未来教室未来教师未来教育信息技术与教育的融合变革

未来教室未来教师未来教育信息技术与教育的融合变革

1.ICT与教育创新

信息通信技术（information communication technology，简称ICT），是信息技术与通信技术相融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。

1.1 挑战与机遇

在教育与技术之间，我们更加关注技术，但是技术远远领先于教育，关键是教育跟不上技术的发展。21世纪的教育发展面临空前的挑战也面临前所未有的机遇，特别是国际化、信息化、知识经济、可持续发展等因素给高等教育带来巨大挑战。就国际化来说，2013年，我国出国读大学的学生签证数量已超过40万，向50万逼近，相比法国，其签证数在2013年增加了40%，从3万人增加到5万人。由此我们可以看到，我国高等教育正面临着巨大的挑战。

我们再谈谈信息化的挑战。信息技术的发展对教育具有革命性的影响，特别是国际化和信息化发生在同一时间段，它们相互作用，相互影响，人类创造知识的节奏和速度越来越快，使得我们进入了知识经济时代。图1来源于西门子咨询机构，从中我们看到，知识经济时代知识呈现爆炸增长态势（图1中直线所示），但是我们在正规教育中掌握的知识如图1底部曲线所示，造成我们所学的知识远远不能满足社会需要。在学校学习到的专业知识，很可能在两三年内就被淘汰了。同时，可持续发展已进入创新经济阶段，终身学习的时代已经来临，我们一生都处于正式与非正式学习环境中，而且即使在正规教育中，非正规学习也起到关键作用。在国际交流中我们了解到，美国一些大学的学生的非正规学习已经达到70%，正规学习仅占大学教育的30%。

随着第三次工业革命的到来，我们进入了一个全新的时代。2014年5月2日，我校周洪宇教授在《中国教育报》上发表了题为“扑面而来的第三次教育革命”的文章，他认为人类的教育分为三次变革：第一次是农业社会的变革，脱离了原始的个别教育进入个性化的农耕教育，即私塾教育。第二次是工业革命，这一时期包括两次革命，一次是蒸汽机革命，一次是电气化革命，人类社会开始进入规模式发展和标准化、流程化的制造过程，此时，教育也开始规模化和流程化。因为都是按照工业化流程进行的标准化教育，因此，培养的学生呈现出同质化特征，这种教育方式与当时的时代特征是吻合的。进入第三次工业革命之后，社会

进入了个性化生产、制造的时代，需要更多的创新型人才和个性化教育。个性化教育是一个轮回，是一个大规模的个性化教育。所以说，教育分为三次变革。但是，我们目前的教育处于时空错位状态，教育体系还处在工业化时代。规模化、批量化、标准化教育已经与我们的时代脱节，学校培养出来的学生就不是社会所需要的。另一方面，社会需要的人才学校却供给不了，这就造成了就业压力。第三次工业革命需要什么样的人才呢？我认为是适应第三次工业革命需要的高端创新型人才和高素质技能型人才。我们的教育体系和制度、教育方法、教育理念要适应这一变化，要实施个性化、定制化、差异化教学和分散合作的学习模式。此时，知识只是人才的一个方面，它只在指尖上，更重要的是人的素质和能力，应该通过知识这个载体培养4c的能力，它包括合作（cooperation）、交流（communication）、批判性的思维（critical thinking ability）、创新（creative ability）。我们是培养未来教师的学校，在教学远远落后于技术的形势下，怎样培养未来教师，成就未来教育？这既是我们的困惑，也是难得的机遇，高等教育面临着创新，教育信息化成为了研究热点。自2009年至今，有十余篇基于教育的ICT文章发表在science杂志上，从中我们可以看到教育的创新时代已经来临。这是千年等一回的时代。

1.2 ICT进展与教育创新

任何一门技术都有其发展成熟的规律，一般包括发现期、热点期、降温期以及成熟期四个时期。当前，物联网和大数据方兴未艾，尚未到达发展顶峰，而云技术已经向成熟期发展。新的技术还在不断涌现。教育与技术的结合滞后于技术的发展。

1.2.1 地平线报告

《新媒体联盟地平线报告》是从事ICT技术教育的人必看的报告，它是几百个研究机构通过网上工作的方式发布对教育产生影响的关键技术，包括短期、中期、长期影响。从2013版可以看出，mooc、平板电脑是近期主要影响因素，3d打印是未来4～5年可能对教育产生重大影响的技术。

1.2.2 云计算

以云计算为例，它是一种服务模式，现在已经进入成熟期。在2011年，云计算还处在起步阶段时，我们已将其写入《教育信息化十年发展规划（2011-2020

年）》，到今天，它已成为教育信息化领域革命性的平台。这个平台使信息化成本大大降低，使信息化应用门槛大大降低，使信息化的建设成本大大降低。教育云是无基础设施的信息化，而且使用门槛越来越低。关键是如何从教育云转换到云教育，教育云是建设问题，云教育是教育创新和变革问题，这是我们应该关注的。

1.2.3 大数据

大数据（big data）是指无法在可容忍的时间内用传统it技术和软硬件工具对其进行感知、获取、管理、处理和服务的数据集合。大数据一般具有4v特性：规模性（volume）、多样性（variety）、高速性（velocity）、真实性（veracity）。大数据是未来教育发展的基础，其发展接近热点阶段，离成熟期还有一段时间。大数据时代的到来将使我们的教育和研究方法产生革命性变化。智慧教育建设中将普遍采用信息数据采集与分析系统，并逐渐与管理信息系统和公共服务平台对接。大数据与学习行为分析结合，将会更多地引入教育的过程评价中。

1.2.4 物联网

物联网与智慧教育。大数据要从大量的传感器中获得。在美国的教育研究中，他们在教室里铺设大量光纤传感，记录师生行为。所以，我们说未来的教室会越来越智慧。

1.2.5 移动互联与泛在学习

目前，很多高校实现了无线网络全覆盖，建构了无处不在的学习环境。

1.2.6 3d打印与实践创新

3d打印在美国的基础教育和高等教育已经开始应用。例如：在罗彻斯特理工学院，教师讲授桥梁结构受力时，让学生在课程中设计桥梁，并计算桥梁的受力情况。学生通过3d打印机按比例打印设计的桥梁，并对桥梁的结构进行试验和测试(如图2所示)。通过这样的实践过程，学生的动手能力、设计能力和思维能力获得全面发展与提升。

1.3 国内与国外现状

现今，教育信息化成为世界各国关注的焦点，作为国家规划，政府部门纷纷出台了ICT规划：美国netp2010教育技术计划、加拿大的eduspecs计划、欧盟的数字化学习计划、日本的2010教育信息化指南、韩国的2011智能教育推