2012地平线报告：值得关注的六项技术

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2012地平线报告：值得关注的六项技术

未来一年甚至更短的时间内：移动设备应用程序（Mobile Apps）；平板电脑应用（Tablet Computing）
未来2~3年：基于游戏的学习（Game-based Learning）；学习分析（learning Analytics）
未来4~5年：基于手势的计算（Gesture-based computing）；物联网（Internet of Things）
2012年2月13日，《2012地平线报告》新鲜出炉，报告了未来三个不同时间阶段中，六项值得关注的新兴技术。
这已是新媒体联盟（New Media Consortium，NMC）自2004年以来连续第九年推出《地平线报告》，主要针对高等教育领域，提出未来一到五年中可能会被广泛应用，并对教育发展起到重要影响作用的六项技术。
地平线报告从来都不是一种预测工具，更确切地说，他强调了我们关注的教学、学习和创造性研究等领域具有重大潜能的新兴技术。如今，这六项技术中的每一项，都已经成为全球很多大学以及创新性机构关注的焦点。
一年前发布的《2011地平线报告》，提出的六项技术分别是：电子书（Electronic Books），移动设备（Mobiles）；增强现实（Augmented Reality），基于游戏的学习（Game-based Learning）；基于手势的计算（Gesture-based Computing），学习分析（Learning Analytics）。
不难发现，去年提出的六项技术中，有三项今年依然出现：基于游戏的学习，学习分析，基于手势的计算。
去年排在第一位的电子书已经“下榜”，而与之相关的是，这一年来，我们已经注意到，像韩国、日本等国家已经在大力推进电子教材的运用，中国也已有所行动。
在《2010地平线报告》中首次提出，在去年排在第三位的“增强现实”这一项也已不再出现。今天，我们已不可否认，“增强现实”这种将虚拟信息应用到真实世界的技术已经渗透到社会生活的各个方面。
《2011地平线报告》中排第二位的“移动设备”，今年有了一个明显的变化，那就是从关注硬件设备转为更关注如何通过移动设备更好地运用各种强大的软件程序应用。“移动应用程序”和“平板电脑应用”，强调的都是“应用”。
另外有一项是今年首次提到：物联网。这看起来是个新名词，但是其应用并不是遥不可及。报告中介绍的物联网技术的一种——射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），上海图书馆自2011年起已开始应用它来进行方便的图书管理。目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。物联网将会成为未来技的发展重点。
NO.1 移动应用程序
就像近年来在音像、出版和零售业发生的巨大转型一样，软件应用也正发生巨大的变革。专业化移动应用程序的发展就是其特征。“苹果软件商店”在2008年7月正式向人们开放，同年10月，谷歌的网上应用程序商店投入市场，从那时起，简单实用的移动应用程序以其突飞猛进之势进入了人们生活的方方面面，影响了更多的人。
Google总裁在去年的世界移动通信大会上曾说，现今每诞生一个婴儿就会有30部安卓智能手机被生产出来，到2016年世界平均每人携带的移动设备将达到7种。智能手机、ipad以及一对一电脑等移动设备正被越来越多的人所熟知与使用。随着带有网络功能的移动设备越来越多，支持无线联通的网络设备日新月异发展，网页内容的灵活性快速提高，个人上网方式也产生了巨大改变。移动应用程序作为网络内容和社会化入口的连接方式，已成为应用在各种移动智能设备上的主要表现方式。
在过去的三四年，运用在苹果、安卓系统等智能移动手机上的移动应用程序的发展在很大程度上改变了手机设备的传统上网体验，曾经集成在一个浏览器中的任务现在被分散在了许多不同的专业化、最佳化的应用程序上。这些应用程序或免费，或以极便宜的价格出售，而且任何人都可以成为某种应用程序的开发者。在苹果公司开发的“苹果商店”（苹果公司通过免费或收费形式专门提供各类应用程序的网络商店）里，一款受欢迎的应用程序在短时间内甚至能有上百万的使用者下载，很显然，这种强大的下载量会带动更多相关移动程序的创新以及商店内其他程序的受关注度。目前出现的移动应用程序功能越来越多且越来越强大，使人们能随时随地方便快捷的掌握信息资源和联通人际交往。
在教育领域，从课堂教学、高校管理、课程开发到网络教育，分门别类的应用程序已被开发出来。作为支持教与学的新兴技术，移动应用正以前所未有的速度越来越深刻的影响高等教育的各个方面。一些高校甚至向还没有移动设备的学生提供其移动设备，通过委托定制服务于学生群体的应用程序。早在2009年，美国爱柏林基督大学给所有在校学生发放了一台苹果手机或者ipod播放器，并给全校所有教师提供了怎样利用这些移动设备和相关教学的移动应用程序的培训与技术支持。而且，该大学现在利用应用程序与移动设备所建设的室外课程已经发展的非常好。如今，越来越多的大学在建设“移动学习”的道路上越走越广阔。
如何影响高等教育教学与研究发展？
随着各种移动智能设备在全球变得越来越流行，并且成为越来越多的个人用户上网的首要选择，几乎所有的学生、教师以及职员都随身携带移动设备。各种社会以及教育类的移动应用程序被开发和利用。
高校和社会之间日益紧密的联系使得知识的分享更社会化。使用者通常只需要打开不同的应用程序，访问网上资讯、阅读并登陆社交网站、收发电子邮件、浏览和上传媒体等成了平常不过的事情，专业化应用程序的广泛应用使学习者可以依据自己的兴趣在不同的网络主题里分享自己的知识、研究与发现，慢慢的这些应用程序也逐渐成为一个不断扩大的知识信息库。便捷的使用方式也意味着，网络化的信息和应用与我们一直相伴，网络成为一种普遍存在的实体，只要有信号的地方就可以轻松获得想要的知识。
校内设施和管理的网络化使移动应用的巨大潜力被各高校更加充分利用，世界各地的教育机构都在投资建设支持移动介入的基础设施。移动设备比大部分电脑便宜，对基础设施支持的要求也更低，所有这些变化，都已经将移动设备推至很多校区技术发展计划的前沿。学校通过移动应用把学生学号与校内各项功能相连接，因此基本的校内信息查询、学生成绩管理、校内网站和新闻信息传播网络化到高校内部机构管理都可实现一体化。现今很多高校创建的“移动图书馆”，使学生通过一个简单的应用程序就可以进入专业化的学术网络，方便的获得需要的学术信息，而不需受限制于曾经的校内图书馆。
许多高校的学科研究中心正致力于把移动应用程序充分利用到学科综合应用与发展上来，应用程序和课程相结合，随着一门课的移动应用投入使用，学生在更方便学习到学科知识的同时，还可以通过应用程序内的论坛和网络社区和其他人分享观点并讨论，同时教师也能够通过这种移动应用作为学习工具的有效性的测量。而已经实现的第四代网络允许了各种移动设备发展的更快速度，专业化应用程序的越来越完善也使移动应用程序在教育领域的革新正以前所未有的速度发展下去。
案例链接：
²  弗吉尼亚大学开发了一个校园地图应用软件，学生们下载后，可以结合现实生活个性化自己的地图。这款应用中很多的功能对已毕业的校友也很有用，他们不仅可以观看到学校内体育赛事和其他活动的直播，还可以通过应用中的校友俱乐部与更多校友取得联系。
详见：http://www.willowtreeapps.com/apps/education/university-of-virginia/
²  斯坦福大学通过利用iphone和ipad把课程及其幻灯片通过应用程序呈现给教师和学生。这一应用创造了itunes历史上七周下载过百万的记录。
详见：http://news.stanford.edu/news/2011/november/itunes-apps-class-111511.html
²  普林斯顿大学开发了名为“iPrinceton”的免费应用，使用者通过使用它可以获得体育和学术新闻、浏览整个图书馆各学科学术资源的简要信息，同时还可以链接到校内其他媒体网页。
详见：http://mobile.princeton.edu/
NO.2 平板电脑应用
数字墨水和手写识别输入功能，以及强大的笔输入识别、语音识别、手势识别能力，同时平板电脑提供了更宽裕的空间来确保用户在很长一段时间内的舒适实用，平板电脑正被越来越多的个人和群体接纳。
在过去的一年里，平板电脑的发展已经成功的捕获了全世界教育及其他行业人员的注意力。以iPad为首的平板电脑在2011年的销量令人咋舌，ipad每月销量超过三百万台，三星和索尼平板系列电脑也紧随其后在这个快速增长的市场中占领了一席之地。
平板电脑在这个发展过程中并不仅只是普通的移动设备一种而出现了，它的功能与发展独具特色，这也是为什么它们能迅速被人们接纳的重要原因。不仅轻便灵活，平板电脑还集笔记本电脑、智能手机、无线携带其他移动设备所有功能为一体，里面成千上万的移动应用程序赋予使用者个性化的上网经历，广受消费者喜爱。现在的电子阅读、观看视频或者使用各色网络应用程序都是基于浏览器使用的，而平板电脑则提供了更宽裕的空间来确保用户在很长一段时间内的舒适使用。需要的时候随时连接网络，打开浏览器，网页的内容也因为平板电脑适合的屏幕大小达到了最佳的显示效果。
很明显，平板电脑是一枝独秀，有别于其他智能手机、电子阅读器或是掌上电脑等移动设备，它以其综合的优势越来越被人们接受。随着平板电脑技术的更新与发展，更大屏幕支持和更敏锐的手势识别能力使得它成为人们首选的移动上网工具，而且它方便携带，操作简单，通过它来共享资料、视频、图像等变得轻而易举，逐渐成为人们的理想之选。
如何影响高等教育教学与研究发展？
平板电脑几乎能使用于任何的学习环境，随着数以万计的教育类移动应用程序被开发出来，它也成为学校用于教学发展的一种新形式。这些应用程序囊括了教育的方方面面，这使得平板电脑在教育领域有了更广阔的发展，它正以前所未有的速度发展下去。在美国欧柏林学院，教师可以通过ipad来评估学生们在课程方面的潜力，并且提供无数个有助于自学、参考、训练、实地考察以及研究的应用程序在不同学科中的使用。
随着ipad和其他平板电脑的出现和流行，学校开始将平板电脑当成一对一解决方法的首选设备。室外教学无疑最好使用平板电脑，它的实时性使学生可以不用受限制于地点随时随地搜寻到知识和材料，这当然为教师的教学提供了更好的现场支持。比如，历史老师带学生进行实地考察时，通过运用平板电脑基于位置的数据搜寻和信息搜集帮助学生们可以更好的理解当地相关的历史信息，掌握更丰富的历史材料。
平板电脑也给学生课外活动提供了灵活性，学生在课后利用这种方式进行学习讨论合作完成学习项目，有效方便，也鼓励了他们之间的协作。斯坦福大学医学院向学生提供的ipad包含了课程学习材料以及互动性的艾滋病研究案例。学生们说，ipad减少了他们由于不同的课程而必须携带书籍的数量，而且这里面包含了许多包括视频和互动性图形在内不同形式的学习资料，使他们学习材料和来源更加丰富。作为同样是一对一电脑的平板电脑，正以其低成本、方便携带以及简单快速又多样的应用程序等特色，逐渐成为替代笔记本和台式机的新移动工具。
案例链接：
²  在德鲁大学的“华尔街学期”计划中，学生们通过学校提供的ipad和相关应用程序学习金融知识。学生们不再需要像以前那样带很多书，通过ipad就可以完成材料的搜索、财务报表和报告制作。
详见：http://www.drew.edu/news/2011/11/17/ipad-makes-wall-street-debut
²  通过与苹果公司的合作，津巴布韦政府正尝试把太阳能充电的ipad应用于非洲偏远地区的机构和大学，以此来这些高校机构因为无法获得持续的电力供给而没有足够的计算机设备的难题。
详见：
http://tabtimes.com/news/education/2011/10/27/zimbabwe-wants-take-solar-powered-ipads-rural-schools
²  最近瓦尔帕莱索大学工程学院的学生开发了一个全新的学院电子杂志应用程序，此程序把ipad上有关学院内学生的视频和照片组制成故事的形式，院内学生、老师或者校外感兴趣的人员都可以通过链接看到这些有趣的故事。
详见：http://www.valpo.edu/news/news.php?releaseId=4689
NO.3 基于游戏的学习
随着教育领域的不断扩大以及游戏设计人员不断探索新的方式，游戏在高等教育中将会变得越来越流行、有用。
早在2003年，詹姆斯吉姆就描述了游戏对学习认知能力发展的影响，那个时候游戏式学习已经取得了相当大的发展。从那时起，对这一领域感兴趣的研究者对游戏在教学中的潜在应用进行了大量开发，开发和研究人员对每一个基于游戏的学习领域进行了深入研究并开发出不同类别的游戏项目，包括以目标为导向的游戏、情景类游戏、提高团队合作能力的游戏以及一些简单易操作的游戏，游戏开始在教育领域广阔应用和发展。角色扮演、协作解决问题以及其他体验式学习的形式，通过基于游戏的学习这一方式普遍适用于跨学科课程中，研究者表明，这样的学习方式有助于学习者对学科内容的综合理解，而且游戏有助于提高学生的合作、解决问题、交流的能力，这些都是学习者在21世纪的竞争中必备的能力。
如何影响高等教育教学与研究发展？
为教育的目的而开发的游戏通常有学习目标明确，并且以提高受教育者的探索能力为导向的特点，因此能为学习者提供更多的学习机会，非常有效的提高学习者在整个团队和班级中的合作能力。这样的游戏多种多样，游戏内容中包括学习者能够一起完成的大的或小的目标，或者是一个有趣的背景故事。学习者在这些游戏中通常要付出大量的时间达成目标，抓住需要解决的问题，通过这样的方式，解决问题在游戏中就变成了很自然的一部分。
角色扮演和情景模拟等学习方式让学生在情境中学习，学生在这样的场景中基于自身的经验寻找线索并想方设法解决难题，会让学习者产生真实的生活体验。研究和经验表明，游戏可以非常有效的应用到许多学习情境中，游戏能够吸引学习者，这是其他工具和方法不能实现的。最近的一些大规模游戏，比如带有教育目的的游戏——“世界上没有石油”，通过写作描绘出全球发生石油危机32周后的社会场景图。在该游戏中，游戏者想想自己在十年后的样子，以及这个世界所面临的严峻政治、经济、自然环境的挑战，整个游戏的体验对于身在其中的游戏者来说都是一次深刻的经历。
基于游戏的学习在发展学生跨学科理解能力方面也有很强的适应性。这些游戏发生在大型多人在线的形式中，利用技巧来提高学生在研究、写作、合作、解决问题、公众演讲、领导、数字扫盲和媒体制造等方面的能力。他们为指导学生如何学习并掌握真正有用的课程内容提供了有效途径。学生可以通过这种方式的学习，自己为了解决问题而去发现知识并建构属于自己的知识框架，发展和提高认知能力。
案例链接：
²  约纽州首府奥尔巴尼的一所大学正在研发一个视频游戏，据称，这个游戏可以展现出人们在决策过程中的消极面，尤其是当游戏者接收到不完整信息或者面临压力的时候。
详见：http://www.albany.edu/news/19508.php?WT.svl=image
²  美国瑞德福大学的“GAMeS”实验室建立的目的就是为了设计运用在移动设备上的互动性游戏，并研究这些游戏对学生参与和学习产生的影响。该实验室正在和教师一起合作研发怎样将已有课程与游戏最好结合，并已为弗吉尼亚州以及很多乡村中学设计了多种可以运用到itouch 和ipad的此类游戏。
详见：http://gameslab.radford.edu/
²  美国专门针对7~12年级课堂教学的计算机模拟游戏系统开发中心“simschool”最近提供给教师飞行模拟等具有挑战性游戏，以此来培养教师在课堂中需要的某些技能。研究表明，此项训练能好提高教师的自我效能和集中控制感。
详见：http://www.simschool.org/
NO.4 学习分析
学习分析提供了一个方向，如果有效使用，并和当代学习实践的理论相结合，学习分析在提高教学、学习以及评价方面拥有巨大的潜力。
学习分析指的是一个大范围内数据的解释和分析，以评估学生的学习进展，并预测未来的表现，同时发现学生潜在的问题。这些数据从学生的明确行为搜集而来，例如完成作业和参加考试、网络社会互动、课外活动、论坛讨论以及其他不直接通过学生的教育进展评估活动等。学习分析的目标是使教师和学校为每个到学校接受教育的孩子根据他们不同程度的水平和需求提供不同的学习方式。
学习分析利用数据挖掘、数据揭示和数据建模的优势，来改善对教学和学习的理解，以及为个别学生量身定制更有效的个性化的教育。但是学习分析不是简单地聚焦在学生的表现上，他也可以用作评估课程、教学程序和教学机构。它可以有助于校园里现有的评估工作，帮助进行更深入的评估分析，也有可能被用作以更激励的方式改变教学。学生也可以自己利用学习分析，通过正是与非正式学习活动创造全面整合机会。
如何影响高等教育教学与研究发展？
高等教育的学习分析主要集中在识别困难学生，使学校引起对这些学生的重视，比避免学生在课程或者学习上的失败。但是学习分析的更大功能是让教师可以更精确的找出学生的学习需要并进行适当的教学指导，这不只是对个别学生表现的影响，而且是对教育者如何看待教学、学习和评估的影响。
除了应用在商业领域，目前越来越多的教育领域的学习分析工具被研发出来，有为了适应教育目的的，也有专门衔接现有教育的学习分析工具。比如澳大利亚龙岗大学研发的一个名为斯纳普（适应社会网络教学实践）的学习分析工具，是一个为学习管理系统扩大基本信息收集的工具。这些信息往往集中于学生在论坛上互动频率和时间，以此来分析学生的社会建构活动。也许学习分析一个最引人瞩目的方面是关注IT人员和教师间的合作，或者那些工作在计算机科学和其他领域的人员之间的合作。如果有效使用，学习分析在提高教学、学习以及评价方面拥有巨大的潜力。
案例链接：
²  印度艾丽达大学正运用多语言合作平台的发展来提高教学，促进学习者适应力。这个平台通过对学生报告和学习过程技巧的评估，更好的改进学生在他们需要掌握的学科领域的学习方法。
详见：http://go.nmc.org/rhymf
²  “CoreDogs”是一个课程学习综合能力创新平台。当学生们完成平台中的练习，马上就可以收到一个知识掌握程度的形成性评价，教师也可以运用此平台的数据了解学生的学习情况。
详见：http://coredogs.com/
²  明尼苏达大学运用一项网络电子成绩表和学校课程管理系统的数据相结合分析来帮助低成绩学生更精确评估自我学习成效。通过数据分析，学校也可提供更有效方式协助学生的考试、论文和研究项目学习。
详见：http://www.oit.umn.edu/prod/groups/oit/@pub/@oit/@web/@evaluationresearch/documents/article/oit_article_367439.pdf
NO.5 基于手势的计算
离开键盘、不用鼠标，通过手势的互动来操控计算机，这种开放、直接的运用方式给人们提供了前所未有的互动体验。基于手势输入的计算技术也正快速不断发展。
现在，基于手势的计算早已从虚拟走向真实的生活体验。通过手势的输入或演示去和移动设备的“交流”对我们来说似乎已司空见惯。Ipad、 iphone、 itouch以及其他触屏式播放器等移动设备除了支持键盘输入的同时对手势也会有反应。通过计算机来识别人的动作和手势的方式正在迅速发展之中，我们正在见证着建立在受人类动作控制发展的科技方式的转变。
如何影响高等教育教学与研究发展？
基于手势的计算具有强大的潜在教育价值，作为学生能够以一种新的方式交流观点和信息。使用在教学上，也能探索新的沟通方式来交流思想。而且，它还有潜力改革我们所熟知的学术交流方式。比如麻省理工椭圆实验室宣布了一项对接，学生能够通过手势与他们的ipad交互。其他研究人员也正在探索借助更多移动设备使用手势的方法充分利用在教学上。
基于手势的计算正在不断改变着我们与计算机的交流方式。在高等教育领域，所有的对基于手势计算的千里认识都将要实现跨学科合作，以及关于教学思想本质的传授，以促进教学、学习、交流的创新。虽然基于手势的计算的一个方向是试图重建或改善现有的做法，但是更多的它却是朝着一个更加吸引人的方向的革新。在学习背景下超越已知的复制，以便创造交互、表达和身体活动的完全崭新模式。
案例链接：
²  名为“超现实”的知名欧洲公司创造了一个软件，使用者可以通过手势和身体的移动操控计算机程序、游戏和其他移动应用程序。该软件目前已在电脑和移动设备上投入使用。
详见：http://www.news10.net/life/entertainment/game-guys/story.aspx?storyid=127197&catid=99
²  德国亚琛工业大学的媒介研发团体正在开发一种名为“Mudpad”的局部激活反馈程序，此程序通过固定的接触界面来控制计算机，这种方式使计算机能更敏锐的感觉到微小接触。
详见：http://go.nmc.org/xjtek
²  美国德克萨斯A&M大学研发的一个多口接触，红外线传感器系统，用户只要在红外线感知区域内，可以用手、眉毛、胳膊、头、或其他任何物体,如钢笔,来操控计算机。

详见：http://ecologylab.net/research/zerotouch/index.html
NO.6 物联网
物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。
顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网是指把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用。
如何影响高等教育教学与研究发展？
物联网强调物品的关联，是通过各种信息传感设备将现实世界中各种物件互为联通而形成的网络，其中所有物品都有数字化、网络化标识，方便识别、管理与共享。物联网在建构智能化教学环境、丰富实验教学、辅助教学管理、拓展课外活动方面都起到了越来越重要的作用。
利用物联网建立泛的学习环境。通过利用智能标签识别需要学习的对象，同时根据学生的学习行为记录，调整学习内容。这是对传统课堂和虚拟实验的拓展，在空间和交互环节上，通过实地考察和实践，增强学生的体验。例如生物课的实践性教学中需要学生识别校园内的各种植物，可以为每类植物粘贴带有二维码的标签，学生在室外寻找到这些植物后，除了可以知道植物的名字，还可以用手机识别二维码从教学平台上获得相关植物的扩展内容。物联网的引入还可帮助实现实验室教学的数字化，网络化、智能化，实验室的每个物件都可以与虚拟学习环境进行粘合，因此可以及时的捕捉、分析师生的教育学的需求信息，进行积极响应的调整，为师生提供智能化教学环境与教学资源。
物联网还可以用于学校考勤管理、图书馆管理、学校教学仪器设备管理以及学校教育安全管理、拓展课外教学活动等方面。如将RFID用于图书管理，可通过RFID标签可方便地找到图书，并且可以在借阅图书的时候方便地获取图书信息而不用把书一本一本拿出来扫描。将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态，方便管理。物联网在创造智能化的教学和校园环境方面可以起到很大的作用。
虽然目前物联网的发展还面临很多的挑战，但是毫无疑问，物联网会带来相当的便利和巨大的市场。从长远来看，物联网应用前景相当广阔。作为新兴战略性产业的代表，物联网的出现将会促进教育信息化的进一步发展，带来更多的创新应用和服务，引起教学模式和管理模式的变革，最终将提升教育信息化水平，有利于教育质量的提高。
案例链接：
²  “Amarino”是由麻省理工大学开发的一个工具。它允许用户可以通过智能手机控制室内的灯光、检测物体的受暴露程度或房间内物体潜在的有害环境影响因素。
详见：http://www.amarino-toolkit.net/
²  纽约大学的IPT项目组提供给学生一门利用传感器作用给城市居民设计智能社区的课程，在这门课中学生不仅可以学习传感器系统的管理与运作，还可以通过此技术创造出自己的电子原型。
详见：http://www.idigi.com/blog/community/nyu-sensitive-buildings-class/?utm_source=twitter&utm_medium=social-media&utm_campaign=idigi
²  为了增强安全，奥塔哥博物馆安装了一台功能强大的“收音机”，通过它来追踪馆内所有物件。事先每一艺术品都被标签，再通过RFID射频识别器来追踪的方式实现。
详见：http://www.odt.co.nz/news/dunedin/143086/plans-made-radio-tracking-system

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移动互联技术支撑下的学习变革

——平板触控与无线互联下“云课堂”的创新设计与实践思考

深圳市南山实验学校
唐晓勇
刊发于《中小学信息技术教育》2012年第5期

前言

21世纪是一个高度信息化的时代，以网络为核心的新技术已触及到人类现实生活的每一个角落，人类社会因此正经历着一场意义深远的革命。随着移动互联技术和平板多点触控技术的发展与运用，人们的生活方式、学习方式、沟通方式发生了深度变革。

近年来，南山实验学校围绕课堂文化建设，以学校办学理念“教育就是播种爱”为引领，在传承的基础上，创新构建以移动互联技术和平板触控技术为核心的新技术学习环境，探索新技术条件下“云课堂”的教与学的新模式，促进教与学的变革，不断丰富和创新课堂文化内涵。

2010年9月，我们几乎与世界发达国家同步，在国内率先开展平板电脑的教学运用探索，学生通过手持智能化移动终端，在数字化学习环境中随时随地进行基于云端的“1对1”移动学习，取得了突破性的成果，积累了丰富的实践经验。

一、回顾与思考：顺应时代发展，用开放的视角面对新技术

回顾我校10多年教育信息化的探索历程，我们之所以能取得众多突破性的成果，这主要是我们研究人类发展必然趋势，用超前的教育思想与理念，进行数字化校园建设，用信息化引领学校现代化发展，改变师生的学习方式和教学方式，师生的学习理念、学习方法也随着时代的发展和需求不断变革。

随着技术的不断变革，师生教与学的理念也随之改变：

◇从“不会使用现代教育技术的老师不是合格的教师”，过渡到“计算机教师学科化，学科教师计算机化”。（90年后期）

◇当绝大部分的学校还在使用“粉笔+黑板”的教育教学方式时， 我们已经走到“现代教育技术与课程整合”，打破班级授课制带来的弊病；（2000年）

◇课堂教学与网络课程的有效结合（2001）

◇从网络主题探究式的教学到基于项目的远程协作学习。（2002）

◇从传统的教研到基于网络的主题教研、远程视频实时教研……（2003）

◇从传统的集体备课到远程网络协作备课（甘肃-山东-深圳）（2009）

◇从固定的PC联网学习到基于平板智能触控技术的移动学习。（2010）

◇平板触控与无线互联下多学科“云课堂”模式的创新设计与实践。（2011）

……

这一系列的变化是顺应了时代发展的需求，学生学习、教师教学的需求，学校整体发展的需求。随着信息技术的发展与应用，逐步形成具有南山实验学校特色的“数字文化”，运用新技术开展教学研究已成为师生的自然需求。

二、创新与实践：移动互联环境下“云课堂”的构建

以平板多点触控技术、无线互联技术和智能语音技术为代表的新技术，从有线到无线，从笨重到轻便、从固定到移动、从复杂到简单，使用方式更趋人本化。
无线互联环境下的平板触屏技术通过手指触摸方式，延伸了人的感官反应，让人机交互方式更人性化，师生的阅读方式、分享方式、教学方式和沟通方式都将产生前所未有的变化。同时，师生的互动方式、学习资源的获取方式，以及学习评价模式也将发生革命性的改变，师生开展随时随地的基于“云端”的移动学习成为可能。因此，我们需要构建新型的学习模式来迎接新时代的挑战，创生基于“云计算”的“云课堂”文化，培养学生面对未来的“21世纪技能”。
经过一年多的实践，我们取得了众多成果，为国内开展平板电脑教学运用提供了先期经验和理论基础，特别是在课程资源建设、新型课堂环境打造以及学科教学模式上进行了创新探索，形成了独特的“云课堂”文化，取得了突破性的成果。
（一）开发多样化的课程资源，为“云课堂”奠定基础
丰富的课程资源和高效的交互式学习平台是开展基于“云端”学习的基础。由于无线互联环境下的平板触屏技术对学习资源获取方式的改变，课程资源的开发也将随之改变。

我们首先对学校原有的交互式学习导入平台进行了全面改造，学校网络平台同时支持PC电脑与平板电脑的浏览与互动，并满足平板电脑对视频库和课例库的高清播放。我们根据师生需求开发基于IPAD阅读的电子书，目前学校数字图书馆已经积累了近两千册供师生自由下载阅读的数字图书。同时，我们根据学科学习的需要收集整理了80多个应用软件，并为师生列装相关的学习软件。目前，我们正着手开发语文、英语交互式电子教材，开展互动学习，创新阅读模式。

根据需求开发多样化的学科课程资源，是“云课堂”得以深化的物质基础。

（二）打造全新教学环境，建设“学习者中心”的“云课堂”

新技术支持下的“云课堂”探索需要全新的教学环境与之相适应。随着平板触控、无线互联和智能语音等新技术的出现，学习模式也讲随之改变，传统的多媒体教学环境建设标准已经满足不了新型学习模式的需求。

在实践中，我们大胆创新，根据教学需求把当前世界上最前沿的开放（微软）与封闭（苹果）的两大系统有效整合，建设当前国内最先进的教学环境。

传统教室里的教学资源的调用与演示，主要是老师通过键盘和鼠标操作完成。为了提高演示效果，提升学习效率，我们在教室中配备了WINDOWS8操作系统和多点触控显示器，让所有老师只需轻触屏幕既能完成所有操作，高效而简便，健康而环保。

我们充分考虑平板电脑具有集照相、摄像、录音、投影、视频图片播放、WIFI上网、无线打印、语音识别等功能于一身的特点。我们通过打造高速的无线网络环境，配备IPAD，满足教师移动板书、移动演示需求，师生角色发生转变，课堂中师生互动模式也发生了变革，师生之间通过点对点、点对面及时的沟通交流，分享学习成果，进行多样化的学习评价，学生的学习主体性得以体现。

全新教学环境的打造，彻底改变了传统多媒体网络环境下的学习和教学方式，使得构建“学习者为中心”的“云课堂”成为现实。

（三）优化课堂学习模式，构建学科“云课堂”文化

经过一年多的实践探索，我们在语文、数学、英语、科学、美术、音乐等学科学习模式方面做出了卓有成效的探索。如，游戏化的数学合作探究学习；参与体验式的英语互动式阅读；多样式的低年级绘本阅读与创作；海量的数字图书存储与人性化阅读分享；真实与虚拟完美结合的科学体验与探究；“1对1”的演奏、创作与分享的音乐学习模式；多点触控绘画与及时发表分享的美术学习模式等。

在语文学科教学探索中，我们在“语文读写实验”的基础上，创新提出语文学习要培养学生“听—说—读—写—绘”五项语文学习能力。我们充分发挥新技术的优势，运用平板电脑在低年级进行“阅读、写作、绘画同步协同发展”的探索，有效融合绘画与习作教学，顺应低龄儿童“图视化”、“可视化”的认知特点，丰富语文学习的内涵，创新语文学习模式。

同时，平板电脑还为师生提供了海量的支架式思维工具和学习工具，开展基于支架式工具的自主与合作相结合的学习，成为平板电脑支持教学的一大特点，它改变了师生的教与学的方式，构建出新的课堂环境，创生了“以学生为中心” 新型的“云课堂”文化。

三、问题与反思：任重而道远

经过近两年的“平板触控与无线互联技术”支持下的“云课堂”实践，有很多问题需要我们反思：教研部门的指导理念、一线教师和学校管理人员的观念与新技术发展和时代需求之间还有一定的落差，这可能是与其自身知识结构和“学科本位思想”等因素造成的；基于学科课程的系统性资源开发严重不足，而这单靠学校的力量是根本无法解决的；上级部门的装备标准严重滞后于时代发展，这也阻碍了平板电脑的运用研究……

以上是我们在进行“平板触控与无线互联下‘云课堂’文化建设”一些初步的实践与思考。回顾人类历史，技术始终伴随着人类发展，而每一次技术的革新，都会促进人类社会的转变，人类的学习方式、生活方式、生产方式、交往方式也随之而改变。这要求我们需要用发展的眼光，历史的视角，变革的思维，积极的心态看待技术对学习和生活所产生的巨大影响，这样才能顺应时代发展的需求。因此，面对新技术的运用虽然“路漫漫其修远兮”“我们也将上下而求索”。

教师之友网

易观国际助理总裁郎春晖：

网络改变了我们的思维和生活方式

在经济总量中新媒体占的量并不是很大。根据2009年的经济数据显示，互联网2009年的GDP总值实际上就是三、四百亿的水平。这么多家互联网企业，一共收入才三、四百亿，中国三大运营商去年一年的收入就已经达到8000多亿，是它的20倍。新媒体或者互联网在经济总量中占的比重相当少，但是为什么还有这么多人关注呢？从0-100亿交易额，eBay只用了6年时间，沃尔玛用了30年时间，中国网购去年3200亿，相当于7.5个沃尔玛。这是我5月5日在雅虎查的数据，耐克376亿，戴尔307亿，Google1610亿，APPLE已经达到2000多亿，去年APPLE突然超过Google，成为市值最高的公司。虽然互联网在整个网络经营中可能只是一个小小的沙粒，但是它的影响太大了，可以说是一种思维的改变和生活方式的改变。

    互联网的根本特征是开放性、去中心化和自上而下。将来80%的收入完全取决于长尾，曲线将来会变得越来越平缓。互联网是一种自下而上的思想，这种思想不光互联网存在，在全世界很多领域都存在。政治上，民主代替了专制，市场经济代替了计划经济。互联网的形态正好顺应了社会的发展趋势，所以它可以改变人们的生活。虽然它在经济体中所占比重非常小，只有千分之一或者万分之一，但在媒体上话语权却相当大。

    我觉得新媒体发展有四大趋势：一是三网融合将推动新媒体的创新发展；二是终端跨产业、跨网络、跨应用发展、融合；三是并购和合作将成为快速填补资源、提高竞争力的手段；四是移动互联网将独领风骚。

    未来的超级媒体帝国一定是基于网络的，跨媒体、跨受众、跨终端、跨渠道的超级媒体平台。刚才有位先生说到他比较害怕Google，原因是他也在做媒介平台，包括现在可能已经投了一亿五千万美金要做数字图书馆，在这种情况下很小的企业跟他打确实有问题。

    苹果运营模式的本质是建立了“端到端支撑控制架构”，实现了对平台的唯一控制权。必须经过iPhone或者iPad才能使用这些软件。网络时代不能做第一，只能做唯一。苹果为什么超过了如日中天的Google，因为它一直创新，用创新来创造价值。