近來，新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并逐漸被運(yùn)用到教育領(lǐng)域?！斑@些新興技術(shù)將給教育帶來持續(xù)和深遠(yuǎn)的影響。其對于課堂的影響已初見端倪，正在深刻影響并改變新一代學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，逐步開始扭轉(zhuǎn)以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)形式，并成為有望打破課堂單一教學(xué)形態(tài)的利器?！北本煼洞髮W(xué)教授黃榮懷近日對記者說。

　　智能機(jī)器人將成為未來學(xué)習(xí)伙伴

　　“智能機(jī)器人高水平的數(shù)字化和智能化程度，使其在學(xué)習(xí)中可同時(shí)具備益智學(xué)習(xí)工具、情境建設(shè)者、學(xué)習(xí)伙伴三個(gè)不同角色。”黃榮懷認(rèn)為，智能機(jī)器人作為益智學(xué)習(xí)工具正逐漸成為“做中學(xué)”學(xué)習(xí)模式的主題和項(xiàng)目，并在世界各國都有極大發(fā)展。

　　據(jù)北京師范大學(xué)副教授張進(jìn)寶介紹，日本是機(jī)器人教育大國，其近期開發(fā)的一款以機(jī)器人和投影設(shè)備為主的R-learning系統(tǒng)，主要用于協(xié)作兒童在故事場景中的設(shè)計(jì)和渲染，學(xué)生通過在繪制的故事場景中操控機(jī)器人來完成預(yù)設(shè)角色的行為，從而培養(yǎng)他們的合作力、想象力及創(chuàng)造力。

　　3D打印將顛覆學(xué)生實(shí)踐范式

　　黃榮懷介紹說，3D打印是一種利用三維數(shù)字形式對空間構(gòu)造的物理或虛擬實(shí)體對象進(jìn)行快速成型的技術(shù)。3D打印對于教學(xué)和學(xué)習(xí)的重要價(jià)值體現(xiàn)在能夠?qū)⑻囟ㄎ锢砑疤摂M事物更加真實(shí)地加以呈現(xiàn)，使學(xué)生獲得深刻的感知體驗(yàn)。3D打印機(jī)可以將抽象的空間構(gòu)思轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸?shí)的、立體的彩色模型，某些難以理解的空間概念和構(gòu)造因被引入到“現(xiàn)實(shí)”世界中而變得更加具體、直觀。3D打印技術(shù)為學(xué)習(xí)者開辟了嶄新的學(xué)習(xí)空間，學(xué)習(xí)者通過設(shè)計(jì)、制作、展示等多種角色進(jìn)入到該學(xué)習(xí)空間中，親歷學(xué)習(xí)過程的趣味性和生動性。同時(shí)，通過親身體驗(yàn)、親自參與，學(xué)生的思維能力、設(shè)計(jì)能力和動手能力都得到了全面協(xié)調(diào)的發(fā)展和提高。

　　他告訴記者，目前，一些國家和組織已經(jīng)開始探索3D打印在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用。英國教育部開展了一項(xiàng)為期一年的試驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目以21個(gè)學(xué)校為試驗(yàn)點(diǎn)，將3D打印技術(shù)系統(tǒng)地應(yīng)用于數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程和設(shè)計(jì)等課程中，探索3D打印的教學(xué)應(yīng)用，推動教學(xué)創(chuàng)新?！坝行┙處熢跉v史課堂上使用3D打印的歷史古跡和文物模型，模擬還原部分歷史事件、人物或場景，使學(xué)生在課堂上就能像在博物館里一樣，‘觸摸’到真實(shí)的歷史?！秉S榮懷說。

　　創(chuàng)客運(yùn)動夯實(shí)技術(shù)課程“做中學(xué)”教學(xué)模式

　　“開源硬件與創(chuàng)客運(yùn)動是近年來風(fēng)行全球的一項(xiàng)影響深遠(yuǎn)的科技文化現(xiàn)象，被認(rèn)為是制造業(yè)創(chuàng)新及第三次工業(yè)變革的重要推手，3D打印技術(shù)的發(fā)展及迅速普及就是其直接產(chǎn)物?！秉S榮懷說，目前，教育應(yīng)用正是許多創(chuàng)客空間、創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)和開源硬件開發(fā)者所關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

　　張進(jìn)寶表示，開源硬件顯著降低了高級硬件產(chǎn)品開發(fā)成本和復(fù)雜程度，使沒有或極少技術(shù)背景的普通師生也能輕松從事作品原型創(chuàng)作或產(chǎn)品開發(fā)，為所有學(xué)生發(fā)揮想象力、進(jìn)行各種水平創(chuàng)新活動提供前所未有的前景。以Arduino為代表的開源硬件已在學(xué)校的科學(xué)創(chuàng)新活動中占有一席之地。樹莓派(Raspberry Pi)是繼Arduino后在教育領(lǐng)域獲得成功的另一種開源硬件，越來越多的學(xué)校將其用于教學(xué)，實(shí)施課堂“做中學(xué)”教學(xué)模式。

　　據(jù)悉，從2012年起，樹莓派基金會協(xié)同英國劍橋大學(xué)和英國計(jì)算機(jī)協(xié)會(BCS)等機(jī)構(gòu)，通過開展各種活動和研討會等形式，為中小學(xué)培訓(xùn)了數(shù)千名熟悉樹莓派的各學(xué)科骨干教師，為樹莓派深度支持教學(xué)活動奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2013年12月，IBM非洲研究院實(shí)施的“推動改善非洲教育質(zhì)量項(xiàng)目”，將樹莓派、傳感器和編程實(shí)踐(使用Python和Scratch)整合到現(xiàn)有中學(xué)地理教材中，學(xué)生在教學(xué)過程中邊做邊學(xué)，以此評估技術(shù)的有效性。研究結(jié)果表明，這些新技術(shù)的使用充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維等。

　　“為推動創(chuàng)客運(yùn)動及開源硬件更深度融合教學(xué)，很多具有國際影響的公司不遺余力地在大學(xué)，甚至中學(xué)免費(fèi)提供開源硬件，鼓勵學(xué)生開展創(chuàng)新活動。比如Intel公司于2013年推出了Galileo開發(fā)板，并在全球遴選1000所學(xué)校免費(fèi)提供?！秉S榮懷說。

體感技術(shù)將帶給“數(shù)字土著”學(xué)習(xí)新體驗(yàn)

　　體感技術(shù)與自然語言交互是繼鍵盤+鼠標(biāo)、多點(diǎn)觸控之后獲得廣泛應(yīng)用的第三大類操作方式，體感技術(shù)使人們無需借助復(fù)雜的控制設(shè)備，直接使用肢體動作與數(shù)字設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行互動，并根據(jù)人的動作來完成各種指令，就像為計(jì)算機(jī)配備了一雙精準(zhǔn)有效的“眼睛”。

　　“體感技術(shù)不但是一種創(chuàng)新的操控方式，還擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析功能?！秉S榮懷說，可以預(yù)期，未來的體感交互將體現(xiàn)為可穿戴設(shè)備的形式，成為“數(shù)字土著”一代身上的必備學(xué)習(xí)品，為用戶帶來更刺激、更具現(xiàn)場感的愉悅學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

　　據(jù)張進(jìn)寶介紹，微軟公司開發(fā)的Kinect是目前一種典型的體感技術(shù)，在Xbox系列游戲機(jī)上作為首選控制工具，被認(rèn)為是當(dāng)前用戶體驗(yàn)最佳的交互工具。在教育領(lǐng)域中，Kinect體感技術(shù)可以通過特定的軟件連接至投影儀，從而可以將計(jì)算機(jī)上的任何操作界面信息投影至屏幕上，以達(dá)到支持手勢及觸控等操作。德國的一所大學(xué)使用這種設(shè)備，將網(wǎng)站直接投影至墻面上，學(xué)生可以像在iPad上一樣使用手勢進(jìn)行操作、瀏覽。隨著人們對體感技術(shù)優(yōu)勢日益深入的了解，其在教育領(lǐng)域的一些特定方面(如體育鍛煉、幼兒教育和特殊教育等)可能成為一種趨勢。

　　移動衛(wèi)星車助力經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)信息化課堂

　　教學(xué)點(diǎn)(也稱為不完全小學(xué))是一種為學(xué)生提供小學(xué)教育的場所。由于經(jīng)濟(jì)落后、地理位置偏遠(yuǎn)等原因，依托教學(xué)點(diǎn)開展教學(xué)廣泛存在于世界各地，特別是在非洲、南美和亞洲的部分經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)國家或地區(qū)。由于師資力量十分匱乏，教學(xué)點(diǎn)通常只招收部分年級的學(xué)生，也難以開齊所在國家的規(guī)定課程。教學(xué)點(diǎn)的教師通常一個(gè)人負(fù)責(zé)一個(gè)年級或整個(gè)學(xué)校所有學(xué)科的教學(xué)。

　　據(jù)黃榮懷介紹，為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，世界各國均嘗試使用信息技術(shù)來提升教學(xué)質(zhì)量。在一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的教學(xué)點(diǎn)，除教學(xué)光盤播放、衛(wèi)星接收和網(wǎng)絡(luò)傳輸這三種常見的資源共享方式外，利用“移動衛(wèi)星車”構(gòu)建信息化課堂成為提供優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)支持平臺的一種新方式，從而形成了新的課堂形態(tài)?！鞍突固故莾和W(xué)率和成人文盲率最高的國家之一，國內(nèi)教育發(fā)展水平較低，偏遠(yuǎn)地區(qū)教育十分落后。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，2012年7月以來，受英國國際發(fā)展部資助，巴基斯坦教育部發(fā)起了‘移動衛(wèi)星車’項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在共享優(yōu)質(zhì)教育資源，提升經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)教學(xué)點(diǎn)的教學(xué)質(zhì)量?！彼f。