生做出更准确的评估，然后为这些学生创建微视频以促进学生学习。

学习分析是“大数据”在教育领域中的应用，这个术语来源于商业领域，商家对商业活动进行数据挖掘分析，从而把握消费趋势并对消费者的行为进行预测。教育领域也在着手探索应用大数据开展科学分析，目的是提高学生保持率，为学生提供高质量和个性化的学习体验。研究学习分析旨在运用数据分析为教育系统的各级决策提供参考，而学习分析利用学生数据建构更好的教学法，判明学习困难学生人群，并评估项目设计能否有效提升学生保持率，是否该继续进行。这些结果对于立法者和管理者来说都具有重要的价值。对教育工作者和研究人员而言，学习分析对于剖析学生与在线文本、课件之间的互动状态及其价值也具有举足轻重的作用。

美国斯坦福大学的一个项目组已经开始深入剖析网络学习环境下所产生的巨大数据集。斯坦福大学实验室的研究人员、教育工作者正在全力以赴建立一个用于数据分析的用户信息中心，帮助教师追踪学生的参与程度。2013年4月，比尔和梅琳达盖茨基金会赞助斯坦福大学20多万美元来支持学习分析暑期学院，给该领域的研究人员提供专业培训。

未来2至3年：3D打印与游戏和游戏化走进教学

众所周知，3D打印是一种以三维数字形式立体构造物理对象的快速成型技术，例如，三维建模软件、计算机辅助设计工具、计算机辅助断层摄影等。3D打印技术应用于教学能够帮助学习者亲身感受包括数据采集、拟定解决方案、物化设计等要素的“制造性学习”过程，进而获得深刻而有成就体验的学习。

由于3D打印机本身要求“用户创作”的特点，所以当3D打印在高等教育基于项目的学习中应用时，是一项特别有吸引力的技术。密歇根理工大学的一项新研究表明，3D打印机可以使研究型实验室的效率和能力大幅度提高，减少97%的成本。除此之外，3D打印能够实现更多定制化的产品来满足个体需求。

随着平板电脑和智能手机的数量激增，台式机、笔记本电脑、电视机和游戏机已经不再是联机游戏的唯一载体，游戏变成了可以在多样化设备上进行的便携式活动。游戏早已跨越单纯的娱乐领域，渗透到了军事、商业和工业领域，并在教育领域日渐成为培训和激励员工的有效工具。当越来越多的教育机构和方案在尝试游戏应用时，游戏化（将游戏的元素、方法和框架融入到非游戏场景和情节中）也引起了广泛的关注。尽管与军事或者商业领域相比，其仍处于萌芽阶段，但教育的游戏化正获得教育工作者的积极参与，他们认识到有效设计的游戏能够激励学习者提高学习的成效和创造性。

加拿大卡普兰大学将其信息技术专业的课程进行了游戏化设计。结果显示，学生的成绩提高了9％，而未通过的学生人数减少了16％。德勤（四大会计师事务所之一）创建的德勤领导力学院，有一个培训项目充分利用了游戏化来创建学习任务。学习者完成任务后会获得奖章，这些奖章能够在领英网站（LinkedIn，全球最大的职业社交网站）的资料中显示。

未来4至5年：量化自我和虚拟助手闪亮登场

人类日常社会生活中的手表、手环和项链这些可穿戴设备日益具备了自动收集数据的功能，用以帮助人们管理自己的健康、睡眠周期和饮食习惯的设计理念。移动应用程序也越来越多地为消费者提供易于阅读的数据服务，使消费者可以随时查看和分析个人的健康指标。目前，移动应用程序不仅可以追踪用户的行踪和活动以及他们花费在这些事情上的时间，甚至可以显示他们的愿望并预测何时能够实现这些愿望。新型设备，例如名为“Memoto”的微型相机能够别到用户的衬衣领子或纽扣上，每半分钟就能自动捕捉一次信息，从而使人们可以追踪自身的生活。随着越来越多的人依靠自己随身携带的移动设备来监控自身的日常活动，个人的数据资料日渐成为日常生活中较大的部分。可以想象，如果从学习分析数据里面搜集的考试成绩和阅读习惯的数据，能与其他生活方式追踪的信息相结合，那么这些大数据将可能揭示环境变化是如何影响学习成效的。

由罗伯特伍德约翰逊基金会赞助的加州电讯及信息技术研究院推出了一项研究性学习，即寻找那些追踪自身健康状况和身材状况的人们，以决定他们的数据将如何被用于推动建立更好的公众卫生体系。

“随着语音识别和基于手势技术的进步和应用，我们将会改变通过屏幕上的箭头和电脑键盘与我们的设备进行互动的单一方式。”报告指出，虚拟助手将借助自然用户界面(NUIs）对我们正从事的工作进行操纵。目前，首批虚拟助手已经面世，并将会为人类的非正式学习添加无穷的潜力。

新媒体联盟2014年所追踪的主要技术

消息者技术

★ 3D视频
★ 电子出版
★ 移动应用
★ 量化自我
★ 平板电脑
★ 远端临场
★ 可穿戴技术

数字化策略

★ 自带设备
★ 翻转课堂
★ 游戏和游戏化
★ 位置智能
★ 创客空间
★ 保护和复原技术

互联网技术

★ 云计算
★ 物联网
★ 实时翻译
★ 语义应用
★ 单点登入
★ 聚合工具

学习技术

★ 奖章/微学分
★ 学习分析
★ 大规模开放网络课程
★ 移动学习
★ 在线学习
★ 开放内容
★ 开放许可
★ 个人学习环境
★ 虚拟和远程实验室

社交媒体技术

★ 合作环境
★ 集体智慧
★ 众筹资金
★ 众包
★ 数字身份
★ 社交网络
★ 隐性智能

可视化技术

★ 3D打印/快速成型
★ 增强现实
★ 信息可视化
★ 可视化数据分析
★ 立体显示和全息显示

使能技术

★ 情感计算
★ 神经网络
★ 电震动
★ 地理位置应用程序接口
★ 基于位置的服务
★ 机器学习
★ 移动宽带
★ 自然用户界面
★ 近距离无线通信
★ 下一代电池
★ 开放硬件
★ 语音对语音翻译
★ 统计机器翻译
★ 虚拟助手
★ 无线电源