解析《地平線報告》：未來這7年，技術促進教學有6大關鍵方向！

在技術快速發展的背景之下，教育作為人類發展的基石正在產生深刻變革。

新媒體聯盟發布的年度《地平線報告》，就對教育信息化發展進行了很好的概括和預測。

今天青鹿教育為你帶來的文章，正是將《地平線報告》近五年來提出的技術趨勢作出對比，從延續性和準確性方面對所涉及的趨勢進行了分析。

通過文章，我們可以對教育領域技術應用的演進與趨勢一探端倪。

一、引言

「世間至強之力」（The Most Powerful Force inthe World）是凱文·凱利（2012）在《技術元素》一書中對技術的概括性評價。

從來沒有一個物種能夠像人類一樣藉助技術，如此巨大地改變其所處的環境。

人類在向外改變自然的同時，從未停止向內改變自我。

技術也就自然而然地成為了自我改變與提升的巨大動力。

2016年, Alpha Go與李世石的人機之戰讓人類再次開始深刻反思自身與技術的關係。

人們在對技術的發展欣喜之餘，困惑和不安也油然而生。

技術這一被造之物，顯現出了超越創造者的可能。

我們需要更為深入地思考人類能夠藉助技術獲得怎樣的發展，技術會在人類的自我改造之路上扮演怎樣的角色。

在技術推動之下，教育作為人類文化知識傳承與創新的基石，正在發生著迅速而全面的改變。

對技術的教育應用趨勢進行分析有助於撥開迷霧，指出人類藉助技術自我發展的方向。

新媒體聯盟發布的《地平線報告》經過十餘年的發展已經成為了國際教育信息化發展的風向標。

通過對《地平線報告（高等教育版） 》（以下簡稱《地平線報告》）歷年技術應用趨勢的分析，我們可以對教育領域技術應用的演進與趨勢一探端倪。

二、《地平線報告》5年趨勢概覽

《地平線報告》每年從7大類主題中選出6 種代表性技術來概括技術促進教育的重大趨勢。

這些主題包括消費者技術（ Consumer Technologies ）、數字化策略（ DigitalStrategies ）、使能技術（ Enabling Technologies ）、網際網路技術（ InternetTechnologies ）、學習技術（ Learning Technologies ）、社交媒體技術（ Social Media Technologies ）和可視化技術（Visualization Technologies ）。

各類主題從不同的角度基本涵蓋了能夠對教育產生推動作用的領域範疇。

筆者將這些主題進一步分為三個層次，即底層支持層、消費應用層和教學應用層（見圖1）。

其中，底層支持層是教育應用的技術基礎，包括已經較為成熟、在其他領域得到應用的基礎性技術（如物聯網、區塊鏈和3D列印等）和正在發展中、可能會出現重大創新突破的技術（如人工智慧、自然用戶介面等）。

底層支持層包括七類技術中的網際網路技術、可視化技術和使能技術。

消費應用層是貼近消費領域，並非針對教育專門設計，但在教育中能夠得到有效應用，且發揮巨大作用的技術（如無人機、機器人、可穿戴技術等）。

這一層次包括七大類別中的消費者技術和社交媒體技術。

教學應用層是直接應用在教與學過程中，能夠對教育教學起到直接幫助的技術和策略，具體包括學習技術類和數字化策略類。

這一層次包含直接用於教學的技術（如自適應學習、虛擬實驗室等），也包括教學應用的策略和模式（如自帶設備、翻轉課堂等）。

這六大趨勢依次劃分為短期（1年以內）、中期（2-3年）和長期（4-5年）趨勢。

如果按照時間維度將這些技術進行對比，可以呈現出耐人尋味的態勢。

近五年來(2013—2017)《地平線報告》中所指出的技術趨勢如表1所示（Johnson,L. et al．，2013；L·詹森 等，2014；L·詹森等，2015；L·詹森 等，2016；S·亞當斯貝克爾 等，2017）。

表1中的縱軸是《地平線報告》的發布年度。

橫軸是報告的技術發展預測年度。

作為趨勢預測，其準確性和延續性是重要的質量評價指標。

可以看出，《地平線報告》較為全面綜合地將近年來發展迅速，且對教育領域產生了重大影響的技術收入囊中，起到了較為理想的趨勢指向作用。

報告中涉及的各種技術狀況不一，曇花一現者有之，重複出現者有之，不斷演進者有之。

在報告中，重複出現的技術如表2所示。

可以看出，學習分析、自適應學習等技術是基本上按照預期不斷發展，從中長期趨勢進入短期趨勢；翻轉課堂、自帶設備等趨勢，短時間內形成引爆點，但實際發展略滯後於預期；3D列印、可穿戴技術、遊戲與遊戲化等為代表的技術則止步於中期趨勢，未能更進一步走入應用。

部分技術在趨勢預測中僅出現了一次，如表3所示。

這些只出現了一次的技術中，做為短期預測對象的MOOC、平板電腦等可以認為成功進入了現實應用，自然退出了預測序列；做為中長期預測對象的增強現實和虛擬現實、量化自我、虛擬助手、情感計算等都以新的形式出現在預測列表中，如自然用戶介面、自適應學習、人工智慧等。

從實際發展狀況看，《地平線報告》的預測總體上得到了現實應用的佐證。

以MOOC、翻轉課堂為代表的教學模式得到了迅速發展和普及。

3D列印技術並不足以支持豐富的應用，其延展創客空間藉助STEAM則以更為豐富的形式逐漸進入教學應用，然而其與教學的深度結合仍然在探索之中。

可穿戴技術和物聯網技術本身較為成熟，不僅在教育領域，在普通消費領域也被連年預測為大熱門，但實際應用卻不溫不火。

情感計算、機器人技術長遠看來可以對教育產生巨大影響，但用於實踐仍需底層技術突破。

從2016年開始，科技發展似乎形成了「分水嶺」，大數據、虛擬現實、人工智慧產生了空前發展，這與《地平線報告》的預測基本相符，預示著重大教育變革將在5年左右的時間內發生。

從近5年的預測內容看，《地平線報告》中涉及的各種技術基本上都沒有突然消失在預測序列中，而是體現出了較為一致的連續性。

總體而言，《地平線報告》對於短期爆發性技術能夠較好地預測其發展，能夠對技術應用的長期方向進行較為準確的預測。

從5年的預測情況看，對技術發展的歷程和速度預測還存在一定難度。

誠然，技術應用的進程受到諸多因素的影響，正如《地平線報告》中另外一個重要章節中所指出的，技術在教育領域的應用面臨各種挑戰，包括信息素養、教師水平、機構政策和市場需求等諸多方面。

技術應用自身的不確定性為預測帶來了很大難度。

預測者並沒有神奇的水晶球，而是要根據技術與教育發展的當前狀況，對未來做最理性的判斷。

從這一角度而言，《地平線報告》的準確性和延續性均體現出了很高的水準。

三、《地平線報告》的技術趨勢脈絡分析

《地平線報告》展示出了技術在教育領域中的應用和發展之路。

其中，可以發現6條清晰而互相影響的線索。

這些線索預示著從2013到2024年技術促進教學的6個關鍵方向。

1. 在線教學：MOOC與翻轉課堂

2012年以來，技術對於教育產生了眾多推動，其一就是對傳統課程教學模式的衝擊。

儘管自身存在著諸多局限，MOOCs仍產生了全球性影響，讓技術對教育教學的強大改造力量深入人心。

翻轉課堂則代表了在新技術條件下的教學法創新，眾多教師和學生開始利用新技術改造自己教與學的過程。

學生的學習動機得以更好地激發，開始更多地從個體角度思考並規劃自己的學習，教師開始更多地關注學生的個性化需求的滿足與自主學習能力的培養（繆靜敏，汪瓊，2015 ）。

2. 移動應用：平板電腦、自帶設備與移動學習

2013年《地平線報告》預測平板電腦將在一年內廣為流行。

同年9月，紐約時報刊發了「No Child Left Untableted」一文，對美國當時以iPAD為代表的教育技術應用趨勢進行了反思（Rotella，C.，2013）。

平板電腦帶來的豐富資源、觸控交互和個性化學習等方面的便利，使人們看到了它在教育教學中的各種可能。

自帶設備的興起是對資源支持下的個性化教學的進一步肯定，鼓勵師生在教與學的過程中個性化地利用自己的信息設備獲取教學資源，實現教學交互，達到優化教學效果的目的。

藉助自帶設備，學生可以更好地成為信息的生產者，而非信息的消費者（李盧一，鄭燕林，2012）。

技術也藉此更為深入地融入了學生的生活。

2017年，移動學習這個略顯「陳舊」的技術成為了地平線預測的短期應用趨勢。

深入閱讀報告內容可以發現，眾多證據表明移動學習已經成為了全球範圍的重要學習方式。

經歷了作為設備的平板電腦，作為策略的自帶設備，移動學習獲得了廣泛的應用與肯定，成為了廣為接受的學習技術。

3. 教育大數據：學習分析、量化自我與下一代學習管理系統

大數據在教育教學中的應用是近5年來《地平線報告》所體現出的重要主題。

作為教育數據應用重要領域之一的學習分析，3次進入《地平線報告》，形成了從長期到近期清晰的發展路徑。

從發展趨勢來看，學習分析技術進一步延伸出了自適應學習和下一代學習管理系統，預示著大數據將進一步深入影響教育教學。

在教育領域中，大數據已經在多方面引起了研究者和實踐者的關注。

無論是從研究範式、技術應用，還是實踐案例都在快速發展之中。

教育大數據正在成為教育領域不可忽視的新型驅動力，在適應性教學支持、教育規律發現和教育管理決策中發揮重要作用（孫洪濤，鄭勤華，2016）。

4. 智能技術：虛擬助手、情感計算與人工智慧

智能技術的發展是地平線趨勢預測的另一個重要組成部分。

從2014年的虛擬助手開始，《地平線報告》開始逐步將技術的教育智能性列入發展趨勢。

從情感計算到人工智慧，這一趨勢不斷清晰化和具體化。

在通用領域，人工智慧技術在2016年迎來突破。

教育人工智慧（Educational ArtificialIntelligence）也在美國《國家人工智慧研發戰略》等重要文件中出現。

教育人工智慧是人工智慧與學習科學結合而成的交叉領域，包括知識表示、機器學習、自然語言處理、智能帶來、情感計算等關鍵技術（閆志明等，2017）。

近年來以深度學習為代表的各種新技術的湧現已經為人工智慧在教育領域的應用奠定了良好基礎。

《地平線報告》首次將人工智慧納入預測，並給出了一個略長的實現過程（4-5年），預示了對人工智慧的強烈關注和謹慎樂觀。

5. 工程創新：3D列印、創客空間、物聯網和機器人

從3D列印到創客空間顯現了基於「硬」技術的創造力培養趨向。

這一趨向圍繞硬體技術，將體驗教育、探究學習、項目學習法、創新教育、DIY理念有機結合（祝智庭，孫妍妍，2015；鄭燕林，2015），融合著創意、設計和工程。

機器人作為近年來的技術熱點，整合了硬體製造、數據採集和智能處理的最新成果。

教育機器人已經開始作為一種整合教育載體，在科技教育中大放異彩。

無論是3D列印、創客空間還是機器人，其教育應用都可以在STEAM教育中找到所處的位置。

作為科學、技術、工程、藝術和數學的整合，STEAM教育代表了基於技術的教育整合理念。

在第三次工業革命的大背景下，社會對人才培養提出了更高的創新能力的要求。

這一要求很難被傳統教育模式所滿足。

STEAM教育代表了基於新興技術，跨領域跨學科開展學習與實踐的整合路徑。

各項技術發展已經做好了基礎準備，然而與教育教學的深層次整合還需要不斷地深入研究與探索。

這也在一定程度上說明了在《地平線報告》中這條發展線索里的各種技術為何均止步於中期趨勢。

6. 交互技術：增強現實、虛擬現實和自然用戶介面

2016年被稱為「虛擬現實元年」。

中國工信部2016年發布的《虛擬現實產業白皮書》顯示虛擬現實市場規模在2016年達到56.6億元。

虛擬現實技術在最近兩年內走出了實驗室，在應用領域中掀起了發展高潮（周明全，2016）。

Facebook、Google、阿里、騰訊等科技企業在虛擬現實方面大力投入，大量設備和應用應運而生。

虛擬現實在沉浸性和交互性方面的突出優勢，為教育教學帶來了前所未有的契機，在觀察性學習、操作性學習、社會性學習和研究性學習中具有廣闊的應用前景。

儘管虛擬現實在產品技術、教育應用和學習體驗方面仍存在諸多局限（高媛等，2016），但在不久的將來，增強現實和虛擬現實將成為重要的交互途徑，實現更高水平的交互體驗。

虛擬現實技術發展過程中，使用者與技術的交互方式也將不斷實現去工程化，向著自然化方向不斷發展，最終催生自然用戶交互介面。

這一變革會讓信息技術如電力技術一般消失在人們的視線之外，從而更深層次地融入大眾生活之中。

在《地平線報告》揭示的各條技術應用發展線索中，各種技術的相互影響清晰可見。

例如，大數據、智能技術以及物聯網等技術之間存在彼此推動的關係。

眾所周知，人工智慧的新一輪突破，來自大數據這一計算「能源」的出現。

數據推動著算法不斷演進，最終讓AlphaGo和Master橫掃人類圍棋選手。

機器人的發展不但需要3D、創客的發展，更需要人工智慧帶來的「智慧」。

自然交互介面除了要通過虛擬現實創造惟妙惟肖的環境，還需要捕捉各種動態數據，通過智能算法進行快速計算。

這些相互影響表明，技術並非單線發展，而是在組合結構中跳躍式發展。

各種組合結構的形成則是教育與技術共同作用的結果。

四、共生與演進：技術與教育發展趨勢展望

技術發展史本身也是人類發展史。

技術在教育中不斷深入融合應用的過程，也是教育跟隨時代發展的歷程。

技術在教育中的應用發展趨勢體現著教育和技術從交匯到交融，從相互適應到共生髮展的態勢。

技術發展來源於對現象的馴化（布萊恩·阿瑟，2014）。

技術催生的現象被觀察、改進、再設計，最終成為新一代技術發展的基礎。

這種馴化過程並非單一技術過程，而是技術與應用領域共同發展的過程。

技術具有生物屬性，與所處應用環境的相互作用決定了技術的進化方向。

技術發展歷程中體現出的各種相互影響，在很大程度上是應用發展的結果。

新技術新工具的出現，不但為原有教育體系中教育目標的實現提供了新的支持。

同時也改變了教育本身的既有模式，使其發展到一個新的階段。

技術和教育之間存在著一種共生關係，共同孕育了新型的教育與新型的技術。

一方面，新技術為教育提供了新的支持，新的交互方式；另一方面，教育也隨著技術發展不斷產生著變化，從改善教學的角度提出了新的要求。

這些要求又將進一步推動相關技術的發展。

技術和教育的相互作用推動著更大規模創新的形成。

以可汗學院（Khan Academy）為例，可汗學院始於在線視頻技術支持下學習。

在單向視頻學習的基礎上，教學對技術提出了新的要求。

在視頻中加入了新的交互功能，如小測驗、簡答等。

交互功能的增加帶來了數據收集的可能，驅使著教師對數據進行分析。

教師對於學生數據的收集和分析，提出了模型構建的要求。

可汗學院最終演變成了基於視頻學習的自適應學習系統。

藉助此類系統翻轉課堂教學模式得到更好的實現並快速推廣，間接推動了MOOCs的全球發展。

MOOCs所帶來的廣泛教學參與產生了真正意義的海量教學數據，為學習分析和教育大數據研究奠定了基礎。

在數據分析技術與研究不斷發展的影響下，自適應學習日益成為各類學習平台的必備功能，推動著新一代學習管理系統的創生。

這種相互促進把教學實踐和新技術有機結合，為教育的發展提供了新的途徑。

《地平線報告》所展現的技術與模式創新，無一不是這一動態過程的產物。

在技術發展之樹上，教育技術這一重要分支的發展過程體現了教育對技術的選擇性。

在通用技術的基礎上，教育領域中的技術發展承載著教育的目標和方向。

儘管技術對教育的影響是革命性的，但仍然能夠看出教育對技術的強大導向作用。

例如，當大數據技術開始快速發展時，量化自我在2014年被《地平線報告》預測為長期目標。

然而量化自我並未完成從長期目標轉化為中短期目標的歷程，而是跟隨教育的需求不斷轉變為了學習分析和自適應學習系統，向著因材施教這個傳承千年的教育目標邁進著。

筆者認為，未來技術在教育領域的發展雖然深受通用技術發展的影響並有多條線索並存，但仍有兩個非常鮮明的方向，即自然與智能。

自然方向代表著技術中介在感知層面的弱化甚至消失，人們可以通過語音、動作等自然方式與技術製品交互，或者經由技術製品與他人交互。

智能層面代表著技術製品的智慧水平不斷提升，接近甚至超過人類水平。

自然與智能代表著教育對技術的終極需求，將不斷引領著教育領域的技術發展。

技術與教育之間的演進關係，對從教育的視角研究技術提出了更為迫切的要求。

技術的初創往往獨立於教育。

新技術應用於教育存在諸多局限，甚至可能對教育產生干擾。

為了有效讓技術服務於教育教學，首先需要發現技術正向作用於教育教學的現象，並通過模式設計將這些現象馴化；之後不斷對技術進行改進，使其更好地服務於教學；進而根據技術所提供的新條件繼續探尋教育教學的改進之道，最終實現技術與教學的共生演化。

這一過程正是技術與教育不斷深度融合的過程。

《地平線報告》正是這種過程的觀察者和預言者。

藉助研究《地平線報告》，廣大教育領域和技術領域的研究者與實踐者可以更為有效地推動這一演進歷程。

作者簡介：孫洪濤，博士，中央民族大學現代教育技術部高級工程師。

研究方向：教育大數據與學習分析、教師專業發展、信息化教學環境設計。

轉載自：《開放學習研究》2017年第2期，文章略有刪節。