新技术创新促进教育与学习:地平线项目研究启示

程云 王艳丽 童三红

【摘要】地平线项目是新媒体联盟(NMC)于2002年启动，以新兴信息技术进入教育主流性应用的潜能作为主要评估标准，开展持续而系列化的质性研究，以年度报告的形式发布研究成果。文章通过认真研读《2011地平线报告》的核心内容，概述了报告提出的六种新兴技术、四个关键趋势及重要挑战，并对近年来地平线报告发布的新技术特点与趋势进行了分析，从非正式学习的发展、未来教育所面临的挑战以及技术发展的融合与技术观角度讨论了地平线报告带给我们的启示。

【关键词】地平线项目；地平线报告；新技术；趋势；挑战

【中图分类号】G40－057【文献标识码】A【论文编号】1009－8097(2012)03－0022－05

一、地平线项目简介

新媒体联盟(NMC：NewMediaConsortium)是由全球近300个来自美国、加拿大、澳大利亚、亚洲等国家和地区的高校、博物馆、学习中心、基金会等领先学习机构组成的非营利性研究机构，致力于促进信息技术在教育(尤其是高等教育)中的研究和运用。2002年，新媒体联盟启动地平线项目，以新兴信息技术进入教育主流性应用的潜能作为主要评估标准，开展持续而系列化的质性研究，以年度报告的形式向学习机构提出关于新兴技术、关键趋势和重要挑战等方面的研究分析，并力求实现研究和实践的互动。因此，每年的《地平线报告》都集中了全球相关领域的专家和成员的集体智慧，是一系列高质量和富有前瞻性的研究成果，对于我们认识新兴的信息技术和实践对全球教育教学的影响和挑战具有非常大的借鉴意义。

二、2011年《地平线报告》的主要内容

1.技术展望

2011年地平线报告的技术展望部分确定了六种最典型的新兴技术或实践，按照近期(一年内)、中期(二至三年内)、远期(四至五年内)三个时间段呈现，这预示着它们将在教育、学习或创新性探究中得到主流应用大概所需的时间。

(1)电子图书(Electronicbooks，近期)。电子图书在近年来发展非常迅速，凭借其比印刷书籍更便捷、容量大等特点迅速在图书消费市场占领重要地位，成为人们获取信息和资源的另一种可行的和简易的选择。电子图书最有吸引力的地方在于它们能够实现一种新型的基于多媒体和协作元素、丰富的视觉界面等的阅读体验，这使电子图书成为一种潜在的革命性技术，正在改变着我们传统的阅读观。

电子图书在教育中的应用也越来越广泛，而且有可能真正改变教育实践。如校园里学生利用移动设备快速获取电子教学内容和辅助资料。越来越多的学术期刊也以电子形式出现。令人兴奋的是更先进的电子图书形式也即将会出现一一它们将支持自主的和互动的学习体验、便于探究、协同工作、多模式身临其境的活动以及其他深入学习的方法。

(2)移动技术(Mobiles，近期)。移动技术作为支持教学与学习的新兴技术，可以使人们随时随地获取到信息、社会网络和学习工具从而提高学习效率。如智能手机、平板电脑等不仅可以随身携带，而且在需要时随时可以快速上网，进行邮件浏览、聊天、网页浏览、阅读、看视频以及使用一些特殊程序处理工作问题。目前越来越多的人使用移动设备作为访问网络资源的首选。

移动技术的教育应用也在全世界各个领域广泛地开展。如在欧柏林学院，教师在课程教学中使用iPads并评估其潜在用途。文化遗产组织和博物馆也开始采用移动技术对观众进行一些教育活动和加强联系。移动技术还可以使一些非常简单的工具很容易地融入到课堂教学活动中，而不需要信息技术的投入和辅助人员的参加。总之，移动技术的影响正在遍布全球的每一个地方，越来越多的人比以往任何时候都能强烈感受到这种影响。

(3)增强现实(AugmentedReality，中期)。增强现实(AR)是指在正常世界的一个视图或表现形式上信息的层叠，为用户提供能够以令人信服的直观的方式访问基于位置的信息。各种形式的增强现实，从最初的头戴式显示器开始，到现在越来越多的带宽和智能手机的采用，以及AR浏览器应用程序的迅速扩散，使得增强现实从处于图形和可视化技术边缘的技术演变为在该技术领域日益重要的技术。

增强现实在教育中最有前景的一方面是它可以用于创建视觉的和高度互动的学习形式，允许数据覆盖到现实世界，就如模拟动态过程一样容易。AR的第二个关键特性是它能够响应用户输入，这种互动性为学习和评估带来巨大潜力。此外，AR与情境学习紧密相关，如通过体验层的添加，学生能找到真实生活与教育的联系，AR也可以促进学生在不同情境中的学习迁移能力。最后，依托于移动设备的AR技术充分利用了移动技术的优势，能促进更深入的学习，使正式学习与非正式学习的界限变得模糊，反过来又有助于学习生态的演变使之超越教育机构。总之，随着研究者不断对增强现实模拟、游戏、文本和情境性信息开发等进行实验，未来现实增强技术将会在高等教育领域不断扩展。

(4)游戏化学习(Game－BasedLearning，中期)。研究和经验表明，游戏可以有效地应用于多种学习情境中，并且具有比其他工具和途径不可比拟的优势吸引学生的参与。游戏化学习作为一种寓教于乐的学习方式，引起了人们极大的兴趣和关注。目前，开发者和研究人员正在研究游戏化学习的各个方面，包括目标导向的游戏、社会游戏环境、易于创建和玩的非数字化游戏、改善团队和群组技能的商业游戏以及专门为教育开发的游戏，即教育游戏。

游戏对促进学习最大的作用和潜能在于它们能提高学生的合作、问题解决和程序性思维的能力。在高等教育领域，游戏与教育的相互融合通常可以采取两种做法。第一，游戏本身具有重大意义，因为它作为一种具有成果的概念性实践，能使学生获得特别是在信息为基础的文化中所需的技能。因此，倡导者们认为在游戏中玩家处理问题和表明立场都有助于他们决策、创新和问题解决能力的提高。第二是发现具体的游戏内容与可融合的课程内容之间的相关性，帮助学生以一种创新的方式学习材料，因此与特定课程内容相关的游戏能使学生从一个全新的视觉理解材料，并有可能使他们以更为复杂和细致的方式参与到课程内容中。总之，开放式的、具有挑战性的、真正的协作化游戏对于改革高等教育具有巨大的潜力，对学生的研究、写作、合作、问题解决、公共演讲、领导力、数字素养和媒体制作等能力都有很好的作用。

(5)基于手势的计算(gesture－basedcomputing，远期)。基于手势的计算就是从通过鼠标和键盘控制计算机到凭借新的输入设备通过身体动作来控制计算机。手势界面可以让用户方便地实现一些用鼠标难于控制的精确操作，基于手势的计算正在从物理上和机械上改变人们与计算机交互的方式。

基于手势的计算在文件浏览、游戏方面和培训模拟操作方面等具有很大的作用，在教育和学习中也有很大的潜力，因为学生将能够以新的方式与思想和信息进行交互，而教师能以新的方式进行思想传播。它为学习者之间的接触、交互

和协作开辟了前所未有的途径。

(6)学习分析(Learninganalytics，远期)。学习分析指的是对大量来自于学生并代表学生的数据进行解释以评估他们的学业进步，预测未来的表现，并发现潜在的问题。学习分析方便地结合各种数据收集工具与分析技术，如在由谷歌分析和其他类似工具所产生的各种信息的基础上，充分调动数据挖掘工具在学习服务和接收由动态学习环境所产生的复杂、多样和海量的信息方面的强大能力，以此来研究学生的参与、表现和在实践中的进步，其目的是知道学生学到什么以及时地修订课程、教学和评价，使教师和学校根据每个学生的需求和能力水平量身定制教育机会。

学习分析不仅仅着眼于学生的表现，也可以用来评估课程、项目和机构，有助于学校现有的评价工作，帮助提供更深入的分析，或者以一种更激进的方式改革教育。学生自己也可以运用学习分析创造更多的机会将正式的和非正式的学习活动进行整合。学习分析在高等教育中的应用主要集中在识别高危学生，然后对这类学生加以重视以避免他们在特定课程中的失败。通过提供实时信息，学习分析也能支持即时修改，为教师提供更加流畅和开放的课程模式建议。总之，在如何更好地处理数据的爆炸式增长和数据解释方面，学习分析为我们提供了一个方向，如果能够成熟地应用并结合当代学习实践的先进理论，学习分析在提高教学、学习和评估中将会具有相当大的潜力。

2.关键趋势

报告提出2011年至2015年将影响教学、学习和创造性探究实践的新兴技术或应用的关键趋势包括以下四个方面。

趋势之一：互联网上有大量易于获取的资源和强大的人际关系，日益挑战着我们作为意义构建、辅导训练以及资格认证的教育者的地位。

趋势之二：人们期待能随时随地开展工作、学习和研究。移动技术更加促进了这种趋势，因特网日益增加的可获得性满足了人们接入网络的期望。

趋势之三：工作领域日益协作化，使我们不得不反思如何更好地组织学生项目。孤立的案头工作的日子正在消失，取而代之的是小组积极共同工作模式，共同处理那些由单个工作人员无法独自解决的非常深远的或复杂的问题。

趋势之四：我们使用的技术越来越以“云”为基础，信息技术支持的观念正在去中心化。当我们借助于移动应用程序来快速获取大量资源和完成曾经在台式机上执行的任务时，把数据和服务移到“云”上就很有意义了。

3.重要挑战

地平线专家委员会专家经研究确定学习机构和教育社区将面临以下四个方面的重要挑战：

数字媒体素养正成为各学科和专业中越来越重要的技能。虽然数字媒体素养对于现在的学生至关重要这一观点已经达成了普遍共识，但是数字素养究竟包括哪些技能却仍然没有得到精确的定义，与数字媒体素养相关的课程教授和将媒体素养技能融合到学生课程作业中的努力也进展缓慢。

适合的评价标准滞后于新形式的学术创作、出版和研究的出现。越来越多的教育人员尝试使用电子书、博客、多媒体作品、网络艺术及其它形式表达自己，但是我们却难以按照传统的评价标准对这些新作品形式进行评估和分类。

经济压力和新的教育模式对传统的大学模式提出了前所未有的竞争。提供高品质的服务和控制成本的双重挑战继续迫使机构寻求创造性的解决方案。

如何紧跟信息、软件工具和设备高速增长的步伐对学生和教师来说都具有挑战性。

三、历年来地平线报告的技术特点与趋势分析

1.历年来地平线报告技术特点分析

根据近几年来的地平线年度报告中发布的新兴技术和实践，可以观察到地平线系列研究报告中列举的每一项新兴技术和实践在当时都是全世界无数创新型组织关注的焦点，在人们的学习、工作和生活中有着非常大的影响，而且有可能在近五年内进入教育和学习领域，成为人们教学、学习和创新型探究的主流性应用技术。这些技术非常丰富，集中了多个关注角度，如移动技术、智能化人机交互、基于技术的知识生成和资源共享、教育游戏、基于网络的个体互联、三维计算和虚拟现实、资源的个性化创建方式和数据的“泛在聚合”与分析，同时很多技术之间又有着广泛的内在联系，出现了同一种技术随着时间的推移在不断深入发展、关注点不断扩展、应用领域不断扩大的情况。我们将这些技术按照其关注角度和出现频率进行了归类，总结出近年来技术发展的特点，主要集中在以下几个方面，如表1所示。

(1)基于技术的知识生成和资源共享方面的相关技术，是这七年来关注度最高的领域，尤其是在2007－2010年期间发展非常迅速，充分体现了Web2.0时代用户参与、知识大众化生成、社会互动、开放等核心特点。包括知识的获取技术，如智能搜索引擎技术、语义网应用可采取开发自然语言搜索引擎的方式，提高教育和学术研究信息获取的精确度、提高信息相关度、过滤冗余信息。知识呈现技术，如新一代出版技术、电子图书等带给人们一种新型的基于多媒体和协作元素、丰富的视觉界面的阅读体验，协作型网站和个性化网站既能在线地即时生成、发表、管理和共享学习者的个性化知识，又能方便地建立基于网络的社会化协作环境，为个性化的自主学习提供全方位支持和交互。内容聚合、集体智慧和开源资源、开放内容等知识共享技术，都在践行着一种教育理念，即知识无国界，学习和学术资源的共享和再利用能造福全人类社会。资源共享和开放正在迅速推动着教育资源和教育过程发生巨大变化，而开放内容的核心是要充分利用Intemet这个集体知识和智慧的全球传播平台，并且设计学习经验以最大限度地发挥其价值。

(2)移动技术是过去六年来持续关注的领域，从提出利用移动电话提供资源和服务开始，到移动技术的快速发展，移动通讯网、无线网络在城乡的覆盖面越来越广，其人际联系、获取信息及各种功能迅速扩展，各种移动终端的出现和价格的下降使移动技术更快地普及到社会的各个领域，2009年移动技术已经可以完成一些原本必须在电脑上完成的作业任务，而2010年报告将移动计算放在近期，是强调可能利用移动设备完成更多广泛的活动，2011年移动技术仍然位列近期，是因为越来越多的人利用移动设备作为获取网络资源的首选。移动技术和无线数据网络的不断发展，能支持更快的网络连接和更高的带宽吞吐量，而即将到来的4G网络能保障最快的速度，各种移动终端如手机、iPads、笔记本和市场上已出现的4G设备能让更多用户方便、快捷地、随时随地地获取网络资源，为终身学习提供了新的机遇和挑战。

(3)游戏化学习作为一种新型的教育方式，其发展阶段主要经过蓬勃兴起、理智反思、重新回归三个阶段。2005年地平线报告中首次提出教育游戏，把它作为技术和教育结合的切入点，寄予深切期望，在2006年的报告中同样列出教育游戏，认为它将会对教育和学习产生深刻影响。然而由于技术、教育理论和实践等各方面原因，真正切合教育需求的教育游戏开发比较困难，教育游戏在教育教学中的应用也面临

着不少的障碍，因此在2007年列为远期技术后，随后的两年里进入了一个反思期，2011年重新提出游戏化学习是对所有年龄段学生的学习都有成效的一种学习方式，能有效地提高学生的协作能力、问题解决和和沟通能力，而这些能力正是2010年美国国家教育技术规划中提出的美国学生应该具备的21世纪能力。随着游戏技术本身的快速发展，人们对游戏化学习仍然寄予厚望，希望能够借助游戏的特点，创建更加富有吸引力的学习环境，从而更好地提高学习效率，游戏化学习一定会有光明的未来。

(4)近年来数据的爆炸式增长为我们获得海量信息提供了机会，但也使人们准确获取所需数据的难度增加不少。数据收集和编译己不再是繁琐的手工工艺，用来分析、解释和显示数据的工具也日趋成熟，在很多学科中得到应用。数据分析现在对非统计和工程专业的人员来说已经相对简单很多，可视化数据分析可以非常形象直观地阐释数据的趋势、表示数据间的关系和因果，而学习分析可以帮助我们理解复杂的学习过程和学习行为，在促进教学、学习和评估方面将会具有相当大的发展潜力。

(5)三维计算技术和智能化人机交互技术每一年都是最前沿、最先进技术的发展领域，一般都处在远期，在教育中的应用尚需较长时间。但是近年来出现的增强现实技术，作为一种能够把虚拟物体与真实环境紧密结合起来，以增强人们对真实环境的理解与体验的技术，在很多方面具有比虚拟现实技术更加明显的优势，被人们称为“更真实的现实”，在社会各领域中发展迅速。而随着苹果的iPhone和iPad等数码产品越来越普及化大众化，越来越多的用户能体验到基于手势的计算技术作为一种新的人机交互方式，使人与计算设备的交互更加的直观和具体形象化，这不仅代表着一种先进的用户界面设计潮流，对于新一代的“数字土著”们，也代表着一种新形式的交互、表达、活动和学习方式的到来。

2.地平线报告的趋势与挑战分析

我们对2010年和2011年地平线报告中的关键趋势与主要挑战部分的内容进行关键词提取和对比，发现近两年的四大主要趋势几乎一致，主要强调互联网对教育者地位的挑战、移动学习、云计算和协作性四个方面，也反映了新兴技术在支持学生学习方面所具有的移动性、互联性、协作性和服务性。在教育机构和社区所面临的主要挑战方面，如何培养学生的数字媒体素养、新的评价标准的制定和应用以及传统大学、学院的作用和角色转变问题是近两年来共同的挑战，也是现在各教育机构、学术机构需要继续努力解决的问题。至于信息、软件工具和设备的快速发展是由信息社会信息和技术快速更新而产生的，对于我们每个人都是很大的挑战。

四、启示

教育技术领域是一个与技术发展紧密相关的领域，地平线项目的研究成果所揭示的新兴技术和创新对于教育界工作人员制定教育发展规划、开阔技术视野、理性认识技术的教育应用潜能和局限性等方面具有借鉴和启示意义。

1.以移动学习、游戏化学习等形式为代表的非正式学习将会在未来的教育和学习领域占据越来越重要的地位。“非正式学习”是相对正规学校教育或继续教育而言的，指在工作、生活、社交等非正式学习时间和地点接受新知的学习形式，主要指做中学、玩中学、游中学，如沙龙、读书、聚会、打球等。学习者通过博客、虚拟学社、CSCL、移动学习网站、电子图书馆、电子博物馆甚至教育游戏等非正式途径获得学习知识，将更能符合学习者个性化学习的需求。以移动学习为例，目前人类社会已跨入移动时代，移动终端科技和互联网的普及使人们期待能随时随地开展工作、学习和研究的愿望正在实现，移动学习和泛在学习将成为信息化教学的新趋势，目标是创造让学生随时随地、利用任何终端进行学习的教育环境。如何有效支持学习者的各种非正式学习成为教育机构和教师需要思考和解决的问题。

2.未来的学校教育将面临着数字化环境、人员角色转变、教育模式转变等多方面的挑战，以技术和需求为驱动的远程教育领域更是面临着技术革新带来的多重挑战。未来的数字化学习环境将表现出以下特点：一是虚拟现实或增强现实技术的使用可以精心设计接近真实的情境，为学习者提供情境学习的环境，促使学习者顺利地完成意义建构；二是由于人机交互方式更加的智能化、随意化、社会化和个性化，大大促进了师生交互、人机交互，可以实现高度互动的学习形式；三是内容开放和知识共享的实践不断发展，海量优质教育资源的方便获取将挑战着传统的教材、资源和教师的地位；四是社会化网络、个性化网站和Web2.0技术下产生的Facebook、Flickr等，加速了个体之间便捷地联系、交流、共享和协助，支持学习者的个性化学习和协作化学习将成为学习环境设计的重要方面。五是正式的学习环境与各种非正式的学习环境要逐渐地过渡融合，共同为学习者的学习提供支持和服务。

3.各种新兴技术之间的融合趋势增强，其在教育领域的应用越来越呈现出综合化特点。以近年来表现最为突出的移动技术为例，移动技术体现了几种适于教育应用技术的融合，包括电子图书阅读器、注释工具、用于创建和组成的应用程序和社交网络工具等几种技术的融合。借助于手机、笔记本等移动设备，学习者可以随时随地进行学习和研究，甚至是进行社会游戏，因此电子图书由于移动阅读器的普遍而越来越紧密地融入人们的生活，游戏化学习也将由于移动设备的无处不在性成为越来越普遍的学习方式。基于手势的计算技术也运用在各种移动设备上，采用简单而直观的手势交互的游戏和设备将会继续出现。现实增强技术也可以充分依托于移动设备，创造一种虚拟、真实、移动、交互的学习形式，如ShootAR就是由未来现实游戏公司(FutureRealityGamesCompany)开发的一款基于增强现实技术、面向智能手机用户的游戏产品。当多种具有美好潜在应用前景的技术携手走进学习和教育场景之中时，我们要冷静地思考如何从问题解决的实际需求出发，从技术所面向和服务的客户的特点及需求出发，适应性地设计技术、定制技术乃至发明新的技术，实现技术特点和教育应用需求相结合的教育过程的流程再造，这才是技术支持下的学习应该具有的实践观。

五、结束语

地平线项目并不是新技术预测工具，但它列举出的这些代表性技术，将会成为教育、学习和创造性探究领域相当有潜力的新兴技术，因而受到全世界教育界的关注。本文通过研读2011年地平线项目报告，揭示近年来发展迅猛的新兴技术和创新及其对教育和学习的启示，期望教育人员都能正确认识新技术的发展及其教育应用，以更好地适应21世纪的学习型社会。