2017地平線報告基礎教育版聚焦最有可能影響今後五年（2017—2021）技術規劃和決策制定的六項主要趨勢、可能阻礙新技術採用的六個關鍵挑戰、基礎教育應用的六項重要技術進展－創客空間、分析技術、人工智慧、機器人、虛擬現實、物聯網——即將在未來五年影響基礎教育的重要發展。

地平線系列報告對於我國基礎教育信息化發展尤其是推動技術在教育領域的應用具有重要參考價值。

（《2017地平線報告（基礎教育版）》由美國新媒體聯盟正式授權北京開放大學地平線報告項目組翻譯並發布。

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基礎教育的發展動向

對地平線報告的六大趨勢、六個挑戰和六項技術進行元分類，從六個方面反映出基礎教育的發展動向。

1.增加學習機會和便捷性。

人們希望能夠隨處學習和工作，不斷地獲取學習資料，彼此之間建立聯繫。

學校為教職員工、學生創建更多的學習方法和平台方面取得了很大進步，師生可以隨時隨地進行合作，提高了工作效率。

實時聯網設備的出現，為隨時隨地的學習提供了更大的靈活性，許多學校也相應升級了他們的IT基礎設施。

雖然移動和數字學習策略現在有了很大的發展，但是高速寬頻接入的不同情況，以及不同學生群體（社會經濟地位、性別等）之間的差距促使學校領導者不斷評估其學習內容和產品的成本、機會與質量。

2.激勵教學創新。

如果教育被視為推動全球經濟發展的工具，那麼它必須要像北極星一樣引領社會進入下一個大事件，照亮新的思想，以解決當前緊迫的挑戰，創造機會，塑造美好未來。

從這個意義上來說，基礎教育機構也可以成為培養發明和發展的孵化器，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：

畢業生不僅為上大學做好準備，還滿足了不斷發展的就業市場需求，而且重新定義和提高了他們即將進入的環境。

基礎教育中拓展創新的領域很多，推進創業思維文化和設計新形式的人工智慧只是其中兩個方面。

3.開展實景體驗學習。

無論是基於項目的學習、基於挑戰的學習，還是基於能力的學習，這些教學法上的發展趨勢為學生創造了更豐富、更具有實操性、更接近真實世界的體驗。

當學校把主動學習置於死記硬背之上時，學生們自身的作用也得到了重新認識。

學生曾經被認為只是知識學習的參與者和消費者，而創客文化在基礎教育中的應用使他們成為知識生態系統的積極貢獻者。

他們通過體驗、實踐和創造進行學習，以更具體和創造性的方式展示新獲得的技能。

學生不必等到畢業才去改變世界。

然而，要在傳統實踐所形成的空間和範式上創造這些機會，教育機構將持續面臨挑戰。

4.跟蹤和評估學業進展數據。

如果結果沒有經過仔細的測量和分析，也未能根據結果來調整教育教學，新方法或技術的推廣還有什麼意義？教育機構越來越擅長擷取程序化數據。

這一原則已被應用於跟蹤學生的成就、參與情況和行為，並利用這些數據為基礎教育機構各部門、各校園的決策提供信息。

這些信息還通過自適應學習工具促進更加個性化的學習體驗，分析需要改進的領域，並相應地為每個學生提供定製化內容。

隨著這種數據驅動的話題在基礎教育中激增，領導者必須考慮如何分析利用數據，以更全面的方式展現學生的成就，打破數據孤島，擁抱共享文化，同時堅持道德和隱私標準，是利用數據中最重要的原則。

5.促進教學專業化。

更多地強調親身實踐、技術增強的學習已經影響了校園生活的方方面面，而教學是其中的核心推動力。

隨著學生們能夠經常開展創新、疊代和協作，教師的角色已經發生了改變，從「講台上的聖人」轉換成了「身邊的嚮導」。

學生在解決複雜問題，探索新領域和獲得具體技能時需要相應的輔導和指導。

從以學生為主體的課堂討論深入到學習內容時，教師必須採用巧妙有效的方法來平衡以學生為中心的的教學模式。

學校有必要啟動相應項目對積極的教學實踐進行認可和大規模推廣。

此外，正如需要提高學生的數字素養，教師也必須在教育機構的支持下參與持續的專業發展。

6.普及數字化素養。

技術和數字工具已經變得無處不在，但是當它們沒有以有意義的方式被納入學習過程時，可能會起反作用。

高等教育和當代職場需要精通數字化技術的職工，他們可以很容易地將新出現的各類媒體和技術應用到工作中。

促進這種高級素養的一個主要因素是人們認識到僅僅了解如何使用設備或某些軟體是不夠的；教職工和學生必須能夠在工具和預期成果之間建立聯繫，以創新的方式利用技術，能夠根據各種不同環境使用合適的技術。

這項舉措必須由教育機構的各個部門協同開展與支持，因為數字化素養是貫穿教和學各個方面的主線。

在接下來的報告中，開始的前兩部分著重分析了驅動技術決策和規劃的關鍵趨勢，以及可能阻礙新技術採用的挑戰。

每一部分都明確討論了趨勢或挑戰對基礎教育組織的政策、領導力和實踐的影響。

將政策、領導力以及實踐這三個要素納入進來意味著將管理、願景和行動結合起來，從而促進積極的趨勢和克服緊迫的挑戰。

報告的第三部分重點介紹了消費者技術、數字化策略、使能技術、網際網路技術、學習技術、社交媒體技術和可視化技術的重大進展，這些技術將在未來五年內影響基礎教育。

驅動學校應用教育技術的重要趨勢

（一）遠期趨勢

未來五年乃至更長時間驅動基礎教育應用技術的關鍵要素。

1.推動創新文化

學校的創新日益關注以學習者為中心的教學範式，學生在模擬現實世界的環境中建立批判性思維能力。

STEAM（Science、Technology、Engineering、Art、Mathematics：科學、技術、工程、藝術、數學）的實踐發展催生了旨在推動學習者合作、創新能力發展的項目學習。

重視學校文化是這一長期趨勢的關鍵。

許多教育家認為，學校的使命必須幫助那些思維敏捷、善於協作的學習者健康成長，才能保持持續的創新。

學校領導者正以強有力的使命和願景作為學校發展的方向，從而轉變學校的文化、課程設置和運作方式，以支持學校的創新模式。

2.深度學習策略

深度學習方法旨在培養學生的批判性思維、解決問題、協作和自主學習能力。

教育範式從被動學習轉變為主動學習，才可以幫助學生髮展原創思想、提高信息保持能力、建立高階思維技能。

這些教學方法包括基於問題的學習、基於項目的學習、基於挑戰的學習和基於探究的學習，鼓勵創造性地解決問題並積極實施解決方案。

教師必須承認學生先前的經驗，幫助學生將知識整合和轉移到新的情境中，支持學生對自己的學習能力有充分的認識，獲得解決問題的信心。

（二）中期趨勢

未來3—5年內驅動基礎教育應用技術的關鍵要素。

1.注重學習測量

這一趨勢主要關注各種測評工具和方法的使用，教育者可以用來評估、測量和記錄學生的學業準備、學習進度、技能獲取和學業成就。

過分強調對學生成績的測評通常占用了大量教學時間，對教師和學生的精神造成不必要的壓力。

「學習分析」是基礎教育中測量學習進展的一項重要技術。

學習分析對學習者及其背景資料進行收集、分析和報告，學校通過學習分析來優化教育環境、改善學生學習。

此外，「基於能力的學習」提供了一種很有前景的替代終結性測評的方法，通過數字檔案袋和真實性評價，讓學生在現實世界的環境中執行任務或項目，來評估學生的學習狀況。

2.重構學習空間

有效的學習空間應具備移動、靈活、多樣化和相互連接的特點，因此桌子、中心台、線路要優於空間硬體的考慮。

此外，建築和空間規劃的創新理念正在影響新學校基礎設施的設計和施工，新設計重在節約能源，提升學習舒適度，從而大大改善學生學習。

新的學習空間與傳統教室不同，要以模塊化的排列組合代替傳統的一排排座椅，支持各種形式的學習。

這些新的學習空間必須從過去的產業模式轉變為以學生為中心的學習模式。

他們的設計應該更加支持協作學習、自主學習、主動學習以及探究和創造。

（三）近期趨勢

未來1-2年內驅動基礎教育應用技術的關鍵要素。

1.編程作為一項專業素養

許多教育工作者認為，編程可以幫助孩子了解計算機的工作原理，通過結構和邏輯來表達自己的想法，進行批判性地思考，在日益數字化的工作環境中取得成功。

計算機科學仍然是全球增長最快的行業之一，做好人力資源儲備是未來經濟發展的關鍵。

編程素養在所有行業中變得越來越必要，特別是在數據分析、市場營銷、網絡開發等領域更需要某種形式的編碼能力。

基礎水平的編程素養可以幫助學生建立可遷移的技能。

編程還能培養解決問題的能力、協作能力，甚至可以通過與遊戲、機器人和動畫的互動來培養學生的學習興趣。

2.STEAM學習興起

為了回應對STEM學習的重視，許多教育者主張將藝術、設計和人文科學整合到STEM課程中，這對理解力和創造力的構建至關重要。

這種理念促進了科學、技術、工程、藝術和數學（STEAM）項目的開展，其中A代表「藝術+」。

STEAM、多學科、交叉學科和跨學科等術語反映了將校內課程與現實世界環境整合的趨勢。

學生從一個全局視角開始，通過自己的調研探索和知識分享，設計問題的答案，創造性地提出解決問題的方法。

影響學校應用教育技術的重要挑戰

（一）可解決的挑戰

我們可以理解，且知道解決之道的挑戰。

1.怎樣開展實景體驗式學習

「實景體驗式學習」是指那些可以讓學生直接接觸到現實問題和真實工作場景的學習活動。

它可以為許多重要的教學策略提供有效支撐，並擁有巨大的潛力讓學習者融入那些可以獲取終身學習技能的學習環境。

越來越多的學校開始和眾多社區組織和機構合作，幫助學生在知識學習和實踐應用之間建立有效的橋樑。

通過與本地組織的積極合作，學習者可以體驗未來的社會，發展步入社會的基本技能。

通過「實習項目」、「基於社區的實踐項目」、「學徒項目」、「職業學校」等方法來應對和解決這一挑戰。

2.如何提升數字化素養

為了挖掘科技的生產力，以及順利地適應新知識、合作創建數字內容，學生必須深入理解數字化環境。

信息素養的重要元素就是如何尋找、獲取和使用數字內容的能力。

學校所要面臨的挑戰是如何為學生提供機會，讓他們創建自己的數字內容，這樣學生可以親自體驗並理解知識是如何產生和傳播的。

學生分析能力隨著概念化、組織化以及數據合成的需要而得到不斷強化，這些技能又能幫助學生處理更加複雜的社會問題。

由於培養學生的數字化素養跨越了學科和年級，學校需要全力以赴的嵌入到教學大綱中，這樣可以確保學生掌握適應瞬息萬變的信息世界的能力。

（二）有難度的挑戰

主要指那些我們可以理解，但還沒有找到解決方案的挑戰。

1.怎樣重構教師角色

現在教師需要更多的關注對學生學習造成重要影響的社會因素和情緒因素，給學生提供合適的指導，示範其如何成為負責任的全球公民，激勵和培養他們形成終生學習的習慣等。

這些與時俱進的期望，正在改變著教師自己的專業發展和繼續教育。

為了適應新角色，教師需要不斷研究學習方法，而學校必須建立機制來讓教師可以跟蹤相應的進展，並收集建設性的反饋意見。

教師在課堂上的創新證據可以納入相應的研究，而成功實踐又可以幫助其他同事來提升他們的課堂教學。

2.如何發展計算思維

計算思維是一項基本技能，這種能力可以表述為：「在理解和解決問題的過程中，運用技術來形成和驗證解決方案是否正確有效的能力」。

「計算思維」應該是閱讀、寫作、計算之外的另外一項需要熟練掌握的基本技能。

但是「計算思維基本處於起步階段，所以專家還是把它歸為有難度的挑戰。

因為在計算機科學領域之外，國際公認的定義現在還沒有建立起來，而且還缺乏把這樣的概念和各級各類的教育進行有效融合的成功案例。

這一挑戰的另外一面是教師還沒有準備好把「計算思維」融入到他們的教學中。

研究人員認為教師的職前教育需要增加更多的教學內容、教學方法以及教學策略來讓「計算思維」變得更具實效。

（三）嚴峻的挑戰

那些非常複雜、很難解決的挑戰。

1.怎樣彌合學業成績差距

「學業成績差距」是指，特定學生群體之間出現的學業績效的明顯差距，而這些「差距」是因為他們的地域、社會經濟地位、種族、民族、性別等引起的。

學生身處一個充滿偏見和消極影響的學習環境時，不僅會影響學業成績，而且還阻礙其潛能的發展。

教師的偏見在課堂上也會表現為不同的教學行為。

美國教育研究協會的研究發現，小學教師認為那些和男孩子取得一樣成績的女生，一定是她們比男孩更加努力，而且表現比男孩更好的情況下才有可能。

這樣的觀念就會影響女生對自身能力的認知，從而加大STEM領域職業的性別差距。

教育工作者和領導者應該更好地研究和理解哪些因素可以產生積極的影響，並且設計有效的教學指導和激勵策略來彌合這些差距。

2.如何在領導的變更中保持持續創新

「領導層對提升標準、改善教學和學習是最重要的影響力」。

領導的變更會導致很多「大有前途」的計劃失去驅動力。

學校如果想要實施新的教學方法，穩定性是取得長期成功的關鍵因素，尤其當外部因素比如資金和領導層發生變化的時候。

眾多證據顯示一位新校長需要至少5年時間來實現一個新的願景，實施新的政策和舉措從而在學生身上產生積極的影響，而管理團隊的穩定性直接影響創新舉措的穩定性。

學校必須開發一個成功的策略，來消除領導變更對創新項目所產生不良影響，或者通過採取一些防止項目停擺的措施來讓學生取得更大的成功。

進入主流應用的教育技術進展

（一）近期：1年以內

1.創客空間

「創客空間」是指為培養實踐操作能力和創造能力所營造的實際環境，一般會配有各種新興的技術。

基礎教育越來越關注培養和發展學生21世紀所需的技能，創客空間作為重要的橋樑，為學生搭建適應全球知識經濟發展的平台。

學校領導正在將「創造」（making）寫進課程表，以此鼓勵學生和老師把生活中的創意帶進來，並探索設計思維的方法。

創客空間也為學生在技術學科和形成創業思維方式方面提供接觸的機會，學習者通過創新的方式使用創客技術回應世界範圍內的緊迫問題。

2.機器人

機器人技術指的是對機器人的設計和應用——即能夠完成一系列活動的自動化機器。

為了應對未來的不確定性，應提前為學生做好職業規劃，基礎教育的教育工作者利用對機器人的研究來提升學生的批判性思維和計算思維，同時在STEM學科及其他領域培養學生的動手實踐能力。

機器人競賽為學習者提供了探索STEM挑戰的機會，並將他們的技能應用於全球重大問題的解決方案中。

教師還使用機器人加強課堂教學，提高學生的參與率。

同時，編程作為一種素養也將有助於機器人在基礎教育中獲得更多的關注。

學生利用課外實踐開展計算機編程

（二）中期：未來2—3年

1.分析技術

分析技術包括各種工具及應用程式，可將數據轉化為可執行的信息。

在過去的20年中，衡量學生的學習指標發生了很大的變化，過去以學期或季度成績、年級升學和畢業率等被動的、潛在的指標作為標準，而今已發展到滿足學生需求的交互式和實時性指標為標準，教師可以根據指標及時調整課程和教學法。

了解如何使用新的數據工具，開發分析技術，對推進教育環境中大數據的使用很有必要。

數據可以用來預測學生的成果，加強幹預或調整課程，甚至制定有利於促進學生成功的新方式或策略。

利用分析技術是實現最佳學習模式的關鍵。

圖：可視化的數據引擎