《地平线报告》2017年基础教育版
  2017地平线报告基础教育版聚焦最有可能影响今后五年（2017～2021）技术规划和决策制定的六项主要趋势、可能阻碍新技术采⽤的六个关键挑战、基础教育应⽤的六项重要技术进展——创客空间、分析技术、⼈⼯智能、机器⼈、虚拟现实、物联⽹——即将在未来五年影响基础教育的重要发展。地平线系列报告对于我国基础教育信息化发展尤其是推动技术在教育领域的应⽤具有重要参考价值。
  ⼀、基础教育的发展动向
  对地平线报告的六⼤趋势、六个挑战和六项技术进⾏元分类，从六个⽅⾯反映出基础教育的发展动向。
  1．增加学习机会和便捷性
  ⼈们希望能够随处学习和⼯作，不断地获取学习资料，彼此之间建⽴联系。学校为教职员⼯、学⽣创建更多的学习⽅法和平台⽅⾯取得了很⼤进步，师⽣可以随时随地进⾏合作，提⾼了⼯作效率。
  实时联⽹设备的出现，为随时随地的学习提供了更⼤的灵活性，许多学校也相应升级了他们的IT基础设施。虽然移动和数字学习策略现在有了很⼤的发展，但是⾼速宽带接⼊的不同情况，以及不同学⽣体（社会经济地位、性别等）之间的差距促使学校领导者不断评估其学习内容和产品的成本、机会与质量。
  2．激励教学创新
  如果教育被视为推动全球经济发展的⼯具，那么它必须要像北极星⼀样引领社会进⼊下⼀个⼤事件，照亮新的思想，以解决当前紧迫的挑战，创造机会，塑造美好未来。
  从这个意义上来说，基础教育机构也可以成为培养发明和发展的孵化器，不仅可以促成积极趋势的形成，更重要的是为所有⼈形成最重要的影响：毕业⽣不仅为上⼤学做好准备，还满⾜了不断发展的就业市场需求，⽽且重新定义和提⾼了他们即将进⼊的环境。基础教育中拓展创新的领域很多，推进创业思维⽂化和设计新形式的⼈⼯智能只是其中两个⽅⾯。
  3．开展实景体验学习
  ⽆论是基于项⽬的学习、基于挑战的学习，还是基于能⼒的学习，这些教学法上的发展趋势为学⽣创造了更丰富、更具有实操性、更接近真实世界的体验。当学校把主动学习置于死记硬背之上时，学⽣们⾃⾝的作⽤也得到了重新认识。
  学⽣曾经被认为只是知识学习的参与者和消费者，⽽创客⽂化在基础教育中的应⽤使他们成为知识⽣态系统的积极贡献者。他们通过体验、实践和创造进⾏学习，以更具体和创造性的⽅式展⽰新获得的技能。学⽣不必等到毕业才去改变世界。然⽽，要在传统实践所形成的空间和范式上创造这些机会，教育机构将持续⾯临挑战。
  4．跟踪和评估学业进展数据
  如果结果没有经过仔细的测量和分析，也未能根据结果来调整教育教学，新⽅法或技术的推⼴还有什么意义？教育机构越来越擅长撷取程序化
数据。这⼀原则已被应⽤于跟踪学⽣的成就、参与情况和⾏为，并利⽤这些数据为基础教育机构各部门、各校园的决策提供信息。这些信息还通过⾃适应学习⼯具促进更加个性化的学习体验，分析需要改进的领域，并相应地为每个学⽣提供定制化内容。
  随着这种数据驱动的话题在基础教育中激增，领导者必须考虑如何分析利⽤数据，以更全⾯的⽅式展现学⽣的成就，打破数据孤岛，拥抱共享⽂化，同时坚持道德和隐私标准，是利⽤数据中最重要的原则。
  5．促进教学专业化
  更多地强调亲⾝实践、技术增强的学习已经影响了校园⽣活的⽅⽅⾯⾯，⽽教学是其中的核⼼推动⼒。随着学⽣们能够经常开展创新、迭代和协作，教师的⾓⾊已经发⽣了改变，从“讲台上的圣⼈”转换成了“⾝边的向导”。学⽣在解决复杂问题，探索新领域和获得具体技能时需要相应的辅导和指导。
  从以学⽣为主体的课堂讨论深⼊到学习内容时，教师必须采⽤巧妙有效的⽅法来平衡以学⽣为中⼼的的教学模式。学校有必要启动相应项⽬对积极的教学实践进⾏认可和⼤规模推⼴。此外，正如需要提⾼学⽣的数字素养，教师也必须在教育机构的⽀持下参与持续的专业发展。
  6．普及数字化素养
  技术和数字⼯具已经变得⽆处不在，但是当它们没有以有意义的⽅式被纳⼊学习过程时，可能会起反作⽤。⾼等教育和当代职场需要精通数字化技术的职⼯，他们可以很容易地将新出现的各类媒体和技术应⽤到⼯作中。
  促进这种⾼级素养的⼀个主要因素是⼈们认识到仅仅了解如何使⽤设备或某些软件是不够的；教职⼯和学⽣必须能够在⼯具和预期成果之间建⽴联系，以创新的⽅式利⽤技术，能够根据各种不同环境使⽤合适的技术。这项举措必须由教育机构的各个部门协同开展与⽀持，因为数字化素养是贯穿教和学各个⽅⾯的主线。
  在接下来的报告中，开始的前两部分着重分析了驱动技术决策和规划的关键趋势，以及可能阻碍新技术采⽤的挑战。每⼀部分都明确讨论了趋势或挑战对基础教育组织的政策、领导⼒和实践的影响。将政策、领导⼒以及实践这三个要素纳⼊进来意味着将管理、愿景和⾏动结合起来，从⽽促进积极的趋势和克服紧迫的挑战。
  报告的第三部分重点介绍了消费者技术、数字化策略、使能技术、互联⽹技术、学习技术、社交媒体技术和可视化技术的重⼤进展，这些技术将在未来五年内影响基础教育。
  ⼆、驱动学校应⽤教育技术的重要趋势
  （⼀）远期趋势
  未来五年乃⾄更长时间驱动基础教育应⽤技术的关键要素。
  1．推动创新⽂化
  学校的创新⽇益关注以学习者为中⼼的教学范式，学⽣在模拟现实世界的环境中建⽴批判性思维能⼒。STEAM（Science、Technology、Engineering、Art、Mathematics：科学、技术、⼯程、艺术、数学）的实践发展催⽣了旨在推动学习者合作、创新能⼒发展的项⽬学习。重视学校⽂化是这⼀长期趋势的关键。
  许多教育家认为，学校的使命必须帮助那些思维敏捷、善于协作的学习者健康成长，才能保持持续的创新。学校领导者正以强有⼒的使命和愿景作为学校发展的⽅向，从⽽转变学校的⽂化、课程设置和运作⽅式，以⽀持学校的创新模式。
  2．深度学习策略
  深度学习⽅法旨在培养学⽣的批判性思维、解决问题、协作和⾃主学习能⼒。教育范式从被动学习转变为主动学习，才可以帮助学⽣发展原创思想、提⾼信息保持能⼒、建⽴⾼阶思维技能。
  这些教学⽅法包括基于问题的学习、基于项⽬的学习、基于挑战的学习和基于探究的学习，⿎励创造性地解决问题并积极实施解决⽅案。教师必须承认学⽣先前的经验，帮助学⽣将知识整合和转移到新的情境中，⽀持学⽣对⾃⼰的学习能⼒有充分的认识，获得解决问题的信⼼。
  （⼆）中期趋势
  未来3—5年内驱动基础教育应⽤技术的关键要素。
  1．注重学习测量
  这⼀趋势主要关注各种测评⼯具和⽅法的使⽤，教育者可以⽤来评估、测量和记录学⽣的学业准备、学习进度、技能获取和学业成就。过分强调对学⽣成绩的测评通常占⽤了⼤量教学时间，对教师和学⽣的精神造成不必要的压⼒。
  “学习分析”是基础教育中测量学习进展的⼀项重要技术。学习分析对学习者及其背景资料进⾏收集、分析和报告，学校通过学习分析来优化教育环境、改善学⽣学习。此外，“基于能⼒的学习”提供了⼀种很有前景的替代终结性测评的⽅法，通过数字档案袋和真实性评价，让学⽣在现实世界的环境中执⾏任务或项⽬，来评估学⽣的学习状况。
  2．重构学习空间
  有效的学习空间应具备移动、灵活、多样化和相互连接的特点，因此桌⼦、中⼼台、线路要优于空间硬件的考虑。此外，建筑和空间规划的创新理念正在影响新学校基础设施的设计和施⼯，新设计重在节约能源，提升学习舒适度，从⽽⼤⼤改善学⽣学习。
  新的学习空间与传统教室不同，要以模块化的排列组合代替传统的⼀排排座椅，⽀持各种形式的学习。
这些新的学习空间必须从过去的产业模式转变为以学⽣为中⼼的学习模式。他们的设计应该更加⽀持协作学习、⾃主学习、主动学习以及探究和创造。
  （三）近期趋势
  未来1-2年内驱动基础教育应⽤技术的关键要素。
  1．编程作为⼀项专业素养
  许多教育⼯作者认为，编程可以帮助孩⼦了解计算机的⼯作原理，通过结构和逻辑来表达⾃⼰的想法，进⾏批判性地思考，在⽇益数字化的⼯作环境中取得成功。计算机科学仍然是全球增长最快的⾏业之⼀，做好⼈⼒资源储备是未来经济发展的关键。编程素养在所有⾏业中变得越来越必要，特别是在数据分析、市场营销、⽹络开发等领域更需要某种形式的编码能⼒。
  基础⽔平的编程素养可以帮助学⽣建⽴可迁移的技能。编程还能培养解决问题的能⼒、协作能⼒，甚⾄可以通过与游戏、机器⼈和动画的互动来培养学⽣的学习兴趣。
  2．STEAM学习兴起
  为了回应对STEM学习的重视，许多教育者主张将艺术、设计和⼈⽂科学整合到STEM课程中，这对理
解⼒和创造⼒的构建⾄关重要。这种理念促进了科学、技术、⼯程、艺术和数学（STEAM）项⽬的开展，其中A代表“艺术+”。
  STEAM、多学科、交叉学科和跨学科等术语反映了将校内课程与现实世界环境整合的趋势。学⽣从⼀个全局视⾓开始，通过⾃⼰的调研探索和知识分享，设计问题的答案，创造性地提出解决问题的⽅法。
  三、影响学校应⽤教育技术的重要挑战
  （⼀）可解决的挑战
  我们可以理解，且知道解决之道的挑战。
  1．怎样开展实景体验式学习
  “实景体验式学习”是指那些可以让学⽣直接接触到现实问题和真实⼯作场景的学习活动。它可以为许多重要的教学策略提供有效⽀撑，并拥有巨⼤的潜⼒让学习者融⼊那些可以获取终⾝学习技能的学习环境。
  越来越多的学校开始和众多社区组织和机构合作，帮助学⽣在知识学习和实践应⽤之间建⽴有效的桥梁。通过与本地组织的积极合作，学习者
可以体验未来的社会，发展步⼊社会的基本技能。通过“实习项⽬”、“基于社区的实践项⽬”、“学徒项⽬”、“职业学校”等⽅法来应对和解决这⼀挑战。
  2．如何提升数字化素养
  为了挖掘科技的⽣产⼒，以及顺利地适应新知识、合作创建数字内容，学⽣必须深⼊理解数字化环境。信息素养的重要元素就是如何寻、获取和使⽤数字内容的能⼒。
  学校所要⾯临的挑战是如何为学⽣提供机会，让他们创建⾃⼰的数字内容，这样学⽣可以亲⾃体验并理解知识是如何产⽣和传播的。学⽣分析能⼒随着概念化、组织化以及数据合成的需要⽽得到不断强化，这些技能⼜能帮助学⽣处理更加复杂的社会问题。由于培养学⽣的数字化素养跨越了学科和年级，学校需要全⼒以赴的嵌⼊到教学⼤纲中，这样可以确保学⽣掌握适应瞬息万变的信息世界的能⼒。
  （⼆）有难度的挑战
  主要指那些我们可以理解，但还没有到解决⽅案的挑战。
  1．怎样重构教师⾓⾊
  现在教师需要更多的关注对学⽣学习造成重要影响的社会因素和情绪因素，给学⽣提供合适的指导，
⽰范其如何成为负责任的全球公民，激励和培养他们形成终⽣学习的习惯等。这些与时俱进的期望，正在改变着教师⾃⼰的专业发展和继续教育。
  为了适应新⾓⾊，教师需要不断研究学习⽅法，⽽学校必须建⽴机制来让教师可以跟踪相应的进展，并收集建设性的反馈意见。教师在课堂上的创新证据可以纳⼊相应的研究，⽽成功实践⼜可以帮助其他同事来提升他们的课堂教学。
  2．如何发展计算思维
  计算思维是⼀项基本技能，这种能⼒可以表述为：“在理解和解决问题的过程中，运⽤技术来形成和验证解决⽅案是否正确有效的能⼒”。“计算思维”应该是阅读、写作、计算之外的另外⼀项需要熟练掌握的基本技能。
  但是“计算思维基本处于起步阶段，所以专家还是把它归为有难度的挑战。因为在计算机科学领域之外，国际公认的定义现在还没有建⽴起来，⽽且还缺乏把这样的概念和各级各类的教育进⾏有效融合的成功案例。
  这⼀挑战的另外⼀⾯是教师还没有准备好把“计算思维”融⼊到他们的教学中。研究⼈员认为教师的职前教育需要增加更多的教学内容、教学⽅法以及教学策略来让“计算思维”变得更具实效。
  （三）严峻的挑战
  那些⾮常复杂、很难解决的挑战。
  1．怎样弥合学业成绩差距
  “学业成绩差距”是指，特定学⽣体之间出现的学业绩效的明显差距，⽽这些“差距”是因为他们的地域、社会经济地位、种族、民族、性别等引起的。学⽣⾝处⼀个充满偏见和消极影响的学习环境时，不仅会影响学业成绩，⽽且还阻碍其潜能的发展。
  教师的偏见在课堂上也会表现为不同的教学⾏为。美国教育研究协会的研究发现，⼩学教师认为那些和男孩⼦取得⼀样成绩的⼥⽣，⼀定是她们⽐男孩更加努⼒，⽽且表现⽐男孩更好的情况下才有可能。这样的观念就会影响⼥⽣对⾃⾝能⼒的认知，从⽽加⼤STEM领域职业的性别差距。
没有基础学编程好学吗
  教育⼯作者和领导者应该更好地研究和理解哪些因素可以产⽣积极的影响，并且设计有效的教学指导和激励策略来弥合这些差距。
  2．如何在领导的变更中保持持续创新
  “领导层对提升标准、改善教学和学习是最重要的影响⼒”。领导的变更会导致很多“⼤有前途”的计划失去驱动⼒。
  学校如果想要实施新的教学⽅法，稳定性是取得长期成功的关键因素，尤其当外部因素⽐如资⾦和领导层发⽣变化的时候。众多证据显⽰⼀位新校长需要⾄少5年时间来实现⼀个新的愿景，实施新的政策和举措从⽽在学⽣⾝上产⽣积极的影响，⽽管理团队的稳定性直接影响创新举措的稳定性。学校必须开发⼀个成功的策略，来消除领导变更对创新项⽬所产⽣不良影响，或者通过采取⼀些防⽌项⽬停摆的措施来让学⽣取得更⼤的成
功。
  四、进⼊主流应⽤的教育技术进展
  （⼀）近期：1年以内
  1．创客空间
  “创客空间”是指为培养实践操作能⼒和创造能⼒所营造的实际环境，⼀般会配有各种新兴的技术。基础教育越来越关注培养和发展学⽣21世纪所需的技能，创客空间作为重要的桥梁，为学⽣搭建适应全球知识经济发展的平台。
  学校领导正在将“创造”（making）写进课程表，以此⿎励学⽣和⽼师把⽣活中的创意带进来，并探索设计思维的⽅法。创客空间也为学⽣在技术学科和形成创业思维⽅式⽅⾯提供接触的机会，学习者通过创
新的⽅式使⽤创客技术回应世界范围内的紧迫问题。
  2．机器⼈
  机器⼈技术指的是对机器⼈的设计和应⽤——即能够完成⼀系列活动的⾃动化机器。为了应对未来的不确定性，应提前为学⽣做好职业规划，基础教育的教育⼯作者利⽤对机器⼈的研究来提升学⽣的批判性思维和计算思维，同时在STEM学科及其他领域培养学⽣的动⼿实践能⼒。
  机器⼈竞赛为学习者提供了探索STEM挑战的机会，并将他们的技能应⽤于全球重⼤问题的解决⽅案中。教师还使⽤机器⼈加强课堂教学，提⾼学⽣的参与率。同时，编程作为⼀种素养也将有助于机器⼈在基础教育中获得更多的关注。
  （⼆）中期：未来2—3年
  1．分析技术
  分析技术包括各种⼯具及应⽤程序，可将数据转化为可执⾏的信息。在过去的20年中，衡量学⽣的学习指标发⽣了很⼤的变化，过去以学期或季度成绩、年级升学和毕业率等被动的、潜在的指标作为标准，⽽今已发展到满⾜学⽣需求的交互式和实时性指标为标准，教师可以根据指标及时调整课程和教学法。了解如何使⽤新的数据⼯具，开发分析技术，对推进教育环境中⼤数据的使⽤很有必要。
  数据可以⽤来预测学⽣的成果，加强⼲预或调整课程，甚⾄制定有利于促进学⽣成功的新⽅式或策略。利⽤分析技术是实现最佳学习模式的关键。
  2．虚拟现实
  虚拟现实指的是在计算机⽣成的环境中，模拟实际存在的⼈或物体并获得⾝临其境的感官体验。该技术主要以3D图像的形式出现，⽤户通过计算机界⾯进⾏交互和操作。以学⽣为中⼼的学习⽅式正席卷全球，诸如虚拟现实这样可以增加更多学习体验的⼯具⽇益得到重视。
  虚拟现实模型可以使⽤各种CAD软件进⾏创建，如Tinkercard、Unity以及Sketchfab。⽤户所⽤的这些内容创作⼯具可以使学习更真实，如⾝临其境，进⼀步增加学⽣的参与度。
  （三）远期：未来4—5年
  1．⼈⼯智能
  在⼈⼯智能领域，计算机科学正在创造更像⼈类的智能机器。在其他⽅⾯，⼈⼯智能还包含着机器学习，即电脑通过⼤量数据集和⾃然语⾔的处理形成决策和预测的能⼒，旨在帮助⼈类与机器之间的互动，如同⼈类之间的互动⼀样。
  ⼈⼯智能在教学⽅⾯的应⽤具有积极的影响，能够提⾼学⽣的元认知能⼒，为有效的教学提供见解，并能够减轻教师的繁琐⼯作。随着⼈⼯智能基础技术的不断发展与普及，教育⼯作者必须让学⽣接触⼈⼯智能，以应对将来⼯作环境的变化，同时以批判性思维解决应⽤⼈⼯智能所产⽣的伦理问题。
  2．物联⽹

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