创新推动教育装备发展

张仲华

摘 要 技术在教育领域加速扩散，企业应用技术的速度也在加快。他们向新技术学习，向别的创新者学习，把自己的理念、思路和产品开发出来，催生出新的应用、满足新的市场需求，推动整个产业的发展。中国教育装备展示会是一个教育装备行业企业集中展示的舞台，通过参观展会能拓展教育装备视野，获得最直接的体验和感受。

关键词 教育装备；教学仪器；VR；创新实验室；创客教育

中图分类号：G434 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）01-0007-03

1 前言

2017年中国教育装备展示会分别在福州和广州两地举办。当前，浙江省大力推进创新实验室和学科教室的装备工作，笔者参观展会的重点是相关教育装备及其参展企业。

2 企业创新力不断涌现

每次展会都是参展企业的一次盛装表演，倾情展示各种产品和应用，畅言行业趋势和理解。2017年展会上企业涌现的创新力给笔者留下深刻印象。

创新是新场景的探索 VR技术是用计算机生产三维空间，结合传感、交互、人工智能等创造一种新的人机交互体验。展会上不少企业将VR用于教学资源、实验操作、主题活动等场景，实现抽象复杂内容的可视化、形象化，增强视觉感官刺激；但是体验上存在控制不够精准，视觉易疲劳的不足。技术史证明，新技术从科学原理突破到有价值产品产生，中间需要一个较长的改进过程，也需要互补技术的出现和成熟。企业会不断探索新技术的应用场景，一旦逻辑对了，会带来前所未有的创新。如幻境科技的VR航天教学软件，仅将VR应用在火箭升空、太空行走、载人舱返回等常人无法亲身感知的环节，提供更真实、更细节的航天体验；而在宇宙星球、航天工程等知识授课，以及火箭设计、组装、吊装等实践操作上均不使用VR，避免长时观看VR造成眩晕。

创新是模仿后的超越 模仿创新是中小企业技术创新的战略选择。人们常说的“后发优势”，就是把那些已经被别人证明是好东西的技术迅速普及和产业化。如美国Infinite Z公司开发的zSpace交互设备出现在2015年展会上，它采用三维跟踪捕捉观看者视角和控制笔位置，用3D软件显示立体画面，用交互软件实现人机交互，使得用户能在三维空间内操控3D影像，提高用户的虚拟现实体验。2017年展会上，深圳的未来感知推出VoxelStation交互设备，称得上中国版的zSpace。不仅如此，企业还有一种强烈的“拿来主义”精神，在模仿跟随的基础上，挖空心思琢磨用户需求，打磨和改善产品，推出VoxelTracker交互模块，可以适配在个人电脑上实现zSpace的全部功能，大大降低用户使用的投入成本。

创新是专业化的坚守 教育装备的制造从纵向一体化转变为水平一体化，即一家企业从设计到生产都做，转变为在全球供应链中进行分工协作。如教学机器人这类电子产品，技术发展快，产品更新更快。如果企业设计和生产都做，那么当产品设计变化，就要调整生产线来配合，创新成本就太高了。Makeblock将制造问题交给代工厂去解决，自己轻装上阵，用50%的人力投入产品创新。目前，Makeblock

有超过500种机械和电子部件，每年推出新的主题套装、扩展包、编程软件和教程资源，2017年推出的无人机Airblock

和电子积木平台神经元还获得德国红点奖。它的产品给人的印象是专业、极简、品质，源自企业对产品的创新，更是一份对技术的坚守。

创新是点滴间的积累 虽然信息化教育装备在展会上引领风骚，但依然有如余姚神马、宁波凯迪、宁波中业这样一批企业在传统教育装备领域奋力前行。他们不跟风高大上的教育理念，也没有了不起的黑科技产品，创新来自实际生产经验、大量细小改进、点滴窍门积累，从而形成一套竞争对手更难复制和超越的工厂技术。工厂技术不仅存在纸面上，更是在各层员工的脑子里和协作关系中，是解决问题的关键能力，也决定了企业产业规模的扩张能力。企业根据发包任务不同，迅速重组供应链网络，精准控制从物料采购到产品交付的每一个环节，按时满足不同用户的个性化需求。

创新是用户体验的升级 全球范围的产业分工，使得像平板电视这类电子产业的各家产品在技术、品质上并无大的差别。企业想通过靠独门绝技、高超工艺打造出与众不同的产品，从而获得超额利润，变得非常困难。企业的创新是通过捕捉用户精神诉求，创建超预期的场景，打磨产品的使用体验，与用户情感形成连接。如希沃的MAXHUB交互平板，将白板书写、无线传屏、多屏互动、扫码分享、远程会议等功能整合于一体，设计上采用极简主义，如非必要，不增实体；交互上满足用户高效书写需求，保护本真的书写和擦除习惯。用户无须为一大堆数据连线烦恼，也无须在Windows和Android间来回切换，只要通过产品交互界面来感知其内在品质。

创新是教学情境的表达 人的认识是情景化和动态化的，教育装备是创设教学情境最直接、最有效的手段，也是实现新技术场景化的载体。新技术并非特指单一技术，也可能是技术的组合。企业纷纷大开脑洞，将新技术与教学场景互动起来，连接、生长、蔓延成为新物种，表达更直观的教学情境。如上海数好将计算机技术、物联网技术、CNC加工技术应用于苏州园林地方特色课程，提供全套软硬件工具和场景化模型。新情境带给学生全新的感性认识和情绪涌现，学生通过被动听课承受和主动操作实践相结合，将知识与体验相关联，促进建构知识、获得技能和提升自我价值。

创新是装备热点的追逐 校园足球、书法教育、机器人教育、创客教育是当前中小学教育装备的热点词汇，展会上有不少企业推出自己的解决方案。如校园足球方面，北京一刻的基于3D技术的足球课堂教学资源和学校训练比赛信息化管理平台，实现校园足球的数字化教学和管理；广州卓浦士采用运动检测模块、智能分析算法和数据云平台，可智能识别用户的带球、射门等多种足球运动状态，并提供全面、精准、专业的数据分析；北京体之杰用两年时间研发的足球路径产品，由颠球、运球、传球、接球、停球、带球、射门等七項足球基本功训练器组成，提升用户的实战能力。endprint

创新是装备资源的整合 教育技术飞速发展，教育改革深入推进，装备外延不断扩大，教育装备推陈出新，让大多数用户无法做出最正确的选择。企业通过对用户需求的深入洞察，通过合理、有效、人性化的产品组合，重新定义装备资源的应用意义和商业价值。如航天信息的中小学美术教学系统整合网络、服务器、数字绘画等硬件设备，美术教学、美术资源等软件应用，与国家课标、通用教材紧密相连，提供电子备课、互动教学、美术欣赏和创作、资源分发等功能，为用户欣赏美、感知美、创造美提供一体化解决方案。

3 技术创新的三个路径

每次展会都能发现一些产品的成长和创新，让人开阔眼界、启发思考。例如：深圳乐智的水下机器人KENFISH丰富了机器人的教学应用场景；Makeblock的电子积木平台神经元让创意搭建变得极其简单；广州八爪鱼的海上战舰用玻纤板代替椴木板，让船体在水中更耐用；北京梦之墨的液态金属打印机，让用户创作用材和路径更丰富。从技术角度，笔者将教育装备的创新归纳为三个路径。

叠加混合 叠加混合就是在原有产品上叠加新技术，实现产品的功能升级、性能突破，进而完成价值观层面的意义升维，构建可连接、可持续的新产品。深圳新众玩的哈米钢琴伴侣，利用光电学原理感应琴键位置变化，将信号反馈至智能终端进行分析，实现用户弹奏精准判定。传统钢琴配上哈米钢琴伴侣，保留了钢琴的音色和手感，让初学者养成良好音感和习惯，又具备智能电钢琴具有的感应、纠错、指示、分析、评价等功能，实现鱼与熊掌兼得。

苏州三纬立体的全彩3D打印机，将喷墨技术与热熔解积层技术相结合，用CMYK彩色微滴混合后，喷射到PLA线材上，在所有打印积层中实现高精度彩色喷绘。这意味着高达1600万色的全彩色阶，以非常经济的方式喷绘在3D打印模型的任意位置，让每个人的创意作品焕发光彩。

垂直混合 垂直混合是自身持续的内容联想机制，在技术纵深路径上以内容间的碰撞，激发持续的创造意义。深圳盛思近年来基于Arduino开源电子原型平台和Scratch图形化编程工具，在创客教育领域推出一系列产品。从最初的物联网模块、传感模块、制作加工工具等持续改进和创新，衍生出用于学习图形化编程及电子硬件知识的可编程创客实验箱，用于创意作品制作的可编程电子积木类乐动魔盒和乐动魔块，用于开展机器人教学和活动的可编程桌面机器人，用于生物、化学、物理实验的可编程数字化实验套装。通过对技术及其应用的深入挖掘，从原来单一的产品可以演化出一系列产品，从服务创客教育拓展到科学、信息技术、综合实践等多学科，连接更多的场景和用户，最终发展为社群。

平行混合 平行混合就是产品间相互渗透、融合形成新的价值点，这个新价值点是用户心智的第一性，带来独占性的定价权。新知数媒的美丽化学，运用摄影的语言，以纪录片式的形式展现化学实验中的神奇和美丽，挖掘出数码摄影设备和化学教学仪器相互作用下的价值点。要制作高品质的化学实验视频，首先，要有先进的数码设备，包括全幅数码相机、微距镜头、数码显微镜、高清摄像机、延时控制器和LED平板光源等；其次，要合理应用显微、微

距、热成像、高速、延时等不同的摄影技术；再次，要用合适的实验装置以及拍摄位置和角度；最后，需要反复尝试，直到找到最佳的实验环境和条件。

以金属置换实验为例，溶液浓度会对金属晶体的外形有很大影响。金属晶体生长方向的不可预见性会影响画面的捕捉，拍摄视角的改变会产生完全不同的视觉效果。美丽化学向人展示，化学是一门创造物质的学科，化学的美不仅是视觉的满足和享受，更是对知识的探寻和思考。

4 创新与教育共同生长

中国教育装备领域正在经历一场消费升级。从表现看，消费升级是用户可支配的资金多了，可以花更多的钱买更好的产品，要求产品的品质提升、品牌提升、体验提升等；从本质上看，消费升级的背后是技术进步，技术推动着用户的需求更新和未来展望。

新产品生长要适应环境 每件创新产品的产生，就如同一个新物种、新生命，它的长大、蔓延、连接离不开它生长的土壤，以及如何适应周围的环境。土壤来自用户的需求，来自用户的感受，是创新的逻辑起点。适应环境是指采用最优的技术、方法或措施，以及研判市场的发展、同行的竞争和用户的心智。

随着新课程改革的实施和不断推进，教育装备工作从教材为中心向学生为中心转变，产品从标准化配置向特色化配置转变。互联网时代，用户通过信息技术掌握了信息的主动权，对产品有了比较、选择和鉴别能力，会选择更有用、更易用、更耐用的产品，也会排斥与自身心智不相符的产品。中国不同地域间存在装备理念、经费投入、市场需求和用户水平的差异，导致同一件产品在不同地域可能会碰到不同的境遇。创新得过早或过晚都可能留下遗憾。

用户需求决定产品创新 展会上有些创新产品被大家叫好又叫座，有些却被大家走过路过，还被留下一个秀技术的标签。企业介绍新产品时，大多是说：“它的功能非常多，性能非常强，使用非常便利。”这种营销方式只是告诉用户“我企业是做什么的，新产品有什么特点，实现什么效果”，很少有企业说“我们为什么存在，为什么生产不一样的产品，用来解决什么样的问题”。企业应认真思考创新的本源——产品的目的和价值；思考创新的技术路径——是否将技术大材小用；思考创新的成效——是否解决教学需求。市场在施展“物竞天择，适者生存”的力量，企业提供的产品应是与教育教学相匹配、与用户内心需求相逼近，而不是自己自鸣得意的作品。

技术演进提升用户认知 技术演进的方向就是提高效率，降低成本，对教育装备来说也不例外。教育装备的创新就是要提高教学质量和学生学习效率，降低使用成本、时间成本和人力成本。如数字化实验仪器、开源电子模块、教学机器人等一批现象直观、效果明显、操作便利的教育装备，被越来越多的用户所接受，逐步引发教育教学方式的变革。

当有些人在嘲笑技术、嘲笑企业创新的时候，一定要小心，它们一开始可能会败，而当企业将技术场景化，通过产品迭代提升用户体验，抢占用户心智，人们会发现技术卷土重来的力量比想象更强大，技术正在教育用户的认知，进而改变用户行为和习惯。就像班级多媒体设备一样，让用户提高工作效率且容易上手，连接更多人到这个应用里，形成巨大的市场效益。

创新是企业发展最好的捷径。人类历史已多次证明，一部分人利用好新事物，有了更好的发展；另一部分人对新事物看不起、看不惯，越来越跟不上时代。世界就这样不公平，它不淘汰新人，也不淘汰老人，只淘汰站着不和它玩儿的人。

精彩值得记录，创新值得回味，讓我们期待2018年的中国教育装备展示会。endprint