2021地平線報(bào)告（基礎(chǔ)教育版）

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《2021地平線報(bào)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(bào)告項(xiàng)目組翻譯并發(fā)布。2021地平線報(bào)告（基礎(chǔ)教育版）聚焦最有可能影響今后五年(2021-2021)技術(shù)規(guī)劃和決策制定的六項(xiàng)主要趨勢、可能阻礙新技術(shù)采用的六個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)、基礎(chǔ)教育應(yīng)用的六項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)展—?jiǎng)?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(bào)告對于我國基礎(chǔ)教育信息化發(fā)展，尤其是推動(dòng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要參考價(jià)值。

基礎(chǔ)教育的發(fā)展動(dòng)向

對地平線報(bào)告的六大趨勢、六個(gè)挑戰(zhàn)和六項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行元分類，從六個(gè)方面反映出基礎(chǔ)教育的發(fā)展動(dòng)向：

1、增加學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)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(shí)隨地進(jìn)行合作，提高了工作效率。實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的出現(xiàn)，為隨時(shí)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(dòng)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(huì)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(huì)與質(zhì)量。

2、激勵(lì)教學(xué)創(chuàng)新。如果教育被視為推動(dòng)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(huì)進(jìn)入下一個(gè)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(huì)，塑造美好未來。從這個(gè)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(jì)新形式的人工智能只是其中兩個(gè)方面。

3、開展實(shí)景體驗(yàn)學(xué)習(xí)。無論是基于項(xiàng)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(yàn)。當(dāng)學(xué)校把主動(dòng)學(xué)習(xí)置于死記硬背之上時(shí)，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(yàn)、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(huì)，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(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，分析需要改進(jìn)的領(lǐng)域，并相應(yīng)地為每個(gè)學(xué)生提供定制化內(nèi)容。隨著這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(shí)堅(jiān)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(dòng)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)А薄W(xué)生在解決復(fù)雜問題，探索新領(lǐng)域和獲得具體技能時(shí)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(shí)，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(dòng)相應(yīng)項(xiàng)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(shí)，可能會(huì)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(gè)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(xiàng)舉措必須由教育機(jī)構(gòu)的各個(gè)部門協(xié)同開展與支持，因?yàn)閿?shù)字化素養(yǎng)是貫穿教和學(xué)各個(gè)方面的主線。

在接下來的報(bào)告中，開始的前兩部分著重分析了驅(qū)動(dòng)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(gè)要素納入進(jìn)來意味著將管理、愿景和行動(dòng)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(bào)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。

加速基礎(chǔ)教育采用技術(shù)的關(guān)鍵趨勢

1.長期趨勢

未來五年乃至更長時(shí)間，推動(dòng)基礎(chǔ)教育采用技術(shù)的關(guān)鍵要素。

(1)推進(jìn)創(chuàng)新文化

目前，學(xué)校已經(jīng)被視為推動(dòng)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的場所。這一趨勢的焦點(diǎn)已經(jīng)從理解培養(yǎng)創(chuàng)新思想的價(jià)值轉(zhuǎn)變?yōu)閷ふ曳椒ㄒ员銖?fù)制到不同的、獨(dú)特的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)中去。過去一年的研究讓我們能更好地了解學(xué)校是如何培育不同類型文化來促進(jìn)改革的。其中推進(jìn)這一改革進(jìn)程的關(guān)鍵點(diǎn)是要求基礎(chǔ)教育改變其現(xiàn)狀，接受把失敗作為學(xué)習(xí)過程中的重要組成部分。而將創(chuàng)業(yè)精神融入基礎(chǔ)教育的行動(dòng)也進(jìn)一步承認(rèn)，每一個(gè)偉大的想法都有開始的地方，學(xué)生和教育工們都可以配備需要的工具來激發(fā)真正的進(jìn)步。為了跟上改革的步伐，學(xué)校必須嚴(yán)格評估課程，并改革評估方法來消除阻礙新思想發(fā)展的障礙。

(2)深度學(xué)習(xí)策略

在基礎(chǔ)教育中，越來越多的人重視深度學(xué)習(xí)策略，威廉和弗洛拉·休利特基金會(huì)(WilliamandFloraHewlettFoundation)把它定義為在學(xué)生掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容的同時(shí)，培養(yǎng)其批判性思維、解決問題的能力以及協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的能力。為了保持學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生們需要了解現(xiàn)實(shí)世界，以及新的知識和技能帶給他們的影響。教學(xué)法將從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)，允許學(xué)生從新資訊中拓展思路，并學(xué)會(huì)怎樣管控他們建立的主題活動(dòng)。具體方法包括基于問題的學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、挑戰(zhàn)式學(xué)習(xí)以及探究性學(xué)習(xí)等，這些方法都在鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性地解決問題和主動(dòng)實(shí)施解決方案。

2.中期趨勢

在未來三到五年內(nèi)，推動(dòng)基礎(chǔ)教育采用技術(shù)的關(guān)鍵要素。

(1)對量化學(xué)習(xí)的日趨關(guān)注

人們越來越多地對量化學(xué)習(xí)這種新的評價(jià)方式感興趣。這種方式需要教育工使用多種方法和工具來對學(xué)生在學(xué)業(yè)準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)過程、技能獲取以及其他教育需求階段，進(jìn)行評估、量化和記錄。由于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因素重新定義了當(dāng)今職業(yè)所需人才的能力，學(xué)校必須重新思考如何去界定、測量和證明學(xué)生掌握的學(xué)科知識和軟技能(如創(chuàng)造力和協(xié)作能力)。數(shù)據(jù)挖掘軟件逐步融入到在線教育、移動(dòng)學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中，形成了新的學(xué)習(xí)環(huán)境。這類環(huán)境利用數(shù)據(jù)分析和可視化軟件能多維度、便利地描繪學(xué)習(xí)的相關(guān)數(shù)據(jù)。在線上和混合課程中，數(shù)據(jù)可以展示出學(xué)生的行為是如何促進(jìn)他們的進(jìn)步以及影響學(xué)習(xí)效果的。

(2)重構(gòu)學(xué)習(xí)空間

傳統(tǒng)教育依賴于以教師為中心的教學(xué)方式，講座是知識傳遞的主要來源。如今，人們正在擁抱以學(xué)生為中心的教學(xué)，這讓學(xué)習(xí)者能更好地為未來職場做準(zhǔn)備。同時(shí)，教室設(shè)計(jì)的新方法正在支持這種轉(zhuǎn)變。此外，在建筑和空間規(guī)劃方面的創(chuàng)新思維正在影響新學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和建設(shè)，進(jìn)而有可能對課堂實(shí)踐和學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生重大影響。

3.短期趨勢

在未來一到兩年內(nèi)，推動(dòng)基礎(chǔ)教育采用技術(shù)的關(guān)鍵要素。

(1)編程素養(yǎng)

編程是指計(jì)算機(jī)能理解的一組規(guī)則，可以采用多種語言的形式，如HTML語言、JavaScript語言和PHP語言。許多教育工認(rèn)為，編程是一種激發(fā)計(jì)算思維的方式，這項(xiàng)技能需要將計(jì)算機(jī)科學(xué)知識與創(chuàng)造力、問題解決能力深度結(jié)合起來。知名編程教學(xué)網(wǎng)站C最近預(yù)測，到2021年，美國將有140萬個(gè)計(jì)算機(jī)工作崗位，而只有40萬計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來填補(bǔ)這一職位。為了更好地讓學(xué)生從較小的年紀(jì)開始學(xué)習(xí)，越來越多的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和專家正將編程嵌入到基礎(chǔ)教育課程中來。世界各地的學(xué)校正在開設(shè)編程課，如讓學(xué)生共同設(shè)計(jì)網(wǎng)站，開發(fā)教育游戲和APP，并通過建模和設(shè)計(jì)新產(chǎn)品來設(shè)計(jì)應(yīng)對挑戰(zhàn)的方案。

(2)增強(qiáng)STEAM學(xué)習(xí)

近年來，人們越來越重視加強(qiáng)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)課程的學(xué)習(xí)，因?yàn)檫@些學(xué)科被廣泛視為促進(jìn)創(chuàng)新和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長的動(dòng)力。一些教育領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為，作為機(jī)構(gòu)聚焦STEM學(xué)習(xí)的一種回應(yīng)，有必要建立一個(gè)更加均衡的課程，如將藝術(shù)、設(shè)計(jì)和人文學(xué)科等整合到科學(xué)領(lǐng)域。這一概念促進(jìn)了STEAM教育的產(chǎn)生，在這里，A代表“藝術(shù)+”。STEAM教育將這一定義擴(kuò)展為一種基本理念，即所有學(xué)科都能且應(yīng)該緊密地揉和在一起，以給學(xué)生提供一個(gè)如何把廣泛的知識和技能在現(xiàn)實(shí)生活中相互聯(lián)系的大圖景。換句話說，技術(shù)的使用不僅是與推進(jìn)科學(xué)和工程技術(shù)的進(jìn)步有關(guān)。

阻礙基礎(chǔ)教育采用技術(shù)的重要挑戰(zhàn)

1.可解決的挑戰(zhàn)

(1)實(shí)景學(xué)習(xí)體驗(yàn)

目前，帶著學(xué)生接觸現(xiàn)實(shí)問題和工作場景的實(shí)景學(xué)習(xí)體驗(yàn)在學(xué)校還沒有普及。實(shí)景學(xué)習(xí)被看作一些重要教學(xué)策略的支撐，它有著巨大的潛能讓學(xué)習(xí)者沉浸在獲得終身學(xué)習(xí)技能的環(huán)境中學(xué)習(xí)。實(shí)景學(xué)習(xí)體驗(yàn)的方法包括職業(yè)培訓(xùn)、學(xué)徒制和某些科學(xué)調(diào)查。實(shí)景學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以元認(rèn)知反映和自我意識作為基礎(chǔ)的重要性。因而，越來越多的學(xué)校通過與更多的社區(qū)建立關(guān)系，與當(dāng)?shù)亟M織積極合作，讓學(xué)習(xí)者可以體驗(yàn)到學(xué)校之外的未來生活和工作情境，并以此種方式來縮小學(xué)科知識與具體應(yīng)用之間的差距。

(2)提高數(shù)字素養(yǎng)

技術(shù)使用的生產(chǎn)性和創(chuàng)新性是21世紀(jì)實(shí)踐的重要特征，這對在工作場所和其他領(lǐng)域取得成功是至關(guān)重要的。數(shù)字素養(yǎng)超越了學(xué)習(xí)者所獲得的孤立的技術(shù)技能，可使人產(chǎn)生對數(shù)字環(huán)境的更深理解，更能夠直觀地適應(yīng)新環(huán)境，并與他人協(xié)作創(chuàng)建內(nèi)容。因此，學(xué)校應(yīng)致力于發(fā)展學(xué)生的數(shù)字公民權(quán)，確保其能夠負(fù)起掌握和使用技術(shù)的責(zé)任，包括混合式、在線學(xué)習(xí)環(huán)境和其他場合中的在線交流的禮儀、數(shù)字權(quán)利和責(zé)任等。這類能力正在影響著課程設(shè)計(jì)、專業(yè)發(fā)展和面向?qū)W生的服務(wù)和資源。由于數(shù)字素養(yǎng)牽涉眾多因素，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)面臨的挑戰(zhàn)是獲得更多公共機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，并支持所有的利益相關(guān)者發(fā)展這些能力。

2.有難度的挑戰(zhàn)

(1)反思教師的角色

教師越來越多地被期望能熟練掌握多種基于技術(shù)的方法，并用其來傳遞內(nèi)容、支持學(xué)習(xí)者以及進(jìn)行評價(jià)。在有技術(shù)支持的課堂上，教師的主要責(zé)任從傳遞專業(yè)知識轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境，以幫助學(xué)生獲得創(chuàng)造性探究能力和數(shù)字素養(yǎng)。教育者現(xiàn)在扮演著指導(dǎo)者和教練的角色，為學(xué)生提供機(jī)會(huì)，引導(dǎo)他們自主規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑，進(jìn)而將其培養(yǎng)成為有責(zé)任的全球化公民，并激勵(lì)他們樹立終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。這些不斷變化的期望正在改變著教師們參與專業(yè)發(fā)展的方式方法，如更多地利用社交媒體和校內(nèi)外的同行進(jìn)行互動(dòng)合作，并使用在線工具進(jìn)行資源共享等。

(2)傳授復(fù)雜思維

對于學(xué)習(xí)者來說，他們能夠理解成長過程中的網(wǎng)絡(luò)化世界和利用復(fù)雜思維學(xué)習(xí)都很重要。復(fù)雜思維學(xué)習(xí)就是學(xué)會(huì)如何使用抽象法和分解法處理復(fù)雜任務(wù)，以及如何將啟發(fā)式推理運(yùn)用到復(fù)雜問題上。獨(dú)立掌握復(fù)雜思維方式往往難以在應(yīng)用中奏效，只有掌握了溝通技巧，復(fù)雜思維的應(yīng)用才有意義。事實(shí)上，高效率的領(lǐng)導(dǎo)者都是杰出的具有高水平社會(huì)智商的溝通者，他們有能力把不同的人連接起來，并利用技術(shù)進(jìn)行協(xié)作和采用數(shù)據(jù)來支持他們的想法。這些都需要宏觀的理解能力，以及相關(guān)的邏輯、數(shù)據(jù)和直覺意識。雖然復(fù)雜思維這一話題的某些方面，與設(shè)計(jì)思維類似或者完全相同。但本報(bào)告的目的是要把兩者作為不同的概念來處理?！皬?fù)雜思維”指的是理解事物復(fù)雜性的能力，這是一種利用系統(tǒng)化的工作思維來解決問題的能力，可以與“計(jì)算思維”互換概念。

3.嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)

(1)成就差距

成就差距指的是學(xué)生群體之間在學(xué)業(yè)表現(xiàn)上的差異，特指社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、種族、民族或性別所造成的各種差異性，而同行競爭壓力、學(xué)生比較、消極印象以及考試偏見等因素加劇了這一挑戰(zhàn)。學(xué)校使用多元化成功標(biāo)準(zhǔn)來定義學(xué)習(xí)期望，其中包括分?jǐn)?shù)、標(biāo)準(zhǔn)化考試成績和完成率等，這導(dǎo)致學(xué)生的表現(xiàn)在個(gè)人和團(tuán)體層面產(chǎn)生比較。適應(yīng)性學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)技術(shù)在識別表現(xiàn)較差的學(xué)生和學(xué)生群體時(shí)所發(fā)揮的作用越發(fā)重要。它能幫助教育者和領(lǐng)導(dǎo)者了解影響因素，進(jìn)而啟用和擴(kuò)展有針對性的干預(yù)方法和參與策略，以縮小成績差距。

(2)領(lǐng)導(dǎo)變化后的創(chuàng)新的維持

維持長期成功是開發(fā)新項(xiàng)目時(shí)需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)因素，尤其是資金和領(lǐng)導(dǎo)層等外部因素容易發(fā)生變化的情況下。然而，未雨綢繆并不總是能得到明確的實(shí)施，也不是目前學(xué)校的常態(tài)。為促使學(xué)生在學(xué)校的成功，所制定和實(shí)施的創(chuàng)新方法，需要來自領(lǐng)導(dǎo)及全體教職工的全身心投入。不幸的是，領(lǐng)導(dǎo)職位的空缺或過渡會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目延遲或阻礙項(xiàng)目的發(fā)展，從而不能有效地滿足學(xué)生的需要。人員調(diào)整后的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是，學(xué)區(qū)或?qū)W校在沒有舵手的情況下，也能提出有前途的方案，但各地區(qū)和學(xué)校必須要確定成功的戰(zhàn)略，以便在轉(zhuǎn)型的過程中能繼續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新方法的實(shí)施。

基礎(chǔ)教育中教育技術(shù)的重大發(fā)展

1.近期采用的技術(shù)

采用的時(shí)間：1年或1年以內(nèi)。

(1)創(chuàng)客空間

21世紀(jì)的變化正在揭示：在一個(gè)快速發(fā)展的世界里，什么樣的技能具有真正的適用價(jià)值。如何更新或改造教室才能滿足未來的需要?這個(gè)問題的答案是通過創(chuàng)客空間，或者是提供工具和學(xué)習(xí)體驗(yàn)來幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)他們的想法。創(chuàng)客空間旨在吸引各個(gè)年齡段的學(xué)生，并基于開放的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行迭代和創(chuàng)造。在這種情況下，3D打印、機(jī)器人技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的3D建模等工具可以讓更多的學(xué)生接觸到最前沿技術(shù)。支持者們認(rèn)為教育創(chuàng)客空間最突出的優(yōu)點(diǎn)是通過動(dòng)手設(shè)計(jì)、構(gòu)建和迭代提高學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造力和高階問題解決能力。

(2)機(jī)器人技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)指的是機(jī)器人(是完成一系列任務(wù)的自動(dòng)化的機(jī)器)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。最初的機(jī)器人被安置到工廠的裝配線中，以實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，如汽車的生產(chǎn)。如今，機(jī)器人進(jìn)入采礦、軍隊(duì)和運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，通過完成對人類來說不安全或單調(diào)的任務(wù)，改善了行業(yè)的運(yùn)營。預(yù)計(jì)到2021年，全球機(jī)器人數(shù)量將翻一番，達(dá)到400萬，這一轉(zhuǎn)變預(yù)計(jì)將形成全球化的商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)模式。全球經(jīng)濟(jì)的增長越來越依賴機(jī)器人，尤其是在機(jī)器人更自動(dòng)化、更安全、更廉價(jià)的情況下，工人們將受到怎樣的影響，這是一場激烈的爭論?，F(xiàn)在，機(jī)器人項(xiàng)目關(guān)注的一項(xiàng)推廣工作是將機(jī)器人技術(shù)和編程整合為跨學(xué)科的STEM學(xué)習(xí)活動(dòng)，進(jìn)而讓學(xué)生成為21世紀(jì)更好的問題者。

2.中期采用的技術(shù)

采用的時(shí)間：2到3年。

(1)分析技術(shù)

今天，幾乎所有通過互聯(lián)網(wǎng)或商品消費(fèi)服務(wù)進(jìn)行的交互，都被有針對性地追蹤、存儲和使用，從而導(dǎo)致了大數(shù)據(jù)概念的產(chǎn)生，大數(shù)據(jù)指的是用大量的數(shù)據(jù)反映大家行為以及各種人群的活動(dòng)?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)科學(xué)家和數(shù)據(jù)收集平臺能夠組織計(jì)算PB和EB量級的數(shù)據(jù)，從而分析和識別那些可能沒有被發(fā)現(xiàn)的活動(dòng)模式。如此龐大、多樣化的復(fù)雜性的數(shù)據(jù)集所呈現(xiàn)的信息對于某項(xiàng)活動(dòng)能否取得成功是至關(guān)重要的。在教育方面，數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)開始針對性地用于處于危險(xiǎn)中的學(xué)生、個(gè)性化學(xué)習(xí)和靈活創(chuàng)建成功路徑等方面。如今，學(xué)校變得更加善于處理和解釋大數(shù)據(jù)，從而可以做出更明確地反映學(xué)習(xí)者真正需要的決策。然而，同時(shí)也需要更好的工具來發(fā)掘更深入收集和分析數(shù)據(jù)的潛力。對于教師和學(xué)生來說，理解如何使用新的數(shù)據(jù)工具和培養(yǎng)分析技能(包括數(shù)據(jù)素養(yǎng)、計(jì)算思維和編程)是至關(guān)重要的。

(2)虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)指的是在計(jì)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(yàn)。在基礎(chǔ)階段，此技術(shù)采用3D圖像的形式，讓用戶通過鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行人機(jī)交互操作。如今，此應(yīng)用程序允許用戶通