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1、機器人將成為未來學習伙伴
目前在發達國家和部分發展中國家，智能機器人的研究成為熱點。機器人已成為輔助學生學習科學知識、培養實踐能力的重要工具。智能機器人具有革新的技術，高水平的數字化和智能化程度。在學習中同時具備益智學習工具、情境建設者、學習伙伴三個角色。作為機器人教育大國的日本近期開發的一款以機器人和投影設備為主的R-learning系統，主要用於協作兒童在故事場景中的設計和渲染，學生通過在繪制的故事場景中操控機器人來完成預設角色的行為，從而培養他們的合作力、想像力及創造力。
【案例】日本學者利用機器人作為協作學習伙伴
2013年，東京北九州大學、東京大學等四家科研機構的學者設計了職業發展學習中利用機器人作為學習伙伴的實驗。教師通過遠程控制機器人來協調開展學習討論，學生與機器人互動的過程都可被記錄下來，並及時反饋給教師和學生，以供師生隨時調整協作學習活動的進展。研究表明：1.機器人主持職業生涯協作學習活動與教師主持同樣有效。2.機器人可以創建一個比真人主持時更易於合作的環境。
2、3D打印技術顛覆學生動手實踐
3D打印對於教學和學習的重要價值體現在：能夠更加真實地呈現特定事物，並讓學生獲得深刻的感知體驗。通過親身體驗、親自參與，學生的動手能力、設計能力和思維能力都得到了全面的提高。
【案例】美國羅徹斯特理工學院利用3D打印幫助學生完成“橋梁設計”
羅徹斯特理工學院（Rochester Institute of Technology）的教師在靜力學課教學中講授橋梁結構受力時，讓學生們在課程中設計橋梁，並計算橋梁的受力情況。1.學生運用軟件設計橋梁，將想法變成三維圖像。2.完成橋梁作品設計，老師現場連線橋梁設計專家，專家通過大屏幕對學生作品做出點評。3.運用計算機軟件對所設計的橋梁進行虛擬承重試驗。4.若因橋梁結構設計不合理導致橋梁跨塌，則小組學生共同討論，重新設計橋梁.5.並再次進行虛擬試驗。試驗成功後，各小組使用3D打印機打印出橋梁部件，拼裝成橋梁模型。
3、開源硬件夯實信息技術
“做中學”教學模式創客空間作為推動創客文化的一支主要力量，開展各類充滿親子氛圍的DIY工作坊或手工課。Intel推出與開源硬件平台Arduino兼容的Galileo開發板，許多大學也都在開展創客活動，幫助懷揣新鮮念頭並躍躍欲試的學生們把夢想變成現實。樹莓派作為開源硬件的一種，其在教育領域中的應用也受到越來越多的關注。開源硬件降低了硬件開發的成本和復雜程度。實現兼具“創造性”與“做中學”的教學模式。為信息技術課程和信息技術人才培養提供了新的機會。
【案例】IBM非洲研究院利用RaspberryPi改善非洲教育質量
2013年12月，IBM非洲研究院推動改善非洲教育質量項目——將樹莓派（RaspberryPi）、傳感器（sensor）和編程實踐（使用Python和Excel）整合到現存中學地理教材中，學生在教學過程中邊做邊學，以此評估技術的有效性。研究發現：1.技術的使用充分激發了學生的學習興趣。2.學生通過實體了解事物，加深了學生對所學知識的理解。3.課程與SCRUM方法交錯相結合培養了學生的批判性思維。
4、體感技術引發學習新體驗
體感技術讓人們無需借助任何控制設備，可以直接使用肢體動作與數字設備和環境互動，就像一雙精准有效的“眼睛”，幫助計算機去觀察這個世界，並根據人的動作來完成各種指令。體感技術，是繼鍵盤+鼠標、觸控屏之後最新的第三大類操作方式，能有針對性的給用戶帶來更酷、更實用的體驗。體感技術作為一種創新操控方式，擁有強大的數據監測和數據分析功能，應用的範圍也越來越廣。
【案例】Kinect技術的教育應用
目前已有的案例是微軟公司開發的Kinect技術。Kinect體感技術可以通過某些軟件連接至投影儀，從而可以將信息投影至任何界面，並支持觸控操作，用戶可以在任何界面上使用當前應用。
5、教育游戲正逐步改變學習觀念
教育游戲是一種含有教育目標的游戲，它通過游戲的方式，以計算機軟件的形式為學生營造一定的情境，通過引導、訓練、模擬等形式強化學習效果的一種方式。教育游戲通過創設融入教育目標的故事情境，引導學生在游戲中以探究和合作的方式完成游戲任務，不僅能幫助學生建構特定的學科知識，還能拓寬學生的知識層面、發展學生的合作能力、提高學生的社會責任感等。教育游戲除在課堂教學中的應用外，也已成為職業教育、企業培訓的一種重要手段和方式，眾多高等院校、專業機構和大型企業都致力於教育游戲的研究與設計。
【案例】美國學科學計劃“免疫攻擊”3D立體游戲
美國科學家聯盟推行的“學科學計劃”中有一款關於生物學習的“免疫攻擊”3D立體游戲，該游戲目前獲得了良好的效果，現已被全美14所高中采用，有大約1000個教師使用此游戲進行教學。“免疫攻擊”將娛樂性與教育性較好的結合起來。1.一方面利用信息技術使抽像的概念形像化，幫助了學生的學習。2.另一方面，游戲的競爭性與趣味性降低了學生學習生物的枯燥性，提高了學生學習的積極性與主動性。
6、虛擬世界中隱現“真實課堂”
SecondLife（第二人生）是由林登實驗室建立的互聯網上的三維虛擬世界，測試版於2003年5月發布。根據LindenLab公布的SecondLife歷史成就統計，截至到2013年已經擁有3600萬注冊用戶，累計在線時間相當於21萬7266年。平均每月有超過40萬新用戶加入，而月均活躍用戶數量則有100萬。用戶通過注冊成為SecondLife的居民，居民可以定制自己的虛擬化身(性別、相貌、身高、膚色等)，虛擬化身可以像現實世界中一樣進行漫游、交流、購物、學習等，其最大特點就是為用戶提供一個平台和工具讓人們在這裡盡情發揮自己的創造力。在語言教學中，SecondLife最大的優勢是可以為學習者之間的交互提供與情境相關的空間，它具有的高仿真性和沉浸性，使學習者在進行語言交流時能感受到極強的沉浸性和臨場感。
【案例】英國開放大學在SecondLife中進行教學工作
英國開放大學從2006年就開始在SecondLife中進行教學工作。2009年，開放大學購買了它的另外一座島嶼——OpenLifeVillage。開放大學創造了一個真正與課堂平行的身臨其境的三維環境，環境中有與真實環境對應的建築物，樹木和街道。SecondLife帶給教學的優勢：1.不管師生身在何處，都可以進行實時交互，完成學習任務，參與集體活動。2.教師在虛擬世界裡可以與學生進行“面對面”的交流與輔導，並及時接收來自學生的反饋信息，並且快速、高效地對學生的問題做出回應。
7、移動衛星車助力經濟欠發達地區構建信息化課堂
由於師資力量十分匱乏，教學點通常只招收部分年級的學生，也難以開齊所在國家的規定課程。教學點的教師通常一個人負責一個年級或整個學校所有學科的教學。為應對這一戰，世界各國均嘗試使用信息技術來提升教學質量。除教學光盤播放、衛星接收和網絡傳輸這三種常見的資源共享方式外，利用“移動衛星車”構建信息化課堂成為在經濟欠發達國家和地區的教學點提供優質學習資源和學習支持平台的一種新方式，從而形成了新的課堂形態。
【案例】巴基斯坦利用移動衛星車推送優質教育資源
巴基斯坦是兒童失學率和成人文盲率最高的國家之一。為應對這一挑戰，2012年7月以來，受英國國際發展部資助，巴基斯坦教育部發起了“移動衛星車”項目。該項目旨在共享優質教育資源，提升經濟欠發達地區教學點的教學質量。
截止到2013年12月，已有46所學校加入該項目，1500名小學生從中受益。項目第二期正在啟動，預計到2014年年底，將有1200所學校加入其中，涉及學科包括烏爾都語、英語、數學等學科。
8、雲計算環境促進學習與教學的協同
雲計算（Cloud Computing）以便於擴展、按需供給的方式讓用戶獲得所需服務和工具的服務模式。雲計算資源支持在線協作、文件存儲、虛擬化和靈活訪問。網的不斷擴大推動了雲計算在教育領域中的廣泛應用，越來越多的學校已將雲計算視為存儲、備份、軟件服務等解決方案。隨著教育信息化基礎設施的不斷完善，雲計算技術在教育領域中的重要性日益凸顯，例如雲盤的應用、資源的同步、在線平台的協同學習等等，由此，雲計算在現代課堂教學中的角色將變得日益重要。
【案例】印度Binus中心利用OfficeWebApps同步編輯小組文檔
Binus中心，位於印度尼西亞雅加達市，致力於培養學生的高水平人力資源技能。2012年，該中心啟動了Binus中心教育合作伙伴計劃（Binus Center Education Partnerprogram，BCEP），覆蓋幼兒園、小學、初級和高級中學。1.教師布置學習任務後，鼓勵學生以小組形式開展學習交流。學生利用Office Web Apps創建在線小組，共享想法和觀點，共同編輯小組文檔。2.任務最後，每組學生將作品與其他小組進行共享。教師引導小組學生進行互評。
9、社會性虛擬社區支撐大規模合作學習
近年來，隨著Facebook、Twitter、MySpace、Flickr和YouTube等社會性網絡工具的廣泛應用，BBS等傳統在線社區已經逐步被大型社會性虛擬社區所取代。這些大型社會性虛擬社區將世界各地的人群通過網絡組織到一起，因此，非常有易於開展大規模的跨國、跨地區的合作交流。大型社會性虛擬社區不僅實現了用戶從接受信息向創造信息的轉變，而且其良好的交互性及豐富的參與性，促進了社會性虛擬社區成員之間的溝通、交流。在Wikispace平台上，通過成立專家委員會開展地平線項目研究。同樣，這些大型社會性虛擬社區也為世界各地的學生開展合作學習創設了良好的平台。
【案例】歐盟eTwinning平台支持跨地區項目合作學習
歐盟構建的eTwinning平台是一個連結歐洲各國學校、教師、學生的大型社會性虛擬社區，學習者在eTwinning平台上可以與歐洲其他國家的學生開展項目合作學習。•學習者在項目合作學習的過程中可以利用eTwinning平台提供的項目管理工具查看項目進展日志（Project Diary），也可以通過“Project Card”尋求支持、建議等。•截至2014年3月5日，33個歐洲國家的118,811所學校已經在eTwinning平台上注冊，該平台現在有239,564位注冊用戶，當前有6047個正在開展的學習項目。
10、學習分析技術支持規模化教學形式變革
學習分析逐漸被運用於大規模的教育教學領域探索大數據的科學分析，以改善教師的教學方法、提升學生的學習積極性及學習質量等，進而幫助學校、教師有效調整課程、教學和評價系統。學習分析進入教育教學領域，可以對有關學生的大量數據進行分析，例如學生的作業完成情況、考試結果、在線互動情況、與教師及其他學生在線討論的情況等等，從而讓教師了解每個學生的學習需求及能力水平，以提供個性化的教學和學習方式。需要借助於相應的學習分析工具，例如Gephi、Socrato、SNAPP（Social Networks Adapting Pedagogical Practice）等。
【案例】美國LC學習分析評估系統在課堂中的應用
Learning Catalytics（簡稱LC）是由兩位哈佛教授和一位博士後在2011年開發的一種基於雲技術的學習分析評估系統，現正逐步推廣至美國教師的課堂教學之中。LC支持教師對學生學習結果的監控，提供實時反饋及對學生自動分組。•LC將采集到的有關數據存儲在雲端庫中，采用數據分析工具對數據進行分析。•課堂最後，LC能夠根據整堂課所采集並存儲的學生數據進行分析，生成學習報告曲線呈現給教師，教師通過查看學習曲線了解每個學生的學習情況，進而給予學生進一步反饋。
1、機器人將成為未來學習伙伴
目前在發達國家和部分發展中國家，智能機器人的研究成為熱點。機器人已成為輔助學生學習科學知識、培養實踐能力的重要工具。智能機器人具有革新的技術，高水平的數字化和智能化程度。在學習中同時具備益智學習工具、情境建設者、學習伙伴三個角色。作為機器人教育大國的日本近期開發的一款以機器人和投影設備為主的R-learning系統，主要用於協作兒童在故事場景中的設計和渲染，學生通過在繪制的故事場景中操控機器人來完成預設角色的行為，從而培養他們的合作力、想像力及創造力。
【案例】日本學者利用機器人作為協作學習伙伴
2013年，東京北九州大學、東京大學等四家科研機構的學者設計了職業發展學習中利用機器人作為學習伙伴的實驗。教師通過遠程控制機器人來協調開展學習討論，學生與機器人互動的過程都可被記錄下來，並及時反饋給教師和學生，以供師生隨時調整協作學習活動的進展。研究表明：1.機器人主持職業生涯協作學習活動與教師主持同樣有效。2.機器人可以創建一個比真人主持時更易於合作的環境。
2、3D打印技術顛覆學生動手實踐
3D打印對於教學和學習的重要價值體現在：能夠更加真實地呈現特定事物，並讓學生獲得深刻的感知體驗。通過親身體驗、親自參與，學生的動手能力、設計能力和思維能力都得到了全面的提高。
【案例】美國羅徹斯特理工學院利用3D打印幫助學生完成“橋梁設計”
羅徹斯特理工學院（Rochester Institute of Technology）的教師在靜力學課教學中講授橋梁結構受力時，讓學生們在課程中設計橋梁，並計算橋梁的受力情況。1.學生運用軟件設計橋梁，將想法變成三維圖像。2.完成橋梁作品設計，老師現場連線橋梁設計專家，專家通過大屏幕對學生作品做出點評。3.運用計算機軟件對所設計的橋梁進行虛擬承重試驗。4.若因橋梁結構設計不合理導致橋梁跨塌，則小組學生共同討論，重新設計橋梁.5.並再次進行虛擬試驗。試驗成功後，各小組使用3D打印機打印出橋梁部件，拼裝成橋梁模型。
3、開源硬件夯實信息技術
“做中學”教學模式創客空間作為推動創客文化的一支主要力量，開展各類充滿親子氛圍的DIY工作坊或手工課。Intel推出與開源硬件平台Arduino兼容的Galileo開發板，許多大學也都在開展創客活動，幫助懷揣新鮮念頭並躍躍欲試的學生們把夢想變成現實。樹莓派作為開源硬件的一種，其在教育領域中的應用也受到越來越多的關注。開源硬件降低了硬件開發的成本和復雜程度。實現兼具“創造性”與“做中學”的教學模式。為信息技術課程和信息技術人才培養提供了新的機會。
【案例】IBM非洲研究院利用RaspberryPi改善非洲教育質量
2013年12月，IBM非洲研究院推動改善非洲教育質量項目——將樹莓派（RaspberryPi）、傳感器（sensor）和編程實踐（使用Python和Excel）整合到現存中學地理教材中，學生在教學過程中邊做邊學，以此評估技術的有效性。研究發現：1.技術的使用充分激發了學生的學習興趣。2.學生通過實體了解事物，加深了學生對所學知識的理解。3.課程與SCRUM方法交錯相結合培養了學生的批判性思維。
4、體感技術引發學習新體驗
體感技術讓人們無需借助任何控制設備，可以直接使用肢體動作與數字設備和環境互動，就像一雙精准有效的“眼睛”，幫助計算機去觀察這個世界，並根據人的動作來完成各種指令。體感技術，是繼鍵盤+鼠標、觸控屏之後最新的第三大類操作方式，能有針對性的給用戶帶來更酷、更實用的體驗。體感技術作為一種創新操控方式，擁有強大的數據監測和數據分析功能，應用的範圍也越來越廣。
【案例】Kinect技術的教育應用
目前已有的案例是微軟公司開發的Kinect技術。Kinect體感技術可以通過某些軟件連接至投影儀，從而可以將信息投影至任何界面，並支持觸控操作，用戶可以在任何界面上使用當前應用。
5、教育游戲正逐步改變學習觀念
教育游戲是一種含有教育目標的游戲，它通過游戲的方式，以計算機軟件的形式為學生營造一定的情境，通過引導、訓練、模擬等形式強化學習效果的一種方式。教育游戲通過創設融入教育目標的故事情境，引導學生在游戲中以探究和合作的方式完成游戲任務，不僅能幫助學生建構特定的學科知識，還能拓寬學生的知識層面、發展學生的合作能力、提高學生的社會責任感等。教育游戲除在課堂教學中的應用外，也已成為職業教育、企業培訓的一種重要手段和方式，眾多高等院校、專業機構和大型企業都致力於教育游戲的研究與設計。
【案例】美國學科學計劃“免疫攻擊”3D立體游戲
美國科學家聯盟推行的“學科學計劃”中有一款關於生物學習的“免疫攻擊”3D立體游戲，該游戲目前獲得了良好的效果，現已被全美14所高中采用，有大約1000個教師使用此游戲進行教學。“免疫攻擊”將娛樂性與教育性較好的結合起來。1.一方面利用信息技術使抽像的概念形像化，幫助了學生的學習。2.另一方面，游戲的競爭性與趣味性降低了學生學習生物的枯燥性，提高了學生學習的積極性與主動性。
6、虛擬世界中隱現“真實課堂”
SecondLife（第二人生）是由林登實驗室建立的互聯網上的三維虛擬世界，測試版於2003年5月發布。根據LindenLab公布的SecondLife歷史成就統計，截至到2013年已經擁有3600萬注冊用戶，累計在線時間相當於21萬7266年。平均每月有超過40萬新用戶加入，而月均活躍用戶數量則有100萬。用戶通過注冊成為SecondLife的居民，居民可以定制自己的虛擬化身(性別、相貌、身高、膚色等)，虛擬化身可以像現實世界中一樣進行漫游、交流、購物、學習等，其最大特點就是為用戶提供一個平台和工具讓人們在這裡盡情發揮自己的創造力。在語言教學中，SecondLife最大的優勢是可以為學習者之間的交互提供與情境相關的空間，它具有的高仿真性和沉浸性，使學習者在進行語言交流時能感受到極強的沉浸性和臨場感。
【案例】英國開放大學在SecondLife中進行教學工作
英國開放大學從2006年就開始在SecondLife中進行教學工作。2009年，開放大學購買了它的另外一座島嶼——OpenLifeVillage。開放大學創造了一個真正與課堂平行的身臨其境的三維環境，環境中有與真實環境對應的建築物，樹木和街道。SecondLife帶給教學的優勢：1.不管師生身在何處，都可以進行實時交互，完成學習任務，參與集體活動。2.教師在虛擬世界裡可以與學生進行“面對面”的交流與輔導，並及時接收來自學生的反饋信息，並且快速、高效地對學生的問題做出回應。
7、移動衛星車助力經濟欠發達地區構建信息化課堂
由於師資力量十分匱乏，教學點通常只招收部分年級的學生，也難以開齊所在國家的規定課程。教學點的教師通常一個人負責一個年級或整個學校所有學科的教學。為應對這一戰，世界各國均嘗試使用信息技術來提升教學質量。除教學光盤播放、衛星接收和網絡傳輸這三種常見的資源共享方式外，利用“移動衛星車”構建信息化課堂成為在經濟欠發達國家和地區的教學點提供優質學習資源和學習支持平台的一種新方式，從而形成了新的課堂形態。
【案例】巴基斯坦利用移動衛星車推送優質教育資源
巴基斯坦是兒童失學率和成人文盲率最高的國家之一。為應對這一挑戰，2012年7月以來，受英國國際發展部資助，巴基斯坦教育部發起了“移動衛星車”項目。該項目旨在共享優質教育資源，提升經濟欠發達地區教學點的教學質量。
截止到2013年12月，已有46所學校加入該項目，1500名小學生從中受益。項目第二期正在啟動，預計到2014年年底，將有1200所學校加入其中，涉及學科包括烏爾都語、英語、數學等學科。
8、雲計算環境促進學習與教學的協同
雲計算（Cloud Computing）以便於擴展、按需供給的方式讓用戶獲得所需服務和工具的服務模式。雲計算資源支持在線協作、文件存儲、虛擬化和靈活訪問。網的不斷擴大推動了雲計算在教育領域中的廣泛應用，越來越多的學校已將雲計算視為存儲、備份、軟件服務等解決方案。隨著教育信息化基礎設施的不斷完善，雲計算技術在教育領域中的重要性日益凸顯，例如雲盤的應用、資源的同步、在線平台的協同學習等等，由此，雲計算在現代課堂教學中的角色將變得日益重要。
【案例】印度Binus中心利用OfficeWebApps同步編輯小組文檔
Binus中心，位於印度尼西亞雅加達市，致力於培養學生的高水平人力資源技能。2012年，該中心啟動了Binus中心教育合作伙伴計劃（Binus Center Education Partnerprogram，BCEP），覆蓋幼兒園、小學、初級和高級中學。1.教師布置學習任務後，鼓勵學生以小組形式開展學習交流。學生利用Office Web Apps創建在線小組，共享想法和觀點，共同編輯小組文檔。2.任務最後，每組學生將作品與其他小組進行共享。教師引導小組學生進行互評。
9、社會性虛擬社區支撐大規模合作學習
近年來，隨著Facebook、Twitter、MySpace、Flickr和YouTube等社會性網絡工具的廣泛應用，BBS等傳統在線社區已經逐步被大型社會性虛擬社區所取代。這些大型社會性虛擬社區將世界各地的人群通過網絡組織到一起，因此，非常有易於開展大規模的跨國、跨地區的合作交流。大型社會性虛擬社區不僅實現了用戶從接受信息向創造信息的轉變，而且其良好的交互性及豐富的參與性，促進了社會性虛擬社區成員之間的溝通、交流。在Wikispace平台上，通過成立專家委員會開展地平線項目研究。同樣，這些大型社會性虛擬社區也為世界各地的學生開展合作學習創設了良好的平台。
【案例】歐盟eTwinning平台支持跨地區項目合作學習
歐盟構建的eTwinning平台是一個連結歐洲各國學校、教師、學生的大型社會性虛擬社區，學習者在eTwinning平台上可以與歐洲其他國家的學生開展項目合作學習。•學習者在項目合作學習的過程中可以利用eTwinning平台提供的項目管理工具查看項目進展日志（Project Diary），也可以通過“Project Card”尋求支持、建議等。•截至2014年3月5日，33個歐洲國家的118,811所學校已經在eTwinning平台上注冊，該平台現在有239,564位注冊用戶，當前有6047個正在開展的學習項目。
10、學習分析技術支持規模化教學形式變革
學習分析逐漸被運用於大規模的教育教學領域探索大數據的科學分析，以改善教師的教學方法、提升學生的學習積極性及學習質量等，進而幫助學校、教師有效調整課程、教學和評價系統。學習分析進入教育教學領域，可以對有關學生的大量數據進行分析，例如學生的作業完成情況、考試結果、在線互動情況、與教師及其他學生在線討論的情況等等，從而讓教師了解每個學生的學習需求及能力水平，以提供個性化的教學和學習方式。需要借助於相應的學習分析工具，例如Gephi、Socrato、SNAPP（Social Networks Adapting Pedagogical Practice）等。
【案例】美國LC學習分析評估系統在課堂中的應用
Learning Catalytics（簡稱LC）是由兩位哈佛教授和一位博士後在2011年開發的一種基於雲技術的學習分析評估系統，現正逐步推廣至美國教師的課堂教學之中。LC支持教師對學生學習結果的監控，提供實時反饋及對學生自動分組。•LC將采集到的有關數據存儲在雲端庫中，采用數據分析工具對數據進行分析。•課堂最後，LC能夠根據整堂課所采集並存儲的學生數據進行分析，生成學習報告曲線呈現給教師，教師通過查看學習曲線了解每個學生的學習情況，進而給予學生進一步反饋。
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