《新媒体联盟地平线报告:2017年基础教育版》对我国基础教育的启示

张坤颖

(淮北师范大学教育学院，安徽淮北　235000)

一、地平线报告概述

快速发展的信息技术和迅速兴起的移动技术，改变着我们的生活，也改变着我们的方方面面。各类新技术正逐渐渗透到基础教育各个领域，并对基础教育产生重要影响。未来五年基础教育机构发展面临形势如何？促进基础教育机构的变革有哪些趋势和技术前瞻？教师将面临何种挑战？如何才能有效应对这些困难和挑战？2017年8月最新发布的《新媒体联盟地平线报告：2017基础教育版》(NMC Horizon Report：2017 K-12-Edition)(以下简称《报告》)对以上关注的问题进行了分析解答[1]。

《地平线报告》(Horizon Report)是由国际性非盈利组织--新媒体联盟(NMC)开发的定性研究项目，项目研究小组由数百名图书馆、教育、技术及其他领域的专业人士组成，以新兴技术应用为核心，通过采用德尔菲法(Delhi)等研究方法对新技术应用趋势开展质性研究评估，并以年度报告的方式介绍项目研究成果[2]。作为世界范围内针对新兴技术发展趋势最具影响力的跟踪性探究之一的研究机构，《地平线报告》受到全球信息技术和教育技术领域的广泛关注。

《报告》核心内容是对未来五年全球视域内基础教育领域的新技术应用进行分析和预判，并从基础教育机构采用新技术的短期、中期和长期趋势，新技术应用中可能面临的可解决挑战、困难的挑战和严峻的挑战，以及图书馆未来采用的重要技术等内容深入论述(如图1所示)。深度解读和分析《报告》，能及时掌握基础教育机构新技术应用的发展现状与前景，对各种趋势和挑战做出判断与预测，为深刻了解信息时代基础教育机构发展趋势提供有益借鉴，促进教育机构更好地应对新技术的机遇与挑战。

图1　《报告》核心内容框架图

二 、《报告》对基础教育机构采用新技术的关键趋势预测

1 长期发展趋势

“长期发展趋势”意味着将在未来5年或更多年限内的重要前瞻，该模块注重“推动文化创新”和“深度学习方法”。

(1)推动文化创新：学校越来越被视为是一种推动创新和创业的工具。这一趋势的重点已经从理解探索新思想的价值转变为在不同类型学校中实现它。“将创业融入高等教育行动”进一步表明学校可以为学生和教育者配备所需的工具以激发其真正的进步。为应对此趋势，基础教育必须转变其现状，将失败视为学习过程中的一个重要环节；学校必须慎重评估课程，改变评估方式，以消除限制新思想发展的障碍。

(2)深度学习方法：威廉和弗洛拉·休利特基金会称基础教育越来越重视深度学习方法，学生通过批判性思维、解决问题、协作和自我导向掌握学习内容。从被动学习转为主动学习的教学方法使得学生能够从新信息中获取想法，并且能够掌控参与某一议题的方式。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询问的学习，鼓励创造性地解决问题并积极实施解决方案[4]。

2 中期发展趋势

“中期发展趋势”是指将在3-5年内作为决策制定的重要因素，该模块重点关注“日益注重学习测量”和“重新设计学习空间”。

(1)日益注重学习测量：这一趋势描述了对评估的关注以及教育工作者用于评估、测量和记录学习准备、学习进度、技能获取以及学生其他教育需求的各种方法和工具。不管是数据采掘软件的迅速传播，在线教育、移动学习以及学习管理系统的发展，还是在线和混合课程设计的应用，学习数据的描绘和学生行为的揭示均可帮助其取得进步和具体的学习成果[5]。

(2)重新设计学习空间：以教师为中心的传统教育方法正逐渐向以学生为中心的教学法转变，新的课堂设计方式验证了这一转变。建筑和空间规划方面的创新思维也正在影响着新学校基础设施的可持续设计和建设，这些基础设施可能会对课堂实践和学生学习产生重要影响[6]。

3 短期发展趋势

“短期发展趋势”是指当前已应用或者正在推进的技术的应用，在未来1-2年内很可能继续发挥重要作用，该模块重点关注“将编码视为一种素养能力”和“STEAM学习的兴起”。

(1)将编码视为一种素养能力：编码是指一套计算机能够理解的规则且能够取代多种语言，如HTML、JavaScript和PHP等。许多教育者将编码视为一种激发计算机式思维的方式，并将编码纳入学校基础教育课程中。学生可以通过协作设计网站来开发教育游戏和应用程序，并通过对新产品进行建模和原型设计来解决挑战；Raspberry PI、Scratch 和 LegoNXT 等易于操作的工具的涌现也增加了学生学习代码的容易度。

(2)STEAM学习的兴起：近年来，随着人们和学校对STEM(科学、技术、工程和数学的课程和项目发展)学习的重视，教育领导者们认为需要一种更加平衡的课程，将诸如艺术、设计和人文这些学科与科学相融合。这一理念促进了STEAM学习运动，其中“A”代表“艺术+”。STEAM Education教育公司指出，技术使用并不仅仅与科学和工程的进步相关；STEAM教育能够让学生融入到多元跨学科的学习环境中，重视人文和艺术活动，同时打破传统意义上不同班级和科目之间存在的障碍[7]。

三、《报告》对新技术应用过程中面临的挑战剖析

1 可解决的挑战

“可解决的挑战”是指已得到广泛理解，并知晓解决方法的挑战。该模块重点关注“实景学习体验”和“提升数字媒介素养能力”。

(1)实景学习体验：实景学习体验可以让学生近距离地接触现实世界存在的各种问题和工作环境，但这种学习体验仍未在学校盛行。实景学习的倡导者强调元认知反思和自我认知作为基石的重要性。越来越多的学校已经开始通过与更广泛的社区建立联系，来缩小学术知识与实际应用之间的差距；通过与当地组织积极协作，学生可以体验到在学校外面等待着他们的未来。

(2)提升数字媒介素养能力：数字媒介素养除了使人们能够获取孤立的技术技能，更能使其深入了解数字环境，以便直观地适应新环境并与他人协同创作。学校负责培养学生的数字公民资格，确保其能够掌握如何负责任且合理地使用技术，包括在线交流礼仪、混合式和在线学习环境下的数字权利和责任等。这一能力正在影响着课程设计、专业发展以及面向学生的服务和资源。由于受到包括数字媒介素养在内的众多因素的影响，学校领导人正面临巨大挑战，他们很难在学校范围内得到民意拥护并支持所有利益相关方培养这些能力。有机制框架正帮助学校评估在职员工的能力，以确定增长领域，并制定战略以实践数字媒介素养[8]。

2 有难度的挑战

“有难度的挑战”是指已初步得到理解，但实施起来却并不容易的挑战。该模块重点关注“重塑教师角色”和“培养复合思维”。

(1)重塑教师角色：人们越来越期望教师能够熟练掌握各种基于技术的方法，从而可以有效传递学习内容、支持学生的学习和进行评估。教师的主要职责正从提供专家级知识转向构建学习环境，以帮助学生获取创新性探究和数字媒介素养等技能的同时，扮演导师与顾问的角色，为学生提供机会探索其学习轨迹。这些不断变化的期望正在改变着教师持续从事职业发展的方式，其中大部分涉及社交媒体、与校内外其他教育工作者的合作，以及在线工具和资源。职前教师培训计划同样面临挑战，除专业要求外还需具备数字媒介能力以确保课堂教学[9]。

(2)培养复合思维：“复合思维”是指理解事物复杂性的能力，是一种需要理解系统如何工作来解决问题的技能，可与“计算思维”进行互换。对于学习者来说，通过复合思维学会如何运用抽象和分解方法处理复杂任务，以及如何运用启发式理性思维解决复杂问题，至关重要。孤立掌握复合思维的模式往往难以奏效，须掌握一定的沟通技巧才能使复合思维的应用具有真正的意义。由于编程教学将深奥的计算机科学知识与人的创新和问题解决能力相结合，因此越来越多人将编程教学视为培养学生复合思维的一种方式。

3 严峻的挑战

“严峻的挑战”，是指那些复杂的难以定义和难以解决的挑战。该模块重点关注“成就差距”和“通过领导力变革维持创新”。

(1)成就差距：成就差距是指一种可以观察到的不同学生群体之间的学业表现差距，这些差距反映在不同社会经济地位、种族、民族或性别方面。同伴压力、学生追踪、负面成见和测试偏见等环境因素正在拉大这种差距。学校使用各种成功标准来确定学习期望，包括成绩、标准考试分数和完成率，从而在个人和集体层面上对学生的表现进行比较。在确认表现较差的学生和学生人数方面，自适应和个性化学习技术能够帮助教育工作者和领导者了解具体促成因素，并实现和扩大有针对性的干预方法和参与策略，以缩小学生之间的差距。

(2)通过领导力变革维持创新：在制定一项新计划时，长期成功的可持续性是一个重要的考虑因素，尤其是在外部因素诸如资金和领导层容易发生变化时。例如，领导职位空缺或过渡都可能导致项目延误，或阻碍计划的开展，从而导致学生的需求无法得到有效满足。因此，地区和学校必须确定成功的策略，以便在管理的过渡期继续进行创新。

四、《报告》对基础教育机构新技术应用发展的分析

1 在未来1年或更少时间内有望实现“创客空间”和“机器人技术”

(1)创客空间：通过翻新或改造教室，提供所需的工具和学习经验来帮助学生实施自己的想法，创客空间旨在吸引所有年龄段的学生，并在开放的基础上进行实验、迭代和创造。随着越来越多的学生有机会接触到3D打印机、机器人技术和基于网络的3D建模程序等工具，创意、设计和工程正走向教育的最前沿。将创客空间应用到教育领域的倡导者强调，通过动手设计、建造和迭代，有利于使学习者参与到创造性的高阶问题解决中[10]。

(2)机器人技术：机器人技术是指机器人的设计和应用，而机器人则是能够完成一系列任务的自动化机器。预计到2020年，全球机器人数量将会翻一番达到四百万。在基础教育领域，机器人技术程序着重于外展工作，即将机器人技术和编程推广为跨学科的STEM学习，从而使得学生可以更好地解决21世纪存在的问题。而一些患有自闭症谱系障碍的学生与机器人相处会感到更加轻松，这将有助于培养其社交能力、口头表达能力和非言语技能[11]。

2 在未来2-3年内有望实现“学习分析”和“虚拟现实”

(1)学习分析：大数据，即反映不同人群行为和行动的大量数据。在教育领域，数据采掘早已投入应用，以帮助表现欠佳的学生、促进个性化学习和开创灵活的学习途径。随着学校对大数据的使用和分析越来越熟练，他们可以做出更明智的决策以反映学习者的真实需求。对于教师和学生来说，了解如何使用新的数据工具和分析技能，包括数据素养、计算思维和编码能力，对促进大数据的理解和使用至关重要[12]。

(2)虚拟现实：虚拟现实(VR)是指计算机生成的环境，可以模拟人/物体的物理存在以及现实的感官体验。在基础层面上，这种技术采用3D图像的形式，用户可通过鼠标和键盘进行交互与操纵，甚至是通过手势和触觉设备更真实地“感觉”所显示的物体。随着图形硬件、CAD软件和头戴式3D显示器的出现，VR越来越受到人们欢迎，尤其是在视频游戏中。在基础教育领域，VR意义重大，由于游戏和自然用户界面都是在课堂上寻找应用程序，故VR可使学习模拟更加真实[13]。

3 在未来4-5年里“人工智能”和“物联网”期望得到较大发展

(1)人工智能：人工智能允许计算机模拟人类知觉、学习和决策的知识工程，其基础是获取各种信息集之间的类别、属性和关系。神经网络是人工智能研究的一个重要领域，能够通过语音识别和自然语言处理使得用户界面更加自然，从而实现一种类似于人与人之间互动的人机互动效果。在基础教育领域，随着底层技术的不断发展，人工智能可能通过更直观地回应学生并与其互动，从而改进在线学习、自适应学习软件和模拟过程[14]。

(2)物联网：物联网能够通过可以利用网络传输信息的处理器或嵌入式传感器，将具有计算能力的物体连接起来。这些连接允许远程管理、状态监视、追踪和警报。物联网可能会帮助学校降低成本，更有效地利用学生数据，并为学生提供相关工具，从而帮助他们想出新的解决方案以应对现实世界中的问题。地方政府和学校正应用物联网的功能，如连接的设备可生成学生学习和活动的数据，从而传达课堂教学和学校计划的方向。随着越来越多的智能设备应用到学校，学校也正在检测其对隐私和安全性的影响。

五、《报告》对我国基础教育的启示

《报告》着眼于未来5年内基础教育机构具有广阔前景的发展趋势和领域，核心内容是新兴技术的开发和应用对基础教育机构发展进程的影响，基于《报告》的体例、内容对国内基础教育机构发展现状进行重新审视，不仅是解读《报告》的应有之义，更是未来基础教育机构能否积极应对技术创新挑战、实现转型突破的有效途径，对于破解国内基础教育机构存在的战略科学性不强、综合研究与分析能力欠缺、教师职业能力培养专业性不够、教师对新技术运用的理解和认知不足等问题，具有较强借鉴意义。

1 辩证看待《报告》，积极而审慎的采用新兴技术

信息时代和新媒体环境下，要辩证地理解和评价《报告》对基础教育领域的影响和价值，在充分肯定《报告》对新兴技术的预测具备较强前瞻性、较高命中率和可信度的同时，不应盲信和照搬《报告》，将其作为未来我国基础教育技术发展的风向标。结合我国基础教育技术进展实况，对《报告》中提及的发展较为成熟在一年内可能被广泛采用的技术，或者未来2-3年可能采用和推广的技术，建议在借鉴国外先进经验的基础上逐步稳妥实施。

第一，《报告》提及的创客空间旨在吸引全年龄段学生，通过利用3D打印、3D建模、机器人技术等新兴技术，将学习者吸引到实验、迭代等创造性活动中来，调动主观能动性培育其创新素养。

第二，对于学习分析技术，则需要教师和学生，特别是教师具备一定的数据工具使用和分析技能，包括数据素养、计算思维和编码能力等，通过数据挖掘深度解析学习者真实需求，促进个性化学习。

这两项新兴教育技术极大可能得以迅速发展，有利推动学校和教师在教学方法上的变革，进而促进我国基础教育的发展，建议有条件的学校和教育机构对此展开学术研究和实践应用；而对《报告》中未来采纳度较低的新兴技术，如虚拟现实技术，特别是未来4-5年内可能采纳的新兴技术，应持审慎态度，建议有关教育机构先行小范围试点，在具备一定实践经验并收获一定成效后有选择地扩大试点推广技术，有效降低和规避学校因大范围盲目跟风可能造成的教育风险[15]。

2 反思重塑教师角色，促进教师职业发展

在我国教育信息化进程中，教师职业的可持续发展一直是教育界持续关注的重点议题。白晓晶等在调研中发现，我国教师实践能力方面存在缺乏新技术的应用能力、缺乏相应的政策制度支持和家长支持、缺乏学习培训机会、自身理念转换和实践动力等不足。如何反思和重塑自身教学角色定位和促进教师职业的可持续发展，以应对不断加快的教育信息化进程，建议从以下几点入手

第一，是反思和重塑教师角色，克服自身惰性，转变教学理念。学校应鼓励教师积极利用丰富的在线工具和课程资源，开展基于新兴教育技术的教学实验，推动STEAM学习运动，构建智能化教学环境。

第二，是学校应将数字素养问题纳入学校的整体规划中，制定相关机制框架评估教师能力，确定其待增长领域后，制定针对性战略以提高其数字媒介素养实践能力。在此过程中，需要师生合作推动教与学创新，使教师拥有开展教育技术实践的指导和支持能力。具体可以参考爱丁堡大学设计“数字知识的23件事”课程，包括数字安全、Twitter、增强和虚拟现实、在线游戏和学习工具等，师生可以随时参与，将自己的博客链接到课程网站，分享他们的学习过程。

第三，是注重更新教师和家长群体的固有观念和刻板印象，充分利用QQ、微博、微信等微平台，创建和发展家校联系群、年级组讨论群、教师专题交流群、互动研修群等多元化社群团体，提供专题推送服务，维系和凝固家长和教师、家长和学校、教师和教师、教师和学校之间的纽带关系[16]。

3积极探索自适应学习技术

5种外来相思具有良好的生态适应性、萌芽力强、生长迅速，可望成为我国热带和亚热带地区的主要造林树种；又因其枝叶茂密、叶色翠绿、叶形奇特、花色淡黄等特征，盛花时远看翠绿间点缀金黄，相映成趣。可孤植、对植或丛植，作为庭院、行道、园林等的观赏、遮荫及绿化。5种外来相思花期较长且重叠交错，可群植或混植于森林公园、游憩区、风景区等人流较为密集的活动场所，从而可以延长花期长度，给游人一种视觉美。

在我国，学习分析和自适应学习技术也逐渐得到各大教育机构的关注和重视，有些教育机构已经开展跨机构研究合作。如北京师范大学和拉里奥哈国际大学联合开展项目PERFORM，开发自适应学习软件，并根据学习者数据提供个性化建议。由于研究起步晚，技术应用存在对网络学习者情感支持的研究有待突破、自适应学习技术实践应用少等问题，建议从以下三点开展工作：首先，是清除自适应学习技术应用的障碍，有效采用新技术。在此过程中，教育机构需要注重技术采用所需时间、成本、专业知识或技能，从技术开发者和使用者两个角度制定细化方案并逐步推行；第二，技术采用中需注重深度发展，解决在线学习者的情感缺失问题，提高其学习效率。在此过程中要注重兼顾学生隐私，切勿引起反效果；第三，是秉持个性化目标，为学习者提供更精准、更智能的个性化学习服务[17]。

4 推动移动学习应用

目前国内移动学习研究和实践正逐步展开，如南通大学开设为期两周的摄影技术移动学习课程，利用微信鼓励学生探讨及解决问题。移动学习的发展仍然受到经济、技术、政策环境等因素的制约，存在移动学习资源匮乏等问题，建议从以下三点改进：

第一，整合移动技术纳入课程体系，充分运用ipad、智能手机等自带设备，基于微信公众平台、学习APP等平台，创建丰富的移动学习内容。英国联合信息系统委员会提供大量有关移动学习的指南，包括教学体系调查、案例研究和正在开展的高教移动项目实例及技术注意事项。

第二，提高学习者移动学习体验，推进移动学习技术在自我调节学习、合作学习等多种学习情景中的应用。移动学习受技术因素制约，其广泛应用很大程度取决于学习者对移动技术和相关教育APP的熟悉度和满意度，提升移动学习APP的性能成为提高其移动学习体验的关键。如英国密德萨斯大学组织学生使用ipad访问“真实的躯体肌肉和骨骼”3D应用程序，学生反响学习的趣味性和学习效果显著。

第三，制定一套行之有效的移动学习评价方法，使移动学习效果拥有可测评的标准，提高教育机构对移动学习的接纳度，促进“互联网+”下高等教育的发展[18]。

5 积极探索物联网技术

6 促进人工智能技术应用

智能化浪潮下，人工智能在高等教育领域的应用越来越广泛，如智能导师辅助个性化教与学、教育机器人等智能助手、实时跟踪与反馈的智能测评、教育数据的挖掘与智能化分析、学习分析与学习者数字肖像等。机器学习正在加速促进职业生活和非正式学习。目前国内机器人技术正日趋成熟，更为复杂的人工智能技术研究中正在进一步开展。如中国科学院植物研究所与微软亚洲研究院合作开发智能花卉识别系统，使用智能手机拍照来快速识别植物,为本所教学和科研提供技术支持。人工智能技术能有效驱动个性化学习和效率，存在人工智能人才缺失、应用少等问题，建议从以下四点推进：

第一，建立一支高水平的人工智能研究和教学团队，加大对教育人工智能的研究力度。具体可整合校内计算机等相关专业人才和引进校外人工智能高水准人才，从OpenAI和谷歌TensorFlow提供的开源代码和开放数值计算软件库开始，不断发展人工智能技术，有效提升技术采用的可能性和应用力度。

第二，将人工智能相关课程纳入学生课程体系，在此过程中，要注重专业与非专业学生的区别化教学，培养人工智能专业人才的同时，使非专业学生掌握应用人工智能工具的方法。如清华大学在课程大纲中增加了未来机器人及智能化交通等数个跨学科辅修课，提高学生的人工智能素养。也可定期举办人工智能类竞赛如全国大学生机器人大赛，鼓励学生创新。

第三，推动人工智能技术走进课堂，建立基于人工智能的智慧教与学环境，建立全面准确的学习者模型，提供针对性教与学服务，有效提高教学效能。如突尼斯苏塞国家工程师学院的研究员正在研究一个人工智能辅导系统,用来识别在偏远和虚拟实验室从事科学实验的学生的面部表情。

第四，加强校企合作，与人工智能企业建立密切的伙伴关系，为学生提供研究和实践的机会。如美国麻省理工学院媒体实验室“终身幼儿园”项目小组与乐高公司联合开发可编程的乐高智能玩具，以帮助孩子们学会在数字时代怎样进行设计活动[20]。

结语

新兴技术的飞速发展推动着高等教育的变革与发展，《报告》阐述了基础教育未来几年采用新技术的趋势、采用新技术过程中所面临的挑战和阻碍和新技术应用的重要发展，将对基础教育的发展、变革和创新产生深远影响。当前，基础教育事业发展中面临着各类技术创新挑战，基础教育机构需从新技术的“近期采用技术”、“中期采用技术”和“远期采用技术”着手，积极应对挑战，积极而审慎对待新兴技术，优化技术应用方案，科学规划，寻找实现转型突破的有效途径，从提升基础教育的战略规划与分析能力、推进我国基础教育新媒体技术应用、加强基础教育发展三方面逐步稳妥推进，促进我国基础教育事业健康有序发展。

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